JP5235457B2 - 記録再生装置、ディスク組立体、及びディスクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、記録再生装置、ディスク組立体、及び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始まるなど、大容量のデジタルデータを記録することが情報記録媒体に求められている。例えば、ディスクの分野においては、情報の記録再生のためにディスクに集光される光スポット径を小さくすることが、高密度化のための基本的な方法の一つに挙げられる。なお、以下においてディスクを代表として説明するが、本発明が対象とする記録再生装置に用いられるディスクは、相変化メモリ，光磁気メモリ，ホログラムメモリなどのディスク状の記録媒体すべてを対象にし、特にディスクに限定するものではない。

レーザーを絞り込んで高密度の記録再生を行う上では、ディスク回転時のディスク面の振れ、すなわち面振れが小さいことが重要である。記録情報の大容量化に伴いデータ転送レートの高速化が求められているが、例えば、放送用ＨＤＴＶの映像録画における転送レートは、２５０Ｍｂｐｓ以上が一つの目安と言われている。この転送レートをディスクの記録面全面での実現する場合、内周部での転送レートを確保するために、ディスクは１５０００ｒｐｍ以上の高速回転が必要となる。このような高速回転においても、記録再生時のディスク面へのフォーカスサーボ追従の観点から、高速回転に伴うディスクの面振れを小さくすることが必要である。

剛体のディスクの振動による面振れ対策としては、従来から、弾性体によりディスクをターンテーブル上に保持して回転させるディスクの振動防止装置が知られている。これらの振動防止装置では、通常用いられている剛体材料製のディスクを、弾性材料を介してターンテーブル（スピンドル）に固定している。そして、弾性材料により、ディスクを回転させた場合の振動（共振）の抑制や、ディスク保持部のゴミの挟み込みによる結合不良による振動を防止している。しかし、剛体材料製のディスクでは、１００００ＲＰＭを超えるような高速回転の記録再生には不向きである。

高速回転に適するディスクとして可撓性を有するディスクがある。可撓性を有するディスクの高速回転に伴う面振れ対策としては、ディスクを高速回転させたときの空気力学的な安定化手段を用いる方法が提案されている。可撓性を有するディスクにおいては、高速回転させると、剛体材料製のディスクのような共振による面振れではなく、可撓性で円盤状のディスクの高速回転にともなう波打ち現象のような面振れが起こり易い。この面振れに対しては、空気力学的な安定化手段を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１〜３に開示された安定化部材（スタビライザー）がある。特許文献１〜３に開示された記録再生装置によれば、可撓性のディスクに対し、ディスク面周辺に配置する安定化部材（スタビライザー）の形態を工夫することにより、ディスクと安定化部材との空気力学的な作用を利用してディスク面を安定化させ、安定したディスク面上の位置での情報の記録再生を実現可能としている。

具体的に、特許文献１、２に開示されている情報の記録再生装置においては、平面状の安定化部材を可撓性を有する記録ディスク面に作用させる形態、あるいは凹状に湾曲した安定化部材をディスク面に作用させる形態としている。そして、安定化部材と記録ディスク面との間の距離を例えば０．０５〜０．３０ｍｍに調整することにより、１０００ｒｐｍを超える高速回転時においてもディスクの回転駆動を安定化することができるとしている。

特許文献３に開示されている情報の記録再生装置おいては、可撓性ディスクと安定化板の間に任意の厚みのスペーサを挿入し、内周に形成した空気導入孔から流れ込む空気流によりディスクの振動を抑制する方法がとられている。また、特許文献４に開示されている記録再生装置おいては、実際に記録再生を行う重要箇所におけるディスク面の安定化は、磁気ヘッド（トランスデューサ）により、連結した２枚の可撓性ディスクを挟み込むことにより実現しており、磁気ヘッドによる空気力学的な作用を利用している。
特開２００６−１０７６９９号公報 特開２００７−１４９３１１号公報 特開２００６−３４４２９１号公報 特許第２６０７５７７号公報

上述の特許文献に開示された記録再生装置においては、記録ディスクが可撓性を有し、かつ安定化部材によるディスク振動の抑制効果が得られることから、これまでの剛体を用いたＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ，ＨＤ−ＤＶＤ等の記録ディスクでは実用化が困難であった、１００００ｒｐｍ以上の高速回転域で駆動できるポテンシャルを有すると考えられる。実際に、特許文献１〜２では１５０００ｒｐｍ付近までの高速駆動についての記述がなされている。

しかし、実用的には、可撓性を有する記録ディスクを、１００００ｒｐｍを越える高速で回転させて記録再生をする記録再生システムは、これまでに前例がなく、実用上の課題は未知の領域にあった。

特許文献１〜２に示すような、平面上の安定化部材を記録ディスク全面に作用させる形態、あるいは凹状に湾曲した安定化部材をディスク全面に作用させる形態においては、安定化部材と記録ディスクの間の距離を例えば０．０５〜０．３０ｍｍに調整することにより、１００００ｒｐｍを超える高速回転時においても、ディスクの回転駆動を安定化することができる。しかし、ディスクの回転開始時あるいは停止時にこの動作距離でディスクを回転させると、ディスクと安定化部材が接触摺動し、ディスク面振れが悪化し、記録再生の信号品質を劣化させる。あるいは、回転・停止の動作の繰り返しによりディスクが安定化部材にくっつき、停止してしまうといった不具合が生じる。このため、回転開始及び停止動作時には、ディスクを安定化部材から離して待避させ、任意回転数に到達後にディスクを安定化部材に近づけて、あるいは安定化部材をディスクに近づけて、その位置を前記の距離に精密制御し、作用させるという手順が必要であった。

一方、特許文献３に示すような、可撓性のディスクを剛体からなる安定化部材とを連動させて(相対速度零で)回転させて、空気の流体力学的作用を利用して安定化するような構成においては、回転・停止時にディスクと安定化部材が接触・摺動するという、前述の問題は回避できるが、ディスク面振れ特性が安定化部材自体の機械精度に依存するため、１００００ｒｐｍを超える高速駆動に対応するのが極めて困難であり、対応できる回転数域は限られてしまう。例えば、平坦性の良好なガラス基板を用いたとしても、ディスク面振れ特性は２０〜５０ミクロン程度であり、１００００ｒｐｍでの最大面振れ加速度（１．６ｋＨｚ未満の周波数成分の最大振幅）は数１０ｍｓ^−２のオーダーとなる。

また、特許文献４に開示された安定化部材による空気安定化の作用を利用した例においては、実際に記録再生を行う重要箇所におけるディスク面の安定化は、磁気ヘッド（トランスデューサ）により、連結した２枚の可撓性ディスクを挟み込むことにより実現しており、磁気ヘッドによる空気力学的な作用が必要不可欠である。このため、この形態の対象は、ディスク面と記録再生ヘッドを近接させる磁気ディスクの様な記録再生方式に限られる。この記録再生方式は、ディスクのような、光学的かつ巨視的に離れた位置でアクセスするタイプの方式に適用することは非常に困難である。仮に、この課題をクリアできたとしても、ディスクに作用させる平板状の安定化部材(ベルヌーイ面３５)内に、記録再生ヘッドにより連結した２枚の可撓性ディスクを挟み込むための開口部を形成することが必要要件であるため、この開口部によって発生する乱流が原因となって、ディスクの高速回転限界が制限されてしまい、本発明の目的とする、１００００ｒｐｍを超える高速での回転駆動を達成することはできない。

本発明の目的は、上述の課題を踏まえ、可撓性を有するディスクを安定化部材により空気安定化させて回転駆動させるシステムにおいて、１００００ｒｐｍを超える高速でディスクを回転駆動すると共に、ディスクの回転停止時においても、情報を記録したディスクにダメージを与えることのない、記録再生装置、ディスク組立体、ディスクカートリッジを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明者等は、以下の発明を完成した。
本発明は、可撓性を有するディスクに対し、情報の記録及び再生の少なくとも一方を行う記録再生装置であって、前記ディスクを回転させる回転機構と；前記ディスクに近接配置して対向するように前記回転機構の回転軸に前記ディスクと同軸回転可能に保持された、可撓性を有する円盤状の第一の安定化部材と；第一の安定化部材を介して、前記ディスクに対向して配置された第二の安定化部材と；を備えることを特徴とする記録再生装置である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面にスペーサを備えることを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第二の安定化部材は、少なくとも前記ディスクの情報記録領域の全面に対向する対向面を有することを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第二の安定化部材の前記対向面は、一方向に湾曲した凹面であることを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、両面に導電性を有することを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、高分子フィルムを含むことを特徴とする前記記録再生装置である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、金属箔を含むことを特徴とする前記記録再生装置である。

本発明は、情報を記録可能な可撓性を有するディスクと；可撓性を有する円盤状の第一の安定化部材と；が同軸回転可能に近接配置され、中心部でスペーサを介して固定されていることを特徴とするディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材と前記ディスクは、前記ディスクの情報記録領域よりも内側でスペーサを介して連結していることを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、前記ディスクは、情報記録領域よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、両面に導電性を有することを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、高分子フィルムを含むことを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材は、金属箔を含むことを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第一の安定化部材を介して、前記ディスクに対向して配置された第二の安定化部材を備えたことを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第二の安定化部材は、少なくとも前記ディスクの情報記録領域の全面に対向する対向面を有することを特徴とする前記ディスク組立体である。

好ましい本発明は、第二の安定化部材の前記対向面は、一方向に湾曲した凹面であることを特徴とする前記ディスク組立体である。

本発明は、いずれかの前記ディスク組立体を、記録再生装置に着脱自在に収納したことを特徴とするディスクカートリッジである。

本発明によれば、可撓性を有するディスクを安定化部材により空気安定化させて回転駆動させるシステムにおいて、１００００ｒｐｍを超える高速でディスクを回転駆動すると共に、ディスクの回転停止時においても、情報を記録したディスクにダメージを与えることのない、記録再生装置、ディスク組立体、ディスクカートリッジを提供することができる。

本発明の実施形態とその構成動作について、図面を参照して説明する。本発明を実施するための最良の形態を必要に応じて図面を参照にして説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい形態における例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の記録再生装置のディスクを回転させる回転機構及びディスク組立体を説明するための平面図であり、図２は図１のＣ−Ｃ'断面の断面図である。符号１は可撓性を有する記録媒体であるディスクである。なお、この実施形態では、ディスクは光ディスクを想定して説明するが、本発明は光ディスクに限られるものではない。符号２はディスク１の回転中心（中央）部分に装着されたディスク１を回転させるために保持する一方の保持部材であるハブである。符号３はスピンドル、４はディスク１の半径方向に移動してディスク１に対して光ビームを集光させ、情報の記録再生処理を行うためディスク１に対し動線Ｒに沿って光走査を行う記録／再生手段である光ピックアップである。

符号３０はディスク１と共に回転しディスク１を安定駆動させるための可撓性部材からなる第一の安定化部材であり、符号３１は第一の安定化部材３０の回転駆動を安定させるための第二の安定化部材である。符号３２はディスク１と第一の安定化部材３０を連結しかつ双方のＺ軸方向の相対位置を規定するためのスペーサ、符号３３はディスク１と第一の安定化部材３０の回転駆動において、ディスク１と第一の安定化部材３０の間に空気流を導入するための開口である。第一の安定化部材３０は、ディスク１と同じような形状の円盤状をしていることが好ましく、ディスク１と同じか少し大きめの直径をしていることが好ましい。これにより、ディスク１の安定回転が確保しやすい。

第二の安定化部材３１の形態としては、図２の断面図に示すようなディスク１との対向面３１ａが平面の他にも凹面や凸面としてもよい。例えば、図３の断面図や図５の平面図に示すようなＣ−Ｃ'方向に湾曲した円筒状凹面や、この逆の円筒状凸面としてもよい。また、すり鉢状の凹面や、これを逆転させた凸面といった様々な形態が考えられる。第二の安定化部材３１は、ディスクとの対向面３１ａがディスク１と同じ程度の直径をしていることが好ましく、第一の安定化部材３０と同じか少し大きめの直径をしていることがより好ましい。これにより、ディスク１及び第一の安定化部材３０の安定回転が確保しやすい。

図１，２に示した記録再生装置とディスクの組み合わせを代表にして、ディスク１を安定して回転駆動させる動作について説明する。なお、以下説明する動作は、第二の安定化部材を図３にしめした形態としたり、あるいは、その他の形態とした場合にも適用できる。

ディスク１はスペーサ３２を介して、第一の安定化部材３０と連結され、スピンドル３の回転軸にハブ２とディスクキャップ６（ディスククランパともいう。）により固定されている。なお、図４に、可撓性を有し円盤状の第一の安定化部材３０の形態を平面図として示す。第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１のギャップ、より詳しくは、「スピンドル３付近における第二の安定化部材上のディスク１との対向面３１ａ」と、「スピンドル３の回転軸の第一の安定化部材３０の保持面３ａ」とのＺ軸方向のギャップ (図中のＣｂｄ)が、０．０５〜０．３０ｍｍ近傍の値となるように、スピンドル３と第二の安定化部材３１のＺ軸方向の相対位置をあらかじめ設定しておく。

この状態で、スピンドル３により、第一の安定化部材３０とディスク１をスピンドル３に保持したまま回転させると、第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１の間に空気軸受けが形成され、可撓性を持たせた第一の安定化部材３０が、第二の安定化部材の表面に沿って一定の間隔を保ちながら回転する。さらに、これに伴い、ディスク１は第一の安定化部材３０に沿って一定の間隔を保ちながら安定して回転する。この近接状態での回転駆動においては、回転起動時と停止時の過渡的な状態では、第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１が接触する可能性がある。しかし、仮に第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１が接触・摺動したとしても、情報を記録保持するディスク１は第一の安定化部材３０を介して第二の安定化部材３１と面しているため、ディスク１が第二の安定化部材３１と接触・摺動する恐れはない。また、ディスク１と第一の安定化部材３０と接触は、たとえ接触しても同軸回転をしているので、互いに摺動してディスク１の情報記録領域などを毀損することもない。

スペーサ３２の作用の詳細は以下の通りである。スペーサ３２の介在により、第一の安定化部材３０とディスク１の間に隙間を持たせ、ディスクの回転駆動時における第一の安定化部材３０とディスク１の両部材間の接触を軽減することができる。これにより、接触によるディスク１へのダメージを減らすと共に、接触した部位が密着してしまった場合に発生する可能性のあるディスク１の変形を回避し、これに伴うディスク１の振動を回避することができる。

図４に示すような、内周部近傍に開口３３を有する第一の安定化部材３０を用いることが好適である。開口３３は、スビンドル３の回転軸が挿入される開口３４ではなく、中心からずれた位置に配置される。開口３３は、複数個形成することが好ましく、その際、それぞれの開口３３は中心に対し点対称に配置されることがさらに好ましい。また、この開口３３は、回転機構としてスピンドル３やディスク１と組み合わされたときに、空気の流通が可能な位置に形成されている必要がある。

図４に示すような、開口３３を形成した第一の安定化部材３０を用いた場合には、スペーサ３２の介在が効果的に作用する。具体的には、この開口３３の存在により、ディスクの回転駆動時において、開口３３から空気が吸引され、第一の安定化部材３０とディスク１の間を流れる空気流を発生させ、第一の安定化部材３０とディスク１の間に一定の隙間を保たせることになる。そして、両部材間の接触を回避すると共に、ディスク面振れを抑制し、安定したディスクの回転駆動を実現することができる。なお、この開口３３は、第一の安定化部材３０の代わりに、または第一の安定化部材３０とともにディスク１に形成してもよく、上記と同様の効果を奏することができる。

なお、スペーサ３２は、ディスク１よりも径が小さく、厚みを正確に規定したものであればよい。スペーサ３２の適正な厚み範囲はディスク１と第一の安定化部材３０の材質と厚み、また第二の安定化部材３１のディスク１との対向面３１ａの形状により異なるが、おおよそ０．０５〜０．４０ｍｍの範囲が妥当である。また、開口３３は、第一の安定化部材３０上の、ディスク１の情報記録領域の内径よりも内側の部分に形成されていればよく、その形状、個数について特に限定するものではない。（なお、通常、ディスク１の情報記録領域は、図１０の符号１ｂに示されるように、ディスク１の内周部と外周部を除く領域に設定されている。）例えば、直径３５ｍｍの円周上に直径５ｍｍの開口を等間隔に８つ形成するような形態とするなど、様々な構成が考えられる。

第二の安定化部材のディスク１との対向面３１ａは、最も単純なのは、図２に示す平面状の形態であり、図中Ｃｂｄで示す間隔をおおよそ０．０５〜０．３０ｍｍ（この設定範囲は第一の安定化部材の材質と厚みにより異なる）に設定することにより、本発明の効果を容易に得ることができる。ディスク１の高速駆動に対しては、図３に示すように、前記対向面３１ａの形状を一方向に湾曲させた円筒状凹面とした形態が好適である。第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１の間に有効に作用する空気軸受けを形成するためには、これら近接距離の設定が重要であり、形状により上限値が存在する。前記の円筒状凹面には、この上限値を広げると共に、安定化部材が有効に作用する高速側の限界を高める効果がある。第二の安定化部材３１の円筒状湾曲面は、例えば、図５（ａ）の第二の安定化部材３１の平面図に示すように、中心部に幅Ｗｃｆの平坦部３１ａを有し、両翼に円筒状の湾曲凹面３１ｂとすることも可能である。この場合には、この中心母線３１ｃよりもディスク回転方向の上流側に記録再生ヘッド４を走査させることが好ましい。また、記録再生ヘッド４の位置は、ディスク回転中心を基準とした点対称の位置(１８０度逆側)にとることもでき、１枚のディスクに対して２つの記録再生ヘッド４を使用して転送速度の高速化を図ることも可能である。

第一の安定化部材３０は、例えば、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド他の高分子フィルムにより構成することが可能である。第一の安定化部材として機能させるために必要な厚みは、ポリカーボネイトの場合でおおよそ７５〜３００μμｍの範囲、ポリエチレンテレフタレートの場合でおおよそ５０〜２００μμｍの範囲である。このような高分子フィルムからなる第一の安定化部材３０は、カットパンチ機等の利用により簡便かつ安価に作製可能である。また、これら高分子フィルムには導電性を付与することが好適である。例えば、フィルム生産プロセス中に導電性の粒子を添加する等の方法により導電性を付与することかできる。また、スパッタあるいは真空蒸着等の手法により高分子フィルム上に金属、あるいは合金膜を形成することによっても、容易に導電性を付与することができる。この導電性の付与により、第一の安定化部材３０と、ディスク１あるいは第二の安定化部材３１との吸着等(静電気の発生が要因となる)の不具合を回避することができる。

第一の安定化部材３０は金属箔によって構成することも可能である。例えば、３０〜１００μｍ厚程度のステンレス箔、銅箔等が好適である。金属泊の採用により、第一の安定化部材と、ディスクあるいは第二の安定化部材との吸着等(静電気の発生が要因となる)の不具合を回避すると共に、第一の安定化部材の耐久性を向上させることができる。

上述の説明においては、第一の安定化部材３０とディスク１の間にスペーサ３２を挿入する場合について述べた。スペーサ３２がなくても、本発明の目的である、高速駆動と、回転停止時のディスクダメージの回避は、十分に達成可能である。第一の安定化部材３０とディスク１の間にスペーサ３２を挿入しない場合は、ディスク１は第一の安定化部材３０は回転中に接触する可能性が高いが、上述のようにディスク１と第一の安定化部材３０とは、同軸回転をしているので、ディスク１の情報記録領域にダメージを与えない。そして、第一の安定化部材３０は、ディスク１の保護シートの役目を果たし、ディスク１の振動を抑制する場合もある。

（第一の実施形態）
本発明の記録再生装置である第一の実施形態を、図６に示す回転機構を参照にして説明する。図６は、本発明の記録再生装置のドライブ装置にディスク組立体をセットする直前の状態を表しており、図２に示した回転機構の分解説明図の一つとも言える。符号８はディスク１を中心として構成したディスク組立体、符号２０は本発明の記録再生装置におけるドライブ装置である。第一の実施形態は、スピンドル３を含む回転機構の他に、第二の安定化部材３１、第一の安定化部材３０、及びスペーサ３２をドライブ装置２０側に具備している。そして、ハブ２とディスク１を連結したディスク組立体８を、図示しないローディング機構によりドライブ装置２０にローディングして回転駆動させるものである。この形態においては、第二の安定化部材３１による第一の安定化部材３０の空気安定化に必要な条件である、第二の安定化部材３１と第一の安定化部材３０の間隙の設定値Ｃｂｄと、第一の安定化部材３０によりディスク１を安定駆動させるための条件であるスペーサ３２と開口３３の形状パラメータがドライブ装置２０側の設計により決定される。

このように、ディスク１と静止した第二の安定化部材３１との間に。ディスク１と同時回転する第一の安定化部材３０を介在させておけば、ディスク１は、第二の安定化部材３１と接触摺動することがない。このため、ディスク１の情報を記録する機能部に関係なく、空気軸受けを形成する第一の安定化部材３０のみの修理あるいは交換により、容易にメンテナンスできるというメリットもある。

また、第二の安定化部材３１は、少なくともディスク１の情報記録領域（図１０に示す符号１ｂに相当する領域）の全面を覆う対向面３１ａを有していることが好ましい。このようにすることによって、１００００ｒｐｍを超える高速回転においても、少なくともディスク１の情報記録領域における安定駆動が実現でき、記録再生ヘッドにより安定的に情報を記録再生できる。

（第二の実施形態）
本発明の記録再生装置である第二の実施形態を、図７に示す回転機構を参照にして説明する。図７も、本発明の記録再生装置のドライブ装置にディスク組立体をセットする直前の状態を表しており、図２に示した回転機構の分解説明図の一つと言える。第二の実施形態は、第二の安定化部材３１及び第一の安定化部材３０をドライブ装置２０側に具備させ、ハブ２とスペーサ３２とディスク１を連結したディスク組立体８を、図示しないローディング機構によりドライブ装置２０にローディングして回転駆動させるものである。この形態においては、第二の安定化部材３１による第一の安定化部材３０の空気安定化に必要な条件である、第二の安定化部材３１と第一の安定化部材３０の間隙の設定値Ｃｂｄと、第一の安定化部材３０によりディスク１を安定駆動させるための条件である開口３３の形状パラメータがドライブ装置２０側で、また第一の安定化部材３０によりディスク１を安定駆動させるための条件であるスペーサ３２の形状パラメータがディスク組立体８側で決定される。

（第三の実施形態）
本発明のディスク組立体である第三の実施形態を、図８に示す回転機構を参照にして説明する。図８は、記録再生装置のドライブ装置に本発明のディスク組立体をセットする直前の状態を表しており、図２に示した回転機構の分解説明図の一つと言える。第三の実施形態は、第二の安定化部材３１をドライブ装置２０側に具備させ、ディスク組立体８にハブ２、スペーサ３２、ディスク１、及び第一の安定化部材３０を連結している。このディスク組立体８は、本発明のディスク組立体に相当する。ディスク組立体８は、図示しないローディング機構によりドライブ装置２０にローディングして回転駆動させるものである。この形態においては、第二の安定化部材３１による第一の安定化部材３０の空気安定化に必要な条件である、第二の安定化部材３１と第一の安定化部材３０の間隙の設定値Ｃｂｄがドライブ装置２０側で、また、第一の安定化部材３０によりディスク１を安定駆動させるための条件であるスペーサ３２と開口３３の形状パラメータがディスク組立体８側で決定される。

（第四の実施形態）
本発明のディスクカートリッジである第四の実施形態を、図９、１０に示す回転機構の断面図とディスクカートリッジの平面図を参照にして説明する。図９は、記録再生装置のドライブ装置に本発明のディスクカートリッジをセットする直前の状態を表しており、本発明のディスクカートリッジをセットした回転機構の分解説明図とも言える。符号１２はスピンドル３とディスクカートリッジ１１のＺ軸方向の相対位置を位置決め、第二の安定化部材３１と第一の安定化部材３０の間隙の設定値Ｃｂｄを設定するための、ディスクカートリッジ１１のＺ軸位置の位置を決めるディスクカートリッジ位置決め機構である。

図１０は、本発明のディスクカートリッジの平面図であり、点線部はディスクカートリッジ内部の形状を示している。図９は、図１０におけるＡ−Ａ'断面に対応した断面図である。ディスク１の情報記録領域１ｂは、図９に示すように、通常のディスクと同様ディスク面の中心近くの内周部と外周部とを除いたドーナツ状の領域である。

符号１３は光ピックアップに代表される記録再生ヘッド４をディスク１にアクセスさせるための記録再生ヘッドアクセス用開口である。符号１４はスピンドル３をディスク組立体８に連結させるためのスピンドルアクセス用開口である。第四の実施形態は、ディスク固定用キャップ６，ハブ２、スペーサ３２、ディスク１、及び第一の安定化部材３０を連結したディスク組立体８を収納した本発明のディスクカートリッジ１１を、図示しないローディング機構によりドライブ装置２０にローディングして、ディスクカートリッジ位置決め機構１２により、スピンドル３とディスクカートリッジ１１のＺ軸方向の相対位置を位置決めして、前記ディスク組立体８を回転駆動するものである。

この形態においては、第二の安定化部材３１による第一の安定化部材３０の空気安定化に必要な条件である、第二の安定化部材３１と第一の安定化部材３０の間隙の設定値Ｃｂｄが、ディスクカートリッジ１１の構造設計(第二の安定化部材３１とディスクカートリッジ１１の厚み設計)と、ドライブ装置２０側の構造設計(ディスクカートリッジ位置決め機構１２とスピンドル３のＺ軸位置設計)により決定される。また、第一の安定化部材３０によりディスク１を安定駆動させるための条件であるスペーサ３２と開口３３の形状パラメータがディスク組立体８側で決定される。なお、記録再生ヘッドアクセス用開口１３、スピンドルアクセス用開口１４は、ディスクカートリッジ１１をアンロードした状態においては、図示しない部材により閉じられ、保管時においてゴミ、埃等が侵入しない構造になっている。

なお、この実施形態のようにディスク１側に第一の安定化部材３０が連結している場合においても、ディスク１の情報記録領域は第一の安定化部材３０により保護されている。また、第一の安定化部材３０は、ディスク組立体８又はディスクカートリッジから容易に取り外して修理、取り替えることもができる。この為、重要な情報を記録されているディスク１を破損することなく、容易にディスク組立体８又はディスクカートリッジを補修できる。

（実施例−１）
本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。実施例−１において、図６の第一の実施形態に示す構成で、ディスク組立体８をドライブ装置２０にローディングし、ディスク１の回転・停止の繰り返し試験を実施した。

第二の安定化部材は、ステンレス材で構成した外径φ１３０ｍｍの平板状とし、中心に内径φ３５ｍｍの貫通孔を形成して、図示するようにスピンドル３を配置した。この際、スピンドル３の第一の安定化部材を設置する面と、第二の安定化部材３１の作用面のＺ軸方向位置の距離である設定値Ｃｂｄが０．２０ｍｍとなるように、スピンドル３と第二の安定化部材３１をドライブ装置２０に固定した。このスピンドル３の回転軸に第一の安定化部材３０とスペーサ３２を固定し、ドライブ装置２０を組み上げた。なお、スピンドル３の回転軸上の設置面の外径はφ２９ｍｍとした。

第一の安定化部材は、１２５μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムをベースにして、外径φ１２８ｍｍ、中心径φ１５ｍｍに加工、また、直径φ３５ｍｍの円周上に外径φ５ｍｍの開口を等間隔に８つ形成し、更に両面にＡｇＰｄＣｕをスパッタ成膜した形態とした。スペーサ３２は２００μｍ厚のステンレス材により構成し、外径φ２９ｍｍ、中心径φ１５ｍｍとした。

このドライブ装置２０に、ハブ２とディスク１を連結したディスク組立体８を図示しないローディング機構によりローディングし、ディスク固定用キャップ６により固定した。その後、ディスク１をスピンドル３により、第一の安定化部材３０と共に回転させ、回転・停止動作の繰り返しを行った。ディスク１の回転・停止操作とその評価結果については後述する。

なお、ディスク組立体８は、以下の手順で準備した。ディスク１の母材には直径１２０ｍｍ、厚さ８０μｍのポリカーボネイト製シートを用いた。まず、前記シートに、熱転写でスタンパのピッチ０．６μｍ、幅０．３μｍのグルーブ(厚さ１５μｍ)を転写し、その後、スパッタリングでシート／Ｓｉ_３Ｎ_４ １０ｎｍ／ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ ２５ｎｍ／ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ １０ｎｍ／（ＺｒＯ_２−Ｙ_２Ｏ_３）−ＳｉＯ_２ ７ｎｍ／Ａｇ反射層 １２０ｎｍの順番に成膜した。情報記録領域は内周直径５０ｍｍから外周直径１１６ｍｍまで（半径２５ｍｍ〜５８ｍｍ）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１０μｍの透明保護膜を形成した。また、逆側の面には１０μｍ厚のハードコートを施した。こうして作製したディスク１の中心部の片面(情報記録層形成側と逆側)に、外径φ２９ｍｍ，内径φ１５ｍｍ、厚み０．１ｍｍのステンレス箔製のハブ２を接着剤（厚み０．０３ｍｍ）により取り付けた。この組み付けは、各部材を同軸に合わせた上で行った。

（実施例−２）
実施例−２においては、図７の第二の実施形態に示す構成で、ディスク組立体８をドライブ装置２０にローディングし、ディスク１の回転・停止の繰り返し試験を実施した。

第二の安定化部材は、ステンレス材で構成した外径φ１３０ｍｍの平板状とし、中心に内径φ３５ｍｍの貫通孔を形成して、図７に示すようにスピンドル３を配置した。この際、スピンドル３の第一の安定化部材を設置する面と、第二の安定化部材３１の作用面のＺ軸方向位置の間隙の設定値Ｃｂｄが０．２０ｍｍとなるように、スピンドル３と第二の安定化部材３１をドライブ装置２０に固定した。このスピンドル３の回転軸に第一の安定化部材３０を固定し、ドライブ装置２０を組み上げた。なお、スピンドル３の回転軸上の設置面の外径はφ２９ｍｍとした。第一の安定化部材３０は、３０μｍ厚のステンレス箔を外径φ１２８ｍｍ、中心径φ１５ｍｍに加工し、直径φ３０ｍｍの円周上に外径φ５ｍｍの開口３３を等間隔に８つ形成した形態とした。

このドライブ装置２０に、ハブ２、ディスク１、及びスペーサ３２を連結したディスク組立体８を図示しないローディング機構によりローディングし、ディスク固定用キャップ６により固定した。その後、ディスク１をスピンドル３により、第一の安定化部材３０と共に回転させ、回転・停止動作の繰り返しを行った。ディスク１の回転・停止操作とその評価結果については後述する。

なお、ディスク組立体８は、以下の手順で準備した。ディスク１を実施例−１と同様の手順で準備し、その中心部の片面(情報記録層形成側と逆側)に、外径φ２９ｍｍ，内径φ１５ｍｍ、厚み０．１ｍｍのステンレス箔製のハブ２を接着剤（厚み０．０３ｍｍ）により取り付けた。また、逆側の片面（情報記録層形成側）に外径φ２９ｍｍ，内径φ１５ｍｍ、厚み０．１５ｍｍのステンレス箔製のスペーサ３２を接着剤（厚み０．０５ｍｍ）により取り付けた。これらの組み付けは、各部材を同軸に合わせた上で行った。

（実施例−３）
実施例−３においては、図８に示す第三の実施形態の構成で、ディスク組立体８をドライブ装置２０にローディングし、ディスク１の回転・停止の繰り返し試験を実施した。

第二の安定化部材は、ステンレス材で構成した、図５に示す湾曲凹面を有する形態とした。より具体的には、外径φ１３０ｍｍ、内径φ３５ｍｍ、中心母線付近の平坦部３１ｂ幅Ｗｃｆ３０ｍｍ、円筒状湾曲凹面３１ｃの曲率半径Ｒ１０００ｍｍとした。この第二の安定化部材３１の中心部貫通孔に、図８に示すようにスピンドル３を配置した。この際、スピンドル３の第一の安定化部材を設置する面と、第二の安定化部材３１の作用面(中心母線３１ｄ付近の平坦面)のＺ軸方向位置の距離の設定値Ｃｂｄが０．２０ｍｍとなるように、スピンドル３と第二の安定化部材３１をドライブ装置２０に固定した。なお、スピンドル３の回転軸上の設置面の外径はφ２９ｍｍとした。

このドライブ装置２０に、ハブ２、ディスク１、スペーサ３２、及び第一の安定化部材３０を連結したディスク組立体８を図示しないローディング機構によりローディングし、ディスク固定用キャップ６により固定した。その後、ディスク１をスピンドル３により回転させ、回転・停止動作の繰り返しを行った。ディスク１の回転・停止操作とその評価結果については後述する。

なお、ディスク組立体８は、以下の手順で準備した。ディスク１を実施例−１と同様の手順で準備し、その中心部の片面(情報記録層形成側と逆側)に、外径φ２９ｍｍ，内径φ１５ｍｍ、厚み０．１ｍｍのステンレス箔製のハブ２を接着剤（厚み０．０３ｍｍ）により取り付けた。また、逆側の片面（情報記録層形成側）に外径φ２９ｍｍ，内径φ１５ｍｍ、厚み０．１０ｍｍのステンレス箔製のスペーサ３２を接着剤（厚み０．０５ｍｍ）により取り付けた。このスペーサ３２の逆面に第一の安定化部材３０を接着剤（厚み０．０５ｍｍ）により取り付けた。なお、第一の安定化部材は、３０μｍ厚のステンレス箔を外径φ１２８ｍｍ、中心径φ１５ｍｍに加工し、直径φ３５ｍｍの円周上に外径φ５ｍｍの開口を等間隔に８つ形成した形態とした。これらの組み付けは、各部材を同軸に合わせた上で行った。

（実施例−４）
実施例−４においては、図９、１０の第四の実施形態に示す構成で、ディスク組立体８を収納したディスクカートリッジ１１をドライブ装置２０にローディングし、ディスク１の回転・停止の繰り返し試験を実施した。ディスク１の回転・停止操作とその評価結果については後述する。

ディスクカートリッジ１１は、内壁に第二の安定化部材３１を具備し、ディスク組立体８を収納する形態とし、図示しない手段により、スピンドルアクセス用開口部１４と、記録／再生ヘッドアクセス用開口部１３の開閉が行える形態とした。

第二の安定化部材３１は、アクリルで構成した外径φ１３０ｍｍの平板状とし、中心に内径φ３５ｍｍの貫通孔(ディスクカートリッジ１１のスピンドルアクセス用開口部１４に通じる開口)を形成した形態とした。また、その作用表面にはＡｇＰｄＣｕをスパッタ成膜した。

ディスク組立体８は、実施例−３のディスク組立体に、ディスク固定用キャップ６を接着剤（厚み０．０３ｍｍ）により取り付けた形態とした。

ドライブ装置２０には、カートリッジＺ軸位置の位置決め機構１２を具備させ、これにディスクカートリッジ１１の外壁を突き当てた状態で、スピンドル３の第一の安定化部材を設置する面と、第二の安定化部材３１の作用面のＺ軸方向位置の差Ｃｂｄが０．２０ｍｍとなるように設計した。なお、スピンドル３の回転軸上の設置面の外径はφ２９ｍｍとした。

このドライブ装置２０に、ディスク固定用キャップ６、ハブ２、ディスク１、スペーサ３２、及び第一の安定化部材３０を連結したディスク組立体８を収納したディスクカートリッジ１１を、図示しないローディング機構によりローディングし、ディスクカートリッジ１１の外壁をカートリッジＺ軸位置の位置決め機構１２に突き当て、またディスク組立体８をスピンドル３の回転軸に固定し、回転・停止動作の繰り返しを行った。

（比較例）
比較例において、図１１に示す従来の記録再生装置のドライブ装置に従来のディスクを配置した構成で、ディスク１の回転・停止の繰り返し試験を実施した。なお、この構成は、図２に示す本発明の実施形態から、第一の安定化部材３０とスペーサ３２を除いた形態に相当する。

ディスク１とハブ２を連結したディスク組立体は、実施例−１と同様とした。また、スピンドル３のディスク設置面と、安定化部材３５の作用面のＺ軸方向位置の差Ｃｂｄが０．２０ｍｍとなるように、スピンドル３と安定化部材３５をドライブ装置に固定した。安定化部材３５はステンレス材により構成し、その形状は実施例−１の第二の安定化部材と同様とした。スピンドル３の回転軸上の設置面の外径、ハブ２の外径はいずれもφ２９ｍｍとした。この状態で、ディスク１の回転・停止動作の繰り返しを行った。

（回転・停止動作と評価）
回転数１３０００ｒｐｍでディスク１を回転させて予備実験をした。実施例−１〜４、及び比較例において、ディスク１は正常に回転した。しかし、回転数１４０００ｒｐｍでディスク１を回転させると、実施例−３以外はディスク１の外周部に異常振動が重畳し、これを超える回転数においては安定駆動できなかった。実施例−３においては、回転数１５０００ｒｐｍとしてもディスク１は正常に回転した。なお、これ以上の高回転数では実験を行っていない。実施例−３においては、第二の安定化部材の対向面３１ａが特殊な凹面をしていることが効果を発揮したものと考えられる。

各実施例、比較例において、回転数１３０００ｒｐｍでディスク１を回転させる、停止させる回転・停止操作の繰り返しを行った。回転・停止操作は、回転数１３０００ｒｐｍまでの回転数加速時間 ５秒、回転数１３０００ｒｐｍの定速回転 ５秒、回転数０ｒｐｍまでの回転数減速時間 ５秒、回転停止時間 ３秒を１サイクルとして繰り返した。

各実施例、比較例について、回転・停止操作を繰り返した結果を示す。実施例−１，実施例−４においては、回転・停止の繰り返し操作を数百回経た状態で、第一の安定化部材３０と第二の安定化部材３１の接触・摺動により、回転できなくなる場合があった。これは、第一の安定化部材、あるいは第二の安定化部材に形成した金属膜（ＡｇＰｄＣｕ膜）が、摺動により徐々に剥がれ、母材のプラスチックが表面に露出、かつ摩耗されたためであるが、この状況においても、ディスク１は第一の安定化部材によって確実に守られ、比較例のように記録再生ができなくなる重大な事態に陥ることはなかった。また、第一の安定化部材、あるいは第二の安定化部材のプラスチックが露出した部材を交換することにより、容易に状態回復を図ることができた。

実施例−２，実施例−３においては、このような問題は発生せず、終始安定した高速での回転駆動と停止動作の繰り返しが実現できた。

比較例においては、おおよそ数十回の繰り返し操作で、ディスク１と安定化部材３５が接触・摺動し、最終的には、ディスク１と安定化部材３５の吸着により、回転できなくなった（図１１参照）。この摺動により、ディスク１の安定化部材３５側の面には、多数の摺動傷がつき、また場合によってはディスク自身が局所的に変形することがあった。このダメージにより、ディスク１に、フォーカスサーボが追従できないほどの高周波振動が重畳し、記録再生ができない状態に陥る場合もあった。

このように、本実施形態，本実施例では、可撓性を有する記録ディスクを安定化部材により空気安定化させて回転駆動させるシステムにおいて、１００００ｒｐｍを超える高速でディスクを回転駆動すると共に、ディスクの回転・停止時においても、情報を記録したディスクにダメージを与えることのない、記録再生装置、ディスク組立体、ディスクカートリッジを提供することができる。なお、本実施形態，本実施例では、光ディスクを想定して説明しているが、本発明が対象とするディスクは、相変化メモリ，光磁気メモリ，ホログラムメモリなどのディスク状の記録ディスクで活用するものすべてに適用できる。

本発明は、可撓性を有するディスクに対して記録および／または再生処理を行う記録再生装置、ディスク組立体、ディスクカートリッジに適用され、特に、今後開発される高速大容量記録再生用のディスクやそのカートリッジ、記録再生装置に好適に適用できる。

ディスクを載せたディスク回転機構の平面図 図１におけるディスク回転機構のＣ−Ｃ'断面の断面図（１） 図１におけるディスク回転機構のＣ−Ｃ'断面の断面図（２） 第一の安定化部材の平面図 第二の安定化部材の平面図（ａ）及び正面図（ｂ） 図１におけるディスク回転機構のＣ−Ｃ'断面の分解断面図（１） 図１におけるディスク回転機構のＣ−Ｃ'断面の分解断面図（２） 図１におけるディスク回転機構のＣ−Ｃ'断面の分解断面図（３） ディスク回転機構の分解断面図（４） ディスクカートリッジの平面図 従来のディスク回転機構の断面図

符号の説明

１：ディスク
１ａ：保持部
１ｂ：情報記録領域
２：ハブ
３：スピンドル（スピンドル）
３ａ：ディスク保持部
４：記録再生ヘッド
６：ディスクキャップ（ディスククランパ）
８：ディスク組立体
１１：ディスクカートリッジ
１２：ディスクカートリッジ位置決め機構
１３：記録再生ヘッドアクセス用開口
１４：スピンドルアクセス用開口
２０：ディスクドライブ装置
３０：第一の安定化部材
３０ａ：保持部
３１：第二の安定化部材
３１ａ：対向面
３１ｂ：平坦部
３１ｃ：円筒状湾曲凹面
３１ｄ：中心母線
３２：スペーサ
３３：開口
３４：中心孔

Claims (19)

1. 可撓性を有するディスクに対し、情報の記録及び再生の少なくとも一方を行う記録再生装置であって、
   前記ディスクを回転させる回転機構と；
   前記ディスクに近接配置して対向するように前記回転機構の回転軸に前記ディスクと同軸回転可能に保持された、可撓性を有する円盤状の第一の安定化部材と；
   第一の安定化部材を介して、前記ディスクに対向して配置された第二の安定化部材と；を備えることを特徴とする記録再生装置。
2. 第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面にスペーサを備えることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
3. 第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生装置。
4. 第二の安定化部材は、少なくとも前記ディスクの情報記録領域の全面に対向する対向面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録再生装置。
5. 第二の安定化部材の前記対向面は、一方向に湾曲した凹面であることを特徴とする請求項４に記載の記録再生装置。
6. 第一の安定化部材は、両面に導電性を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録再生装置。
7. 第一の安定化部材は、高分子フィルムを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録再生装置。
8. 第一の安定化部材は、金属箔を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の記録再生装置。
9. 情報を記録可能な可撓性を有するディスクと；
   可撓性を有する円盤状の第一の安定化部材と；が同軸回転可能に近接配置され、中心部でスペーサを介して固定されていることを特徴とするディスク組立体。
10. 第一の安定化部材と前記ディスクは、前記ディスクの情報記録領域よりも内側で前記スペーサを介して連結していることを特徴とする請求項９に記載のディスク組立体。
11. 第一の安定化部材は、前記ディスクの情報記録領域に対向する部分よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載のディスク組立体。
12. 前記ディスクは、情報記録領域よりも内側の面に、開口を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のディスク組立体。
13. 第一の安定化部材は、両面に導電性を有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載のディスク組立体。
14. 第一の安定化部材は、高分子フィルムを含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載のディスク組立体。
15. 第一の安定化部材は、金属箔を含むことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載のディスク組立体。
16. 第一の安定化部材を介して、前記ディスクに対向して配置された第二の安定化部材を備えたことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載のディスク組立体。
17. 第二の安定化部材は、少なくとも前記ディスクの情報記録領域の全面に対向する対向面を有することを特徴とする請求項１６に記載のディスク組立体。
18. 第二の安定化部材の前記対向面は、一方向に湾曲した凹面であることを特徴とする請求項１７に記載のディスク組立体。
19. 請求項９〜１８のいずれか一項に記載のディスク組立体を、記録再生装置に着脱自在に収納したことを特徴とするディスクカートリッジ。

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