JP2007280494A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターンテーブルを用いることなく光ディスクを確実に保持する。
【解決手段】光ディスク装置は、光ディスク１４の中心部を保持するクランパ２１と、一対のローラ５４、５６を有するローラクランパ５２を備える。一対のローラ５４、５６はローラシャフト５８にボールベアリング６０で回転自在に軸支され、光ディスク１４の回転とともに従動的に回転する。一対のローラ５４、５６を光ディスク１４のレーベル面に当接し、さらに押圧することで光ディスク１４を断面形状が傘状となるように変形させて保持する。光ピックアップ１２の光軸は変形保持された光ディスク１４の面法線に一致するように傾きが調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は光ディスク装置、特に光ディスクを回転自在に支持する構造に関する。

従来より、光ディスクの振動を極力抑え、高品質でのデータの記録或いは再生を可能とする光ディスク装置の回転支持機構が提案されている。

以下、下記に示す特許文献に記載されたターンテーブル構造について説明する。

図５に、従来の光ディスク装置１０の構成を示す。情報記録媒体である光ディスク１４は、例えば、情報の記録あるいは再生が可能なＣＤやＤＶＤ等であり、光ディスク装置１０のハウジング（不図示）の内外を出入りするディスクトレー１６の収納位置１６ａに載置された状態で、光ピックアップ１２の動作領域に搬送される。光ピックアップ１２は、ハウジングに固定された基台１８上に載置されたピックアップベース２０に支持され、動作領域に搬送されてきた光ディスク１４の半径方向に移動しながら、情報の記録または再生を行う。情報の再生は、光ピックアップ１２内のレーザダイオード（ＬＤ）を駆動して再生パワーのレーザ光を光ディスク１４に向けて照射し、その反射光を光ピックアップ１２内のフォトディテクタで受光し、電気信号に変換して行われる。情報の記録は、記録すべきデータで変調した記録パワーのレーザ光を光ディスク１４に照射し、光ディスク１４の記録膜にピットを形成し、あるいは結晶状態を変化させて行われる。

光ディスク１４は、光ピックアップ１２の動作領域において、高速で回転することにより情報の記録／再生が行われる。このため、高速回転するターンテーブル上に固定される必要があり、アーチ型のブラケット２２に回転自在にターンテーブル２４が下向きに軸支される。光ディスク１４から見ると、ターンテーブル２４は上側に配置される。ブラケット２２の上にはモータが固定され、ターンテーブル２４を安定的に高速回転させる。

一方、基台１８上には、光ディスク１４をターンテーブル２４の底面側に押圧固定するクランパ２６を昇降させるための昇降機構２８が配置される。クランパ２６は、ピックアップベース２０を貫通するシャフト２６ａにより支持され、ピックアップベース２０の挙動とは全く分離した状態で昇降動作を行い、ディスクトレー１６により搬送されてきた光ディスク１４をターンテーブル２４に固定する。

クランパ２６の上面とターンテーブル２４の裏面中央部には、例えばマグネットがそれぞれ配置され、光ディスク１４は一対のマグネットにより強固に挟持され、安定した高速回転ができる。高速回転するターンテーブル２４は、光ピックアップ１２が支持されているピックアップベース２０と実質的に分離されているので、ターンテーブル２４を回転させるモータ等の振動が光ピックアップ１２に直接伝達されることはなく、ターンテーブル２４の回転が光ピックアップ１２の検出ノイズになることを防止できる。

光ピックアップ１２は、光ディスク１４の半径方向にシークしながら情報の記録／再生を行うため、ピックアップベース２０上で、例えば、ガイドバー（あるいはガイドレール）３０（１本のみ図示しているが、互いに平行する一対２本のガイドバーが好適である）に沿って、ラックピニオン機構等の駆動機構により移動する。この時、光ピックアップ１２の光軸は、ターンテーブル２４に支持され回転する光ディスク１４の面法線と一致するように配置されなければならない。この光軸と面法線が一致しない場合、記録／再生時の時間軸方向の変動成分（ジッタ）の原因となり、光ディスク装置１０の性能低下の原因になる。

ところが、光ピックアップ１２はガイドバー３０やピックアップベース２０に機械的に係合している。そのため、各部品の加工精度や組み立て精度により、前記光軸と法線が傾いてしまう。また、光ディスク１４自体が反っていたり、光ピックアップ１２自身の光軸の傾き等がある。このような様々な要因により、個々の光ディスク装置１０で光軸と法線が一致しないことが多いため、光ディスク装置１０は、組み立て後、または組み立て途中で、個体毎に光軸と法線の調整が必要になる。この場合、光軸と法線の両者間の傾きは、光ディスク半径方向の傾きと、光ディスク接線方向の傾き及びその合成方向の傾きとなる。本実施形態においては、これらの傾きを補正し光軸と法線を容易に一致させるために、可撓性の板状部材と一対の調整部材を設けている。この時、一対の調整部材３４の調整のみで、傾き補正を実現している。具体的には、可撓性の板状部材として、板状のバネ部材３２でピックアップベース２０の一端を支持し、他端を一対の調整部材としてネジ部材３４で基台１８に対して垂直方向に移動可能に固定している。一対のネジ部材３４のいずれか一方を回すか、両者を互いに逆方向に回すことで、ピックアップベース２０は板バネ部材３２の捻れにより図中矢印Ａ方向（光ピックアップ１２の移動方向に直向する光ディスク接線方向あるいはタンジェンシャル方向）に傾き、光軸が調整される。一対のネジ部材３４を同じ方向に同じ量だけ回せば、ピックアップベース２０は板バネ部材３２の撓みにより図中矢印Ｂ方向（光ピックアップ１２の移動方向に平行な光ディスク半径方向あるいはラジアル方向）に傾き、光軸が調整される。

また、ターンテーブル２４の下面、すなわち光ディスク１４のレーベル面を支持する面は平坦面であるが、平坦面の所定位置に環状の突起が形成される。この環状突起は、光ディスク１４が上動するクランパ２６によりターンテーブル２４の下面に押圧されたときにその外縁部が当接する位置に形成される。光ディスク１４には、大きさの異なる複数種類の光ディスク１４（例えば１２ｃｍ光ディスクと８ｃｍ光ディスク）が存在するため、環状突起も光ディスク１４の種類毎に形成される。すなわち、１２ｃｍ光ディスクの外縁が当接する位置、及び８ｃｍ光ディスクの外縁が当接する位置にそれぞれ形成される。

１２ｃｍ光ディスクを例にとると、光ディスク１４は上動するクランパ２６によりターンテーブル２４の下面に押圧される。光ディスク１４の中央部及び内周部はターンテーブル２４の下面に当接し、光ディスク１４の外縁部は環状突起に当接する。したがって、光ディスク１４は、断面形状が傘状の凹面形状となってターンテーブル２４に押圧され、ターンテーブル２４の回転によりこの形状を維持したまま回転する。

図６に、１２ｃｍ光ディスク１４をディスクトレー１６の収納位置１６ａに収納し、上動クランパ２６で光ディスク１４をターンテーブル２４の下面に押圧したときの状態を示す。１２ｃｍ光ディスク１４のレーベル面の外縁は第１の環状突起２４ａに当接し、光ディスク１４の中央部はターンテーブル２４の下面中央に当接する。この結果、光ディスク１４は断面形状傘状に矯正され、個々の光ディスク１４で異なる反りが矯正される。図では光ディスク１４の断面形状は傘状となっているが、第１の環状突起２４ａの高さはわずか（０．３ｍｍ）であり、説明の都合上、強調して図示されている。なお、第２の環状突起２４ｂは、上記のとおり８ｃｍ光ディスクの外縁が当接する位置に形成される。

特開２００５−１１６１０８号公報

このように、光ディスク１４のほぼ全面を上側のターンテーブル２４に押圧することで光ディスク１４を矯正変形させ、高速駆動時の振動を抑制することが可能であるが、光ディスク１４によっては高温高湿環境下において光ディスク１４がターンテーブル２４の下面に張り付いてしまい、上動クランパ２６を解除しても光ディスク１４が自重でターンテーブル２４から剥離せず、ディスクトレー１６に落下せずに光ディスク１４を排出できない場合があった。特に、最近ではレーベル面に全面印刷を施した光ディスク１４等が存在し、このような光ディスク１４はターンテーブル２４の下面に張り付く傾向が強く、排出できない問題が生じる。また、ターンテーブル２４の加工に高い精度が要求されるため、コストが増加してしまう問題がある。さらに、ＣＤとＤＶＤを貼り合わせたハイブリッド光ディスクでは通常の光ディスクと厚さが異なるため、ハイブリッド光ディスクの記録再生を行うための構造が複雑化し、ひいてはコストが増加してしまう問題もある。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光ディスクをターンテーブルの下面から容易に剥離し、これにより光ディスクの排出を容易化することができるとともにコストを低減することができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクのレーベル面側に配置され、前記光ディスクの回転方向に沿って回転自在に軸支されたローラと、前記光ディスクの中心部を保持するクランパとを有し、前記ローラを前記光ディスクのレーベル面に当接し前記光ディスクのデータ面側に押圧することで前記光ディスクを変形保持することを特徴とする。ローラは、前記光ディスクの２つの異なる半径位置にそれぞれ配置された第１ローラ及び第２ローラを含む複数ローラ構成としてもよい。

本発明において、ローラは、光ピックアップの対物レンズの軌道を前記光ディスク面に投影して得られる軌道線上に配置されることが好適である。また、本発明において、前記第１ローラ及び前記第２ローラを結合するローラシャフトと、光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移動自在に支持するガイドバーとを有し、前記ローラシャフトの延在方向と前記ガイドバーの延在方向は互いに平行であることが好適である。

本発明によれば、光ディスクのレーベル面を支持するターンテーブルを用いることなくローラによる当接で光ディスクを変形保持できるので、光ディスクの張り付きを防止できるとともにコスト低減を図ることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態における光ディスク装置の側面図を示す。光ディスク装置は、光ディスク１４の中心部をレーベル面側から保持するクランパ２１、光ディスク１４のデータ面側に配置され、光ディスク１４を回転駆動するスピンドルモータ５０、光ディスク１４のデータ面側に配置され、光ディスク１４にレーザ光を照射してデータを記録しあるいは記録済みのデータを再生する光ピックアップ１２、及び光ディスク１４のレーベル面側に配置されるローラクランパ５２を有する。

ローラクランパ５２は、光ディスク１４の半径方向であって異なる半径位置に配置された一対のローラ５４、５６を含む。ローラ５４及びローラ５６は光ディスク１４の半径方向に延在するローラシャフト５８で結合される。ローラ５４、５６は同一径であり、それぞれローラシャフト５８にボールベアリング６０で回転自在に軸支される。ローラ５４、５６は、光ディスク１４の回転方向に沿って従動的に回転する。ボールベアリング６０は好適にはセラミックベアリングであり、これによりローラ５４、５６回転時の音を抑制できる。ローラ５４、５６の半径位置は任意であり、光ディスク１４が１２ｃｍ光ディスクの場合、例えば内周側のローラ５４は４０ｍｍの位置、外周側のローラ５６は６０ｍｍの位置に配置される。ローラクランパ５２は図中矢印８０方向に移動自在に光ディスク装置の筐体に設けられ、光ディスク１４のクランプ時には光ディスク１４の方向に移動して一対のローラ５４、５６を光ディスク１４のレーベル面に当接しさらに光ディスク１４を押圧する。光ディスク１４の中央部はクランパ２１及びスピンドルモータ５０でクランプされており、ローラクランパ５２の押圧により、光ディスク１４は図示するように断面形状が傘状となるように変形する。ローラクランパ５２の押圧による光ディスク１４の変形は、図６に示すクランパ２６の圧着による光ディスク１４の変形に対応する。光ディスク１４がスピンドルモータ５０により回転駆動されると、一対のローラ５４、５６は光ディスク１４のレーベル面に当接しつつ従動的に回転し、光ディスク１４の変形状態を維持する。

本実施形態のローラクランパ５２は、図５におけるターンテーブル２４と同様に光ディスク１４の反りを矯正して高速回転時の振動を抑制する。しかも、ローラクランパ５２はターンテーブル２４と異なり、光ディスク１４のレーベル面全体に当接するのではなく、一対のローラ５４、５６の部分でのみ光ディスク１４のレーベル面に当接する。したがって、光ディスク１４の張り付きがない。さらに、ターンテーブル２４に要求される加工精度も必要でなく、コスト低減を図ることもできる。

一対のローラ５４、５６はそれぞれのボールベアリング６０で軸支されており、それぞれ異なる回転速度で回転可能である。

また、図示のように光ディスク１４の側面から見た場合、ローラ５４、５６を結合するローラシャフト５８の延在方向と光ピックアップ１２のガイドバー３０は互いに平行であり、それぞれ断面形状が傘形状となるように変形保持された光ディスク１４の面に平行に配置される。すなわち、ローラシャフト５８の延在方向に一致する中心線ａと、光ピックアップ１２を光ディスク１４の半径方向に移動自在に支持するガイドバー３０の延在方向に一致する中心線ｂとは互いに平行であり、中心線ａ及びｂはともに光ディスク１４の面に平行である。また、中心線ａ及び中心線ｂは、断面形状が傘状に変形保持された光ディスク１４の面法線に垂直となるように配置される。このような位置関係とするために、光ディスク装置は図５と同様の可撓性の板状部材及び一対の調整部材を設けている。すなわち、可撓性の板状部材として、板状のバネ部材３２でピックアップベース２０の一端を支持し、他端を一対の調整部材としてネジ部材３４で基台１８に対して垂直方向に移動可能に固定している。一対のネジ部材３４のいずれか一方を回すか、両者を互いに逆方向に回すことで、ピックアップベース２０は板バネ部材３２の捻れにより図５の図中矢印Ａ方向（光ピックアップ１２の移動方向に直向する光ディスク接線方向あるいはタンジェンシャル方向）に傾き、光軸が調整される。一対のネジ部材３４を同じ方向に同じ量だけ回せば、ピックアップベース２０は板バネ部材３２の撓みにより図５の図中矢印Ｂ方向（光ピックアップ１２の移動方向に平行な光ディスク半径方向あるいはラジアル方向）に傾き、光軸が調整される。光ディスク１４の面とガイドバー３０の中心線ｂとが平行になるように一対のネジ部材３４を同じ方向に同じ量だけ回すことで図１の位置関係が実現する。板バネ部材３２の撓み量をローラクランパ５２の光ディスク１４のレーベル面側への移動量に連動させて調整することで、ローラクランパ５２と光ピックアップ１２のガイドバー３０とを連動させて動かすこともでき、ローラクランパ５２とガイドバー３０との平行関係を維持できる。具体的な調整方法としては、予めネジ部材３４の締結量を調整して板バネ部材３２を撓ませて、光ディスク１４が断面形状傘状に変形されたときに光ディスク１４の面法線が光軸に一致するように調整しておく。そして、光ディスク１４をスピンドルモータ５０に挿入し、クランパ２１で中央部をクランプした後、ローラクランパ５２の昇降機構を作動させてローラクランパ５２を光ディスク１４のレーベル面に当接させ、さらに押圧して光ディスク１４を所定量だけ変形させる。

ローラクランパ５２は矢印８０の方向に移動自在に筐体に設けられているため、光ディスク１４の厚さの変動にもローラクランパ５２を矢印８０方向に移動することで容易に対応可能である。例えば、光ディスク１４はハイブリッド光ディスクである場合にも、ローラクランパ５２の移動量を調整することで光ピックアップ１２と光ディスク１４のデータ面との距離を所望の距離に調整できる。

図２に、本実施形態における光ディスク装置の平面図を示す。一対のガイドバー３０は光ディスク１４の半径方向に延在し、光ピックアップ１４を半径方向に移動自在に支持する。光ピックアップ１２は、シーク動作時においてガイドバー３０に沿ってラックピニオン機構により半径方向に駆動される。光ピックアップ１２は対物レンズ１２ａを有し、対物レンズ１２ａで集光されたレーザ光が光ディスク１４のデータ面に照射される。ローラクランパ５２は光ディスク１４のレーベル面側、光ピックアップ１２及びガイドバー３０は光ディスク１４のデータ面側に配置されるが、ローラクランパ５２を構成する一対のローラ５４、５６は、ガイドバー３０で規定される光ピックアップ１２の対物レンズの移動軌道ｃに沿って配置される。より特定的には、光ピックアップ１２をシークして得られる対物レンズ１２ａの軌道ｃを光ディスク１４の面に投影し、投影して得られた軌道線上に位置するようにローラ５４、５６を配置する。光ディスク１４の上面から見た場合、ローラ５４とローラ５６とを結ぶ直線、つまりローラシャフト５８の延在方向あるいは中心線ａは軌道ｃに一致する。このように配置することで、光ディスク１４のうちローラクランパ５２で変形保持されている部分に対物レンズ１２ａが位置することになり、一対のローラ５４、５６によるクランプ効果を高めることができる。

本実施形態においては、一対のローラ５４、５６を用いているが、ローラ５４、５６に加え、さらに第３のローラをローラ５４、５６の間に設けてもよい。また、一対のローラ５４、５６の代わりに単一のローラとしてもよい。すなわち、ローラクランパ５２は、単一のローラ、あるいは２個以上のローラで構成できる。また、ローラ５４、５６の径を小さくすることでローラクランパ５２の高さ方向の寸法を抑制することができるが、径を小さくするとローラ５４、５６の回転速度が増大して回転音が発生する。上記のようにセラミックスベアリングを用いることで音の発生を抑制できる。

また、ローラクランパ５２の半径位置は固定ではなく、半径方向に可変としてもよい。これにより１２ｃｍ光ディスクのみならず８ｃｍ光ディスクにも対応することができる。

なお、光ピックアップ１２はガイドバー３０に移動自在に支持されるため、ガイドバー３０の取付精度は重要である。図１に示されるように、ガイドバー３０の中心線ｂはローラシャフト５８の中心線ａと平行であり、光ディスク１４の面法線と垂直となるように調整されなければならないからである。

図３Ａ及び図３Ｂに、ガイドバー３０を固定する従来のネジ構造を示す。ガイドバー３０の端部はネジ６０によりシャフト受け６２に固定される。ネジ６０を締結してガイドバー３０を固定する場合、図３Ｂに示すようにネジ６０の頭部がガイドバー３０の端部を押圧する結果、ガイドバー３０の端部には矢印１００で示す方向の力が印加され、これによりガイドバー３０の他端はシャフト受け６２を支点として矢印２００で示す方向に動いてしまう。

そこで、図４に示すように、頭の縁が下方に突出した突出部６４ａを有するネジ６４でガイドバー３０をシャフト受け６２に固定するようにする。ネジ６４を締結してガイドバー３０を固定する場合、ガイドバー３０の端部には矢印３００で示すように突出部６４ａによりシャフト受け６２の面に対して略垂直な力が印加されることになり、ガイドバー３０の他端が浮き上がることなくシャフト受け６２に固定され、ガイドバー３０の組み付け精度を確保できる。

さらに、本実施形態では、ローラクランパ５２は図１における矢印８０方向に移動自在に光ディスク装置の筐体に設けられ、光ディスク１４のクランプ時には光ディスク１４の方向に移動して光ディスク１４のレーベル面に当接しさらに光ディスク１４を押圧する構成としているが、ローラクランパ５２が矢印８０方向に移動せず位置が固定されていてもよい。光ディスク１４のクランプ時にはベース２０の上昇動作により、ベース２０に支持されたスピンドルモータ５０が光ディスク１４を押し上げてクランパ２１との間で光ディスク１４を挟持し、光ディスク１４のレーベル面をローラクランパ５２に当接させ、さらに光ディスク１４を押し上げて変形させる。

実施形態における光ディスク装置の要部側面図である。 図１に示す光ディスクの平面図である。 ガイドバーを固定する従来のネジ説明図である。 ガイドバーを固定する従来のネジ説明図である。 実施形態におけるガイドバーを固定するネジ説明図である。 従来の光ディスク装置の斜視図である。 従来の光ディスク装置のクランパ圧着説明図である。

符号の説明

１２ 光ピックアップ、１４ 光ディスク、２１ クランパ、３０ ガイドバー、５０ スピンドルモータ、５２ ローラクランパ、５４，５６ ローラ、５８ ローラシャフト、６０ ボールベアリング。

Claims (7)

1. 光ディスクのレーベル面側に配置され、前記光ディスクの回転方向に沿って回転自在に軸支されたローラと、
   前記光ディスクの中心部を保持するクランパと、
   を有し、前記ローラを前記光ディスクのレーベル面に当接し前記光ディスクのデータ面側に押圧することで前記光ディスクを変形保持することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記ローラは、光ピックアップの対物レンズの軌道を前記光ディスク面に投影して得られる軌道線上に配置されることを特徴とする光ディスク装置。
3. 光ディスクのレーベル面側であって、前記光ディスクの２つの異なる半径位置にそれぞれ配置された、前記光ディスクの回転方向に沿って回転自在に軸支された第１ローラ及び第２ローラと、
   前記光ディスクの中心部を保持するクランパと、
   を有し、前記第１ローラ及び前記第２ローラを前記光ディスクのレーベル面に当接し前記光ディスクのデータ面側に押圧することで前記光ディスクを変形保持することを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項３記載の装置において、
   前記第１ローラ及び前記第２ローラは、光ピックアップの対物レンズの軌道を前記光ディスク面に投影して得られる軌道線上に配置されることを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項３、４のいずれかに記載の装置において、
   前記第１ローラ及び前記第２ローラを結合するローラシャフトと、
   光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移動自在に支持するガイドバーと、
   を有し、前記ローラシャフトの延在方向と前記ガイドバーの延在方向は互いに平行であることを特徴とする光ディスク装置。
6. 光ディスクのレーベル面側に配置され、前記光ディスクの中心部を保持するクランパと、
   前記光ディスクのデータ面側に配置され、前記光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、
   前記光ディスクのデータ面側に配置され、レーザ光を集光する対物レンズを備えて前記光ディスクの半径方向に駆動される光ピックアップと、
   前記光ディスクのレーベル面側であって前記光ピックアップに対向する位置に配置され、前記光ディスクの回転方向に沿って回転自在に軸支され、前記光ディスクのレーベル面に当接して前記光ディスクをデータ面側に押圧することで変形させるローラと、
   を有し、前記ローラは、前記光ピックアップの駆動による前記対物レンズの移動軌跡に沿って配置されることを特徴とする光ディスク装置。
7. 光ディスクのレーベル面側に配置され、前記光ディスクの中心部を保持するクランパと、
   前記光ディスクのデータ面側に配置され、前記光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、
   前記光ディスクのデータ面側に配置され、レーザ光を集光する対物レンズを備えて前記光ディスクの半径方向に駆動される光ピックアップと、
   前記光ディスクのレーベル面側であって前記光ピックアップに対向する位置に配置され、前記光ディスクの半径方向に所定距離だけ離間し、前記光ディスクの回転方向に沿って回転自在に軸支され、前記光ディスクのレーベル面に当接して前記光ディスクをデータ面側に押圧することで変形させる一対のローラと、
   を有し、前記一対のローラは、前記光ピックアップの駆動による前記対物レンズの移動軌跡に沿って配置されることを特徴とする光ディスク装置。

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