DE3117919C2 - - Google Patents
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- G11B9/06—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using record carriers having variable electrical capacitance; Record carriers therefor
- G11B9/07—Heads for reproducing capacitive information
- G11B9/075—Heads for reproducing capacitive information using mechanical contact with record carrier, e.g. by stylus
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- Y10T29/43—Electric condenser making
- Y10T29/435—Solid dielectric type
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Micromachines (AREA)
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 (6)
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.
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.
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.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 1981-05-08 US US06/261,793 patent/US4398282A/en not_active Expired - Fee Related
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