发明目的和概要
因此，本发明的一个总的目的在于提供一种用于修复/修补诸如压缩光盘
等之类的光存储介质的装置和方法。
本发明的另一个目的在于提供一种用于去除光存储介质表面上的刮痕或
相关瑕疵、以延长介质使用寿命的系统和方法。
本发明的还有一个目的在于提供一种能够去除光存储介质表面上的刮痕
和/或瑕疵，使介质在回放过程中没有任何数据、声音和/或影像损失的系统
和方法。
为了实现上述目的，按照这里所描述并具体化的本发明，本发明涉及一
种用于恢复光阅读存储介质的可用性的修复装置以及一种相应的方法。在一
优选实施例中，这种修复包括去除诸如压缩光盘等之类的光存储介质表面上
的刮痕、缺陷和相关瑕疵。具体说，所示实施例的修复装置构制成可去除可
能存在于大部分光阅读存储介质的保护层之上或之内的瑕疵。而且，可去除
瑕疵而保持金属基底内所含数字数据的完整性。
概略地说，按照本发明技术制成的修复装置包括一将光阅读存储介质保
持成与在修复过程中所使用的一流体(或若干流体)至少部分地流体相通的保
持装置。该保持装置例如由一保持盘构成，它具有一接纳存储介质的内部。
保持盘连接于一流体密封通道内的主支承壳体表面，使保持盘和存储介质可
在一支承表面上自由旋转。
修复装置的一优选实施例还包括用于去除保持装置内所容纳的存储介质
的表面上的刮痕、缺陷和相关瑕疵的装置。在所示的实施例中，刮痕/缺陷去
除装置实施为一抛光头，它能够设置成与存储介质的至少一部分表面相接触。
另外，抛光头抵靠于介质表面而操作一抛光介质，从而去除足够量的保护层
并进而去除刮痕、缺陷和/或其它表面瑕疵。在一目前所优选的实施例中，抛
光头是一例如能由一电动机转动的圆形件。该抛光头具有一转动表面，上面
可固定用于打磨和/或抛光存储介质表面的不同类型的抛光介质。
在一优选实施例中，抛光头、一相应转轴和电动机均设置在一形成为一
支臂组件的壳体内。该支臂组件可移动地连接于主支承壳体表面而使抛光头
可选择性地设置成在存储介质固定于保持盘内时与其表面相接触。在一优选
实施例中，抛光头设置在支臂组件内而能够以非同中心的方式置靠于存储介
质表面。这样，当抛光头抵靠存储介质表面而转动时，它们的合力使存储介
质和保持盘沿相反于抛光头转动的方向自由转动。这可以更有效地去除保护
层并加速修复过程。
而且，在一优选实施例中，对修复装置的控制通过一电子控制面板以及
相应的电子元件来实现，它们设置在主支承壳体的表面上。控制面板可执行
诸如升降支臂组件、控制电动机和抛光头转速、控制修复过程的任何具体阶
段的时间、以电子方式给修复装置的操作人员提供指示等之类的功能。
除了可用于修复存储介质的修复装置，本发明还涉及一种修复光存储介
质的新型方法。该方法可以与上述装置一起使用，也可以与其它类型的设备
和/或装置一起使用。第一个步骤是将具有足够研磨性的介质作用于光存储介
质表面，以去除覆盖和保护底部记录介质的至少一部分保护层。去除该保护
层，直到除去保护层内的所有刮痕、缺陷或相关瑕疵。较佳的是，该方法的
这一刮痕去除部分是在有润滑剂(诸如去离子水)的情况下进行的，以使存储
介质的表面在去除保护层的同时不致受过度擦伤。
一旦从存储介质的表面去除了足量的保护层，便执行第二个步骤。该步
骤是将一抛光材料作用于存储介质表面，以在介质表面增加一新的保护层。
在该步骤中，最好用一配有一合适抛光件的抛光头均匀地抛光和修复存储介
质表面。在该步骤结束时，去除掉了本来存在于光盘或相关存储介质的表面
内的任何瑕疵。而且，也保留了足够的保护层，以保护光盘以后免受刮痕和
瑕疵影响。然后，光盘便可以所希望的方式使用了。
本发明的上述和其它的目的、特点和优点可通过下面的描述和所附权利
要求书而变得更为清楚，也可通过如下文所述那样进行实施而得以充分认识。
优选实施例的详细描述
下面参见附图，图中示出本发明的装置和方法的一个目前所优选的实施
例。图1表示按照本发明的技术构制成的修复装置的一个实例的分解立体图，
该修复装置总的由标号10表示。修复装置10可用来去除诸如存储声音和/或
计算机数据用的压缩光盘(CD)之类的光存储介质上的刮痕和类似瑕疵或缺
陷。可以理解，装置10可用于任何类型的类似光存储介质，诸如数字视频光
盘(DVD)等。较佳的是，该装置包括一用于保持待修复光存储介质(诸如CD)的
保持装置，使该介质保持成与在修复过程中所使用的任何流体至少部分地流
体相通。另外，该装置最好包括用于去除存储介质表面的刮痕、缺陷和相关
瑕疵并且对表面抛光、以恢复和/或改善介质的可用性的装置。该装置最好还
包括一用于为保持装置提供结构支承的支承装置以及刮痕去除和抛光装置。
可选择的是，该支承装置形成一用于储存修复过程所使用的流体和/或其它材
料的内部壳体。另外，该装置可包括一用于电子控制刮痕去除和抛光装置的
操作以及/或者修复装置的其它功能方面的电子控制装置。在所示实施例中，
修复装置10包括一矩形支架12，上面安装一底板14。底板14上可操作地安
装有一总的由标号16表示的光盘抛光组件以及一总的由标号18表示的光盘
保持组件。可选择的是，底板14还可连接有一电子控制面板20。以上部件将
在下面进行更详细的描述。
图1通过实例方式非限制性地示出了支承装置如何可以一支架12的形式
来实施。如图所示，支架12构制成可为修复装置的各个构件提供支承。在所
示的实施例中，支架12基本呈矩形，并具有一水平底板14，上面设置有装置
的各个构件。另外，支架12形成一中空的内部，它可用来储存修复装置10
的操作所需要的材料和附加装置。例如，在优选的实施例中，光盘修复所使
用的流体储存于两个容器156和158中，它们容纳于壳体内。容器中所含的
材料(将在下面进行更详细的描述)通过流体泵160吸出。可以使用任何类型
的流体泵来提供这一功能。可选择的是，支架12的底部可装有轮子或滚子(未
图示)，以便移动。可以理解，可以使用其它的支承和壳体结构，它们根据需
要可以具有不同的尺寸和大小，以适应用户、光存储介质和修复装置10的其
它构件。
图1还示出了以电子控制面板和电路20的形式来实施电子控制装置的结
构的一个实例。电子面板20提供了一种用以控制和改变修复装置10的操作
特性的机构。电子面板20由公知的电路构成，诸如可编程集成电路等。面板
装有液晶显示器(LCD)，以便显示修复装置10的操作情况。该集成电路可修
改操作要求，诸如时间、转速、流体流量等(但并不局限于这些)，所有这些
将在下面针对修复装置10的操作而进行描述。电子面板20可以有能够实现
相同功能的其它不同形式，诸如模拟电路等。
图1还示出了可用来实施保持装置所提供之功能的结构的一个实例。该
结构包括一流体密封凹陷22和光盘保持组件18。如图所示，底板14有一凹
陷22和围绕凹陷22的一相应的密封件24。密封件24基本呈矩形。密封件24
的底侧平坦部分连接于底板14而在密封件24、凹陷22与底板14之间形成一
流体密封。如下面将进一步讨论的，这可以防止在修复操作过程中有任何流
体泄漏。密封件24可以由能够在与抛光组件16配合时形成密封的各种不同
的材料形成。在一优选实施例中，密封件24由橡胶或橡胶类材料构成。
光盘保持组件18的形状和尺寸制成为可容纳于凹陷22内。而且，保持
组件18实施成可保持一存储介质(即CD)，并允许该光盘自由旋转。如图2中
更详细表示的，光盘保持组件18包括一轴承组件30和一保持盘32。轴承组
件30可移动和可操作地容纳于凹陷22内。轴承组件30允许保持盘32以及
容纳于其中的光盘在修复装置的操作过程中自由转动。在所示的实施例中，
轴承组件32包括一低阻力系数的精密滚柱轴承31。滚柱轴承31具有用于操
作上接纳形成在保持盘32上的一相应下部的孔34。滚柱轴承31插设于凹陷
22中而使其中心旋转轴线基本垂直于底板14所形成的水平面。也可以使用其
它的轴承结构，包括滚珠轴承、密封或非密封轴承、或者任何可确保保持盘32
自由旋转的类似结构。另外，滚柱轴承31可以由各种类型的材料形成，包括
铝、不锈钢、金属、它们的合金、复合物和聚合物，但并不局限于这些。
继续参见图2，图中表示，在一优选实施例中，保持盘32具有一上板38
和一下部40。上板38构制成具有多个支承凸缘44和一位于中心的定位柱46。
支承凸缘44围绕上板38的周边而设置，从而在修复过程中保持住介质的边
缘。可以使用其它的支承结构来代替所示的凸缘44。或者，上板38不包括凸
缘44，而是涂覆一层非磨蚀性的防滑涂层，用以牢固地将CD保持于适当位置。
定位柱46的结构和尺寸制成为可接纳和保持CD盘的中心。在一个实施
例中，定位柱46基本呈圆柱形，其顶部延伸出一圆锥形或锥体状的突起。该
突起有助于将CD引导和定位于上板38上。在另一种结构中，定位柱46可以
由一蝶形螺母和螺栓型组件代替，以更牢固地保持CD光盘。当然，如果需要
修复不同的介质，则可使用不同的保持组件/结构。
保持盘32的下部40基本呈圆柱形，并连接于上板38的底面而基本与上
板38同中心。下部40的尺寸制成为可滑动配合于轴承组件30内而允许光盘
保持盘32自由转动。具体说，下部40嵌合于轴承31的开口34内。下部40
根据轴承组件30的相应形状、尺寸和结构可具有不同的结构。
通常，保持盘32可以由强度和刚性足以承受作用于它的旋转力的不同类
型的材料构成。此类材料包括铝、金属、聚合物和复合物，但并不局限于这
些。
再次参见图1，图中示出了可用于实施去除存储介质表面的刮痕、缺陷和
相关瑕疵并对该表面进行抛光和精磨以恢复介质可用性的装置的一种目前所
优选的结构。提供该功能的一种结构是抛光组件，它总的由标号16表示。抛
光组件16包括一抛光头50，该抛光头在操作中可通过一支臂组件52而置靠
于存储介质的表面，然后用于去除介质保护表面的受损部分和/或对该表面进
行抛光。
图3是表示抛光组件16的一目前所优选的实施例的细节的分解图。如图
所示，抛光头50包括一罩盖54、一扭矩变换器56和一抛光盘58。罩盖54
基本呈圆柱形，它形成有一通孔60，该通孔与罩盖54的纵轴线基本同轴线。
罩盖54还具有多个围绕罩盖54的周边53而径向设置的孔62。这些孔62用
于通过抛光盘58上所形成的相应孔90以及任何诸如图3中所示的螺钉92之
类的合适固定装置使罩盖54与抛光盘58相互连接。孔60内形成有凹口64，
其中一个可在图3中看见，它们接纳扭矩变换器56上所形成的相应形状的臂
84。
在装配好时，扭矩变换器56插设于罩盖54内所形成的相应形状的孔60
中。罩盖54和扭矩变换器56随后连接于臂组件52。例如，在所示的实施例
中，部分地通过扭矩变换器56的中心形成第一孔68。第一孔68提供了一用
螺纹销74连接于图1所示臂组件52的装置，该螺纹销可插设通过螺纹孔72
而在转轴106容纳于第一孔68内时与该转轴相接合。也可以使用其它的方式
将扭矩变换器56连接于支臂组件52。
通过扭矩变换器56的底端76形成第二孔(未图示)，用以接纳一弹簧80
或对抛光盘58保持偏压力的任何类似装置。另外，变换器56的相对侧连接
有一对锁销84，它们设置成在扭矩变换器56插设于罩盖54内时容纳于相应
的内部凹陷64中。
抛光盘58构制成与罩盖54相连而使扭矩变换器56牢固地保持于罩盖54
的纵向孔60内。在图3所示的实施例中，抛光盘58基本呈圆柱形，并穿设
有若干螺纹连接孔90。连接孔90与罩盖54上的多个螺纹孔62对齐，使抛光
盘58可以通过螺钉92与罩盖54相连。抛光盘58的顶面内形成一凹陷94，
其尺寸和形状制成为可配合地容纳弹簧80并在旋转过程中防止弹簧80有任
何侧移。
抛光盘58具有一基本平坦的底面96，该底面允许诸如抛光垫、砂垫等之
类的不同抛光和精磨材料可拆卸地连接于它。在一种结构中，底面96粘附有
一高密度泡沫垫，该泡沫垫用作抛光和精磨材料与抛光盘58的表面之间的一
缓冲件。各种抛光或精磨材料粘附于该高密度泡沫垫并牢固地保持于它。可
以用其它不同的结构将抛光和精磨材料牢固地连接于抛光盘58。例如，可以
使用VELCRO产品或其它合适的连接装置。
根据所进行的修复过程的种类和阶段，抛光盘58的底面96可以连接各
种类型的抛光/精磨修复材料。例如，通常所使用的材料可以是三到九微米的
研磨垫，非研磨垫(其中纤维可以吸收研磨溶液)，2000粒度(grit)、100％棉
布或更大的砂纸或研磨垫，或者其它类似材料。较佳的是，在一部分修复过
程中使用2000粒度或更大的研磨垫，而在另一阶段中可使用非研磨垫，该非
研磨垫具有能吸收抛光溶液的纤维。可提供类似的所需结果的其它类似材料
也是合适的，并为本技术领域的技术人员所熟悉。
通常，抛光头50制成可承受在修复过程中作用于它的旋转力。抛光头50
可以由各种类型的材料形成，例如包括铝、金属、聚合物和复合物，但并不
局限于这些。较佳的是，抛光头50基本由铝形成。
在所示的实施例中，抛光组件16还包括一支臂组件52，该支臂组件表示
于图1中，并在图4和5中更详细地表示。支臂组件52最好包括用于可操作
地操纵抛光组件而使抛光盘58抵靠于存储介质的表面而工作。在所示的实施
例中，该操纵装置包括一电动机100。然而，可以理解，还可使用其它的结构，
包括手动曲柄等。在一优选实施例中，支臂组件52还包括一主体120和一铰
链104。在一示例性的实施例中，电动机100是一能够在修复过程中转动或以
其它方式可操作地操纵抛光组件50的电动机。在一优选实施例中，该电动机
是电动的，可产生1/10-1/25马力，并能够以约1000转/分(rpm)到约2500
转/分的转速转动抛光头50。电动机100基本呈圆柱形，它在第一端108具有
一转轴106，该转轴构制成可与前述的扭矩变换器56的孔68相连。另外，在
第一端108处设置有一电动机凸缘110，用以与下保持板144相连而将电动机
100固定于主体120内，如下面所描述的。电动机凸缘110形成有凸缘孔112，
用以容纳诸如螺栓等之类的连接件114。电动机凸缘110可以具有本技术领域
的技术人员所熟悉的其它各种形式。另外，凸缘孔112和连接件114可以象
前面针对连接件92所描述的那样变化。可以理解，其它不同类型的电动机或
驱动装置也可用于操纵抛光组件50。而且，对抛光组件的操纵可以用除转动
以外的其它方式来实现。例如，可将抛光盘以横向运动、而不是以转动作用
于存储介质的表面。
主体120具有两个臂116和118，它们各形成有一个孔122，这两个孔对
齐，并且一臂连接件124可自由穿过它们而形成铰链104。可以使用任何相似
类型的铰接关系。如图5的剖视图中清楚示出的，臂组件52的主体120在其
内部形成有一空腔130。空腔130的形状和尺寸制成为可包容抛光头组件50。
主体120还具有一电动机内部壳体132，该壳体通过主体120的顶部而形成，
其尺寸和形状制成为可包容和固定电动机100。在所示的实施例中，电动机组
件100用一顶部电动机保持板140固定，该保持板设置在一保持凹陷136内，
如图4中所示。类似地，用一下部电动机保持板142和一下部电动机保持板144
将电动机100的底部固定于内部壳体132内。如图4中所示，在下部电动机
保持板144内形成一通道143，该通道允许转轴106穿过而连接于抛光头组件
50。电动机凹陷136和142可用于将电动机100保持于电动机壳体132内，
使电动机可以根据需要很容易地装拆。
然而，可以理解，电动机凹陷136和142以及相应的保持板140和144
根据需要可以有其它不同的尺寸来实现牢固或可拆地保持电动机100的功能，
只要它们可相互配合即可。例如，板140和144以及凹陷136和142的尺寸
和形状可以根据电动机100的具体物理结构而变化。
再参见图4和5，在一可选择的实施例中，主体120在其内形成有一凹口
148。凹口148可用来容纳一驱动撑杆152，该驱动撑杆连接于一线性驱动器
150并由其操纵，如图1中所示。撑杆152的移动造成主体120相应的移动。
当处于关闭位置时，主体120置靠于底板14和密封件24，从而围绕设置在保
持盘32内的存储介质形成一密封的空腔。通过电子控制面板20可以对线性
驱动器150和撑杆152实现电子控制。可以理解，主体120、线性驱动器150
和驱动撑杆152的其它结构也可实现所希望的功能，即主体120的打开和关
闭。或者，可以由使用者手动来实现主体120的动作。
支臂组件52，更具体地说是主体120和铰链104，制成为可承受修复过
程中由电动机100作用于它的力。因而，主体102和铰链104可以由各种不
同类型的材料制成，例如包括铝、金属、聚合物和复合物，但并不局限于这
些。较佳的是，主体102、铰链104以及支臂组件52的相关构件基本由铝构
成。
如图1和4中所示，铰链104基本呈矩形，并具有一弧形的上表面，以
在主体120转动过程中适应其铰接面(图1中的103)。可以理解，也可以使用
其它不同结构的铰链104，或者使用允许支臂组件52打开和关闭而使抛光头
50与存储介质表面接触的任何相似类型的结构。
接下来参见图6，它以流程图的形式示出了一种目前所优选的光存储介质
(诸如压缩光盘)修复方法。在所示的实施例中，虽然该方法是用上述修复装
置10来进行的，但也可以使用其它设备来实施该方法。
步骤200对应于设置修复装置的初始步骤。例如，使用者可以先检查支
架12内的容器156和158中所含流体的高度，以确保有充足的量来修复光盘。
如上面参照图1所提到的，支架12含有两个储存容器，它们含有在修复过程
中所使用的材料。在一优选实施例中，第一容器156装有二氧化铝溶液(AlO2)，
该溶液具有直径约为1.5微米到4.5微米的颗粒，而第二容器含去离子水。
在一优选实施例中，第一容器156内所含溶液可以采用俄克拉何马州Norman
的Coburn Optical公司所生产的二氧化铝溶液。可以理解，也可以使用其它
类似的抛光溶液。
虽然在图中没有示出，容器156和158可含有搅拌桨叶，它们可用来在
修复过程中维持溶液的温度。较佳的是，溶液通过图1中所示的传统流体泵160
从各自容器的底部抽出。除了检查流体高度，与方框200对应的其它初始步
骤可包括用肉眼核实密封件22中是否没有泄漏。而且，在步骤200处，使用
者可将受损的CD21或类似光存储介质以前面所描述的方式设置并固定于光
盘保持组件18内。
一旦适当设定好设备并且使受损光盘21定位，修复程序便如询问框202
所示而继续。在该步骤，输入一程序回路，其中使用者确定需要对受损CD21
进行何种操作。在这方面，通常将对受损光盘进行两个操作。第一个是缺陷
或刮痕去除过程，它是从功能框204开始的一系列步骤。第二个是精磨或抛
光过程，它是从功能框212开始的一系列步骤。通常，先对光盘进行该过程
的缺陷或刮痕去除部分，然后再进行过程的精磨或抛光部分。不过，根据光
盘表面的状况，可以有只进行抛光/精磨部分过程的情况。
这样，如果在步骤202处确定必须首先去除光盘的一部分保护面，则使
用者将执行步骤204。在该步骤，对CD表面进行润滑，以防止CD21的表面
被抛光头50毁坏或刮伤。在所示的实施例中，施加于光盘表面的润滑剂是来
自容器158的去离子水。例如，将预定量的润滑剂从容器158泵送入保持盘32
而覆盖光盘的表面。可以使用其它不同的表面润滑剂，只要它们能防止CD21
被抛光头50毁坏或刮伤即可。
一旦适当润滑了光盘表面，便执行步骤206。在该步骤中，抛光头50装
有一缺陷去除研磨垫(未图示)，然后置靠于CD21的表面上。这例如是通过
将支臂组件52利用铰链104移入关闭位置来实现。这可以由使用者手动完成，
或通过线性驱动器150的自动运动完成，如前面所描述的。因此，便将抛光
头50置靠于CD上。
一旦将抛光头50置靠于光盘表面，便执行步骤208，它包括转动抛光头
50。在一个实施例中，这是用位于支臂组件52的主体部分120内部的电动机
100来实现的。如前面所讨论的，可以使用能在约1/10到1/25马力下工作并
能在约1000转/分到2500转/分转速下转动抛光头50的任何电动机。随着抛
光头50的转动，有动力作用于CD与连接于抛光头50底部的研磨材料之间，
使CD沿相反于抛光头50的转动方向转动。这种工作方式表示于图7中。随
着抛光头50和CD的转动，CD的一小部分保护层被去除。虽然可以在不同的
转速下工作，但在一优选实施例中，该步骤中的抛光头50约在1000转/分的
转速下转动。而且，在抛光头50转动的同时，最好持续地将去离子水(或等
效的润滑剂)流注射于CD的表面上，以防止有额外的毁坏或刮伤。转动的抛
光头50作用于光盘表面，直到去除掉足够的塑料保护面而消除任何刮痕或相
关表面瑕疵。一旦去除掉适量的保护层，便执行步骤208，从抛光头50移去
研磨抛光介质，并将润滑剂从CD表面去掉。然后，过程如功能框210所示继
续。
在过程步骤210处，如果开始于功能框212处的抛光和精磨步骤还未完
成，则过程于步骤212处继续。
在步骤212处，对CD表面润滑/涂覆一抛光溶液。在一优选实施例中，
该抛光溶液由一种在抛光垫(未图示)转动或以其它方式抵靠CD表面而操作时
可对CD表面抛光的液体形成。例如，该溶液可以由一种光学等级的聚碳酸酯
抛光剂构成，诸如具有约1.7微米颗粒的二氧化铝溶液。也可以使用这种类
型的其它溶液，只要颗粒直径约为1.5微米到4.5微米即可。
如前面的一样，在所示的实施例中，该润滑剂是容器158内的溶液，它
通过一泵160施加于光盘21的表面。
一旦光盘表面被基本涂覆了抛光溶液，便执行步骤214。在该步骤中，将
一软性的非研磨抛光垫(未图示)固定于抛光头50的表面。接下来，将抛光头
50的表面与所连接的抛光垫一起置靠于CD的表面。这一步骤的执行方式基本
与以上针对步骤206所描述的相同。一旦抛光头50置靠于CD，便使抛光头50
转动(或以其它方式操作)，如前面针对步骤206所限定的。同样，虽然可以
在不同的转速下工作，但在一优选实施例中，该步骤中的抛光头约在2000转
/分的转速下转动。将抛光溶液加到CD的表面，直到有足够的量施加于CD而
形成所需厚度的一新的保护层。一旦完成了抛光/精磨步骤，过程便在步骤216
处继续。
在一优选实施例中，步骤216包括将CD在一去离子水浴中清洗。该去离
子水可除去在完成缺陷去除和抛光步骤之后可能留在CD表面上的任何残留颗
粒。在另一实施例中，用去离子水去除残留颗粒，并用一100％的棉布和一可
选择的抛光材料执行第二抛光步骤。例如，该第二抛光步骤中所使用的抛光
剂可以是Enviro-Guard Wash’N DryTM产品。也可以使用其它相似类型的抛光
剂。
本发明可以以其它的特定形式来实施，而不脱离其精神或本质特征。所
描述的实施例在各方面都应认为仅仅是示例性的而不是限制性的。因此，本
发明的范围由所附权利要求书而不是以上描述来限定。落在权利要求书含义
和等同范围内的任何变化应包括在其范围之内。