專利名稱：具有防止光盤破損功能的光驅(qū)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)光驅(qū)的發(fā)明，它是作為操作高速旋轉(zhuǎn)光盤的光驅(qū)而具有能抑制光盤內(nèi)部可讀部分發(fā)生類似于劃傷等裂痕的加大及抑制裂痕的發(fā)生，也可降低高速旋轉(zhuǎn)時光盤的損傷。因此，它是具有防止光盤損傷的光驅(qū)，也提供防止正在光驅(qū)內(nèi)使用的光盤被損傷的方法。
背景技術(shù)：
一般情況下，包括聲音和圖像在內(nèi)的數(shù)據(jù)是以數(shù)字形式記錄信息的，以坑或點作為記錄形式的輕便碟片以及和輕便碟片同樣大小、利用波長短的紅色半導(dǎo)體激光能增加記錄數(shù)據(jù)容量的數(shù)字式多用途碟片被稱為光盤。
圖1是現(xiàn)有光盤的構(gòu)成的正面圖。圖2是為說明裂痕現(xiàn)象以概念圖的方式加以展示。光盤由軸心向外圍方向記錄單個信息地址的導(dǎo)入?yún)^(qū)域和由中心開始的半徑從25mm到58mm的領(lǐng)域內(nèi)記錄主要數(shù)據(jù)的程序區(qū)域以及程序區(qū)域的最外側(cè)表示數(shù)據(jù)終了的導(dǎo)出區(qū)域組成。
一般情況下，記載數(shù)據(jù)的光盤發(fā)生裂痕現(xiàn)象是由于使用者的處理不當(dāng)和光盤本身的材料由非結(jié)晶質(zhì)的高分子聚合物制造而產(chǎn)生的。對于后者要說明一下非結(jié)晶質(zhì)材料在常溫下只是一般材料耐抗能力的十分之一，由于它的耐抗力弱，因此在持續(xù)使用的情況下就可能被損壞。光盤被損傷的過程如下所示光盤被刻錄完畢時或者使用者在處理時，主要刻錄區(qū)域發(fā)生劃傷現(xiàn)象，依據(jù)裂痕現(xiàn)象就會出現(xiàn)裂痕加大的情況。所謂的裂痕現(xiàn)象就是沒有傷痕的高分子以鏈條的形式連在一起，如圖2b所示，當(dāng)潛在部位發(fā)生裂痕，鏈條就會開始斷裂，尤其是在高速旋轉(zhuǎn)下，由于離心力的作用，它們由原來的靜止下的疲勞狀態(tài)開始工作，如圖2b所示，各分子間的距離從圖2a圖紙符號d開始增加到2b圖紙符號le，分子間的結(jié)合力就被分解了，就發(fā)生了裂痕，即分子間出現(xiàn)了真空，如果在靜止疲勞下繼續(xù)作用，如圖2c所示，就會發(fā)生鏈條斷裂，高分子鏈條就像被剪刀剪斷一樣，裂痕就繼續(xù)擴大，結(jié)果導(dǎo)致光盤損傷。另一方面，從圖2a到圖2b的圖紙符號σ表示為損傷的大小，裂痕的增大導(dǎo)致?lián)p傷的進一步加大，因此，刻錄的光盤在高速旋轉(zhuǎn)的光驅(qū)里，由于制作工序或在工作過程中出現(xiàn)劃傷等缺陷，在離心力的作用下都會出現(xiàn)裂痕現(xiàn)象。導(dǎo)致裂痕的蔓延，所以損傷光盤的可能性就會非常高，從而導(dǎo)致存儲在光盤上的數(shù)據(jù)丟失，也會出現(xiàn)損壞光驅(qū)的問題。
再加上結(jié)合目前10,000rpm、52倍速的刻錄機的普遍化和數(shù)字式多用途碟片被廣泛應(yīng)用的實際情況，依據(jù)光驅(qū)的高倍速化，從根本上防止光盤的操作已經(jīng)變得非常必要了。在52倍速光驅(qū)中，如果發(fā)生光盤破損，它的碎片會以最大66米/秒的速度飛出，它會擊穿光驅(qū)的外殼進入到外部空間。因此，如果發(fā)生光盤裂痕和裂痕增大損傷情況，使用者的安全就變得很危險了。這是一個較為深刻的問題。
因此業(yè)界內(nèi)為防止光盤破損導(dǎo)致碎片飛出而全面加厚光盤，結(jié)合其構(gòu)造采用加強防片技術(shù)，但是這種對策是在光盤已經(jīng)破損而引起的情況下采取的消極的安全保護的措施，并沒有從根本上防止光盤的破損問題。
書永先等設(shè)計的大韓民國公開專利公報公開編號第2002-0049733號所展示的碟片形記錄載體雖然采用了從碟片的中央孔部位開始向外側(cè)延伸形成環(huán)形突出部的結(jié)構(gòu)，但由于受空間限制其突出部位的寬度和高度很受局限。樸五錫設(shè)計的大韓民國公開專利公報公開編號第2001-0091302號所展示的能防止輕型碟片破裂的構(gòu)造，它是在中央孔和引入線之間，貼上一層非磁性的金屬增強劑，這雖然具有抑制裂痕產(chǎn)生的功能，但由于廣泛用于生產(chǎn)光盤的材料的高分子聚合物和金屬的彈性系數(shù)差異很大，所以就存在著在高速旋轉(zhuǎn)下粘合部位承力過重容易分離的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明作為解決了以上問題的情況下而開發(fā)出來的發(fā)明，對于能操縱高速旋轉(zhuǎn)光盤的光驅(qū)來說，在光盤內(nèi)部發(fā)生劃傷等裂痕，由于離心力的作用而使這種裂痕加大，本產(chǎn)品就是起到了抑制這種增大作用同時還能抑制光盤內(nèi)部裂痕的發(fā)生，并且還能在光盤中央部位的周圍產(chǎn)生熱應(yīng)力，這就能防止和降低在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的光盤破損。這就是我們提供具有防止光盤破損功能的光驅(qū)的目的。
本發(fā)明為達到上述目的，具備了由安放光盤的轉(zhuǎn)盤，帶動轉(zhuǎn)盤的主軸電動機和在光盤上刻錄和讀取數(shù)據(jù)的光拾取器所組成的加速部件，它從外部開始就得到驅(qū)動電源的認可。對于光驅(qū)來說，為了降低安放在轉(zhuǎn)盤上的光盤的中央部分的裂痕的發(fā)生及已產(chǎn)生的裂痕的進一步加大，就在這個部位安裝了給光盤中央部位加熱的加熱裝置。我們就是提供以此為特征的具有防止光盤破損功能的光驅(qū)。
在高速旋轉(zhuǎn)的光驅(qū)內(nèi)，它會使劃傷等小的缺陷加劇問題和光盤受損現(xiàn)象達到最低值。本著能保留光盤上存儲的重要的數(shù)據(jù)，防止光盤破損以及防止光驅(qū)故障，這就是我們設(shè)計的光驅(qū)。
這里所說的加熱手段是在轉(zhuǎn)盤上面和轉(zhuǎn)盤之間留有一定的空隙，利用電源驅(qū)動電動機就會發(fā)熱，就會形成熱源，熱源所散發(fā)出的熱量就會輻射及傳導(dǎo)到光盤的中央部位從而達到加熱的目的。
另外，主軸電動機和轉(zhuǎn)盤作為一個整體在通電的狀態(tài)在其周圍會形成一個磁場，就形成了一個固定磁場，加熱方法是利用驅(qū)動電源帶動轉(zhuǎn)盤，使電線發(fā)熱形成了熱源，熱源產(chǎn)生的熱量就會傳導(dǎo)到光盤的中央部位。另一方面，依據(jù)本發(fā)明的其他領(lǐng)域，從光驅(qū)的制作方法來說，光驅(qū)由安放光盤的轉(zhuǎn)盤、帶動轉(zhuǎn)盤的電動機等構(gòu)成。為降低安放在轉(zhuǎn)盤上的光盤的中央部位發(fā)生裂痕或抑制已發(fā)生裂痕的擴大，我們就是提供加熱光盤中央部位為特征的在光驅(qū)內(nèi)防止工作中的光盤受損的方法。
如以上所敘述，我們?yōu)槟闾峁┑木哂蟹乐构獗P破損功能的光驅(qū)，不僅包括能降低安放在光驅(qū)轉(zhuǎn)盤上的光盤的中央部位發(fā)生裂痕和已有裂痕的擴大，而且能抑制在高速旋轉(zhuǎn)下光盤內(nèi)部連接部位諸如劃傷等裂痕在離心力的作用下的擴大趨勢，同時能產(chǎn)生從根本上抑制裂痕產(chǎn)生的熱應(yīng)力，它能防止和降低高速旋轉(zhuǎn)下的光盤的破損。
另外，還能從根本上防止和降低光盤在光驅(qū)內(nèi)的損壞，安全地保存光盤上的數(shù)據(jù)和提高光盤在高倍速光驅(qū)里的使用壽命，以及降低由于光盤的破損給使用者帶來的不利。

圖1為目前光盤的構(gòu)成的正面圖。
圖2是為說明裂痕現(xiàn)象的概念圖。
圖3是發(fā)生裂痕的光盤構(gòu)成的正面圖。
圖4是為說明圖3的光盤損傷原理，把圖2的A部分加以擴大的概念圖。
圖5和圖6是為了觀察到光盤內(nèi)部溫度和外部溫度的溫差對裂痕的影響而展示的有限要素解釋完成結(jié)果的圖表。
圖5是裂痕周圍環(huán)應(yīng)力值的計算結(jié)果圖表。
圖6是裂痕周圍J-積分的計算結(jié)果圖表。
圖7和圖8是本發(fā)明按照具體實例而展示的具有防止光盤損傷功能的光驅(qū)的構(gòu)成。
圖7是正面圖。
圖8是圖7的截斷線VIII-VIII的斷面圖。
圖9是本發(fā)明依據(jù)其他實例所展示的具有防止光盤損傷功能的光驅(qū)的主要組成部分構(gòu)成的側(cè)面圖。
具體實施方式以下參考附圖，以實例對本發(fā)明進行詳細說明。
從本發(fā)明說明來看，對于已經(jīng)講述的功能或構(gòu)成的具體說明不再做具體說明，特此省略。
圖3是展示發(fā)生裂痕的光盤構(gòu)成的正面圖，圖4是為說明圖3光盤的破損原理而對圖2的A部分進行放大演示的概念圖。光盤10在光驅(qū)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，光盤10產(chǎn)生的應(yīng)力與光盤10的半徑比較，由于第二項值非常小，所以平面應(yīng)力就顯現(xiàn)出來，發(fā)生了半徑方向的應(yīng)力即σr和圓周方向的應(yīng)力σθ，這時圓周上的應(yīng)力被稱為環(huán)應(yīng)力。
由于光盤10的旋轉(zhuǎn)，離心力產(chǎn)生了如圖4a圖紙符號13a表示的向圓周方向的陽+值的延伸應(yīng)力，這一延伸應(yīng)力依據(jù)以前所敘述的裂痕現(xiàn)象，致使裂痕13向這一方向延伸，從而產(chǎn)生了破壞光盤10的結(jié)果。但是如果給光盤10的中央部位加熱，就會產(chǎn)生如圖4b圖紙符號13b所表示的向圓周方向上的陰-值的壓縮應(yīng)力，即產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力作用在閉合裂痕13的方向上，從而抑制裂痕13的增大，因此，光盤10旋轉(zhuǎn)光盤10內(nèi)部10a形成的區(qū)域的內(nèi)部溫度Ti要比光盤10的導(dǎo)出區(qū)域11d外部溫度To要高，如果給其加熱按圖4a的離心力所延伸應(yīng)力在圖4b的熱應(yīng)力的作用下，就會抑制如圖4c所示裂痕的增大，即當(dāng)內(nèi)部溫度Ti與外部溫度To的差值為0時，光盤旋轉(zhuǎn)的情況下，就只有離心力了，光盤10處于無熱應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)部溫度Ti與外部溫度To的差值為陰-值時，與內(nèi)部環(huán)境相比，外部環(huán)境的溫度反而更高，熱應(yīng)力就會在裂痕13周圍以延長應(yīng)力的形式而出現(xiàn)。相同條件下，裂痕13周圍的環(huán)應(yīng)力σθ值的計算結(jié)果如圖5所示，內(nèi)部溫度越高，所有的應(yīng)力就會減少的越多，即內(nèi)部溫度越高，圓周方向上的應(yīng)力就會相應(yīng)的減少，這樣就會相應(yīng)地減少因裂痕10的擴大對光盤的破壞。
對光盤的裂痕作用表現(xiàn)其破壞作用因素有能源釋放率和裂痕促進力。J-積分就是運用表現(xiàn)裂痕敏感度的兩個因素進行定量比較。J-積分就是利用特定材料中的裂痕擴大作為能量，按照裂痕附近的網(wǎng)絡(luò)保存其積分點。這是R·A·Schapery的論文中使用的，在非線形粘彈性媒介里把裂痕意識靜止早期化和裂痕增長的連續(xù)性做為J-積分的尺度。即J-積分越低意味著對裂痕的敏感度越小，所以用J-積分較低的材料所制做的光盤就意味著在防止光盤破損方面就會十分有利。
圖6所示的如上所述在早期條件和警戒條件下，為觀察到內(nèi)部溫度Ti與外部溫度To之間的差值對光盤10裂痕13擴大的敏感度的影響，我們用J-積分來計算，就是J-積分越大裂痕擴大的可能性就越高，內(nèi)部溫度Ti比外部溫度To越高，J-積分的值就越小，就能降低整個裂痕13的增加。
本發(fā)明作為體現(xiàn)在光驅(qū)上可事先觀察到的技術(shù)思想，即當(dāng)光盤10的中心部位被加熱時，其內(nèi)部溫度Ti就要比外部溫度To高得多，所以具備了陰-值的熱應(yīng)力就會抑制光盤裂痕13的發(fā)生或抑制裂痕13的擴大。
圖7和圖8是本發(fā)明按照具體實例來展示具有防止光盤破損功能的光驅(qū)的構(gòu)成展示圖紙。圖7是正面圖，圖8是圖7的截斷線VIII-VIII的斷面圖。
和圖紙所展示的相同，本發(fā)明是依照實例而展示具有防止光盤破損功能的光驅(qū)100，其主要特征是產(chǎn)生了如前所述的熱應(yīng)力，它包括由保護光驅(qū)的機殼110、安著光盤10并使其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤140、防止光盤從轉(zhuǎn)盤140上脫落而在光盤10上方施給光盤10一定壓力的可旋轉(zhuǎn)式鉗位器170、在鉗位器170上部配置的由能產(chǎn)生熱能的發(fā)熱線圈組成的熱導(dǎo)線120、支持轉(zhuǎn)盤140以一定速度旋轉(zhuǎn)的電動機150、固定電動機150的加固底盤160、連接底盤160和機殼110及支持底盤111且具有彈性的固定防震底座、固定底盤160及讀取和刻錄數(shù)據(jù)的裝置等構(gòu)成。
這里熱導(dǎo)線120被安置在轉(zhuǎn)盤140上部和轉(zhuǎn)盤有一定間隔的機殼110的上部即光盤10的中央部位的上端，它是依靠接在光驅(qū)100的直流和變直流驅(qū)動電源121的發(fā)熱線圈所形成的接在熱導(dǎo)線120兩端120a、120b的電源供給線122、123來發(fā)熱的熱導(dǎo)線120。確認直流電源121的方法是使用者按照說明來操作，注意電源驅(qū)動的安裝在轉(zhuǎn)盤面140上的光盤10，它具備傳感器的功能，在電源驅(qū)動的情況下，從發(fā)熱的熱導(dǎo)線120開始，熱源就向光盤10的中央部位輻射熱量，這樣光盤10的中央部位就產(chǎn)生了如圖表符號13b所示方向的熱應(yīng)力。
主軸電動機150作為中心軸也是支持軸，在支持軸154的周圍有包括線圈在內(nèi)的固定子151，固定子151的外周的一定空間內(nèi)圍繞其外周圍配置了包括永久性磁鐵152a其內(nèi)的回路子152，連接和固定回路子152的是插入支持軸中央空心部分的電動機回轉(zhuǎn)軸153和控制主軸電動機150的回路裝置即鋼片，這里的轉(zhuǎn)盤140一般由金屬制成，為在轉(zhuǎn)盤上面安放光盤10，就設(shè)置了由橡膠板141，它連接固定回轉(zhuǎn)軸153和旋轉(zhuǎn)盤140、起彈性作用的彈簧142和插入光盤10內(nèi)部10a所形成的碟片固定部等。
這里的鉗位器170由塑料材料制成。它的內(nèi)部包括永久性磁鐵(無圖示)，它靠與轉(zhuǎn)盤140之間產(chǎn)生的磁力來固定光盤，這時和光盤10接觸的鉗位器的末端的橡膠板171就安全地固定了光盤10。
以上所述的組成的光驅(qū)100在把光盤10安放在轉(zhuǎn)盤140上面時，光盤10在放入轉(zhuǎn)盤140上的同時，要把加固底盤160適當(dāng)?shù)叵蛳乱苿樱@時防震基161就會被壓縮到一定量，當(dāng)光盤10安放在轉(zhuǎn)盤140上時，這時的鉗位器的永久性磁鐵和轉(zhuǎn)盤之間就會產(chǎn)生磁力，光盤就會被牢固地固定在轉(zhuǎn)軸上。在光盤讀取和記錄數(shù)據(jù)時，轉(zhuǎn)盤、光盤和鉗位器一起轉(zhuǎn)動。
就這一光驅(qū)100來說，為防止在52倍速、10，500rpm的高速旋轉(zhuǎn)下光盤10發(fā)生裂痕13以及防止裂痕13的擴大，就在光盤10的上部安裝了熱導(dǎo)線120。當(dāng)供給直流電源121時就會發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量就會輻射傳導(dǎo)到光盤10的中央部位以及根據(jù)光盤10的旋轉(zhuǎn)形成了對流熱傳遞。因此產(chǎn)生了與導(dǎo)致裂痕13發(fā)生和擴大的應(yīng)力方向相反的應(yīng)力，從而抑制光盤10裂痕13的發(fā)生以及裂痕13的擴大。
圖9作為本發(fā)明的另外實例，即具有防止光盤破損功能的光驅(qū)的主要部件構(gòu)成的側(cè)面圖。
從本實例的說明來看，對于以前所述的這一實例的功能及構(gòu)成因與本實例重復(fù)特省略。
如圖表所示，本發(fā)明的另一實例是把光驅(qū)200的熱導(dǎo)線220安放在轉(zhuǎn)盤140的下部，與上面實例所述的光驅(qū)100相比，它傳給光盤10的熱效率更高。
但是由于轉(zhuǎn)盤140和主軸電動機150一起旋轉(zhuǎn)，怎樣操控?zé)釋?dǎo)線220，我們運用了供給電動機的直流電源的換向器原理。
即在固定的狀態(tài)下主底座111上安裝兩個電刷225，如果和電刷223接觸，導(dǎo)線就得到了電能，這就形成了整流磁場224，當(dāng)從外部直流電源處得到電能后，這樣就設(shè)置了主電動機的整流磁場。作為從整流磁場224到熱源線220的電源供線222、223，利用從轉(zhuǎn)盤140的回路的下部分的熱源線220進行發(fā)熱，相比較而言，它比從光盤中心傳導(dǎo)的熱效率更高。更能產(chǎn)生抑制裂痕13的熱應(yīng)力。
以上就是本發(fā)明依據(jù)實例進行的舉例說明。但本發(fā)明的范圍以及特征并不只是限定的這些，仍有在申請范圍內(nèi)進行變更的可能。
權(quán)利要求
1.防止光盤破損功能的光驅(qū)，由安放光盤的轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的主電動機、在光盤上記錄和讀取信息的機件等組成，它允許從外部獲得驅(qū)動電源，其特征在于，為了降低安裝在轉(zhuǎn)盤上的光盤的中央部位發(fā)生裂痕或已有裂痕的擴大，所述光驅(qū)具有給光盤中央部位加熱功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止光盤破損功能的光驅(qū)，其特征在于，在轉(zhuǎn)盤上部和轉(zhuǎn)盤間留有一定空隙，利用驅(qū)動電源的電能發(fā)熱，且集中于熱導(dǎo)線上，熱導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量輻射傳導(dǎo)到光盤的中央部位實現(xiàn)加熱。
3.如權(quán)利要求1所述的防止光盤破損功能的光驅(qū)，其特征在于，所述光驅(qū)由主軸電動機組成了一個和轉(zhuǎn)盤為一體的回路及其周圍形成的電磁場組成的固定磁場；所述加熱為轉(zhuǎn)盤利用驅(qū)動電源帶動電機發(fā)熱而形成了熱源線，熱源線的熱量傳導(dǎo)到光盤的中央，利用這一特性進行防止光盤破損。
4.在光驅(qū)內(nèi)防止光盤破損的方法，所述光驅(qū)由安放光盤的轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的主電動機等構(gòu)成，其特征在于，為降低安裝在轉(zhuǎn)盤上的光盤中央部位的發(fā)生裂痕劃及已發(fā)生的裂痕的擴大，就自動對光盤的中央部位進行加熱。
全文摘要
本發(fā)明作為具有防止光盤損傷功能的光驅(qū)，目的是為了防止安裝在光驅(qū)中的光盤的中央部位發(fā)生裂痕和降低已產(chǎn)生的裂痕的進一步加大，它由包括加熱光盤中央部位的加熱方法等構(gòu)成。它能抑制高速旋轉(zhuǎn)的光盤內(nèi)部發(fā)生類似于劃傷等裂痕由于離心力的作用而使傷痕加大，同時還能夠產(chǎn)生熱應(yīng)力從而抑制光盤內(nèi)部裂痕的發(fā)生，并且能夠防止和降低高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的光盤破損。它能提供具有防止光盤損傷功能的光驅(qū)及提供防止在光驅(qū)內(nèi)光盤破損的操作方法。
文檔編號G11B7/00GK1747050SQ20041005435
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者黃孝均, 金鐘滿 申請人:上海樂金廣電電子有限公司