JP5524545B2 - Flexible disk system and method for manufacturing flexible disk - Google Patents

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Description

本発明は、可撓性を有するフレキシブル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/再生装置において、前記フレキシブルディスクを回転軸に固定し回転させる回転機構、フレキシブルディスクに対して記録および/または再生処理を行う手段を有するフレキシブルディスクシステム、および可撓性を構成要素として含むフレキシブルディスクの製造方法に関するものである。   The present invention provides a recording / reproducing apparatus for performing recording and / or reproducing processing on a flexible disk having flexibility, a rotating mechanism for fixing and rotating the flexible disk on a rotating shaft, and recording and / or recording on the flexible disk. Alternatively, the present invention relates to a flexible disk system having means for performing a reproduction process and a method for manufacturing a flexible disk including flexibility as a component.

近年、テレビ放送においてデジタル化が開始されるなど、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、光ディスクの分野においては、記録および再生のために光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(以下、光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状の媒体は、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媒体すべてを対象にし、特に限定するものではない)。   In recent years, there has been a demand for information recording media to record large volumes of digital data, such as the start of digitization in television broadcasting. For example, in the field of optical discs, one of the basic methods for increasing the density is to reduce the diameter of the light spot focused on the optical disc for recording and reproduction (hereinafter referred to as optical disc). As a representative example, the disk-shaped medium used in the recording / reproducing apparatus targeted by the present invention is intended to be limited to all disk-shaped media such as phase change memory, magneto-optical memory, and hologram memory. is not).

記録/再生装置において、レーザ光を絞り込んで高密度の記録および再生を行う上では、ディスク回転時におけるディスク面の振れ、すなわち面振れが小さいことが重要である。この対策のため、可撓性を有するディスク媒体を空気力学的な安定化手段を用いて面振れを安定化させる手法等が提案されている。空気力学的な安定化手段を用いる方法としては、例えば、特許文献1,2に記載がある。これら特許文献1,2に記載されているように、可撓性の媒体を記録ディスクとして用い、安定化部材の空気力学的な作用を活用することにより、安定したディスク面上での情報の記録および再生が実現可能となる。そして特許文献3ではこのような可撓性ディスクを空気安定化させる際のディスクの剛性をパラメータとし、面振れを安定化できる範囲について述べられている。   In a recording / reproducing apparatus, in order to perform high-density recording and reproduction by narrowing down the laser beam, it is important that the disc surface shake during the disc rotation, that is, the surface shake is small. In order to solve this problem, a method has been proposed for stabilizing the surface deflection of a flexible disk medium using aerodynamic stabilization means. As a method using the aerodynamic stabilization means, for example, Patent Documents 1 and 2 are described. As described in Patent Documents 1 and 2, recording of information on a stable disk surface is achieved by using a flexible medium as a recording disk and utilizing the aerodynamic action of the stabilizing member. And reproduction becomes feasible. Patent Document 3 describes the range in which surface runout can be stabilized by using the rigidity of the disk when stabilizing such a flexible disk as a parameter.

一方で、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。例えば、放送用HDTVの映像録画における転送レート250Mbpsが、一つの目安となる。この転送レートをディスク全面での実現する上では、内周での高速性能を確保するために15000rpm近傍での高速駆動が必要となる。この駆動においても、記録および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、ディスク面の振れを小さくすることが肝要である。   On the other hand, an increase in data transfer rate is demanded as capacity increases. For example, a transfer rate of 250 Mbps in video recording of a broadcast HDTV is one standard. In order to realize this transfer rate over the entire surface of the disk, high-speed driving near 15000 rpm is required to ensure high-speed performance on the inner circumference. Even in this drive, it is important to reduce the vibration of the disk surface from the viewpoint of tracking the focus servo on the disk surface during recording and reproduction.

特許文献1では平面円板状の安定化部材を、特許文献2では円板形状で一面が凹み鞍状に湾曲した安定化部材を用いて、記録ディスク全面に作用させる形態により、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って(10000rpmを超える高速回転時においても)記録ディスクの回転駆動を安定化することができる。   Patent Document 1 uses a planar disk-shaped stabilization member, and Patent Document 2 uses a disk-shaped stabilization member that has a concave surface and is curved like a bowl. By adjusting the distance between the recording disks to, for example, 0.05 to 0.30 mm, the rotational driving of the recording disks can be stabilized (even at high speed rotation exceeding 10,000 rpm).

これらの方法においては、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し、特に特許文献2では実際に15000rpm付近までの高速駆動についての記述がなされている。   In these methods, since the recording disk has flexibility and the effect of suppressing the disk vibration by the stabilizing member can be obtained, the conventional rigid body CD, DVD, BD, HD-DVD, etc. The recording disk has the potential to be driven in a high-speed rotation range of 10000 rpm or more, which is difficult to put into practical use. In particular, Patent Document 2 describes a high-speed drive up to about 15000 rpm.

しかしながら、可撓性を有する記録ディスクで、かつ15000rpmを超える高速回転での駆動となると、世の中で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。発明者らは、特許文献2の構成をベースに、高速駆動における実用化課題について鋭意検討した結果、湾曲した安定化部材の曲率、フレキシブルディスクの材質および厚さが変化すると、同条件での安定化は困難であることがわかった。   However, when the recording disk has flexibility and is driven at a high-speed rotation exceeding 15000 rpm, there has been no precedent in the world, and practical problems have been in an unknown area. Based on the configuration of Patent Document 2, the inventors diligently studied the practical application problem in high-speed driving. As a result, when the curvature of the curved stabilizing member, the material and the thickness of the flexible disk change, It turned out to be difficult.

特許文献1,2では、厚さ約100μmのポリカーボネートを用いた光ディスクについてのみ実験されており、他の厚さ、他の材料については記述がなかった。また、特許文献3においては、安定化部材の形状が大きく異なるため、規定された範囲内のディスクを用いても安定化させることができなかった。   In Patent Documents 1 and 2, only an optical disk using a polycarbonate having a thickness of about 100 μm is tested, and there is no description about other thicknesses and other materials. Further, in Patent Document 3, since the shape of the stabilizing member is greatly different, it cannot be stabilized even if a disk within a prescribed range is used.

本発明は、前記従来技術の問題を解決するものであり、可撓性を有するフレキシブルディスクを湾曲した安定化部材によって、空気力学的な作用で安定化させて回転駆動させるフレキシブルディスクシステムにおいて、高速回転時においても面振れを小さく抑えて安定させ、これにより、良好な記録および再生特性を得られる回転機構と、記録/再生装置を備えたフレキシブルディスクシステムおよびフレキシブルディスクの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and in a flexible disk system in which a flexible disk having flexibility is stabilized by an aerodynamic action by a curved stabilizing member and is driven to rotate. To provide a rotating mechanism capable of obtaining stable recording and reproducing characteristics by suppressing surface vibration even during rotation, and a flexible disk system including a recording / reproducing apparatus, and a method for manufacturing a flexible disk. Objective.

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載したフレキシブルディスクシステムは、情報の記録および再生の少なくとも一方を行う可撓性を有するフレキシブルディスクと、フレキシブルディスクを保持して回転させるターンテーブルと、ターンテーブルとともにフレキシブルディスクを挟んで固定するためのクランパーと、フレキシブルディスクをターンテーブルとクランパーとともに回転させるスピンドルモータと、フレキシブルディスクを空気力学的な作用により安定して回転させるための円板形状で一面が凹み鞍状に湾曲した安定化部材とを具備したフレキシブルディスク駆動手段と、情報の記録/再生手段とからなるフレキシブルディスクシステムであって、安定化部材とフレキシブルディスクとの距離を0.05〜0.30mm、フレキシブルディスクの回転数を4000〜20000rpmの範囲内とし、フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、湾曲した安定化部材の曲率の関係が、「0.000117≦(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)/(安定化部材の曲率(mm))≦0.00771」の範囲であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a flexible disk system according to claim 1 of the present invention comprises a flexible disk having flexibility for performing at least one of recording and reproduction of information, and rotating while holding the flexible disk. Turntable, clamper for fixing the flexible disk with the turntable, a spindle motor for rotating the flexible disk together with the turntable and the clamper, and for rotating the flexible disk stably by aerodynamic action A flexible disk system comprising a disk-shaped flexible disk driving means comprising a stabilizing member having a concave surface and curved in a bowl shape, and an information recording / reproducing means , wherein the distance between the stabilizing member and the flexible disk 0.05 0.30 mm, the rotational speed of the floppy disk set in the range of 4000~20000Rpm, the thickness and Young's modulus of the flexible disk, the relationship in the curvature of the curved stabilizer, ".000117 ≦ (Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) cubed) / (curvature of stabilizing member (mm)) ≦ 0.00771 ”.

フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、湾曲した安定化部材の曲率を規定したことにより、高速回転時においても面振れを小さく抑え、安定させることができ、これにより良好な記録および再生特性を得ることができる。   By defining the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member, it is possible to suppress and stabilize the surface vibration even during high-speed rotation, thereby obtaining good recording and reproduction characteristics. be able to.

また、請求項2に記載した発明は、請求項1のフレキシブルディスクシステムにおいて、ターンテーブルに装填、保持されて回転するフレキシブルディスクを少なくとも1枚または複数枚を収納するとともに、フレキシブルディスクシステムの装置本体に着脱可能なディスクカートリッジと、フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、湾曲した安定化部材の曲率の関係を示す、少なくともフレキシブルディスクのヤング率および厚さ情報をあらかじめ記録しているディスクカートリッジに付属の固体メモリとを備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the flexible disk system of the first aspect, at least one or a plurality of flexible disks that are loaded, held and rotated on the turntable are housed, and the apparatus main body of the flexible disk system Attached to a disk cartridge that pre-records at least the Young's modulus and thickness information of the flexible disk, showing the relationship between the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member. A solid-state memory.

フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率に由来する値を記録した固体メモリの情報と、湾曲した安定化部材の曲率とから規定したことにより、高速回転時においても面振れを小さく抑え、安定させることができ、これにより良好な記録および再生特性を得ることができる。   By prescribing from the information of the solid memory that records the values derived from the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member, it is possible to suppress and stabilize the surface vibration even during high-speed rotation. Thus, good recording and reproduction characteristics can be obtained.

また、請求項3に記載した発明は、請求項2のフレキシブルディスクシステムにおいて、ディスクカートリッジには、単一種のフレキシブルディスクが入っており、固体メモリにあらかじめ記録しているフレキシブルディスクのヤング率および厚さ情報を読み出し、ディスクカートリッジから取り出したフレキシブルディスクと安定化部材との距離を設定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the flexible disk system of the second aspect, the disk cartridge contains a single type of flexible disk, and the Young's modulus and thickness of the flexible disk recorded in advance in the solid-state memory. Information is read and the distance between the flexible disk taken out from the disk cartridge and the stabilizing member is set.

フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率を記録した固体メモリの情報と、湾曲した安定化部材の曲率からフレキシブルディスク毎に規定でき、高速回転時においても面振れを小さく抑え、安定させることができ、これにより良好な記録および再生特性を得ることができる。   It can be specified for each flexible disk from the information of the solid memory that records the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member, and can suppress and stabilize the surface runout even during high-speed rotation. Better recording and reproduction characteristics can be obtained.

また、請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のフレキシブルディスクシステムにおいて、安定化部材の直径がフレキシブルディスクの直径よりも大きく、フレキシブルディスクの全面を覆うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the flexible disk system of the first to third aspects, the diameter of the stabilizing member is larger than the diameter of the flexible disk and covers the entire surface of the flexible disk.

これによりフレキシブルディスクの端部においても安定化部材の空気力学的な作用を及ぼすことができ、面振れを小さく抑え、安定させることができる。   As a result, the aerodynamic action of the stabilizing member can be exerted also at the end of the flexible disk, and surface runout can be suppressed and stabilized.

また、請求項5に記載した発明は、請求項1〜4のフレキシブルディスクシステムにおいて、安定化部材の中心部の稜線部分に平坦部があり、平坦部の幅が5〜45mmの範囲であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the flexible disk system of the first to fourth aspects, the ridge line portion at the center of the stabilizing member has a flat portion, and the width of the flat portion is in the range of 5 to 45 mm. It is characterized by.

この平坦部に沿って移動することにより、フレキシブルディスクのチルトがない状態で記録および再生ができ、またフレキシブルディスクの最内周においても安定した記録および再生ができる。   By moving along the flat portion, recording and reproduction can be performed without tilting the flexible disk, and stable recording and reproduction can be performed even on the innermost circumference of the flexible disk.

また、請求項6に記載した発明は、請求項1〜5のフレキシブルディスクシステムにおいて、安定化部材の中心部にクランパーが入り込むための孔があり、孔の内径とクランパーの外径の間に0.5〜45mmの空隙があることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the flexible disk system of the first to fifth aspects, there is a hole for allowing the clamper to enter the central portion of the stabilizing member, and there is no gap between the inner diameter of the hole and the outer diameter of the clamper. It is characterized by a gap of 5 to 45 mm.

孔の内径と軸の外径の間に異物などを摺動することなく、またフレキシブルディスク最内周においても安定した記録および再生ができる。   Stable recording and reproduction can be performed without sliding foreign matter between the inner diameter of the hole and the outer diameter of the shaft, and also on the innermost circumference of the flexible disk.

また、請求項7に記載した発明は、請求項1〜6のフレキシブルディスクシステムにおいて、フレキシブルディスクの基板がポリカーボネートシートであることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the flexible disk system of the first to sixth aspects, the substrate of the flexible disk is a polycarbonate sheet.

これにより安価に製造した高品質なフレキシブルディスクを用いることができる。   Thereby, a high-quality flexible disk manufactured at low cost can be used.

本発明によれば、フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、湾曲した安定化部材の曲率を規定することにより、高速回転時においてもフレキシブルディスクの面振れを小さく抑え、安定させることができ、これにより良好な記録および再生特性を得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, by regulating the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member, the surface deflection of the flexible disk can be suppressed and stabilized even during high-speed rotation. As a result, it is possible to obtain good recording and reproduction characteristics.

本発明の実施の形態におけるフレキシブルディスクシステムの装置本体の概略構成を示す(a)は安定回転時の断面図、(b)はディスクカートリッジから取り出したフレキシブルディスクを装填する断面図、(c)は透過斜視図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) which shows schematic structure of the apparatus main body of the flexible disk system in embodiment of this invention is sectional drawing at the time of stable rotation, (b) is sectional drawing which loads the flexible disk taken out from the disk cartridge, (c) is Transparent perspective view 本実施の形態における光ディスクを説明する図The figure explaining the optical disk in this Embodiment 本実施の形態における安定化部材の作用面で平坦部を説明する図The figure explaining a flat part in the action | operation surface of the stabilization member in this Embodiment 本実施の形態における各実施例の数値Mと最大面振れの関係を示す図The figure which shows the relationship between the numerical value M of each Example in this Embodiment, and maximum surface runout 光ディスクの(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)と3乗)と空気力学的に安定化する最大ギャップ値との関係を示す図The figure which shows the relationship between (Young's modulus (Kg / mm < 2 >)) * (thickness (mm) and the cube) of an optical disk and the maximum gap value stabilized aerodynamically. ギャップ値により空気力学的に安定化する変化を示す図Diagram showing changes aerodynamically stabilized by gap value

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態におけるフレキシブルディスクシステムの装置本体の概略構成を示す(a)はフレキシブルディスクの安定回転時の断面図、(b)はディスクカートリッジから取り出したフレキシブルディスクを装填する断面図、(c)は透過斜視図である。   1A and 1B show a schematic configuration of an apparatus main body of a flexible disk system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view when the flexible disk is stably rotated, and FIG. 1B is a section where a flexible disk taken out from a disk cartridge is loaded. FIG. 4C is a transparent perspective view.

本実施の形態に係る装置本体10は、可撓性のあるフレキシブルディスク(以下、光ディスクという)20に対し情報の記録および再生を行うことが可能な装置である。そして装置本体10は、図1(a)に示されるように、光ディスク駆動手段を構成するZ軸に平行な回転軸22aを有するスピンドルモータ(以下、モータという)22、このモータ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の回転を安定させる安定化部材30、記録/再生手段(図示せず)に接続され光ディスク20に対し情報の記録および再生の少なくとも一方を行うピックアップ26、およびピックアップ26並びにモータ22を制御する不図示の制御部などを備えている。   The apparatus main body 10 according to the present embodiment is an apparatus capable of recording and reproducing information with respect to a flexible flexible disk (hereinafter referred to as an optical disk) 20. As shown in FIG. 1A, the apparatus main body 10 includes a spindle motor (hereinafter referred to as a motor) 22 having a rotary shaft 22a parallel to the Z axis constituting the optical disk driving means, and a rotary shaft 22a of the motor 22. Is connected to a spindle shaft 24 fixed to the + Z side end, a stabilizing member 30 for stabilizing the rotation of the optical disk 20, and recording / reproducing means (not shown), and at least one of information recording and reproduction with respect to the optical disk 20 is performed. A pickup 26 to be performed, and a control unit (not shown) for controlling the pickup 26 and the motor 22 are provided.

図1(b)は光ディスク駆動手段およびディスクカートリッジ11を示すものである。ディスクカートリッジ11は光ディスク20を収納(図では5枚)しており、外側には固体メモリ12が貼付されている。装置本体にディスクカートリッジ11が装填されると、光ディスクがディスクカートリッジ11から取り出され、回転駆動するスピンドルシャフト24にチャックされることで光ディスク20が回転し情報の記録、再生を行う。   FIG. 1B shows the optical disk driving means and the disk cartridge 11. The disc cartridge 11 contains optical discs 20 (five in the figure), and a solid memory 12 is attached to the outside. When the disc cartridge 11 is loaded in the apparatus main body, the optical disc is taken out from the disc cartridge 11 and chucked by the spindle shaft 24 that is driven to rotate, whereby the optical disc 20 rotates to record and reproduce information.

また、図1(c)に示すように装置本体10にはディスクカートリッジ11の固体メモリ12にアクセスする電極板13が設けられている。ディスクカートリッジ11を装置本体10に装填すると、電極板13が固体メモリ12に接触し、固体メモリ12から光ディスクの厚さや材質に関わる情報を読み取って、これに対応した光ディスク20と安定化部材30の距離の設定を行う。   Further, as shown in FIG. 1C, the apparatus main body 10 is provided with an electrode plate 13 for accessing the solid-state memory 12 of the disk cartridge 11. When the disk cartridge 11 is loaded into the apparatus main body 10, the electrode plate 13 comes into contact with the solid memory 12, reads information related to the thickness and material of the optical disk from the solid memory 12, and the optical disk 20 and the stabilization member 30 corresponding thereto are read. Set the distance.

また、図1(b)に示すように光ディスク20は、装置本体10にディスクカートリッジ11を装填した後、ディスク搬送機構(図示せず)が個々の光ディスク20をディスクカートリッジ11から取り出して、図1(a)の大径部24a(ターンテーブル)に載置する。いわゆる、ディスクチェンジャのような動作により、ディスクカートリッジ11内部から取り出された光ディスク20を回転させる構成であって、光ディスク20の回転中は、安定化部材30に近接しているが、ディスクカートリッジ11からは離れている。   As shown in FIG. 1B, in the optical disk 20, after the disk cartridge 11 is loaded in the apparatus main body 10, a disk transport mechanism (not shown) takes out each optical disk 20 from the disk cartridge 11, and FIG. It is placed on the large-diameter portion 24a (turntable) of (a). The optical disk 20 taken out from the inside of the disk cartridge 11 is rotated by an operation like a so-called disk changer. While the optical disk 20 is rotating, the optical disk 20 is close to the stabilizing member 30. Is away.

図2は光ディスクを説明する図であり、(表1)に示すディスク基板を用いた光ディスク20について詳細に説明する。光ディスク20としては、図2に示されるように、樹脂シートを外径120mmで中央に丸孔が形成された円形板状にカットしたものをディスク基板とし、このシート20aの−Z側の内周直径50mmから外周直径116mmまでの領域20b(図2に示す着色部分)に記録層が成膜された可撓性を有する光ディスク20が用いられる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the optical disk, and the optical disk 20 using the disk substrate shown in Table 1 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the optical disk 20 is a disk substrate obtained by cutting a resin sheet into a circular plate shape having an outer diameter of 120 mm and a circular hole formed in the center, and the inner circumference on the −Z side of the sheet 20a. A flexible optical disc 20 in which a recording layer is formed in a region 20b (colored portion shown in FIG. 2) having a diameter of 50 mm to an outer peripheral diameter of 116 mm is used.

Figure 0005524545
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光ディスク20はスピンディスクに装着したスタンパを高速回転させて、紫外線光硬化樹脂を延展することにより転写層を形成し、転写層上にシート部材(ディスク基板)を積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させ、その後にスタンパと剥離させ、さらに、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−Y)−SiO層、厚さ10nmのAgInSbTeGe層、厚さ25nmのZnS−SiO層、厚さ10nmのSi層を成膜することにより形成されている。 The optical disk 20 is a high-speed rotation of a stamper mounted on a spin disk, and an ultraviolet light curable resin is spread to form a transfer layer. A sheet member (disk substrate) is laminated on the transfer layer, and the transfer layer is irradiated with ultraviolet light. Then, this is cured, and then peeled off from the stamper. Further, by sputtering, an Ag reflection layer having a thickness of 120 nm, a (ZrO 2 —Y 2 O 3 ) —SiO 2 layer having a thickness of 7 nm, and an AgInSbTeGe having a thickness of 10 nm. This is formed by depositing a layer, a ZnS—SiO 2 layer having a thickness of 25 nm, and a Si 3 N 4 layer having a thickness of 10 nm.

なお、薄型の光ディスクの使い方として記録再生に用いる光を、ディスク基板を透過させて使う方法と、記録膜面に直接光を入射させてディスク基板には光を透過させずに使う方法がある。この観点から、ポリカーボネートは複屈折が小さい等の光学特性に優れており、前述のどちらの方法にも対応することができるが、ポリエチレンテレフタレートは複屈折が大きく、記録膜面への直接光入射の方法しか対応できない。このため、(表1)にはディスク基板として、ポリカーボネートとポリエチレンテレフタレートを例示しているが、光ディスクとして要求される光学特性の点で提供範囲が広くより好ましくは、ポリカーボネートのシート部材をディスク基板として用いることで、安価で高品質の光ディスクを製造することができる。   There are two methods for using a thin optical disk: a method in which light used for recording and reproduction is transmitted through a disk substrate, and a method in which light is directly incident on a recording film surface and light is not transmitted through the disk substrate. From this point of view, polycarbonate is excellent in optical properties such as low birefringence and can be applied to either of the methods described above, but polyethylene terephthalate has high birefringence and direct light incidence on the recording film surface. Only the method can be supported. For this reason, in Table 1, polycarbonate and polyethylene terephthalate are exemplified as the disk substrate. However, the range provided is wide in terms of optical characteristics required as an optical disk, and more preferably, a polycarbonate sheet member is used as the disk substrate. By using it, an inexpensive and high quality optical disk can be manufactured.

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樹脂に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0.1mm、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付けられている。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。   Further, on the front and back surfaces of the optical disk 20, a transparent protective film having a thickness of 10 μm is formed by irradiating and curing the UV resin on the spin-coated UV resin to protect the recording layer and the disk substrate. For example, a circular plate 20c having a thickness of 0.1 mm, an outer diameter of 30 mm, and a round hole having an inner diameter of 15 mm formed at the center is attached so that the center thereof coincides with the center of the sheet 20a. Here, for convenience of explanation, as shown in FIG. 2, an XY coordinate system with the center o of the optical disc 20 as the origin is defined.

安定化部材30は、図1,図3に示すように、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(円板形状)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に対向する裏面が鞍状に一方向のみ湾曲した凹形状の湾曲面(以下、作用面ともいう)となっている。安定化部材30の作用面は曲率半径900mmで湾曲させた単純湾曲面である。   As shown in FIGS. 1 and 3, the stabilizing member 30 is a cylindrical member (disc shape) having a low outer diameter of 125 mm with a circular opening having a diameter of 32 mm formed in the center, and a surface on the + Z side. Is fixed to the ceiling surface of the housing 10, and the surface on the −Z side is a concave curved surface (hereinafter also referred to as an action surface) in which the back surface facing the optical disk 20 is curved in only one direction in a bowl shape. The working surface of the stabilizing member 30 is a simple curved surface curved with a curvature radius of 900 mm.

なお、安定化部材30の外径を光ディスク20の外径よりも大きくし、光ディスク20の全面を覆うことにより、光ディスク20の端部にも安定化部材30の空気力学的作用を及ぼすことができ、面振れを小さく抑えることができる。   In addition, by making the outer diameter of the stabilizing member 30 larger than the outer diameter of the optical disc 20 and covering the entire surface of the optical disc 20, the aerodynamic action of the stabilizing member 30 can be exerted on the end portion of the optical disc 20. The surface runout can be reduced.

図1(a)に戻り、スピンドルシャフト24は、円柱状の大径部24a(ターンテーブル)と、この大径部24aの上端に設けられた小径部24b(クランパー)とを有する段付き円柱状の部材である。光ディスク20は、図2に示す円形プレート20cの丸孔にスピンドルシャフト24の回転軸22aが挿入され、大径部24a(ターンテーブル)の上面によって下方から支持され、小径部24b(クランパー)により挟むことで固定保持される。さらに、光ディスク20は記録層を下面とし、その中心が安定化部材30の作用面の中心に一致した状態でスピンドルシャフト24に装着される。また、一例として光ディスク20は、この光ディスク20が平坦と仮定したときの光入射面と逆側の面と、安定化部材30の作用面平坦部との距離が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。   Returning to FIG. 1A, the spindle shaft 24 is a stepped cylindrical shape having a cylindrical large diameter portion 24a (turn table) and a small diameter portion 24b (clamper) provided at the upper end of the large diameter portion 24a. It is a member. The optical disk 20 has a rotating shaft 22a of a spindle shaft 24 inserted into a circular hole of a circular plate 20c shown in FIG. 2, is supported from below by an upper surface of a large diameter portion 24a (turn table), and is sandwiched between small diameter portions 24b (clampers). It is fixed and held. Further, the optical disk 20 is mounted on the spindle shaft 24 with the recording layer as the bottom surface and the center thereof coincides with the center of the action surface of the stabilizing member 30. Further, as an example, the optical disc 20 is attached to the spindle shaft 24 such that the distance between the surface opposite to the light incident surface when the optical disc 20 is flat and the flat portion of the working surface of the stabilizing member 30 is 150 μm. It shall be installed.

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。また、光ディスク20の回転数などは、不図示の制御部により制御される。   The motor 22 drives the rotating shaft 22a to rotate the optical disc 20 through the spindle shaft 24 within a range of about 4000 to 20000 rpm, for example. Further, the rotational speed of the optical disc 20 is controlled by a control unit (not shown).

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)、および光ディスク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、図2中のY軸に対し、反時計回り方向を正方向とした場合、+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。上面から見てこのときの光ディスクの回転方向は時計回りである。   The pickup 26 is disposed below the optical disk 20 (on the −Z side), and has a known configuration including a light source, an optical system including an objective lens, a light receiving element, and the like. The pickup 26 condenses the laser beam on the recording surface of the optical disc 20 rotated by the motor 22 and reads (reproduces) information from the optical disc 20 by receiving the reflected light from the recording surface and Write (record) information. Then, as shown by arrows a and a ′ in FIG. 2, a straight line that passes through the center of the optical disc 20 and forms an angle of +10 degrees when the counterclockwise direction is a positive direction with respect to the Y axis in FIG. 2. And driven by a pickup driving device (not shown). The rotation direction of the optical disk at this time is clockwise when viewed from above.

次に、前述のように構成された装置本体10により、光ディスク20に対し情報の記録および再生を行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釣り合いをとることにより、いわゆる光ディスク20の面振れ(光ディスク20の回転方向の振れ)を低減する。   Next, the operation of the stabilizing member 30 when information is recorded on and reproduced from the optical disc 20 by the apparatus main body 10 configured as described above will be described. When the optical disk 20 rotates, the optical disk 20 has a restoring force that tends to be horizontal due to the centrifugal force generated by the rotation, and a repulsive force due to a pressure change based on a difference in air flow caused by the rotation and the surface shape. Occur. At this time, the stabilizing member 30 applies an aerodynamic force to the optical disk 20 to balance the restoring force and the repulsive force generated in the optical disk 20, so that the so-called surface wobbling of the optical disk 20 (the rotation direction of the optical disk 20). ).

この原理に基づけば、光ディスク20の可撓性と光ディスク20に働く遠心力、そして空気の力は相互に関連することは明らかである。   Based on this principle, it is clear that the flexibility of the optical disc 20, the centrifugal force acting on the optical disc 20, and the force of air are interrelated.

光ディスク20の厚みは光ディスク20の質量に影響し、遠心力を左右する。また厚さは光ディスク20自身のヤング率とともに光ディスク20の曲がりにくさを左右する。湾曲した安定化部材30の曲率は空気の流れ場に影響するので、空気による力を左右する。また、回転中の光ディスク20の曲げの曲率をも左右するので、光ディスク20の曲げからの復元力にも影響する。   The thickness of the optical disk 20 affects the mass of the optical disk 20 and affects the centrifugal force. The thickness affects the difficulty of bending of the optical disc 20 together with the Young's modulus of the optical disc 20 itself. Since the curvature of the curved stabilizing member 30 affects the air flow field, the force by the air is influenced. In addition, since the bending curvature of the rotating optical disk 20 is also affected, the restoring force from the bending of the optical disk 20 is also affected.

このように光ディスク20の厚さ、光ディスク20のヤング率、安定化部材30の曲率は相互に影響しあっている。本発明ではこれらの影響を整理し、15000rpmの高速駆動に対して安定駆動できる条件を見いだした。   As described above, the thickness of the optical disc 20, the Young's modulus of the optical disc 20, and the curvature of the stabilizing member 30 influence each other. In the present invention, these influences are arranged, and the conditions for stable driving with respect to high-speed driving at 15000 rpm have been found.

以下に、具体的に述べる。   The details will be described below.

(実施例1)
発明者等は、前述した中央に直径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、作用面が曲率半径900mmで湾曲し、中心から−X方向および+X方向へ距離(ここでは10mm)の平坦部を有する安定化部材30を用いて光ディスク20の安定化実験を行った。この安定化実験は、光ディスク20の回転数を4000rpmから16000rpmまで2000rpmずつ段階的に変化させて、光ディスク20の中心から25,40,58mm隔てた位置にある点での光ディスク20の面振れにより生じるZ軸方向の振幅(μm)をレーザ変位計で計測するものである。
Example 1
The inventors are a cylindrical member having a low outer diameter of 125 mm with a circular opening having a diameter of 32 mm formed in the center described above, and the working surface is curved with a radius of curvature of 900 mm, and is −X direction and + X direction from the center. The stabilization experiment of the optical disc 20 was performed using the stabilizing member 30 having a flat portion with a long distance (here, 10 mm). This stabilization experiment is caused by surface runout of the optical disc 20 at a point 25, 40, 58 mm apart from the center of the optical disc 20 by changing the rotational speed of the optical disc 20 in steps of 2000 rpm from 4000 rpm to 16000 rpm. The amplitude (μm) in the Z-axis direction is measured with a laser displacement meter.

(表2)は実験結果で、各ディスクの各回転数における面振れの最大値(3点計測したうちの最も大きな値)と数値Mを示している。数値Mは、
M=光ディスクのヤング率(Kg/mm)×(厚さ(mm)の3乗)/安定化部材(スタビライザー)の曲率(mm)
で定義される値である。
(Table 2) shows the experimental results, which show the maximum value of the surface runout (the largest value among the three points measured) and the numerical value M at each rotational speed of each disk. The number M is
M = Young's modulus of optical disk (Kg / mm 2 ) × (thickness of cube of thickness (mm)) / curvature of stabilizing member (stabilizer) (mm)
It is a value defined by.

Figure 0005524545
Figure 0005524545

(表2)から表中の最大面振れの値は10μm以下もしくは30μm以上の値をとっており、2極化していることがわかる。最大面振れの値は10μm以下のものが安定化部材30を用いて光ディスク20を安定化できた場合であり、30μm以上のものが安定化できなかったものである。   (Table 2) shows that the maximum surface runout value in the table is 10 μm or less or 30 μm or more, and is bipolar. The maximum surface deflection value is 10 μm or less when the optical disk 20 can be stabilized using the stabilizing member 30, and the maximum surface deflection value is 30 μm or less.

次に、最大面振れと数値Mとの関係をみてみるとこの実験では数値Mが0.000158以上、0.00295以下の場合、面振れの最大値は10μm以下で安定化できていることがわかる。よって、光ディスク20の厚さおよびヤング率と、湾曲した安定化部材の曲率から求められる数値Mを、0.000158以上0.00295以下に規定することにより、光ディスク20の面振れを小さく抑え、安定させることができることとなる。これにより良好な記録および再生特性を得ることができる。 Next, looking at the relationship between the maximum surface deflection and the numerical value M, it can be seen that in this experiment, when the numerical value M is 0.000158 or more and 0.00295 or less, the maximum value of the surface deflection is stabilized at 10 μm or less. Therefore, by regulating the numerical value M obtained from the thickness and Young's modulus of the optical disc 20 and the curvature of the curved stabilizing member to 0.000158 or more and 0.00295 or less , the surface deflection of the optical disc 20 can be suppressed and stabilized. It becomes. Thereby, good recording and reproduction characteristics can be obtained.

(実施例2)
本実施例2は、安定化部材30として以下のものを用いた以外は前述した実施例1と同じである。安定化部材30は、中央に直径30mm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(円板形状)であり、+Z側の面が本体10の天井面に固定され、−Z側の面は光ディスク20に対向する裏面が鞍状に一方向のみ湾曲した凹形状の湾曲面(以下、作用面ともいう)となっている(図1参照)。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の稜線部分を通る母線L(以下、中心母線Lともいう)を有し、全体的には、曲率半径1000mmで湾曲している。そして中心母線Lから−X方向および+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。また、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。
(Example 2)
Example 2 is the same as Example 1 described above except that the following is used as the stabilizing member 30. The stabilizing member 30 is a low-columnar member (disk shape) having an outer diameter of 125 mm with a circular opening having a diameter of 30 mm formed in the center, and the surface on the + Z side is fixed to the ceiling surface of the main body 10. The surface on the −Z side is a concave curved surface (hereinafter also referred to as an action surface) in which the back surface facing the optical disk 20 is curved in only one direction in a bowl shape (see also FIG. 1). As shown in FIG. 3, the working surface of the stabilizing member 30 has a generatrix L (hereinafter, also referred to as a central generatrix L) that is parallel to the Y axis and passes through the ridge line portion at the center of the actuating surface. Curved with a radius of curvature of 1000 mm. Then, an area defined by two straight lines parallel to the Y-axis that are separated from the central generatrix L in the -X direction and the + X direction by a distance S (here, 17.5 mm) and the outer periphery of the working surface, that is, FIG. The colored region is a flat portion. Further, the pickup 26 moves along a straight line that passes through the center of the action surface of the stabilizing member 30 and forms an angle of +10 degrees with respect to the central generatrix L.

Figure 0005524545
Figure 0005524545

(表3)に各ディスクの面振れの最大値と数値Mを示す。本実施例2では数値Mが0.000142以上、0.00771以下で最大面振れの値は10μm以下で安定化できていることがわかる。   (Table 3) shows the maximum value of the surface runout and the numerical value M of each disk. In Example 2, it can be seen that when the numerical value M is 0.000142 or more and 0.00771 or less, the value of the maximum surface runout is stabilized at 10 μm or less.

(実施例3)
安定化部材30として作用面の曲率半径が700mmのものを用いた以外は実施例2と同じである。
(Example 3)
Example 2 is the same as Example 2 except that the one having a radius of curvature of the working surface of 700 mm is used as the stabilizing member 30.

Figure 0005524545
Figure 0005524545

(表4)に各ディスクの面振れの最大値と数値Mを示す。本実施例3では数値Mが0.000117以上、0.00380以下のとき面振れの最大値は10μm以下で安定化できていることがわかる。   (Table 4) shows the maximum value of the surface runout and the numerical value M of each disk. In Example 3, when the numerical value M is 0.000117 or more and 0.00380 or less, it can be seen that the maximum value of the surface runout is stabilized at 10 μm or less.

最後に実施例1〜3における数値Mと最大面振れの関係を図4に示す。この図4から明らかなように数値Mを0.000117以上、0.00771以下の場合、面振れの最大値は10μm以下で安定化できていることがわかる。   Finally, FIG. 4 shows the relationship between the numerical value M and the maximum surface deflection in Examples 1 to 3. As can be seen from FIG. 4, when the numerical value M is 0.000117 or more and 0.00771 or less, the maximum value of the surface runout is stabilized at 10 μm or less.

また、情報の記録および再生時に、ピックアップ26が通過する安定化部材30の平坦部の幅が5mm未満の場合、記録および再生時に光ディスク20のチルトが残る可能性があり、また、逆に幅が45mmを超えた場合、光ディスク20の最内周において安定化が不十分で、面振れが生じる可能性がある。   Further, when the width of the flat portion of the stabilizing member 30 through which the pickup 26 passes during recording and reproduction of information is less than 5 mm, the optical disc 20 may remain tilted during recording and reproduction, and conversely, the width is reduced. When it exceeds 45 mm, the innermost circumference of the optical disk 20 is not sufficiently stabilized, and surface runout may occur.

これは、作用面の曲率半径1000mmで、平坦部の幅を「0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50mm」と代えた11種類の安定化部材と、ディスク基板がポリカーボネートで厚さが100μmと200μmの薄型の光ディスクを用いて、光ディスクと安定化部材の距離(以下、ギャップという)は100μm、回転数は10000rpmとして、面ぶれと反りの評価を行った。   This is an eleven kinds of stabilizing members in which the radius of curvature of the working surface is 1000 mm and the width of the flat portion is replaced with “0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 mm”; Using a thin optical disk with a polycarbonate substrate of 100 μm and 200 μm in thickness, the distance between the optical disk and the stabilizing member (hereinafter referred to as a gap) was set to 100 μm, the rotational speed was set to 10,000 rpm, and the evaluation of surface blur and warpage was performed. .

光ディスクの2種類と、安定化部材の11種類とを組み合わせた22回の実験を行ったところ、100μm厚みの光ディスクの場合、平坦部が0mmと5mmの安定化部材の組み合わせでは、光ディスクの半径50mmより外周側(最外周58mm)にてタンジェンシャルチルトが0.3度以上になり、これは開口数(NA)0.85の光ピックアップでの記録再生には支障となる値である。このため、平坦部が5mm未満ではチルトの面で問題があると判断した。   When 22 experiments were conducted by combining two types of optical discs and 11 types of stabilizing members, in the case of an optical disc having a thickness of 100 μm, the radius of the optical disc is 50 mm when a combination of stabilizing members having a flat portion of 0 mm and 5 mm is used. On the outer peripheral side (outermost 58 mm), the tangential tilt becomes 0.3 degrees or more, which is a value that hinders recording and reproduction with an optical pickup having a numerical aperture (NA) of 0.85. For this reason, it was judged that there was a problem in terms of tilt when the flat portion was less than 5 mm.

同様に、100μm厚みの光ディスクの場合、平坦部が45mmと50mmの安定化部材の組み合わせでは、光ディスクの面ぶれが、10μmを超える点が光ディスクの半径25mmおよび半径58mmで発生した。このため、安定化部材の平坦部の幅は最大45mmと決定した。   Similarly, in the case of an optical disc having a thickness of 100 μm, when the flat portion has a combination of a stabilizing member having 45 mm and 50 mm, the optical disc surface deflection exceeds 10 μm at a radius of 25 mm and a radius of 58 mm. For this reason, the width of the flat part of the stabilizing member was determined to be 45 mm at the maximum.

また、前述したように光ディスク20は、その円形プレート20c(図2参照)の丸孔にスピンドルシャフト24の回転軸22aが挿入され、かつ大径部24a(ターンテーブル)の上面で支持され、小径部24b(クランパー)によって挟持される。図1(a),(b)に示すように、この小径部24b(クランパー)が入り込むための孔部31が安定化部材30の中心部にあり、この孔部31の内径と小径部24b(クランパー)の外径との間に空隙を有している。光ディスク20が回転する際、この空隙が0.5mm未満の場合、異物などの混入により摺動する可能性があり、また45mmを超える場合には、光ディスク20の最内周において安定化が不十分で、面振れが生じる可能性がある。   In addition, as described above, the optical disk 20 has the rotating shaft 22a of the spindle shaft 24 inserted into the circular hole of the circular plate 20c (see FIG. 2) and is supported on the upper surface of the large diameter portion 24a (turn table). It is clamped by the part 24b (clamper). As shown in FIGS. 1A and 1B, a hole 31 through which the small-diameter portion 24b (clamper) enters is in the center of the stabilizing member 30, and the inner diameter of the hole 31 and the small-diameter portion 24b ( There is a gap between the outer diameter of the clamper. When the optical disk 20 is rotated, if this gap is less than 0.5 mm, there is a possibility of sliding due to the inclusion of foreign matter, and if it exceeds 45 mm, stabilization is insufficient at the innermost circumference of the optical disk 20. There is a possibility that surface wobbling will occur.

また、光ディスクの厚さ、材質によって、空気力学的な作用を安定化することができる光ディスクと安定化部材間の距離(ギャップ)は異なっている。ある材質(ポリエチレンテレフタレート,ポリカーボネート)の光ディスクについて、「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の値を変化させ、空気力学的な作用を安定化可能な最大ギャップ値との関係を図5に示す。 Further, the distance (gap) between the optical disk capable of stabilizing the aerodynamic action and the stabilizing member differs depending on the thickness and material of the optical disk. For an optical disc of a certain material (polyethylene terephthalate, polycarbonate), the value of “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) cubed)” can be changed to stabilize the aerodynamic action. FIG. 5 shows the relationship with the maximum gap value.

ここで、空気力学的な作用を安定化可能な最大ギャップ値について、図6を参照して説明する。光ディスクを安定化部材(スタビライザー)に近接して回転させることで薄い空気の層が光ディスクと安定化部材間のギャップに形成され、光ディスクの振動が抑制される。このとき、ギャップの値を大きくしていくと、あるギャップの値を境に急激に光ディスクの振動が増大する。   Here, the maximum gap value capable of stabilizing the aerodynamic action will be described with reference to FIG. By rotating the optical disc close to the stabilizing member (stabilizer), a thin air layer is formed in the gap between the optical disc and the stabilizing member, and vibration of the optical disc is suppressed. At this time, if the gap value is increased, the vibration of the optical disk increases rapidly with a certain gap value as a boundary.

図6は、材質がポリカーボネートで100μmの厚み、ヤング率252.1kg/mmの光ディスクを15000rpmで回転させ、中央の円形開口が直径32mmで外径125mmの円柱状部材で、作用面が曲率半径900mmで湾曲し、平坦部が中心母線Lの両側±15mmの安定化部材とのギャップの値を変えた例を示す図である。図6の縦軸は光ディスクの中心から40mm隔てた測定位置のギャップ方向の面振れ相対値を示す。ギャップの値が0.25mmのときの光ディスクの面振れは小さいが、ギャップの値が0.3mmとなると、大きな面振れが観察される。図6に示す例では面振れが急増する閾値を0.25mmとする。 6, the material of 100μm polycarbonate thickness, the optical disc of Young's modulus 252.1kg / mm 2 is rotated at 15000 rpm, at a cylindrical member having an outer diameter of 125mm central circular opening with a diameter 32 mm, the working surface curvature radius It is a figure which shows the example which changed the value of the gap with the stabilizing member which is curving at 900 mm and a flat part is ± 15 mm on both sides of the center generating line L. The vertical axis in FIG. 6 represents the relative runout value in the gap direction at the measurement position 40 mm away from the center of the optical disc. When the gap value is 0.25 mm, the surface deflection of the optical disk is small, but when the gap value is 0.3 mm, a large surface deflection is observed. In the example shown in FIG. 6, the threshold value at which the surface deflection rapidly increases is 0.25 mm.

このように定義された値を空気力学的な作用を安定化可能な最大ギャップ値とする。前述した実施例2と同様に中央に直径30mm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、作用面が曲率半径1000mmで湾曲したX方向に±17.5mmの平坦部を有する安定化部材を用い、光ディスクの中心から25,40,58mmの3点の測定位置で測定した。この面ぶれの最大値が20μm以上になるギャップ量を図5の「安定化可能な最大ギャップ」としている。図5に光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の値に対する安定化可能な最大ギャップ値を示すが、光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」に対して、ある最適な「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」のときに、最も大きなギャップの値で安定化可能であることがわかる。 The value defined in this way is the maximum gap value that can stabilize the aerodynamic action. A cylindrical member with a low outer diameter of 125 mm having a circular opening with a diameter of 30 mm at the center as in the second embodiment, and a flat working surface with a radius of curvature of 1000 mm and a flatness of ± 17.5 mm in the X direction. Measurement was performed at three measurement positions of 25, 40, and 58 mm from the center of the optical disk using a stabilizing member having a portion. The gap amount at which the maximum value of the surface blur is 20 μm or more is defined as “maximum gap that can be stabilized” in FIG. FIG. 5 shows the maximum stable gap value with respect to the value of “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness to the third power of mm)” of the optical disc. / Mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power) ”, when“ optimized ”(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power) It can be seen that stabilization is possible with the largest gap value.

したがって、光ディスクを回転起動するときなど、光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」がわかっていると、その最大ギャップ値に、フレキシブルディスクシステムの装置本体でギャップを設定して起動することができる。起動時は光ディスクと安定化部材(スタビライザー)の摺動が発生しやすいので、大き目のギャップの値で起動を行うことが望ましい。しかし、大きすぎると逆に光ディスクの面振れが大きく、摺動がひどくなる。 Accordingly, when “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power)” of the optical disk is known, such as when the optical disk is started to rotate, the flexible disk system has the maximum gap value. It is possible to start by setting a gap on the main body of the machine. Since the optical disk and the stabilizing member (stabilizer) are likely to slide during startup, it is desirable to start up with a larger gap value. However, if it is too large, the surface shake of the optical disk is conversely large and the sliding becomes severe.

そこで、光ディスクを収納するディスクカートリッジに小型の固体メモリを取り付け、ここにあらかじめ記録しておくデータの一つとして、光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の値を記録しておく。装置本体は、ディスクカートリッジが挿入されると、ディスクカートリッジに付属の固体メモリにアクセスして、光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の情報を読み取る。これに対応した最大ギャップ値にギャップを設定して、光ディスクを回転起動する。 Therefore, a small solid-state memory is attached to the disk cartridge for storing the optical disk, and “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) of the optical disk” is one of the data recorded in advance here. Record the value of the cube. When the disk cartridge is inserted, the main body of the apparatus accesses the solid memory attached to the disk cartridge, and the optical disk “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) cubed)” Read information. A gap is set to the maximum gap value corresponding to this, and the optical disk is started to rotate.

なお、この空気力学的な作用を安定化可能な最大ギャップ値を決める本質は、光ディスクの厚み、光ディスクの硬さ、安定化部材(スタビライザー)の形状の3要素である。   The essence of determining the maximum gap value that can stabilize this aerodynamic action is the three elements of the thickness of the optical disc, the hardness of the optical disc, and the shape of the stabilizing member (stabilizer).

また、安定化部材(スタビライザー)の曲率によっても、最大ギャップ値は異なる。装置本体によって安定化部材(スタビライザー)は異なることから、ディスクカートリッジの固体メモリに書き込む情報は、直接最大ギャップ値ではなく、光ディスクの「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の値とする。この「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」の値と安定化部材(スタビライザー)の曲率からギャップ値を求めることで、装置本体は、その装置の安定化部材(スタビライザー)に対応した最大ギャップ値にギャップを設定して光ディスクを回転起動する。 Also, the maximum gap value varies depending on the curvature of the stabilizing member (stabilizer). Since the stabilizing member (stabilizer) differs depending on the main body of the apparatus, the information written in the solid memory of the disk cartridge is not directly the maximum gap value, but “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) of the optical disk. ) To the third power) ”. By determining the gap value from the value of “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power)” and the curvature of the stabilizing member (stabilizer), the main body of the device The optical disk is rotated and started by setting the gap to the maximum gap value corresponding to the stabilizing member (stabilizer).

具体的には、図1(a)〜(c)に示した、装置本体10に装填されたディスクカートリッジ11内からディスク搬送機構(図示せず)により取り出された光ディスク20は、スピンドルシャフト24の大径部24a(ターンテーブル)上に載置されて小径部24b(クランパー)で挟持された後、光ディスク20が回転する。回転が開始して一定の回転数となると、モータ22を設置した昇降動作する基台(図示せず)が上昇し、先に固体メモリ12より読み込んだ情報から最大ギャップ値のギャップとなる位置へ不図示のセンサ等で位置検出しながら光ディスク20を移動する。   Specifically, the optical disk 20 taken out by the disk transport mechanism (not shown) from the disk cartridge 11 loaded in the apparatus main body 10 shown in FIGS. After being placed on the large diameter portion 24a (turn table) and sandwiched by the small diameter portion 24b (clamper), the optical disc 20 rotates. When the rotation starts and reaches a certain number of rotations, a base (not shown) that moves up and down with the motor 22 rises and moves from the information previously read from the solid-state memory 12 to a position that becomes the gap of the maximum gap value. The optical disk 20 is moved while detecting the position by a sensor (not shown) or the like.

このようにしておけば、将来の光ディスクの材質の進歩による光ディスクの硬さの変化や、安定化部材(スタビライザー)の設計値に関係なく、フレキシブルディスクシステムの装置本体は起動時に設定すべき最大ギャップ値を簡便に設定でき、起動時に生じる光ディスクと安定化部材との摺動を回避できる。   In this way, regardless of changes in the hardness of the optical disk due to future advancement of the optical disk material and the design value of the stabilizing member (stabilizer), the main body of the flexible disk system should have a maximum gap that should be set at startup. The value can be set easily, and sliding between the optical disk and the stabilizing member that occurs at the time of startup can be avoided.

本実施例では、「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」をディスクカートリッジ付属の固体メモリに記録したが、これはヤング率と光ディスクの厚さを個別の数値として記録してもおなじ機能を果たすことができる。装置本体側で読み取ったヤング率と光ディスクの厚さに対して、「(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)」なる演算を行えばよい。 In this example, “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power)” was recorded in the solid memory attached to the disk cartridge. The same function can be achieved even if recorded as individual numerical values. A calculation of “(Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) to the third power)” may be performed on the Young's modulus read on the apparatus main body side and the thickness of the optical disc.

以上、本実施の形態では、可撓性を有する光ディスクを湾曲した安定化部材により空気力学的な作用を安定化させ回転駆動するフレキシブルディスクシステムにおいて、15000rpmを超える高速で光ディスクを回転駆動した場合でも、面振れが少なく、光ディスクの記録および再生が問題なく行えるディスク駆動手段、記録/再生手段を備えたフレキシブルディスクシステムを提供することができる。   As described above, in the present embodiment, even when the optical disk is rotated at a high speed exceeding 15000 rpm in the flexible disk system in which the aerodynamic action is stabilized and rotated by the curved stabilizing member, the flexible optical disk is rotated. Therefore, it is possible to provide a flexible disk system including a disk driving unit and a recording / reproducing unit that can cause recording and reproduction of an optical disk without problems with less surface vibration.

本発明は、可撓性を有するフレキシブル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/再生装置を備えたフレキシブルディスクシステム、フレキシブルディスク、ディスクカートリッジに適用され、さらにフレキシブルディスクは、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を対象とする。   The present invention is applied to a flexible disk system, a flexible disk, and a disk cartridge having a recording / reproducing apparatus for performing recording and / or reproducing processing on a flexible disk having flexibility, and the flexible disk is a phase change memory. It applies to all disc-shaped recording disks such as magneto-optical memory and hologram memory.

10 装置本体
11 ディスクカートリッジ
12 固体メモリ
13 電極板
20 光ディスク
20a シート
20b 領域
20c 円形プレート
22 モータ
22a 回転軸
24 スピンドルシャフト
24a 大径部
24b 小径部
26 ピックアップ
30 安定化部材
31 孔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Apparatus main body 11 Disk cartridge 12 Solid memory 13 Electrode plate 20 Optical disk 20a Sheet 20b Area | region 20c Circular plate 22 Motor 22a Rotating shaft 24 Spindle shaft 24a Large diameter part 24b Small diameter part 26 Pickup 30 Stabilization member 31 Hole

特開2006−107699号公報JP 2006-107699 A 特開2007−149311号公報JP 2007-149411 A 特開2004−355786号公報JP 2004-355786 A

Claims (7)

情報の記録および再生の少なくとも一方を行う可撓性を有するフレキシブルディスクと、
前記フレキシブルディスクを保持して回転させるターンテーブルと、前記ターンテーブルとともに前記フレキシブルディスクを挟んで固定するためのクランパーと、前記フレキシブルディスクを前記ターンテーブルと前記クランパーとともに回転させるスピンドルモータと、前記フレキシブルディスクを空気力学的な作用により安定して回転させるための円板形状で一面が凹み鞍状に湾曲した安定化部材とを具備したフレキシブルディスク駆動手段と、前記情報の記録/再生手段とからなるフレキシブルディスクシステムであって、
前記安定化部材と前記フレキシブルディスクとの距離を0.05〜0.30mm、前記フレキシブルディスクの回転数を4000〜20000rpmの範囲内とし、
前記フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、前記湾曲した安定化部材の曲率の関係が、
0.000117≦(ヤング率(Kg/mm))×(厚さ(mm)の3乗)/(安定化部材の曲率(mm))≦0.00771
の範囲であることを特徴とするフレキシブルディスクシステム。
A flexible disk having flexibility for performing at least one of recording and reproduction of information;
A turntable for holding and rotating the flexible disk, a clamper for sandwiching and fixing the flexible disk together with the turntable, a spindle motor for rotating the flexible disk together with the turntable and the clamper, and the flexible disk A flexible disk drive means comprising a disk-shaped stabilizing member having a concave surface and curved like a bowl, and a recording / reproducing means for recording and reproducing the information. A disk system,
The distance between the stabilizing member and the flexible disk is 0.05 to 0.30 mm, and the rotational speed of the flexible disk is within a range of 4000 to 20000 rpm,
The relationship between the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member is
0.000117 ≦ (Young's modulus (Kg / mm 2 )) × (thickness (mm) cubed) / (curvature of stabilizing member (mm)) ≦ 0.00771
A flexible disk system characterized by being in the range.
前記ターンテーブルに装填、保持されて回転するフレキシブルディスクを少なくとも1枚または複数枚を収納するとともに、フレキシブルディスクシステムの装置本体に着脱可能なディスクカートリッジと、
前記フレキシブルディスクの厚さおよびヤング率と、前記湾曲した安定化部材の曲率の関係を示す、少なくともフレキシブルディスクのヤング率および厚さ情報をあらかじめ記録している前記ディスクカートリッジに付属の固体メモリとを備えたことを特徴とする請求項1記載のフレキシブルディスクシステム。
A disk cartridge that houses at least one or a plurality of flexible disks that are loaded, held and rotated on the turntable, and is detachable from the apparatus main body of the flexible disk system;
A solid-state memory attached to the disk cartridge, in which at least information on Young's modulus and thickness of the flexible disk is recorded in advance, which indicates a relationship between the thickness and Young's modulus of the flexible disk and the curvature of the curved stabilizing member; The flexible disk system according to claim 1, further comprising:
前記ディスクカートリッジには、単一種のフレキシブルディスクが入っており、
前記固体メモリにあらかじめ記録しているフレキシブルディスクのヤング率および厚さ情報を読み出し、前記ディスクカートリッジから取り出した前記フレキシブルディスクと前記安定化部材との距離を設定することを特徴とする請求項2記載のフレキシブルディスクシステム。
The disk cartridge contains a single type of flexible disk,
Claim 2, wherein the solid-state memory to the read prerecorded to have Young's modulus and thickness information of the flexible disk, setting the distance between the stabilizing member and the flexible disk taken out from the disc cartridge The flexible disk system described.
前記安定化部材の直径が前記フレキシブルディスクの直径よりも大きく、前記フレキシブルディスクの全面を覆うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブルディスクシステム。   The flexible disk system according to claim 1, wherein a diameter of the stabilizing member is larger than a diameter of the flexible disk and covers the entire surface of the flexible disk. 前記安定化部材の中心部の稜線部分に平坦部があり、前記平坦部の幅が5〜45mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフレキシブルディスクシステム。   5. The flexible disk system according to claim 1, wherein a flat portion is provided at a ridge line portion at a center portion of the stabilizing member, and a width of the flat portion is in a range of 5 to 45 mm. . 前記安定化部材の中心部に前記クランパーが入り込むための孔があり、前記孔の内径と前記クランパーの外径の間に0.5〜45mmの空隙があることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のフレキシブルディスクシステム。 6. A hole for allowing the clamper to enter in a central portion of the stabilizing member, and a gap of 0.5 to 45 mm is provided between an inner diameter of the hole and an outer diameter of the clamper. The flexible disk system according to any one of the above. 前記フレキシブルディスクの基板がポリカーボネートシートであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のフレキシブルディスクシステム。   The flexible disk system according to claim 1, wherein the substrate of the flexible disk is a polycarbonate sheet.
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