DE3117919C2

DE3117919C2 -

Info

Publication number: DE3117919C2
Application number: DE3117919A
Authority: DE
Inventors: Keiji Segawa; Norio Matsuda; Masaki Yokohama Jp Murakami
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-05-10
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JPS6028059B2; JPS56159850A; NL8102260A; CH655401B; US4398282A; DE3117919A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtastnadel für kapazitive Aufzeichnungsplatten nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Abtastnadel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Eine derartige Abtastnadel ist aus der DE-OS 27 51 164 bereits bekannt. Diese bekannte Abtastnadel besitzt einen quaderförmigen Körper, auf dessen eine ebene Seitenfläche eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht ist. An seinem Auflageende sind zwei symmetrisch zur Längsmittelachse des Körpers liegende Seitenflächen angeschliffen, deren Schnitt linie mit einer Auflagefläche der Abtastnadel die Seitenkanten der Auflagefläche bilden. Die vordere Kante der Auflagefläche wird durch die Schnittlinie einer vorderen, ebenen Fläche mit der Auflagefläche gebildet. Die Elektrode dieser bekannten Abtastnadel wird durch die elektrisch leitende Schicht an der hinteren Kante der Auflagefläche gebildet.

Bei der Herstellung dieser bekannten Abtastnadel wird zunächst der quaderförmige Nadelrohling mit einer leitenden Schicht versehen. Anschließend werden die Seitenflächen ange schliffen, so daß sich die leitende Schicht zur hinteren Kante der Auflagefläche hin verjüngt und dort die Elektrode der ge wünschten Breite bildet. Als nächstes wird eine vordere schräge Fläche angeschliffen, deren Schnittlinie mit der Auflagefläche die vordere Kante der Auflagefläche bildet.

Um bei einer derartigen Abtastnadel eine gute Betriebsleistung zu erreichen, muß die Abtastnadel mit äußerster Sorgfalt ge schliffen werden, so daß sie in bezug auf ihre vertikale Achse genau symmetrisch ausgebildet ist. Außerdem müssen die Kanten der aneinandergrenzenden Flächen der Abtastnadel so ausgebildet werden, daß an den Kanten keine Beschädigungen durch abgesplitterte Teile entstehen, in denen sich Staub oder kleine Teilchen festsetzen können, da diese sonst Be schädigungen der Aufzeichnungsfläche bewirken würden. Die Herstellung einer derartigen Abtastnadel ist somit verhältnis mäßig aufwendig und unwirtschaftlich.

Weiter ist aus der US-PS 41 65 560 eine Abtastnadel mit einem quaderförmigen Körper bekannt, an dessen Abtastende ein kegel stumpfförmiger Abschnitt ausgebildet ist. An den kegelstumpf förmigen Abschnitt ist eine hintere, ebene Elektrodenfläche sowie zur Mittelachse des Körpers symmetrische Seitenflächen angeschliffen. Die Seitenflächen sind dabei so angeordnet, daß sich eine nach vorne verjüngende Auflagefläche ergibt. Abgesehen davon, daß auch diese bekannte Abtastnadel mit äußerster Präzision geschliffen werden muß, bewirkt die sehr kleine Auflagefläche einen hohen Auflagedruck, der zu einem schnellen Verschleiß sowohl der Aufzeichnungsplatte als auch der Abtastnadel führt.

Weiter wird die Herstellung einer derartigen Abtastnadel noch dadurch erschwert, daß die Elektrode exakt auf die vorbereitete Elektrodenfläche aufgebracht werden muß, was zusätzliche Schwierigkeiten bei der Fertigung bewirkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kapazitive Abtastnadel mit hoher Lebensdauer zu schaffen, die sich einfach und wirtschaftlich mit großer Präzision herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Körpers mit kreisförmigem oder elliptischen Querschnitt für die Abtast nadel wird erreicht, daß sich eine symmetrisch zu ihrer Längs achse aufgebaute Abtastnadel besonders einfach herstellen läßt, da nur zwei zueinander in bezug auf die Längsmittelachse des Körpers symmetrische Seitenflächen angeschliffen zu werden brauchen.

Insbesondere die Nutzung der gekrümmten Schnittlinien zwischen der Auflagefläche und der Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Auflageendes erspart dabei zusätzliche aufwendige Schleifvor gänge, für die ein erneutes und sehr exaktes Einjustieren des Nadelrohlings erforderlich wäre.

Besonders einfach und wirtschaftlich läßt sich eine erfindungs gemäße Abtastnadel mit dem Verfahren nach Anspruch 5 herstellen, da bei diesem Verfahren beim Aufbringen der elektrisch leitenden Schicht keine Abdeckmaßnahmen vorgesehen werden müssen, um eine exakte Begrenzung der elektrisch leitenden Schicht zu gewähr leisten. Die Begrenzung der als Elektrode dienenden elektrisch leitenden Schicht wird beim anschließenden Anschleifen der Seitenflächen bewirkt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispiels weise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Abtastnadel vor dem Läppvorgang,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Abtastnadel nach Ausführung des Läppvorgangs,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Kegelstumpfende der Abtastnadel, und

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 einer Abtast nadel mit elliptischem Querschnitt.

Nach Fig. 1 wird ein zylindrischer Körper 10 aus einem harten Isoliermaterial wie Diamant oder Saphir mit einem kegelförmigen Abschnitt versehen. An der Oberfläche des Körpers 10 wird eine leitende dünne Schicht als Elektrode 12 angebracht und zwar überdeckt sie etwa beispielsweise die Hälfte der Außenfläche und erstreckt sich vom Ende des Kegelabschnitts bis zum entgegengesetzt liegenden Ende des Körpers 10. Die Elektrode 12 wird beispielsweise durch Vakuumabscheidung oder ähnliche bekannte Verfahren aufgebracht. Der konische Abschnitt wird dann durch einen Läppvorgang abgestumpft, so daß eine Auflagefläche 11 mit Kreis- oder Ellipsenform gebildet wird. Dann werden Seitenabschnitte des Körpers 10 dort, wo die Elektrode 12 aufgebracht ist, symmetrisch zur Mittelachse des Körpers 10 mit einem gewissen Winkel angeläppt, so daß zwei ebene Flächen 14 und 16 gemäß Fig. 2 ausgebildet werden. Es bleibt ein Abschnitt der Schicht 12 zurück als Elektrode 18. Die in Fig. 3 schraffiert gezeichneten Abschnitte des Körpers 10 (hier also der Fläche 11) werden so entfernt und es bleibt eine Auflagefläche 11′ zurück, die etwa Dreieckform besitzt. Diese restliche Auflagefläche 11′ wird durch eine gekrümmte Vorderkante 20, die im Gebrauch als die Führungskante der Auflagefläche 11′ in Bewegungs richtung auf der Aufzeichnungsplatte dient, eine hintere gekrümmte Kante 22 und zwei unter einem Winkel R ₂ gegen einander liegende gerade Seitenkanten 24 und 26 von gleicher Länge bestimmt. Die Auflagefläche 11′ wird so poliert, daß das Ende der Elektrodenspitze 18 gemeinsam in einer Ebene mit dem Kegelstumpfende des Körpers 10 liegt. Das Ende 18 wird so ausgebildet, daß es schmäler als die Spurbreite auf der Aufzeichnungsplatte ist, während die Auflagefläche 11′ insgesamt so breit ist, daß sie mehrere Spuren überdeckt, um so einen reduzierten Flächendruck auf der Aufzeichnungsfläche zu erzielen, sobald die Abtastnadel während des Betriebs auf der Aufzeichnungsplatte aufsitzt. Typischerweise beträgt die Breite der Elektrodenspitze 18 ein µm oder weniger, und der Kreisdurchmesser d der Auflage fläche 11′ beträgt typischerweise 5 bis 10 µm. Infolge der Kegelform nimmt die Breite der Elektrode 18 mit dem Abstand von der Auflagefläche 11′ zu. Die in Fig. 3 schraffiert gezeichneten Abschnitte werden so abgeläppt, daß die Elektrode 18 den in Fig. 2 eingezeich neten Winkel R 1 von 2 bis 3° bildet und auf der Auflage fläche 11′ einen Winkel R 2 zwischen den Kanten 24 und 26 von vorzugsweise 30 bis 90° entsteht, wobei der (gedachte) Schnittpunkt der beiden Seitenkanten 24 und 26 in etwa in der Nähe der gekrümmten hinteren Kante 22 liegt.

Wird ein Körper 10 mit elliptischem Querschnitt ver wendet, ergibt sich die in Fig. 4 dargestellte Form der Auflagefläche 11′; auch in diesem Falle beträgt der Abstand zwischen den gekrümmten Kanten 20 und 22 etwa 5 bis 10 µm.

Claims

1. Abtastnadel für kapazitive Aufzeichnungsplatten, auf denen die Signale in Form von kleinen Grübchen längs einer Vielzahl von Spuren mit einer bestimmten Breite gespeichert sind,
mit einem Körper aus hartem Isoliermaterial, der am Auflageende eine sich verjüngende Auflage fläche aufweist, die durch eine vordere Kante, deren Länge einem Vielfachen der Breite einer Spur entspricht,
eine hintere Kante, deren Länge der Breite einer Spur ent spricht, und zwei winklig zueinander verlaufende, gerade Seitenkanten begrenzt wird, und
der am Auflageende mit zwei winklig zueinander angeordneten, im wesentlichen identischen, ebenen Seitenflächen versehen ist, die symmetrisch zu einer die Mittelachse des Körpers einschließenden Ebene liegen, sowie
mit einer Elektrode, deren Breite der Breite einer Spur entspricht und die sich von der hinteren Kante der Auflage fläche zum entgegengesetzten Ende des Körpers erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist und an seinem Auflageende einen kegel stumpfförmigen Abschnitt besitzt, so daß die vordere und hintere Kante (20 bzw. 22) der Auflagefläche (11′) ge krümmt ist.

2. Abtastnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Seiten kanten (24, 26) der Auflagefläche (11) einen Winkel (R ₂) von 30° bis 90° einschließen.

3. Abtastnadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektrode (18) entlang ihrer Längserstreckung begrenzenden geraden Kanten einen Winkel (R ₁) im Bereich von 2° bis 3° ein schließen und auf die hintere Kante (22) der Auflagefläche (11′) hin zusammenlaufen.

4. Abtastnadel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der hinteren Kante (22) ungefähr 1 µm beträgt und daß der Durchmesser eines durch die gekrümmte vordere und die gekrümmte hintere Kante (20 bzw. 22) gegebenen Kreises im Bereich von 5 bis 10 µm liegt.

5. Verfahren zur Herstellung einer Abtastnadel, für kapazitive Aufzeichnungsplatten, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei dem auf einen aus hartem Isoliermaterial bestehenden Körper, der eine Auflagefläche mit zumindest einer hinteren Kante aufweist, eine elektrisch leitende Schicht auf einen Oberflächenbereich des Körpers abgeschieden wird, der zu entfernende Abschnitte einschließt, wobei sich die elektrisch leitende Schicht von der hinteren Kante der Auflagefläche weg erstreckt und als Elektrode dient und
bei dem im wesentlichen identische, einen Abstand voneinander aufweisende Abschnitte im Bereich des Auflageendes vom Körper entfernt werden, um zwei im wesentlichen ebene Seitenflächen gleicher Größe auszubilden, die sich von der Auflagefläche zum entgegengesetzten Ende des Körpers hin erstrecken und die symmetrisch zu einer dem Körper entlang seiner Mittellängsachse halbierenden Ebene angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisenden Körper (10) vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Schicht (12) ein kegelstumpf förmiges Auflageende ausgebildet wird, so daß beim Ab tragen der zu entfernenden Abschnitte gleichzeitig die hintere Kante (22) mit der Elektrode (18) und die vordere eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren überspannende Kante (20) ausgebildet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Abstand voneinander aufweisenden, zu entfernenden Abschnitte durch Läppen abgetragen werden.