JPH0376541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は走査針の電極保護装置に係り、特に円
盤状回転記録媒体（以下「デイスク」という）上
を摺動走査して情報信号をデイスクに記録し、あ
るいは既記録情報信号を容量変化として再生する
走査針の電極を保護する装置に関する。

従来技術 従来より、映像信号や音声信号等の情報信号
が、ピツトの有無の如き幾何学的形状の変化とし
て高密度に記録されたデイスクから、既記録情報
信号を静電容量の変化として再生をする静電容量
変化検出読取型の再生装置が知られている。この
再生装置では、デイスクは例えば900rpmの如き
高速度で同期回転せしめられ、このデイスク面上
を摺動する走査針に固定されている電極と、デイ
スクとの間に形成される静電容量が幾何学的形状
に応じて変化することを利用して既記録情報信号
を再生する。第１図及び第２図は走査針とデイス
クとの摺動状況の一例を示す図で、デイスク１の
表面上に情報信号が平坦面２とピツト３との繰り
返しによる幾何学的形状の変化として記録された
主トラツクが螺旋状又は同心円状に形成されてお
り、また主トラツクの両側のトラツク中心線間の
中間部分のうち、一方の側には平坦面２とピツト
４との繰り返しによる幾何学的形状変化として低
周波数の第１のトラツキング制御用参照信号fp₁
が記録され、かつ、他方の側には平坦面２とピツ
ト５との繰り返しによる幾何学的形状の変化とし
て低周波数の第２のトラツキング制御用参照信号
fp₂が記録されている。なお、主トラツクのトラ
ツクピツチTPは1.35μｍ程度であり、トラツク幅
TWは例えば0.8μｍ程度である。

このデイスク１が矢印方向に回転せしめられる
ことにより、走査針６がデイスク１の記録面上を
摺動走査する。走査針６は例えばダイヤモンド製
の走査針本体６ａの導出部側に略垂直に形成され
た端面に、例えばハフニウム、チタン等の良導電
性の導体がオングストロームのオーダの膜厚にて
蒸着固定された電極６ｂが形成されており、更に
走査針本体６ａのデイスク１と摺動面６ｃは導入
部側が鋭く形成され、かつ、前記主トラツクのト
ラツクピツチよりも大なる幅広部分を有する形状
とされている。

デイスク１は例えばポリ塩化ビニル（PVC）
材料に導電性カーボンを混合してなる材料にて作
成されており、導電性を有するから、デイスク１
と電極６ｂとの間にて静電容量が形成され、それ
が幾何学的形状の変化に応じて変化する。この静
電容量の変化は共振回路の共振周波数を変化さ
せ、この共振回路に外部より供給されている一定
の高周波信号の振幅を変化させる。これにより、
上記高周波信号の振幅を検波すると、既記録信号
の再生出力信号を得ることができる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、デイスク１と走査針６の電極６ｂと
の関係は、グラフアイト電極を用いて半導体を微
少電流で放電加工する放電加工機における被加工
物と電極との関係に良く似ている。特にワイヤー
カツト放電加工の電極と被加工物とは両者間で移
動が行なわれるので極めて似ている。かかる放電
加工では電極と被加工物に加える電圧の極性によ
つて電極消耗が著しく変わり、印加電圧の極性が
電極が正で、被加工物が負のときは電極の摩耗が
大で、加工が進まず、これに対して電極の極性が
負で、被加工物の極性が正であるときには電極の
摩耗が小で、加工が進むことが知られている。こ
れは、放電加工エネルギーが主として電子により
運ばれ、陽イオンで運ばれるものは少ないことに
よるものと考えられている。

一方、デイスク１と電極６ｂとの接触は、基本
的には点接触ダイオードのように電極が半導体に
接触していることと同じであるから、デイスク１
と電極６ｂとの間の電圧対電流特性は第７図に実
線Ｉで示す如きダイオード特性を示す。またデイ
スク１はセンタースピンドル、ターンテーブル回
転用モータの回転軸、該モータ等を夫々介して金
属製シヤーシに直流的に結合されており、一方、
電極６ｂも前記共振回路、その筐体、キヤリツジ
等を介してアース電位の金属製シヤーシに直流的
に結合されている。このため、電極６ｂとデイス
ク１には金属製シヤーシを介して前記共振回路に
外部から供給される高周波信号が第７図にで示
す如くに流れる。このため、上記の高周波信号の
半サイクルおき毎に、デイスク１の印加電圧が負
極性で、電極６ｂの印加電圧が正極性となり、電
極６ｂと摩耗が大となるという問題点があつた。

また、デイスク１の再生時には、前記したよう
に高速回転しているデイスク１上に走査針６が摺
動走査するので、デイスク１と電極６ｂとには異
種の電荷が静電誘導により発生して蓄積され、両
者間に電位差が生ずる。更に電極６ｂとデイスク
１との接触により接触電位差が生じ、また化学的
原因によつても電位差が両者間に生じていた。か
かる電位差が大となり、しかもデイスク１側にお
いて負極性、電極６ｂ側において正極性で電位差
が生ずると、前記した如く、電極６ｂの摩耗が大
となつてしまう。

上記の各種原因により、電極６ｂの摩耗が大に
なると、第３図に示す如く、走査針本体６ａの摩
耗の進行度合よりも電極６ｂの摩耗の進行度合の
方がはるかに速くなり、電極後退部分７が形成さ
れ、デイスク１の記録面と電極６ｂとの間の距離
が大となる。このため、デイスク１と電極６ｂと
の間に形成される静電容量は、両者の距離に反比
例して小になるため、再生信号の出力レベルが大
きく低下し、著しい場合は再生を行なうことがで
きなくなるという問題点があつた。

そこで、本発明は前記放電加工の原理に着目
し、電極６ｂが負極性で、デイスク１が正極性と
なる如き直流バイアスをかけることにより、上記
の問題点を解決した走査針の電極保護装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、円盤状回転記録媒体上の同心円状又
は螺旋状トラツクを摺動面が摺動して既記録情報
信号を容量変化として再生する機能と、円盤状回
転記録媒体上に摺動面が摺動して情報信号を電荷
の変化として記録する機能とのうち、いずれか一
方又は両方の機能を備えた電極を有する走査針の
電極保護装置であつて、バイアス用直流電圧発生
回路と、該円盤状記録媒体を該直流電圧発生回路
に直流的に結合する第１の直流結合路と、該電極
を該直流電圧発生回路に直流的に結合する第２の
直流結合路とよりなり、該第１及び第２の直流結
合路を介して該直流電圧発生回路の出力直流電圧
により該円盤状情報記録媒体が正極性で、かつ、
該電極が負極性となる直流バイアスをかけるよう
構成したものであり、以下第４図乃至第９図と共
にその各実施例について説明する。

実施例 第４図は本発明装置を適用されるデイスク再生
装置の機構の概略を示す平面図、第５図は第４図
中の要部の一例の断面図を示す。両図中、第１図
と同一構成部分には同一符号を付してある。第４
図において、デイスク１はリフタ１１及びエレベ
ータ１２よりなる支持体によりその中央部が支持
されつつ降下されてターンテーブル１３上に載置
される。デイスク１の再生開始前又は再生終了後
はピツクアツプ装置１４は待機位置（レスト位
置）１４ａに在る。ピツクアツプ装置１４とピツ
クアツプ回路１５とは夫々キヤリツジ１６に取付
固定されている。

ピツクアツプ装置１４は第４図及び第５図に示
す如く、筐体１７内にカンチレバー１８とその先
端に取付けられた走査針６とが設けられており、
通常は筐体１７内に収納されている走査針６を再
生時には第５図に示す如く開口部１７ａより外部
へ露出させる。またピツクアツプ回路１５は第４
図に示すように、金属性筐体１９内に、第１の線
路２０、コ字状の第２の線路２１、及び細長の第
３の線路２２等が形成された基板２３組込まれて
いる。第１の線路２０の一端は金属性筐体１９に
接続されて短絡されており、更にその一端付近に
金属リボン２４の端部が圧接されており、他端は
コンデンサ２５を介して筐体１９に接続され、か
つ抵抗２６を介して筐体１９に接続されている。
筐体１９、第１の線路２０、コンデンサ２５及び
抵抗２６が同軸共振器を構成している。この同軸
共振器は、外部の発振器（図示せず）から発振出
力された例えば約1GHzの高周波信号が端子２７、
第２の線路２１を夫々介して供給される。

第３の線路２２は一端が筐体１９接続されて短
絡され、他端が包絡線検波用ダイオード２８及び
貫通コンデンサ２９を夫々直列に介して出力端子
３０に接続される一方、直流分パス用抵抗３１を
介して筐体１９に接続されている。また金属リボ
ン２４の他端は走査針６の電極６ｂに接続されて
いる。

上記のピツクアツプ装置１４及びピツクアツプ
回路１５を夫々取付けられたキヤリツジ１６は、
第４図に示す如く、その両側にローラ３２ａ，３
２ｂ及び３２ｃが設けられている。ローラ３２ａ
はレール３３ａ上を転動し、ローラ３２ｂ及び３
２ｃは夫々レール３３ｂ上を転動することによ
り、キヤリツジ１６は矢印Ｘ方向又はＹ方向へ移
動する。プーリ３４ａ，３４ｂ間にはワイヤ３５
が張架されている。ワイヤ３５はキヤリツジ１６
に取付けられ、またプーリ３４ａはフイードモー
タ３６回転力が減速機構３７を介して伝達される
構成とされている。これにより、フイードモータ
３６が回転すると、プーリ３４ａが回転し、その
回転方向に応じてワイヤ３５が矢印Ｘ又はＹ方向
へ移送され、従つてキヤリツジ１６もこれに伴つ
て矢印Ｘ又はＹ方向へ移送される。

また、第４図中、リフタ１１はＵ字形状で、そ
の上面にエレベータ１２のリング状底面が載置せ
しめられている。リング状のエレベータ１２の内
径は、ターンテーブル１３を矢印Ａ方向に回転す
るモータ（後述の第６図、第９図に４０で示す）
の回転軸３８の先端に取付けられたセンタスピン
ドル３９の外径よりも僅かに大とされている。セ
ンタスピンドル３９の外周テーパ面はデイスク１
の中心孔の内径に嵌合する径とされている。再生
装置の操作者が電源投入後ロードスイツチ（図示
せず）を操作すると、リフタ１１及びエレベータ
１２がターンテーブル１３の上方位置にまで上昇
してデイスク収納ケース（図示せず）挿入可能状
態となり、この状態においてデイスク収納ケース
を挿入して引き抜くとデイスク収納ケースの蓋と
デイスク１が再生装置内に係留され、ケース本体
のみが再生装置の外部へ抜き出される。またデイ
スク１の中央部はエレベータ１２により支持さ
れ、デイスク装着が判別されると昇降機構（図示
せず）によりリフタ１１及びエレベータ１２は共
に下降し始め、デイスク１をターンテーブル１３
上に載置せしめる。

この状態でスタートスイツチ（図示せず）を操
作すると、キヤリツジ１６が第４図中、レスト位
置１４ａから矢印Ｘ方向へ移送される。なお、第
４図中、１４ｂは或る再生時点におけるピツクア
ツプ装置１４の位置を示す。

デイスク１の再生時には、デイスク１と電極６
ｂとの間に形成された静電容量が、デイスク１の
幾何学的形状の変化に応じて変化すると、同軸共
振器の共振周波数が僅かに変化する。ここで、入
力端子２７より一定振幅で供給されている約1G
Hzの高周波信号は、誘導結合により第２の線路２
１、第１の線路２０を経て第３の線路２２に印加
されるが、上記の同軸共振器の共振周波数の変化
により、振幅が変化せしめられる。この第３の線
路２２より取り出された約1GHzの振幅が変化せ
しめられた高周波信号は、ダイオード２８により
包絡線検波され、更にコンデンサ２９及び抵抗３
１よりなる回路を通して出力端子３０へ再生信号
として出力される。

かかる構成のデイスク再生装置において、本発
明はデイスク１が正極性で、かつ、電極６ｂが負
極性となる直流バイアスをかけたものであり、第
６図は本発明装置の第１実施例の回路図を示す。
同図中、第４図と同一構成部分には同一符号を付
してある。前記した如く、デイスク１は導電性を
有しており、ターンテーブル１３上に載置される
場合は、その中心孔が導電性とのセンタスピンド
ル３９の外径に嵌合されると共に、導電性のクラ
ンパ４１によりクランプされる。またモータ４
０、回転軸３８、モータ４０と回転軸３８との間
に設けられるブラシ（図示せず）は夫々導電性材
料により形成されている。更に、直流電圧源４２
より入力端子４３には正の直流電源電圧が印加さ
れる構成とされている。また端子４４はアース端
子とされており、金属製シヤーシ（図示せず）に
接続されている。入力端子４３は抵抗４５及び４
６よりなる抵抗分圧回路及びコンデンサ４７を介
してモータ４０に接続されている。また前記金属
性筐体１９は金属製シヤーシ（又はアース端子４
４）に接続されている。

これにより、デイスク１は、クランパ４１、セ
ンタスピンドル３９、回転軸３８、モータ４０内
のブラシ（図示せず）、モータ４０、抵抗４５及
び端子４３よりなる第１の直流結合路を介して、
抵抗４５及び４６の接続点から取り出された正の
直流電圧が供給される。一方、電極６ｂは金属リ
ボン２４、第１の線路２０、抵抗２６、金属性筐
体１９（第６図では図示を省略してある）よりな
る第２の直流結合路を介して金属製シヤーシ（ア
ース端子４４）に直流的に結合される。

このため、直流電圧源４２からの直流電圧によ
つてデイスク１は正極性で、電極６ｂは負極性で
直流バイアスされる。これにより、共振回路４８
により共振された約1GHzの高周波信号は、第２
の線路２１より第１の線路２０へ誘導結合により
伝送され、更に抵抗２６、端子４４、抵抗４６、
モータ４０、ブラシ（図示せず）、回転軸３８、
センタスピンドル３９、クランパ４１、デイスク
１、電極６ｂ、金属リボン２４及び第１の線路２
０よりなる閉ループを流れるが、デイスク１には
正極性の直流バイアスがかかつているので、この
高周波信号は第７図にで示す如く、直流バイア
スDC分だけ正方向にシフトされて供給される。

更に、前記した走査針６とデイスク１との摺動
の結果、静電誘導により発生して蓄積された電荷
による電極６ｂとデイスク１との間の電位差、デ
イスク１と電極６ｂとの接触による接触電位差、
及び化学的原因によつて生ずる電極６ｂとデイス
ク１との間の電位差も、上記の直流バイアスによ
つて常にデイスク１が正極性で、電極６ｂが負極
性となるように生ずる。この結果、上記の各種の
原因によつて生ずる電位差及び高周波信号による
電位差が生じても、上記の直流バイアスによつて
常にデイスク１における電流電位が正極性で、電
極６ｂにおける直流電位が負極性となるようにさ
れるため、前記した放電加工と同様の原理により
電極６ｂの摩耗を従来に比し小にすることができ
る。

ただし、上記直流バイアスDC分を第７図に
で示すデイスク１と電極６ｂとの間の電圧−電流
特性の順電圧（電流が急激に上昇し始める点の電
圧）程度よりも大にすると、電位差による放電電
流がデイスク１及び電極６ｂに大きく流れ、これ
らを破壊してしまうので、順電圧よりも小にする
必要がある。抵抗４５，４６，２６、コンデンサ
４７の値はデイスク１と環境条件で最適値を見出
す必要があるが、一例として抵抗２６は100kΩ、
抵抗４５は10kΩ、４６は3.3kΩ、コンデンサ４
７は0.0022μFで、端子４３には12Vの直流電圧が
供給される。

このように電極６ｂの摩耗の進行の度合を従来
に比し小にすると、電極６ｂはダイヤモンド製の
走査針本体６ａとバランスよく摺動によつて摩耗
する。第８図は第１図に示した走査針６を電極側
から見た図で、使用初期の摺動面が６Ｃ１であ
り、摩耗が進んで走査針６の摺動面が破線６Ｃ２
で示す如くなり、従来はこの程度の摩耗で走査針
６のライフエンドとなつていた。これに対し、本
発明によれば、電極６ｂと走査針本体６ａとが
夫々バランスよく摩耗し、また電極６ｂがデイス
ク１上に摺動する部分のエツジ部にはデイスク１
と電極６ｂとの間で生ずる電気力線が集中するの
で、第８図に５０，５１で示す如く、エツジ部が
破損するので、実効電極幅は狭くなる。これらの
理由から本発明では従来よりもより摩耗が進行
し、摺動面が第８図に６Ｃ３で示す如くなつた所
（例えばそのときの電極幅がピツト幅程度となつ
た所）まで走査針６を使用することができる。

次に本発明装置の第２実施例について説明する
に、第９図は本発明装置の第２実施例の回路図を
示す。同図中、第６図と同一構成部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。本実施例は、直
流電圧源４２より負の直流電源電圧を端子５２へ
供給し、この端子５２を抵抗５３及び５４を夫々
直列に介してアース端子４４に接続し、また抵抗
５３及び５４の接続点をコンデンサ５５を介して
アース端子４４に接続する一方、筐体１９を介し
て抵抗２６の一端に接続し、更に第１の線路２０
の一端をコンデンサ２５、筐体１９を夫々介して
アース端子４４に接続するよう構成したものであ
る。

これにより、デイスク１はクランパ４１、セン
タスピンドル３９、回転軸３８、ブラシ（図示せ
ず）、モータ４０よりなる第１の直流結合路を介
してアース端子４４に接続される。一方、電極６
ｂは金属リボン２４、第１の線路２０、抵抗２
６、金属性筐体１９（第９図には図示を省略して
ある）、抵抗５３よりなる第２の直流結合路を介
して負の直流電源電圧入力端子５２に接続され
る。このため、電極６ｂには負の直流電圧が印加
される一方、デイスク１はアース電位に結合され
ることになり、従つてデイスク１は正極性で、か
つ、電極６ｂは負極性で直流バイアスがかけられ
たことになる。従つて、本実施例も、第１実施例
と同様に、従来に比し電極６ｂの摩耗の進行の度
合を小にでき、走査針本体６ａと同程度の摩耗の
進行度合とすることができる。

応用例 なお、本発明装置は本出願人が先に提案した第
１図に示す如き表面が平坦なデイスクのみなら
ず、針案内溝が設けられている静電容量変化検出
型デイスクを再生する走査針にも適用することが
できる。また、走査針はデイスク上に幾何学的形
状の変化として記録された情報信号を再生する場
合に限らず、例えばメタル・ナイトランド・オキ
サイド・セミコンダクタ（MNOS）構造の半導
体デイスク上を摺動して、情報信号に応じて電荷
の窒化膜中への蓄積を断続的に行なつて記録した
り、更にこのデイスクの既記録情報信号を静電容
量の変化として再生する、電極を有する走査針で
も同様に本発明装置を適用することができる。

なお、上記記録を行なう機能を有する走査針に
本発明装置を適用する場合は、記録信号に負のバ
イアスをかけるか、あるいは記録信号自身が負の
方向にだけ振れるようにして記録する場合のいず
れでもよく、本発明における「直流バイアス」は
これらのことも包含するものである。

効 果 上述の如く、本発明によれば、デイスクに対し
ては正極性で、走査針の電極に対しては負極性と
なるような直流バイアス電圧を加えるようにした
ので、デイスクと走査針の電極との間で生ずる静
電容量の変化に応動して共振周波数が変化せしめ
られる共振回路に、外部から供給される高周波信
号がデイスクと電極との間に流れても、又デイス
クと電極との摺動やデイスクと電極との間の接触
更には化学的原因などによりデイスクと電極との
間に電位差が生じても、常にデイスクの直流電位
を正極性で、かつ、電極の直流電位を負極性にす
ることができる。これによりエネルギーが主とし
て電子により電極よりデイスクへ運ばれるという
性質から電極の摩耗を、デイスク及び電極の各直
流電位を夫々零電位としていた従来装置に比し、
その進行度合を小にすることができ、これにより
元来摩耗しにくいダイヤモンド等の材質で作成さ
れ、かつ、摺動面積が大で摩耗しにくい構成とさ
れている走査針本体と同じような進行度合でバラ
ンス良く電極をデイスクとの摺動のみによつて摩
耗させることができ、このため従来よりもより長
時間走査針を使用することができる等の特長を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電容量変化検出読取型再生装置にお
けるデイスクと走査針との摺動状況の一例を示す
斜視図、第２図はデイスクと走査針との摺動情況
の一例を示す側面図、第３図は従来装置において
生ずることがあつた電極後退部分を有する走査針
とデイスクとの摺動情況を示す側面図、第４図は
本発明装置を適用されるデイスク再生装置の機構
の概略を示す平面図、第５図は第４図中の要部の
一例を示す断面図、第６図及び第９図は夫々本発
明装置の各実施例を示す回路図、第７図はデイス
クと走査針電極との間の電圧−電流特性及び従来
と本発明におけるデイスクと走査針電極との間に
流れる高周波信号を対比して示す図、第８図は走
査針本体と電極との摩耗情況を示す図である。 １……円盤状回転記録媒体（デイスク）、３，
４，５……ピツト、６……走査針、６ａ……走査
針本体、６ｂ……電極、６ｃ……摺動面、７……
電極後退部分、１３……ターンテーブル、１４…
…ピツクアツプ装置、１５……ピツクアツプ回
路、１６……キヤリツジ、１９……金属性筐体、
２０……第１の線路、２１……第２の線路、２３
……第３の線路、２４……金属リボン、２８……
包絡線検波用ダイオード、３６……フイードモー
タ、３８……回転軸、３９……センタスピンド
ル、４０……モータ、４１……クランパ、４２…
…直流電圧源、４３……正の電源電圧入力端子、
４４……アース端子、４８……発振回路、５２…
…負の電源電圧入力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円盤状回転記録媒体上の同心円状又は螺旋状
   トラツクを摺動面が摺動して既記録情報信号を容
   量変化として再生する機能と、円盤状回転記録媒
   体上に摺動面が摺動して情報信号を電荷の変化と
   して記録する機能とのうち、いずれか一方又は両
   方の機能を備えた電極を有する走査針の電極保護
   装置であつて、バイアス用直流電圧発生回路と、
   該円盤状記録媒体を該直流電圧発生回路に直流的
   に結合する第１の直流結合路と、該電極を該直流
   電圧発生回路に直流的に結合する第２の直流結合
   路とよりなり、該第１及び第２の直流結合路を介
   して該直流電圧発生回路の出力直流電圧により該
   円盤状情報記録媒体が正極性で、かつ、該電極が
   負極性となる直流バイアスをかけるよう構成した
   ことを特徴とする走査針の電極保護装置。