JP2006155845A - ディスク駆動装置およびディスクカートリッジならびにカートリッジ収納体 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルな記録ディスクを空気力学的に安定化させて、高速に記録／再生することを、簡素化された構成にて可能にする。
【解決手段】ディスクカートリッジ２のカートリッジケース３において、光ディスク１の上面と下面とを覆う長さに差をつけ、カートリッジケース３の下側３ａが上側３ｂよりも長くしている。このため、カートリッジケース３の下側３ａが下方へ移動すると、カートリッジケース３の下側３ａが外側に向って凸になるように反り、ディスクカートリッジ２全体としては下側内部が大きく広がる空間Ｓができる。したがって、記録／再生時に、カートリッジケース３の上側３ｂは光ディスク１から離れて平らな水平状態にあり、回転する光ディスク１とカートリッジケース３の下面３ａとが摺動しないようなクリアランスを形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録および／または再生が行われる可撓性を有するシート状の光学的情報記録媒体である記録ディスクを、回転駆動するためのディスク駆動装置、およびこの光ディスクを収納するディスクカートリッジ、ならびにこのディスクカートリッジが複数収納されるカートリッジ収納体に関するものである。

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のための手法のうち、基本的な方法は記録／再生のための光ビームの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ビームの波長を短く、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。光ビームの波長については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。

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。しかし、対物レンズのＮＡを大きくすること、および光ビームの波長を短くすることは、光ビーム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。

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、光ディスクの面振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。

短波長，高ＮＡの大容量光ディスクとして、例えば非特許文献１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。

また、例えば特許文献１，特許文献２に記載されているように、平面を有する安定化板の上方で可撓性を有する光ディスクを回転させて、光ディスクにおける面振れを安定化させる方法が知られている。

それに対して、本発明者らは、特許文献３，特許文献４にて、フレキシブル性を有する記録ディスクを回転させ、離散配置された安定化部材をピックアップと反対側に配置することにより、良好なディスク面振れ特性を得ること、および記録／再生面側における摺動傷の回避を両立することができるようにした駆動装置を提案した。

特に特許文献４では、補助安定化部材と、ピックアップ位置の主安定化部材とを二等辺三角形を形成するように配置することによって、より高い面振れ安定性を得ることができた。
特開平７−１０５６５７号公報 特開平１０−３０８０５９号公報 特開２００３−１１５１０８号公報 特開２００４−２５３１１２号公報 Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ（ｖｏｌ.２０ Ｎｏ.２），１８３ページ

フレキシブル性を有する光ディスクにおいては、いわゆる表面記録型ディスクとなり、ディスク表面の傷あるいは汚れが信号のエラーにつながりやすい。そこで光ディスクをカートリッジに収納して用いることが必須となる。しかし、特許文献４に記載されたような配置の空気安定化機構を用いる場合、ディスクは多少湾曲させて回転する。この場合、ディスクが薄いのにもかかわらず、ディスクカートリッジは、回転時の湾曲を見込んだ厚さで形成する必要があり、カートリッジ厚さが大きくなる。また厚さを保持するために、ディスクディスクカートリッジには、ある程度の剛性が必要になる。

他の案として、ディスクをカートリッジから完全に取り出して記録／再生することも考えられるが、表面記録型ディスクを接触しながらのハンドリングは、ディスクに対して傷や汚れを付ける危険があって難しい。

本発明の目的は、フレキシブルな記録ディスクを空気力学的に安定化させて、高速に記録／再生することを、簡素化された構成にて可能にしたディスク駆動装置およびディスクカートリッジならびにカートリッジ収納体を提供することにある。

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記録ディスクを回転させる回転駆動手段と、前記記録ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも前記記録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ディスク回転軸方向の面振れを、空気力学的な空気流の圧力差を発生させることにより安定化させる安定化手段とを備え、可撓性を有するディスクカートリッジに収納された前記記録ディスクが用いるディスク駆動装置であって、前記記録ディスクが収納された状態で前記ディスクカートリッジを変形させ、該記録ディスクに対して前記安定化手段を作用させる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記録ディスクが記録／再生時、および非使用時において常にディスクカートリッジに収納された状態になるため、ハンドリングに際して傷や汚れを付けてしまうことを防ぐことができ、しかも、支障なく記録ディスクを空気力学的に安定化させて、高速に記録／再生することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のディスク駆動装置において、ディスクカートリッジに収納された状態で記録ディスクが湾曲可能であることを特徴とし、この構成によって、記録／再生時に記録ディスクが空気力学的な空気流の圧力差を受けて湾曲することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載のディスク駆動装置にて用いられるディスクカートリッジであって、可撓性を有するシート状の記録ディスクを、前記記録ディスクと略同程度の可撓性を有するカートリッジケースに収納したことを特徴とし、この構成によって、記録ディスクとカートリッジケースとが空気力学的力を受けてフレキシブルであるため、ディスク駆動装置における記録／再生時の記録ディスクに対する空気力学的な変形を生じさせ易くなる。

請求項４に記載の発明は、複数枚の請求項３記載のディスクカートリッジを、比較的低剛性を有するカートリッジ収納本体に収納し、このカートリッジ収納本体から前記ディスクカートリッジを１枚ずつ取り出し可能にしたことを特徴とし、この構成によって、薄く可撓性を有する記録ディスクを複数積載して１つのカートリッジ収納本体に収納しても、収納本体の全体としては、さほど厚くならず記録容量が大きいものにすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４記載のカートリッジ収納体において、カートリッジ収納本体に収納される各ディスクカートリッジの外側面に、隣接するディスクカートリッジが互いに滑りやすいように加工を施したことを特徴とし、この構成によって、薄く可撓性を有するディスクカートリッジの収納，取り出しを円滑，容易にすることができる。

本発明によれば、シート状でフレキシブルな記録ディスクを、安全なハンドリンクで、簡便な構成のカートリッジと駆動機構により、空気安定化して高速に記録／再生することが実現する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るディスクカートリッジの実施形態を説明するための平面状態の斜視図、図２は本実施形態のディスクカートリッジの側面図であり、１は、中央孔１ａが設けられ、シート状で可撓性を有する記録ディスクである光ディスク、２は、光ディスク１と略同程度の可撓性を有し、２つ折状態になって内部に光ディスク１が収納されているディスクカートリッジであって、ディスクカートリッジ２には、後述するスピンドルモータのチャッキングなどが挿入可能に形成された通孔２ａ−１（図１では上側），２ａ−２（図１では下側）、および光ディスク１の記録／再生面をベルヌーイの原理による空気力学的作用力にて安定化させる主安定化部材および光ピックアップの移動領域に対向させて形成された長孔２ｂ、および副安定化部材の設置位置に対向させて形成された孔２ｃを備えている。

図２に示すように、ディスクカートリッジ２のカートリッジケース３は、光ディスク１の上面と下面とを覆う長さが異なっており、下側３ａが上側３ｂよりも長くなっている。このため、図３に示すように、カートリッジケース３の下側３ａが下方へ移動すると、カートリッジケース３の下側３ａが外側に向って凸になるように反る。このため、ディスクカートリッジ２全体としては下側内部が大きく広がり空間Ｓができることになる。

本実施形態の光ディスクとディスクカートリッジの材質などについて具体的に説明すると、光ディスク１は、直径１２０ｍｍ，厚さ０.１ｍｍのポリカーボネート製フレキシブルディスクの基板上に対して、凹凸の情報ピットを熱エンボス方法にて形成し、その後、銀合金の反射膜を形成して、紫外線硬化樹脂で保護膜を形成してディスクとなしたものである。

そして、前記光ディスク１を、本例では厚さ０.２ｍｍのポリスチレンで作ったカートリッジケース３に入れた。カートリッジケース３は、上側３ｂが一辺１２５ｍｍの正方形であり、下側３ｂが１２５ｍｍの辺と１３５ｍｍの辺とを持つ長方形とした。

なお、図４に示すように、カートリッジケース３の上下側３ａ，３ｂであるポリスチレンシートには、直径１２１ｍｍの円形ザグリを０.１ｍｍ深さで入れてある。したがって、上下側３ａ，３ｂ共に深さ０.１ｍｍ凹んでいるため、ディスクカートリッジ２全体としては０.２ｍｍ厚さの空間５が形成されていることになる。この空間５に光ディスク１が収納される。

カートリッジケース３の上下側３ａ，３ｂには、前記通孔２ａ−１，−２と前記長孔２ｂとがそれぞれ形成され、下側３ａには光ディスク１に対して空気力学的力を作用させる副安定化部材の設置位置に対向して孔２ｃが形成されている。

図５は本発明に係るディスク駆動装置の実施形態における概略構成を説明するための平面状態（非動作時）の斜視図であり、１１，１１はディスクカートリッジ３を装置内に引き込むため一対のガイドレール、１２は装置内に設置されているスピンドルモータ、１３はスピンドルモータ１２の上部に設けられて光ディスク１を保持するチャッキング部、１４は主安定化部材、１５，１５は副安定化部材である。

図６は本発明に係るディスク駆動装置の実施形態における動作を説明するための平面状態の斜視図であり、ディスクカートリッジ２は、一対のガイドレール１１，１１を図示しないローラなどによって駆動され、図５の状態から図６の駆動装置の奥側におけるローディング位置に移動されて、チャッキング部１３にてチャッキングされる。

図７はディスクカートリッジのローディング前の状態を示しており、スピンドルモータ１２のチャッキング部１３に対向して光ディスク１の中央部を挟持するクランパ１６が下方へ移動する。図８はローディングされて記録／再生の位置に移動した後の状態を示している。

クランパ１６の下降により光ディスク１を押下すると、光ディスク１の外周部は副安定化部材１５，１５と接触して上方に押されるようになり、カートリッジケース３の下側３ａと光ディスク１との中央部が下方に凸状に反る。この状態でディスクカートリッジ２の周辺部分が後述するようにロックされる。このロックの後、スピンドルモータ１２のチャッキング部１３が多少上昇する。これによって回転する光ディスク１とカートリッジケース３の下面３ａとが摺動しないようなクリアランスが形成されることになる。このときカートリッジケース３の上側３ｂは光ディスク１から離れて平らな水平状態にある。

この後、スピンドルモータ１２を始動させて、光ディスク１を回転駆動させ、主安定化部材１４および光ピックアップ（図示せず）を光ディスク１の両面からそれぞれ近接させ、光ピックアップによる記録／再生部位におけるディスク面振れを、主安定化部材１４によるベルヌーイの効果の空気力学的な作用、ならびに主安定化部材１４を基準として略二等辺三角形配置になっている副安定化部材１５，１５による空気力学的な作用によって安定化させる。

本実施形態の光ディスクに対する記録／再生について、図９〜図１１を参照して具体的に説明する。図９〜図１１において、（ａ）は動作時の側面図、（ｂ）は（ａ）に示す状態の斜視図である。

本駆動装置に、ディスクカートリッジ２を前記のようにローディングすると、スピンドルモータ１２のチャッキング部１３が光ディスク１をチャックし、クランパ１６の下降と共に下に約３.５ｍｍ移動する。このとき、図９（ａ），（ｂ）に示すように、カートリッジケース３の上側３ｂは平らな状態であり、カートリッジケース３の下側３ａの通孔２ａの周辺部が駆動装置の爪部材１７によってロックされる。この後、チャッキング部１３を約１ｍｍ上に戻すことにより、図１０（ａ），（ｂ）に示すような記録／再生待機状態になる。

本例では、光ピックアップにおいて、光源として４０５ｎｍレーザとＮＡ０.９の対物レンズを用いた。

記録／再生時、光ディスク１を５２００ｒｐｍで回転させ、光ピックアップにてフォーカスおよびトラッキングサーボをかけた。光ディスク１は、光ピックアップとの対向位置で１０μｍ未満の面振れとなり、サーボは安定してかけることができた。デフォーカス量も±０.２μｍ未満であった。このため、光ディスク１にエンボスされた位相ピットによるランダム信号を安定して再生することができた。

図１２は本発明に係るカートリッジ収納体を示す斜視図であり、前記のような構成のディスクカートリッジ２を、該ディスクカートリッジ２のカートリッジケース３の材質よりも剛性の多少高い材料からなるカートリッジ収納本体２０に複数枚収納している。カートリッジ収納本体２０は、一側２０ａが開放されて、ディスクカートリッジ２を１枚ずつ取り出すことが可能になっており、薄く可撓性を有する光ディスク１が収納されたディスクカートリッジ２を複数積載して１つのカートリッジ収納本体２０に収納しても、カートリッジ収納本体２０の全体としてはさほど厚くならず、しかも全体として記録容量が大きいものにすることができる。

個々のディスクカートリッジ２は、各ディスクカートリッジ２ごとに異なる位置に、しおり部２１が設けられており、ディスク移動手段である移動用ローラ２２などにより、このしおり部２１を選択して摘み、ユーザにより指定された順番でディスクカートリッジ２をカートリッジ収納本体２０から引き出したり、収納したりすることができる。

すなわち、１つの光ディスクに対する記録／再生処理が終了し、他の光ディスクをローディングするときは、光ピックアップを上方へ退避させた後、スピンドルモータ１２を停止させる。そして、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、クランパ１６を上方に２.５ｍｍ移動させ、カートリッジケース３の下側３ａをつかんでいた駆動装置の爪部材１７を外側に移動させて、カートリッジケース３から外す。

これにより、図８に示す状態から図７に示す状態に戻り、さらにチャッキング部１３が外され、ディスク選択機能を備えた移動用ローラ２２などによってディスクカートリッジ３は、ガイドレール１１，１１に案内されてカートリッジ収納本体２０へ戻される。その後、他のカートリッジケース３をローラによりカートリッジ収納本体２０から引き出す。そして前記と同様に駆動装置内の所定のローディング位置へ移動させる。この操作を繰り返すことで複数の光ディスク１に対するローディングが行われる。

なお、光ディスク１に対するチャッキング部１３とクランパ１６のチャッキングは、本例では、チャッキング部１３とクランパ１６に磁石などを具備させて、それらの磁気力による吸着作用を利用する構造にし、光ディスク１の両側を挟むようにしている。

また、前記ディスクカートリッジ２のカートリッジケース３の外面に半径５０μｍ程度の突起加工を施すことにより、ディスクカートリッジ２と移動用ローラ２２との摩擦力を向上させたり、ディスクカートリッジ２相互間の貼り付き現象の発生を防ぎ、ディスクカートリッジ２相互の摩擦力を小さくしたりすることができて、ディスク交換などのための搬送，移動を容易にすることができる。

本実施形態において、フレキシブルな光ディスク１に対してディスクカートリッジ２と駆動装置一体となって副安定化部材が形成されることになる。ローディング時のスピンドルモータ１２のチャッキング部１３とクランパ１６の上下動により、ディスクカートリッジ２の位置と形状は、駆動装置の受け側形状によって所定のものに定まる。そして、光ディスク１はディスクカートリッジ２内で湾曲して回転することにより、ディスク面振れの安定化に必要なディスクとカートリッジ内面との距離、また副安定化部材１５の突き出し量，角度が決まる。これにより、二等辺三角形配置構造のスタビライザ（安定化部材）によって、ディスクを低面振れ状態において用いることができる。

本発明は、各種光学的情報記録／再生方式のシート状でかつフレキシブルな記録ディスクを用いる記録／再生装置に適用され、特にディスクに対する安全なハンドリンク、および高速に記録／再生することが可能で、簡便な構成が要求されるディスク駆動装置、およびディスクカートリッジ，カートリッジ収納体に実施して有効である。

本発明に係るディスクカートリッジの実施形態を説明するための平面状態の斜視図 本実施形態のディスクカートリッジの側面図 本実施形態のカートリッジケースの下側が下方へ移動した状態を示す斜視図 本実施形態のカートリッジケースの変形例を示す斜視図 本発明に係るディスク駆動装置の実施形態における概略構成を説明するための平面状態（非動作時）の斜視図 本発明に係るディスク駆動装置の実施形態における動作を説明するための平面状態の斜視図 本実施形態のディスク駆動装置におけるディスクカートリッジのローディング前の状態を示す側面図 本実施形態のディスク駆動装置においてディスクカートリッジがローディングされて記録／再生の位置に移動した後の状態を示す側面図 本実施形態におけるディスクカートリッジのローディング時の動作を説明するための側面図 図９（ａ）に示す状態の斜視図 本実施形態におけるディスクカートリッジのローディング時の動作を説明するための側面図 図１０（ａ）に示す状態の斜視図 本実施形態におけるディスクカートリッジのアンローディング時の動作を説明するための側面図 図１１（ａ）に示す状態の斜視図 本発明に係るカートリッジ収納体を示す斜視図

符号の説明

１ 光ディスク
２ ディスクカートリッジ
２ａ 通孔
２ｂ 長孔
２ｃ 孔
３ カートリッジケース
３ａ カートリッジケースの下側
３ｂ カートリッジケースの上側
１１，１１ ガイドレール
１２ スピンドルモータ
１３ チャッキング部
１４ 主安定化部材
１５，１５ 副安定化部材
１６ クランパ
１７ 爪部材
２０ カートリッジ収納本体
２１ しおり部
２２ ローラ部材

Claims (5)

1. 可撓性を有するシート状の記録ディスクを回転させる回転駆動手段と、前記記録ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも前記記録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ディスク回転軸方向の面振れを、空気力学的な空気流の圧力差を発生させることにより安定化させる安定化手段とを備え、可撓性を有するディスクカートリッジに収納された前記記録ディスクを用いるディスク駆動装置であって、前記記録ディスクが収納された状態で前記ディスクカートリッジを変形させ、該記録ディスクに対して前記安定化手段を作用させる手段を備えたことを特徴とするディスク駆動装置。
2. 前記ディスクカートリッジに収納された状態で前記記録ディスクが湾曲可能であることを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置。
3. 請求項１または２記載のディスク駆動装置にて用いられるディスクカートリッジであって、可撓性を有するシート状の記録ディスクを、前記記録ディスクと略同程度の可撓性を有するカートリッジケースに収納したことを特徴とするディスクカートリッジ。
4. 複数枚の請求項３記載のディスクカートリッジを、比較的低剛性を有するカートリッジ収納本体に収納し、このカートリッジ収納本体から前記ディスクカートリッジを１枚ずつ取り出し可能にしたことを特徴とするカートリッジ収納体。
5. 前記カートリッジ収納本体に収納される各ディスクカートリッジの外側面に、隣接するディスクカートリッジが互いに滑りやすいように加工を施したことを特徴とする請求項４記載のカートリッジ収納体。

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