CN1633693A - 记录/再现设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在信息盘(1)上通过可在旋转信息盘上方移动的读出设备(23)记录信息或者从信息盘(1)再现信息的记录/再现设备，信息盘可围绕旋转轴旋转，该设备包括：至少在设备的操作期间至少大部分是闭合的外壳(2)；在外壳内部的盘驱动装置(7、9)，它包括围绕所述旋转轴旋转的驱动轴；适用于过滤存在于外壳内部的环境空气的气流(31)的空气过滤装置(29)，该气流在设备的操作期间流过旋转信息盘的信息表面，并且该空气过滤装置(29)以与信息表面平行间隔的关系放置在邻近该信息表面的地方；在外壳内部的罩(21)，用于包围放置在盘驱动装置上的信息盘的信息表面，并且配备有用于将被过滤的空气的进气口和用于已过滤的空气的排气口。为了在确保良好过滤效果的同时减少空气过滤装置的能量损耗，该空气过滤装置被固定安置在外壳内部并且延伸超过盘的信息表面，该气流沿轴向流动通过过滤装置并且是由旋转信息盘自然产生的抽吸作用所引起的，同时进气口、空气过滤装置和排气口的气流阻力呈现相互适应的气流阻力值，基本上防止了与从进气口通过空气过滤装置和罩并且从排气口出去的气流不同的任何从罩的外部通过罩并从排气口出去的气流。

Description

记录/再现设备

本发明涉及按照权利要求1的前序部分的用于在信息盘上记录信息/从信息盘再现信息的记录/再现设备。

在信息盘上数据存储的技术领域中，一般来说，一直存在着增加信息盘和数据介质上的数据密度以及增加数据传送速率的趋势。这些趋势的一个结果就是数据介质上的数据轨道的宽度正变得越来越小，并且信息盘的旋转速度增加了。存在于环境空气中以及附着在信息盘的信息表面上，和附着在读出设备(该读出设备用于在信息盘的信息表面上记录信息和从该信息盘的信息表面再现信息)上的污物和灰尘颗粒将会引起在这方面不断增加的问题。

在自由浮动的读出装置和信息盘之间的工作距离倾向于越来越接近存在于环境空气中的灰尘颗粒的尺寸。因此，在读出设备和附着在信息盘上的灰尘颗粒之间存在着不断增加的机械作用的风险。

在光盘系统的情况下，在盘的信息表面上的读出激光光点的表面面积正变得越来越小。因此，附着在信息盘上的灰尘颗粒将阻挡一大部分的激光束。

随着信息盘的速度增加，流过信息盘的信息表面的空气也增加，因而更多的灰尘颗粒将附着在信息表面上。

不断增加的信息盘的速度将需要容量增大的盘驱动装置。会产生更多的热，因此需要更多的冷却。冷却通常由强制的气流提供，该强制的气流导致在信息盘和读出设备附近输送更多的灰尘颗粒。

在权利要求1的前序中提到的那种记录/再现设备本身可从日本专利JP-10 275 458A中得知。该出版物公开了一种用于光盘的记录/再现设备。盘驱动装置包括用于支撑光盘的转台。可旋转的转台的下侧配备有离心类型的风扇和环形空气过滤装置，该环形空气过滤装置具有围绕在风扇的外围部分的弯曲形状。在其中包围着光盘的固定罩(casing)包括在下侧的同轴进气口和在相对的上侧的同轴排气口。包括风扇和环形灰尘过滤器的转台在旋转时与进气口存在有间隙。在光盘旋转期间，由风扇产生的气流通过环形空气过滤装置越过与罩内部存在着间隙而旋转的旋转光盘的下侧，越过旋转光盘的上侧，并且通过排气口排出。

上述已知类型的记录/再现设备看起来不太适用于很高的旋转速度。在很高的旋转速度下，空气过滤装置需要增加功率以便驱动风扇，这使得产生更多的热，从而需要更多的冷却。而且提供离心风扇和特殊环形过滤器导致增加记录/再现设备的成本价格。这种现有技术的记录/再现设备的另一个缺点是在环形空气过滤装置的外围和罩中提供的入口的边缘之间需要一些空隙。未过滤的空气可能通过存在于空气过滤装置和罩的这个边缘之间的缝隙而从外面被吸入到罩中。

本发明的一个目的是提供如权利要求1的前序中所述种类的记录/再现设备，它适用于很高的旋转速度，并且可以以较低的成本生产，同时还提供所要求的空气过滤效果。因此，根据本发明，按照权利要求1的前序部分的记录/再现设备包括如权利要求1的特征部分中所规定的特征。

根据本发明的记录/再现设备的空气过滤装置是固定的，因此可以容易地安装或除去。气流沿轴向流动通过过滤器装置，这种过滤器装置可以很大，因而将气流阻力减到最小。该气流是由旋转信息盘自然发生的抽吸动作所引起的，因此不需要提供特殊的风扇装置。通过按照本发明的仔细设计，包括进气口、空气过滤装置和排气口的气流阻力的气流阻力值的相互适应，可以阻止任何与所希望的从入口通过空气过滤装置和罩到达排气口的气流不同的不希望的气流(该不希望的气流从外部通过罩并且从排气口流出)，使得在记录/再现设备的操作期间100％流过信息盘的信息表面的气流都是已经被过滤的。

本发明的一个优选实施例如权利要求2中所规定。在这个实施例中，一个在操作期间包围信息盘的罩类似于圆柱形的盒子，它的各主壁面中的一个壁面包括空气过滤装置。该空气过滤装置甚至可以包括该主壁的全部面积，在罩的外尺寸范围之内使空气过滤装置的直径最大化，并且使空气过滤装置的气流阻力最小。

在很多情况下，信息盘只在一侧上具有信息面，例如CD类型的光学信息盘。对于这种类型的盘，对如权利要求3所规定的记录/再现设备可能感兴趣。对于这个实施例，包围信息盘的信息表面的罩只配备有一个固定的主壁，而信息盘本身在使用期间构成罩的第二个可旋转的主壁，由此简化了记录/再现设备的设计。

本发明的优选实施例，更具体地是关于排气口的形状和位置的实施例是在权利要求4、5和6中规定的。在每一个这样的实施例中，可以将排气口设置在与信息盘的外围边缘有径向间隔的位置处，因此使产生任何从排气口向信息表面的回流的风险减到最小。

为了将存在于从空气过滤装置到排气口的气流通路中的气流阻力减少到最小，以及为了提供防止任何不希望的气流从外部进入罩内(该不希望的气流不同于从入口通过空气过滤装置和罩到达排气口的所希望的气流)，可以使用如权利要求7所规定的本发明的优选实施例。

当结合涉及只用于说明目的的本发明的非限制性的实施例的附图时，本发明的其他目的和优点将从下述说明中变得更加明显，其中：

图1是在自由空间的空气中旋转的旋转信息盘的示意性的透视顶视图，它示出到盘和在盘上方的自然产生的气流，以及在盘上方的空气的速度分布图，

图2是在自由空间的空气中旋转的盘支架上的信息盘的示意性的局部侧视图，它示出在盘上方的径向和轴向气流的速度分布图，

图3是与图2相似的具有放置在旋转信息盘上方一定距离处的固定盘的示意性的局部侧视图，

图4是与图3相似的视图，其中固定盘以截面形式示出，并且是透气的，

图5是示出在三种不同条件下，沉积在旋转信息盘的每单位面积上的颗粒数量随时间变化的测量结果的曲线图，

图6是与图4相似的示意图，示出具有在罩的外围壁中包括外围缝隙的排气口的本发明的实施例，

图7是与图6相似的示意图，示出具有排气口的本发明的另一个实施例，其中排气口包括在信息盘的外侧沿直径方向放置的同轴环形排气口，以及

图8和9分别示出与图7和6的实施例相似的本发明的实施例，但是它们具有呈现空气动力流线型形状的外围罩壁，用以防止在盘上方的涡流。

在下文中，将参考附图对本发明的记录/再现设备进行描述。

图1示出在水平位置中的自由空间中旋转的盘1。在相对于盘1的旋转轴Z是轴向的并且是由气流箭头指示的自然产生的气流3中，该气流3由旋转盘1的抽吸作用所引起，在盘的表面5附近的气流3中的三个速度分量之间会形成区别：

(1)邻近旋转盘1的顶端主表面5的空气层将被空气摩擦力带走。将产生的切向流V具有最大的速度V＝ω·r，其中ω是盘1的角频率，r是该处的切线半径。

(2)作用于与盘1一起旋转的空气层的离心力将在旋转盘1上方产生具有径向向外分量的二次流u。这个径向流随着盘的旋转频率而增加。例如，在旋转频率为50Hz时，在盘的表面上方的径向气流大约为38l/min。

(3)径向气流u将由轴向气流w补充。

轴向气流3将从环境空气中带来许多灰尘颗粒，而且这些灰尘颗粒会在例如盘和颗粒的重力和静电的作用下沉积在旋转盘1上。当旋转频率增加时，将有更多的气流过盘的表面5，并且将有更多的灰尘颗粒沉积在盘上。更大的本地直径(“local diameters”)r，就有更多的空气流过盘的表面5，并且有更多的灰尘颗粒在本地沉积。

对于盘1的底侧来说存在相同的考虑，虽然那里会有较少的颗粒沉积，这是因为重力倾向于使灰尘颗粒离开该盘的表面。

图2示出安置在由盘驱动装置的驱动轴9转动的转台7顶端的盘1，转台的剩余部分没有示出，它们可以是任何常规的类型。

当用具有相同直径或者比旋转盘1具有更大直径的固定盘覆盖在旋转盘1顶侧(如图3所示)时，在旋转盘1的上表面5的上方仍然存在沿径向方向向外的连续的气流13，该气流是由旋转盘自然产生的抽吸作用所引起的。在图3中，表明了在固定盘11和旋转盘1之间的气流13的速度分布图u1。

这个气流13以径向向内的方向出现在固定盘11的底表面15的上方。存在于环境空气中的灰尘颗粒被在固定盘11和旋转盘1之间的气流13的向内流动的部分带来，并且可以沉积在旋转盘1上。

图4示出与图3的装置相似的装置，然而其中，图3的固定盘11已经由充当过滤盘的固定透气盘17代替。过滤盘17呈现低的气流阻力值，使得由旋转信息盘1的自然产生的抽吸作用所引起的轴向方向的气流19通过过滤盘17。这样，低气流阻力的过滤盘17将消除例如图3中在旋转盘1和固定过滤盘17之间的径向向内方向的气流。因此，在旋转盘1和固定过滤盘17之间的全部径向气流基本上都是径向向外方向。如果过滤盘17被这样配置，以使它呈现从环境空气过滤灰尘颗粒的特性，则在旋转信息盘上方的沿径向向外方向的气流与环境空气相比，每单位体积将包括较少并且可能是相当少的灰尘颗粒。这样，较少的灰尘颗粒将沉积在旋转信息盘1的信息表面5上。

现在参看图5，该图的曲线图示出关于信息盘的信息表面的污染的测量结果，其中污染是以每单位表面面积中的灰尘颗粒数量测量的。曲线图中描述的三条曲线涉及在下述条件下，分别依照图2、3和4的情况在信息盘上的测量结果，下述条件为：

-自由空间的尺寸：             1×1×1米

-自由空间中轴向气流的速度：   0.02米/分钟

-灰尘类型：                   ISO 12103-A1亚利桑那超细测

                              试灰尘(粉尘技术有限公司，伯

                              恩斯维尔，明尼苏达州)

-加入的灰尘颗粒量：           1克/小时

-盘的旋转频率：               2,000转/分钟

-旋转盘和固定盘之间的空间：   1.2毫米

-过滤器类型：                 根据IES-RP-CC001.3.的HEPA

                              过滤器(CAMFIL)

-污染时期：                   5分钟

从图5的曲线图中显而易见的是，提供如图3所示的固定盘只在低于和高于大约45毫米的当地半径处减少了污染问题，而在大约45毫米的当地半径处污染问题实际上甚至增加了。然而，提供如图4所示的过滤盘基本上将信息表面的每单位面积上沉积的灰尘颗粒数量减少成接近4分之一。

图5中示出的关于图4中所示的装置的测量结果清楚地表明通过本发明可得到的结果。仍然有一些灰尘聚集在半径为45和55毫米之间的信息表面上的事实说明可能有一些环境空气已经倒流。

这可以通过以这样的方式最优化排气口的形状来防止，使得在排气口的每一点处，主要的气流是朝向外面的。可能的例子将在图6到8中进行讨论。

现在参看图6和7，示出了本发明的两个可能的应用的实施例。在图6中，罩21安装在记录/再现设备的外壳2(只在图6中用虚线象征性地示出)中，该记录/再现设备用于在围绕旋转轴Z可旋转的信息盘1上记录信息，或者从该信息盘1再现信息。记录/再现读出设备23用附图标记23表示，它只是象征性地示出，与本发明没有特别的相关性，因而可以是任何常规的种类。罩21安装在记录/再现设备的外壳(未示出)内，并且包围信息盘1的信息表面5，其中信息盘放置在包括转台7和驱动轴9的盘驱动装置上。罩21配备有用于要被过滤的空气的进气口25以及用于已过滤的空气的排气口27。空气过滤装置29以图4的过滤盘17相似方式安装，并被放置在邻近于信息表面5的地方并与它处于平行相隔的关系。

空气过滤装置29被固定安置在外壳(未示出)内部，因此不能随着信息盘1旋转。空气过滤装置29延伸越过盘的信息表面5，气流31相对于信息盘1的旋转轴Z轴向地流动通过过滤装置29。

气流31是由旋转信息盘1的自然产生的抽吸作用和进气口25的气流阻力所引起的，同时空气过滤装置29和排气口27呈现相互适应的气流阻力值，它们在设备的操作期间，基本上防止了与从进气口25通过空气过滤装置29和罩21并且从排气口27出去的气流31不同的任何从罩21外部通过罩并且从排气口27出去的气流。这实质上是指：气流入罩所经受的气流阻力低于气流出罩所经受的气流阻力。

罩21包括两个平行间隔的盘形主壁29和1以及圆柱形同轴的外围壁33，其中主壁29和1相对于旋转轴Z垂直安置。对于本发明的这个实施例，固定的主壁和空气过滤装置29基本上重合，并且包括罩21的整个固定的上面部分。对于这个实施例，罩的进气口25由空气过滤装置29的上表面构成。

仍然参看图6，该记录/再现设备适合于和只在一侧上具有信息表面5的信息盘一起使用。因此在这种情况下，罩21的一个主壁可以由可旋转的信息盘1本身构成。排气口27包括在罩壁33中的同轴排气缝隙，该缝隙沿直径方向布置在信息盘1的外侧。排气口27包括罩本身的外围壁33中的排气缝隙。可替换地，外围壁可以完全地或是部分地由过滤材料构成。

气流的希望的分布图U2被示出，其中该气流是沿径向向外的方向从排气缝隙27流出的。速度分布图U2会防止任何气流从环境空气通过排气缝隙27进入罩21的内部空间35。

在很多方面，图7的装置与图6的装置相似，并因此不作详细说明。图6和7的实施例之间的主要区别在于：图7的罩37具有大一些的直径，使得排气缝隙39由在包括可旋转的信息盘1的主壁1和罩37的外围壁41之间的环形缝隙构成。由于这种配置，从排气缝隙出来的气流43可以沿更近于轴向的方向流动。

现在参看图8和9，分别示出图6和7的两个修改的实施例，它们分别配备有罩49和51的外围壁45和47，这些外围壁在进气口53和55与排气口57和59之间分别呈现与图6和7中所示的直边圆柱形不同的空气动力流线型(aerodynamically profiled)形状。

可以理解的是：为了说明的目的给出的上述例子不应该被认为是对由所附的权利要求书所规定的本发明和所有它的等同物的范围的限制。空气过滤装置可以只在罩的主壁的一部分上表面上提供，或是和主壁分离。罩可以配备有两个主壁，在信息盘的每一侧上各有一个。空气过滤装置还可以存在于在信息盘的相对两侧上提供的相对的盘的信息表面上方。

Claims (7)

1.一种记录/再现设备，借助于在旋转的信息盘上方的可移动的读出设备(23)而在该信息盘(1)上记录信息，或从该信息盘(1)再现信息，该信息盘(1)可围绕旋转轴(Z)旋转，该设备包括：

外壳(2)，它至少在设备的操作期间至少大部分是闭合的，

在外壳内部的盘驱动装置(7、9)，包括可围绕着所述轴(Z)旋转的驱动轴(9)，

空气过滤装置(29)，适合于过滤存在于罩内部的环境空气的气流(31)，该气流在设备的操作期间流过旋转信息盘(1)的信息表面(5)，并且该空气过滤装置(29)以与信息表面平行间隔的关系设置在邻近该信息表面的地方，

在外壳内部的罩(21)，用于包围设置在盘驱动装置(7、9)上的信息盘(1)的信息表面(5)，并且配备有用于要过滤的空气的进气口(25)和用于已过滤的空气的排气口(27)，

其特征在于：

该空气过滤装置(29)被固定安置在外壳(21)内部，

该空气过滤装置(29)延伸超过盘的信息表面(5)，

该气流(31)沿轴向流动通过过滤装置(29)，

该气流(31)是由旋转的信息盘(1)自然产生的抽吸作用所引起的，以及

进气口(25)、空气过滤装置(29)和排气口(27)的气流阻力呈现相互适应的气流阻力值，在该设备的操作期间，基本上防止了与来自进气口(25)通过空气过滤装置(29)和罩(21)并且从排气口(27)出去的气流(31)不同的任何来自罩(21)的外部通过罩并从排气口(27)出去的气流。

2.如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于：

该罩(21)包括两个相对于旋转轴(Z)垂直安置的平行间隔的盘形主壁(1、29)和一个圆柱形同轴外围壁(33)，以及

该空气过滤装置(29)至少包括主壁的一部分。

3.如权利要求1或2所述的记录/再现设备，其特征在于：

该设备适合于与只在一侧上具有信息表面(5)的信息盘(1)一起使用，以及

当存在着信息盘时，该该罩的其中一个主壁由该信息盘(1)本身构成。

4.如权利要求1、2或3所述的记录/再现设备，其特征在于：

该排气口包括罩壁(33；41)中的同轴排气缝隙(27；39)，当存在着信息盘时，该排气缝隙被配置在该信息盘(1)沿直径方向的外侧。

5.如权利要求4所述的记录/再现设备，其特征在于：

该排气缝隙包括在罩(21)的外围壁(33)上的外围缝隙(27)。

6.如权利要求4所述的记录/再现设备，其特征在于：

该排气缝隙包括在罩(37)的主壁(1)和外围壁(41)之间的环形缝隙(39)。

7.如权利要求2所述的记录/再现设备，其特征在于：

该罩(49；51)的外围壁(45；47)在进气口(53；55)和排气口(57；59)之间呈现与直线圆柱形不同的空气动力流线型形状。

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