JP4688217B2

JP4688217B2 - ディスク装置及びディスクカートリッジ

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Publication number: JP4688217B2
Application number: JP2006146059A
Authority: JP
Inventors: 康知阿萬; 雅己西田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: US20070061828A1; JP2007149311A; EP1763025A1; EP1763025B1; DE602006002008D1; US7823172B2

Description

本発明は、ディスク装置及びディスクカートリッジに係り、さらに詳しくは、ディスクに対し情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置、及びディスクを収容するディスクカートリッジに関する。

近年、テレビ放送のデジタル化が開始されるなど、情報のデジタル化に伴い記録媒体としてのディスクへ記録される情報の高密度化に対する要求が高まっている。この要求に対する主な方策としては、情報の記録又は再生のために用いられるレーザ光のスポット径を小さくすることがあげられる。

レーザ光のスポット径を小さくするには、その波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることが有効である。レーザ光の波長に関しては、従来からＣＤ（Compact Disk）には、例えば７８０ｎｍ程度の波長の近赤外光が用いられ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）には、例えば６５０ｎｍ程度の波長の赤色光が用いられているが、近年では、青紫色のレーザ光を発振する半導体レーザが開発され、今後４００ｎｍ近傍の波長のレーザ光が用いられることが予想されている。また、対物レンズについては、従来、ＣＤ用の対物レンズのＮＡは０．５未満であり、ＤＶＤ用の対物レンズのＮＡは０．６程度であったが、今後はさらにＮＡが増大する傾向にある。

しかしながら、光の波長を短くすることや、対物レンズのＮＡを増大することは、対物レンズを含む光学系の焦点深度の狭小化を招く。このため、フォーカスサーボ精度を向上させる必要が生じる。また、対物レンズのＮＡが増大すると、その対物レンズとディスクの記録面との距離を小さく設定する必要があるため、ディスクの面ぶれを小さくする必要がある。その理由は、始動時のフォーカスサーボを開始する直前に対物レンズを含むピックアップとディスクとが接触するなどの事態を回避する必要があるからである。

このような背景から、可撓性を有するシート（薄膜）に記録面が形成されたディスクの開発がすすめられ、このディスクを安定化板上で回転させることにより、ディスクに生じる面ぶれを空気力学的に抑制するディスク装置が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。

特許文献１に記載されているディスク装置は、円形板の両端を折り曲げて形成されたバックプレートと呼ばれる安定化部材を備え、ディスクを回転させて情報の記録又は再生を行なうものである。この方法では、光ディスクは凹面を形成する平面によって規定される折れ曲がりの部分に追従して非常に特異な屈曲動作を行う必要があり、回転の高速化にともなって屈曲動作が追いつかなくなってしまうことがある。

一方、非特許文献１に記載されているディスク装置は、サドルプレートと呼ばれる安定化板と、Ｕ字型スタビライザ（U-shaped stabilizer）とよばれる安定化部材を備え、ディスクに対し情報の記録又は再生を行なう際には、ディスクをＵ字型スタビライザのギャップに挟んだ状態で回転させるとともに、サドルプレートを用いて負圧力を作用させ、ディスクを前述した特許文献１に記載のディスク装置とは逆方向へ湾曲させることにより、面ぶれをギャップ内の特定領域で選択的に安定化させようとするものである。この方法では、回転を高速化するとサドルプレートによって発生する負圧がディスクに作用する遠心力に負けて、最終的にディスクを所望の湾曲形状にすることができなくなり、ギャップ内の特定領域においても面振れが増大してしまうという不都合がある。

ところで、特許文献１には、連続的に一様に曲がった湾曲面（以下、連続面という）を有する安定化部材は可撓性を有する光ディスク媒体の安定化には不適であるとの記述があるが、鋭意検討の結果、発明者等は回転数が４０００ｒｐｍを越える領域では、この連続面が可撓性ディスクの安定化に有効に作用することをつきとめた。さらに、単純な連続面を有する安定化部材では、連続面がディスクに対し凹形状である場合には、連続面の中心を通る母線近傍の面ぶれ特性よりも、その回転方向下流側での面ぶれ特性のほうが安定しており、連続面がディスクに対し凸形状である場合には、連続面の中心を通る母線近傍の面ぶれ特性よりも、その回転方向下流側での面ぶれ特性のほうが安定していることが判明した。

特開昭５７−３３６１９号公報「オプティカル・リードアウト・オブ・ビデオディスク」アイイーイーイー・トランザクション・オン・コンシューマー・エレクトロニクス（"ＯＰＴＩＣＡＬＲＥＡＤＯＵＴＯＦＶＩＤＥＯＤＩＳＣ"，ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＯＮＣＯＮＳＵＭＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ），１９７６年１１月、Ｐ．３０４−３０８

本発明はかかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、可撓性のあるディスクに対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能なディスク装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、可撓性のあるディスクに対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行なうヘッドのアクセス精度の向上を図ることが可能なディスクカートリッジを提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、回転するディスクの記録面に沿って移動するヘッドと、前記ディスクに対向可能に配置された安定化部材と、を備えるディスク装置において、前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凹状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、前記ヘッドは、前記平坦面内において、前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向上流側にオフセットした経路に沿って往復移動することを特徴とするディスク装置である。
本発明は、第２の観点からすると、回転するディスクの記録面に沿って移動するヘッドと、前記ディスクに対向可能に配置された安定化部材と、を備えるディスク装置において、前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凸状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、前記ヘッドは、前記平坦面内において、前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向下流側にオフセットした経路に沿って往復移動することを特徴とするディスク装置である。

これらのディスク装置によれば、回転するディスクに対し情報の再生又は記録が行なわれる際には、安定化部材の対向面によりディスクに生じる面ぶれが抑制され、ディスク装置のヘッドは、面ぶれが最も抑制された経路となる、対向面の中心を通る母線（以下、中心母線ともいう）からオフセットした経路に沿って移動する。

したがって、ヘッドがディスクの回転方向に関し中心母線と同一の位置を移動する場合に比較して、ヘッドのディスクに対するアクセス精度が向上し、結果的にディスクに対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方の向上を図ることが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、可撓性を有するディスクを回転可能に収納するケーシングと、前記ディスクに対向して配置された安定化部材と、を備えるディスクカートリッジにおいて、前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凹状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、前記ケーシングには、前記ディスクの記録面に対して情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうヘッドの移動経路を規定するスロットが、前記平坦面内で、かつ前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向上流側にオフセットした位置に形成されていることを特徴とするディスクカートリッジである。
本発明は、第４の観点からすると、可撓性を有するディスクを回転可能に収納するケーシングと、前記ディスクに対向して配置された安定化部材と、を備えるディスクカートリッジにおいて、前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凸状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、前記ケーシングには、前記ディスクの記録面に対して情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうヘッドの移動経路を規定するスロットが、前記平坦面内で、かつ前記中心母線に対して、前記ディスクの回転方向下流側にオフセットした位置に形成されていることを特徴とするディスクカートリッジである。

これらのディスクカートリッジによれば、回転するディスクに対し情報の再生又は記録が行なわれる際には、安定化部材の対向面によりディスクに生じる面ぶれが抑制され、ディスク装置のヘッドは、面ぶれが最も抑制された経路となる、対向面の中心母線からオフセットした経路に沿って移動する。

《第１の実施形態》

以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態にかかるディスク装置１００の概略構成が示されている。

ディスク装置１００は、可撓性のある光ディスク２０に対し情報の記録及び再生を行なうことが可能な光ディスク装置である。このディスク装置１００は、図１に示されるように、Ｚ軸に平行な回転軸２２ａを有するモータ２２、該モータ２２の回転軸２２ａの＋Ｚ側端部に固定されたスピンドルシャフト２４、光ディスク２０に対し情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうピックアップ２６、光ディスク２０の回転を安定させる安定化部材３０、上記各部を収容する本体（ハウジング）１０、及びピックアップ２６並びにモータ２２を制御する不図示の制御装置などを備えている。

光ディスク２０としては、図２示されるように、例えば、厚さ１００μｍ、外径１２０ｍｍで中央に丸孔が形成された円形板状のポリカーボネイト製のシート２０ａをディスク基板とし、このシート２０ａの−Ｚ側の図２おいて着色して示された内周直径５０ｍｍから外周直径１１６ｍｍまでの領域２０ｂに記録層が成膜された可撓性を有する光ディスクが用いられる。

記録層は、シート２０ａの領域２０ｂに、まずスタンパのピッチ０．６μｍ、幅０．３μｍのグルーブを熱転写した後に、スパッタリングにより順次厚さ１２０ｎｍのＡｇ反射層、厚さ７ｎｍの（ＺｒＯ_２−Ｙ_２Ｏ_３）−ＳｉＯ_２層、厚さ１０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ層、厚さ２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２層、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４層を成膜することにより形成されている。

また、光ディスク２０の表裏面には、記録層やディスク基板の保護のために、スピンコートしたＵＶ樹脂を紫外線を照射して硬化することにより厚さ１０μｍの透明保護膜が形成され、中央部には、例えば、厚さ０．３ｍｍ、外径３０ｍｍで中心部に内径１５ｍｍの丸孔が形成された円形プレート２０ｃが、その中心がシート２０ａの中心と一致するように取りつけられている。ここで、説明の便宜上図２に示されるように、光ディスク２０の中心ｏを原点とするｘｙ座標系を定義する。

安定化部材３０は、図１と、安定化部材３０を下方から見た図である図３とを総合するとわかるように、例えば、中央に直径３２ｍｍの円形開口が形成された外径１２５ｍｍの高さの低い円柱状部材であり、＋Ｚ側の面がハウジング１０の天井面に固定され、−Ｚ側の面は光ディスク２０に対向する凹形状の湾曲面（以下、作用面ともいう）となっている。

安定化部材３０の作用面は、図３に示されるようにＹ軸に平行で作用面の中心を通る母線Ｌ（以下、中心母線Ｌともいう）を有し、全体的には、例えば曲率半径１０００ｍｍで湾曲している。そして中心母線から−ｘ方向及び＋ｘ方向へ距離Ｓ（ここでは１７．５ｍｍとする）隔てたＹ軸に平行な２本の直線と、作用面の外周とによって規定される領域、すなわち図３において着色された領域が平坦部となっている。

図１に戻り、スピンドルシャフト２４は、円柱状の大径部と、該大径部の上端に設けられた小径部とを有する段付き円柱状の部材である。光ディスク２０は円形プレート２０ｃの丸孔にスピンドルシャフト２４の小径部が挿入され、大径部の上面によって下方から支持されることにより、記録層を下面とし、その中心が作用面の中心に一致した状態でスピンドルシャフト２４に装着されている。また、一例として光ディスク２０は、該光ディスク２０が平坦と仮定したときの記録面と逆側の面と、安定化部材３０の作用面の平坦部との距離が１５０μｍとなるようにスピンドルシャフト２４に装着されているものとする。

モータ２２は、回転軸２２ａを駆動することによりスピンドルシャフト２４を介して光ディスク２０を、例えば約４０００〜２００００ｒｐｍの範囲内で回転させる。光ディスク２０の回転数などは、不図示の制御装置により制御される。

ピックアップ２６は、光ディスク２０の下方（−Ｚ側）に配置され、光源、対物レンズを含む光学系、受光素子などを含む周知の構成のものが用いられている。ピックアップ２６は、モータ２２により回転される光ディスク２０の記録面にレーザ光を集光するとともに、記録面からの反射光を受光することで光ディスク２０からの情報の読み取り（再生）、及び光ディスク２０に対する情報の書き込み（記録）などを行う。そして、図２の矢印ａ，ａ’に示されるように、光ディスク２０の中心を通りｙ軸と、例えば１０度の角度をなす直線に沿って、不図示のピックアップ駆動装置によって駆動される。これによりピックアップ２６は、安定化部材３０の作用面の中心を通り、中心母線Ｌに対し１０度の角度をなす直線に沿って移動する。

次に、上述のように構成されたディスク装置１００により、光ディスク２０に対し情報の記録及び再生を行なった場合の安定化部材３０の作用について説明する。光ディスク２０が回転すると、光ディスク２０にはその回転により発生する遠心力により水平な状態になろうとする復元力と、その回転と面形状の作用により生じる空気流の差に基づく圧力変化による反発力が発生する。その際に安定化部材３０は、光ディスク２０に対し空気力学的な力を作用させ、光ディスク２０に生じる復元力と反発力のつりあいをとることにより、いわゆる光ディスク２０の面ぶれ（ディスク２０の回転軸方向の振れ）を低減する。

発明者等は、上述した安定化部材３０を用いて光ディスク２０の安定化実験を行なった。安定化実験は、図４に示されるように、光ディスク２０を矢印ｂに示される方向に回転させた状態で、光ディスク２０の外周の−Ｙ側端の点Ｐ１と、点Ｐ１から外周に沿って−５０度及び＋５０度の位置にある点Ｐ０及びＰ３とにより規定される中心角１００度の円周上の各位置で観測される、光ディスク２０の面ぶれにより生じるＺ軸方向の振幅を計測するものである。

安定化部材３０を用いた場合には、図４とディスク２０の−Ｙ側の様子を示す図５（Ａ）を総合するとわかるように、点Ｐ１近傍の光ディスク２０の回転方向下流側の位置近傍では、光ディスク２０に対し安定化部材３０から離れる方向の力Ｆが作用する。そして力Ｆの下流側では、光ディスク２０が安定化部材３０に対して近接する領域（点Ｐ２’近傍）が存在する。一方点Ｐ１の光ディスク２０の回転方向上流側の位置近傍には、光ディスク２０が安定化部材３０に対し近接する領域（点Ｐ２近傍）が存在する。

基本的には、光ディスク２０と安定化部材３０とが近接する部分で光ディスク２０の面ぶれが効果的に抑制され、点Ｐ０〜点Ｐ３で規定される円周上の各位置における面ぶれ特性は、図５（Ｂ）に示されるようになる。中心母線付近に平坦部を有する凹状に湾曲した図３の安定化部材を用いた場合には、ディスク円周方向に見た場合に、効果的に面ぶれが抑制される領域が２ヶ所、その１８０度逆側の対称位置を考えると安定化部材３０全面においては４ヶ所存在する。この現象は、光ディスク２０の回転数がさほど速くない４０００ｒｐｍ付近で確認され、回転数が１００００ｒｐｍを越える高速域になるとその影響は顕著となった。

次表１は、光ディスク２０の回転数を４０００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍまで２０００ｒｐｍずつ段階的に変化させて、図４に示されるように、光ディスク２０の中心から−Ｙ方向へ２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ４、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ５、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ６と、上述した点Ｐ２及び点Ｐ２’と光ディスク２０の中心を結ぶ２本の直線上で、光ディスク２０の中心から２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ７及び点Ｐ１０と、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ８及び点Ｐ１１と、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ９及び点Ｐ１２での光ディスク２０の振幅（μｍ）をレーザ変位計を用いて計測したときの結果である。表１に示されるように、安定化部材３０を用いて光ディスク２０を安定化した場合には、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２での振幅は１０μｍ以下に抑えられ、点Ｐ６では振幅が１５μｍを大幅に越えているのがわかる。

また、次表２は、光ディスク２０の回転数を４０００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍまで２０００ｒｐｍずつ段階的に変化させて、点Ｐ４〜Ｐ１２における光ディスク２０の円周方向のチルト角（以下、単にチルト角という）を、レーザオートコリメータを用いて計測したときの計測結果である。表２に示されるように、安定化部材３０を用いて光ディスク２０を安定化した場合には、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９でのチルト角はほぼ零度（±０．１ｄｅｇ以内）となっているのがわかる。

したがって、光ディスク２０に対して情報の再生又は記録を行なう際に、点Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路（以下、第１経路という）を設定するか、あるいは点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路（以下、第２経路という）を設定すれば、ディスク２０の振幅を経路全域にわたって１０μｍ以下に抑えることができるので、アクセス精度の向上を図ることが可能となることがわかる。特に、第２経路に比較して第１経路では、表２に示されるように、その経路近傍の光ディスク２０のチルト角が小さいため、本実施形態では、最もアクセス精度を向上する効果が高い第１経路上をピックアップ２６が移動することとしている。

なお、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路を設定した場合においては、外周部点Ｐ６でのディスク２０の振幅がやや悪化するものの、チルト角は零度近傍になっているので、例えば、光ディスク２０の記録密度を下げたり、ディスク外周部の情報記録領域の範囲を狭くするなどして対応することにより、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で規定される直線上もピックアップ２６の移動経路として十分に活用可能である。

なお、点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路を設定する際には、ピックアップ２６のチルト角を制御する機構を具備させ、ピックアップ２６を走査するディスク面のチルト角の変化に追従させることにより、ディスク面に対するピックアップ２６のチルト角を零度近傍に制御する方法が好適である。

以上説明したように、本第１の実施形態にかかるディスク装置１００によると、情報の再生又は記録を行なう際に光ディスク２０に生じる面ぶれによる影響が少なく、かつチルト角が小さい位置（チルト角が零度近傍となる位置）に沿って、ピックアップ２６の移動経路が設定されている。

したがって、面ぶれによりピックアップ２６が受ける悪影響が緩和されて、ディスク２０に対するアクセス精度が向上し、結果的に光ディスク２０に対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能となっている。

また、本第１の実施形態では、図２に示されるように、ピックアップ２６をｙ軸と１０度の角度をなす直線に沿って移動することとしたが、上述した理由からピックアップ２６をｙ軸と−４０度の角度をなす直線（点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２で規定される直線）沿って移動することとしてもよい。このようにしても、面ぶれによりピックアップ２６が受ける悪影響が緩和されて、ディスク２０に対するアクセス精度が向上し、結果的に光ディスク２０に対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能となる。

また、本第１の実施形態では、ピックアップ２６を、図２に示されるように、ｙ軸と１０度の角度をなす直線に沿って移動することとしたが、これに限らず、図６に示されるように、ｙ軸から回転方向上流側（＋ｘ側）へ例えば１０ｍｍ隔てたｙ軸に平行な直線に沿って移動することとしてもよい。

次表３は、光ディスク２０の回転数を４０００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍまで２０００ｒｐｍずつ段階的に変化させて、図７に示されるように、ピックアップ２６の移動経路上で、光ディスク２０の中心から２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ７’、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ８’、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ９’での光ディスク２０の振幅をレーザ変位計を用いて計測したときの計測結果であり、次表４は、点Ｐ７’、Ｐ８’、Ｐ９’におけるチルト角をレーザオートコリメータを用いて計測した時の計測結果である。

表３及び表４に示されるように、点Ｐ７’、Ｐ８’、Ｐ９’においても、光ディスク２０の面ぶれは１０μｍ以下に抑えられており、チルト角はほぼ零度（±０．１ｄｅｇ以内）となっていることがわかる。

したがって、光ディスク２０に対して情報の再生又は記録を行なう際に、点Ｐ７’、Ｐ８’、Ｐ９’で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路を設定すれば、ディスク２０の振幅を経路全域にわたって１０μｍ以下に抑え、かつ移動経路近傍の光ディスク２０のチルト角を零度近傍の小さい値とすることができるので、ピックアップ２６のアクセス精度の向上を図ることが可能となり、結果的に光ディスク２０に対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能となる。

また、本第１の実施形態では、ｙ軸とピックアップ２６の移動経路が１０度又は−４０度の角度をなしている場合について説明したが、これに限らず、移動経路をｙ軸に沿うように設定し、安定化部材３０の中心母線Ｌがｙ軸に対し−１０度又は４０度の角度を有するようにしてもよい。要は、安定化部材３０の中心母線Ｌに対しピックアップ２６の移動経路が１０度又は−４０度の角度を有していればよい。

なお、安定化部材の作用面は、図３に示される構成から中心母線近傍に形成した平坦部をなくし、面全体を単純に、例えば曲率半径９００ｍｍで湾曲させた単純湾曲面とすることもできる。このような単純湾曲面を作用面とした安定化部材３０’を用いた場合には、図８（Ａ）に示されるように、点Ｐ１の光ディスク２０の回転方向下流側に、光ディスク２０と安定化部材３０’とが近接する領域（点Ｐ２’’近傍）が存在する。

基本的には、光ディスク２０と安定化部材３０’とが近接する領域の中心付近でディスクの面振れが効果的に抑制され、点Ｐ０〜点Ｐ３で規定される円周上の各位置における面ぶれ特性は図８（Ｂ）に示されるようになる。単純湾曲面を作用面とする安定化部材３０’を用いた場合には、ディスク円周方向に見た場合に、効果的に面ぶれが抑制されている領域が１ヶ所（点Ｐ２’’近傍）、その１８０度逆側の対称位置を考えると安定化部材３０’全面においては２ヶ所存在する。例えば、前記安定化部材３０’を用いた場合には、点Ｐ２’’は光ディスク２０の中心を通り、ｙ軸と−２５度の角度をなす直線上に現れる。そしてこの直線上の面ぶれ特性及びチルト角は、前述した点Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２におけるディスク２０の挙動と類似するものであった。

したがって、作用面を単純湾曲面とする場合には、中心母線の下流側で、光ディスク２０の中心と点Ｐ２’’を通る直線（ｙ軸と−２５度の角度をなす直線）上をピックアップ２６の移動経路とすることで、ピックアップ２６のアクセス精度の向上を図ることが可能となり、結果的に光ディスク２０に対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能となる。

なお、中心母線付近に平坦部を有する安定化部材３０では、効果的な面ぶれの抑制が行なえる点Ｐ２,Ｐ２’の中心母線からの角度はそれぞれ、１０度と−４０度であった。これらの値は、おおよそこの近傍とはなるが、湾曲面の曲率、中心母線付近の平坦面の幅等により変化する。同様に、安定化部材３０’では点Ｐ２’’の中心母線からの角度は−２５度であった。この値についても、おおよそこの近傍とはなるが、湾曲面の曲率、中心母線付近の平坦面の幅等により変化する。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図９〜図１３（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに説明を簡略し又は省略するものとする。

図９には、第２の実施形態にかかるディスク装置１０１の概略構成が示されている。このディスク装置１０１は、図９に示されるように、Ｚ軸に平行な回転軸２２ａを有するモータ２２、該モータ２２の回転軸２２ａの＋Ｚ側端部に固定されたスピンドルシャフト２４、光ディスク２０に対し情報の記録及び再生を行なうピックアップ２６、光ディスク２０の回転を安定させる安定化部材３１、上記各部を収容する本体（ハウジング）１０、及びピックアップ２６並びにモータ２２を制御する不図示の制御装置などを備えている。

安定化部材３１は、図９と、安定化部材３１を上方から見た図である図１０とを総合するとわかるように、例えば、中央に直径３２ｍｍの円形開口が形成された外径１２５ｍｍの高さの低い円柱状部材であり、−Ｚ側の面は不図示の支持部材を介してハウジング１０の底壁面に固定され、＋Ｚ側の面は光ディスク２０に対向する凸形状の湾曲面（以下、作用面ともいう）となっている。

安定化部材３１の作用面は、Ｙ軸に平行で作用面の中心を通る母線Ｌ’（以下、中心母線Ｌ’ともいう）を有し、全体的には、例えば曲率半径１０００ｍｍで湾曲している。そして中心母線Ｌ’から−ｘ方向及び＋ｘ方向へ距離Ｓ（ここでは１７．５ｍｍとする）隔てたＹ軸に平行な２本の直線と、作用面の外周とによって規定される領域、すなわち図１０において着色された領域が平坦部となっている。

図９に戻り、スピンドルシャフト２４は、安定化部材３１の中央に設けられた円形開口の内部に、円柱状の大径部の上面がわずかに突出するように配置されている。そして、光ディスク２０は円形プレート２０ｃの丸孔にスピンドルシャフト２４の小径部が挿入され、大径部の上面によって下方から支持されることにより、記録層を上面とし、その中心が作用面の中心に一致した状態でスピンドルシャフト２４に装着されている。ここでは一例として、光ディスク２０は、該光ディスク２０が平坦と仮定した時の下面と、安定化部材３１の作用面の平坦部との距離が１５０μｍとなるようにスピンドルシャフト２４に装着されているものとする。

ピックアップ２６は、光ディスク２０の上方（＋Ｚ側）に配置され、図１１の矢印ａ，ａ’に示されるように、光ディスク２０の中心を通りｙ軸と、例えば−１０度の角度をなす直線に沿って、不図示のピックアップ駆動装置によって駆動される。これによりピックアップ２６は、安定化部材３０の作用面の中心を通り、中心母線Ｌ’に対し−１０度の角度をなす直線に沿って移動する。

次に、上述のように構成されたディスク装置１０１により、光ディスク２０に対し情報の記録及び再生を行なった場合の安定化部材３１の作用について説明する。光ディスク２０が回転すると、光ディスク２０にはその回転により発生する遠心力により水平な状態になろうとする復元力と、その回転と面形状の作用により生じる空気流の差に基づく圧力変化による反発力が発生する。その際に安定化部材３１は、光ディスク２０に対し空気力学的な力を作用させ、光ディスク２０に生じる復元力と反発力のつりあいをとることにより、いわゆる光ディスク２０の面ぶれ（ディスク２０の回転軸方向の振れ）を低減する。

発明者等は、上述した安定化部材３１を用いて光ディスク２０の安定化実験を行なった。安定化実験は、図１２に示されるように、光ディスク２０を矢印ｂに示される方向に回転させた状態で、光ディスク２０の外周の−Ｙ側端の点Ｐ１と、点Ｐ１から外周に沿って−３０度及び＋３０度の位置にある点Ｐ０及びＰ３とにより規定される中心角６０度の円周上の各位置で観測される、光ディスク２０の面ぶれにより生じるＺ軸方向の振幅を計測するものである。

安定化部材３１を用いた場合には、図１２と、ディスク２０の−Ｙ側の様子を示す図１３（Ａ）を総合するとわかるように、点Ｐ１の光ディスク２０の回転方向上流側（Ｐ３側）の位置近傍では、光ディスク２０に対し安定化部材３１から離れる方向の力が作用する。この安定化部材３１から離れた部分には安定化部材３１が十分に作用しないため、点Ｐ０〜点Ｐ３で規定される円周上の各位置における面ぶれ特性は図１３（Ｂ）に示されるようになる。図１３（Ｂ）からは点Ｐ１の上流側（Ｐ３側）ではディスク２０の面ぶれが局所的に悪化しているのがわかる。この現象は、光ディスク２０の回転数がさほど速くない４０００ｒｐｍ付近で確認され、回転数が１００００ｒｐｍを越える高速域になるとその影響は顕著となった。

また、光ディスク２０の回転数を４０００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍまで２０００ｒｐｍずつ段階的に変化させて、図１２に示されるように、光ディスク２０の中心から−Ｙ方向へ２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ４、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ５、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ６と、ピックアップ２６の移動経路上で、光ディスク２０の中心から２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ７、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ８、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ９で光ディスク２０の振幅をレーザ変位計を用いて計測したところ、次表５に示される計測結果が得られた。

表５に示されるように、回転数が４０００〜１２０００ｒｐｍの範囲内安である場合には、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９での光ディスク２０の振幅は１０μｍ以下に抑えられているが、点Ｐ６では回転数の増加にともなって振幅が１０μｍを越えて大幅に増大しているのがわかる。

したがって、光ディスク２０に対して情報の再生又は記録を行なう際に、従来から行なわれてきたようにピックアップ２６の移動経路を点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で規定される直線に沿うように設定すると、光ディスク２０の振幅が大きい点Ｐ６近傍でピックアップ２６のアクセス精度が低下することが考えられるが、点Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路を設定すれば、ディスク２０の振幅を経路全域にわたって１０μｍ以下に抑えることができるので、アクセス精度の向上を図ることが可能となる。

以上説明したように、本第２の実施形態にかかるディスク装置１０１によると、情報の再生又は記録を行なう際に光ディスク２０に生じる面ぶれによる影響が少ない位置に沿って、ピックアップ２６の移動経路が設定されている。

したがって、面ぶれによりピックアップ２６が受ける悪影響が緩和されてディスク２０に対するアクセス精度が向上し、結果的に光ディスク２０に対する情報の再生精度及び記録精度の少なくとも一方を向上することが可能となっている。

また、本第２の実施形態では、ピックアップ２６を、図１１に示されるように、ｙ軸と−１０度の角度をなす直線に沿って移動することとしたが、これに限らず、図１４に示されるように、例えばｙ軸から回転方向下流側（−ｘ側）へ１０ｍｍ隔てたｙ軸に平行な直線に沿って移動することとしてもよい。

また、本第２の実施形態では、図１１に示されるように、ｙ軸とピックアップ２６の移動経路が１０度の角度をなしている場合について説明したが、これに限らず、移動経路をｙ軸に沿うように設定し、安定化部材３０の中心母線Ｌがｙ軸に対し１０度の角度を有するようにしてもよい。要は、安定化部材３０の中心母線Ｌに対しピックアップ２６の移動経路が−１０度の角度を有していればよい。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を、図１５〜図１７に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに説明を簡略し又は省略するものとする。

図１５には、第３の実施形態にかかるディスク装置１０２の概略構成が示されている。このディスク装置１０２は、図１５に示されるように、回転軸２２ａを有するモータ２２、該モータ２２の回転軸２２ａの＋Ｚ側端部に固定されたスピンドルシャフト２４、不図示の保持部材に着脱自在に保持されたディスクカートリッジ４０、ディスクカートリッジ４０に収納された光ディスク２０に対し情報の記録及び再生を行なうピックアップ２６、上記各部を収容する本体（ハウジング）１０、及びピックアップ２６及びモータ２２を制御する不図示の制御装置などを備えている。

ディスクカートリッジ４０は、図１５に示されるように、相互に係合するカバー４２及びベース４４と、カバー４２とベース４４とにより形成された内部空間に収容される安定化部材３０、及び光ディスク２０を備えている。

カバー４２は正方形板状の部材で、安定化部材３０は、図１６に仮想線で示されるように、中心母線Ｌがｙ軸と−１０度の角度をなすようにカバー４２の下面に取り付けられている。

ベース４４は、平面視ほぼ正方形の容体で、ＸＹ平面に平行な底板部と、該底板部の外周に沿って設けられた側壁部の２部分からなり、図１６に示されるように、底板部には長手方向をＹ軸方向とする鍵穴状のスロット４５が形成されている。このスロット４５は円形の開口部４５ａと長方形状の開口部４５ｂが連通したような形状を有し、開口部４５ａはその中心が安定化部材３０の作用面の中心と一致するように形成され、開口部４５ｂは開口部４５ａの−Ｙ側からベース４４の内壁面まで延びるように形成されている。

そして、ベース４４は、図１５に示されるように、カバー４２の下面に固定された安定化部材３０と、該安定化部材３０の下方に配置された光ディスク２０とが、ベース４４の底板部と側壁部で規定される空間に収容された状態で、カバー４２の下面に固定されている。

このように構成されたディスクカートリッジ４０は、ディスク装置１０２の保持部材（不図示）に装着されると、内部に収容された光ディスク２０が、カートリッジ４０の下方から、スロット４５の開口部４５ａを介して挿入されたスピンドルシャフト２４に回動可能に支持されるとともに、ピックアップ２６がスロット４５の開口部４５ｂを介して光ディスク２０にアクセス可能な状態となる。そして、制御装置は、モータ２２を介して光ディスク２０を所定の回転数で回転駆動すると、ピックアップ駆動装置を介してピックアップ２６をディスクカートリッジ４４のスロット４５ｂに沿って移動させながら、光ディスク２０の記録層に対し情報の再生又は記録を行なう。

発明者等は、上述のように構成された光ディスク装置１０２において、光ディスク２０を矢印ｂに示される方向に、回転数を４０００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍまで２０００ｒｐｍずつ段階的に変化させながら回転させ、図１７に示されるように、ピックアップ２６の移動経路上で、光ディスク２０の中心から２５ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ１３、４０ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ１４、５８ｍｍ隔てた位置にある点Ｐ１５で光ディスク２０の振幅をレーザ変位計を用いて計測したところ、次表６に示される計測結果が得られた。また、点Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５で、光ディスク２０のチルト角をレーザオートコリメータを用いて計測したところ次表７に示される結果が得られた。

表６及び表７に示されるように、点Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５においても、光ディスク２０の面ぶれは１０μｍ以下に抑えられており、チルト角はほぼ零度（±０．１ｄｅｇ以内）となっていることがわかる。

したがって、光ディスク２０に対して情報の再生又は記録を行なう際に、点Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５で規定される直線に沿ってピックアップ２６の移動経路を設定すれば、ディスク２０の振幅を経路全域にわたって１０μｍ以下に抑え、かつ移動経路近傍の光ディスク２０のチルト角を零度近傍の小さい値とすることができるので、ピックアップ２６のアクセス精度の向上を図ることが可能となることがわかる。

以上説明したように、本第３の実施形態にかかるディスクカートリッジ４０によると、ベース４４には、ディスク２０を回転させた際に光ディスク２０に生じる面ぶれによる影響が少ない位置に沿って、スロット４５の開口部４５ｂが形成されている。

また、本第３の実施形態では、安定化部材３０を、中心母線Ｌとスロット４５が所定の角度をなすように設けたが、これに限らず、スロット４５の開口部４５ｂを中心母線Ｌの回転方向上流側（＋ｘ側）に、例えば１０ｍｍ程度隔てて設けてもよい。

また、本第３の実施形態では、図１５に示されるように、ディスクカートリッジ４４が安定化部材３０を備えている場合について説明したが、これに限らず、安定化部材３１を備えていてもよい。この場合には、安定化部材３１を、中心母線Ｌ’がｙ軸と１０度の角度をなすように設けるか、又は、スロット４５の開口部４５ｂを中心母線Ｌ’の回転方向下流側（−ｘ）に、例えば１０ｍｍ程度隔てて設ければよい。

なお、上記各実施形態における安定化部材３０，３１の外径、及び作用面の曲率半径の値は一例であり、使用するディスクに応じて最適な値とすることができる。例えば、ディスクの外径が小さくなればそれに応じて安定化部材３０，３１の外径も小さくすればよく、ディスク基板の厚さや材質が光ディスク２０と異なるものを用いる場合には、例えば、実験やシミュレーションなどにより最適な安定化部材の形状を決定すればよい。

また、安定化部材３０，３１の中心母線とピックアップ２６の移動経路のなす角度及び両者間の距離は一例である。要は、ピックアップ２６が面ぶれの影響を受けにくい位置から規定される経路上を移動可能であればよい。

また、安定化部材３０，３１としては、例えばプラスティックの射出整形や、金属板を板金加工することにより製造することができる。

また、上記各実施形態では、光ディスク２０の一側に設けられた安定化部材３０又は安定化部材３１のみによって、光ディスク２０の面ぶれを抑制したが、これに限らず、安定化部材３０又は安定化部材３１に加えて、例えば図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に代表的に示されるように、光ディスク２０の他側に、安定化部材３０又は安定化部材３１の作用面を反転させた形状の作用面を有する補助安定化部材３２を配置してもよい。

また、上記各実施形態では、ディスク装置１００，１０１，１０２が１つのピックアップ２６を備えている場合について説明したが、これに限らず、例えば、ピックアップ２６の他に、スピンドルシャフト２４を挟んで他のピックアップを配置してもよい。このようにすれば、ディスク装置１００で、例えば２つのピックアップを用いた転送レートの高速化が測れるようになる。

また、上記各実施形態では、安定化部材３０により可撓性のある光ディスクを安定化する場合について説明したが、これに限らず、例えば、磁気ディスクや光磁気ディスクなどの可撓性を有するディスクにも好適である。

以上説明したように、本発明のディスク装置１００，１０１，１０２は、可撓性のあるディスクに対し、情報の再生及び記録を行なうのに適しており、本発明のディスクカートリッジ４０は、可撓性のあるディスクを収納するのに適している。

本発明の第１の実施形態にかかるディスク装置１００の概略的な構成を示す図である。図１における光ディスク２０を説明するための図である。図１における安定化部材３０を示す平面図である。ディスク装置１００の安定化実験における光ディスク２０の計測位置を示す図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、安定化部材３０を用いたときの光ディスク２０の面ぶれ特性を説明するための図である。図１におけるピックアップ２６の移動経路の変形例を説明するための図である。図６における移動経路を採用したときの安定化実験における、光ディスク２０の計測位置を示す図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、安定化部材３０’を用いたときの光ディスク２０の面ぶれ特性を説明するための図である。本発明の第２の実施形態にかかるディスク装置１０１の概略的な構成を示す図である。図９における安定化部材３１を示す平面図である。図９におけるピックアップ２６の移動経路を説明するための図である。ディスク装置１０１の安定化実験における、光ディスク２０の計測位置を示す図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、安定化部材３１を用いたときの光ディスク２０の面ぶれ特性を説明するための図である。図９におけるピックアップ２６の移動経路の変形例を説明するための図である。本発明の第３の実施形態にかかるディスク装置１０２の概略的な構成を示す図である。図１５におけるディスクカートリッジ４０に形成されたスロット４５を示す図である。ディスク装置１０２の安定化実験における、光ディスク２０の計測位置を示す図である。図１８（Ａ）は第１の実施形態にかかるディスク装置１００の変形例を示す図であり、図１８（Ｂ）は第３の実施形態にかかるディスク装置１０２の変形例を示す図である。

符号の説明

２０…光ディスク、２６…ピックアップ、３０，３１,３０’…安定化部材、１０…本体（ハウジング）、２０ａ…シート、２０ｂ…領域（記録層）、２４…スピンドルシャフト、２２…モータ、２２ａ…回転軸、３２…補助安定化部材、４０…ディスクカートリッジ、４５…スロット、４５ａ，４５ｂ…開口部、１００,１０１,１０２…ディスク装置。

Claims

回転するディスクの記録面に沿って移動するヘッドと、前記ディスクに対向可能に配置された安定化部材と、を備えるディスク装置において、
前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凹状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、
前記ヘッドは、前記平坦面内において、前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向上流側にオフセットした経路に沿って往復移動することを特徴とするディスク装置。
回転するディスクの記録面に沿って移動するヘッドと、前記ディスクに対向可能に配置された安定化部材と、を備えるディスク装置において、
前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凸状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、
前記ヘッドは、前記平坦面内において、前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向下流側にオフセットした経路に沿って往復移動することを特徴とするディスク装置。
前記経路は、前記中心母線に対する角度及び距離の少なくとも１つに関し、前記中心母線からオフセットしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク装置。
可撓性を有するディスクを回転可能に収納するケーシングと、前記ディスクに対向して配置された安定化部材と、を備えるディスクカートリッジにおいて、
前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凹状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、
前記ケーシングには、前記ディスクの記録面に対して情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうヘッドの移動経路を規定するスロットが、前記平坦面内で、かつ前記中心母線に対して前記ディスクの回転方向上流側にオフセットした位置に形成されていることを特徴とするディスクカートリッジ。
可撓性を有するディスクを回転可能に収納するケーシングと、前記ディスクに対向して配置された安定化部材と、を備えるディスクカートリッジにおいて、
前記安定化部材の前記ディスクに対向する対向面は、その対向面の中心を通る中心母線を対称軸とする凸状の湾曲面と、前記中心母線を含む領域に形成された平坦面とからなり、
前記ケーシングには、前記ディスクの記録面に対して情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうヘッドの移動経路を規定するスロットが、前記平坦面内で、かつ前記中心母線に対して、前記ディスクの回転方向下流側にオフセットした位置に形成されていることを特徴とするディスクカートリッジ。
前記スロットは、前記中心母線に対する角度及び距離の少なくとも１つに関し、前記中心母線からオフセットしていることを特徴とする請求項４又は５に記載のディスクカートリッジ。