Brevet FR2471650A1 — publié le 19810619

On sait depuis.longtemps qu'un disque sou- ple rotatif utilisé pour y enregistrer des signes ou pour lire des signes qui y ont été enregistrés doit être stabilisés au point précis o les signes sont en- registrés ou lus. Ceci est particulièrement important lorsque le disque rotatif est un disque portant des signaux optiques, tels que des signaux vidéo. Avec de tels dispositifs, le disque doit être stabilisé au point de lecture spécifique de façon à assurer que le signe enregistré est situé à l'intérieur de la profon- deur du champ optique requise pour l'appareil optique utilisé. L'appareil du type qui fait l'objet de la présente invention utilise, typiquement, un disque sou- ple qui est entraîné en rotation à une vitesse relati- vement élevée au-dessus d'une plaque support ou dispo- sitif similaire et dans un fluide hydrodynamique tel que de l'air. L'air forme un coussin ou palier pour le disque en rotation ou il fonctionne, alternativement, comme une couche d'air laminaire à travers laquelle le disque tourne. Dans les deux cas, le disque est porté au-dessus de la plaque support par une couche d'air ou un coussin d'air et il n'y a aucun plateau ou sup- port particulier disposé au-dessus de disque en rota- tion. On connait déjà dans la technique divers dispositifs stabilisateurs. Un dispositif de ce type a été décrit dans le brevet français NI 2 209 981 publié le 5 Juillet 1974 et relatif à un "Palier à coussin d'air pour systèmes optiques" dans lequel une tête de lecture contenant une buse hors de laquelle de l'air est refoulé est maintenue à une distance fixe d'une surface rigide en étant mise en équilibre par une force mécanique qui tire la tête vers la surface. Un autre dispositif de ce type a été décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 2 905 768- qui utilise également de l'air éjecté par deux groupes d'ouvertures pour former un palier à coussin d'air entre une face plane de la tête de lecture et la surface du disque rotatif0 Un autre dispositif de ce type a été repré- senté dans le brevet des Etats-Unis d4amérique NO 3 166 997 dans lequel des buses sont disposées en des emplacements situés de part et d'autre du disque rota- tif, des paliers à coussin d'air étant formés par l'air éjecté par les buses. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0- 3 914 541 décrit un dispositif différent dans lequel le disque rotatif est positionné au-demus d'une surface de référence ou plateau rotatif, la tête de lecture étant constituée par une chambre à laquelle est appliquée une dépression qui attire la zone du disque située à proximité de la chambre. Encore un autre dispositif a été représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 071 854 qui utilise la force d'attraction d'une force de Bernouilli agissant sur la zone du disque rotatif qui fait face à une buse qui-éjecte un fluide sous pression de façon à attirer la partie du disque située immédia- tement au-dessous de la buse. Conformément à la présente invention, il est prévu un appareil pour stabiliser un disque rotatif qui comprend des premiers et seconds moyens qui sont alignés dans une disposition espacée et face à face pour Orecevoir le disque entre eux. Les premiers moyens com- portent une surface approximativement plate qui est disposée adjacente à une surface du disque et les seconds moyens comportant une surface incurvée allongée qui est disposée adjacente à l'autre surface du disque. Selon un aspect plus spécifique de la présen- te invention, il est pr&vu un appareil de lecture/ enregistrer:ent optique conçu pour être utilisé avec un discue rotatif capable de porter des signes détecta- bles optiquement représentatifs d'informations, cet appareil comprenant un br'as qui comporte des premier et second organes allonges et espacées l'un de l'autre pour recevoir le disque entre eux et qui comporte des moyens optiques montés dans lesdits organes. Le pre- mier organe comporte une surface approximativement pla- te disposée immédiatement adjacente à une surface du disque tandis que le second organe comporte une surface incurvée allongée disposée immédiatement adjacente à la face op!osée du disque. Les moyens optiques montés dans la surface incurvée sont légèrement décalés dans le sens de rotation du disque. D'autres caractéristicues de l'invention apparaîtront & la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schéma- tique d'un appareil construit conformément aux enseigne- ments de la présente invention; - les fi%zres 2 et 2A sont des représenta- tions schématiques du dispositif de la figure I respec- tivement en partie en coupe approximativement suivant la ligne 2-2 de la figure 3 et en perspective; - la figure 3 est une représentation sché- matique, à plus grande échelle, de l'appareil représenté sur la figure 2; et - les figures 4 et 5 sont des représenta- tions schématiques d'une partie de l'appareil repré- senté sur la figure 3, ces vues montrant de manière plus détaillée des caractéristiques de la présente invention. Bien que, comme indiqué ci-dessus, la pré- sente invention soit susceptible d'être utilisée pour enregistrer ou lire des signes représentatifs d'infor- mations sur un disque rotatif, pour la facilité de l'illustration et pour la clarté de la description, on se référera uniquement dans la suite de la description à la lecture optique de données enregistrées optique- ment sur un disque souple rotatif. La portée des re- vendications ne doit pas ôtre considérée comme limitée d'une quelconque manière par une telle illustration et une telle description. En d'autres termes, l'appa- reil est également utilisable pour l'enregistrement et la détection de signes sur un disque rotatif ef- fectués à l'aide d'autres moyens tels que, par exemple une tête de lecture/enregistrement magnétique0 Sur la figure 1 à laquelle on se référera maintenant de manière plus détaillée, on a représenté schématiquement un appareil construit conformément aux- enseignements de la présente invention. Comme repré- senté sur cette figure, un disque souple 10 est monté sur une broche 12 qui est accouplée à l'arbre 14 d'un moteur 16. Comme les spécialistes de la technique le comprendront immédiatement, lorsque le moteur 16 est sous tension, le disque 10 est entraîné en rotation rapide étant donné qu'il est fixé d'une manière non glissante à la broche 12. On notera que le disque 10 est positionné au-dessus de la surface supérieure d'une plaque support 18. Ainsi, lorsque le disque tour- ne au-dessus de la plaque support 18, de l'air est aspiré par une ouverture 20 formée dans la plaque sup- port, comme indiqué par les flèches 22 de façon à pas- ser au-dessous de la surface du disque 10, comme indi- qué par les flèches 24 et à former ainsi un coussin d'air entre la plaque support 18 et le disque 10. L'é- coulement de l'air, tel qu'indiqué par les flèches 22 et24, est un processus autodéclenché et auto-entretenu comme les spécialistes de la technique le savent. Des moyens -26 de lecture/enregistrement sont portés par un bras 28 qui est entrainé par des moyens de commande 30 accouplés au bras 28 comme repré- senté par la ligne 32 en traits interrompus. Lorsque les moyens de commande sont actionnés le bras 29 peut être déplacé en va-et-vient comme indiqué par la flè- che 34 et il peut ainsi déplacer et positionner la tê' te de lecture/enregistrement radialement par rapport au disque rotatif 100 Une fente 34 est formée dans la plaque support 58 à l'intérieur de laquelle la tête I0de lecture/enregistrement 26 peut être positionnée et déplacée radialement par la translation radiale des moyens de commande 30O La relation particulière qui existe entre la tate de lecture/enregistrement 269 doune part9 et 151e disque 10 et la plaque support 189.d"autre part9 a. été plus particulièrement représentée sur la figure 2 à laquelle on se réfèrerao Comme représenté sur cette figure9 ainsi que sur la figure 1 à laquelle on se réa fèrera également la tête 26 est portée par une bran= che 38 à partir de laquelle s'étend un premier doigt et un second doigt 420 Le premier doigt 40 se termi= ne par une surtface plate 4,- qui est positionnée adja= cente à la surface supérieure 46 du disque 100 On doit noter plus particulièrement que la surface plate 44, bien qu'elle soit positionnée immédiatement adjacente au disque 10X n'est pas en contact avec ce dernier. Le second doigt 42 se termine par une surface incurvée 48 qui est disposée immédiatement adjacente à la surface opposée 50 du disque 10 en rotation. Dans ce cas éga= lement, on notera que9 bien que la surface 48 soit positionnée immédiatement adjacente à la surface 50 du disque 10, elle n'est pas en contact avec elle. Comme plus particulièrement représenté sur la figure 2A9 la surface incurvée 48 est allongée et9 lorsqu'elle est placée adjacente à la surface du disque 10, elle s'étend radialement par rapport à ce dernier. La surface 44 est portée par un bottier 50 dans lequel sont montés des éléments optiques (non représentés sur la figure 2) et qui porte un patin 52 sur lequel la surface 44 est formée. Le doigt 42 porte également un bottier 54 dans lequel sont montés des éléments optiques, comme indiqué par la représentation d'une ampoule 56, Le bottier 54 porte également un pa- tiD 58 sur lequel la surface incurvée 48 est formée. Dans le bottier 54 sont également montés, comme les spécialistes le comprendront immédiatement, des lentil- les et analogues appropriées pour focaliser la lumière engendrée par l'ampoule 56 afin de la diriger de façon qu'elle frappe le disque 10 pendant qu'il tourne au- dessus de la surface 48. Les relations entre la surface plate, la surface incurvée et allongée et le disque ont été plus particulièrement représentées sur la figure 3 à laquel- le on se référera. Comme on peut le voir sur cette fi- gure, le patin 52 forme une surface plate 44 qui est, de préférence, circulaire et qui, comme représenté est incurvée vers le haut à sa périphérie extérieure 60. Comme représenté, la surface plate 44 a un diamètre suffisant pour être plus grande que la longueur de la surface incurvée allongée 48; cependant, on doit noter que ces dimensions ne sont pas critiques et que le dia- mètre peut être, en fait, inférieur à la longueur de la surface 48. Des moyens optiques, tels que les len- tilles 62 et 64, sont montées à l'intérieur du patin 52 pour focaliser d'une manière appropriée la lumière émi- se par la source 56 (figure 2) et transmise à travers le disque. La fente radiale 36 formée dans la surface supérieure 66 du plateau 18 est formée par une rainure 68 en forme de V qui traverse toute l'épaisseur de la plaque support18. Grace à l'emploi de la fente en V 68, le patin 58 peut être facilement adapté dans la plaque support ce manière à positionner correctement la sur- face 48 à l'intérieur de la fente radiale 36. Au moyen de cette opération, les surfaces 48 et 44 peuvent être suffisamment espacées l'une de l'autre pour permettre au disque 10 de se déplacer entre elles sans heurter- aucune de ces surfaces. On a trouvé que si l'espacement entre les surfaces 44 et 48 est une distance supérieure d'environ 0,13 mm à l'épaisseur du disques il est formé un espace suffisant. Par exemple, si le disque 10 a une épaisseur ce 0,10 mm, l'espacement entre les sur- faces 44 et 48 doit être d'au moins 0,25 mm. On a trouve que pour assurer la stabilisa- tion du disque la plus efficace pour une lecture cor- recte des informations enregistrées optiquement sur ce disque, les moyens optiques positionnés à l'intérieur du patin 58 doivent être alignés avec un léger décala- ge par rapport à un plan imaginaire, désigné par la ré- férence 70, qui est orthogonal au disque et radial par rapport à la surface incurvée 48, comme représenté. On a déterminé que ce décalage devait être effectué dans le sens de rotation du disque indiqué par la flèche 72. On a déterminé que l'insertion de la surfa- ce incurvée allongée 48 dans le trajet du disque rotatif provoque la déformation du disque par rapport à sa position d'origine. Cette déformation, en combinaison avec la forme de la surface 48, provoque la génération automatique d'un film d'air entre la surface 48 et la surface inférieure du disque 10. Pour produire cette gJins'rationi automatique désirée du film d'air, la surfa- ce doit être positionnée au-dessus de la surface 66 de la plaque support 18. On a trouvé que cette distance devait être comprise entre 0,15 mm et 0,50 mm et être, de préférence, d'environ 0,25 mm. Cette distance a été représentée sur la figure 5 par la dimension désignée H. Il est évident que pour assurer l'espace- ment correct, la fente 36 doit avoir les dimensions appropriées en fonction du rayon de la surface 48. On a trouvé que le rayon le plus approprié pour provoquer la génération automatique du film désiré était compris entre 2,54 et 7,62 mm et on a déterminé que le rayon préféré était d'environ 4,75 mm, Ce rayon a été dési- gné par la référence R sur la figure 5. La largeur appropriée de la fente 36 pour recevoir la surface allongée ayant le rayon ci-dessus indiqué est, de préférence, comprise entre 2,54 mm et ,84 mm. Dans le mode de réalisation préféré, la structure qui forme la surface-incurvée 48 a la forme d'un cylindre circulaire droit bien que, naturellement, d'autres configurations géométriques puissent être uti- lisées pour former la surface incurvée désirée qui a été désignée par la référence 48. On a également déter- miné qu'une petite partie seulement de la surface 48 jouait un rôle effectif et on a déterminé qu'un secteur de cylindre circulaire droit d'au moins 10 degrés est suffisant pour former la surface incurvée allongée dési- rée conformément aux principes de la présente inven- tion0 Comme également représenté sur la figure 4, en faisant déplacer le disque 10 devant la surface in- curvée 48 comme décrit ci-dessus, un coussin d'air-est engendré dans l'espace 74 qui les sépare. Ce film d'air auto-engendré maintient le disque rotatif suspendu au- dessus de la surface 48 et il l'empêche de venir en contact avec elle. On a trouvé quq, grâce à l'emploi des surfaces en vis-à-vis 44 et 48, une pression posi- tive est engendrée en amont de ces surfaces et qu'une dépression est engendrée en aval de ces surfaces avec un fort gradient de pression au sommet de la surface incurvée 48. Le point de pression nulle est situé légè- rement en aval du plan 70 (figure 3), l'aval étant considéré comme correspondant au sens de rotation in- diqué par la flèche 72o Ainsig on notera en considé- rant la figure 4. à laquelle on se référera à nouveau9 que le disque flotte ou est agité dans sa région 76o Cependant9 une fois quail a franchi le sommet de la surface 18 et est parvenu ean un point légèrement en aval de ce sommet o la pression est nulle9 le disque devient extremement stable, par exemple au point 78o Ouest à cet emplacement que les éléments optiques qui affleurent a la surface 48 doivent être dispos&so On a trouvé que9 lorsqu'on utilise un disque rotatif syant une épaisseur dlenviron 0910 mm tournant à envi= ron 1800 tr/-OEn9 cette distance est d'environ 0925 mmo On doit noter que les dimensions préférées indiquées ci=dessus et ci-après sont toutes données en se basant sur l'emploi d'un disque souple de 0910 wm duépaisseur. On a déterminé que9 pour obtenir le fonce tionnement désiré du coussin d'air auto=engendré entre la surface 48 et le disque 109 le disque 10 doit être supporté au-dessus de la surface 66 de la plaque sup= port 18 à une hauteur d'au moins 0950 mmo Dans ce mo- de de réalisation préféré qui emploie un disque ayant une épaisseur de 0910 mm tournant à 1800 tr/mn, on a trouvé que la distance optimale est comprise entre 0,50 et environ I mmo Par conséquent9 la surface en appui contre le disque de la broche des moyens dMent traînement du disque doit être disposée approximative- ment à cette distance au-dessus de la surface 66 de la plaque support 18. On a ainsi décrit ci-dessus un appareil pour stabiliser un disque rotatif qui utilise une sure 247.1650 face incurvée disposée en face d'une surface plate, le disque étant placé entre les surfaces et engendrant au cours de sa rotation, un coussin d'air ayant un gradient de pression en travers de la surface incurvée stabilisant ainsi le disque au point de pression nulle de façon à positionner ainsi le disque à l'intérieur de la profondeur de champ des moyens de lecture/enre- gistrement utilisés en combinaison avec cet appareil. REVEIDICATIONS 1) Appareil pour stabiliser un disque ro- tatif caractérisé en ce qu'il comprend: a) des premiers moyens (50, 52) pour former une surface approximativement plate (44) dispo- sée adjacente à une surface du disque; b) des seconds moyens (54, 58) pour for- mer une surface incurvée allongée (48) disposée adja- cente à l'autre surface du disque; et c) des moyens d'alignement (28) pour pla- cer les premiers et seconds moyens face à face dans une disposition espacée de façon ç recevoir le disque en- tre eux. 2) Appareil selon la revendication I ca- ractr6risé en ce que les surfaces (44, 48) formées par les premiers et seconds moyens sont espacées l'une de l'autre d'une distance supérieure d'au moins 0,13 mm environ à l'épaisseur de disque. 3) Appareil selon la revendication I ca- ractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens optiques (56, 62, 64) montés dans les premiers et se- conds moyens (50, 52, 54, 58) pour détecter et enregis- trer des signes contenant des informations sur le dis- que (10). 4) Appareil selon la revendication 3, carac- t6risé en ce que les moyens optiques montés dans les premiers et seconds moyens (50, 52, 54, 58) sont déca- lés par rapport à un plan (70) orthogonal au disque et radial par rapport à la surface incurvée, dans le sens de rotation du disque, tout en conservant leur intégri- té optique. ) Appareil selon la revendication 4. caractérisé en ce que l'importance du décalage est dé- terminée par le point o la pression différentielle entre les faces opposées du disque pendant la rotation fonctionnelle de ce dernier est nulle., 6) Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le décalage est d'environ 0,25mnm. 7) Appareil selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens (30, 28) pour déplacer simultanément les premiers et les seconds moyens radialement par rapport au disque tout en maintenant l'alignement entre eux. 8) Appareil selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la surface incurvée (48) a un rayon de courbure compris entre 2,54 et 7,62 mm. 9) Appareil selon la revendication 8, ca- ractérisé en ce que le rayon de courbure précité est d'environ 4,75 mim. ) Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les seconds moyens (54, 58) ont une longueur d'au moins 12,7 min. 11) Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les seconds moyens forment une surface (48) approximativement équivalente à un secteur de cylindre circulaire droit. 12) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le secteur précité est d'au moins . 13) Appareil de lecture/enregistrement op- tique conçu pour être utilisé avec un disque rotatif capable de porter des signes détectables optiquement représentatifs d'informations, cet appareil étant ca- ractérisé en ce qu'il comporte: a) un bras (2-8) ayant des premier et se- cond doigts alignés (409 42) espacés l'un de l'autre pour recevoir entre eux ledit disque (10); b) des moyens optiques (569 629 64) montés dans les premier et second doigts dans une disposition alignée pour détecter et enregistrer les signes opti- ques portés par le disque pendant quail passe entre les doigts 9 c) le premier doigt (T40) comportant une surface (44-) approximativement plate disposée immédia tement adjacente à une surface du disque mais sans 8tre en contact efeC elle 7 dc) le second doigt (42) comportant une sur- face incurvéSe allongée (48) disposée immédiJatement adt jacente a leautre stueface. du disque mais sans être en contact 2.'ec elle9 et On ce que o e) les moyens optiques montés dans les pre- mier et second doiGts sont décalés par rapport à un plan radial (70) orthogonal au disque dans le sens de rotation du disque0 14) Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce quuil comporte, ea outre o une plaque support (18) ayant une surface stationnaire (66) des moyens (16) d'entraînement du disque comportant une broche (14);rant une surface d'appui contre le disque disposée à l'intérieur de la plaque support - la surface d'appui contre le disque de la broche étant écartése de la surface stationnaire- d'au moins 0,50 mm environ pour placer le disque dans une disposition espacée de la surface stationnaire de la plaque support, ) Appareil selon la revendication 14$ caractérisé en ce que la plaque support comporte une fente radiale (36) dans laquelle le second doigt (42) est disposé, la surface incurvée étant positionnée à une distance comprise entre 0,15 mm et 0,50 mm envi- ron au-dessus de la surface stationnaire. 16) Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les surfaces (44, 48) portées par les premier et second doigts sont espacées l'une de l'autre d'au moins 0,23 mm. 17) Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que la surface incurvée (48) est disposée à une distance d'environ 0,25 mm au-dessus de la surface stationnaire (66). 18) Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface plate (44) a une con- figuration circulaire et a un diamètre supérieur à la longueur de la surface incurvée allongé (48). 19) Appareil selon la revendication 13 caractérisé en ce que la surface incurvée allongée (48) a au moins une longueur de 12,7 mm environ ) Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que la surface incurvée allongée a une longueur de 2,54 mm environ.