DE2319825C3

DE2319825C3 - Device for generating a precise rotary movement of a recording disk

Info

Publication number: DE2319825C3
Application number: DE19732319825
Authority: DE
Inventors: Robert Warren Skillman; Morewood William Henry Pennington; N.J. Jebens (V.St.A.)
Original assignee: Gl IB 9-06
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1978-02-09

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer präzisen Drehbewegung einer Aufzeichnungsplatte, gemäß der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Gewährleistung der präzisen mechanischen Drehbewegung eines Plattentellers für die Aufzeichnung der informationen von Videoplatten mitttls ^iektronenstrahlen.The invention relates to a device for generating a precise rotational movement of a recording disk, according to the type specified in the generic term of claim 1. In particular, relates to Invention a device for ensuring the precise mechanical rotary movement of a turntable for recording the information of Video disks by means of electron beams.

Aus »Nachrichtentechnische Fachberichte«, Beihefte der NTZ, Band 4, 1956, Seiten 126, 127 und Seiten 46 bis sind Steuereinrichtungen bekannt, die zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit einer Scheibe eingesetzt werden. Hierbei sind jedoch keine Maßnahmen und Merkmale beschrieben, die den Antrieb einer Aufzeichnungsplatte, welche sich in einer Vakuumkammer befindet, mittels einem gesteuerten Fiuß eines hydraulischen Mediums betreffen. Aus der GB-PS 3 20 910 ist zwar eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Information auf einer Aufzeichnungsplatte bekannt. Diese Druckschrift gibt jedoch keinen Hinweis auf Vorrichtungen zur Erzeugung einer präzisen Drehbewegung einer Aufzeichnungsplatte, die sich in einer Vakuumkammer befindet Aus der US-PS 31 03 364 ist zwar das Merkmal bekannt, den Plattenteller bei einem üblichen Plattenspieler auf einem Luftkissen zu lagern. Der Plattenteller und die Plattenteller-Lagerung ist jedoch nicht in einer Vakuumkammer angeordnet, und der Plattenteller wird auch nicht durch den gesteuerten Fluß eines hydraulischen Mediums in eine genau vorgegebene Drehbewegung versetztFrom "Telecommunications Technical Reports", supplements of the NTZ, Volume 4, 1956, pages 126, 127 and pages 46 bis control devices are known which are used to control the rotational speed of a disk will. However, no measures or features are described here that could drive a recording disk, which is located in a vacuum chamber, by means of a controlled flow of a hydraulic Medium concern. From GB-PS 3 20 910 is a device for recording information known on a recording disk. However, this document gives no indication of devices for producing a precise rotational movement of a recording disk, which is located in a vacuum chamber From US-PS 31 03 364 the feature is known, the turntable in a conventional Store turntable on an air cushion. The platter and platter storage is however is not placed in a vacuum chamber, and the turntable is not controlled by the flow of a hydraulic medium is set in a precisely specified rotational movement

In der deutschen Patentanmeldung P 22 13 920.4 wird ein System zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Videoinformationen vorgeschlagen, bei dem auf eine dicke Aluminiumscheibe eine Lackoberfläche aufgebracht wird, in welche eine kontinuierliche Spiralrille geschnitten wird. Durch Aufbringen einer Nickelschicht auf die gerillte Lackoberfläche wird dann von dieser ein erster Nickelabdruck gemacht, der anschließend von der Lackschicht entfernt wird. Von diesem ersten Nickelabdruck, der eine Negativkopie des Originals ist, wird ein zweiter Nickelabdruck hergestellt. Die dabei entstehende Metallscheibe ist eine positive Kopie des Originals bzw. der gerillten Lackschicht. Sodann wird auf den zweiten Nickelabdruck eine gleichmäßige Schicht aus energieempfindlichem Material, wie z. B. einem Photolack, aufgebracht.In the German patent application P 22 13 920.4 a system for recording and reproducing Proposed video information in which a lacquer surface is applied to a thick aluminum disc into which a continuous spiral groove is cut. By applying a layer of nickel A first nickel impression is then made on the grooved lacquer surface, which is then made by the paint layer is removed. From this first nickel impression, which is a negative copy of the original, a second nickel impression is made. The resulting metal disc is a positive copy of the Originals or the grooved lacquer layer. A uniform impression is then made on the second nickel impression Layer of energy sensitive material, such as. B. a photoresist applied.

Der mit Photolack beschichtete Abdruck wird nun mit dem durch ein Videosignal modulierten Strahl eines Raster-Elektronenmikroskops bestrahlt, wodurch der Photolack im Rilleribereich der Platte in Übereinstimmung mit der Videosignalinformation belichtet wird. Dann wird der Photolack entwickelt, und durch Entfernung seiner belichteten Teile wird in der Rille eine der Videosignalinformation entsprechende Topographie geformt. Von der sich ergebenden Scheibe wird ein Nickelabdmck hergestellt, der dazu benutzt wird, nach einer aus der Tonaufnahmetechnik bekannten Methode Platten aus Vinyl zu prägen. Der Vinylabdruck wird dann metallisiert, damit die Oberfläche leitend wird, und anschließend wird der Metallbelag mit einem Dielektrikum belegt. Beim Abspielen der aufgezeichneten Information läßt man in der dielektrisch beschichteten Rille einen Abtaststift gleiten, der mit der Metallisierung und dem Dielektrikum einen Kondensator bildet. Den aufgezeichneten Videoinformationen entsprechende Kapazitätsänderungen in der Rille werden nun zur Wiedergewinnung der Videoinformation elektronisch abgetastet.The imprint coated with photoresist becomes one with the beam modulated by a video signal Scanning electron microscope irradiates, whereby the photoresist in the grooved area of the plate in accordance is exposed to the video signal information. Then the photoresist is developed, and through Removal of its exposed parts results in a topography corresponding to the video signal information in the groove shaped. A nickel replica is made from the resulting disc, which is used to embossing vinyl records using a method known from sound recording technology. The vinyl print is then metallized to make the surface conductive, and then the metal covering is covered with a Dielectric coated. When the recorded information is played back, the dielectrically coated information is left in it Groove a stylus slide that, with the metallization and the dielectric, forms a capacitor forms. Changes in capacity in the groove corresponding to the recorded video information are now electronically scanned to recover the video information.

Beispielsweise gemäß diesem Verfahren hergestellte Videoplattcn enthalten in den Spiralwindungen der Platte eng benachbarte, den Signalen entsprechende topographische Muster. Aufeinanderfolgende Spitzen dieser topographischen Muster können einen Abstand von nur 1,5 Mikron haben. Zur Herstellung der relativ kleinen, eng benachbarten Videomuster· ist ein relativ vibrationsfreier Plattenteller notwendig, auf den die mit Photolack beschichtete Videoplatte bei der Aufzeichnung der Videoinformationen gelegt wird. Ferner muß eine relativ konstante und schwankungsfreie Drehge-For example, video disks produced according to this method contain in the spiral windings of the Plate closely spaced topographical patterns corresponding to the signals. Consecutive peaks these topographical patterns can be as spaced as 1.5 microns apart. To produce the relative small, closely spaced video patterns · a relatively vibration-free turntable is necessary on which the Photoresist coated video disk is placed when recording the video information. Furthermore must a relatively constant and fluctuation-free rotation

schwindigkeit des Plattentellers während des Aufzeichnungsvorgangs eingehalten werden. Ein Plattenteller mil relativ schwankungsfreier und konstanter Drehgeschwindigkeit ist deshalb notwendig, damit beim Abspielen der geprägten oder gepreßten Videoplatte subjektiv störende Erscheinungen (z. B. kurzperiodige Bildschwankungen) auf dem Videomonitor vermieden werden. Zu den Problemen, die sich bei der Gewährleistung einer relativ vibrations- und schwankungsfreien Drehung des Plattentellers mit konstanter Geschwindigkeit ergeben, kommt die Notwendigkeit, das Elektronenmikroskop und somit den Plattenteller in einem Vakuum zu betreiben. Die Aufzeichnung auf die Videoplatte muß deshalb im Vakuum erfolgen, damit der durch die Videosignale modulierte Aufzeichnungsstrahl des Raster-Elektronenmikroskops direkt und ohne Störung durch irgendwelche atmosphärischen Substanzen auf die mit Photolack beschichtete Platte auftreffen kann.speed of the turntable during the recording process be respected. A turntable with a relatively smooth and constant rotation speed is therefore necessary so when playing the embossed or pressed video disk Subjectively disturbing phenomena (e.g. short-term picture fluctuations) on the video monitor are avoided will. Among the problems that arise in ensuring a relatively vibration-free and sway-free Rotation of the turntable at constant speed, comes the need that To operate the electron microscope and thus the turntable in a vacuum. The record on the Video disk must therefore be made in a vacuum so that the recording beam modulated by the video signals of the scanning electron microscope directly and without interference from any atmospheric Substances can impinge on the plate coated with photoresist.

Zur Drehung des Plattentellers in einer Vakuumatmosphäre könnte man einen innerhalb der Vakuumkammer montierten Elektromotor verwenden. Elektromotoren haben jedoch die unerwünschte Eigenschaft, daß ihre elektrischen Stromkreise Wärme und Magnetfelder erzeugen. Die vom Elektromotor erzeugte Wärme kann im Vakuum nicht durch Konvektion abgeführt werden, was die Kühlung des Motors erheblich beeinträchtigt, während die erzeugten Magnetfelder den Elektronenstrahl stören können. Es ist also nicht zweckmäßig, einen Elektromotor innerhalb der Vakuumkammer anzuordnen. Wenn man andererseits einen Elektromotor zum Antreiben des Plattentellers außerhalb der Vakuumkammer anordnet, ergeben sich andere Schwierigkeiten. Namentlich muß die Drehbewegung durch eine Vakuumdichtung der Kammer hindurch übertragen werden, wobei sich Vibrationen und andere Störungen kaum vermeiden lassen.For rotating the platter in a vacuum atmosphere one could use an electric motor mounted inside the vacuum chamber. Electric motors however, have the undesirable property that their electrical circuits contain heat and magnetic fields produce. The heat generated by the electric motor cannot be dissipated by convection in a vacuum, which significantly affects the cooling of the motor, while the generated magnetic fields affect the electron beam can disturb. So it is not practical to have an electric motor inside the vacuum chamber to arrange. On the other hand, if you have an electric motor to drive the turntable outside the Arranges vacuum chamber, other difficulties arise. In particular, the rotary motion must go through A vacuum seal is transmitted through the chamber, causing vibrations and others It is difficult to avoid disturbances.

Aus den weiter oben erwähnten Gründen ist es erwünscht, alle Störungen auszuschalten, welche eine glatte Drehung des Plattentellers beeinträchtigen können. Andere Störungen, beispielsweise solche, die sich bei der Horizontaltranslation des Plattentellers ergeben, sind weniger kritisch als die Drehung beeinträchtigende Störungen und müssen nicht so genau kontrolliert werden. Es ist daher besonders wünschenswert, eine Drehantriebsvorrichtung zu schaffen, die ohne eine äußere Kupplung auskommt, keine elektrischen Felder erzeugt und eine genaue Drehung ?ines Plattentellers in einer Vakuumkammer gewährleistet.For the reasons mentioned above, it is desirable to eliminate all interference which one smooth rotation of the platter. Other disorders, such as those that result from the horizontal translation of the turntable are less critical than the rotation debilitating disorders and do not need to be carefully controlled. It is therefore particularly desirable to provide a rotary drive device that does not require an external clutch, not an electrical one Generates fields and ensures precise rotation of a turntable in a vacuum chamber.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur präzisen Drehung einer Aufzeichnungsplatte in einer Vakuumkammer zu schaffen, bei der der Antrieb mittels eines Elektromotors, und die Lagerung bzw. die Kraftübertragung mittels einer Wolle von außen her vermieden wird, oder eine äußere Kupplung überhaupt umgangen werden kann. Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer präzisen Drehbewegung dadurch zu schaffen, daß sowohl der Antrieb, als auch die Lagerung des Plattentellers in der Vakuumkammer eine (_H) präzise Drehbewegung gestattet.The invention is therefore based on the object of creating a device for the precise rotation of a recording disk in a vacuum chamber, in which the drive by means of an electric motor, and the storage or power transmission by means of wool from the outside, or an external clutch at all, is avoided can be circumvented. It is therefore the object of the present invention to create a device for generating a precise rotary movement in that both the drive and the mounting of the turntable in the vacuum chamber _{permit an (H)} precise rotary movement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what is mentioned in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran- o-, Sprüchen beschrieben.Advantageous refinements are in the sub-, Proverbs described.

Hei einem System, welches eine präzise Plattentellerdrehung in einer Vakuumatmosphäre gewährleistet.Hei a system that enables precise turntable rotation guaranteed in a vacuum atmosphere.

ist der Plattenteller auf einer Lagereinrichtung montiert, die mit einer Quelle eines unter Druck stehenden hydraulischen Mediums verbunden ist, die einen Film aus dem hydraulischen Medium bildet, auf dem der Plattenteller läuft. Neben dem Plattenteller ist wenigstens eine von der Quelle des hydraulischen Mediums gespeiste Düse angeordnet, die einen Strom des Mediums auf den Plattenteller richtet und diesen dadurch dreht. Der Mediumfluß durch die Strahldüse wird von einer Steuereinrichtung kontrolliert, mit der eine geschwindigkeitsempfindliche Anordnung verbunden ist, die ein Ausgangssignal als Funktion der Drehgeschwindigkeit des Plattentellers erzeugt. Die geschwindigkeitsempfindliche Anordnung legt Signale an ein Steuerventil an, welches einerseits den Mediumfluß durch die Strahldüse und damit die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers steuert.The turntable is mounted on a bearing device connected to a source of a pressurized hydraulic medium is connected, which forms a film of the hydraulic medium on which the Platter is running. Next to the turntable is at least one of the source of the hydraulic medium arranged fed nozzle, which directs a stream of the medium to the turntable and this thereby rotates. The medium flow through the jet nozzle is controlled by a control device with which a speed sensitive arrangement is connected which provides an output signal as a function of the Rotation speed of the turntable generated. The speed sensitive arrangement puts out signals to a control valve, which on the one hand controls the flow of medium through the jet nozzle and thus the speed of rotation of the turntable controls.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtA preferred embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines hydraulisch angetriebenen Plattentellers, der sich erfindungsgemäß unter einem Elektronenmikroskop innerhalb einer Vakuumkammer befindet,F i g. 1 is a schematic representation of a hydraulically driven turntable, which according to the invention located under an electron microscope inside a vacuum chamber,

F i g. 2 eine andere Ansicht der Vakuumkammer und der darin befindlichen Vorrichtung nach Fig. 1,F i g. 2 shows another view of the vacuum chamber and the device according to FIG. 1 located therein,

Fig.3 eine Schnittansicht einer Strahldüsenanordnung, die sich für die Vorrichtung nach F i g. 1 eignet,3 shows a sectional view of a jet nozzle arrangement, which is suitable for the device according to FIG. 1 is suitable,

F i g. 3a einen Schnitt durch F i g. 3 längs der Ebene A-A, F i g. 3a shows a section through FIG. 3 along the plane AA,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltungsanordnung, die sich zur Verwendung für ein Tachometer (F i g. 5) zur Steuerung der Geschwindigkeit des in F i g. 1 dargestellten Plattentellers eignet,F i g. 4 is a block diagram of an electrical circuit arrangement, which is to be used for a tachometer (Fig. 5) to control speed of the in FIG. 1 turntable shown is suitable,

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teiles eines Tachometers zum Feststellen der Geschwindigkeit des in F i g. 1 dargestellten Plattentellers undF i g. Figure 5 is a partially sectioned view of part of a speedometer for determining speed of the in FIG. 1 and shown turntable

Fig.6 ein für die Vorrichtung gemäß Fig. 1 geeignetes elektrisch betätigtes Ventil.6 shows an electrically operated valve suitable for the device according to FIG. 1.

Das in F i g. 1 teilweise dargestellte Elektronenmikroskop 32 befindet sich auf der Oberseite einer Vakuumkammer 34, in die es hineinragt. Innerhalb der Vakuumkammer 34 ist auf einem beweglichen Schlitten 22 mittels eines hydrostatischen Lagers 24 ein Plattenteller 21 gelagert. Der Schlitten 22 ist so angeordnet, daß er in der Horizontalebene durch eine mit ihm gekuppelte Leitspindel 30 bewegbar ist. Die Leitspindel 30 wird von einem Motor 28 gedreht, der sich außerhalb der Vakuumkammer 34 befindet und mit dem Schlitten 22 mittels eines Spindelfolgers 148 gekuppelt ist. Lagerbuchsen 144 und !46 zur Lagerung der Leitspindel 30 sind fest an einem hydraulischen Weg oder Verbindungsteil 78 befestigt.The in Fig. 1 partially shown electron microscope 32 is located on the top of a Vacuum chamber 34 into which it protrudes. Inside the vacuum chamber 34 is on a movable slide 22, a turntable 21 is mounted by means of a hydrostatic bearing 24. The carriage 22 is like this arranged that it is movable in the horizontal plane by a lead screw 30 coupled to it. the Lead screw 30 is rotated by a motor 28 which is located outside the vacuum chamber 34 and with is coupled to the slide 22 by means of a spindle follower 148. Bearing bushes 144 and! 46 for storage the lead screw 30 are fixedly attached to a hydraulic path or connector 78.

Eine hydraulische Pumpe 36 ist mit einem Motor 38 gekuppelt, welcher einen hydraulischen Druck für erste und zweite Regler 40 bzw. 42 liefert. Bezugseingangsöffnungen der Regler 40 und 42 sind mit einem Stickstofftank 44 verbunden, der einen Bezugsregeldruck liefert. Der Stickstofftank 44 wird in einem Tank 46 gehalten, der einen Wasserinhalt 48 hat. Das Wasser stellt eine große thermische Masse dar und hält dadurch den Stickstoff auf relativ konstanter Temperatur. Vom Regler 40 fließt das hydraulische Medium mit geregeitern Druck in ein Rohr 50 und wird durch eine Reihe von Strömungsbegrenzenden Rohren und ein Filter 44 dem hydrostatischen Lager 24 zugeführt. Das geregelte hydraulische Medium wird ferner über entsprechende Rohre 136 bzw. 140 _vvgl. F i g. 2 und 5)A hydraulic pump 36 is coupled to a motor 38 which provides hydraulic pressure for first and second regulators 40 and 42, respectively. Reference input ports of regulators 40 and 42 are connected to a nitrogen tank 44 which provides a reference regulating pressure. The nitrogen tank 44 is held in a tank 46 which has a water content 48. The water represents a large thermal mass and thus keeps the nitrogen at a relatively constant temperature. The hydraulic medium flows from the regulator 40 with regulated pressure into a pipe 50 and is fed to the hydrostatic bearing 24 through a series of flow-restricting pipes and a filter 44. The regulated hydraulic medium is also supplied via corresponding pipes 136 and 140 _v see FIG. 2 and 5)

den hydrostatischen Verbindungsteilen 78 und 98 zugeführt. Durch den Regler 42 fließendes, druckgeregeltes hydraulisches Medium gelangt zu Ventilen 56 und 58. Das Ventil 56 bewirkt eine Grobjustierung für hydraulisches Medium mit relativ hohem Druck, das zu wenigstens einer Antriebsstrahldüse 60 fließt. Das Ventil 58 bewirkt die Grobjustierung des Mediums, das mit relativ niedrigem Druck zu wenigstens einer Steuerstrahldüse 62 fließt. Der kombinierte Mediumausstoß aus der Antriebsstrahldüse 60 und der Steuerstrahldüse 62 prallt auf den eine Platte 20 mit Aufzeichnungen tragenden Plattenteller 21 und versetzt ihn in Drehung. Die Antriebs- und Steuerstrahldüsen 60,62 werden noch anhand von Fig. 3 genauer erläutert werden. Mit der Steuerstrahldüse 62 niedrigen Druckes ist ein elektrisch beiäligies Veniil 41 gekoppelt, welches dazu dient, einen Teil des zur Steuerstrahldüse 62 Hießenden Mediums von der Strahldüse abzuleiten. Anhand von F i g. 6 wird das Ventil 41 noch genauer beschrieben werden.the hydrostatic connection parts 78 and 98 supplied. Through the regulator 42 flowing, pressure-regulated hydraulic medium reaches valves 56 and 58. The valve 56 effects a rough adjustment for hydraulic medium with relatively high pressure which flows to at least one propulsion jet nozzle 60. The Valve 58 causes the coarse adjustment of the medium that is at relatively low pressure to at least one Control jet nozzle 62 flows. The combined ejection of medium from the drive jet nozzle 60 and the control jet nozzle 62 strikes the turntable 21 carrying a disk 20 with records and sets it in rotation. The drive and control jet nozzles 60, 62 will be explained in more detail with reference to FIG. 3. With the Low pressure control jet nozzle 62 is coupled to an electrically auxiliary valve 41 which serves to provide a To divert part of the medium to the control jet nozzle 62 from the jet nozzle. Based on FIG. 6 will the valve 41 will be described in more detail.

Über ein Rohr 48 ist mit der Vakuumkammer 34 ein Sammeitank 66 für das hydraulische Medium verbunden. A collecting tank 66 for the hydraulic medium is connected to the vacuum chamber 34 via a pipe 48.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Platte 20 auf dem Plattenteller 21 liegt, der seinerseits mit einem ersten gläsernen Kegel 90 des allgemeiner in F i g. 1 dargestel!- ten hydrostatischen Lagers 24 verbunden ist. Der Kegel 90 sitzt in einem allgemein komplementär geformten gläsernen Kegel 92, der am beweglichen Schlitten 22 montiert ist. Strömungsbegrenzende (kapillare) Röhren 94 führen hydraulisches Medium aus einer gemeinsamen Kammer 96 in Druckkissenbereiche 93 zwischen dem Kegel 90 und dem komplementären Kegel 92. Das in diese Bereiche gelieferte hydraulische Medium dient als Lagerfläche für den Kegel 90 und somit dem Plattenteller 21.In Fig. 2 it is shown how the plate 20 on the Platter 21 is, in turn with a first glass cone 90 of the general in F i g. 1 shown! - th hydrostatic bearing 24 is connected. The cone 90 is seated in a generally complementary shape glass cone 92, which is mounted on the movable carriage 22. Flow-restricting (capillary) tubes 94 lead hydraulic medium from a common chamber 96 in pressure pad areas 93 between the Cone 90 and the complementary cone 92. The hydraulic medium delivered in these areas serves as Storage surface for the cone 90 and thus the turntable 21.

Der Schlitten 22 ist auf den hydrostatischen Bahnteilen 78 und 98 gelagert. Das hydraulische Medium wird Oberflächen 100 und 102 durch entsprechende Strömungsbegrenzende Röhren 140 bzw. 136 und im Schlitten 22 befindliche Kanäle zugeführt. Das den Oberflächen 100,102 der hydrostatischen Bahnteile 78 bzw. 98 zugeführte hydraulische Medium bildet einen Film aus dem Medium, auf welchem der Schlitten 22 gleitet.The slide 22 is mounted on the hydrostatic track parts 78 and 98. The hydraulic Medium becomes surfaces 100 and 102 through respective flow-restricting tubes 140 and 136, respectively and channels located in the carriage 22 are supplied. That the surfaces 100,102 of the hydrostatic track parts The hydraulic medium supplied to 78 or 98 forms a film of the medium on which the carriage 22 slides.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Strahldüsenanordnung 109, wie sie für die Antriebsstrahldüse 60 und die Steuerstrahldüse 62 verwendet werden kann. Ein Rohr 110 führt von einer Quelle druckgeregelten hydraulischen Mediums (z. B. dem Regler 42) zu einer ersten Kammer 111 innerhalb der Strahldüsenanord- ynung 109. Das in die Kammer 111 gelangende hydraulische Medium fließt durch die Düse 112, die Kammer 114 und die Mündung 116 auf den Außenrand des Plattentellers 21. Wie in F i g. 3a gezeigt ist, hat die Kammer 114 eine zylindrische Form mit einem offenen Ende 115 an einem Auffangtrog 117 für das Medium (der auch in F i g. 2 dargestellt ist). Vom Auffangtrog 117 kehrt das Medium über (nicht dargestellte) Sammelrohre zum Sammeltank 66 zurück.F i g. 3 shows an embodiment of a jet nozzle arrangement 109 as it can be used for the drive jet nozzle 60 and the control jet nozzle 62. A pipe 110 leads from a source of pressure-regulated hydraulic medium (eg. As the controller 42) y to a first chamber 111 within the Strahldüsenanord- voltage 109. The water passing into the chamber 111 hydraulic medium flows through the nozzle 112, the chamber 114 and the mouth 116 on the outer edge of the turntable 21. As in FIG. As shown in Fig. 3a, the chamber 114 is cylindrical in shape with an open end 115 on a collection trough 117 for the medium (also shown in Fig. 2). The medium returns from the collecting trough 117 via collecting pipes (not shown) to the collecting tank 66.

F i g. 5 ist eine Draufsicht auf den Schlitten 22, wobei der Plattenteller 21 und die Platte 20 entfernt wurden. Vier optische Sensoren 130 bis 133 sind an einer Glasscheibe 135 in eine Position befestigt, die optischen Abtastlinien (beispielsweise 10 800 Stück) entspricht, welche radial zu einem Ring geordnet sind, der sich an fx, der Unterseite des Plattentellers 21 befindet. Zusammen mit dem Ring 134, den die genannten Linien beschreiben, bilden die optischen Sensoren 130 bis 133 den Hauptteil eines Tachometers zum Feststellen der Geschwindigkeit des Plattentellers.F i g. 5 is a top plan view of the carriage 22 with the turntable 21 and platter 20 removed. Four optical sensors 130-133 are attached to a sheet of glass 135 in one position that is optical Corresponds to scan lines (e.g. 10 800 pieces), which are arranged radially to form a ring, which is attached to fx, the underside of the turntable 21 is located. Together with the ring 134, which is described by the lines mentioned, form the optical sensors 130 to 133 the main part of a speedometer for determining the speed of the turntable.

Von den vier optischen Sensoren 130 bis 133 erzeugte Ausgangssignale werden entsprechenden Phasenvergleichern 160 bis 163 (vgl. Fig.4) zugeführt. Mit dem zweiten Eingang der jeweiligen Phusenvergleicher 160 bis 163 ist ein Referenzoszillator 166 gekoppelt. Ausgangssignale der Phasenvergleicher werden einem Addierer 168 zugeführt. Am Ausgang des Addierers 168 erscheinende Signale werden dem Ventil 41 zugeführt, welches elektrisch den Fluß, des den Plattenteller 21 antreibenden hydraulischen Mediums steuert.Generated from the four optical sensors 130 to 133 Output signals are fed to corresponding phase comparators 160 to 163 (see FIG. 4). With the A reference oscillator 166 is coupled to the second input of the respective phase comparators 160 to 163. Output signals from the phase comparators are fed to an adder 168. At the output of adder 168 Signals appearing are fed to the valve 41, which electrically controls the flow of the turntable 21 driving hydraulic medium controls.

F i g. 6 zeigt eine Ausfüiirungsform dieses als Steuerventil arbeitenden Ventils 41. Das hydraulische Medium gelangt in das Rohr 120 und wird von einer Blattfeder 124, die auf einem Ventilsitz 126 ruht, daran gehindert, zu einem Ausgangsrohr 122 zu gelangen. Ein angrenzend an die Blattfeder 124 angeordneter Solenoid 127 ist über Drähte 128 elektrisch betätigbar. Wenn in die Drähte 128 ein elektrischer Strom fließt, zieht der Solenoid 127 magnetisch die Blattfeder 124 an und entfernt sie vom Ventilsitz 126, so daß das hydraulische Medium in das Ausgangsrohr 122 fließen kann.F i g. 6 shows an embodiment of this as a control valve working valve 41. The hydraulic medium enters the tube 120 and is controlled by a leaf spring 124, which rests on a valve seat 126, prevented from to get to an exit pipe 122. A solenoid 127 disposed adjacent to the leaf spring 124 can be operated electrically via wires 128. When an electrical current flows in the wires 128, it pulls Solenoid 127 magnetically the leaf spring 124 and removed from the valve seat 126, so that the hydraulic Medium can flow into the outlet pipe 122.

Beim Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird die Vakuumkammer 34 durch den an ihrem Boden befindlichen Balg 81 durch die kombinierte Wirkung einer Vorpumpe und einer (^diffusionspumpe (nicht dargestellt) evakuiert. Die Vorpumpe bringt beispielsweise den Innendruck in der Vakuumkammer aui ungefähr IO-³ Torr, während die (^diffusionspumpe das Vakuum bis auf 10-'Torr erhöht. Dieses Vakuum reicht für den Betrieb des Elektronenmikroskops 32 aus.When operating the in F i g. Device shown 1, the vacuum chamber not shown 34 by the located at its bottom bellows 81 by the combined action of a backing pump and a (^ diffusion pump () evacuated. The backing pump brings, for example, the internal pressure in the vacuum chamber aui about IO ³ Torr, while the (^ diffusion pump increases the vacuum to 10-Torr. This vacuum is sufficient for the operation of the electron microscope 32.

Der Fluß des hydraulischen Mediums kommt dadurch zustande, daß der Motor 38 die Pumpe 36 antreibt. Die Pumpe 36 liefert das Medium mit einem ungeregelten hydraulischen Druck von ungefähr 9,8 kg/cm². Das der Pumpe 36 zugeführte hydraulische Medium ist von der gleichen Art wie das für die obenerwähnte öldiffusionspumpe verwendete, so daß keine Probleme einer gegenseitigen Verunreinigung auftreten. Mit dem von der Pumpe 36 kommenden, unter Druck stehenden Medium werden die Antriebs- und Steuerstrahldüsen 60,62 des Plattentellers betrieben sowie das hydrostatische Lager 24 und die Bahnteile 78, 98 des Systems gespeist. Darstellungsgemäß umschließt in einem Behälter 171 ein hydraulisches Medium 170 die Pumpe 36. wodurch verhindert wird, daß Luft in ihren hydraulischen Mechanismus gelangen kann. Dieses hydraulische Medium dient ausschließlich zum Abdichten der Pumpe 36 und soll nicht durch das System gepumpt werden. Das von der Pumpe 36 gelieferte ungeregelte hydraulische Medium fiießt durch die hydraulische Leitung 172 zu den Reglern 40 und 42. Die Regler 40 und 42 benutzen den im Tank 44 herrschenden Stickstoffdruck als Regelbezugswert. Dei Stickstoffdruck im Tank Φ» liegt typisch in dei Größenordnung von 7 kg/cm² und hat vorzugsweise eine relativ langzeitige Stabilität von 1 :100 000. Der anAusgang der Regler 40 und 42 zur Verfügung stehende hydraulische Druck ist wenigstens ungefähr gleich derr Bezugsdruckwert des Stickstoffs, d. h. 7 kg/cm². Mitderr geregelten hydraulischen Druck des Reglers 40 fließi das Medium in das Rohr 50 und gelangt von dort zu derr hydrostatischen Lager 24 und den strömungsbegrenzenden Röhren 136 und 140 (F i g. 2 und 5) auf dem Schütter 22. Eine präzise hydraulische Druckregelung ist deshalt zweckmäßig, damit ein relativ fester Abstand zwischer den konischen Teilen des hydrostatischen Lagers 24 uncThe flow of the hydraulic medium is brought about by the fact that the motor 38 drives the pump 36. The pump 36 delivers the medium at an unregulated hydraulic pressure of approximately 9.8 kg / cm ² . The hydraulic medium supplied to the pump 36 is of the same type as that used for the above-mentioned oil diffusion pump, so that there are no problems of cross-contamination. With the pressurized medium coming from the pump 36, the drive and control jet nozzles 60, 62 of the turntable are operated and the hydrostatic bearing 24 and the track parts 78, 98 of the system are fed. As shown, a hydraulic medium 170 encloses the pump 36 in a container 171, which prevents air from entering its hydraulic mechanism. This hydraulic medium is used exclusively to seal the pump 36 and should not be pumped through the system. The unregulated hydraulic medium supplied by the pump 36 flows through the hydraulic line 172 to the regulators 40 and 42. The regulators 40 and 42 use the nitrogen pressure prevailing in the tank 44 as a regulating reference value. The nitrogen pressure in the tank »is typically of the order of magnitude of 7 kg / cm ² and preferably has a relatively long-term stability of 1: 100,000. The hydraulic pressure available at the output of the regulators 40 and 42 is at least approximately equal to the reference pressure value of the nitrogen i.e. 7 kg / cm ² . With the regulated hydraulic pressure of the regulator 40, the medium flows into the pipe 50 and from there to the hydrostatic bearing 24 and the flow-restricting pipes 136 and 140 (FIGS. 2 and 5) on the jar 22. Precise hydraulic pressure control is therefore necessary expedient so that a relatively fixed distance between the conical parts of the hydrostatic bearing 24 unc

zwischen den Bahnteilen 78, 98 und dem Schlitten 22 eingehalten wird. Änderungen des hydraulischen Drukkes haben beispielsweise zur Folge, daß der Schlitten 22 seine Vertikallage bezüglich der Bahnteile 78 und 98 ändert und dadurch den Plattenteller 21 in der Vertikalebene bewegt. Die Vertikallage des Plattentellers 21 muß jedoch möglichst konstant bleiben, damit seine Lage relativ zum fokussierten Elektronenstrahl des Elektronenmikroskops 32 nicht geändert wird. Das dem hydrostatischen Lager 24 und der Oberfläche der j₀ Bahnteile 78 und 98 zugeführte hydraulische Medium bildet einen dünnen Film, auf welchem der Plattenteller 21 gedreht und der Schlitten 22 verschoben wird. Dieser dünne Film aus hydraulischem Medium bildet eine praktisch reibungslose Oberfläche und wird durch das Vakuum, also das Fehlen eines Druckes innerhalb der Kammer 34 nicht beeinträchtigt.between the track parts 78, 98 and the carriage 22 is observed. Changes in the hydraulic pressure have the consequence, for example, that the slide 22 changes its vertical position with respect to the track parts 78 and 98 and thereby moves the turntable 21 in the vertical plane. However, the vertical position of the turntable 21 must remain as constant as possible so that its position relative to the focused electron beam of the electron microscope 32 is not changed. The hydrostatic bearing 24 and the surface of the j ₀ web portions 78 and 98 supplied hydraulic medium forms a thin film on which the turntable 21 is rotated and the carriage is moved 22nd This thin film of hydraulic medium forms a practically frictionless surface and is not affected by the vacuum, i.e. the lack of pressure within the chamber 34.

Das vom Regler 42 mit geregeltem hydraulischen Druck gelieferte Medium gelangt durch die steuernden Ventile 56 und 58 und von dort zur Antriebsstrahldüse _zo 60 bzw. zur Steuerstrahldüse 62. Das Ventil 56 stellt den relativ hohen Druck ein, mit dem das Medium aus der Antriebsstrahldüse 60 strömt, und dient zur Grobeinstellung der Drehgeschwindigkeit des Plattentellers 21. Das Ventil 58 dient zur Einjustierung des relativ niedrigen Druckes am Ausgang der Steuerstrahldüse 62 und zur Feineinstellung der Drehzahl des Plattentellers 21.The medium supplied by the controller 42 with controlled hydraulic pressure passes through the controlling valves 56 and 58 and from there to the drive _{jet nozzle} 60 or to the control jet nozzle 62. The valve 56 sets the relatively high pressure at which the medium flows out of the drive jet nozzle 60 The valve 58 is used to adjust the relatively low pressure at the outlet of the control jet nozzle 62 and to fine-tune the speed of the turntable 21.

Die Kammer 114 der Antriebs- und Steuerstrahldüsen 60 und 62 (Fig. 3) soll verhindern, daß an Luftblasen hängendes hydraulisches Medium auf die Platte 20 spritzt. Im hydraulischen Medium eingeschlossene Luftblasen wurden nämlich expandieren und platzen, sobald sie in ein Vakuum wie das in der Kammer 34 kommen. Wenn die eingeschlossenen Luftblasen in die Kammer 114 der Strahldüsenanordnung 109 gelangen, platzen sie in dieser Kammer unter Einfluß des Vakuums der Kammer 34, ohne Schaden anzurichten, d. h. ohne daß hydraulisches Medium auf die Platte 20 spritzen kann.The chamber 114 of the drive and control jet nozzles 60 and 62 (FIG. 3) is intended to prevent hydraulic medium attached to air bubbles from spraying onto the plate 20. Air bubbles trapped in the hydraulic medium would expand and burst as soon as they came into a vacuum such as that in the chamber 34. When the enclosed air bubbles get into the chamber 114 of the jet nozzle arrangement 109 , they burst in this chamber under the influence of the vacuum in the chamber 34 without causing damage, ie without hydraulic medium being able to splash onto the plate 20.

Das zwischen der Steuei strahldüse 62 und dem Ventil 58 angeordnete Ventil 41 (dessen Einzelheiten F i g. 6 zu entnehmen sind) dient zur Drucksteuerung des aus der Steuerstrahldüse 62 austretenden Mediums. Als Umgebung oder Ableitung von der Steuerstrahldüse 62 fließt ein Teil des hydraulischen Mediums aus dem Ausgangsrohr 122 des Ventils 41. Wenn die elektronische Schaltungsanordnung gemäß Fig.4, die mit dem in Fig. 5 dargestellten Tachometer verbunden ist, einen Anstieg der Geschwindigkeit des Plattentellers 21 feststellt, wird der Solenoid 127 im Ventil 41 erregt; er zieht die Blattfeder 24 an und erlaubt dem hydraulischen Medium, durch das Rohr 120 und aus dem Ausgangsrohr 122 herauszufließen, wodurch der hydraulische Druck am Ausgang der Steuerstrahldüse 62 gesenkt wird. Die vier optischen Sensoren 130 bis 133 (vgl. F i g. 5) fühlen die Drehbewegung des Plattentellers 21 ab. Die Ausgangssignale der optischen Sensoren 130 bis 133 werden den entsprechenden Phasenvergleichern 160 bis 163 (vgl. F i g. 4) zugeführt, die jeweils der Bewegungsrate der radial unterhalb des Plattentellers 21 angeordneten Linien entsprechende Signale abgeben. Die Frequenz der von den einzelnen optischen Sensoren erzeugten Signale wird mit einer Bezugsfrequenz verglichen, die der Referenzoszillator 166 liefert. An den Ausgängen der entsprechenden Phasenvergleicher erscheint ein dem Phasenunterschied zwischen dem Signal des Referenzoszillators und dem Signal von jedem der optischen Sensoren entsprechendes Fehlersignal. Jedes dieser Fehlersignale wird dem Addierer 168 zugeführt, wo ein der Fehlersumme entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird. Das den kumulativen Phasenfehler darstellende einzelne Ausgangssignal des Addierers 168 wird dem Ventil 41 zur präzisen Geschwindigkeitsregelung des Plattentellers 21 zugeführt. The Steuei between the jet nozzle 62 and the valve 58 disposed valve 41 (the details F i g. Refer 6 are) used for pressure control of the emerging from the Steuerstrahldüse 62 medium. A part of the hydraulic medium flows out of the outlet pipe 122 of the valve 41 as the environment or a derivative of the control jet nozzle 62. If the electronic circuit arrangement according to FIG detects the solenoid 127 in valve 41 is energized; it attracts the leaf spring 24 and allows the hydraulic medium to flow through the tube 120 and out of the outlet tube 122 , whereby the hydraulic pressure at the outlet of the control jet nozzle 62 is reduced. The four optical sensors 130 to 133 (see FIG. 5) sense the rotary movement of the turntable 21. The output signals of the optical sensors 130 to 133 are fed to the corresponding phase comparators 160 to 163 (cf. FIG. 4), which in each case emit signals corresponding to the rate of movement of the lines arranged radially below the turntable 21. The frequency of the signals generated by the individual optical sensors is compared with a reference frequency supplied by the reference oscillator 166. An error signal corresponding to the phase difference between the signal from the reference oscillator and the signal from each of the optical sensors appears at the outputs of the corresponding phase comparators. Each of these error signals is fed to adder 168 , where an output signal corresponding to the error sum is generated. The individual output signal of the adder 168 representing the cumulative phase error is fed to the valve 41 for precise speed control of the turntable 21.

Innerhalb der Kammer 34 verbrauchtes hydraulisches Medium fließt durch das Rohr 68 zum Sammeltank 66. Hydraulic medium used up within the chamber 34 flows through the pipe 68 to the collection tank 66.

Während des Aufnahmebetriebes der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung prallt ein Elektronenstrahl vom Elektronenmikroskop 32 auf die strahlempfindliche Platte 20, die oben auf dem Plattenteller 21 liegt. Dieser Elektronenstrahl schreibt Signalinformationen in eine Spiralrille, die vorher in der strahlempfindlichen Platte gebildet worden war. Damit der Elektronenstrahl genau der Spiralrille folgt, wird der Plattenteller 21 von der Leitspindel 30 in der Horizontalebene verschoben. Der außerhalb der Vakuumkammer 34 befindliche Motor 128 dreht die Leitspindel 30 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, so daß der Schlitten 22 in der Horizontalebene längs der Bahnteile 78 und 98 bewegt wird und der Elektronenstrahl hierbei der Spiralrille in der Platte 20 folgt.During the recording operation of the in F i g. 1, an electron beam from the electron microscope 32 strikes the beam-sensitive plate 20, which lies on top of the turntable 21. This electron beam writes signal information in a spiral groove previously formed in the radiation sensitive plate. So that the electron beam follows the spiral groove exactly, the turntable 21 is displaced by the lead screw 30 in the horizontal plane. The motor 128 located outside the vacuum chamber 34 rotates the lead screw 30 at a predetermined speed so that the carriage 22 is moved in the horizontal plane along the track parts 78 and 98 and the electron beam follows the spiral groove in the plate 20.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A device for producing a precise rotary movement of a recording disk on which information is recorded by means of an energy emitter, with a turntable for the disk, a device for supplying a pressurized hydraulic medium, to which at least one nozzle is connected, with devices to to allow the pressurized hydraulic medium to strike the turntable and to rotate it, and with a device responsive to the rotational speed of the turntable which controls the flow of the hydraulic medium flowing through the nozzles, characterized in that the recording plate (20) is located inside a vacuum chamber (34), the nozzles (60, 62) are located in the vacuum chamber (34) and generate a controlled flow of the hydraulic medium to the turntable (21) in the vacuum, the turntable holder from one, hydraulic Medium-formed bearing (24) consists in a vacuum, as well as devices n are provided in order to supply hydraulic medium to the bearing (24) for the rotatable mounting of the turntable (21).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bearing (24) one with the Turntable (21) connected first cone (90) and a second, correspondingly shaped hollow cone (92), in which the first cone (90) is arranged, and that the means for feeding the hydraulic medium between the two cones (90,92) forms an oil film which the cones (90,92) separates from each other and forms a surface on which the first cone (90) is rotatably mounted.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzles (60, 62) consist of a drive jet nozzle (60) and a nozzle jet (62).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive jet nozzle (60) and the control jet nozzle (62) each have a first, pressurized medium receiving chamber (111) which change the flow of the medium passing through with a Nozzle (112) is connected, which in turn is connected to a, opposite the first chamber (111) arranged, second, air-bubble-containing medium receiving chamber (114) which is opposite to the first nozzle (112) , free of air bubbles medium through which the mouth (116) is in communication.