DE2319823A1

DE2319823A1 - Plattenschneidgeraet

Info

Publication number: DE2319823A1
Application number: DE2319823A
Authority: DE
Inventors: Michel Pradervand
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1973-10-25
Also published as: CA977288A; IT984316B; FR2181041B1; JPS5220243B2; US3837656A; FR2181041A1; GB1422944A; JPS4948303A

Description

7533-73/Sch/Ro.

RCA 65,416

British Appln. 18 153/72 Z 3 198

Filed: April 19, 1972

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Plattenschneidgerät

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von fein gerillten Informationsspeicherplatten, wie Bildplatten, und zwar insbesondere auf die Entfernung des aus der Mater herausgeschnittenen Materials bei der Herstellung einer Spiralrille und/oder einer die Signalinformation darstellenden Oberflächengestaltung in ihr.

Ein typisches Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videoinformationen ist in der US-Patentanmeldung 126 772 beschrieben. Dabei wird eine Aluminiumplatte zunächst mit einem Lack beschichtet, und in die Lackschicht wird mit Hilfe eines erhitzten Schneidstichels eine Rille eingeschnitten. Die gerillte Lackoberfläche wird dann durch Herstellung eines negativen und dann positiven Abdrucks mit Hilfe einer Reihe von Nickelablagerungsschritten vervielfältigt. Auf den positiven Nickelabdruck wird dann ein überzug aus beispielsweise einem Photoresistmaterial aufgebracht, und durch selektive Belichtung des Photoresistmaterials in der Spiralrille mit Hilfe eines videosignalmodulierten Elektronenstrahls in einem Abtastelektronenmikroskop wird die Videoinformation aufgezeichnet. Nach der Belichtung und Entwicklung des Photoresist-

309843/1102

materials erscheint die Videoinformation am Boden und an den Wandbereichen der Spiralrille in Form geometrischer oder topographischer Veränderungen. Von der Platte wird dann mit Hilfe einer Metallplattierung ein Abdruck hergestellt, der zum Preßen von Vinylplatten nach dem in der Schallplattentechnik bekannten Verfahren benutzt wird. Der Vinylabdruck wird dann zur Bildung einer leitenden Oberfläche metallisiert, welche wiederum mit einem dielektrischen Material beschichtet wird. Beim Abspielen der aufgezeichneten Information läßt man einen Abtaststift in der dielektrikumbeschichteten Rille entlanglaufen. Der Abtaststift bildet zusammen mit der Metallisierung und dem Dielektrikum einen Kondensator, und Kapazitätsänderungen in der Rille, welche der aufgezeichneten Videoinformation entsprechen, werden elektronisch festgestellt und zur Wiedergewinnung der Information ausgewertet.

Wenn bei dem oben beschriebenen System die Videoinformation in der lackbeschichteten Platte gleichzeitig mit der Ausbildung der Spiralrille aufgezeichnet wird, beispielsweise durch ein Verfahren, wie es in der Schallplattentechnik zum Schneiden von Schallplattenmatern bekannt ist, dann ist es außerordentlich schwierig, sicherzustellen, daß das gesamte herausgeschnittene Plattenmaterial während des Schneidvorganges von der Platte abgeführt wird. Herausgeschnittenes Material verursacht aber-auf der Plattenoberfläche unerwünschte Auslenkungen des Schneidstichels, wenn er über dieses Material gleitet, und diese Auslenkungen wirken sich sehr nachteilig auf die Qualität der aufgezeichneten Information bei der abgepreßten Wiedergabeplatte aus, was im Falle von Bildplatten zu Wiedergabestörungen auf dem Bildschirm führt.

Bei der Schallplattenherstellung wird eine relativ grobe Rille geschnitten, in welcher die Toninformation aufgezeichnet ist. Während des Schneidens dieser Spiralrille wird ein grober Span aus der lackbeschichteten Platte herausgeschnitten, der wegen seiner großen Abmessungen sich leicht sammeln und entfernen läßt. Bei einer Bildplatte sind die Rillen dagegen

3 0 9 8 4 3/1102

wesentlich feiner und haben eine Dichte von typischerweise 4000 Rillen pro Zoll. Wenn man eine Spiralrille und eine bestimmte Oberflächengestaltung in die Platte einschneidet, dann geschieht dies unter Bildung außerordentlich feiner Späne. Diese feinen Späne brechen häufig und verhindern dadurch, daß sie nach den üblichen Methoden entfernt werden. Richtet man einen Luftstrom auf den Schneidstichel, um das herausgeschnittene Material und die Lackspäne von der Platte zu blasen, muß die hierzu erforderliche Luftströmung so stark sein, daß sie selbst den Schneidstichel zu unerwünschten Schwingungen bringt, die eine Rauschmodulation verursachen, die anschließend in dem in der Lackplatte aufgezeichneten Signal erscheint. Ein weiterer nachteiliger Effekt eines solchen Luftstromes liegt darin, daß die an der Schneidstichelspitze vorbeilaufende Luft den erwärmten Schneidstichel an seiner Schneidspitze abkühlt. Führt man zum Ausgleich eine erhöhte Wärmemenge über den Stichelschaft zu, dann erhitzt sich der Stichelschaft über den Schmelzpunkt des Lackmaterials, und wenn herausgeschnittene Späne des Lackmaterials mit dem Stichelschaft in Berührung kommen, dann schmelzen sie und beeinflussen den Stichel auf diese Weise nachteilig .

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schneidvorrichtung, bei welcher diese Nachteile nicht auftreten. Sie wird gelöst durch die im Anspruch·1 angegebenen Merkmale.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Entfernung von Schneidspänen bei der mechanischen Aufzeichnung in einer fein gerillten Platte verwendet einen Drehteller, mit Hilfe dessen sich eine Informationsspeicherplatte in Rotation versetzen läßt, ferner eine Schneidvorrichtung zur Ausbildung einer spiraiförmigen Ausnehmung und einer die Information darstellenden Oberflächenbeschaffenheit in der Platte. Neben der Schneidvorrichtung ist ein Flüssigkeitsauslaß angeordnet, der einen kontinuierlichen Strom erwärmter Flüssigkeit liefert, der sowohl auf die Platte

'Λ Ο '< ■■: ': 3/110?

- 4 - -■ 23T9823

als auf die Schneidvorrichtung in deren Berührungspunkt gerichtet ist. Neben der Schneidvorrichtung ist ferner ein Sammler vorgesehen, der dem Flüssigkeitsauslaß zugeordnet ist, um die von der Schneidvorrichtung aus der Platte herausgeschnittenen Späne zu sammeln und zu entfernen.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Darstellung der Erfindung

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Plattenschneidvorrichtung unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Veranschaulichung einer Lage der Luft-und Vakuumröhren der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Temperierung der zur Entfernung der herausgeschnittenen Späne benutzten Luft.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung rotiert ein Drehteller 20 mit einer praktisch konstanten Geschwindigkeit von beispielsweise 15 Upm unter Antrieb durch einen Synchronmotor 22. Zwischen dem .Drehteller 20 und einer lackbeschichteten Platte 26 ist ein Vakuumkissen 24 angeordnet, mit Hilfe dessen die Platte 26 auf den Drehteller 20 festgehalten wird. Das Vakuum wird dem Kissen 24 von einer Vakuumquelle 28 über eine Achse 30 zugeführt.

Eine bewegliche Halterung 32 ist mit einer Führungsspindel 34 gekuppelt, welche von einem Synchronmotor 36 angetrieben wird. An der Halterung 32 ist ein piezoelektrisch gesteuerter Schneidstichel 38 und eine Anschlagkugel 39 zur Bestimmung der Eindringtiefe des Stichels 38 angebracht. Der Schneidstichel 38

309843/110?

kann so justiert werden, daß er auf der Platte 26 aufsitzt, und er kann linear längs eines Radius der Platte 26 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 36 bewegt werden.

Ein gebogenes Rohr 40 von etwa 3,2 mm Außendurchmesser und etwa 2,4 mm Innendurchmesser ist neben dem Schneidstichel 38 angeordnet und mit Hilfe einer Schelle 42 an der Halterung 32 befestigt, wie Fig. 2 zeigt. Das Ende des Rohres 40 neben dem Schneidstichel 38 ist zu einer elliptischen Form abgeflacht, so daß die Höhe des Rohres 40 an diesem Ende etwa 1,6 mm beträgt. Der an der Halterung 32 befestigte Teil des Rohres 40 ist so ausgerichtet, daß er etwa 12,5 mm in ein zweites Rohr 44 hineinragt. Das Rohr 44 ist mit Hilfe einer Schelle 46 an der Halterung 32 befestigt und führt zu einem Spansammelbehälter 48, der seinerseits an eine Vakuumquelle 28 angeschlossen ist, wie Fig.l veranschaulicht. Die Vakuumquelle 28 lMert ein Vakuum in der Größenordnung von etwa 75 cm Wassersäule, welches ausreicht, um die Späne von der Platte 26 während des Schneidens der Spiralrille und der Oberflächengestaltung abzusaugen. Das am Schneidstichel 38 wirksame Vakuum läßt sich über die Länge des in das Rohr 44 hineinragenden Rohres 40 einjustieren.

An der Halterung 32 ist ein weiteres Rohr 50 befestigt, welches zu einer Luftquelle 52 führt. Das offene Ende des Rohres befindet sich neben dem Schneidstichel 38, jedoch auf der dem offenen Ende des Rohres 40 gegenüberliegenden Seite. Das Rohr 50 gleicht in seiner Form dem Rohr 40 und besteht auch aus demselben Material und hat im wesentlichen auch die gleichen Abmessungen wie das Rohr 40 einschließlich des abgeflachten Endteiles neben dem Schneidstichel 38. In die Luftleitung zwischen der Luftquelle 52 und dem Rohr 50 ist ein Lufterhitzer 54 eingefügt, der anhand von Fig. 3 näher beschrieben ist.

Fig. 2 veranschaulicht die Lage der Rohre 40 und 50 hinsichtlich des Schneidstichels 38. Die Rohre 40 und 50 sind in einer Linie mit dem Schneidstichel 38 angeordnet, so daß die Wahrscheinlichkeit am größten ist, daß das Spanmaterial vom Rohr 40 aufgenommen wird.

309843/1102

Fig. 3 zeigt in Einzelheiten eine Ausbildung für den Lufterhitzer 54. Ein Widerstand 56 von ungefähr 20 Watt Heizleistung ist an eine einstellbare Spannungsquelle 60 angeschlossen. Ein Kupferrohr 62, welches mit der Luftquelle 52 und dem Rohr 50 verbunden ist, ist eng um den Widerstand 56 gewickelt, so daß sich dessen Wärme gut überträgt.

Bei der Ausbildung der Videoplatte wird die Materplatte mit Hilfe des Motors 22 mit etwa 15 üpm in Umdrehung versetzt. Die Anschlagkugel 39 wird so eingestellt, daß der Schneidstichel 38 in die Platte 26 etwa 0,8 ,u tief eindringt. Der Motor 36 dreht die Führungsspindel 34, welche die Halterung 32 auf die Mitte der Platte 26 zu verschiebt, so daß eine Spiralrille in die Oberfläche der Platte 26 eingeschnitten wird. Während dieses Schneidprozesses fallen Späne der aus der Lackschicht herausgeschnittenen Rille auf die Oberfläche der rotierenden Platte. Ein Strom erwärmter Luft wird vom Rohr 50 am Schneidstichel 38 vorbei auf das Vakuumrohr 40 geblasen. Dem Rohr 50 wird die Luft durch den Lufterhitzer 54 mit einer Geschwindigkeit von etwa 142 l/h zugeführt. Der Lufterhitzer erwärmt die Luft auf etwa 120 ⁰C, damit der erwärmte Schneidstichel 38 nicht abgekühlt wird. Das Vakuumrohr 40 sammelt die Späne und Lackteilchen von der Platte 26 auf und saugt sie in den Sammelbehälter 48, wo sie von der Vaküumquelle 28 ferngehalten werden. Aus diesem Grunde muß eine mit geringem Druck arbeitende Luftquelle in Verbindung mit dem Vakuumsystem verwendet werden, um die beim Schneiden der Platte entstandenen Späne wirksam einzusammeln, ohne daß nachteilige Effekte eintreten wie Rauschstörungen durch den am Stichel vorbeilaufenden Luftstrom oder unerwünschtes Abkühlen des aufgeheizten Schneidstichels.

309 8 43/1102

Claims

Patentansprüche

ί l.j/ Vorrichtung zum Schneiden einer Rille in einer Informationsspeicherplatte, mit einem Drehteller, auf welchem die Platte in Rotation versetzt wird, gekennzeichnet durch eine Schneidvorrichtung (Stichel 38) zum Einschneiden einer spiralförmigen Ausnehmung in die Platte (26) , ferner durch einen neben der Schneidvorrichtung angeordneten Auslaß (Ende des Rohres 50) für ein Strömungsmedium, welches auf die Platte und die Schneidvorrichtung an deren Berührungsstelle aufströmt, und durch eine Sammelvorrichtung (Rohr 40 und Sammelbehälter 48), welche neben der Schneidvorrichtung angeordnet und auf den Auslaß gerichtet ist derart, daß die von der Schneidvorrichtung entfernten Materialteile der Platte gesammelt und entfernt werden.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneidvorrichtung für die spiralförmigen Ausnehmungen einen Schneidstichel (38) umfaßt, welcher gegenüber dem Drehteller (20) so angeordnet ist, daß er in radialer Richtung über den Drehteller mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit hinsichtlich der Drehzahl des Drehtellers wandert.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Schneidstichel (38) ein Heizelement zur Erhöhung der Temperatur des Stichels in Abstimmung auf die Schmelztemperatur des Materials, in welches die Spiralrille geschnitten wird, enthält.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die das Strömungsmedium liefernde Einrichtung eine Luftguelle (52), die mit einer Heizvorrichtung (54) gekoppelt ist, welche die Luft auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, enthält, und daß der Auslaß für die erwärmte Luft derart mit der Sammelvorrichtung ausgerichtet ist, daß die von der Schneidvorrichtung entfernten

3f)^rM: Λ 3 / 11 0?

Materialspäne in Richtung auf die Sammelvorrichtung geblasen werden.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der erwärmten Luft höher als die Umgebungslufttemperatur und niedriger als die Schmelztemperatur des Plattenmaterials ist.
6.) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelvorrichtung eine mit einem Einlaß für das Strömungsmedium verbundene Vakuumquelle (28) und einen Spansammelbehälter (48) enthält, welcher zwischen die Vakuumquelle (28) und den Einlaß eingefügt ist und die durch die Schneidvorrichtung entfernten Materialteile aufnimmt.
7.) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß für das Strömungsmedium (Ende des Rohres 50) neben der Schneidvorrichtung (Schneidstichel 38) einen elliptischen Querschnitt hat. ·
8.) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelvorrichtung einen Einlaß für das Strömungsmedium (Ende des Rohres 40) mit einem elliptischen Querschnitt hat.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Einlaß für das Strömungsmedium und die Vakuumquelle (28) ein Vakuumregulator (Überlappungsstelle der Rohre 40 und 44) eingefügt ist.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet , daß der Vakuumregulator eine erste, mit der Vakuumquelle verbundene Vakuumleitung (44) und eine zweite mit dem Einlaß verbundene Vakuumleitung (40) von kleinerem Außendurchmesser als dem Innendurchmesser der ersten Vakuumleitung (44) enthält, und daß zur Einstellung des Vakuums am Strömungsmediumeinlaß durch Einschieben eines Stückes der zweiten, Vakuumleitung (4O) in die erste (44) einstellbar ist.

3 0 P fi ύ 3 I 1 1 0 ?

Lee rs e

it