JP4087639B2

JP4087639B2 - Optical disc drive stabilization device and optical disc device

Info

Publication number: JP4087639B2
Application number: JP2002134229A
Authority: JP
Inventors: 圭亮内田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003331561A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有するシート状の光学的情報記録媒体である光ディスクを回転駆動させる際に、その回転軸方向の振れを、ベルヌーイの法則による空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる光ディスク駆動安定化装置、およびその光ディスク駆動安定化装置を搭載して光ディスクの記録面に対して光学的に書込および／または読取を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビ放送のデジタル化が始まるなど、大容量のデジタルデータを記録することが光ディスクに求められている。光ディスクの高密度化に対応するための手法のうち、基本的な方法は記録／再生のための光スポット径を小さくすることである。このため、記録／再生のために用いられる光の波長を短く、かつ対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが有効である。光の波長についてはＣＤ（compact disk）では近赤外光の７８０ｎｍ、ＤＶＤ（digital versatile disk）では赤色光の６５０ｎｍ近傍の波長が用いられている。最近、青紫光の半導体レーザが開発され、今後は４００ｎｍ近傍のレーザ光が使用されると予想される。
【０００３】
また、対物レンズについては、ＣＤ用はＮＡ０.５未満であったが、ＤＶＤ用はＮＡ０.６程度である。今後、さらに開口数（ＮＡ）を大きくしてＮＡ０.７以上とすることが求められる。
【０００４】
しかし、対物レンズのＮＡを大きくすること、および光の波長を短くすることは、光を絞るときに収差の影響が大きくなることでもある。したがって、光ディスクのチルトに対するマージンが減ることになる。また、ＮＡを大きくすることによって焦点深度が小さくなるため、フォーカスサーボ精度を上げなくてはならない。
【０００５】
さらに、高ＮＡの対物レンズを使用することによって、対物レンズと光ディスクの記録面との距離が小さくなってしまうため、光ディスクの面ぶれを小さくしておかないと、始動時のフォーカスサーボを引き込む直前、対物レンズと光ディスクとが衝突することがあり、ピックアップの故障の原因となる。
【０００６】
短波長，高ＮＡの大容量光ディスクとして、例えばＯＰＬＵＳＥ（ｖｏｌ．２０Ｎｏ.２）の１８３ページに示されているように、ＣＤと同程度に厚く剛性の大きい基板に記録膜を成膜し、記録／再生用の光を基板を通さずに、薄いカバー層内を通して記録膜に対して記録／再生する構成のシステムが提案されている。
【０００７】
また、例えば特開平７−１０５６５７号公報,特開平１０−３０８０５９号公報に記載されているように、平面をもつ安定化板上で可撓性を有する光ディスクを回転させて、ベルヌーイの法則による空気力を利用して光ディスクにおける面ぶれを安定化させようとする方法が知られている。
【０００８】
また、本件出願人は、特願２００１−２２８９４３号などにおいて、可撓性を有するシート状の光ディスクの回転駆動時、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れをベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によって安定化させる安定化手段を備えることを提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術において、光ディスクの基板を剛体で形成すると、回転する光ディスクにおける面ぶれ,チルトを小さくするためには、きわめて正確な成形をし、かつ熱変形が生じないように低温で記録膜を成膜しなければならない。このことは、光ディスク製造に係るタクトタイムを長くすることになり、コストを上げる原因となる。
【００１０】
また、変形する複雑な形状の可撓性を有する光ディスクと安定化手段間における空気流の圧力分布は、単純なベルヌーイの法則の適用では求めることができず、正確な流体計算をして光ディスクを安定化させるために適切な安定化手段の形状を求めなければならないという問題もある。
【００１１】
本発明の目的は、従来の課題を解決し、可撓性を有する光ディスクと安定化手段間における気流によって光ディスク面に加えられる静圧場を考慮し、ディスク安定化に際して適切な形状を有する安定化手段を備えた光ディスク駆動安定化装置、および光ディスク装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる回転駆動手段と、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れを、空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる安定化手段とを備え、この安定化手段として光ディスク方向に突出する突出部材を用いた光ディスク駆動安定化装置であって、前記突出部材における光ディスク方向に突出する方向の内部を中空状、あるいは前記突出部材における光ディスク方向に突出する方向の先端形状を凹状に形成し、前記突出部材の中空状あるいは凹状部分における開口面積を可変にする開口面積可変手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、可撓性を有するシート状の光ディスクの安定化に際して適切な形状を有する安定化手段としての突出部材の形状となり、ディスク回転駆動時における面ぶれを効果的に抑制することができ、さらに、開口面積可変手段により光ディスクの回転速度などの動作状況変化に対応して、動的に、より適切な安定化状態を創り出すことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光ディスク駆動安定化装置において、突出部材を複数個設置したことを特徴とし、この構成によって、面ぶれの少ない安定化する領域が複数箇所になるため、安定化がより向上し、設計の自由度が増加することになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光ディスク駆動安定化装置において、突出部材の傾きを光ディスクの対向面における法線に一致させるように可変にする傾き可変手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、常に光ディスクと突出部材との対向面が略平行になるため、光ディスクの回転速度などの動作状況変化にも対応して、さらに動的に適切な安定化状態を創り出すことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の光ディスク駆動安定化装置において、突出部材を光ディスクにおける両面にそれぞれ設置したことを特徴とし、この構成によって、突出部材の作用がより安定することになるため、設計の自由度が大きくなる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる回転駆動手段と、光ディスクの記録面に対して光学的に書込および／または読取を行う光ピックアップと、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れを、空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる安定化手段とを備え、この安定化手段として光ディスク方向に突出する突出部材を具備した光ディスク駆動安定化手段を備えた光ディスク装置であって、前記光ディスク駆動安定化装置として請求項１〜４いずれか１項記載の光ディスク駆動安定化装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、ディスク安定化に際して適切な形状を有する安定化手段としての突出部材が搭載されるため、ディスク回転駆動時における面ぶれを効果的に抑制することができ、光ディスクの記録面に対する書込および／または読取が安定して行われることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態における基本構成を説明するための光ディスク駆動安定化装置の参考例１を示す斜視図であり、１は可撓性を有する光ディスクシート、２は安定化手段としての突出部材である。
【００２０】
光ディスクシート１の基本構成は、図２に示す断面図に示すような構成であって、光ディスクシート１における記録層１ａの反対側となる基板１ｂが、突出部材２に対向するように、回転駆動手段である図示しないスピンドルシャフトのチャッキング部にセットされ、回転駆動される。
【００２１】
光ディスクシート１の具体例を説明する。本例では、基板１ｂにおいて可撓性を持たせるために０.１ｍｍ程度の薄いシートを用いた。例えばポリエチレンテレフタレート製の厚さ８０μｍのシートに熱転写で、スタンパのピッチが０.６μｍ、幅０.３μｍのグルーブを転写し、その後、スパッタリングでシート／Ａｇ反射層を１２０ｎｍ／（ＺｒＯ₂-Ｙ₂Ｏ₃）-ＳｉＯ₂，７ｎｍ／ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ，１０ｎｍ／ＺｎＳ-ＳｉＯ₂，２５ｎｍ／Ｓｉ₃Ｎ₄の順番に成膜した。このシートにＵＶ樹脂をスピンコートし、紫外線照射で硬化させて厚さ５μｍの透明保護膜を形成し、さらに、このディスクを大口径のレーザ光で記録層１ａを溶融結晶化することにより、反射率を上げたものを使用した。
【００２２】
図１には、光ディスクシートの回転によって、突出部材２と回転する光ディスクシート１の間に生じる気流の静圧の効果を計算した際に使用したモデルを示しており、ここで、静圧とは光ディスクが流体によってその表面の法線方向に受ける圧力を言う。ベルヌーイの法則に基づくディスク面ぶれの安定化の原理は、この静圧とディスク変形によって生じた回復力と回転による遠心力とが釣り合うことによって安定化するものと考えられる。
【００２３】
光ディスクシート１は半径６０ｍｍでｚ軸を中心として１０００ｒｐｍの速度で回転しており、実験によって求められた形状に変形させている。参考例では突出部材２は、直径２０ｍｍの円柱状の形状をしており、下端面が球形になっている。突出部材２である円柱の高さ方向の軸はｚ軸と一致している。光ディスクシート１と突出部材２との最近接距離は５０×１０^-6ｍである。なお、光ディスクシート１の変形形状はレーザー干渉計によって、ディスク表面全体をスキャンし、各点におけるｚ座標を画像処理して求めた。流体計算はナビエストークス式を時間定常，非圧縮，３次元条件下で解くことによって行った。
【００２４】
図３は参考例１のモデルをｚ軸における正の方向（図における上方）から見たｘｙ平面の第１象限を示している図である。突出部材２の中心は回転中心からｘ，ｙ方向にそれぞれ３０ｍｍの距離に位置している。以後、流体計算の結果は、この方向から見た結果によって示す。
【００２５】
図４は本発明に係る光ディスク駆動安定化装置の実施形態を説明するための参考例２の斜視図であり、図１に示す参考例１と異なる構成は、突出部材４として中空状の円柱体を使用した点である。また本参考例において、撓んで変形した光ディスクシート１の表面と突出部材４の端面との最近接距離は５０×１０^-6ｍに保つようにしている。
【００２６】
図５は図４に示す中空状の円柱体からなる突出部材４にて光ディスクシート１をガイドした参考例２の場合における光ディスクシートが受ける静圧場を示す。突出部材４の中空部４ａにおける半径を９．５ｍｍ，６．０ｍｍ，２．０ｍｍ，０［ｍｍ］（中空にしていない場合）とした４条件について解析を行った結果である。
【００２７】
図５において、ディスク表面が受ける静圧の大きさを点密度にて示しており、中空部４ａの領域が小さいほど静圧の変化が大きいことが分かる。各条件における突出部材４の下端面における光ディスクシート１が受ける力を、圧力を積分することにより求めた。
【００２８】
また、中空部４ａの領域における最大最小静圧の差などの実測値を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
このように全体として反発力たる静圧から受ける力は殆ど変わらないが、静圧差は大きく違うことが分かった。すなわち、このような静圧差は、安定条件からは不利に働く。この観点からは突出部材４はできるだけ大きい径の中空状円柱体にした方が好ましい。
【００３１】
上述の計算結果からはできるだけ中空にした方がディスク面安定化の観点からは有利であったが、突出部材４の構造強度上、図４に示す例では、中空半径ｒ＝６．０ｍｍに相当する円柱形状にしてあり、光ディスクシート１をスピンドルモータによって１０００ｒｐｍで回転することで、突出部材４の下端面の領域に安定化領域が形成された。この領域において、従来の記録／再生装置に具備されているフォーカス・サーボ機能を設けることなく、リード／ライト動作を行うことが可能になった。
【００３２】
図６に示すように、前記と同様な構成をなす複数（図では２個を例示している）の突出部材４，４を光ディスクシート１の回転軸ＬＯに対して互いに直角方向に配置することが考えられる。この場合、各突出部材４，４の中心ｏはそれぞれ、光ディスクシート１の回転中心Ｏと等距離に配置されており、各突出部材４，４の長軸Ｌｏが互いに平行となっている。このような設置構成にすることで、面ぶれの少ない安定化領域が、突出部材４，４の下端面側のみならず、突出部材４，４同士の中間点付近にも生じることになり、このため設計の自由度が増加する。
【００３３】
上述したように、突出部材４における中空部４ａの領域の面積は大きいほど、下面の光ディスク面は安定化されるが、突出部材４の構造強度的な問題が生じる。そこで、光ディスクシート１の回転数が大きく安定化状態を保つのが難しい条件にも動的に対応できるように、突出部材４の下面における中空となる面積を可変にすることが望ましい。
【００３４】
そこで、図７に示す本発明に係る光ディスク駆動安定化装置の実施形態のように、突出部材５の中空部５ａに、互いに周方向に摺動する複数の金属製の羽根６ａからなる開口面積可変手段である絞り機構６を設置し、各羽根６ａの内側にて形成される中心部に任意の径の開口Ｓを形成することを可能にすることにより、中空部５ａにおける外部に対する開口Ｓの面積を可変にすることが考えられる。
【００３５】
図８に示す本実施形態の構成例では、複数（図では２個を例示している）の突出部材４，４を光ディスクシート１の両面から接近させ、安定化領域を作り出している。両突出部材４，４の中心ｏは光ディスクシート１の回転軸ＬＯと等距離になるように設置されている。このような配置構成にすることにより、面ぶれの少ない安定化領域が、突出部材４，４の下端面側のみならず、突出部材４，４同士の中間点付近にも生じることになり、この領域でも読み書き可能領域ができるため、設計の自由度が増加する。
【００３６】
また上述したように、突出部材４を光ディスクシート１に近接させるほど、あるいは光ディスクシート１の回転速度を増加させるほど、光ディスクシート１の面上の流体から受ける力が大きくなる。このような場合、光ディスクシート１の変形が大きくなり、空気の流れ場が変化し静圧の最適発生条件が変わることがある。そこで光ディスクシート１の変形に応じて、適切に突出部材４の設置条件を変える機構が必要となる。
【００３７】
突出部材４の設置条件を変える構成としては様々考えられるが、最も簡単な機構として、光ディスクシート１の変形に応じて突出部材４における光ディスクシート１に向かう軸線の傾きを変化させ、常に光ディスクシート１上の安定化領域（リード／ライトが行われる領域）の法線と突出部材４の軸線（中心線）とを一致させることが望ましい。図９は回転方向（この場合はｙ軸方向）から構成全体を見た状態を示しており、回転速度が増加すると、静圧効果が大きくなり微小にディスク面は変形する。このとき傾き可変手段である傾斜角制御装置７によって、突出部材４における光ディスクシート１方向へ向かう軸線をディスク面上の法線に一致させるように、突出部材４の傾斜角度を制御する構成になっている。この例では、常に、突出部材４の下端面とディスク１の表面とを略平行にすることができ、設定当初の安定化条件に近似した条件で動作することができる。
【００３８】
次に図１０〜図１４を参照して、前記構成の光ディスク駆動安定化装置を搭載した本発明に係る光ディスク装置の実施形態について説明する。
【００３９】
図１０は光ディスク装置の参考例１の要部の概略構成を示す構成図であり、８は、光ディスクシート１に対して記録／再生を行うためレーザ光源（図示せず）からレーザ光を出射させ、また反射光を受光して再生処理を行わせるための光ピックアップ、９は光ピックアップ８をシーク制御するピックアップ駆動部、１０は光ディスクシート１を回転駆動するスピンドルモータ（図示せず）のスピンドルシャフトであって、既述した光ディスク駆動安定化装置における中空状の安定化部材である突出部材４を光ディスクシート１の基板１ｂ側に近接させている。
【００４０】
光ディスクシート１はスピンドルモータによってスピンドルシャフト１０を中心として一定回転数で回転しており、光ディスクシート１における突出部材４の設置側とは反対面における面ぶれの少ない安定化領域において、光ピックアップ８によって情報の記録／再生を行う。このようにして、安定的に記録／再生を行うことができる。
【００４１】
可撓性を有する光ディスクシート１に対して突出部材４を図示したように近接させて設置する。光ディスクシート１はスピンドルモータによって一定回転数で回転している。本例では突出部材４の設置側とは反対側となる光ディスクシート１における面ぶれの少ない記録面１ａの安定化領域に、光ピックアップレンズ８を移動させて情報の記録を行う。突出部材４の中空状の構造によって、既述したように、より広い安定化領域面が得られるため、安定的な情報の記録を行うことができる。
【００４２】
図１１は光ディスク装置の参考例２の要部の概略構成を示す構成図であり、この参考例２が参考例１と異なる構成は、複数（図では２個を例示している）の中空状の突出部材４，４を光ディスクシート１の回転軸ＬＯに対してそれぞれ直角の位置になるように配置している点である。このような構成にすることにより、面ぶれの少ない安定化領域が、突出部材４，４の下端面近傍のみならず、突出部材４，４同士の中間点付近にも生じることになり、設計の自由度が増加する。
【００４３】
図１２は本発明に係る光ディスク装置の第１実施形態の要部の概略構成を示す構成図であり、この第１実施形態が参考例１と異なる構成は、突出部材４における下端面の開口面積を可変にした点であって、例えば図７にて説明した絞り機構６を突出部材４における中空部４ａの下端部に設けている。このような構成にすることで中空部４ａの容積を変化させることができるため、動的な条件に対応することができる。
【００４４】
図１３は光ディスク装置の第２実施形態の要部の概略構成を示す構成図であり、この第２実施形態が第１実施形態と異なる構成は、複数（図では２個を例示している）の突出部材４，４を光ディスクシート１の両面にそれぞれ対向設置した点であって、このような構成にすることで、面ぶれの少ない安定化領域が、各突出部材４，４の下端面のみならず、突出部材４，４同士の中間点付近にも生じることになり、設計の自由度が増加する。
【００４５】
図１４は光ディスク装置の第３実施形態の要部の概略構成を示す構成図であり、この第３実施形態が第１実施形態と異なる構成は、突出部材４における光ディスクシート１に対する傾きを可変にした点であって、例えば図９にて説明した傾斜角制御装置７によって突出部材４における光ディスクシート１方向へ向かう軸線をディスク面の法線に一致させるように調整可能にしている。このような構成にすることで、光ディスクシート１の回転速度に応じて適切に突出部材４の軸線の傾きを変化させ、常に光ディスクシート１上の安定化領域（リード／ライトが行われる領域）における法線方向と突出部材４の軸線とを一致させることができる。
【００４６】
このため、常に突出部材４の下端面と光ディスクシート１の表面とが平行となり、常に、当初設定のディスク安定化条件に近似した条件で動作する光ディスク装置が実現する。
【００４７】
なお、前記実施形態の説明において、突出部材には、円柱状にして内部に貫通孔を形成した中空状の構成のものを説明したが、円柱状の下端面に凹状の窪み部を形成することによっても同様な効果が得られる。また突出部材の外形も断面円形の円柱でなく、断面多角形の柱状体であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可撓性を有する光ディスクの駆動時において、光ディスクと安定化手段である突出部材との間の気流によって光ディスク面に加えられる静圧場に対する考慮がなされ、ディスク回転駆動時における面ぶれを効果的に抑制することができる突出部材の形状、すなわち突出部材において光ディスク方向に突出する方向の内部を中空状、あるいは光ディスク方向に突出する方向の先端形状を凹状に形成し、さらに前記中空状あるいは凹状部分における開口面積を可変にする開口面積可変手段を備えてなる光ディスク駆動安定化装置、およびこの光ディスク駆動安定化装置を搭載することにより、可撓性を有する光ディスクを用いて安定した記録／再生が行われる光ディスク装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における基本構成を説明するための光ディスク駆動安定化装置の参考例１を示す斜視図
【図２】参考例１における光ディスクシートの基本構成を説明するための断面図
【図３】図１の参考例１のモデルを平面方向から見た説明図
【図４】本発明に係る光ディスク駆動安定化装置の参考例２を説明するための斜視図
【図５】参考例２の突出部材を用いた場合における光ディスクシートの静圧場の解析例を示す図
【図６】参考例２の突出部材を２つ用いた場合を示す説明図
【図７】本発明に係る光ディスク駆動安定化装置の実施形態である突出部材に絞り機構を設置した構成例を示す説明図
【図８】本実施形態の突出部材を光ディスクシートの両面にそれぞれ設置した場合を示す説明図
【図９】本実施形態の突出部材に傾斜角制御装置を設置した構成例を示す説明図
【図１０】本発明に係る光ディスク装置の参考例１の要部の概略構成を示す構成図
【図１１】本発明に係る光ディスク装置の参考例２の要部の概略構成を示す構成図
【図１２】本発明に係る光ディスク装置の第１実施形態の要部の概略構成を示す構成図
【図１３】本発明に係る光ディスク装置の第２実施形態の要部の概略構成を示す構成図
【図１４】本発明に係る光ディスク装置の第３実施形態の要部の概略構成を示す構成図
【符号の説明】
１光ディスクシート
１ａ記録層
１ｂ基板
４，５突出部材
４ａ，５ａ中空部
６絞り機構
７傾斜角制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, when an optical disk, which is a flexible sheet-like optical information recording medium, is rotationally driven, the vibration in the rotational axis direction is stabilized by causing an air flow pressure difference according to Bernoulli's law. The present invention relates to an optical disk drive stabilization device to be manufactured, and an optical disk device in which the optical disk drive stabilization device is mounted to optically write and / or read on a recording surface of the optical disk.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for optical discs to record large volumes of digital data, such as the start of digitization of television broadcasts. Of the methods for dealing with the higher density of optical discs, the basic method is to reduce the diameter of the light spot for recording / reproduction. For this reason, it is effective to shorten the wavelength of light used for recording / reproduction and to increase the numerical aperture NA of the objective lens. As for the wavelength of light, a wavelength of near infrared light of 780 nm is used for CD (compact disk), and a wavelength of 650 nm of red light is used for DVD (digital versatile disk). Recently, a blue-violet semiconductor laser has been developed, and it is expected that a laser beam of around 400 nm will be used in the future.
[0003]
As for the objective lens, it was less than NA 0.5 for CD, but it is about NA 0.6 for DVD. In the future, it is required to further increase the numerical aperture (NA) to NA 0.7 or more.
[0004]
However, increasing the NA of the objective lens and shortening the wavelength of light also increase the influence of aberrations when focusing light. Therefore, the margin for the tilt of the optical disk is reduced. Further, since the depth of focus is reduced by increasing the NA, the focus servo accuracy must be increased.
[0005]
Furthermore, since the distance between the objective lens and the recording surface of the optical disk is reduced by using a high NA objective lens, it is necessary to reduce the surface blur of the optical disk before the focus servo at the start is pulled in. The objective lens and the optical disk may collide, causing a pickup failure.
[0006]
As a short-wavelength, high-NA high-capacity optical disk, for example, as shown on page 183 of O PLUS E (vol. 20 No. 2), a recording film is formed on a substrate that is as thick and rigid as CD. However, a system has been proposed in which recording / reproducing light is recorded / reproduced with respect to the recording film through the thin cover layer without passing through the substrate.
[0007]
Further, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-105657 and 10-308059, a flexible optical disk is rotated on a stabilizing plate having a plane, and the air according to Bernoulli's law is used. There is known a method for stabilizing the surface shake in an optical disk by using force.
[0008]
In addition, in the Japanese Patent Application No. 2001-228893, the applicant of the present invention is a Bernoulli-based vibration in the direction of the rotation axis at least at a portion where writing or reading is performed on the optical disc when the flexible sheet-like optical disc is driven to rotate. It was proposed to provide stabilization means to stabilize by the air flow pressure difference based on the law.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique, when the optical disk substrate is formed of a rigid body, in order to reduce surface deflection and tilt in the rotating optical disk, extremely accurate molding is performed and recording is performed at a low temperature so that thermal deformation does not occur. A film must be deposited. This prolongs the tact time associated with optical disc manufacture and increases costs.
[0010]
In addition, the pressure distribution of the air flow between the deformable complex-shaped flexible optical disk and the stabilizing means cannot be obtained by applying the simple Bernoulli's law. There is also a problem that an appropriate shape of the stabilizing means has to be obtained for stabilization.
[0011]
The object of the present invention is to solve the conventional problems and to take into consideration the static pressure field applied to the optical disk surface by the air flow between the flexible optical disk and the stabilizing means, and to stabilize the disk with an appropriate shape when stabilizing the disk. It is an object to provide an optical disk drive stabilizing device and an optical disk device provided with means.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is provided with a rotation driving means for rotating a flexible sheet-like optical disk and a recording disk of the optical disk, and at least a writing on the optical disk. And a stabilizing means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the portion where the reading or reading is performed by causing a pressure difference in the air flow, and a protruding member protruding in the direction of the optical disk is used as the stabilizing means. An optical disk drive stabilization device, wherein the projecting member is formed in a hollow shape in a direction projecting in the direction of the optical disk, or a tip shape of the projecting member in a direction projecting in the optical disk direction is formed in a concave shape. the opening area is characterized by having an opening area varying means for varying the Jo or recessed portions, depending on the configuration , Flexible a shape of the protrusion member as the stabilization means having a suitable shape upon stabilization of the sheet-shaped optical disc having, it is possible to effectively suppress wobbling during disk rotation drive, further, an opening in response to operating conditions change such as rotation speed of the optical disc by the area changing means, dynamically, Ru can create a more appropriate regulation.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the optical disk drive stabilizing device according to the first aspect, a plurality of projecting members are provided. With this configuration, a plurality of stabilizing regions with less surface blur are provided. Therefore, stabilization is further improved and design freedom is increased.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical disk drive stabilizing device according to the first aspect, further comprising tilt varying means for varying the tilt of the protruding member so as to coincide with the normal line on the opposite surface of the optical disk. With this configuration, since the opposed surfaces of the optical disk and the projecting member are always substantially parallel, it is possible to dynamically create an appropriate stabilization state in response to changes in operating conditions such as the rotational speed of the optical disk. it can.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical disk drive stabilization device according to any one of the first to third aspects, the protruding members are respectively provided on both surfaces of the optical disk. Since this becomes more stable, the degree of freedom in design increases.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotation driving means for rotating a flexible sheet-like optical disc, an optical pickup for optically writing and / or reading on a recording surface of the optical disc, and an optical disc Stabilizing means installed on the side opposite to the recording surface and stabilizing at least the vibration in the direction of the rotation axis in a portion where writing or reading is performed on the optical disc by causing a pressure difference in the air flow, 5. An optical disc drive comprising optical disc drive stabilization means comprising a projecting member protruding in the direction of the optical disc as the stabilization means, wherein the optical disc drive stabilization device is an optical disc drive stabilization device according to any one of claims 1 to 4. And a stabilizing means having an appropriate shape for stabilizing the disk, and Since the protruding member is mounted, it is possible to effectively suppress surface blurring during disk rotation driving, and writing and / or reading on the recording surface of the optical disk can be performed stably.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view showing a reference example 1 of an optical disk drive stabilizing device for explaining a basic configuration in an embodiment of the present invention, wherein 1 is a flexible optical disk sheet, and 2 is a protrusion as a stabilizing means. It is a member.
[0020]
The basic configuration of the optical disc sheet 1 is as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, and is driven to rotate so that the substrate 1 b opposite to the recording layer 1 a in the optical disc sheet 1 faces the protruding member 2. It is set in a chucking portion of a spindle shaft (not shown) which is means and is driven to rotate.
[0021]
A specific example of the optical disc sheet 1 will be described. In this example, a thin sheet having a thickness of about 0.1 mm is used to give flexibility to the substrate 1b. For example, a groove having a stamper pitch of 0.6 μm and a width of 0.3 μm is transferred to a 80 μm thick sheet made of polyethylene terephthalate, and then the sheet / Ag reflective layer is sputtered to 120 nm / (ZrO ₂ —Y ₂ O ₃ ) —SiO ₂ , 7 nm / AgInSbTeGe, 10 nm / ZnS—SiO ₂ , 25 nm / Si ₃ N ₄ were deposited in this order. This sheet is spin-coated with UV resin, cured by ultraviolet irradiation to form a transparent protective film having a thickness of 5 μm, and the recording layer 1a is melt-crystallized with a large-diameter laser beam to reflect the disk. The one with a higher rate was used.
[0022]
FIG. 1 shows a model used when calculating the effect of the static pressure of the airflow generated between the projecting member 2 and the rotating optical disc sheet 1 by the rotation of the optical disc sheet. This is the pressure that the optical disc receives in the normal direction of its surface due to the fluid. It is considered that the principle of stabilization of the disk surface shake based on Bernoulli's law is stabilized by balancing the static pressure, the recovery force generated by the disk deformation and the centrifugal force due to the rotation.
[0023]
The optical disk sheet 1 has a radius of 60 mm, rotates around the z axis at a speed of 1000 rpm, and is deformed into a shape determined by experiments. In the reference example, the protruding member 2 has a cylindrical shape with a diameter of 20 mm, and the lower end surface is spherical. The axis in the height direction of the cylinder which is the projecting member 2 coincides with the z axis. The closest distance between the optical disc sheet 1 and the protruding member 2 is 50 × 10 ⁻⁶ m. The deformed shape of the optical disk sheet 1 was obtained by scanning the entire disk surface with a laser interferometer and performing image processing on the z coordinate at each point. The fluid calculation was performed by solving the Navier-Stokes equation under steady-state, non-compressed, three-dimensional conditions.
[0024]
FIG. 3 is a diagram illustrating a first quadrant of the xy plane when the model of Reference Example 1 is viewed from the positive direction on the z axis (upward in the drawing). The center of the protruding member 2 is located at a distance of 30 mm in the x and y directions from the center of rotation. Hereinafter, the result of fluid calculation is shown by the result seen from this direction.
[0025]
FIG. 4 is a perspective view of Reference Example 2 for explaining an embodiment of the optical disk drive stabilizing device according to the present invention. A configuration different from Reference Example 1 shown in FIG. It is a point using. In this reference example , the closest distance between the surface of the optical disk sheet 1 that is bent and deformed and the end face of the protruding member 4 is kept at 50 × 10 ⁻⁶ m.
[0026]
FIG. 5 shows a static pressure field received by the optical disc sheet in the case of Reference Example 2 in which the optical disc sheet 1 is guided by the projecting member 4 made of a hollow cylindrical body shown in FIG. It is the result of having analyzed about four conditions which set the radius in the hollow part 4a of the protrusion member 4 to 9.5 mm, 6.0 mm, 2.0 mm, and 0 [mm] (when not making it hollow).
[0027]
In FIG. 5, the magnitude of the static pressure applied to the disk surface is indicated by point density, and it can be seen that the smaller the area of the hollow portion 4a, the larger the change in static pressure. The force received by the optical disc sheet 1 on the lower end surface of the protruding member 4 under each condition was determined by integrating the pressure.
[0028]
Further, (Table 1) shows actual measurement values such as the difference between the maximum and minimum static pressures in the region of the hollow portion 4a.
[0029]
[Table 1]

[0030]
Thus, although the force received from the static pressure which is a repulsive force as a whole hardly changes, it turned out that a difference in static pressure is greatly different. That is, such a static pressure difference works against stability conditions. From this point of view, the protruding member 4 is preferably a hollow cylindrical body having a diameter as large as possible.
[0031]
From the above calculation results, it was advantageous from the viewpoint of disk surface stabilization to make it as hollow as possible. However, in the example shown in FIG. 4, it corresponds to a hollow radius r = 6.0 mm because of the structural strength of the protruding member 4. The stabilization region was formed in the region of the lower end surface of the protruding member 4 by rotating the optical disc sheet 1 at 1000 rpm by a spindle motor. In this area, the read / write operation can be performed without providing the focus servo function provided in the conventional recording / reproducing apparatus.
[0032]
As shown in FIG. 6, a plurality of (two illustrated in the figure) protruding

members

4, 4 having the same configuration as described above are arranged at right angles to the rotation axis LO of the optical disc sheet 1. Can be considered. In this case, the centers o of the projecting

members

4 and 4 are arranged at the same distance from the rotation center O of the optical disc sheet 1, and the long axes Lo of the projecting

members

4 and 4 are parallel to each other. By adopting such an installation configuration, a stabilization region with less surface blurring occurs not only on the lower end surface side of the projecting

members

4 and 4, but also in the vicinity of the midpoint between the projecting

members

4 and 4, Therefore, the degree of freedom of design increases.
[0033]
As described above, the larger the area of the hollow portion 4 a in the protruding member 4, the more stable the lower optical disk surface, but the structural strength of the protruding member 4 becomes problematic. Therefore, it is desirable to make the hollow area of the lower surface of the protruding member 4 variable so that it can dynamically cope with conditions where the rotational speed of the optical disk sheet 1 is large and it is difficult to maintain a stable state.
[0034]
Therefore, as in the embodiment of the optical disk drive stabilization device according to the present invention shown in FIG. 7, the opening area variable consisting of a plurality of metal blades 6a sliding in the circumferential direction in the hollow portion 5a of the protruding member 5 is variable. By installing the diaphragm mechanism 6 as a means and enabling the opening S of an arbitrary diameter to be formed in the central portion formed inside each blade 6a, the area of the opening S with respect to the outside in the hollow portion 5a Can be considered variable.
[0035]
In the configuration example of this embodiment shown in FIG. 8, a plurality of (two illustrated in the figure) protruding

members

4 and 4 are brought close to each other from both sides of the optical disc sheet 1 to create a stabilization region. The center o of both projecting

members

4, 4 is installed so as to be equidistant from the rotation axis LO of the optical disk sheet 1. By adopting such an arrangement, a stabilization region with less surface blur is generated not only on the lower end surface side of the projecting

members

4 and 4 but also in the vicinity of an intermediate point between the projecting

members

4 and 4. Since there is a readable / writable area, the degree of freedom in design increases.
[0036]
Further, as described above, the force received from the fluid on the surface of the optical disk sheet 1 increases as the protruding member 4 approaches the optical disk sheet 1 or the rotational speed of the optical disk sheet 1 increases. In such a case, the deformation of the optical disc sheet 1 becomes large, the air flow field changes, and the optimum conditions for generating static pressure may change. Therefore, a mechanism for appropriately changing the installation condition of the protruding member 4 in accordance with the deformation of the optical disc sheet 1 is required.
[0037]
Various configurations for changing the installation conditions of the projecting member 4 are conceivable, but as the simplest mechanism, the inclination of the axis of the projecting member 4 toward the optical disc sheet 1 is changed according to the deformation of the optical disc sheet 1 to always change the optical disc sheet 1. It is desirable that the normal line of the upper stabilizing area (the area where reading / writing is performed) and the axis line (center line) of the protruding member 4 coincide with each other. FIG. 9 shows a state in which the entire configuration is viewed from the rotational direction (in this case, the y-axis direction). As the rotational speed increases, the static pressure effect increases and the disk surface deforms slightly. At this time, the tilt angle control device 7 which is a tilt varying means controls the tilt angle of the projecting member 4 so that the axis of the projecting member 4 in the direction of the optical disc sheet 1 coincides with the normal line on the disk surface. ing. In this example, the lower end surface of the protruding member 4 and the surface of the disk 1 can always be substantially parallel, and the operation can be performed under conditions that approximate the stabilization conditions at the beginning of the setting.
[0038]
Next, with reference to FIGS. 10 to 14, an embodiment of an optical disk apparatus according to the present invention, in which the optical disk drive stabilization apparatus having the above-described configuration is mounted, will be described.
[0039]
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the main part of Reference Example 1 of the optical disk apparatus, and 8 is a laser beam emitted from a laser light source (not shown) for recording / reproducing with respect to the optical disk sheet 1. Also, an optical pickup for receiving reflected light and performing a reproduction process, 9 is a pickup driving unit that controls the seek of the

optical pickup

8, and 10 is a spindle shaft of a spindle motor (not shown) that rotationally drives the optical disk sheet 1. In this case, the protruding member 4 which is a hollow stabilizing member in the optical disk drive stabilizing device described above is brought close to the substrate 1b side of the optical disk sheet 1.
[0040]
The optical disk sheet 1 is rotated at a constant rotation speed around the spindle shaft 10 by a spindle motor, and is stabilized by the optical pickup 8 in a stabilization region where there is little surface blurring on the opposite surface of the optical disk sheet 1 from the installation side of the protruding member 4. Records / reproduces information. In this way, stable recording / reproduction can be performed.
[0041]
The protruding member 4 is placed close to the optical disc sheet 1 having flexibility as shown in the figure. The optical disk sheet 1 is rotated at a constant rotational speed by a spindle motor. In this example, information is recorded by moving the optical pickup lens 8 to the stabilization region of the recording surface 1a with less surface blur in the optical disc sheet 1 on the side opposite to the installation side of the protruding member 4. As described above, since the wider structure region surface is obtained by the hollow structure of the projecting member 4, stable information recording can be performed.
[0042]
FIG. 11 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the main part of the reference example 2 of the optical disc apparatus. The reference example 2 is different from the reference example 1 in that a plurality of (two are illustrated in the figure) hollow shapes. The protruding

members

4 and 4 are arranged so as to be perpendicular to the rotation axis LO of the optical disk sheet 1. By adopting such a configuration, a stabilization region with less surface blurring occurs not only in the vicinity of the lower end surface of the protruding

members

4 and 4 but also in the vicinity of the midpoint between the protruding

members

4 and 4. The degree of freedom increases.
[0043]
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of the first embodiment of the optical disk apparatus according to the present invention. The first embodiment is different from the reference example 1 in that the opening area of the lower end surface of the protruding member 4 is as follows. For example, the diaphragm mechanism 6 described with reference to FIG. 7 is provided at the lower end of the hollow portion 4 a of the protruding member 4. Since the volume of the hollow part 4a can be changed by setting it as such a structure, it can respond to a dynamic condition.
[0044]
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of the main part of the second embodiment of the optical disc apparatus. The second embodiment differs from the first embodiment in a plurality of configurations (two are illustrated in the figure). The projecting

members

4 and 4 are disposed opposite to the both surfaces of the optical disc sheet 1, and with such a configuration, the stabilization region with less surface blur is the only lower end surface of each projecting

member

4 and 4. In other words, it also occurs near the midpoint between the projecting

members

4 and 4, and the degree of freedom in design increases.
[0045]
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of the third embodiment of the optical disk apparatus. The third embodiment differs from the first embodiment in that the inclination of the protruding member 4 with respect to the optical disk sheet 1 is variable. For example, the tilt angle control device 7 described with reference to FIG. 9 can be adjusted so that the axis of the projecting member 4 toward the optical disc sheet 1 coincides with the normal of the disc surface. With such a configuration, the inclination of the axis of the protruding member 4 is appropriately changed according to the rotation speed of the optical disc sheet 1, and always in a stabilization region (a region where reading / writing is performed) on the optical disc sheet 1. The normal direction and the axis of the protruding member 4 can be made to coincide.
[0046]
For this reason, the lower end surface of the protruding member 4 and the surface of the optical disc sheet 1 are always parallel, and an optical disc apparatus that always operates under conditions that approximate the initially set disc stabilization conditions is realized.
[0047]
In the description of the above embodiment, the projecting member has a hollow configuration in which a cylindrical shape is formed and a through hole is formed inside. However, a concave depression is formed on the lower end surface of the columnar shape. The same effect can be obtained by. The outer shape of the projecting member may be a columnar body having a polygonal cross section instead of a circular cylinder having a circular cross section.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, consideration is given to the static pressure field applied to the surface of the optical disk by the air flow between the optical disk and the projecting member that is the stabilizing means when the flexible optical disk is driven. The shape of the protruding member that can effectively suppress the surface blurring during the disk rotation drive, that is, the inside of the protruding member protruding in the direction of the optical disk is hollow, or the tip of the protruding direction in the direction of protruding to the optical disk is concave And an optical disk drive stabilizing device provided with an opening area varying means for varying the opening area in the hollow or concave portion , and by mounting this optical disk drive stabilizing device, it has flexibility. An optical disc apparatus that performs stable recording / reproduction using an optical disc is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a reference example 1 of an optical disc drive stabilization device for explaining a basic configuration in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view for explaining a basic configuration of an optical disc sheet in the reference example 1 . Figure 3 is a perspective view for explaining a reference example 2 of the optical disc driving stabilizing device according to the diagram the model of reference example 1 as seen from the plane direction in FIG. 1 [4] the present invention Figure 5 reference example an optical disk according to FIG. 6 is a diagram showing a case of using two protruding member of reference example 2 [7] the present invention showing an analysis example of the static pressure field of the optical disk sheet in the case of using the second protruding member FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration example in which a throttle mechanism is installed on a protruding member that is an embodiment of the drive stabilizing device . FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where the protruding member of this embodiment is installed on both sides of an optical disk sheet. ] Projection of this embodiment Reference of the optical disk apparatus according to the tilt angle control apparatus showing an example of a configuration in which placed illustration diagram showing a schematic configuration of a main part of Example 1 of an optical disk apparatus according to the present invention; FIG 11 present invention configuration diagram showing a schematic configuration of a main part of the example 2 [12] the second optical disc apparatus according to the block diagram showing the schematic configuration of a main part 13 of the present invention of a first embodiment of an optical disk apparatus according to the present invention FIG. 14 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a main part of the embodiment. FIG. 14 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a main part of a third embodiment of the optical disc apparatus according to the invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical disk sheet 1a Recording

layer 1b Substrate

4,5 Protrusion member 4a, 5a Hollow part 6 Diaphragm mechanism 7 Inclination angle control apparatus

Claims

Rotation drive means for rotating a sheet-like optical disk having flexibility, and a vibration in the direction of the rotation axis at least at a portion where writing or reading is performed on the optical disk is installed on the side opposite to the recording surface of the optical disk. An optical disk drive stabilizing device using a projecting member projecting in the direction of the optical disk as the stabilizing means, the stabilizing device configured to stabilize by causing a pressure difference in the flow. An opening area variable means for forming a hollow inside in the protruding direction or a concave shape in the protruding direction of the protruding member in the direction of the optical disc, and changing an opening area in the hollow or recessed portion of the protruding member. optical disc driving stabilizer device characterized by comprising.

2. The optical disk drive stabilization device according to claim 1, wherein a plurality of the protruding members are provided.

2. The optical disk drive stabilization device according to claim 1 , further comprising tilt varying means for varying the tilt of the protruding member so as to coincide with a normal line on the opposite surface of the optical disk.

The optical disk drive stabilization device according to any one of claims 1 to 3, wherein the protruding members are provided on both sides of the optical disk.

Rotation drive means for rotating a flexible sheet-like optical disc, an optical pickup for optically writing and / or reading on the recording surface of the optical disc, and a side opposite to the recording surface of the optical disc And a stabilizing means that stabilizes at least a vibration in the direction of the rotation axis in a portion where writing or reading is performed on the optical disk by causing a pressure difference in the air flow, and projects in the direction of the optical disk as the stabilizing means. An optical disc apparatus comprising an optical disc drive stabilization means having a projecting member, wherein the optical disc drive stabilization device according to any one of claims 1 to 4 is mounted as the optical disc drive stabilization device. Optical disk device to perform .