JPH1166671A - 光学式ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式ディスク装置において、構成の複雑化
や著しいコストの上昇を伴うことなく、ディスク回転時
における固有振動の影響を的確に抑制する。 【解決手段】 光学式ディスク装置１において、ディス
ク２をその回転手段３との間で保持するための保持手段
４を設ける。そして、ディスク２のクランピングエリア
を保持したときに、このままではディスク２の固有振動
のうち振幅が最大となってしまう振動について、その腹
に対応するディスク２上の位置を保持手段４によって回
転手段３側に押え付けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式ディスク装
置において、ディスクの高速回転に際してディスクの固
有振動による信号への影響を低減するための技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスクを記録媒体とする装置において
は、ディスクの回転時における不要振動の影響を極力低
減することが必要となる。

【０００３】例えば、近時のＣＤ−ＲＯＭドライブ装置
では、ディスクの高速回転化の傾向が目覚ましく、当初
は２００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉ
ｎｕｔｅ）程度であった回転数が、約７０００ｒｐｍの
高回転数（つまり、約３５倍の上昇。）となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置にあっては、ディスクの回転制御系の各所に制振部
材を付設する等の防振対策が個別的に講じられているに
過ぎず、ディスクの固有振動に対してこれを的確に抑制
することが困難であり、また、防振対策によって構成の
複雑化やコストの著しい上昇を余儀なくされるという問
題があった。

【０００５】つまり、ディスクの回転速度が低速であっ
たときにはそれほど重要視されなかったディスクの固有
振動の影響が問題となって来ており、ディスク回転用の
スピンドルモータが高速で回転すると、その振動が低速
回転時に比べて大きくなり、これによってディスクが振
動して、その振動振幅が回転速度の上昇に伴って増大す
ることになる。従って、ディスクの高速回転化に伴っ
て、ディスクへの信号記録やディスクの信号再生を安定
して行うことが困難となり、特にフォーカス制御の安定
化を阻害する原因となっている。

【０００６】本発明は、構成の複雑化や著しいコストの
上昇を伴うことなく、ディスク回転時における固有振動
の影響を的確に抑制することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、ディスクに設けられたクランピングエ
リア若しくはその近傍領域を保持したときに生じるディ
スクの固有振動のうち振幅が最大となる振動について、
その腹に対応するディスク上の位置若しくは当該位置及
びその近傍を保持手段によって回転手段側に押え付ける
ようにしたものである。

【０００８】従って、本発明によれば、ディスクのクラ
ンピングエリアを保持した場合に、そのままではディス
ク上で振動による変形が最も大きくなってしまう位置を
保持手段で押えることにより、固有振動が信号記録や再
生に対して与える影響を抑えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明光学式ディスク装置
の基本構成を概略的に示すものであり、光学式ディスク
装置１は、ディスク２を回転させる回転手段３と、ディ
スク２に対する保持手段４とを備えている。

【００１０】ディスク２には、磁気記録や光磁気記録
等、あらゆる記録方式に従うものが含まれる。また、回
転手段３には、スピンドルモータ等の駆動源の他、モー
タドライバーを含む制御系等、ディスク２の回転制御に
係る一切の構成物が含まれる。

【００１１】保持手段４は、ディスク２を回転手段３と
の間で保持するために必要とされ、チャッキング用プレ
ートやクランパー等が含まれる。

【００１２】尚、ディスク２に関する信号の記録若しく
は信号の再生は光学ヘッド５を介して行われ、該光学ヘ
ッド５の読み取った信号が信号処理部６や制御手段７に
送出される。制御手段７はフォーカス制御部８やトラッ
キング制御部９を介して光学ヘッド５に送出される制御
信号によってフォーカスサーボ制御やトラッキングサー
ボ制御を行うとともに、光学ヘッド５の送り制御部１０
に制御信号を送出して、光学ヘッド５のディスク２に対
する位置決め制御を行う。

【００１３】例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）のド
ライブ装置では、光学ヘッド５を構成する光学ピックア
ップの動作が２軸デバイス（所謂２軸アクチュエータ）
によって規定され、フォーカス制御やトラッキング制御
が２軸デバイスに対する制御指令によって行われ、ま
た、送り制御部１０を構成する光学ピックアップの送り
機構及びその駆動源（モータ）の制御（所謂送りサーボ
制御）によって、光学ピックアップがディスクの半径方
向に沿って移動される。

【００１４】尚、制御手段７から回転制御部１１に送出
される制御信号により、回転手段３を構成するスピンド
ルモータ３ａの回転制御が行われる。

【００１５】ディスク２の固有振動は、スピンドルモー
タ３ａの回転や上記送り制御部１０を構成するモータの
回転等によって惹き起こされるが、本発明では固有振動
の影響を抑えるために、振動によるディスク２の変形の
うち最も振幅変化の大きい振動の腹に対応するディスク
上の位置を保持手段４によって押えることが基本的事項
である。つまり、各固有振動の腹に対応するディスク上
の位置についてその全て若しくは大半部を回転手段３側
に押え付けるよりは、最大振幅の固有振動の腹に対応す
るディスク上の位置を回転手段３側に押え付ける方が、
ディスク表面の汚損や損傷の確率を低減したり、構成の
簡単化を図る等の観点から好ましい。

【００１６】図２の概念図において、太線で示す静止状
態のディスク２に対して１点鎖線で示す波がディスクの
振動を誇張して示しており、定在波における腹Ａと節Ｂ
とがディスク２の半径方向に沿って交互に繰り返されて
いる。

【００１７】そして、図中に丸で囲んで示す腹Ａは、デ
ィスク２に設けられたクランピングエリア（ディスクの
保持用領域）若しくはその近傍領域を保持した場合に、
ディスクの固有振動のうち振幅が最大となる振動の腹
（ディスク中心からの距離を「Ｒｍ」とする。）を示し
ており、本発明では、これに対応するディスク上の位置
若しくは当該位置及びその近傍（以下、「押え位置」と
いう。）を保持手段４によって上記回転手段３側に押え
付けるように構成する。

【００１８】保持手段４によって上記押え位置でディス
ク２を押え付けるにあたっては、そのために押え部材を
付設する方法と、保持手段４の一部を延長して当該部分
でディスク２を押え付ける方法とが挙げられるが、部品
点数やコスト等の観点からは後者の方法が好ましい。

【００１９】また、保持部材の押え付け方については下
記に示す方法がある。

【００２０】（Ｉ）上記押え位置の所々を押え付ける方
法 （ＩＩ）ディスクの中心部から上記押え位置にかけての
範囲を全面若しくは所定範囲に亘って押え付ける方法 （ＩＩＩ）上記押え位置を全周に亘って押え付ける方
法。

【００２１】上記のうち、方法（ＩＩＩ）、つまり、図
３に示すようにディスク２の中心から上記押え位置まで
の長さＲｍを半径とする円の円周と、これより所定距離
「α」だけ内側に寄った円（図３に半径「Ｒｍ−α」で
示す。）の円周との間に位置する部分を、全面に亘って
保持手段４により回転手段３側に押え付けることが保持
の的確性という点で好ましく、これによって顕著な制振
効果を得ることができる。

【００２２】上記押え位置については、コンパクトディ
スク（外径＝１２０ｍｍ、センターホール径＝１５ｍ
ｍ、厚さ＝１．２ｍｍ、重量≒２０ｇ、クランピングエ
リアはディスク中心から半径１３〜１６．５ｍｍの範囲
である。）や、ＤＶＤ（ディジタルビデオディスクの略
であり、その形状については、外周縁部の形状の違い及
び両面ディスクにおいて０．６ｍｍの２枚の基板を貼り
合せていること等を除いてコンパクトディスクとほぼ同
様とされる。）を例にすると、振動解析及び実験の結
果、ディスク中心から半径２９乃至３４ｍｍの範囲（つ
まり、Ｒｍ＝３４、０＜α≦５）が保持範囲として好適
であることが判明した。尚、この範囲よりディスクの内
周側寄りに位置する範囲を押える場合には保持手段４に
よる制振効果が薄れ、また、上記保持範囲を含むととも
に当該範囲よりさらにディスクの外周寄りに位置する範
囲を押える場合には、保持手段４のイナーシャ（慣性）
の増大が回転手段３の負荷の増大となって回転駆動系が
大掛かりなものとなり、コスト上昇や装置の大型化等を
招いたり、あるいは、ディスクの両面についての再生や
記録が可能な記録媒体の場合（ＤＶＤにおける両面ディ
スク等。）には、保持範囲を拡げ過ぎると、本来保持の
必要のないディスク面上の部分まで保持されてしまうた
め、汚損等の発生により信号の読み書きに悪影響を及ぼ
す虞がある等の問題が生じて来る。

【００２３】また、ディスクの固有振動周波数について
は、ほぼ６００乃至９００Ｈｚ（ヘルツ）の範囲、さら
に好ましくは、ほぼ６００乃至８００Ｈｚの範囲がフォ
ーカス制御に影響するので、当該範囲内に属する固有振
動の腹について、これに対応するディスク上の位置（押
え位置）を保持手段４で回転手段３側に押え付けること
が好ましい。

【００２４】例えば、コンパクトディスクについての固
有振動の周波数が１２５Ｈｚ、１５２Ｈｚ、８６６Ｈ
ｚ、９０８Ｈｚ、９２４Ｈｚ、２４９９Ｈｚ、２５６２
Ｈｚであるとすると、８６６Ｈｚや９０８Ｈｚが問題と
なり、その中でも振幅の大きい方（８６６Ｈｚ）の固有
振動を放置すると、フォーカス制御に関して共振が起こ
った場合に、これが信号の記録や再生に悪影響を及ぼ
し、信号処理の安定性を害する原因となる。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明を、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装
置に適用した実施例を、図４に従って説明する。

【００２６】図４はＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２の要
部の構成を示すものであり、ディスク１３の装置へのロ
ーディング動作が完了した状態を示している。

【００２７】上記回転手段３を構成するスピンドルモー
タ１４には、図示しない摩擦部材（フリンクションシー
ト）を介してディスク１３を載置するためのターンテー
ブル１５と、ディスク１３のセンターホール１３ａに係
合されるチャッキングヨーク１６とが設けられている。

【００２８】上記した保持手段４に相当するチャッキン
グ部材１７（図ではこの部材にのみハッチングを付して
他の部分と区別している。）は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ
装置１２の外筐を構成する天板１８に固定された支持部
材１９によって上下方向に移動可能であって、かつ回転
可能な状態で支持されている。

【００２９】チャッキング部材１７は、チャッキングプ
ーリー２０、マグネット２１、ヨーク板２２から構成さ
れている。

【００３０】金属若しくは合成樹脂材料等によってほぼ
皿状に形成されるチャッキングプーリー２０には、ディ
スク１３をその上面の所定の位置で押えるための円板状
をした押え部２３（外径φ＝６８ｍｍ（半径＝３４ｍ
ｍ））が設けられており、該押え部の下面には外周縁寄
りの部分２４の厚みがその他の部分より厚くされること
で当該部分がディスク上面に当接される当接部となって
いる。そして、該当接部２４は、その水平方向（ディス
クの半径方向）の幅が２乃至５ｍｍ程度とされ、外周縁
に沿って押え部２３の全周に亘って形成されている。

【００３１】マグネット２１及びヨーク板２２は、円板
の中央に孔の空いた円環状の形状をしており、チャッキ
ングプーリー２０の中央に位置するセンタープレート２
５に形成された環状の凹部２６内に受け入れられてい
る。

【００３２】尚、センタープレート２５の中心部から下
方に突設された部分２７の下端部がチャキングヨークに
形成された穴に挿合されている。

【００３３】また、図示しない光学ピックアップを構成
する２軸アクチュエータには、板バネで形成される４つ
のサスペンション部材によって対物レンズを含む可動部
を支持した構造が用いられ、また、光学ピックアップの
送り機構には光学ピックアップを載置したスライドテー
ブルをラックとギヤを使った摺動機構によってガイド軸
に沿って移動させる構造が用いられている。

【００３４】しかして、ディスク１３のチャッキングに
際しては、ディスク１３のセンターホール１３ａをチャ
ッキングヨーク１６に係合させた状態でチャッキングプ
ーリー２０とターンテーブル１５との間でディスク１３
を挟持する。つまり、マグネット２１とチャッキングヨ
ーク１６との間に働く磁気吸着力により、ディスク１３
がチャキングプーリとターンテーブル１５との間に挟ま
れた状態となる。そして、その際にディスク１３におけ
る上記押え位置の部分が当接部２４によって下方（ディ
スクから見てスピンドルモータ側の方向）に押え付けら
れた状態となる。その後、この状態でスピンドルモータ
１４を回転させると、チャッキング部材１７、ディスク
１３、ターンテーブル１５の３者が一体的に回転するこ
とになる。

【００３５】図５は振動解析結果の一例を示すものであ
り、ディスク上面のうちディスクの中心から半径１５．
５ｍｍの位置を小径のチャッキング部材で押え付けた場
合に発生するディスク振動の振幅を３次元的に表したも
のであり、このときの固有振動周波数は７７９Ｈｚであ
る。

【００３６】図中に示す座標軸としては、３次元直交座
標系Ｘ−Ｙ−Ｚのうちのディスクの基準面に設定された
Ｘ−Ｙ平面について、ディスクの半径方向を示す「Ｒ
軸」とディスクの回転方向を示す「θ」軸とからなる極
座標（平面座標）系を設定しており、グラフはＺ軸方向
に振動の振幅（絶対値）及び位相（正負）を拡大して描
いたもので、Ｚ軸回りの回転対称性を有している。

【００３７】図６はＲ軸及びＺ軸を含む平面で図５のグ
ラフを切断した断面形状について説明するものであり
（ｒがセンターホール径を示す。）、極大点Ｍを示すＲ
＝Ｒｍ（＝３４ｍｍ）の位置が上記押え位置に相当し、
最大振幅Ｚｍが９．５μｍ程度となり、また、固有振動
周波数７７９Ｈｚが上記周波数範囲６００乃至９００Ｈ
ｚ内に入っているため、フォーカス制御について共振の
問題が生じる。

【００３８】そこで、上記したようにディスク上面のう
ち中心から半径３４ｍｍの位置及びその内側近傍の所定
範囲をチャッキング部材１７によって押えると、この場
合の振動解析結果からは、最大振幅の固有振動周波数が
２２０２Ｈｚとなって上記周波数範囲から外れるためフ
ォーカス制御への影響がなくなること及び最大振幅Ｚｍ
が５．５μｍ程度となって固有振動の影響が抑えられる
ことが判明した。

【００３９】尚、チャッキングプーリー２０の外半径
（つまり、上記押え部２３の外径φの半分）をある値か
ら徐々に大きくしていった場合において、ディスクの最
外周縁での面振れ量（ディスク面に直交する方向の位置
変位）をレーザー変位計で測定すると、外半径が大きい
方が制振効果が高くなる傾向にあることが実験的に認め
られるが、チャッキングプーリー２０の外半径を闇雲に
大きくすると、上記した不都合が生じるので、必要かつ
充分な範囲を限定してディスクの上面を押えることが重
要である。

【００４０】また、チャッキングプーリー２０の押え部
２３を、その回転中心軸及び半径方向を含む平面（上記
Ｒ−Ｚ平面に相当する面）で切断した断面において、上
記当接部２４を１ヵ所形成するだけでディスクの固有振
動の影響を低減し、信号の再生に悪影響が及ばないよう
にすることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、ディスクに設けられ
たクランピングエリア若しくはその近傍領域を保持した
ときにディスク上で振動による変形が最も大きくなる位
置を保持手段で押えることにより、固有振動による信号
記録又は再生への影響を抑制することができる。そし
て、既存の保持部材を利用してこれによってディスクを
押え付ける位置を的確に選定するだけで制振効果を得る
ことができるので、構成の複雑化や著しいコスト上昇を
伴うことがない。

【００４２】請求項２に係る発明によれば、ディスク面
上の限定された位置若しくは範囲を全周に亘って保持手
段で押えることによって制振効果をより確実に得ること
ができる。

【００４３】請求項３や請求項４に係る発明によれば、
ほぼ６００乃至９００Ｈｚの範囲に含まれる固有振動周
波数の振動を制振対策の対象として絞り込むことで、フ
ォーカス制御に悪影響を及ぼす共振の発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の基本構成を示す概略図であ
る。

【図２】保持手段によるディスクの押え位置についての
概念的な説明図である。

【図３】ディスクの保持の仕方についての説明図であ
る。

【図４】本発明に係る実施例を示すものであり、ディス
クのチャッキング状態を示す要部の断面図である。

【図５】振動解析例を示すグラフ図である。

【図６】図５のグラフの断面形状について説明するため
のグラフ図である。

【符号の説明】

１…光学式ディスク装置、２…ディスク、３…回転手
段、４…保持手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを回転させる回転手段と、回転
   手段との間でディスクを保持するための保持手段とを備
   えた光学式ディスク装置において、 ディスクに設けられたクランピングエリア若しくはその
   近傍領域を保持したときに生じるディスクの固有振動の
   うち振幅が最大となる振動について、その腹に対応する
   ディスク上の位置若しくは当該位置及びその近傍を上記
   保持手段によって回転手段側に押え付けるようにしたこ
   とを特徴とする光学式ディスク装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学式ディスク装置に
   おいて、 ディスクに設けられたクランピングエリア若しくはその
   近傍領域を保持したときに生じるディスクの固有振動の
   うち振幅が最大となる振動について、その腹に対応する
   ディスク上の位置若しくは当該位置及びその近傍を、デ
   ィスク上の全周に亘って保持手段が回転手段側に押え付
   けるようにしたことを特徴とする光学式ディスク装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光学式ディスク装置に
   おいて、 ディスクの固有振動周波数のうち、ほぼ６００乃至９０
   ０Ｈｚの範囲内で振幅が最大となる振動について、その
   腹に対応するディスク上の位置若しくは当該位置及びそ
   の近傍を保持手段によって回転手段側に押え付けるよう
   にしたことを特徴とする光学式ディスク装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光学式ディスク装置に
   おいて、 ディスクの固有振動周波数のうち、ほぼ６００乃至９０
   ０Ｈｚの範囲内で振幅が最大となる振動について、その
   腹に対応するディスク上の位置若しくは当該位置及びそ
   の近傍を保持手段によって回転手段側に押え付けるよう
   にしたことを特徴とする光学式ディスク装置。