(57)【要約】【課題】本発明は、より安定化された、更に設計自由度が向上する光ディスク駆動安定化装置及び光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光ディスク駆動安定化装置は、外気から遮断された密閉装置内に光ディスク及び安定化手段を設け、密閉装置内に空気より質量が軽いガスを封入した。【選択図】        図２
2004246955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる回転駆動手段と、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れを、空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる安定化手段とを備え、該安定化手段として光ディスク方向に突出する突出部材を用いた光ディスク駆動安定化装置において、
外気から遮断された密閉装置内に前記光ディスク及び前記安定化手段を設け、前記密閉装置内に空気より質量が軽いガスを封入したことを特徴とする光ディスク駆動安定化装置。
【請求項２】
前記ガスは、水素ガス、ヘリウムガス又は窒素ガス、あるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスである請求項１記載の光ディスク駆動安定化装置。
【請求項３】
前記安定化手段の前記突出部材のディスク面との対向面積を、前記密閉装置内に空気が封入されている場合に比べて小さくする請求項１又は２に記載の光ディスク駆動安定化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク駆動安定化装置を搭載したことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク駆動安定化装置及び光学的情報記録再生装置に関し、詳細には可撓性を有する光ディスクと安定化手段との間における空気流によって安定化された面を用いて光学的記録・再生を行うファンディスクシステムによる光ディスク駆動安定化装置と、当該光ディスク駆動安定化装置を利用して光学的情報の記録・再生を行う光学的情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−１０５６５７号公報
【特許文献２】特開平１０−３０８０５９号公報
近年、テレビ放送のデジタル化が始まるなど、大容量のデジタルデータを記録することが光ディスクに求められている。光ディスクの高密度化に対応するための手法のうち、基本的な方法は記録／再生のための光のスポット径を小さくすることである。このため、記録／再生のために用いられる光の波長を短く、かつ対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが有効である。光の波長についてはＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｋ）では近赤外光の７８０ｎｍ、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｋ）では赤色光の６５０ｎｍ近傍の波長が用いられている。最近、青紫光の半導体レーザが開発され、今後は４００ｎｍ近傍のレーザ光が使用されると予想される。
【０００３】
また、対物レンズについては、ＣＤ用はＮＡ０．５未満であったが、ＤＶＤ用はＮＡ０．６程度である。今後、さらに開口数（ＮＡ）を大きくしてＮＡ０．７以上とすることが求められる。
【０００４】
しかし、対物レンズのＮＡを大きくすること、および光の波長を短くすることは、光を絞るときに収差の影響が大きくなることでもある。したがって、光ディスクのチルトに対するマージンが減ることになる。また、ＮＡを大きくすることによって焦点深度が小さくなるため、フォーカスサーボ精度を上げなくてはならない。
【０００５】
さらに、高ＮＡの対物レンズを使用することによって、対物レンズと光ディスクの記録面との距離が小さくなってしまうため、光ディスクの面ぶれを小さくしておかないと、始動時のフォーカスサーボを引き込む直前、対物レンズと光ディスクとが衝突することがあり、ピックアップの故障の原因となる。
【０００６】
短波長，高ＮＡの大容量光ディスクとして、例えばＯ  ＰＬＵＳ  Ｅ（ｖｏｌ．２０  Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているように、ＣＤと同程度に厚く剛性の大きい基板に記録膜を成膜し、記録／再生用の光を基板を通さずに薄いカバー層内を通して記録膜に対して記録／再生する構成のシステムが提案されている。
【０００７】
また、例えば上記特許文献１及び特許文献２に記載されているように、平面をもつ安定化板上で可撓性を有する光ディスクを回転させて、光ディスクにおける面ぶれを安定化させる方法が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術において、光ディスクの基板を剛体で形成すると、回転する光ディスクにおける面ぶれ，チルトを小さくするためには、きわめて正確な成形をし、かつ熱変形が生じないように低温で記録膜を成膜しなければならない。このことは、光ディスク製造に係るタクトタイムを長くすることになり、コストを上げる原因となる。
【０００９】
また、変形する複雑な形状の可撓性を有する光ディスクと安定化手段間における空気流の圧力分布は、単純なベルヌーイの法則の適用では求めることができず、正確な流体計算をして光ディスクを安定化させるために適切な安定化部材の形状を求めなければならない。
【００１０】
更に、一定の形状だけでは光ディスクの回転速度等が変化した場合には、常に安定条件を与えるとは限らず、空気流等を積極的に用いて安定化を行わせる視点が欠けていた。
【００１１】
また、流体粘性から受ける力を利用して安定化させているので、この安定化現象は流体特性に非常に依存する現象であるが、今までは流体特性からの安定化の技術は提案されていなかった。
【００１２】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、記録・再生の安定化に関わる、特に光ディスク、安定化部材、光ピックアップ装置等のユニットを密閉化された密閉装置内に設置し、かつ密閉装置内のガスの状態を規定することによって流体力学的安定化の作用を更に高めることができ、より安定化された、更に設計自由度が向上する光ディスク駆動安定化装置及び光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の光ディスク駆動安定化装置は、回転駆動手段と、安定化手段とを有している。そして、回転駆動手段は、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる。また、安定化手段は、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れを、空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる。更に、この安定化手段として光ディスク方向に突出する突出部材を用いている。そして、本発明の光ディスク駆動安定化装置は、外気から遮断された密閉装置内に光ディスク及び安定化手段を設け、密閉装置内に空気より質量が軽いガスを封入したことに特徴がある。よって、光ディスクが流体から受ける力を減少させて流体力学的安定化の作用を更に高めることができ、より安定化された光ディスク駆動安定化装置を提供することができる。
【００１４】
また、密閉装置内に封入するガスは、水素ガス、ヘリウムガス又は窒素ガス、あるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスであることが好ましい。
【００１５】
更に、安定化手段の突出部材のディスク面との対向面積を、密閉装置内に空気が封入されている場合に比べて小さくすることにより、空気に開放した場合と同様の安定性を得た上で設計自由度を向上することができる。
【００１６】
また、別の発明としての光学的情報記録再生装置は上記記載の光ディスク駆動安定化装置を搭載したことに特徴がある。よって、光学的情報の記録・再生がより安定化され、光ディスクの変形度が小さくなり光ディスクの耐用期間が延び、耐久性が向上する光学的情報記録再生装置を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の光ディスク駆動安定化装置は、外気から遮断された密閉装置内に光ディスク及び安定化手段を設け、密閉装置内に空気より質量が軽いガスを封入した。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る光ディスク駆動安定化装置の概略構成を示す斜視図である。同図に示す、本実施例の光ディスク駆動安定化装置１０において、可撓性を有する光ディスク１１が一定の回転数で回転している場合に、突出形状を有する安定化部材１２を光ディスク１１の面に対して接近させていく。このとき、光ディスク１１と安定化部材１２との間には、流体の粘性による力がかかる。このことにより、光ディスク１１が変形し、遠心力・流体による力・復元力が釣り合うことにより、安定化部材１２の下面に非常に安定化する領域が生じる。この領域を利用して記録再生を行うことが望ましい。
【００１９】
図２は本実施例の光ディスク駆動安定化装置の概略構成を示す側面図である。同図において、光ディスク１１、安定化部材１２、スピンドル１３は、それぞれ、外気と遮断された密閉化容器１４の中に設置されている。密閉化容器１４の内には、空気より質量が軽いガス、例えば水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、あるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスが封入されている。以下の条件の場合に、室温・大気圧でディスクが受ける流体粘性からの力を計算した。同様に封入されているガスが空気の場合の計算値も示す。
【００２０】
光ディスク直径；１２０ｍｍ
光ディスク回転速度；５０００ｒｐｍ
光ディスクヤング率；２×１０９［Ｐａ］
光ディスクポアソン比；０．３５
光ディスク密度；１０００［ｋｇ／ｍ３］
安定化部材形状；直径２０ｍｍの円筒
ギャップ；５［μｍ］
【００２１】
下記の表は封入ガスがそれぞれ水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガスの場合に、光ディスクが流体から受ける力［μＮ］を示す。
【００２２】
【表１】
2004246955.tif 000003
【００２３】
図３はヘリウムガスと水素ガスの混合ガスの場合計算された光ディスクが流体から受ける力関係を示す特性図である。なお、横軸は全体のガスに対するヘリウムガスの体積比で、縦軸は光ディスクが受ける力［μＮ］である。このように、ヘリウムガスと水素ガスの混合ガスを装置内に封入した場合、空気に比べて粘性が非常に小さいため、光ディスクが受ける力が非常に小さくなる。一方、窒素ガスの場合は、空気よりもわずかにこの効果が小さいが、やはり同様の効果が得られる。また、安価で、かつ取り扱いが容易であるなど別な効果もある。よって、安定化時の光ディスクの変形度も小さくなる。つまり、変形に伴う不安定性を回避できると共に、長期間ディスクを使用した際の耐久度も向上させることが可能となる。
【００２４】
図４は本実施例の光ディスク駆動安定化装置における光ディスクと安定化部材とのギャップの様子を示す側面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。ギャップ１５の値は、封入気体が空気の場合の安定化の値よりも小さい値で設定されている。下記の一般的な駆動条件（上記計算結果の条件と同じ）での安定化のギャップ１５は５μｍである。
【００２５】
光ディスク直径；１２０ｍｍ
光ディスク回転速度；５０００ｒｐｍ
光ディスクヤング率；２×１０９［Ｐａ］
光ディスクポアソン比；０．３５
光ディスク密度；１０００［ｋｇ／ｍ３］
安定化部材形状；直径２０ｍｍの円筒
【００２６】
上述したように、この場合の光ディスクが受ける力は３１００［μＮ］である。しかし、密封ガスを水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガスのように、空気より比重が軽いガスを用いた場合、ギャップをもっと狭めることによりより安定化することができる。下記の表は封入ガスがそれぞれ水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガスの場合に空気と同じだけの力を受けるのに必要なギャップ長を示す。
【００２７】
【表２】
2004246955.tif 000004
【００２８】
このように、ディスクの変形度は空気を用いてギャップ５μｍの場合とほぼ等しくなるが、より安定化部材の設置自由度が増した光ディスク駆動安定化装置を提供することができる。
【００２９】
図５は別の発明の一実施例に係る光学的情報記録再生装置の概略構成を示す断面図である。同図において、光学的情報記録再生装置２０は、以下の装置を外気とは遮断された密閉化容器２１内に含んでいる。可撓性を有する光ディスク２２はスピンドル軸・ハブ機構２３によって回転されている。円柱状の安定化部材２４は安定化部材用位置決め機構２５によって光ディスク２２の回転半径方向に制御される。また、光ディスク２２とのギャップも制御される。光ディスク２２を挟んで安定化部材２４と対向して設置される光ピックアップ装置２６は光ピックアップ用位置決め機構２７によって安定化部材２４に対応した個所に移動が制御される。光学的情報記録再生装置２０の密閉化容器２１内は、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどのガスが封入されており、上述のように光ピックアップ装置２６による記録及び読取が光ディスク２２上の安定化領域においてなされる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ディスク駆動安定化装置は、回転駆動手段と、安定化手段とを有している。そして、回転駆動手段は、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる。また、安定化手段は、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書込あるいは読取が行われる部位における回転軸方向の振れを、空気流の圧力差を生起させることによって安定化させる。更に、この安定化手段として光ディスク方向に突出する突出部材を用いている。そして、本発明の光ディスク駆動安定化装置は、外気から遮断された密閉装置内に光ディスク及び安定化手段を設け、密閉装置内に空気より質量が軽いガスを封入したことに特徴がある。よって、光ディスクが流体から受ける力を減少させて流体力学的安定化の作用を更に高めることができ、より安定化された光ディスク駆動安定化装置を提供することができる。
【００３２】
また、密閉装置内に封入するガスは、水素ガス、ヘリウムガス又は窒素ガス、あるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスであることが好ましい。
【００３３】
更に、安定化手段の突出部材のディスク面との対向面積を、密閉装置内に空気が封入されている場合に比べて小さくすることにより、空気に開放した場合と同様の安定性を得た上で設計自由度を向上することができる。
【００３４】
また、別の発明としての光学的情報記録再生装置は上記記載の光ディスク駆動安定化装置を搭載したことに特徴がある。よって、光学的情報の記録・再生がより安定化され、光ディスクの変形度が小さくなり光ディスクの耐用期間が延び、耐久性が向上する光学的情報記録再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク駆動安定化装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本実施例の光ディスク駆動安定化装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】ヘリウムガスと水素ガスの混合ガスの場合計算された光ディスクが流体から受ける力と全体ガスに対するヘリウムガスの体積比との関係を示す特性図である。
【図４】本実施例の光ディスク駆動安定化装置における光ディスクと安定化部材とのギャップの様子を示す側面図である。
【図５】別の発明の一実施例に係る光学的情報記録再生装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０；光ディスク駆動安定化装置、１１，２２；光ディスク、
１２，２４；安定化部材、１３；スピンドル、１４，２１；密閉化容器、
１５；ギャップ、２０；光学的情報記録再生装置、
２３；スピンドル軸・ハブ機構、２５；安定化部材用位置決め機構、
２６；光ピックアップ装置、２７；光ピックアップ用位置決め機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004246955.tif 000008
【図５】
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