JP2002230875A - 光ディスク保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットにより光ディスクを吸引保持する
とともに、センタリングのためのセンタリング部材を光
ディスクにマグネットによる吸引方向とは反対方向に押
圧させる光ディスク保持装置において、センタリング部
材を付勢するためにコイルバネを用いるために、厚み方
向の小型化が困難であった。 【解決手段】 磁性材からなるセンタリング部材２４
を、マグネット９とターンテーブル２０との間に、駆動
軸６の軸方向に移動可能に設置する。マグネット９がデ
ィスクの金属プレート３に及ぼす吸引力Ｆ１と、センタ
リング部材２４に及ぼす吸引力Ｆ２とは、光ディスク１
がセンタリング部材２４のテーパ面に当接しているとき
Ｆ１＞Ｆ２を満足する。コイルばねを用いることなくセ
ンタリングのための付勢力を得るので薄型化が可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビームを情報記録
媒体である光ディスクに照射することにより情報の記録
又は再生を行う光ディスク装置に使用される光ディスク
保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクや光磁気ディスクのよ
うに所望の情報信号が記録される情報信号記録用のディ
スクが提案されている。例えば、光磁気ディスクとして
直径６４ｍｍのものが提案され、音楽記録用としてはミ
ニディスク（ＭＤ）などが市場に普及してきている。高
密度記録の光磁気ディスクは、ディスク回転駆動装置に
装着されて高速で回転操作される。そして、高速で回転
操作された状態で、光磁気ディスクの一主面に形成され
た信号記録層に設けられた微細な記録トラックに、光ピ
ックアップから出射される光ビームを照射するととも
に、磁気ヘッドによって外部磁界を印加することによっ
て、所望の情報信号の記録が行われる。

【０００３】このように微細な記録トラックに光ビーム
を正確に照射するためには、光磁気ディスクが、高さ方
向と半径方向（センタリング）に高精度に位置決めされ
て、ディスク回転駆動装置のターンテーブルに確実に一
体化されて装着される必要がある。

【０００４】ところで、光磁気ディスクを高精度に位置
決めして、ターンテーブルに正確に一体化して装着する
ため、金属プレート等からなる磁気吸引用の磁性プレー
トを光磁気ディスクに配設し、これをターンテーブル側
に配設されたマグネットで吸引することで、光磁気ディ
スクをターンテーブル上に装着するディスク装着方式が
用いられており、例えば特開平４−３５１７２６号公報
に記載されている。以下、図を用いて従来の光ディスク
保持装置の一例を説明する。

【０００５】図４は、従来の光ディスク保持装置の横断
面図である。

【０００６】円板状の光ディスク１は、中心部に情報記
録トラックと同心に開口したセンター穴２を有する。セ
ンター穴２を塞ぐように一方の面から磁性プレートとし
ての金属プレート３が設けられる。一方、光ディスク１
を回転操作するディスク回転駆動装置４は、スピンドル
モータ５と、スピンドルモータ５の駆動軸６に一体に的
に取り付けられたターンテーブル７と、駆動軸６の先端
側にマグネット保持部材８を介して一体的に取り付けら
れたマグネット９とを有する。ターンテーブル７は略カ
ップ状を有し、その開口側を光ディスク１側に向けて設
置される。ターンテーブル７の中央の開口内には、セン
タリング部材１１が配置される。センタリング部材１１
の下側には圧縮コイルばね１２が配置され、これにより
センタリング部材１１は光ディスク１側に付勢された状
態で、駆動軸６の軸方向に摺動可能に配置される。セン
タリング部材１１の上部には円錐面の一部をなすテーパ
面が形成されている。

【０００７】光ディスク１が装着されないときは、セン
タリング部材１１はコイルばね１２の付勢力によりマグ
ネット９の下面を押圧する。

【０００８】光ディスク１の装着動作は以下のように行
なわれる。光ディスク１の中心と駆動軸６とを略一致さ
せた状態で光ディスク１を下降させる。光ディスク１の
センター穴２にセンタリング部材１１が挿入され、セン
ター穴２の下側端部とセンタリング部材１１の上部のテ
ーパ面とが当接する。金属プレート３は磁性材であるた
めに、金属プレート３がマグネット９に接近するとマグ
ネット９によって吸引される。その結果、光ディスク１
は、コイルばね１２の弾性力に抗してセンタリング部材
１１を押し下げながら、センター穴２の周囲の下面がタ
ーンテーブル７の上面（当接面）に当接するまで下降す
る。このようにして、光ディスク１はターンテーブル７
によって高さ方向の位置決めをされてターンテーブル７
上に保持される。このとき、光ディスク１は、マグネッ
ト９による紙面下向きの吸引力とコイルバネ１２による
紙面上向きの弾性力との差に相当する下向きの力でター
ンテーブル７に押圧される。該押圧力は外乱の振動や光
ディスク１が回転するときの遠心力などで光ディスク１
がはずれることがないように余裕を持った大きさに設定
される。

【０００９】また、上記の過程において、駆動軸６の軸
方向にコイルバネ１２で付勢されたセンタリング部材１
１がセンター穴２に進入係合するときに、駆動軸６の軸
方向の押圧力とセンタリング部材１１のテーパ面とによ
って、センター穴２の端部はテーパ面からディスク半径
方向の力を受ける。この力は、光ディスク１の中心を駆
動軸６の軸心に一致させるように作用する。したがっ
て、光ディスク１がターンテーブル７上に押圧保持され
るまで過程で、光ディスク１のセンタリング（芯出し）
も同時に行われる。

【００１０】このように、光ディスク１に配設した金属
プレート３をマグネット９により吸引するとともに、コ
イルばね１２で付勢されたセンタリング部材１１により
芯出しを行なって光ディスク１をターンテーブル７上に
載置することにより、光ディスク１は高さ方向の位置決
めとセンタリングとが高精度に行われた状態でターンテ
ーブル７上に保持される。また、チャッキング用の部材
もスピンドルモータ５の駆動軸６に一体化されているの
で、チャッキング機構も簡素化されている。

【００１１】尚、ＭＤなど、ハンドリングが重視される
小径で高密度記録がなされた光磁気ディスクの場合に
は、図４に示すように、光ディスク１はカートリッジ１
３に収納され、カートリッジ１３に収納されたままの状
態でディスク回転駆動装置４に装着される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、センタリング部材１１を押圧するためにコイ
ルばね１２を使用するため、部品点数が多く、またター
ンテーブル部の薄型化が困難であった。また、ディスク
が小型、小径化していくにつれて限られたスペース内に
部品を配置するのが困難となってきていた。

【００１３】本発明は上記の従来の問題を解決し、部品
点数を少なくし、薄型化が可能な光ディスク保持装置を
提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とする。

【００１５】本発明の光ディスク保持装置は、センター
孔と、前記センター孔を一方の面から覆う磁性材料から
なる板材とを備えたディスクの他方の面に当接する円環
状の当接面を有し、前記ディスクを高さ方向に位置決め
するとともに、前記ディスクを回転させる、駆動部の回
転軸に剛体結合されたターンテーブルと、前記回転軸の
先端に剛体結合されたマグネットと、略円環状で、前記
ターンテーブルの当接面の内周側に前記回転軸と同軸
に、かつ、前記回転軸方向においては前記ターンテーブ
ルと前記マグネットとの間で移動可能に配置され、前記
ディスクのセンター孔の端部が当接して前記ディスクを
半径方向に位置決めするテーパ面を前記マグネット側の
外周面に有するセンタリング部材と、を備え、前記セン
タリング部材の少なくとも前記マグネットと対向する部
分は磁性材料からなり、前記マグネットが前記ディスク
の板材に及ぼす吸引力Ｆ１と、前記マグネットが前記セ
ンタリング部材に及ぼす吸引力Ｆ２とが、前記ディスク
が前記センタリング部材の前記テーパ面に当接している
とき、Ｆ１＞Ｆ２を満足することを特徴とする。

【００１６】かかる構成によれば、センタリング部材に
もマグネットの吸引力を作用させているので、センタリ
ング部材を付勢するために従来使用していたコイルばね
が不要である。従って、ターンテーブル部を薄型にでき
る。その結果、光ディスク保持装置を備えたポータブル
ディスクシステムの薄型化に大きく貢献する。また、従
来のセンタリング部材を付勢するコイルばねが不要であ
るので、部品点数と組立工数が削減でき、低コスト化に
寄与する。

【００１７】本発明において、「光ディスク」とは、光
を用いて情報を記録又は再生するディスク状情報担体を
意味し、上記光磁気ディスクを包含する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図を
用いて説明する。図１は、本発明の光ディスク保持装置
の一実施形態を示す横断面図である。従来例を示す図４
と同様の部分については同一の符号を付してあり、それ
らについての詳細な説明を省略する。

【００１９】光ディスク１を回転操作するディスク回転
駆動装置４は、スピンドルモータ５と、スピンドルモー
タ５の駆動軸６に一体に的に取り付けられたターンテー
ブル２０と、駆動軸６の先端側にマグネット保持部材２
２を介して一体的に取り付けられたマグネット９とを有
する。ターンテーブル２０は略カップ状を有し、底部を
駆動軸６に結合させ、開口側を光ディスク１側に向けて
設置される。ターンテーブル２０の中央の開口（収納部
２６）内には、磁性材からなる略円環状のセンタリング
部材２４が配置される。センタリング部材２４の上部の
外周面には円錐面の一部をなすテーパ面が形成されてい
る。センタリング部材２４は、中央の貫通孔にマグネッ
ト保持部材２２を貫通させ、外周面をターンテーブル２
０の内周面と接触させることで、駆動軸６と直角方向の
移動を規制されながら、マグネット９とターンテーブル
２０との間を駆動軸６の軸方向に摺動することができ
る。

【００２０】光ディスク１が装着されないときは、セン
タリング部材２４は磁性材からなるために、マグネット
９の下面に吸着されている。

【００２１】光ディスク１の装着動作は以下のように行
なわれる。光ディスク１と駆動軸６とを略一致させた状
態で光ディスク１を下降させる。光ディスク１のセンタ
ー穴２にセンタリング部材２４が挿入され、センター穴
２の下側端部とセンタリング部材２４の上部のテーパ面
とが当接する。金属プレート３は磁性材であるために、
金属プレート３がマグネット９に接近するとマグネット
９によって吸引される。このとき、マグネット９と金属
プレート３との間の吸引力の方が、マグネット９とセン
タリング部材２４との間の吸引力より大きく設定されて
いるので、センタリング部材２４とマグネット９とが離
間して、光ディスク１はセンター穴２の周囲の下面がタ
ーンテーブル２０の上面（当接面２０ａ）に当接するま
で下降する。このようにして、図１のように光ディスク
１はターンテーブル２０によって高さ方向の位置決めを
されてターンテーブル２０上に保持される。このとき、
光ディスク１は、マグネット９が金属プレート３に及ぼ
す吸引力と、マグネット９がセンタリング部材２４に及
ぼす吸引力との差に相当する力でターンテーブル２０に
押圧される。該押圧力は外乱の振動や光ディスク１が回
転するときの遠心力などでディスクがはずれることがな
いように余裕を持った大きさに設定される。

【００２２】また、上記の過程において、駆動軸６の軸
方向にマグネット９による吸引力が作用しているセンタ
リング部材２４がセンター穴２に進入係合するときに、
駆動軸６の軸方向の押圧力とセンタリング部材２４のテ
ーパ面とによって、センター穴２の端部はテーパ面から
ディスク半径方向の力を受ける。この力は、光ディスク
１の中心を駆動軸６の軸心に一致させるように作用す
る。したがって、光ディスク１がターンテーブル２０上
に押圧保持されるまで過程で、光ディスク１のセンタリ
ング（芯出し）も同時に行われる。

【００２３】次に本発明の一実施形態におけるディスク
チャッキング動作を更に詳細に説明する。

【００２４】図２（Ａ）はディスク無し時、図２（Ｂ）
はディスクチャッキング時における、センタリング部材
近傍の状態を示した拡大断面図である。図２において、
図面を簡略化するために、駆動軸６，ターンテーブル２
０，マグネット保持部材２２は省略してある。

【００２５】ディスクが装着されない場合、図２（Ａ）
に示すように、センタリング部材２４はマグネット９の
下面に吸着される。ここで、センタリング部材２４の中
央の貫通孔の開口径をＤcenter、マグネット９の外径を
Ｄmagとする。このときＤcenter＜Ｄmagである。

【００２６】図２（Ｂ）はディスク１が図示しないター
ンテーブル２０の当接面２０ａ上に保持された状態を示
しており、このとき、マグネット９と金属プレート３と
の間の距離はＬｄ0であり、マグネット９とセンタリン
グ部材２４と間には図示した隙間Ｌｃ0が形成される。
また、このとき、金属プレート３はマグネット９から紙
面下向きに吸引力Ｆ１を受ける。一方、センタリング部
材２４はマグネット９から紙面上向きに吸引力Ｆ２を受
ける。ここで、Ｆ１＞Ｆ２に設定されているので、ディ
スク１はＦ１−Ｆ２の押圧力で図示しないターンテーブ
ル２０に押圧されて保持される。

【００２７】例えば、本実施形態を良く使われている音
楽用光磁気ディスクであるＭＤに適用した場合は、概略
以下のような数値となる。即ち、Ｄmag≒８ｍｍ、Ｌｄ0
≒０．２〜０．３ｍｍ、Ｌｃ0≒０．２〜０．３ｍｍ程
度である。図２（Ｂ）の状態でのＦ１−Ｆ２≒０．９〜
１．２Ｎ程度である。

【００２８】上記においてセンター穴２の大きさを含む
光ディスク１のサイズや形状が決定されると、マグネッ
ト９の大きさはほぼ決定される。従って、吸引力Ｆ１も
ほぼ一義的に決定される。従って、本実施の形態の吸着
動作を安定して行なうためには、吸引力Ｆ２を吸引力Ｆ
１との比較において適正な値にする必要がある。ここ
で、吸引力Ｆ２はマグネット９とセンタリング部材２４
との対向面積の大小に応じて変化する。従って、マグネ
ット９のサイズが一定の場合、吸引力Ｆ２は図２（Ａ）
におけるセンタリング部材２４の貫通孔の開口径Ｄcent
erを適切に設定することで調節できる。

【００２９】図３は、マグネット９と、金属プレート３
及びセンタリング部材２４との距離（順にＬｄ、Ｌｃ）
による吸引力Ｆ１，Ｆ２の変化を示す図である。縦軸に
吸引力（絶対値）、横軸に各部材とマグネット９との距
離を示している。

【００３０】ディスクが載置されていない状態では、セ
ンタリング部材２４とマグネット９との距離Ｌｃ＝０で
あり、金属プレート３とマグネット９との距離Ｌｄ＝∞
（無限大）である。

【００３１】この状態からセンタリング部材２４のテー
パ面にディスク１のセンター穴２の下側端部を当接させ
る。この瞬間において、センタリング部材２４とマグネ
ット９との距離Ｌｃは依然としてＬｃ＝０であり、金属
プレート３とマグネット９との距離Ｌｄはある値Ｌｄ1
をとる。本発明においては、この時点において、マグネ
ット９が金属プレート３に及ぼす吸引力Ｆ１とマグネッ
ト３がセンタリング部材２４に及ぼす吸引力Ｆ２とは、
Ｆ１＞Ｆ２を満足する。この結果、ディスク１はマグネ
ット９の吸引力によりターンテーブル２０側に移動す
る。

【００３２】ディスク１がターンテーブル２０側に移動
するに従い、金属プレート３とマグネット９との距離Ｌ
ｄは徐々に小さくなり、これに伴いマグネット９が金属
プレート３に及ぼす吸引力Ｆ１は徐々に大きくなる。一
方、センタリング部材２４とマグネット９との距離Ｌｃ
は徐々に大きくなり、これに伴いマグネット９がセンタ
リング部材２４に及ぼす吸引力Ｆ２は徐々に小さくな
る。そして、ディスク１がターンテーブル２０の当接面
２０ａに当接し押圧保持されたとき、即ち、吸着保持動
作が完了したとき、距離Ｌｄ＝Ｌｄ0、距離Ｌｃ＝Ｌｃ0
となり（図２（Ｂ）参照）、吸引力Ｆ１と吸引力Ｆ２と
の差が最大となる。本発明ではマグネット９の吸引力を
利用してディスク１の保持を行なうので距離Ｌｄ0，Ｌ
ｃ0を小さく設定する必要があるが、上記のように大き
な吸引力Ｆ１と吸引力Ｆ２との差を得ることができる。

【００３３】上記の吸着動作が行なわれる過程におい
て、ディスク１のセンター穴２の下側端部は、センタリ
ング部材２４のテーパ面から、Ｆ１−Ｆ２の大きさの駆
動軸６と平行な方向の押圧力Ｆｎを受けるとともに、半
径方向の力Ｆｒを受ける（図２（Ｂ）参照）。ディスク
１がターンテーブル２０の上面に当接したとき、即ち吸
着動作が完了したとき、Ｆ１−Ｆ２は最大となるから、
半径方向の力Ｆｒは最大値Ｆｒmaxとなる。この最大値
Ｆｒmaxが、ディスク１とターンテーブル２０の当接面
２０ａとの間の摩擦力より大きくなるように、テーパ面
のテーパ角度や当接面２０ａの材料等を設定しておく
と、ディスク１の半径方向の位置合わせ（即ち、センタ
リング）を常に精度良く行なうことができるので好まし
い。

【００３４】上記図３では、Ｌｄ0＝Ｌｃ0となっている
が、本発明はこのような場合に限定されないことは言う
までもない。

【００３５】また、上記の例では、吸引力Ｆ１，Ｆ２の
調整を、センタリング部材２４の貫通孔の開口径Ｄcent
erを調整することにより行なったが、マグネット９とセ
ンタリング部材２４及び金属プレート３との距離Ｌｃ，
Ｌｄを調整することにより行なっても良い。

【００３６】更に、上記の例ではセンタリング部材２４
は、全体が磁性材料から構成されていた。センタリング
部材２４の全部を磁性材料で構成することにより、マグ
ネット９はいずれも磁性材料である金属プレート３とセ
ンタリング部材２４とでほぼ覆われることになり、光磁
気ディスク装置では大切なディスク表面近傍での漏れ磁
界の量を極めて少なくすることができる。なお、漏れ磁
界による影響を考慮しなくても良い光ディスク（例えば
相変化型光ディスク）では、センタリング部材２４のう
ち、マグネット９と対向する面の近傍部分のみ磁性材料
の板金とし、テーパ面を含む他の部分を樹脂のインサー
ト成形で一体に構成しても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、センタリング部材にも
マグネットの吸引力を作用させているので、センタリン
グ部材を付勢するために従来使用していたコイルばねが
不要である。従って、ターンテーブル部を薄型にでき
る。その結果、光ディスク保持装置を備えたポータブル
ディスクシステムの薄型化に大きく貢献する。また、従
来のセンタリング部材を付勢するコイルばねが不要であ
るので、部品点数と組立工数が削減でき、低コスト化に
寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク保持装置の一実施形態を示
す横断面図である。

【図２】図１に示した光ディスク保持装置のセンタリン
グ部材近傍の状態を示した拡大断面図であって、図２
（Ａ）はディスク無し時、図２（Ｂ）はディスクチャッ
キング時の状態をそれぞれ示す。

【図３】マグネットとディスクの金属プレート及びセン
タリング部材との距離と吸引力の関係を示す図である。

【図４】従来の光ディスク保持装置の一例を示す横断面
図である。

【符号の説明】

１・・・光ディスク ２・・・センター穴 ３・・・金属プレート（磁性材からなる板材） ４・・・ディスク回転駆動装置 ５・・・スピンドルモーター ６・・・駆動軸 ９・・・マグネット ２０・・ターンテーブル ２０ａ・当接面 ２２・・マグネット保持部材 ２４・・センタリング部材（芯出し部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センター孔と、前記センター孔を一方の
   面から覆う磁性材料からなる板材とを備えたディスクの
   他方の面に当接する円環状の当接面を有し、前記ディス
   クを高さ方向に位置決めするとともに、前記ディスクを
   回転させる、駆動部の回転軸に剛体結合されたターンテ
   ーブルと、 前記回転軸の先端に剛体結合されたマグネットと、 略円環状で、前記ターンテーブルの当接面の内周側に前
   記回転軸と同軸に、かつ、前記回転軸方向においては前
   記ターンテーブルと前記マグネットとの間で移動可能に
   配置され、前記ディスクのセンター孔の端部が当接して
   前記ディスクを半径方向に位置決めするテーパ面を前記
   マグネット側の外周面に有するセンタリング部材と、 を備え、 前記センタリング部材の少なくとも前記マグネットと対
   向する部分は磁性材料からなり、 前記マグネットが前記ディスクの板材に及ぼす吸引力Ｆ
   １と、前記マグネットが前記センタリング部材に及ぼす
   吸引力Ｆ２とが、前記ディスクが前記センタリング部材
   の前記テーパ面に当接しているとき、Ｆ１＞Ｆ２を満足
   することを特徴とする光ディスク保持装置。
2. 【請求項２】 前記ディスクが前記ターンテーブルの当
   接面に当接したとき、［Ｆ１−Ｆ２］の力によって前記
   テーパ面が前記ディスクに作用する半径方向の力が、前
   記ディスクと前記ターンテーブルの当接面との間の摩擦
   力より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光ディ
   スク保持装置。
3. 【請求項３】 前記センタリング部材全体が磁性材料か
   らなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディ
   スク保持装置。