JP4035318B2

JP4035318B2 - Optical disk device

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Publication number: JP4035318B2
Application number: JP2001385465A
Authority: JP
Inventors: 康知阿萬; 省蔵村田; 伸晃小名木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP2003187436A

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における記録および／または再生が行われる部位におけるディスク面の状態を安定化させるための手段を備えた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／再生のための光のスポット径を小さくすることである。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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振れを安定化させようとする方法が知られている。
【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振れ,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、可撓性のある光ディスクを安定板上で回転させる方法では、特開平１０−３０８０５９号公報に記載されている構成のように、単純な平板上で回転させると光ディスクと安定化板が接して摺動し、このため光ディスクが振動して高周波の面振れが発生する。この面振れは、機械的なフォーカスサーボでは応答できない周波数領域に左右されることが多く、残留サーボエラーを十分抑圧することができない。
【００１１】
さらに前記のような面振れによって光ディスクと対物レンズとが摺動すると、発塵を引き起こして、その塵埃などがエラーを発生させる原因となる。特に特開平７−１０５６５７号公報に記載されているように、安定化板側に記録膜が存在する構成であると、摺動により光ディスクの記録膜を損傷して、直接エラーを引き起こすことになる。
【００１２】
これらの問題を解決するための方法として、本件出願人は、特願２００１−１１８３４４号の発明を出願した。すなわち、該発明は、光ディスクの記録層の全面に安定化ガイド部材を対向設置させずに、光ディスクとの対向面が円弧状をなす円柱状の安定化ガイド部材を用い、光ディスクにおける安定化ガイド部材部材による空気圧の作用による面振れが安定する部位におけるディスク回転方向上流側と下流側とに空気圧の作用を生じさせない領域(安定化ガイド部材がない空間部)を設けて、面振れを安定化させた部位の前後位置において、光ディスクに「逃げ」となる部分を存在させ、面振れを安定化させた部位での光ディスクにおける反発力を小さくすることにより、空気力による安定化力の効果を増大させる方法である。
【００１３】
前記発明は、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて記録／再生を行う際に、空気力によって光ディスクの面振れを確実に抑制し、高密度の記録を可能にし、また対物レンズとの摺接などの不具合の発生を防ぐといった点においては、絶大な効果を奏するものである。しかし、その実施に当たっては、反面、安定化ガイド部材と光ピックアップの機構制御の簡易化が重要課題となる。
【００１４】
本発明の目的は、可撓性を有する光ディスクを回転させ、安定化ガイド部材によるベルヌーイ効果を利用して少なくとも記録／再生が行われるディスク面の面振れを抑制し、主たるベルヌーイ効果作用面と逆の面で記録および／または再生を行う光ディスク装置において、前記従来の課題を解決し、所望の記録／再生位置での面振れの安定化と、記録／再生位置に対する光ピックアップの位置調整を簡便に実施可能にすることにある。
【００１５】
【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、ベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によって光ディスクの面振れを抑制し、該光ディスクにおけるベルヌーイ効果作用面と逆の面において光ピックアップにより記録および／または再生を行う光ディスク装置において、表面の主形状を凸状曲面としたベルヌーイ効果を発生させるための安定化ガイド部材を前記光ピックアップの出射光光路上に配設し、光ディスク半径方向に前記光ピックアップのシーク動作を行うための移動機構を光ディスクを回転駆動するスピンドルモータの設置側に配設し、前記移動機構の移動動線と前記スピンドルモータに設けられて光ディスクが設置されるスピンドルの回転中心軸とを含む平面内で該スピンドルの回転中心軸を傾け、さらに該傾ける方向を、光ディスクの回転基準面が前記光ピックアップから前記安定化ガイド部材に向かう方向に設定したことを特徴とし、この構成によって、特別な制御機構を用いずに、スピンドルの移動制御だけで、光ディスクの回転基準面から任意の角度だけ傾いた動線上において、安定化ガイド部材の半径方向動作を簡便に制御することができるようになり、光ディスクの半径方向の全域にわたった適正な面振れの安定化を極めて容易に行えるようになる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、スピンドルの回転中心軸の傾き角を調整する制御部を備えたことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの回転数を変えた場合においても該傾き角の制御により、安定化ガイド部材による面振れ安定化効果を、より適正に調整することが可能となり、また材料，厚み，構成層などの仕様が異なる光ディスクに対しても、柔軟に対応することが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の光ディスク装置において、安定化ガイド部材に、光ディスクの回転接線方向におけるチルト角を制御するチルト角制御部を備えたことを特徴とし、この構成によって、面振れ安定化領域の光ディスクの回転接線方向における位置の微調整が可能となり、これにより、光ピックアップにおける検出位置の面振れをより小さくすることができるようになる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光ディスク装置において、安定化ガイド部材の表面上における光ピックアップの出射光光路と交差する点を、チルト角制御部の回転中心としたことを特徴とし、この構成によって、チルト角調整時においても光ピックアップ面を常に同一位置に保つことができ、より安定した記録再生が可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の光ディスク装置において、安定化ガイド部材の任意位置に光ピックアップの出射光路を垂直に入射させ、かつフォーカスサーボ動作を行う前の光ピックアップの仮焦点位置を安定化ガイド部材表面に合わせた状態で、光ピックアップと安定化ガイド部材とを共通の構造体上に固定設置し、光ピックアップの仮焦点位置を回転中心とした光ディスクの回転接線方向のチルト角を制御するチルト角制御部を構造体に設けたことを特徴とし、この構成によって、請求項３，４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、制御機構系の簡略化が図れる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光ディスク装置において、少なくとも安定化ガイド部材を設置したユニット体に光ピックアップの出射光路方向における移動を制御する位置制御部を設置したことを特徴とし、この構成によって、安定化ガイド部材による面振れ安定性をより最適に調整することが可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項２記載の光ディスク装置において、光ディスクの回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして、スピンドルの回転中心軸の傾き角を制御可能にしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項６記載の光ディスク装置において、光ディスクの回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして、少なくとも安定化ガイド部材を含むユニット体の光ピックアップの出射光路方向における位置を制御可能にしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光ディスク装置において、光ディスクの回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして、安定化ガイド部材の光ディスクの回転接線方向におけるチルト角を制御可能にしたことを特徴とする。
【００２４】
請求項７〜９に記載の発明によれば、光ディスク回転数の変化が原因して生じる面振れ安定化条件の微妙なずれを、随時補正して適正な面振れ安定化効果を奏することが可能となる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項２または７記載の光ディスク装置において、光ディスクの仕様の変化をパラメータとして、スピンドルの回転中心軸の傾き角における基準位置を制御可能にしたことを特徴とし、この構成によって、材料，厚み，構成層などの仕様が異なる光ディスクを取り扱った際にも、容易にその光ディスクの仕様に対応して、同様の面振れ安定化効果を奏することが可能となる。
【００２６】
【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。
【００２７】
本発明に至った概略について図２，図３を参照しながら説明する。まず、図２の説明図を参照して本発明に係る可撓性を有するシート状の光ディスクの面振れ安定化について説明する。
【００２８】
図２において、記録／再生時、可撓性を有する光ディスク１を、スピンドルモータ２の回転出力軸であるスピンドル３にハブ４を嵌合させて装着し、光ピックアップ５と安定化ガイド部材７間において回転させる。回転している光ディスク１は、それ自体、小さいながら剛性を持ち、また回転すると遠心力の作用により、真っ直ぐな状態になろうとする力を持つ。したがって、光ディスク１に対して安定化ガイド部材７を近づけて、ベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差による反発力を生成して光ディスク１に与えることにより、光ディスク１が真っ直ぐになろうとする力と、安定化ガイド部材７からの反発力の釣り合いによって、面振れ（ディスク回転軸方向の振れ）を減少させることができる。
【００２９】
図２に示すように、光ディスク１の記録層１ａ側には安定化ガイド部材７を対向設置させないようにしている。図２に示す構成例では、光ディスク１との対向面が円弧状をなす円柱状の安定化ガイド部材７を用いており、光ディスク１における安定化ガイド部材７による前記空気圧の作用による面振れが安定する部位Ａにおけるディスク回転方向上流側と下流側とに前記空気圧の作用を生じさせない領域（安定化ガイド部材７がない空間部）Ｂ，Ｃを設け、面振れを安定化させた部位Ａの前後位置に光ディスク１に「逃げ」となる部分を存在させることによって、面振れを安定化させた部位Ａにおける光ディスク１における反発力を小さくするようにしている。このようにしたことによって、空気力による安定化力の効果が増大することになる。
【００３０】
さらに、光ディスク１における記録層１ａとは反対側である基板１ｂ側に安定化ガイド部材７が存在し、また光ピックアップ５では光ディスク１の記録層１ａに対して記録／再生用の入出射光であるレーザ光などの光Ｌａを対物レンズ６により集光して記録／再生を行う。安定化ガイド部材７は記録層１ａの反対側の基板１ｂ側を安定化させる。このことにより、万一、安定化ガイド部材７と光ディスク１とに摺動状態が発生しても記録層１ａを損傷させることにならず、エラーの発生の直接原因にはならない。
【００３１】
また光ディスク１における記録層１ａ側の面振れを安定化させた部位Ａの反対側に対して直接的に記録／再生用の光Ｌａが入出射するので、万一、光ディスク１が安定化ガイド部材７と摺動して傷がついたとしても、その傷は記録層１ａには付かないため記録／再生上のエラーを発生することがなくなり、また、光ディスク１の基板１ｂには傷が付いても記録／再生用の光Ｌａは基板１ｂを通らないため、基板１ｂの傷の影響、および基板１ｂの光学特性の影響を受けることがない。
【００３２】
図２の構成における光ディスクの面振れの測定結果、安定化ガイド部材７には異常振動がなく、かつ光ディスク１にも摺動傷は発生せず、過度の空気浮上が行われず摺動状態が生じていなかったと判断することができる。また、ディスク面振れは３μｍ程度であって、通常の剛体のディスクが５０μｍ以上の面振れを生じることからすると、極めて小さい。
【００３３】
このように、前記安定化ガイド部材７を用い、光ピックアップ５と安定化ガイド部材７とを同期させて光ディスク１の半径方向に移動させることによって、光ディスク１の全域において面振れの安定化を図ることができる。
【００３４】
図３は前記安定ガイド部材７の動線と光ディスク１の回転基準面との位置関係の説明図であり、１０は安定化ガイド部材７の中心、１１は光ピックアップ５の中心、１２は安定化ガイド部材７の動線（ガイド動線）、１３はディスク面振れ安定化点の仮想線、１４は光ピックアップ５の動線（光ピックアップ動線）、１５は光ディスク１の回転基準面、１６はディスク中心軸（前記スピンドル３の中心線）、１７はディスク面振れ安定化点１３の動線の傾き、１８は光ピックアップ動線１４の傾き、１９はガイド動線１２の傾きである。
【００３５】
そして、本発明者らは、本発明の基本的技術である可撓性を有する光ディスクと安定化ガイド部材との間に、ベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によるベルヌーイ効果を発生させて、光ディスクの面振れを安定化させるようにした構成において、さらに面振れが安定化する現象に関して鋭意研究開発を重ねた結果、光ディスク１を任意回転数で回転させ、先端が凸状曲面の安定化ガイド部材７を光ディスク１に近づけていった場合に、ベルヌーイ効果により最適な面振れ安定化が得られる光ディスク１の半径方向における安定化ガイド部材５の動線（ガイド動線）１２は、光ディスク１の回転基準面から任意角度だけ傾いた位置にあることを見出した。
【００３６】
この結果に基づき、前記のような可撓性を有するシート状の光ディスク１を回転させ、ベルヌーイ効果を利用して少なくとも記録／再生用の光ピックアップ５が信号検出を行うディスク面の部位における面振れを抑制し、その主たるベルヌーイ効果の作用面とは逆の面で記録および／または再生を行う光ディスク装置において、表面の主形状を任意曲率の凸状曲面とした安定化ガイド部材７を光ピックアップ５の出射光の光路上における任意位置に配置し、光ディスク半径方向に光ピックアップ５のシーク動作を行うための移動機構をスピンドルモータ設置側に設け、光ピックアップ動線１４とスピンドルモータ２のスピンドル（回転中心軸）３を含む平面内で、スピンドル３の回転中心軸を任意角度傾け、またその傾ける方向が、光ディスク１の回転基準面が光ピックアップ５から安定化ガイド部材７に向かう方向とした構成が、この種の光ディスク装置に効果的であることに考え至った。
【００３７】
以下に、本発明の実施形態および効果確認実験などについて、さらに具体的に説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図であり、図２，図３にて説明した部材には同一符号を付して詳しい説明は省略するが、１は可撓性を有するシート状の光ディスク、２はスピンドル３を有するスピンドルモータ、４はスピンドル３に装着される光ディスク１のハブ、５は光ピックアップ、７は安定化ガイド部材、２１は装置筐体、２２はＺ軸方向ガイド位置制御部、２３はＹ軸方向ガイドチルト角制御部、２４はＺ軸方向ピックアップ位置制御部、２５はＹ軸方向ピックアップチルト角制御部、２６はＸ軸方向スピンドル位置制御部である。
【００３９】
第１実施形態において、スピンドル３を、ＸＺ平面においてＺ軸を基準として、安定化ガイド部材７側の光ディスク１の回転基準面が、光ピックアップ５から安定化ガイド部材７に向かう方向に２度傾けた。また、光ピックアップ５は、その出射光Ｌａの光路がＺ軸方向を向き、安定化ガイド部材７の表面の面振れ安定化領域に相当する位置を通るように設置した。また安定化ガイド部材７は、略円柱状とし、光ディスク１と対向する面は半径５０ｍｍの凸面とした。
【００４０】
また、光ディスク１の基板として、直径１２０ｍｍ，厚さ１００μｍのＰＥＴ樹脂製シートを用いた場合について説明する。光ディスク１の製作は、まず、ＰＥＴ樹脂製シートに、熱転写でスタンパのピッチ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１２０ｎｍ／（ＺｒＯ₂−Ｙ₂Ｏ₃）−ＳｉＯ₂７ｎｍ／ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ１０ｎｍ／ＺｎＳ−ＳｉＯ₂２５ｎｍ／Ｓｉ₃Ｎ₄１０ｎｍの順番に成膜した。情報記録領域は内周直径４０ｍｍから外周直径１１０ｍｍ（半径２０ｍｍ〜５５ｍｍ）までの範囲に設定した。その後、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た。また、逆側の面には１０μｍ厚さのハードコートを施した。なお、この光ディスク中心部には外形直径３０ｍｍ，内径直径１５ｍｍ，厚さ１．１ｍｍのハブ４を取り付けた。
【００４１】
前記のような光ディスク１を、図１に示すような光ディスク装置のスピンドル３にハブ４にて装着し、安定化ガイド部材７を用いて、次の３種類の動作制御条件により光ピックアップ５側のディスク面の面振れ安定化のテストを行った。なお、ディスク回転数は１０００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍ，７０００ｒｐｍの３水準とし、またディスク半径位置３０ｍｍ，４０ｍｍ，５０ｍｍの３点において面振れ量の評価を行った。面振れ量の評価は、光ピックアップ５のフォーカスサーボ動作信号に基づいて行った。
【００４２】
（動作制御条件１）
安定化ガイド部材７を任意位置に固定し、Ｘ軸方向スピンドル位置制御部２６により、スピンドルモータ２を光ディスク１の半径方向へ移動させ、安定化ガイド部材７および光ピックアップ５における光ディスク１に対する半径位置を制御する。この際、安定化ガイド部材７は、安定化ガイド部材７におけるディスク側の面の中心点が光ディスク半径方向(Ｘ軸方向)の４０ｍｍに位置する点で、安定化ガイド部材７を光ディスク回転基準面からＺ軸方向に１ｍｍ押し込んだ位置に固定する。
【００４３】
（動作制御条件２）
動作制御条件１の動作を基準として、ディスク回転数に応じて、Ｚ軸方向ガイド位置制御部２２により安定化ガイド部材７の光ピックアップ方向(Ｚ軸方向)位置を制御する。光ピックアップ５の基準位置も、この動作に追従させて制御する。前記光ピックアップ方向位置の制御は、前記動作制御条件１をディスク回転数４０００ｒｐｍの場合に適用して基準とし、１０００ｒｐｍでＺ軸マイナス方向に０．５ｍｍ，７０００ｒｐｍでＺ軸プラス方向に０．５ｍｍシフトさせるようにして行う。
【００４４】
（動作制御条件３）
前記動作制御条件２の動作を基準として、安定化ガイド部材７の光ディスク回転接線方向(Ｙ軸方向)のチルト角を、Ｙ軸方向ガイドチルト角制御部２３により、光ディスク回転数に応じて制御する。この際、前記チルト角は、光ディスク回転数に応じて、１０００ｒｐｍで−１．０度，４０００ｒｐｍで−１．５度，７０００ｒｐｍで−２．０度となるように制御する。
【００４５】
なお、前記チルト角の正負の方向の定義は図４に示す通りであり、またその回転中心は安定化ガイド部材７の表面の中心点とした。図４は、安定化ガイド部材７から光ディスク１の回転中心軸を透過した場合の説明図であり、３０は光ピックアップ５の出射光Ｌａの光路方向軸、３１は安定化ガイド部材７の中心軸、３２はディスク回転接線方向の安定化ガイド部材７の傾き角であって、図示した方向をそれぞれプラス方向とした。
【００４６】
図５は本発明の第２実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図であり、図１〜図３にて説明した部材には同一符号を付して詳しい説明は省略した。図５において、２８はＸ軸方向スピンドルチルト角制御部であり、光ピックアップ５の設置位置、安定化ガイド部材７の形状などは第１実施形態の構成と同様とした。光ディスク１は、厚さ１００μｍのＰＣ樹脂製シートを基板として作製し、この基板以外の仕様は第１実施形態と同様とした。
【００４７】
そして、前記仕様の光ディスク１を図５に示す光ディスク装置に配置し、前記動作制御条件３と同様の制御条件により、光ディスク１における光ピックアップ５側の面に対する面振れ安定化を図った。この動作は、あらかじめＸ軸方向スピンドルチルト角制御部２８によりスピンドル３の傾き角を調整し、光ディスク１に対して適正なスピンドル３の傾き角に合わせた上で行った。この際のスピンドル傾き角の適正値は３度であった。
【００４８】
図６は本発明の第３実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図であり、図１〜図５にて説明した部材には同一符号を付して詳しい説明は省略した。図６において、３５はＺ軸方向ガイド・ピックアップユニット位置制御部、３６はガイド・ピックアップユニット共通構造体、３７はＹ軸方向ガイド・ピックアップユニットチルト角制御部であって、側面視コ字状のガイド・ピックアップユニット共通構造体３６に光ピックアップ５と安定化ガイド部材７とを対向設置し、ガイド・ピックアップユニット共通構造体３６がＺ軸方向ガイド・ピックアップユニット位置制御部３５とＹ軸方向ガイド・ピックアップユニットチルト角制御部３７とによって駆動されるようになっている。また光ディスク１の仕様、および安定化ガイド部材７の形状は第１実施形態と同様とした。
【００４９】
そして、光ディスク１を図６に示す光ディスク装置に配置し、前記動作制御条件３と同様の制御条件により、光ディスク１における光ピックアップ５側の面の面振れ安定化を図った。
【００５０】
前記第１〜３実施形態の光ディスク１における光ピックアップ５側の面の面振れ量の測定は図７に示す通りとなった。
【００５１】
まず、第１実施形態の動作制御条件１において、最も基本的な機構動作により、広い記録再生条件において５μｍ以下の安定した面振れ特性を実現できた。
【００５２】
第１実施形態の動作制御条件２においては、動作制御条件１に加え、光ピックアップ方向の位置制御により、面振れ安定の適正化が図れ、２μｍ程度の安定した面振れ特性までを実現することができた。
【００５３】
第１実施形態の動作制御条件３においては、動作制御条件２に加え、安定化ガイド部材７のディスク回転接線方向チルト角制御により、より面振れが安定化した最適面振れ安定化点でのピックアップ動作が行え、１μｍ以下の極めて安定した面振れ特性を実現することができた。
【００５４】
第２実施形態の動作制御条件３においては、光ディスク１の仕様が異なる場合にも、スピンドルチルト角制御により、スピンドル３の傾き角を変えるだけで、適正な安定化ガイド部材７の条件を選択することができた。
【００５５】
第３実施形態の動作制御条件３においても、１μｍ以下の極めて安定した面振れ特性を実現することができた。第３実施形態は、安定化ガイド部材７と光ピックアップ５とを一体化して構造の簡略化を図ったものであり、このことにより、より簡素化された動作機構で極めて安定した面振れ特性を実現することができた。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、スピンドル３の移動制御だけで他に何ら特別な制御機構を用いずに、シート状の光ディスク１の回転基準面から任意角度だけ傾いた動線上で、安定化ガイド部材７の半径方向動作が簡便に制御可能となり、安定化ガイド部材７によるディスク面振れ安定化の動作要件を極めて容易に達成することができ、シート状の光ディスク１への簡便かつ安定した記録／再生動作が実現できた。
【００５７】
また、前記スピンドル３の回転中心軸の傾き角の適正値は、シート状の光ディスク１の材料，厚み，構成層などの光ディスク１の仕様によって変化するため、スピンドル３に回転中心軸の傾き角を制御／調整したり、あるいは光ディスク１の仕様をパラメータとして、スピンドル３の回転中心軸の傾き角の基準位置を制御／調整する方法を採用したことにより、仕様が異なる光ディスクに対しても、柔軟に対応することが可能となった。
【００５８】
また、安定化ガイド部材７の動線の適正位置は、ディスク回転数にも依存し、光ピックアップ５の出射光Ｌａの光路方向にシフトするため、少なくとも安定化ガイド部材７を含む機構ユニットに、光ピックアップ５の光路方向の移動制御機構を設けたり、これらの機構を用いて光ディスク回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして安定化ガイド部材７の位置をシフトさせるようにしており、また、前記スピンドル傾き角の制御／調整によっても、前記補正が可能であり、ディスク回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして、スピンドル傾き角を制御・調整することにより、安定化ガイド部材７による面振れ安定性をより最適に調整することが可能となり、また、ディスク回転数の変化が原因となる面振れ安定化条件の微妙なずれを随時補正して、適正な面振れ安定化効果を得ることが可能となった。
【００５９】
このようにすることにより、安定化ガイド部材７によって光ディスク１における面振れを安定させた領域で、光ピックアップ５による安定した記録／再生を行うことが可能になるが、より面振れを安定化させた位置で、より安定した記録／再生を行うためには、最適な面振れ安定化位置がディスク回転数に依存してディスク回転接線方向上を移動するため、この位置補正が、最適安定化点における光ピックアップによる読取／書込動作を実現するために重要である。
【００６０】
参考までに、任意設定条件において、前記位置補正を行わなかった場合の最適面振れ安定化位置４０とピックアップ焦点位置４１との位置関係の一例を図８の説明図に示した。４２は安定化ガイド部材７の投影面、４３は面振れ安定化領域、４４は光ディスク１の回転方向であって、最適面振れ安定化位置４０とピックアップ焦点位置４１との位置にずれが生じている。
【００６１】
また最適面振れ安定化位置４０は、安定化ガイド部材７のディスク回転接線方向のチルト角制御により、ディスク回転接線方向上の任意位置に調整可能であるため、このチルト角制御が最適面振れ安定化位置４０の補正として有効である。このため、光ピックアップ５の出射光Ｌａの光路と最適面振れ安定化位置３５を調整して一致させるための手段として、ディスク回転数の設定値あるいは計測値をパラメータとして、安定化ガイド部材７における光ディスク回転接線方向のチルト角を制御することにより、光ピックアップ５の出射光Ｌａの光路と最適面振れ安定化位置４０を調整し一致させることができる。また、安定化ガイド部材７の表面上において光ピックアップ５の出射光Ｌａの光路と交差する点を、チルト角を制御するために回転可能に設けられたチルト角制御部（Ｙ軸方向ピックアップチルト角制御部２５）の回転中心とすることで、チルト角調整時において、ピックアップ面を常に同一位置に保つことができ、より安定した記録再生が可能となった。
【００６２】
また、安定化ガイド部材７と光ピックアップ５とを同じユニット体に設置し、安定化ガイド部材７の任意位置に光ピックアップ５の出射光の光路を垂直入射させ、かつフォーカスサーボ動作を行う前の光ピックアップ５の仮焦点位置を安定化ガイド部材７の表面に合わせた状態で、光ピックアップ５と安定化ガイド部材７とを同じユニット体（ガイド・ピックアップユニット共通構造体３６）上に固定設置し、光ピックアップ５の仮焦点位置を回転中心としたディスク回転接線方向のチルト制御部（Ｙ軸方向ガイド・ピックアップユニットチルト角制御部３７）を前記ユニット体に設置させることによって、制御機構系の簡略化を図ることができた。
【００６３】
なお、安定化ガイド部材７の表面形状は、単一曲率の球面に限るものではなく、安定化ガイド部材７と光ディスク１との間にベルヌーイ効果を発生させ、かつ面振れを安定させる効果を奏する構成であれば、採用して何ら問題はない。例えば非球面などの特殊表面形状を有する安定化ガイド部材を用いても、ベルヌーイ効果によりディスク面振れを安定化させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可撓性のあるシート状の光ディスクを回転させ、ベルヌーイ効果を利用して少なくとも記録および／または再生用の光ピックアップが信号検出を行うディスク面の面振れを抑制し、主たるベルヌーイ効果作用面と逆の面で記録／再生を行う光ディスク装置において、面振れ安定領域の位置を簡便かつ適正に設定することができるため、記録／再生動作の簡易化および安定化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図
【図２】本発明に係る可撓性を有するシート状の光ディスクの面振れ安定化の説明図
【図３】本実施形態における安定化ガイド部材の動線と光ディスクの回転基準面との位置関係の説明図
【図４】本実施形態におけるチルト角の正負の方向の定義の説明図
【図５】本発明の第２実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図
【図６】本発明の第３実施形態を説明するための光ディスク装置の概略構成図
【図７】本実施形態の各例における面振れ安定化の試験結果を示す図
【図８】本実施形態における位置補正を行わなかった場合の最適面振れ安定化位置とピックアップ焦点位置との位置関係を示す説明図
【符号の説明】
１光ディスク
２スピンドルモータ
３スピンドル
４ハブ
５光ピックアップ
７安定化ガイド部材
２２Ｚ軸方向ガイド位置制御部
２３Ｙ軸方向ガイドチルト角制御部
２４Ｚ軸方向ピックアップ位置制御部
２５Ｙ軸方向ピックアップチルト角制御部
２６Ｘ軸方向スピンドル位置制御部
２８Ｘ軸方向スピンドルチルト角制御部
３５Ｚ軸方向ガイド・ピックアップユニット位置制御部
３６ガイド・ピックアップユニット共通構造体
３７Ｙ軸方向ガイド・ピックアップユニットチルト角制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disc apparatus provided with means for stabilizing the state of a disc surface in a portion where recording and / or reproduction is performed on an optical disc which is a flexible sheet-like optical information recording medium.
[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 increasing the density of optical discs, the basic method is to reduce the spot diameter of light for recording / reproduction.
[0003]
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.
[0004]
As for the objective lens, it was less than NA0.5 for CD, but it is about NA0.6 for DVD. In the future, it is required to further increase the numerical aperture (NA) to NA or more 0.7.
[0005]
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.
[0006]
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, the surface vibration of the optical disk must be reduced before the focus servo at the start is pulled in. The objective lens and the optical disk may collide, causing a pickup failure.
[0007]
As a short wavelength, high NA large 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.
[0008]
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 surface runout in an optical disk using force.
[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]
Further, in the method of rotating a flexible optical disk on a stabilizing plate, the optical disk and the stabilizing plate are in contact with each other when rotated on a simple flat plate as in the configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-308059. As a result, the optical disk vibrates and high-frequency surface vibration occurs. This surface vibration often depends on a frequency region that cannot be responded by a mechanical focus servo, and a residual servo error cannot be sufficiently suppressed.
[0011]
Further, when the optical disk and the objective lens slide due to the above-described surface vibration, dust is generated and the dust or the like causes an error. In particular, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-105657, when the recording film is present on the stabilizing plate side, the recording film of the optical disk is damaged by sliding and causes an error directly. .
[0012]
As a method for solving these problems, the present applicant has applied for the invention of Japanese Patent Application No. 2001-118344. That is, the present invention uses a cylindrical stabilization guide member in which the surface facing the optical disc forms an arc shape without causing the stabilization guide member to face the entire surface of the recording layer of the optical disc. Areas where no air pressure action is generated (space where there is no stabilizing guide member) are provided on the upstream and downstream sides of the disk rotation direction at the part where the surface vibration due to the air pressure action by the member is stable, thereby stabilizing the face runout. The effect of the stabilizing force by aerodynamic force is increased by reducing the repulsive force in the optical disk at the part where the surface runout is stabilized by making the optical disk have a portion that becomes “escape” at the front and rear positions of the part. Is the method.
[0013]
In the invention, when recording / reproduction is performed using a flexible sheet-like optical disk, surface vibration of the optical disk is surely suppressed by aerodynamic force, high-density recording is possible, and It has a tremendous effect in terms of preventing the occurrence of problems such as sliding contact. However, in the implementation, simplification of the mechanism control of the stabilizing guide member and the optical pickup is an important issue.
[0014]
An object of the present invention is to rotate an optical disk having flexibility and suppress at least surface fluctuation of the disk surface on which recording / reproduction is performed by utilizing the Bernoulli effect by the stabilizing guide member, and is opposite to the main surface of Bernoulli effect operation. In the optical disk apparatus that performs recording and / or reproduction in the above aspect, the above-described conventional problems are solved, and surface vibration at a desired recording / reproducing position is stabilized and the position of the optical pickup with respect to the recording / reproducing position can be easily adjusted. It is to enable implementation.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to rotate a sheet-like optical disk having flexibility, to suppress surface deflection of the optical disk by a pressure difference of air flow based on Bernoulli's law, In the optical disk apparatus that performs recording and / or reproduction by the optical pickup on the surface opposite to the surface on which the Bernoulli effect acts on the optical pickup, a stabilizing guide member for generating the Bernoulli effect having the main surface shape as a convex curved surface is provided on the optical pickup. A moving mechanism that is disposed on the outgoing light optical path and that performs a seek operation of the optical pickup in the radial direction of the optical disk is disposed on the installation side of a spindle motor that rotationally drives the optical disk. The spindle is provided in a plane including a rotation center axis of the spindle on which the optical disk is installed. The rotation center axis of the handle is tilted, and the tilt direction is set to the direction in which the rotation reference plane of the optical disk is directed from the optical pickup toward the stabilization guide member. With this configuration, a special control mechanism is used. In addition, the radial movement of the stabilizing guide member can be easily controlled on the flow line tilted at an arbitrary angle from the rotation reference plane of the optical disk by simply controlling the movement of the spindle. Thus, it is possible to very easily stabilize the appropriate runout over the entire area.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the optical disk apparatus according to the first aspect, the optical disk apparatus further includes a control unit that adjusts an inclination angle of a rotation center axis of the spindle. With this configuration, the number of rotations of the optical disk is changed. Even in this case, by controlling the tilt angle, it becomes possible to adjust the surface runout stabilization effect by the stabilizing guide member more appropriately, and also for optical discs with different specifications such as material, thickness, and constituent layers. It becomes possible to respond flexibly.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first or second aspect, the stabilization guide member includes a tilt angle control unit that controls a tilt angle in the rotational tangential direction of the optical disc. According to the configuration, it is possible to finely adjust the position of the surface shake stabilization region in the rotational tangent direction of the optical disc, and thereby the surface shake of the detection position in the optical pickup can be further reduced.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the third aspect, a point intersecting with the outgoing optical path of the optical pickup on the surface of the stabilizing guide member is set as the rotation center of the tilt angle control unit. With this configuration, the optical pickup surface can always be kept at the same position even when the tilt angle is adjusted, and more stable recording and reproduction can be achieved.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first or second aspect, the optical pickup before the focus servo operation is performed while the outgoing optical path of the optical pickup is vertically incident on an arbitrary position of the stabilizing guide member The optical pickup and the stabilization guide member are fixedly installed on a common structure with the temporary focus position of the optical pickup aligned with the surface of the stabilization guide member, and the optical disk rotation tangent with the temporary focus position of the optical pickup as the rotation center The tilt angle control unit for controlling the tilt angle of the direction is provided in the structure, and this configuration provides the same effects as the inventions of claims 3 and 4 and simplification of the control mechanism system. I can plan.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the position control unit controls the movement of the optical pickup in the direction of the outgoing optical path in at least the unit body in which the stabilizing guide member is installed. This configuration makes it possible to more optimally adjust the surface runout stability by the stabilizing guide member.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the second aspect, the tilt angle of the rotation center axis of the spindle can be controlled using the set value or measured value of the rotational speed of the optical disc as a parameter. .
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the sixth aspect, the set value or the measured value of the rotational speed of the optical disc is used as a parameter, and at least the unit body including the stabilizing guide member in the direction of the outgoing optical path of the optical pickup The position is made controllable.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the stabilization guide member tilts in the rotational tangential direction of the optical disc using the set value or measured value of the rotational speed of the optical disc as a parameter. The feature is that the angle can be controlled.
[0024]
According to the seventh to ninth aspects of the invention, it is possible to correct a slight deviation of the surface shake stabilization condition caused by the change in the rotation speed of the optical disk as needed, and to obtain an appropriate surface shake stabilization effect. It becomes.
[0025]
The invention according to claim 10 is characterized in that, in the optical disk device according to claim 2 or 7, the reference position in the tilt angle of the rotation center axis of the spindle can be controlled using the change in the specifications of the optical disk as a parameter. With this configuration, even when an optical disc having different specifications such as material, thickness, and constituent layer is handled, it is possible to easily achieve the same surface vibration stabilization effect corresponding to the specification of the optical disc.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0027]
The outline of the present invention will be described with reference to FIGS. First, with reference to the explanatory diagram of FIG. 2, stabilization of surface deflection of a flexible sheet-like optical disc according to the present invention will be described.
[0028]
In FIG. 2, at the time of recording / reproducing, a flexible optical disk 1 is mounted by fitting a hub 4 to a spindle 3 which is a rotation output shaft of a spindle motor 2, and between an optical pickup 5 and a stabilizing guide member 7. Rotate at. The rotating optical disk 1 itself is small but rigid, and when it rotates, it has a force to turn straight due to the action of centrifugal force. Therefore, by bringing the stabilizing guide member 7 close to the optical disc 1 and generating a repulsive force due to the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law and applying it to the optical disc 1, the force that makes the optical disc 1 straight. The surface runout (runout in the disc rotation axis direction) can be reduced by balancing the repulsive forces from the stabilizing guide member 7.
[0029]
As shown in FIG. 2, the stabilizing guide member 7 is not placed opposite to the recording layer 1 a side of the optical disc 1. In the configuration example shown in FIG. 2, a columnar stabilization guide member 7 whose surface facing the optical disc 1 forms an arc shape is used, and the surface deflection due to the action of the air pressure by the stabilization guide member 7 in the optical disc 1 is stable. Before and after the portion A where the surface runout is stabilized by providing regions (space portions where the stabilizing guide member 7 is not provided) B and C in which the air pressure action is not generated on the upstream side and the downstream side in the disk rotation direction By making the optical disc 1 a portion that becomes “escape” at a position, the repulsive force in the optical disc 1 in the portion A where the surface runout is stabilized is reduced. By doing in this way, the effect of the stabilization force by an aerodynamic force will increase.
[0030]
Further, a stabilizing guide member 7 is present on the side of the substrate 1b opposite to the recording layer 1a in the optical disc 1, and the optical pickup 5 is incident / exited light for recording / reproducing with respect to the recording layer 1a of the optical disc 1. Light La such as laser light is condensed by the objective lens 6 to perform recording / reproduction. The stabilization guide member 7 stabilizes the substrate 1b side opposite to the recording layer 1a. Accordingly, even if a sliding state occurs between the stabilizing guide member 7 and the optical disc 1, the recording layer 1a is not damaged and does not directly cause an error.
[0031]
In addition, since the recording / reproducing light La directly enters and exits the opposite side of the portion A where the surface vibration on the recording layer 1a side of the optical disc 1 is stabilized, the optical disc 1 should be stabilized by a guide member. Even if the scratch is caused by sliding on the recording layer 7, the scratch is not attached to the recording layer 1a, so that an error in recording / playback does not occur, and the substrate 1b of the optical disc 1 is damaged. However, since the recording / reproducing light La does not pass through the substrate 1b, it is not affected by scratches on the substrate 1b and optical characteristics of the substrate 1b.
[0032]
As a result of measuring the surface deflection of the optical disk in the configuration of FIG. 2, the stabilizing guide member 7 has no abnormal vibration, and the optical disk 1 does not have any sliding scratches. It can be judged that it was not. Further, the disc surface runout is about 3 μm, which is extremely small when a normal rigid disc produces surface runout of 50 μm or more.
[0033]
As described above, the stabilization guide member 7 is used, and the optical pickup 5 and the stabilization guide member 7 are moved in the radial direction of the optical disc 1 in synchronization with each other, thereby stabilizing the surface vibration in the entire area of the optical disc 1. be able to.
[0034]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the positional relationship between the flow line of the stable guide member 7 and the rotation reference plane of the optical disc 1, wherein 10 is the center of the stabilizing guide member 7, 11 is the center of the optical pickup 5, and 12 is stabilized. A flow line of the guide member 7 (guide flow line), 13 is a virtual line of a disc surface deflection stabilization point, 14 is a flow line of the optical pickup 5 (optical pickup flow line), 15 is a rotation reference plane of the optical disc 1, and 16 is The disc central axis (center line of the spindle 3), 17 is the inclination of the flow line at the disc surface deflection stabilization point 13, 18 is the inclination of the optical pickup flow line 14, and 19 is the inclination of the guide flow line 12.
[0035]
And, the present inventors generate a Bernoulli effect due to the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law between the flexible optical disk which is the basic technique of the present invention and the stabilizing guide member, As a result of intensive research and development on the phenomenon that the surface runout is further stabilized in the configuration in which the surface runout of the optical disc is stabilized, as a result of rotating the optical disc 1 at an arbitrary number of revolutions, the leading end is a convex curved stabilization guide. When the member 7 is brought close to the optical disk 1, the flow line (guide flow line) 12 of the stabilizing guide member 5 in the radial direction of the optical disk 1 that can obtain the optimum surface runout stabilization by the Bernoulli effect is It was found that it is at a position inclined by an arbitrary angle from the rotation reference plane.
[0036]
Based on this result, the sheet-like optical disc 1 having flexibility as described above is rotated, and at least the recording / reproducing optical pickup 5 uses the Bernoulli effect to cause surface vibrations at a portion of the disc surface where signal detection is performed. In an optical disc apparatus that performs recording and / or reproduction on the surface opposite to the main working surface of the Bernoulli effect, the stabilizing guide member 7 in which the main shape of the surface is a convex curved surface having an arbitrary curvature is used as the optical pickup 5. A moving mechanism for performing a seek operation of the optical pickup 5 in the radial direction of the optical disk is provided on the spindle motor installation side, and the optical pickup flow line 14 and the spindle (rotation) of the spindle motor 2 are arranged. The rotation center axis of the spindle 3 is tilted at an arbitrary angle within a plane including the center axis 3, and the tilt direction is determined by the optical disc Structure 1 of the rotation reference plane is the direction toward the stabilizing guide member 7 from the optical pickup 5 has reached thought to be effective in this kind of optical disc apparatus.
[0037]
Hereinafter, the embodiment of the present invention and the effect confirmation experiment will be described more specifically.
[0038]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus for explaining a first embodiment of the present invention. The members described in FIGS. Is a flexible sheet-like optical disk, 2 is a spindle motor having a spindle 3, 4 is a hub of the optical disk 1 mounted on the spindle 3, 5 is an optical pickup, 7 is a stabilizing guide member, and 21 is an apparatus housing. , 22 is a Z-axis direction guide position control unit, 23 is a Y-axis direction guide tilt angle control unit, 24 is a Z-axis direction pickup position control unit, 25 is a Y-axis direction pickup tilt angle control unit, and 26 is an X-axis direction spindle position. It is a control unit.
[0039]
In the first embodiment, the spindle 3 is tilted by 2 degrees in the direction from the optical pickup 5 toward the stabilization guide member 7 with respect to the rotation reference plane of the optical disc 1 on the stabilization guide member 7 side with respect to the Z axis in the XZ plane. It was. Further, the optical pickup 5 was installed so that the optical path of the emitted light La was directed in the Z-axis direction and passed through a position corresponding to the surface vibration stabilization region on the surface of the stabilization guide member 7. The stabilizing guide member 7 was substantially cylindrical, and the surface facing the optical disk 1 was a convex surface with a radius of 50 mm.
[0040]
A case where a PET resin sheet having a diameter of 120 mm and a thickness of 100 μm is used as the substrate of the optical disc 1 will be described. The optical disk 1 is manufactured by first transferring a stamper pitch of 0.6 μm and a width of 0.3 μm to a PET resin sheet by thermal transfer, and then sputtering / sheet / Ag reflective layer 120 nm / (ZrO ₂ -Y ₂ O _Three ) -SiO ₂ 7nm / AgInSbTeGe 10nm / ZnS-SiO ₂ 25nm / Si _Three N _Four Films were formed in the order of 10 nm. The information recording area was set in a range from an inner diameter of 40 mm to an outer diameter of 110 mm (radius 20 mm to 55 mm). Thereafter, a UV resin was spin-coated and cured by ultraviolet irradiation to form a transparent protective film having a thickness of 5 μm. Further, a hard coat having a thickness of 10 μm was applied to the opposite surface. A hub 4 having an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 15 mm, and a thickness of 1.1 mm was attached to the center of the optical disk.
[0041]
The optical disc 1 as described above is mounted on the spindle 3 of the optical disc apparatus as shown in FIG. 1 by the hub 4 and the stabilization guide member 7 is used to adjust the optical pickup 5 side according to the following three types of operation control conditions. A test for stabilizing the runout of the disk surface was conducted. The disk rotational speed was set at three levels of 1000 rpm, 4000 rpm, and 7000 rpm, and the surface runout amount was evaluated at three points at disk radial positions of 30 mm, 40 mm, and 50 mm. The evaluation of the surface shake amount was performed based on the focus servo operation signal of the optical pickup 5.
[0042]
(Operation control condition 1)
The stabilization guide member 7 is fixed at an arbitrary position, and the spindle motor 2 is moved in the radial direction of the optical disk 1 by the X-axis direction spindle position control unit 26, so that the radial position of the stabilization guide member 7 and the optical pickup 5 with respect to the optical disk 1 To control. At this time, the stabilization guide member 7 is arranged such that the center point of the disk-side surface of the stabilization guide member 7 is located at 40 mm in the optical disk radial direction (X-axis direction). And fixed at the position pushed 1 mm in the Z-axis direction.
[0043]
(Operation control condition 2)
Based on the operation of the operation control condition 1, the position of the stabilizing guide member 7 in the optical pickup direction (Z-axis direction) is controlled by the Z-axis direction guide position control unit 22 according to the disk rotation speed. The reference position of the optical pickup 5 is also controlled following this operation. The optical pickup direction position control is based on the operation control condition 1 when the disc rotation speed is 4000 rpm, and is shifted 0.5 mm in the Z-axis minus direction at 1000 rpm and 0.5 mm in the Z-axis plus direction at 7000 rpm. To do so.
[0044]
(Operation control condition 3)
Based on the operation of the operation control condition 2, the tilt angle of the stabilization guide member 7 in the optical disk rotation tangent direction (Y-axis direction) is controlled by the Y-axis direction guide tilt angle control unit 23 according to the rotation speed of the optical disk. . At this time, the tilt angle is controlled to be -1.0 degrees at 1000 rpm, -1.5 degrees at 4000 rpm, and -2.0 degrees at 7000 rpm, depending on the rotational speed of the optical disk.
[0045]
The definition of the positive and negative directions of the tilt angle is as shown in FIG. 4, and the center of rotation is the center point of the surface of the stabilizing guide member 7. FIG. 4 is an explanatory diagram when the rotation center axis of the optical disc 1 is transmitted from the stabilization guide member 7, 30 is the optical path direction axis of the outgoing light La of the optical pickup 5, and 31 is the center axis of the stabilization guide member 7. , 32 are inclination angles of the stabilizing guide member 7 in the tangential direction of the disk rotation, and the directions shown in the figure are positive directions.
[0046]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical disk device for explaining a second embodiment of the present invention. The members described in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. In FIG. 5, reference numeral 28 denotes an X-axis direction spindle tilt angle control unit, and the installation position of the optical pickup 5 and the shape of the stabilization guide member 7 are the same as those in the configuration of the first embodiment. The optical disk 1 was produced by using a PC resin sheet having a thickness of 100 μm as a substrate, and the specifications other than this substrate were the same as those in the first embodiment.
[0047]
Then, the optical disc 1 having the above specifications was arranged in the optical disc apparatus shown in FIG. 5, and the surface runout with respect to the optical pickup 5 side surface of the optical disc 1 was stabilized under the same control conditions as the operation control condition 3. This operation was performed after the tilt angle of the spindle 3 was adjusted in advance by the X-axis direction spindle tilt angle control unit 28 and adjusted to the proper tilt angle of the spindle 3 with respect to the optical disc 1. The proper value of the spindle tilt angle at this time was 3 degrees.
[0048]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical disk device for explaining a third embodiment of the present invention. The members described in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. In FIG. 6, reference numeral 35 denotes a Z-axis direction guide / pickup unit position control unit, 36 denotes a common guide / pickup unit structure, and 37 denotes a Y-axis direction guide / pickup unit tilt angle control unit. The optical pickup 5 and the stabilizing guide member 7 are placed opposite to the guide / pickup unit common structure 36, and the guide / pickup unit common structure 36 is connected to the Z-axis direction guide / pickup unit position control unit 35 and the Y-axis direction guide. The pickup unit tilt angle control unit 37 is driven. The specifications of the optical disc 1 and the shape of the stabilizing guide member 7 are the same as those in the first embodiment.
[0049]
Then, the optical disc 1 was placed in the optical disc apparatus shown in FIG. 6, and the surface deflection on the optical pickup 5 side of the optical disc 1 was stabilized under the same control conditions as the operation control condition 3.
[0050]
The measurement of the surface runout amount of the surface on the optical pickup 5 side in the optical disc 1 of the first to third embodiments is as shown in FIG.
[0051]
First, in the operation control condition 1 of the first embodiment, a stable surface vibration characteristic of 5 μm or less was realized under a wide recording / reproducing condition by the most basic mechanism operation.
[0052]
In the operation control condition 2 of the first embodiment, in addition to the operation control condition 1, the position control in the direction of the optical pickup can be optimized to achieve stable surface shake stability and to achieve a stable surface shake characteristic of about 2 μm. did it.
[0053]
In the operation control condition 3 of the first embodiment, in addition to the operation control condition 2, the pickup at the optimum surface runout stabilization point where the surface runout is further stabilized by the disc rotation tangential tilt angle control of the stabilizing guide member 7. Operation was possible, and extremely stable surface runout characteristics of 1 μm or less could be realized.
[0054]
In the operation control condition 3 of the second embodiment, even when the specifications of the optical disc 1 are different, an appropriate stabilization guide member 7 condition is selected by changing the tilt angle of the spindle 3 by the spindle tilt angle control. I was able to.
[0055]
Even in the operation control condition 3 of the third embodiment, an extremely stable surface runout characteristic of 1 μm or less could be realized. In the third embodiment, the stabilization guide member 7 and the optical pickup 5 are integrated so as to simplify the structure, and as a result, an extremely stable surface vibration characteristic can be obtained with a more simplified operation mechanism. Could be realized.
[0056]
As described above, according to the present embodiment, only the movement control of the spindle 3 is used, and no other special control mechanism is used. On the flow line inclined by an arbitrary angle from the rotation reference plane of the sheet-like optical disc 1. In addition, the radial operation of the stabilizing guide member 7 can be easily controlled, and the operation requirements for stabilizing the disc surface runout by the stabilizing guide member 7 can be achieved very easily. Stable recording / playback operation was realized.
[0057]
Further, since the appropriate value of the inclination angle of the rotation center axis of the spindle 3 varies depending on the specifications of the optical disk 1 such as the material, thickness, and constituent layers of the sheet-like optical disk 1, the inclination angle of the rotation center axis is set on the spindle 3. Control / adjustment, or the method of controlling / adjusting the reference position of the tilt angle of the rotation center axis of the spindle 3 using the specification of the optical disc 1 as a parameter, can be flexibly applied to optical discs with different specifications. It became possible to respond.
[0058]
Further, the appropriate position of the flow line of the stabilizing guide member 7 also depends on the number of revolutions of the disk and shifts in the direction of the optical path of the outgoing light La of the optical pickup 5, so that at least the mechanism unit including the stabilizing guide member 7 A movement control mechanism in the optical path direction of the optical pickup 5 is provided, and the position of the stabilizing guide member 7 is shifted using these mechanisms as a setting value or measurement value of the optical disk rotation speed. The correction can also be performed by controlling / adjusting the spindle tilt angle. By controlling and adjusting the spindle tilt angle using the set value or measured value of the disk rotation speed as a parameter, surface stabilization by the stabilizing guide member 7 can be achieved. Performance can be adjusted more optimally, and the subtle stability of surface runout stability caused by changes in the disk rotation speed Les optionally corrected to a, it becomes possible to obtain a proper surface vibration stabilizing effect.
[0059]
By doing so, it becomes possible to perform stable recording / reproduction by the optical pickup 5 in the region where the surface vibration in the optical disc 1 is stabilized by the stabilization guide member 7, but the surface vibration is further stabilized. In order to perform more stable recording / playback at the selected position, the optimal surface runout stabilization position moves on the disk rotation tangential direction depending on the disk rotation speed. This is important for realizing the read / write operation by the optical pickup.
[0060]
For reference, an example of the positional relationship between the optimum surface shake stabilization position 40 and the pickup focal position 41 when the position correction is not performed under an arbitrarily set condition is shown in the explanatory diagram of FIG. 42 is a projection surface of the stabilization guide member 7, 43 is a surface shake stabilization region, 44 is a rotation direction of the optical disc 1, and there is a deviation between the optimum surface shake stabilization position 40 and the pickup focus position 41. Yes.
[0061]
Further, the optimum surface shake stabilization position 40 can be adjusted to an arbitrary position in the disk rotation tangent direction by controlling the tilt angle of the stabilization guide member 7 in the disk rotation tangent direction. This is effective as a correction of the conversion position 40. For this reason, as a means for adjusting and matching the optical path of the outgoing light La of the optical pickup 5 with the optimum surface shake stabilization position 35, the set value or measured value of the disk rotation speed is used as a parameter in the stabilization guide member 7. By controlling the tilt angle in the optical disk rotational tangent direction, the optical path of the outgoing light La of the optical pickup 5 and the optimum surface shake stabilization position 40 can be adjusted and matched. In addition, a tilt angle control unit (Y-axis direction pickup tilt angle) is provided so as to rotate at a point intersecting the optical path of the outgoing light La of the optical pickup 5 on the surface of the stabilizing guide member 7 in order to control the tilt angle. By using the rotation center of the control unit 25), the pickup surface can always be kept at the same position when adjusting the tilt angle, and more stable recording and reproduction can be performed.
[0062]
Further, the stabilization guide member 7 and the optical pickup 5 are installed in the same unit body, the optical path of the light emitted from the optical pickup 5 is vertically incident on an arbitrary position of the stabilization guide member 7, and before the focus servo operation is performed. The optical pickup 5 and the stabilizing guide member 7 are fixedly installed on the same unit body (guide / pickup unit common structure 36) with the temporary focal position of the optical pickup 5 aligned with the surface of the stabilizing guide member 7. By installing a tilt control unit (Y-axis direction guide / pickup unit tilt angle control unit 37) in the disk rotation tangential direction with the temporary focus position of the optical pickup 5 as the rotation center, the control mechanism system can be simplified. We were able to plan.
[0063]
The surface shape of the stabilizing guide member 7 is not limited to a spherical surface having a single curvature, and the Bernoulli effect is generated between the stabilizing guide member 7 and the optical disc 1 and the surface runout is stabilized. If it is a configuration, there is no problem in adopting it. For example, even if a stabilizing guide member having a special surface shape such as an aspherical surface is used, the disc runout can be stabilized by the Bernoulli effect.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the surface of the disk surface on which a flexible sheet-like optical disk is rotated and the optical pickup for recording and / or reproduction at least detects signals using the Bernoulli effect. In an optical disc apparatus that suppresses shake and performs recording / reproduction on the surface opposite to the main acting surface of the Bernoulli effect, it is possible to easily and appropriately set the position of the surface shake stable region. Stabilization is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disk device for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of surface runout stabilization of a flexible sheet-like optical disc according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the positional relationship between the flow line of the stabilizing guide member and the rotation reference plane of the optical disc in the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the definition of the positive and negative directions of the tilt angle in the present embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical disc device for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing test results for surface runout stabilization in each example of the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an optimum surface shake stabilization position and a pickup focal position when position correction is not performed in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Optical disc
2 Spindle motor
3 Spindle
4 Hub
5 Optical pickup
7 Stabilizing guide member
22 Z-axis direction guide position controller
23 Y-axis direction guide tilt angle controller
24 Z-axis direction pickup position controller
25 Y-axis direction pickup tilt angle controller
26 X-axis direction spindle position controller
28 X-axis direction spindle tilt angle controller
35 Z-axis direction guide / pickup unit position controller
36 Guide / Pickup Unit Common Structure
37 Y-axis direction guide / pickup unit tilt angle controller

Claims

Rotating a flexible sheet-like optical disc, suppressing surface deflection of the optical disc by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law, and recording and / or recording with an optical pickup on the surface opposite to the Bernoulli effect acting surface of the optical disc Or in an optical disc device that performs playback,
A stabilizing guide member for generating the Bernoulli effect with the main shape of the surface as a convex curved surface is disposed on the outgoing light path of the optical pickup, and moved to perform a seek operation of the optical pickup in the radial direction of the optical disk. The mechanism is disposed on the installation side of a spindle motor that rotationally drives the optical disk, and the spindle is within a plane including a movement flow line of the moving mechanism and a rotation center axis of a spindle provided on the spindle motor and on which the optical disk is installed. An optical disc recording / reproducing apparatus characterized in that the rotation center axis of the optical disc is tilted and the tilt direction is set to a direction in which the rotation reference plane of the optical disc faces the stabilizing guide member from the optical pickup.

2. The optical disc apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that adjusts an inclination angle of the rotation center axis of the spindle.

3. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein the stabilization guide member includes a tilt angle control unit that controls a tilt angle in a rotational tangent direction of the optical disc.

4. The optical disk apparatus according to claim 3, wherein a point on the surface of the stabilizing guide member that intersects with the light beam path of the optical pickup is set as the rotation center of the tilt angle control unit.

In a state where the outgoing optical path of the optical pickup is vertically incident on an arbitrary position of the stabilization guide member, and the temporary focus position of the optical pickup before performing the focus servo operation is aligned with the surface of the stabilization guide member, A tilt angle control unit configured to fix and install the optical pickup and the stabilizing guide member on a common structure, and to control a tilt angle in a rotation tangential direction of the optical disc with the temporary focus position of the optical pickup as a rotation center; The optical disk apparatus according to claim 1, wherein the optical disk apparatus is provided in a structure.

6. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein a position control unit for controlling movement of the optical pickup in the direction of the outgoing optical path is installed on at least the unit body on which the stabilization guide member is installed.

3. The optical disk apparatus according to claim 2, wherein the tilt angle of the rotation center axis of the spindle can be controlled by using a set value or a measured value of the rotation speed of the optical disk as a parameter.

7. The position of the optical pickup in the direction of the outgoing optical path of the unit body including at least the stabilizing guide member can be controlled using a set value or a measured value of the rotational speed of the optical disc as a parameter. The optical disk device described.

6. The optical disc according to claim 1, wherein a tilt angle of the stabilizing guide member in a rotation tangent direction of the optical disc can be controlled by using a set value or a measured value of the rotational speed of the optical disc as a parameter. apparatus.

8. The optical disk apparatus according to claim 2, wherein the reference position in the tilt angle of the rotation center axis of the spindle can be controlled using a change in the specification of the optical disk as a parameter.