MX2011004015A - Disco optico que tiene deflector de flujo de gas y metodo para fabricar el mismo. - Google Patents

Abstract

Un disco óptico incluye una abertura redonda en el centro del disco óptico, una sección de grabación anular configurada para grabar información, una sección de soporte anular entre la abertura redonda y la sección de grabación anular y configurada para soportar el disco óptico, y un deflector que se proporciona en un lados sin lectura/escritura de la sección de grabación anular y configurado para perturbar el campo de flujo dentro de la unidad de disco óptico cuando el disco óptico gira, el deflector tiene una rugosidad promedio en línea central entre 2 µm y 10 µm, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, un área que ocupa al menos 5% del lado sin lectura/escritura. El campo de flujo así perturbado cambia desde un estado laminar a un estado turbulento y de esta manera las características de lectura/escritura del disco se mejoran debido a menor resistencia al aire experimentada por el disco giratorio.

Description

DISCO ÓPTICO QUE TIENE DEFLECTOR DE FLUJO DE GAS Y MÉTODO PARA FABRICAR EL MISMO CAMPO TÉCNICO La invención se refiere a un disco óptico que tiene un deflector y el método para fabricar el mismo.

TÉCNICA PREVIA La industria de discos ópticos ha trabajado en discos ópticos que tienen superiores velocidades rotacionales para satisfacer la demanda por superiores velocidades de transmisión de datos.: La vibración o cabeceo del disco óptico puede ocurrir cuando el disco se somete a rotación a alta velocidad. Esta vibración puede deberse a rotación de la flecha impulsora del disco o resistencia al aire asociada con el movimiento del disco, ambos de los cuales son factores principales para provocar la vibración. En el pasado, la vibración del disco óptico se atendió brevemente en la industria, y varias soluciones a este problema se ofrecieron pero no generaron mucho interés debido a que la resistencia del aire por la entonces menor velocidad rotacional no era un gran problema.

En la actualidad, no es poco común ver girar a un disco óptico a una velocidad de más de 10, 000 rpm. A esta alta velocidad rotacional, la resistencia del aire asi provocada ha llamado más atención. Un aumento en la resistencia del aire provocado al incrementar la velocidad rotacional del disco óptico no solo provoca que el disco vibre si no también aumenta el consumo de energía por el motor giratorio que impulsa la flecha. Este último fenómeno provoca que varié la precisión de lectura/escritura óptica, lo que afecta las características de lectura/escritura y además debilita la operación del chip interno de la unidad; deformación del disco óptico también puede ocurrir debido a una operación con alta temperatura, resultando de esta manera en problemas mientras que se lee/escribe el disco óptico o incluso la incapacidad para leer debido a daño al disco. Aún más, el disco óptico puede deformarse con la alta temperatura, provocando que se deteriore la calidad de lectura/escritura. En el peor escenario, la resistencia al aire puede infligir daño físico al disco óptico o incluso provocar- que se desintegre el disco óptico.

Se conocen técnicas para disminuir la vibración de un disco óptico giratorio, al reducir la resistencia al aire encontrada por el disco. La mayoría de las técnicas convencionales han considerado cambiar la estructura de la unidad dé disco, para mejorar el flujo de aire. Por ejemplo, la Patente de los E.U.A. Número 7,181,749 describe medios para que un disco óptico gire con estabilidad al ajustar la distancia entre la cubierta superior de la unidad del disco y el disco, de manera tal que haya una menor diferencia de presión entre las superficies superior e inferior del disco; y la Publicación de la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número 2006-0048171 describe una forma mejorada de la cubierta superior de una unidad de discos ópticos que tiene una función de guiar el flujo de aire, de manera uniforme para estabilizar el disco. Estas técnicas convencionales, sin embargo, pueden no ser más efectivas o efectivas en costo que implementar directamente estructuras que alteren el flujo de aire en el disco óptico per se .

DESCIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Como se explicó anteriormente, las técnicas que se requieren para la industria de discos ópticos son aquellas que alterna la estructura del propio disco óptico, para reducir la resistencia al aire durante rotación a alta velocidad para mejorar las características de lectura/escritura del disco, bajo condiciones asociadas con vibración de disco, carga de eje del motor, consumo de energía, temperatura operacional, deformación con alta temperatura, proporción de éxito de escritura, reducción de velocidad, tiempo de escritura, etc.

Para resolver el problema anterior, la invención proporciona un disco óptico que incluye una abertura redonda que se proporciona al centro del disco óptico, una sección de grabación anular configurada para grabar información, una sección de soporte anular que se proporciona entre la abertura redonda y la sección de grabación anular y configurada para soportar el disco óptico, y un deflector que se proporciona sobre la sección de grabación anular en un lado sin lectura/escritura del disco óptico y configurado para reducir la resistencia del aire cuando gira el disco óptico, el deflector tiene una rugosidad promedio de linea central Ra entre 2 /m y 10 /m, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, y un área que ocupa al menos 5% de toda la superficie del disco en el lado sin lectura/escritura del disco óptico.

La invención además proporciona un método para fabricar un disco óptico, que incluye formar un substrato anular que tiene una abertura redonda que se proporciona al centro del substrato anular, una sección de grabación anular que se proporciona en una porción exterior del substrato anular, para registrar o grabar información, y una sección de soporte anular que se proporciona entre la abertura redonda y la sección de grabación anular para soportar el disco óptico, y formar un deflector sobre la sección de grabación anular en un lado sin lectura/escritura del disco óptico para reducir la resistencia al aire cuando el disco óptico se gira, el deflector tiene una rugosidad promedio en linea central entre 2 µ?a. y 10 /¿m, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, y un áréa que ocupa al menos 5% de toda la superficie del disco en el lado sin lectura/escritura del disco óptico.

En comparación con las técnicas convencionales de métodos complicados y costosos para reconstruir la estructura de la unidad de disco óptico para mejorar la condición de flujo de aire interno y por lo tanto la estabilidad rotacional del disco óptico, la invención directamente proporciona un deflector en el disco óptico para perturbar el campo de flujo, de manera tal que el campo de flujo se cambia de un estado laminar a un estado turbulento, de esta manera reduciendo la resistencia al aire encontrada por el disco giratorio y mejorando las características de lectura/escritura del disco bajo condiciones asociadas con la vibración del disco, carga de eje del motor, consumo de energía, temperatura operacional, deformación con alta temperatura, proporción de éxito de escritura, reducción en velocidad, tiempo de escritura, etc. La invención por lo tanto proporciona una estructura más simple, un método de fabricación más simple, un menor costo de fabricación y un superior desempeño, que las técnicas convencionales .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es un diagrama esquemático que muestra el estado del campo de flujo para un disco óptico que gira dentro de una unidad de disco óptico, a una cierta velocidad.

La FIGURA 2 ilustra la relación entre el coeficiente de resistencia y el número Reynolds del campo de flujo para un disco óptico que gira dentro de una unidad de disco óptico.

• La FIGURA 3A ilustra la relación entre la velocidad rotacional de la flecha de la unidad de disco óptico, la velocidad de transferencia de datos, : y la cantidad de transferencia de datos bajo una condición de escritura normal del disco óptico.

La FIGURA 3B ilustra la relación entre la velocidad rotacional de la flecha de la unidad de disco óptico, la velocidad de transferencia de datos, y la cantidad de transferencia de datos, cuando ocurre una reducción en la velocidad durante escritura del disco óptico.

La FIGURA 4 es una vista en planta de un disco óptico de acuerdo con un aspecto (Modalidad 1) de la invención.

La FIGURA 5A muestra una vista en planta de un aparato de impresión, y las FIGURAS 5B a 5D son diagramas esquemáticos que muestran las etapas de formar deflector anular en el disco óptico utilizando el método de impresión.

La FIGURA 6 es una vista en planta de un disco óptico de acuerdo con otro aspecto (Modalidad 2) de la invención.

La FIGURA 7 es una vista en planta de un disco óptico de acuerdo con todavía otro aspecto (Modalidad 3) de la invención.

La FIGURA 8 es una vista en planta de un disco óptico de acuerdo con todavía otro aspecto de la invención.

La FIGURA 9A muestra la distribución de curvas que representan la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración (amplitud) de un disco óptico convencional a diferentes velocidades rotacionales.

La FIGURA 9B muestra la distribución de curvas que representan la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración (amplitud) de un disco óptico de la Modalidad 2, a diferentes velocidades rotacionales.

La FIGURA 9C muestra la distribución de curvas que representan la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración de un disco óptico de la Modalidad 3 a diferentes velocidades rotacionales.

MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Las FIGURAS 1 y 2 ilustran la relación entre el campo de flujo y la resistencia al aire para un disco óptico giratorio dentro de una unidad de disco óptico.

En una unidad de disco óptico convencional, el estado del campo de flujo cambia con la velocidad rotacional del disco óptico. , Cuando el disco óptico gira a baja velocidad y como resultado, el aire fluye a baja velocidad, el aire permanece en capas paralelas que mueven aire que no se mezcla. En este punto, el campo de flujo se dice que esta en un estado laminar. Cuando se incrementa gradualmente la velocidad del aire, las lineas de corriente del flujo de aire empiezan a oscilar en una forma de onda, y tanto la frecuencia como la amplitud de la oscilación aumentan con la velocidad. El campo de flujo se dice que está en un estado de transición. Cuando la velocidad del aire aumenta de manera considerable, las lineas de corriente no son más distintas y empiezan a existix muchos torbellinos en el campo de flujo. En este punto, el flujo de aire se vuelve inestable y se desarrolla en un flujo turbulento e irregular con cualquier pequeña variación en la velocidad. El campo de flujo se dice entonces que se encuentra en un estado turbulento.

La FIGURA 1 es un diagrama esquemático que muestra el estado del campo de flujo para un disco óptico que gira dentro de una unidad de disco óptico cuando se alcanza una cierta velocidad. Cuando el disco óptico alcanza una cierta velocidad rotacional, como se muestra en la FIGURA 1, el campo de flujo sobre una región anular interior del disco se encuentra en un estado laminar A; el campo de flujo sobre una región anular exterior del disco se encuentra en un estado turbulento C; y el campo de flujo sobre una región entre las dos regiones anulares se encuentra en un estado de transición B que corresponde a la transición laminar-turbulenta .

La FIGURA 2 ilustra la relación, entre coeficiente de resistencia y número de Reynolds del campo de flujo para un disco óptico que gira dentro de una unidad de disco óptico. En la FIGURA 2, el eje vertical representa el coeficiente de resistencia, una medida de la resistencia al aire encontrada por el disco óptico que gira dentro de la unidad de disco óptico. El coeficiente de resistencia aumenta conforme el disco óptico gira más rápido, lo que significa que aumenta la resistencia al aire encontrada. Por otra parte, el eje horizontal representa el número de Reynolds, una medida de la relación de fuerzas inerciales y fuerzas viscosas del aire en movimiento. El número de Reynolds es proporcional a la velocidad rotacional del disco óptico (la velocidad de flujo de aire) .

En la FIGURA 2, la sección A' de la curva indica que el campo de flujo dentro de la unidad de disco óptico se encuentra en un estado laminar. La sección B' de la curva indica que el campo de flujo dentro de la unidad empieza a transitar de un estado laminar a un estado turbulento conforme el disco óptico aumenta su velocidad rotacional, y el número de Reynolds en el cual el flujo cambia estado se conoce como el número de Reynolds critico. La sección C de la curva indica que el campo de flujo ha transitado a un estado turbulento con una velocidad de disco creciente .

Como se muestra en la FIGURA 2, cuando el flujo de aire velocidad es baja, es decir cuando el disco óptico gira a menor velocidad, el número de Reynolds es pequeño, lo que significa que las fuerzas viscosas del aire en movimiento tienen un impacto relativamente mayor en el campo de flujo que las fuerzas internas. Por lo tanto, cualquier perturbación en el aire en movimiento del campo de flujo tiende a ser reducida por las fuerzas viscosas, de manera tal que el aire en movimiento se encuentre en una condición estable y el campo de flujo está en un estado laminar. El coeficiente de resistencia en el intervalo de la sección A' es relativamente más grande y aumenta gradualmente conforme se incrementa la velocidad del aire.

Cuando la velocidad rotacional del disco óptico aumenta y de esta manera aumenta la velocidad del aire, la curva alcanza el número de Reynolds critico, en el cual el campo de flujo transita desde un estado laminar a una estado turbulento y el coeficiente de resistencia cae drásticamente como se muestra por la sección B' de la curva.

Cuando la velocidad rotacional del disco óptico es alta y de esta manera es alta la velocidad del aire, el flujo de aire tiene un gran número de Reynolds, lo que significa que las fuerzas de inercia tienen un impacto relativamente más grande en el campo de flujo que las fuerzas viscosas. Por lo tanto, el campo de flujo se vuelve inestable y se desarrolla en un estado turbulento, irregular con cualquier pequeña variación en velocidad. En este punto, el coeficiente de resistencia alcanza un valor mínimo como se muestra por la sección G' de la curva, y entonces aumenta lentamente conforme continua incrementándose la velocidad del aire.

Como puede observarse en total de la curva de la FIGURA 2, cuando el campo de flujo entra del estado de transición B al estado turbulento C, impone una resistencia al aire relativamente menor en la rotación del disco óptico.

Un objetivo de la invención es proporcionar un deflector colocado directamente en la superficie del disco óptico para crear superior rugosidad o aspereza. El deflector es capaz de perturbar el flujo de aire sobre un disco óptico giratorio dentro de la unidad de disco óptico al convertir el campo de flujo en un estado laminar w un estado turbulento, con lo que se reduce la resistencia al aire experimentada por el disco giratorio y resulta en la mejora en las características de lectura/escritura del disco.

A continuación, situaciones en donde ocurren una operación de escritura normal y una reducción de velocidad de la unidad de disco óptico, se explican por referencia a las Figuras 3A y 3B. La Figura 3A ilustra la relación entre la velocidad rotacional del eje de la unidad de disco óptico, la velocidad de transferencia de datos y la cantidad de transferencia de datos bajo una condición de escritura normal del disco óptico. La Figura 3B ilustra la relación entre la velocidad rotacional de la flecha de la unidad de disco óptico, la velocidad de transferencia de datos y la cantidad de transferencia de datos cuando ocurre una reducción de velocidad durante escritura del disco óptico.

En las Figuras 3A y 3B, el eje vertical izquierdo representa la velocidad de transferencia de datos (múltiples velocidades) ; el eje vertical derecho representa la velocidad rotacional del eje (1,000 rotaciones por minuto); y el eje horizontal representa la cantidad de transferencia de datos (gigabytes) .

En la Figura 3A, la curva E representa la velocidad de transferencia de datos del disco óptico en operación de escritura en el intervalo primordialmente desde 8x a 18x velocidades múltiples, y la curva F representa la velocidad rotacional del eje de la unidad de disco óptico en el intervalo primordialmente de 4 a 10 mil rpm. Las curvas indican que la operación de' escritura se completó exitosamente.

Similarmente, en la Figura 3B, la curva G representa la velocidad de transferencia de datos en el intervalo primordialmente de 8x a 18x múltiples velocidades, y la curva H representa la velocidad rotacional de eje primordialmente en el intervalo de 4 a 10 mil rpm. La Figura 3B difiere de la Figura 3A en que sin embargo como se muestra en la Figura 3B, ocurre una reducción en velocidad cuando la cantidad de transferencia de datos excede 3.5 gigabytes, en donde tanto una velocidad de transferencia de datos para escritura' como la velocidad rotacional del eje de la unidad de disco óptico empiezan a caer dramáticamente .

La reducción en velocidad ocurre cuando la operación de escritura en un disco óptico se afecta por algunos factores adversos, el programa de escritura determina que si se continuara con el modo de escritura actual o la velocidad de escritura, la calidad de escritura seria afectada negativamente en o el disco al completar la escritura no seria reconocido por completo-, y el programa intenta cambiar el modo de escritura o reducir la velocidad de escritura para asegurar la calidad de escritura.

Entre los factores adversos se encuentran aquellos que involucran la calidad de disco per se, que incluye por ejemplo alabeo o deformación del disco, daño de superficie al disco, y revestimiento no uniforme de la capa de registro de datos en el disco. Otros factores adversos incluyen influencias extrínsecas de, por ejemplo fuerzas anormales que actúan externamente en el disco para provocar vibración, una resistencia al aire excesivamente grande dentro de la unidad de disco óptico, y una temperatura de operación excesivamente alta.

Cuando la reducción en velocidad ocurre súbitamente durante escritura de un disco óptico, significa que la operación de escritura experimenta algunos de los efectos adversos. Sin embargo, errores en la escritura o daños al disco que resultan en datos inaccesibles, todavía pueden ocurrir a pesar de que la unidad trata de manejar la calidad de escritura al reducir la velocidad.

[Modalidad 1] La Figura 4 muestra la estructura de un disco óptico de acuerdo con la Modalidad 1 de la invención, que ilustra al disco óptico que tiene un aspecto de la invención. Como se ilustra en la Figura 4, el disco óptico 1 incluye una abertura redonda 2 que se proporciona al centro del disco óptico 1, una sección de grabación anular 3, una sección de soporte anular 4 que se proporciona entre la abertura redonda 2 y la sección de grabación anular 3 y un deflector anular Rl que se proporciona en la superficie de la sección de grabación anular 3 en su lado sin lectura/escritura, el deflector anular Rl tiene un diámetro interior de 100 mm, un diámetro exterior de 120 mm, un ancho de 20 mm, un espesor de 0.02 mm, y una rugosidad promedio de linea central de 3 pm.

A continuación, las Figuras 5A a 5D ilustran el método de fabricación del disco óptico de la Modalidad 1. La Figura 5A muestra una vista en planta de un aparato de impresión 53, y las Figuras 5B a 5D son diagramas esquemáticos que muestran la etapa de formar el deflector anular Rl en el disco óptico 1 utilizando el método de impresión. El método de fabricación se explica que tiene las etapas de preparar un disco óptico 1, como se muestra en la Figura 5B, y colocar el disco óptico 1 en la plataforma 54; colocar pegamento de UV 52 que tiene una viscosidad mayor que por ejemplo 10,000 cps, en el aparato de impresión 53, que como se muestra en la Figura 5A, es aproximadamente cuadrado y tiene un área al menos suficiente para cubrir al disco óptico 1 y que se proporciona con una red fina anular 53R que tiene un ancho, un diámetro interior y un diámetro exterior de 20 mm, 100 mm, y 120 mm respectivamente, un plano de alimentación 53P que tiene un espesor de 0.02 mm, y un bastidor 53F, en donde a menos que esté sujeto a fuerzas externas, cualquiera del pegamento de UV 52 colocado en la red fina anular 53R no pasa debido a que el pegamento UV 52 tiene alta viscosidad de 10,000 cps; colocar el aparato de impresión 53 en el disco óptico 1 como se muestra en la Figura 5C; raspar el pegamento UV 52 con un raspador 51 sobre la red fina anular 53R, de manera tal que el pegamento UV 52 es forzado a través de la red fina anular 53R por el raspador 51; y levantar el aparato de impresión 53 del disco óptico 1, para formar un deflector anular Rl de la Figura 4 en el disco óptico 1, como se muestra en la Figura 5D. La extensión a la cual se forma el deflector anular se limita por la red fina anular 53R y el plano de alimentación 53P, y de esta manera el deflector anular Rl se forma con un diámetro interior de 100 mm, un diámetro exterior de 120 mm, un ancho de 20 mm, y un espesor de 0.02 mm. Una rugosidad promedio de linea central Ra de 3 µp? para el deflector Rl se logra por el control de varios factores tales como la densidad de malla de la red fina anular 53R, la magnitud de la fuerza de raspado por el raspador 51, el ángulo de contacto entre el raspador 51 y la red fina anular 53R, las fuerzas de extracción o desprendimiento que provocan que la red fina anular 53R se adhiera a algo del pegamento UV 52 hacia arriba cuando el aparato de impresión 53 se levanta, y la viscosidad del pegamento UV 52.

[Modalidad 2] La Figura 6 muestra la estructura de un disco óptico de acuerdo con la Modalidad 2 de la invención, que ilustra al disco óptico que tiene otro aspecto de la invención. El disco óptico de la Modalidad 2 es idéntico al de la Modalidad 1, excepto porque el deflector R2 de la Modalidad 2 se forma al imprimir una serie de tiras dispuestas radialmente en una región anular.

Debido a la similaridad entre las Modalidades 1 y 2, números de referencia semejantes no se ilustran en la Figura 6. El deflector R2 tiene un diámetro interior de 105 mm, un diámetro exterior de 120 mm, un ancho de 15 mm, un espesor de 0.05 mm, y una aspereza o rugosidad promedio de linea central Ra de 10 µ??.

El deflector anular R2 formado de tiras dispuestas radialmente como se muestra en la Figura 6, puede formarse al utilizar el método de impresión de red fina como se describió anteriormente. El método de impresión de red fina anterior puede producir una rugosidad promedio de linea central Ra controlada en el intervalo de 1 m a 3 µp?, pero tiene dificultad para lograr una rugosidad sobre 3 µp?. Por lo tanto, al utilizar repetidamente el método de impresión para acumular las tiras dispuestas radialmente a un espesor de 50 µp? (es decir, 0.05 mm) , la rugosidad de linea central promedio Ra en toda la región del deflector anular R2 puede ajustarse a 10 µta .

[Modalidad 3] La Figura 7 muestra la estructura de un disco óptico de acuerdo con la Modalidad 3 de la invención, que ilustra el disco óptico que todavía tiene otro aspecto de la invención. El disco óptico de la Modalidad 3 es idéntico al de la Modalidad 1, excepto porque el deflector R3 de la Modalidad 3 se forma de una pluralidad de proyecciones . redondas alineadas radialmente. Debido a la similaridad de esta modalidad con la Modalidad 1, números de referencia semejantes no se muestran en la Figura 7. El deflector R3 tiene un diámetro interno de 35 mm, un diámetro exterior de 115 mm, un ancho de 80 mm, un espesor de 0.04 mm para cualquier proyección redonda, y una rugosidad promedio de linea central Ra de 6 µ?? en toda la región del deflector R3.

La Modalidades 3 puede implementarse como se describe a continuación. Primero, un sustrato con una pista se forma utilizando moldeó de inyección, y después de que se reviste con centrifugado con colorantes, se electrodeposita con una capa de metal y reviste con una capa protectora, el sustrato tiene un espesor de 0.6 mm. El sustrato después se refiere como un "disco de información". A continuación, un "disco compensador" se fabrica de manera similar utilizando moldeo por inyección. Al configurar la forma y espesor del sustrato moldeado, el disco compensador tiene un espesor de 0.6 mm y una superficie formada con una ' pluralidad de proyecciones redondas que se alinean radialmente alrededor del centro del disco. Las proyecciones redondas más internas están a una distancia de 35 mm del centro del disco, y proyecciones redondas más: externas están a una distancia de 115 mm desde el centro del. disco, de manera tal que el ancho de las proyecciones radialmente alineadas se extiende una distancia radial de 80 mm. Cada proyección tiene un espesor de 0.04 mm. La región anular distribuida con la pluralidad de proyecciones redondas (deflector R3) tiene una rugosidad promedio de linea central Ra de 6 µp?. Finalmente, el disco de información y el disco compensador se unen en conjunto para formar un disco óptico con un espesor total de 1.2 ttira.

[Características de lectura/escritura] Una prueba de escritura actual se realiza en los discos ópticos de las Modalidades 1 y 2, para obtener las características de lectura/escritura de cada disco. Dos juegos de 25 discos ópticos de las Modalidades 1 y 2, cada juego para la modalidad respectiva, representan grupos experimentales 1 y 2. Otros 50 discos ópticos convencionales se dividen en dos juegos de 25 discos ópticos como grupos de control 1 y 2. Una misma unidad de disco óptico se utiliza entonces para escribir en cada conjunto de discos a múltiples velocidades 16x, o 9.2 mil rpm de velocidad rotacional. La operación de escritura de cada juego de discos se registra. al anotar por ejemplo si la escritura es completamente normal o si. ocurre reducción de velocidad durante escritura, tiempo de escritura promedio, cualquier daño que resulta en incapacidad de acceso del disco, y temperatura de superficie de disco promedio al completar la escritura, como criterio para medir desempeño de los discos. Los resultados se resumen en la Tabla 1.

; Tabla 1 Grupo Control ExperiControl Experi1 mental 2 mental 1 2 Terminación de 15 22 17 25 escritura discos discos discos discos normal Reducción de 9 3 8 0 disco velocidad de discos discos discos escritura Tiempo de 5 min 42 5 min 20 5 min 40 5 min 15 escritura seg seg seg seg promedio Daño que 1 disco no no no provoca disco disco disco inaccesibilida d del disco Temperatura en 36.5°C 32.3°C 36.2°C 33.0°C superficie de disco promedio al terminal escritura (sin reducción de velocidad) Entre los 25 discos ópticos en el grupo de control 1, 15 discos han completado la escritura normal, 9 discos han tenido reducción de velocidad y 1 disco se ha dañado y quedó ilegible. El tiempo de escritura promedio es de 5 minutos 42 segundos, y la temperatura de superficie de disco promedio al terminar la escritura (sin reducción de velocidad) es 36.5°C.

Entre los 25 discos ópticos en el grupo experimental 1, 22 discos han completado operación de escritura normal, 3 discos han tenido reducción de velocidad y ningún disco ha sido dañado o quedado ilegible. El tiempo de escritura promedio es de 5 minutos 20 segundos, y la temperatura en superficie de disco promedio al completar la escritura (sin reducción de velocidad) es 32.3°C.

Entre los 25 discos ópticos en el grupo de control 2, 17 discos han completado operación de escritura normal, 8 discos han tenido reducción de velocidad y ningún disco se ha dañado o ha quedado ilegible. El tiempo de escritura promedio es de 5 minutos 40 segundos, y la temperatura en la superficie de disco promedio al completar la escritura (sin reducción de velocidad) es de 36.2°C.

Entre los 25 discos ópticos en el grupo experimental 2, 25 discos han completado operación de escritura normal, ningún disco ha tenido reducción de velocidad y ningún disco ha sido: dañado o ha quedado ilegible. El tiempo de escritura promedio es -de 5 minutos 15 segundos, y la temperatura en la superficie de disco promedio al completar la escritura (sin reducción de velocidad) es 33.0°C.

Como puede verse con anterioridad, comparado con discos ópticos convencionales, los discos ópticos de las Modalidades 1 y 2 de la invención tienen mejores características de lectura/escritura; en particular, la velocidad de terminación de escritura es superior; la ocurrencia de reducción de velocidad es menor; el tiempo de escritura promedio es más corto; y la temperatura en la superficie de disco promedio al completar la escritura es menor. Esta mejora es debido a que un disco óptico de la Modalidad 1, en comparación con un disco óptico convencional, se proporciona con un deflector anular Rl que tiene un diámetro interior de 100 mm, . un diámetro exterior de 120 mm, un ancho de 20 mm, un espesor de 0.02 mm y una rugosidad promedio de línea central de 3 µp?, y también debido a que un disco óptico de la Modalidad 2, en comparación con un disco óptico convencional, se proporciona con un deflector anular R2 que tiene tiras dispuestas radialmente y con un diámetro interior de 105 mm, un diámetro exterior de 120 mm, un ancho de 15 mm, un espesor de 0.05 mm y una rugosidad promedio de línea central de 10 \im. Los deflectores pueden perturbar el flujo de aire en discos ópticos giratorios y provocan un campo de flujo laminar que cambia a uno turbulento, de esta manera reduciendo la resistencia al aire encontrada por los discos giratorios. Por lo tanto, un disco con un deflector gira con más estabilidad y es menos tendiente a vibración y se mejoran las características de lectura/escritura.

[Características de vibración] Las Figuras 9? - 9C ilustran la mejora en vibración de disco para los discos ópticos de las Modalidades 2 y 3. La Figura 9A muestra la distribución de curvas que representan la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración (amplitud) de un disco óptico convencional a diferentes velocidades rotacionales. La Figura 9B muestra la distribución de curvas que representan ¡la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración (amplitud) de un di;sco óptico de la Modalidad 2 a diferentes velocidades rotacionales. La Figura 9C muestra la distribución de curvas que representan la relación entre la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración de un disco óptico de la modalidad 3 a diferentes velocidades rotacionales.

En la Figura 9A, el eje X representa la frecuencia de vibración de disco en unidades de Hz, y el eje Y representa la intensidad o amplitud en unidades de mm por cada frecuencia de vibración. Las tres curvas de la parte superior al fondo indican la distribución de la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración de un disco óptico convencional que gira a una velocidad de flecha de impulso de 4.6, 8.4, 11 mil rpm respectivamente. Similarmente, en la Figura 9B, el eje X representa la frecuencia de vibración de disco en unidades de Hz, y el eje Y representa la intensidad en unidades de mm por cada frecuencia de vibración. Las tres curvas de la parte superior al fondo indican la distribución de la frecuencia de vibración y la intensidad de vibración de un disco óptico de la Modalidad 2 que gira a una velocidad de flecha de impulso de 4.6, 8.4, 11 mil rpm, respectivamente. Las velocidades de 4.6, 8.4, 11 mil rpm se seleccionan adecuadamente por el inventor de un intervalo de 3 a 12 mil rpm, que cubre lo suficiente el intervalo razonable de velocidades de una unidad de disco óptico convencional para representar velocidades bajas, medias y altas.

Para la curva de 11 mil rpm en la FIGURA 9A, una gran amplitud de pulso de vibración que alcanza un pico a 0.007 mm (0.012 - 0.005 = 0.007 mm) ocurre a aproximadamente 190 Hz. También,' hay varios otros pulsos de vibración con diferentes amplitudes que ocurren entre 300 y 1,000 Hz. Por otra parte, para la curva de 11 mil rpm en la FIGURA 9B, un pulso de vibración que ocurre a aproximadamente 190 Hz tiene una amplitud de solo 0.005 mm (0.010 - 0.005 = 0.005 mm) , y varios otros pulsos de vibración que ocurren entre 300 y 1,000. Hz tienen amplitudes relativamente menores. Además, al comparar las dos curvas de 8.4 mil rpm en las FIGURAS 9A y 9B, varios pulsos de vibración que ocurren después de 300 Hz en la curva de 8.4 mil-rpm en la FIGURA 9A están ausentes en la FIGURA 9B. Igualmente, al comparar las dos curvas de 4.6 mil rpm en las FIGURAS 9A y 9B, varios pulso de vibración que ocurren después 100 Hz en la curva de 4.6 mil rpm n la FIGURA 9a, tienen intensidad reducida o están ausentes en la FIGURA 9B.

Como puede verse en la comparación de las FIGURAS 9A y 9B, un disco óptico convencional que gira a un intervalo de velocidades rotacionales de lectura/escritura razonables puede mejorar las características de vibración si se proporciona con un deflector R2 de la invención. En particular, este disco con el deflector R2 tendrá una reducción de vibración significante aproximadamente a la frecuencia de vibración primaria (190 Hz) y alrededor de altas frecuencias de vibración (300 Hz - 1,000 Hz) .

Similarmente, al comparar las FIGURAS 9A y 9C, un disco óptico convencional que gira a un intervalo de velocidades rotacionales razonables de lectura/escritura provocará menos vibración si se proporciona con un deflector R3 de la invención. En particular, este disco con el deflector R3 tendrá una reducción de vibración significante aproximadamente a la frecuencia de vibración primaria (190 Hz:) y alrededor de altas frecuencias de vibración (300 Hz - 1,000 Hz) .

Todos los resultados anteriormente observados pueden explicarse como sigue. Al agregar el deflector al disco óptico convencional, el deflector aumenta la rugosidad total del disco de manera tal que el deflector perturba el flujo de aire sobre el disco giratorio, de modo tal que: cambia la curva de coeficiente de resistencia del disco giratorio y el número de Reynolds. Específicamente, cuando el deflector se utiliza, las velocidades rotacionales de lectura/escritura razonables (aproximadamente 3 a 12 mil-rpm) caen dentro de un intervalo de menores coeficientes de resistencia, es decir el disco óptico gira a una velocidad rotacional de lectura/escritura razonable permite que el campo de flujo dentro de la unidad de disco óptico transite desde un estado laminar a un estado turbulento, de esta manera reduciendo la resistencia al aire contra el disco giratorio y por lo tanto mejorando la vibración del disco.

Mientras que la invención se ha mostrado y descrito con referencia a varias modalidades de la misma, y en términos de los dibujos ilustrativos, no habrá de considerarse limitada de esa manera. Diversas posibles modificaciones, omisiones y alteraciones pueden concebirse por una persona con destreza en la técnica en cuanto a la forma y el contenido de cualquier modalidad particular, sin apartarse del alcance de la invención.

Aparte de los diversos · aspectos descritos anteriormente, un deflector de la invención puede proporcionarse como un deflector R4, como se ilustra en la FIGURA 8. El deflector R4 tiene una proyección saliente rasgada alrededor del borde circunferencial del disco. En otras palabras, siempre que se proporciona un deflector sobre la sección de grabación en su lado sin lectura/escritura, y tiene una rugosidad promedio en línea central entre 2 µta y 10 µ?a, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, y un área proyectada que ocupa al menos 5% de toda la superficie del disco en el lado sin lectura/escritura del disco, el deflector permitirá que el coeficiente de resistencia de flujo de aire asociado con una velocidad de lectura/escritura razonable caigan dentro del intervalo del coeficiente de menor resistencia durante toda la rotación del disco. Como consecuencia, la resistencia de aire promedio se reduce por toda la rotación del disco y las características de lectura/escritura pueden mejorarse. Habrá de enfat'izarse que un deflector de la invención no deberá ser confinado a ciertas ubicaciones o limitarlo en ciertas formas para ser implementado como un aspecto de la invención.

Además, aparte del método de impresión anteriormente descrito, un deflector de la invención puede formarse con diferentes ubicaciones, áreas, formas, espesores, rugosidad, etc. , al seleccionar adecuadamente métodos tales como moldeo por inyección, estampado de molde caliente, pegado o unión y semejantes y al utilizar materiales convenientes de acuerdo con cada método empleado, entre otros sin necesidad por mencionar aquí. Para el método de impresión, aparte del pegamento de UV empleado en las modalidades, materiales que tienen una viscosidad de aproximadamente 5,000 a 15,000 cps, tales como tinta UV o tinta que incluye una solución volátil a temperatura normal o bajo condiciones calentadas, también pueden emplearse para la invención. En cuanto a los métodos de moldeo por inyección y estampado de molde caliente, puede emplearse un material tal como PC, mientras que para el método de conexión, pueden emplearse papel, Tetolon®, PVC, PET o semejantes.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL La invención proporciona un disco óptico con un deflector sobre la sección de grabación anular en un lado sin lectura/escritura del disco óptico, para reducir la resistencia al aire cuando se gira el disco óptico. El deflector en el disco óptico se configura para perturbar el campo de flujo de manera tal que el campo de flujo se cambia de un estado laminar a un estado turbulento, reduciendo de esta manera la resistencia al aire qu se encuentra por el disco giratorio y mejorando las características lectura/escritura del disco bajo condiciones asociadas con vibración de disco, carga de flecha del motor, consumo de energía, temperatura operacional, deformación con alta temperatura, velocidad de éxito de escritura, reducción de velocidad, tiempo de escritura, etc. La invención por lo tanto proporciona una estructura más simple, un método de fabricación más simple, un menor costo de fabricación, y un superior desempeño que las técnicas convencionales.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un disco óptico, caracterizado porque comprende: una abertura redonda que se proporciona al centro del disco óptico; una sección de grabación anular configurada para grabar información; una sección de soporte anular que se proporciona entre la abertura redonda y la sección de grabación anular y configurada para soportar el disco óptico; y un deflector que se proporciona en una superficie de la sección de grabación anular en un lado sin lectura/escritura de la sección de grabación anular y configurado para reducir la resistencia al aire cuando gira el disco óptico, el deflector tiene una rugosidad promedio en linea central entre 2 /¿ni y 10 µ??, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, un área que ocupa al menos 5% de la superficie de la sección de grabación anular en el lado sin lectura/escritura de la sección de grabación anular.

2. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el deflector es una capa anular .

: 3. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el deflector tiene un ancho entre 15 mm y 20 mm.

4. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el deflector tiene un diámetro exterior de 120 mm.

5. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el deflector es anular e incluye una pluralidad de proyecciones listadas o en bandas.

6. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el deflector tiene un ancho entre 15 mm y 20 mm.

7. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el deflector tiene un diámetro exterior de 120 mm.

8. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el deflector incluye una pluralidad de proyecciones redondas.

9. El disco óptico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la pluralidad de proyecciones redondas se alinea radialmente.

10. El disco óptico de . conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la pluralidad de proyecciones redondas se distribuye sobre una reqión anular definida entre 25 mm y 115 mm desde el centro del disco óptico.

11. Un método para fabricar un disco óptico, caracterizado porque comprende: formar un substrato anular que tiene una abertura redonda que se proporciona al centro del substrato anular, una sección de grabación anular que se proporciona en una porción exterior del substrato anular y configurada para registrar información, y una sección de soporte anular que se proporciona entre la abertura redonda y la sección de grabación anular y configurada para soportar el disco óptico; y formar un deflector en una superficie de la sección de grabación anular en un lado sin lectura/escritura de la sección de grabación anular y configurado para reducir la resistencia al aire cuando gira el disco óptico, el deflector tiene una rugosidad promedio en linea central entre 2 ¿m y 10 jum, un espesor entre 0.02 mm y 0.05 mm, y área que ocupa al menos 5% de la superficie de la sección de grabación anular en el lado sin lectura/escritura de la sección de grabación anular.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el deflector se forma utilizando impresión, moldeo por inyección, estampado con moldeo caliente o pegado o unión.