DE2327203C3 - Abtastelement für Druckabtastung - Google Patents

Description

Fs ist bekannt. Signale an der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers beispielsweise als Oberflächerirelief zu speichern. Die Abtastung der Signale kann durch sogenannte DruckabtasUing erfolgen (Deutsches Patent 15 74 489). Bei der Druckabtastung erleidet die das Signal darstellende Oberflächenstruktur des Aufzeichnungsträgers unter dem Auflagedruck des Abtasielemenies eine Zusammendrüekung, welche großer ist als die durch die Druckkräfte bewirkten Ausweichbewegungen des vorzugsweise kufcnförmigcn, wegen seiner Trägheit nahezu stillstehenden Abiastelementes. Insbesondere wenn das Abtastelement zur Verringerung des Verschleißes auf mehreren Wellenlängen der Oberflächenstruktur aufliegt, ist eine kufenförmige Ausbildung zweckmäßig, und die von der Abtastkufe oder einer abgerundeten Abtastkante gebildete Auflagefläche (Abtastfläehe) ist durch eine Rückfläche des Abtastele- 4.S mentes derart begrenzt, daß sich zwischen der Rückfläche und der Abtastfläehe eine scharfe, ablaufende Kante oder Ecke bildet.

Eine Schwierigkeit bei der DruckabtasUing von sehr dicht gespeicherten Signalen besteht darin, daß das Abtastelement wegen seiner erforderlichen Kleinheit an seiner Abtastfläehe rasch verschleißt.

Es ist bekannt, dem Verschleiß der Abtustfläche dadurch zu begegnen, daß das aus Diamant bestehende Abtastelement bei der Abtastung derart ausgerichtet wird, daß eine der verschleißfesten kristallographischen Richtungen des Diamanten ungefähr in die Richtung der Relativgeschwindigkeit Jes Aufzeichnungsträgers gegenüber dem Abtastelement oder in Richtung der Ablast- oder Laufkante weist. Als verschleißfeste Richtungen kommen in Betracht: Eine Richtung, die in einer krislallographischen Oktaederfläche (111) oder einer äquivalenten Oktacderfliuhe liegt und parallel zur speziellen Richtung [ΪΪ2] oder in einer krisiallographisch äquivalenten Richtung verläuft, wobei der Mächenvektor (111) aus einem Diamanten herausweist und der durch [112] bezeichnete Richtungsvektor den gleichen Kichtungssinn hat wie die auf die Abtastkufe

60 wirkende Reibkraft: eine Richtung, die in einer kristallographischen Kiibusfläche (100) oder einer äquivalenten Kubusfläche licjjt und parallel zur speziellen Richtung [011] oder einer kristallographisch äquivalenten Richtung verläuft: eine Richtung, die in einer Dodekaederfläche (110) oder einer äquivalen-en Dodekaederfläche liegt und parallel zur speziellen Richtung [TlO] oder einer krisiallographisch äquivalenten Richtung verläuft (Deutsche Auslegeschrifl 20 60 317).

Bei der Benutzung derart ausgerichteter Abtastelemente, die bei der Abtastung in die Richtung einer Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsträgers relativ /u diesem bewegt werden, hat sich nun die /unächst unerklärliche Erscheinung ergeben, daß die Qualität der Abtastung bereits nachließ, obwohl die Abtastfläehe des Abtastelementes noch nicht so weil abgenutzt war, daß eine Beeinträchtigung der Qualität der abgetasteten Signale haue erwartet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer eines Abtastelementes aus Diamant für Druckabtastung zu vergrößern, wobei unier Lebensdauer derjenige Zeitraum verslanden wird, innerhalb dessen es möglich isl. nach dem Einsatz eines neuen Abtastelementes noch eine brauchbare Qualität der abgetasteten Signale /11 erhalten.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst, welcher die Erkenntnis zugrunde liegt, daß die Ursache für die frühzeitige Verminderung der Abtastqunlität nicht in erster Linie die Abnutzung der AbtasiHäche ist, sondern das Unwirksamwerden der scharten, ablaufenden Kante. Sie kann verrunden oder — was noch unangenehmere Auswirkungen zeigt — zwar scharf bleiben, aber aufgrund eines Balligwerdens der Abtastfläehe einen geringen Druck erfahren oder schließlich gat./ von der Plattenoberfläche abheben. Beim Balligwerdcn verändert sich die Eorm des Abtaslelemcnies derart, daß in einem Schnitt senkrecht zur Aut/.eichnungsträgeroberfläche und längs der Richtung der Aufzeichnungsspur nicht mehr die scharfe, ablaufende Kante oder Ecke diejenige Stelle des Abtasielementes ist, welche den Aufzeichnungsträger am meisten verformt, sondern eine in der relativen Laufrichtung des Abtastelementes vor der scharfen Kante liegende Stelle der durch Abnutzung geschwungen oder gebogen gewordenen Abtastkante. Sowohl die Abrundung der scharfen Kante als auch das Balligwerden der Abtastfläehe kann dazu führen, daß die Druckimpulse, die sich ergeben, wenn die Abtastfläehe mit ihrer ablaufenden Kante von Erhebungen des aufgezeichneten Oberflächenreliefs oiler von Verhärtungen der aufgezeichneten Oberflächenstruktur abgleitet, kleiner werden. Durch die erfindungsgemäße Ausrichtung des Abtastelementes wird nun erreicht, daß die ablaufende Kante langer scharf und in Eingriff bleibt als bisher.

Anhand der Figuren wird dies näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Abtastelementes in einem Schnitt parallel zur Rillcnrichiung in bisheriger Ausrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt quer zur Rillenrichtung und

Fig. 3 wiederum einen Längsschnitt mit erfindungsgemäßer Ausrichtung des Abtastelementes. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffcrn versehen.

Wie die Fig. 1 und 2 /eigen, gleitet das Abtastelement 1 auf den Rillenflanken 2 und 3 einer an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 4 befindlichen Rille. Die Rillcnflarken 2 und 3 werden dabei

insbesondere dann verformt, wenn sich auf ihnen eine Erhebung befindet. Bei feststehendem Abtastelement wird der Aufzeichnungsträger 4 in Pfeilrichtung P bewegt. Dabei gleitet die abgerundete Abtastkante 6, die sich /wischen den Seitenflächen 7 und 8 des ί Abtastelement I befindet, über die Erhebungen 5 der Rille. Die durch die Abtastkante 6 gebildete Abtastfläche wird begrenzt durch die Rückfläche 9 des Abtastclementes I, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Rille steht, welche mit der Richtung Pder Relativgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 4 gegenüber dem Abtastelement 1 übereinstimmt.

In Fig. I. welche ein bisher verwendetes Abtastelement zeigt, ist die bisher üblich gewesene kristallographische Ausrichtung des Abiustelementes durch die Pfeile Vl und V2 angedeutet, welche jeweils eine der verschleißfesten kristallographischen Richtungen des Diamant-Abtastelementes angeben, welche bisher wahlweise /ur Anwendung kamen. Beid" Richtungen Vl und V 2 liegen in der Zeichenebene, d.h. in derjenigen Ebene, welche die resultierende Richtung der vom Abtastelement 1 ausgeübten Druckkräfte und die Richtung /' der Relativgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 4 gegenüber dem Abtastelement 1 enthält. Die kristallographischc Richtung Vl ist zusätzlich parallel / >ii Richtung Pausgerichtet, während die Richtung V 2 ungefähr parallel zur Richtung der Abtastkante 6 verlauft. Durch die Ausdehnung des Abtastelementes 1 in der Weise, daß eine der verschleißfesten Richtungen des Diamanten entweder in die Richtung Vl oder in die Richtung V2 weisen, wurde erreicht, daß der Verschleiß der durch die Abtastkante 6 gebildeten Abtastfläche möglichst gering blieb.

jedoch zeigte sich, daß die scharfe, ablaufende Kante 10, welche durch die Rückfläche 9 und die Abtastfläche gebildet wird, mit der Zeit verrundete bzw. die Abtastfläche in Rillenrichtung ballig wurde, so daß keine schlagartige Druckentlastung des Abtastelementes 1 mehr eintrat, wenn eine Erhebung 5 aus dem Bereich der Abtastfläche herausgelangte.

Das erfindungsgemäße Abtastelement ί 1 nach F^? i g. 3 ist daher anders ausgerichtet. Hier weist eine der verschleißfesten kristallographischen Richtungen des Diamanten in die Richtung V3 und damit in den über der Oberfläche 12 des Aufzeichnungsträgers und außerhalb des Abtastelementes 11 liegenden Winkelbereich zwischen der Rückfläche 9 des Abtastelementes 11 und der Oberfläche 12 des Aufzeichnungsträgers 4. Das heißt, die Richtung V3 schließt mit der Richtung Peinen spitzen Winkel * ein. Da nun das Abtastelement 11 in der Richtung V3 am verschleißfestesten ist, wird die scharfe Kante 10 in dieser Richtung am wenigsten abgenutzt, während in Richtungen, die von der Richtung V3 abweichen, ein um so größerer Verschleiß stattfindet, je größer die Abweichung (innerhalb bestimmter Grenzen) ist. Die Folge davon ist, daß beispielsweise die durch die Abtastkante 6 gebildete Abtastfläche stärker abgenutzt wird, als eine Abnutzung in Richtung V3 erfolgt. Dadurch entsteht ein selbstschäriendtr Effekt für die scharfe Kante 20, obwohl diese, wie die Konstellation gemäß Fig. 3 veranschaulicht, durch die unter der Abtasifläche herausgleitende Erhebung ungefähr in Richtung V3 am stärksten beansprucht wird.

Als kristallographische Richtungen, von denen eine ungefähr in die Richtung V3 ausgerichtet wird, kommen wieder nie oben bereits erwähnten verschleißfesten Richtungen (Deutsche Auslegeschrift 20 60 317) in Frage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Abtastelement für Druckubtastung, aus Diamant mit einer Abtastfläehe, die in Richtung der Relativgeschwindigkeit des abzutastenden Aufzeichnungsträgers durch eine Rückfläche begrenzt ist und mit dieser eine scharfe, ablaufende Kante oder Ecke bildet, bei dem infolge entsprechender Ausrichtung eine seiner kristallographischen Riehlungcn großer Verschleißfestigkeit im wesentlichen in einer Ebene liegt, welche die resultierende Richtung der Druckhälfte und die genannte Richtung der Relativgeschwindigkeit enthält, gekennzeichnet durch eine derartige Ausrichtung des Diamanten, daß die kristallographische Richtung (Vi) großer Verschleißfestigkeit unter einem spitzen Winkel (λ) zur Richtung (P) der Relativgeschwindigkcit des Aufzeichnungsträgers (4) bei dessen Abtastung verläuft und an der ablaufenden Kante (10) oder Ecke in den Winkelbercich zwischen der Rückfläche (9) und der Richtung (P) der Relativgcschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (4) weist.