專利名稱：從密紋光盤去除擦痕的方法
相關(guān)申請的交叉參考本申請是2003年10月10日提交的共同待審查的美國臨時專利申請60/510,361的完整申請，該專利申請的整個揭示內(nèi)容被結(jié)合在此供參考。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及從光讀盤例如密紋光盤(通常稱為“CD”或“DVD)修理和去除擦痕的方法。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于修整光盤表面的方法和設(shè)備，使在被修整時利用激光器閱讀存儲在光盤上的數(shù)字信息的光閱讀器能夠閱讀光盤上的數(shù)字信息而沒有由于擦痕和類似表面缺陷引起的光學(xué)崎變。
2.相關(guān)技術(shù)的說明光學(xué)閱讀數(shù)字存儲和播放媒體，例如激光光盤、緊致唱片、數(shù)字視頻光盤、CD-ROM(即只讀存儲器)和其它，以下集中稱為密紋光盤(即“CD”)基本上是保護(hù)一反射箔護(hù)層的多層塑料護(hù)層。金屬箔護(hù)層可以被構(gòu)造成存儲多種多樣的大量數(shù)字信息，通過使用一個或多個激光束或其它光增強(qiáng)來光學(xué)閱讀這些信息。
如目前所制造的，密紋光盤是圓形的并由一種合成材料(例如聚碳酸酯)組成，典型光盤直徑約43/4英寸，典型的厚度約11/16英寸。對于CD’s和DVD’s，光盤尺寸略有變化。光盤通常具有用于接納播放設(shè)備中的一中心主軸的、約5/8英寸直徑的一中心孔。在光盤的一側(cè)或兩側(cè)上數(shù)據(jù)記錄材料通常從離開中心孔約3/4英寸朝外延伸的數(shù)據(jù)帶延伸到光盤周邊端的約1/4英寸內(nèi)。在一側(cè)或兩側(cè)上延伸有一支承或接觸區(qū)，其在兩側(cè)上延伸的尺寸大約相同，用于支承在以高速旋轉(zhuǎn)光盤的一播放設(shè)備上。
被夾在合成材料(例如聚碳酸酯)的保護(hù)層內(nèi)的較薄的金屬材料層上含有數(shù)字信息。播放設(shè)備中的激光器通過塑料層閱讀數(shù)字信息。如果塑料層被擦傷、污染或產(chǎn)生凹點，那么激光將失真和不能準(zhǔn)確地閱讀數(shù)字信息。
除非能夠以某種方式修整或修磨光盤，否則該光盤將必定被丟棄。由于數(shù)據(jù)光盤的較高成本，需要有用于修整和/或修磨光盤上的被擦傷的保護(hù)表面的便宜的措施。
用于修磨數(shù)據(jù)記錄光盤的一已知工藝包括具有一摩光表面的機(jī)械化設(shè)備，該摩光表面以一總體上均勻的方式越過光盤的表面區(qū)以研磨保護(hù)表面。雖然該方法可以有效地修理某些光盤的保護(hù)表面，但是它在其它光盤上能夠留下細(xì)小擦傷，這些細(xì)小擦傷能夠與螺旋數(shù)據(jù)軌道對齊或者影響被處理的光盤的質(zhì)量，以致不能恢復(fù)播放能力。
還有，通過使用一摩擦器的修磨可能在保護(hù)表面的未修整部分和保護(hù)表面的修磨部分的厚度之間留下突變的或臺階式變化。通過這明顯有界線之處的激光束可能被不希望地彎曲或散射，以致播放系統(tǒng)不能檢測下面的數(shù)據(jù)軌道或諸軌道。
因此，摩光技術(shù)選擇地研磨一個區(qū)域再研磨另一個區(qū)域，這要求相對于CD仔細(xì)地操縱拋光器。這是勞動強(qiáng)度很高的工作，并且修磨取決于執(zhí)行該修磨的工人的技術(shù)。
用于修整擦傷的塑料表面的另一方法包括使用具有相同折射率的混合物充填被劃傷處或凹入處。如所理解的那樣，該方法在直升飛機(jī)的光滑的座艙蓋中獲得了有限成功，但不是對于CD。
2001年8月21日授予Campbell的美國專利6,277,309揭示了通過融化密紋光盤的光學(xué)表面的一薄層以致使它流動并充填任何擦傷處或其它缺陷使損壞的密紋光盤再形成表面的加工工藝和裝置。Campbell使CD在產(chǎn)生火焰的燃燒爐之下通過，火焰從那里發(fā)揮作用融化形成在金屬箔之上的保護(hù)光學(xué)表面層的很薄的一表層。然后被融化的該表層流入形成在光學(xué)表面上的擦傷處而形成光滑的修整表面。
因為熱量的均勻分布是基本要求，所以Campbell建議燃燒爐和光盤可以相對轉(zhuǎn)動。
相信使用火焰可能有損于光學(xué)表面甚或直接燃燒光盤。至少，Campbell方案是勞動強(qiáng)度高的和要求有經(jīng)驗的工人相對于光盤定位和調(diào)節(jié)火焰。在最壞的情況下，Campbell方案將會毀壞需要修整的光盤。
本發(fā)明的一主要目的和優(yōu)點是提供一種成本有效且能克服現(xiàn)有技術(shù)缺點的方法設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的和優(yōu)點是提供一種將密紋光盤盡可能恢復(fù)到它的原來的或新的狀態(tài)的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的再一目的和優(yōu)點是提供一種可以反復(fù)若干次而不會被磨損或惡化要被恢復(fù)的光盤的光學(xué)表面的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的又一目的和優(yōu)點是提供一種便宜的且也能由具有較少專業(yè)技術(shù)的工人進(jìn)行的修復(fù)密紋光盤的光學(xué)質(zhì)量的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的又一目的和優(yōu)點是提供一種用于恢復(fù)密紋光盤的光學(xué)表面和產(chǎn)生均勻效果的可重復(fù)的方法和設(shè)備。
發(fā)明概要本發(fā)明通過提供用于借助于修理和/或修復(fù)CD的被擦傷的播放表面使由于在播放表面上一個或多個表面缺陷造成不可閱讀或僅僅可以部分閱讀的CD被復(fù)原的方法和設(shè)備實現(xiàn)了上述目的。
本發(fā)明涉及一種用于從光學(xué)可讀的密紋光盤的光學(xué)表面去除擦痕和其它缺陷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括組合后操作的一可轉(zhuǎn)動的支持臺，所述支持臺包括一支持表面，該支持表面被基本上定位在一第一平面內(nèi)并形成有一光盤空腔，該空腔的尺寸可接納和露出所述密紋光盤的光學(xué)表面；用于轉(zhuǎn)動該支持臺的裝置；用于將所述暴露的光學(xué)表面的頂層加熱到其融化點之上的裝置，從而再流動所述頂層材料，使所述擦痕和其它缺陷被材料再充填而被去除，所述加熱裝置包括一輻射熱源和一殼體，該殼體包圍該熱源并具有一用于排出來自熱源的熱空氣的排氣口；用于迫使空氣越過熱源和離開所述排氣口的裝置；以及用于以固定地沿軸向彼此間隔開的關(guān)系定位所述排氣口和光盤的裝置，密紋光盤還用于基本上同時轉(zhuǎn)動支持臺中的密紋光盤和移動熱源，使熱源來回沿軸向移動越過定位在光盤腔中的密紋光盤的光學(xué)表面并相對于密紋光盤密紋光盤沿徑向移動。
按照本發(fā)明的一方面，本發(fā)明涉及一種用于從具有一中心區(qū)域、一圓周外邊緣和在它兩之間的合成塑料的光學(xué)閱讀擦傷表面的和具有一韌化溫度的一密紋光盤去除擦痕的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)一支持件，它用于以光學(xué)擦傷表面被暴露和面向第一方向的方式支持光盤；(b)一對流加熱器，它用于加熱空氣和迫使空氣沿第一方向流動并到達(dá)所述擦傷表面，所述對流加熱器能夠提供超過所述合成材料的韌化溫度或稱退火溫度(annealing temperature)的熱空氣；(c)引導(dǎo)裝置，它用于支持和引導(dǎo)所述對流加熱器，使其在所述擦傷表面的至少一部分之上方并以與擦傷表面保持固定地間隔開的關(guān)系越過該至少一部分；(d)驅(qū)動裝置，它用于在密紋光盤的中央和外邊緣之間來回移動越過被擦傷的表面和選擇地定位所述對流加熱器；(e)用于轉(zhuǎn)動所述密紋光盤的轉(zhuǎn)動裝置；以及(f)用于基本上同步控制所述對流加熱器、所述驅(qū)動裝置和所述轉(zhuǎn)動裝置的控制裝置，其中，所述控制裝置調(diào)整從加熱器所供應(yīng)的熱量、相對于密紋光盤的擦傷表面的熱空氣流的位置、擦傷表面暴露于熱量的時間長短，以保證所暴露的擦傷表面的預(yù)定層被均勻地加熱和融化。
在操作中，將光盤的擦傷表面保持在大體垂直于熱空氣流的第一方向的平面內(nèi)。
較佳地，相對于熱源轉(zhuǎn)動密紋光盤，不過可以一個相對于另一個轉(zhuǎn)動或兩個彼此相對轉(zhuǎn)動。而且，對流加熱器重疊在暴露表面的上方和相對于密紋光盤的半徑沿軸向來回運動，其中，當(dāng)轉(zhuǎn)動光盤時光學(xué)表面的擦傷層暴露于受控的熱量和被融化。
另外，將密紋光盤和對流加熱器封閉在一絕熱的腔室(或爐)內(nèi)。如希望地，這能使修整設(shè)備對密紋光盤所受的溫度保護(hù)一精確的控制，其中保證光學(xué)表面的擦傷層暴露于越過其韌化溫度但不完全融化正被修整的密紋光盤的光學(xué)層的一溫度。
本發(fā)明還涉及一種用于從光學(xué)閱讀密紋光盤的光學(xué)表面去除擦痕和其它缺陷的方法，其中，所述密紋光盤的所述光學(xué)表面包括激光能透過的塑性材料，該方法包括(a)將密紋光盤安裝在一光盤接納空腔內(nèi)，所述安裝將光盤定位在一第一平面內(nèi)和露出光學(xué)表面；(b)將一對流熱源定位在所述光學(xué)表面之上方并使兩者間隔開，所述熱源包括一加熱器，它能夠產(chǎn)生熱量足以將所述光學(xué)表面的頂層加熱到其融化點之上，從而再流動所述頂層的材料以使通過再流動填滿所述擦痕和其它缺陷以弄平所述光學(xué)表面；以及(c)基本上同時地(1)使加熱器將光學(xué)表面加熱到其融化溫度之上的一溫度，(2)迫使空氣越過加熱器和朝向所述光學(xué)表面的所述露出的頂層流動，(3)在所述第一平面之上分開的一第二平面內(nèi)、以在光學(xué)表面的至少一部分之上方越過該至少一部分地來回移動熱源，以及(4)轉(zhuǎn)動在所述光盤空腔內(nèi)的密紋光盤，熱空氣流加熱露出的頂層和引起材料部分地融化和再流動，以致填滿光學(xué)表面內(nèi)的所述擦痕和其它缺陷。
較佳地，將熱源限制成在密紋光盤上方和越過該光盤來回沿軸向移動和相對于在下方轉(zhuǎn)動的密紋光盤的中心和外周邊沿徑向移動。
較佳地，以一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動光盤，以致在這轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生的離心力和所述熱空氣促使將光學(xué)表面迅速的和均勻的弄平和填滿表面缺陷。重要地，在轉(zhuǎn)動期間光盤的露出表面均勻地暴露于熱空氣。
光盤在再流動溫度下暴露于對流空氣之后使光盤再轉(zhuǎn)動一時段，足以逐漸冷卻光學(xué)材料和使該材料凝固。
當(dāng)與附圖相結(jié)合閱讀時將較好地理解以上概述和以下較佳實施例的詳細(xì)說明，在全部附圖中相同的標(biāo)號表示相同的部分。為了示出本發(fā)明，在附圖中示出了一較佳實施例，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不局限于所揭示的特定方法和設(shè)備。在本發(fā)明的所示實施例的以下詳細(xì)敘述中本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將變得更明顯。
附圖簡要說明

圖1是光學(xué)可讀的密紋光盤的立體圖。
圖2是沿著圖1的密紋光盤的線2-2截取的側(cè)剖視圖，其中，光盤的被擦傷和護(hù)層需要修整。
圖3是對流爐、帶有光盤接納空腔的轉(zhuǎn)臺和安裝在對流爐內(nèi)的對流熱源的、帶局部剖視的側(cè)視圖。
圖4A、4B和4C是詳細(xì)的剖視圖，示出了在修整期間和之后從圖2所示的保護(hù)護(hù)層中的擦痕所進(jìn)展的修整過程。
最佳實施例的描述為了示出目的如附圖所示，本發(fā)明體現(xiàn)為用于修整密紋光盤(即“CD”)的被擦傷的保護(hù)層(即光學(xué)表面)的設(shè)備和方法。如以上所指出，光學(xué)閱讀數(shù)字存儲和播放媒質(zhì)包括激光光盤、密紋唱片、DVD(即數(shù)字錄像光盤)、CD-ROM(即只讀存儲器)、CD-RW(即可再寫的)、CD-RAM(即隨機(jī)存取存儲器)、DVD-RAM和其它，以下集中地稱為密紋光盤(即“CD”)。
如圖1所示，密紋光盤或CD由標(biāo)號10示出并包括保護(hù)一反射的金屬箔護(hù)層的多層塑料護(hù)層。尤其是，密紋光盤10具有三個不同的區(qū)域包括一中央孔12a的一中央?yún)^(qū)域12、一數(shù)字區(qū)14以及包括一外周壁16a的一周邊或圓周區(qū)16。
如圖2所示，密紋光盤10包括四個不同的層18、20、22和24，各層總體上為圓形和具有相同直徑。第一層18包括透明的聚碳酸酯塑料形成的基體，該基體具有一上表面18a和一下或外表面18b。通常通過沖壓在頂或上表面18a上形成由諸微凹點和諸臺階或凸起形成的數(shù)據(jù)。這些凹點和凸起是微小的(小到0.83微米)和被形成在從光盤的中心孔12a到它的外周邊的螺旋形軌道(凹槽)中。諸凹點和凸起形成了激光器(未示出)閱讀的信息。
第二層20是施加于上表面18b的、在其中復(fù)蓋數(shù)據(jù)的反射的金屬箔片。該金屬箔通常是鋁或例如在較高質(zhì)量CD上的銅、銀或金的其它金屬的微薄金屬層。反射金屬箔層20反射通過塑料光盤的激光束，允許閱讀被沖壓的數(shù)據(jù)。
第三層22是漆層。漆層密封了反射金屬箔層20和提供防止氧化的保護(hù)。
最后，在漆層22上復(fù)蓋一印墨層，以形成第四層24。該印墨層24用于圖形目的，但是可記錄的CD沒有該層。
金屬箔護(hù)層可以被構(gòu)造成為存儲多種多樣的和大量的數(shù)字信息，通過使用一個或多個激光束或其它增強(qiáng)光束可以光學(xué)閱讀這些數(shù)字信息。播放機(jī)(未示出)將激光束引向上、對著下或外表面18b以及通過聚碳酸酯層18。金屬箔層22將激光來反射回到播放機(jī)、光學(xué)閱讀機(jī)或類似的激光接受器。
如圖2所示，保護(hù)表面18的外表面18b具有一擦痕26，它的橫剖面通常為V形。擦痕26可以是細(xì)縫或較深的刀槽。重要地，擦痕26引起激光偏離擦痕反射和離開激光接受器。即，反射光束不垂直于光學(xué)表面18b的平面，但相對它為某一角度。
按照本發(fā)明，提供了一種從密紋光盤10的光學(xué)表面18b去除擦痕26的加工工藝和設(shè)備。轉(zhuǎn)到圖3，標(biāo)號28示出了從光學(xué)可讀密紋光盤10的光學(xué)表面18b去除擦痕和其它缺陷的設(shè)備。
該擦痕去除設(shè)備28包括一環(huán)形支持臺30、一對流加熱器32和一導(dǎo)軌34。該支持臺30以使被擦傷的光學(xué)表面18b向上露出和面向上(即在一第一方向)的方式支持密紋光盤10。該對流加熱器32是對著該露出的表面加熱和使熱空氣向下流動，該空氣流方向是垂直于包括擦傷表面18b的平面。該導(dǎo)軌34支持和選擇地將對流加熱器32定位在光盤10的上方并與被擦傷的表面18b保持固定地間隔開的關(guān)系。
較佳地，支持臺30、加熱器32和導(dǎo)軌34被封閉在一爐子37的一加熱腔室36內(nèi)。該爐子37的壁被密封以防止熱量跑失。如希望地，這能使修整工(即工人)對密紋光盤所受到的溫度保持準(zhǔn)確的控制，以確保光盤所經(jīng)受的一溫度不會超過所需的被修整材料的融化溫度(即韌化溫度)(如以下所述)。
支持臺30被安裝成圍繞加熱腔室36的一中心線“A”轉(zhuǎn)動和包括一支持表面38，該支持表面被定位在一大體水平面內(nèi)和形成有一圓形光盤空腔40，該空腔的尺寸可接納密紋光盤10。光盤空腔40具有比密紋光盤10的外周壁16a稍大的周壁40a，以提供間隙配合。較佳地，光盤空腔40是向上敞開的，當(dāng)密紋光盤被接納在其中時露出密紋光盤10的光學(xué)表面18b的整個頂部護(hù)層。
設(shè)置一驅(qū)動件41以轉(zhuǎn)動支持臺30。由于該驅(qū)動件是常規(guī)的和為該領(lǐng)域的那些熟練人員所共知，因此不詳細(xì)敘述它。但是，驅(qū)動件41以足夠的高速轉(zhuǎn)動支持臺30，使在加熱密紋光盤的聚碳酸酯層的期間能產(chǎn)生足以開始材料的流動的離心力，加熱是處于聚碳酸酯材料的韌化溫度之上(如以下所述)。
在某些應(yīng)用中，在光盤空腔40的中央可以設(shè)置一垂直軸42，它用于相對于光盤空腔確定密紋光盤10的中心。這一軸42較佳地具有與密紋光盤10的中心孔12a的直徑大體相同、但稍小些的一外徑以在兩者之間提供間隙配合。有利地，軸42的外表面和光盤空腔40的環(huán)繞周壁40a協(xié)作，使在同時進(jìn)行的、支持臺30的轉(zhuǎn)動和對流加熱器32對密紋光盤的加熱期間能阻止密紋光盤10發(fā)生不希望的變形(即不希望的直徑變化)。
對流加熱器32能夠?qū)⒐鈱W(xué)基底18的頂層18c加熱到由其形成第一層18的聚碳酸酯材料的融化點或融化溫度(即韌化溫度)之上，從而使光學(xué)表面18b的材料再流動以去除擦痕26和其它缺陷。
對流加熱器32包括一用于加熱在其上通過的空氣的輻射熱源44、一用于迫使空氣經(jīng)過該熱源44的風(fēng)扇46以及一圍繞熱源和將熱空氣朝擦傷表面18b排放的成形殼體48。熱源44是常規(guī)的和可以包括圍繞絕熱云母板卷繞的盤旋形的裸露的鎳鉻合金絲(多數(shù))。鎳鉻合金是適合的，這是因為該金屬絲導(dǎo)電性能差(與銅比較)，它使該合金足以阻止由于通過它的大電流而發(fā)熱并且它不氧化。施加于熱源的瓦數(shù)越大，產(chǎn)生的和傳送加熱空氣的功率越大。
風(fēng)扇46是常規(guī)的，由于該領(lǐng)域的那些熟練人員共知因此不對它敘述。但是，風(fēng)扇46可以包括一個或多個軸流風(fēng)扇葉輪和用于驅(qū)動葉輪的一電動機(jī)。
殼體48具有用于排出熱空氣的一排氣口50形式的一前端，風(fēng)扇46將空氣引至該排氣口。排氣口50形成相對較小的噴嘴狀孔口，該孔口被設(shè)計成增加來自殼體48的標(biāo)號為52的熱空氣的速度。而且，排氣口50提供熱空氣的狹而準(zhǔn)確的氣流可以將熱空氣引到塑性材料18的頂部融化層18c。
導(dǎo)軌34設(shè)置在腔室36內(nèi)，用于在支持臺30的垂直上方安裝對流加熱器32。導(dǎo)軌34被設(shè)置成在將光盤放在光盤空腔40內(nèi)時將排氣口50定位在密紋光盤10之上的一固定的垂直距離處。
在操作中，導(dǎo)軌34和支持臺30將密紋光盤10的擦傷表面18b保持在基本上垂直于熱空氣流方向的平面內(nèi)。
一傳動件49連接于對流加熱器32，用于在密紋光盤10之上方越過光盤的光學(xué)表面18b、相對于導(dǎo)軌34沿軸向來回擺動地移動對流加熱器。當(dāng)將光盤安裝在光盤空腔4內(nèi)時，排氣口50在平行于密紋光盤10的光學(xué)表面18b和越過該表面的平面內(nèi)運動。
參閱圖3，排氣口50被示為相對于導(dǎo)軌34沿軸向移動，因此對流加熱器32的排氣口50相對于密紋光盤10的中心孔12a和外周壁16a沿徑向來回移動。如虛線所示，對流加熱器32A顯現(xiàn)了其中排氣口50靠近中心孔12a的、沿軸向靠內(nèi)部的位置，以對流加熱器32B代表了其中排氣口50靠近外周壁16a的、沿軸向靠外部的位置。
設(shè)置了一電子控制器(由于該領(lǐng)域的那些熟練人員是共知的，因此沒有示出)，用于使至少部分地由它的第一驅(qū)動件所提供的支持臺的轉(zhuǎn)速和至少部分地由第二驅(qū)動件49所定位的對流加熱器32的排氣口的相對于密紋光盤10的軸向位置之間同步，其中，用來控制相對于密紋光盤的擦傷表面的、熱空氣流的位置。
重要地，該電子控制器還監(jiān)測、設(shè)置和控制產(chǎn)生所需的一再流動熱量的熱源44的溫度和光學(xué)基底18的頂部融化層18c暴露于熱源44所產(chǎn)生的該再流動熱量的時間長短。調(diào)整暴露于對流加熱器所供應(yīng)的熱空氣的程度、數(shù)量和時間以保證光學(xué)基底18的頂部熔化層18c暴露于所需的熱能量流。
另外，暴露于對流熱空氣、同時同步地轉(zhuǎn)動密紋光盤和相對于密紋光盤的擦傷表面來回擺動的熱空氣源確保在修整過程中聚碳酸酯不被完全融化或不會經(jīng)歷激烈的和不均勻的材料融化。同樣，通過控制擦傷表面暴露于對流熱空氣的時間長短確保被暴露的擦傷表面的一預(yù)定層被均勻加熱和融化。
而且，按照本發(fā)明，提供了用于從光學(xué)閱讀密紋光盤10的光學(xué)表面18b去除擦痕和其它缺陷的方法(或工藝)，密紋光盤的光學(xué)表面包括激光能透過的塑性材料18。按照該方法，將密紋光盤10安裝在光盤接納空腔40內(nèi)，使將密紋光盤定位在一第一平面內(nèi)和露出擦傷的光學(xué)表面18b的頂部融化層18c。
然后，將對流加熱器32定位在光學(xué)表面18b之上方并與其間隔開的關(guān)系中，加熱器包括能夠產(chǎn)生足以將光學(xué)表面18b的塑性材料18的頂層18c加熱到它的融化點之上的熱量的熱源44，從而再流動融化層18c的材料，使塑性材料再流動而注入擦痕和其它缺陷使光學(xué)表面得以整平。
將熱源44加熱到光學(xué)基底18的再流動溫度之上的一溫度。
使空氣強(qiáng)制通過熱源44和向下朝向光學(xué)表面18b的融化層18c流動。
因此，，在支持臺30的第一平面上方間隔開的一第二平面內(nèi)、在光學(xué)表面18b上方沿軸向來回移動對流加熱器32，并基本上同步地轉(zhuǎn)動密紋光盤10，加熱和轉(zhuǎn)動離心力引起密紋光盤的光學(xué)表面18b的頂層材料再流動而注入光學(xué)表面18b的擦痕28和其它缺陷，使光學(xué)表面18b變得平滑和基本上去除了擦痕。
較佳地，對流加熱器32被限制成來回沿軸向和相對于密紋光盤的中心孔12a和外周壁16a沿徑向移動。
較佳地，以一速度轉(zhuǎn)動密紋光盤10，以致在這轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生的離心力和熱空氣促使光學(xué)表面迅速地和均勻地被整平和填滿表面缺陷。在轉(zhuǎn)動時期密紋光盤的露出部分基本上均勻地暴露于熱空氣。
較佳地，在密紋光盤暴露于形成密紋光盤的層18的材料的再流動溫度的對流熱空氣之后光盤再轉(zhuǎn)動一時段，足以逐漸冷卻聚碳酸酯層18的光學(xué)材料并使該材料凝固。
通過密紋光盤轉(zhuǎn)動速度的逐漸的、大體均勻的、定時的減小，能夠執(zhí)行該冷卻作用。
較佳地，強(qiáng)制空氣流動的步驟包括將來自排氣口的空氣流的方向設(shè)置在垂直于密紋光盤的平面的一方向。
圖4A、4B和4C是示出再修整過程的詳細(xì)剖視圖。圖4A是例如圖2所示的要從透明層或光學(xué)基底18的光學(xué)表面18b去除的擦痕26的放大圖。如圖所示，擦痕26進(jìn)入光學(xué)基底18的頂層18c。
圖4B示出了暴露于熱空氣52之后光學(xué)表面18b的頂層18c。如圖所示，材料的局部融化和再流動造成頂表面18b內(nèi)變得平整和擦痕26閉合。
圖4C示出了修整后的光學(xué)表面18b。
雖然已參照特定實施例敘述了本發(fā)明，但是從以上詳細(xì)敘述和附圖會理解到對于該領(lǐng)域的那些熟練人員會產(chǎn)生許多修改和變化。這些修改和變化預(yù)定都落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
例如，在包含微小擦痕26的某些場合中，可以用手持熱槍加熱被擦傷的光學(xué)表面18b。在這方法中，操作人員、或修整技術(shù)人員將熱槍放在支持臺30的上方并轉(zhuǎn)動密紋光盤10。與密紋光盤旋轉(zhuǎn)同步，操作人員將熱空氣排放到被擦傷的表面18b上并在密紋光盤10的中心12a與外周之間來回移動熱槍。操作人員連續(xù)地施加來自熱槍的熱空氣足夠長的時間，用于將融化層18c的溫度提高到所需的融化溫度以使塑性材料再流動，從而引起光學(xué)表面18b平整和其中的擦痕得以消失。
權(quán)利要求
1.一種用于從形成在一光學(xué)閱讀密紋光盤的頂層的光學(xué)表面去除諸擦痕和其它缺陷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一支持臺，所述支持臺包括用于接納和定位所述密紋光盤的光學(xué)表面的一光盤空腔，所述光盤空腔用于安裝密紋光盤的唯一結(jié)構(gòu)；一對流加熱器，所述對流加熱器用于將所述密紋光盤的頂層和光學(xué)表面加熱到一預(yù)定溫度，該溫度高于所述頂層的韌化溫度和足以引起該材料再流動，以使用所述頂層的材料填滿所述光學(xué)表面的所述擦痕和其它缺陷；用于以固定地沿軸向彼此間隔開的關(guān)系將光學(xué)表面和對流加熱器定位的裝置；用于相對于對流加熱器轉(zhuǎn)動支持臺和其中的密紋光盤的裝置；以及一控制器，所述控制器用于基本上同步地相對于對流加熱器轉(zhuǎn)動支持臺和其中的密紋光盤使到達(dá)一預(yù)定的轉(zhuǎn)速、將加熱器的溫度升高到所述頂層的韌化溫度之上的一溫度、在光學(xué)表面暴露于熱量的時段控制和定位支持臺和熱源的相對位置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對流加熱器包括一電輻射熱源；包圍熱源的一殼體，所述殼體包括用于排放和定向來自熱源的熱空氣以使朝向密紋光盤的一排放口；以及用于迫使空氣越過熱源和離開所述排放口的裝置，所述裝置與所述排放口協(xié)作迫使和以一預(yù)定速度和容量引導(dǎo)熱空氣朝向所述光學(xué)表面。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述光盤空腔總的是圓筒形、杯形并包括一圓周壁，該壁比密紋光盤的外圓周稍大和提供與該圓周的緊密的間隙配合，所述圓周壁防止在同步的支持臺的轉(zhuǎn)動和對流加熱器對密紋光盤的加熱期間發(fā)生不希望的密紋光盤直徑的變化。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于定位的裝置包括；一導(dǎo)軌，它用于在一第一位置和一第二位置之間和沿著密紋光盤的一半徑引導(dǎo)對流加熱器，對流加熱器連接于該導(dǎo)軌和被保持成在大體平行于光學(xué)表面的一平面內(nèi)運動，第一位置靠近密紋光盤的外圓周，第二位置靠近支持臺的主軸和密紋光盤的中央部分，所述控制器在光學(xué)表面之上方和在第一和第二位置之間沿徑向來回同步地移動對流加熱器。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)表面處于一第一平面內(nèi)，熱空氣在大體垂直于所述第一平面的一方向中。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，僅僅支持臺被轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密紋光盤包括一中心孔，其中所述光盤空腔包括與所述圓周壁同中心地設(shè)置的一中心主軸，所述密紋光盤位于所述光盤空腔內(nèi)同時它的中心孔圍繞主軸，以及用于轉(zhuǎn)動的裝置包括適合于以一高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動支持臺和它的光盤空腔內(nèi)的密紋光盤的一驅(qū)動電動機(jī)，該高轉(zhuǎn)速足以產(chǎn)生在加熱密紋光盤期間使材料再流動的一離心力。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一絕熱腔室，所述密紋光盤和對流加熱器被包圍在所述腔室內(nèi)。
9.一種用于從形成在一光學(xué)閱讀密紋光盤的頂層中的一光學(xué)表面去除諸擦痕和其它缺陷的方法，其中，所述光學(xué)表面的頂層包括激光可透過的塑性材料，該方法包括以下步驟將密紋光盤安裝在一光盤接納空腔內(nèi)和將密紋光盤定位在一第一平面內(nèi)并露出光學(xué)表面，以及，所述光盤接納空腔是用于安裝密紋光盤的唯一結(jié)構(gòu)，將一對流加熱源定位在所述光學(xué)表面之上方而兩者間隔開并在一第二平面內(nèi)運動，所述熱源包括一加熱器，該加熱器能夠產(chǎn)生足以將所述密紋光盤的頂層和它的擦傷的光學(xué)表面加熱到頂層的融化點之上，以及基本同步地將加熱器加熱到光學(xué)表面的融化溫度之上的一溫度、迫使空氣越過加熱器和因此被加熱的空氣到達(dá)光學(xué)表面上、在光學(xué)表面的至少一部分之上方越過該至少一部分來回移動熱源以及轉(zhuǎn)動在所述光盤空腔內(nèi)的密紋光盤，熱空氣引起轉(zhuǎn)動的頂層部分地融化和再流動，以用所述頂層的再流動材料填滿光學(xué)表面中的諸擦痕和其它缺陷和通過再流動使光學(xué)表面被整平。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，熱源在密紋光盤的上方和被限制成在光盤轉(zhuǎn)動期間在密紋光盤的中心和圓周之間沿徑向來回運動。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，以一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動密紋光盤，以致在該轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生的離心力和所述熱空氣促使光學(xué)表面迅速地和均勻地被整平和填滿諸表面缺陷。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動期間將密紋光盤的露出的光學(xué)表面暴露于具一預(yù)定溫度的熱空氣。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，光學(xué)表面暴露于熱空氣一預(yù)定時間而足以使熱空氣起始光盤材料的再流動的溫度之后，終止熱空氣流動和再轉(zhuǎn)動光盤一時段，使足以逐漸冷卻光學(xué)材料和使該材料凝固。
全文摘要
揭示了一種用于從光學(xué)閱讀光盤，例如密紋光盤(通常稱為“CD”或“DVD”)修理和去除擦痕的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法使在光盤被修整時利用激光器閱讀存儲在光盤上的數(shù)字信息的光學(xué)閱讀器能夠閱讀在光盤上的數(shù)字信息而沒有擦痕和類似的表面缺陷所引起的光學(xué)畸變。
文檔編號G06FGK1894088SQ200480033558
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者朱利葉斯·J·諾瓦克 申請人:朱利葉斯·J·諾瓦克