(57)【要約】【課題】光ディスク装置で信号の記録再生時に、ディスクを高速回転すると騒音が増大する課題があった。【解決手段】光ディスク１を保持するクランパ１２の回転軸と同軸上に軸支された円盤体７を備え、回転する光ディスク１によって生じた空気流を円盤体７に備える突起部８及び峰部１３によって受け止め、円盤体７が追従回転することで、ディスク装置１００内部の空気と光ディスク１周囲の空気流との速度差を段階的に下げることができ、騒音を低減することができる。【選択図】図１
2007250155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを載置するターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、
前記ターンテーブルに対し前記光ディスクを狭着するとともに、当該光ディスクの回転に伴走回転するクランパーと、
前記クランパーの伴走回転とは独立的に回転可能で、前記光ディスクの回転に起因する当該光ディスク周囲の空気流により追従回転させる回転起動部を有する円盤体とを備えることを特徴とするディスク回転装置。
【請求項２】
前記回転起動部は、前記円盤体から前記ターンテーブルの方向に突出し、当該円盤体の回転軸を中心とする放射状に設けた突起部である請求項１記載のディスク回転装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記円盤体の半径方向に放射状に配置された矩形形状である請求項２記載のディスク回転装置。
【請求項４】
前記突起部が立設する前記円盤体の面から前記ターンテーブル方向の高さが高い峰部を前記円盤体の半径方向の外周部における当該突起部に備える請求項２または３何れかに記載のディスク回転装置。
【請求項５】
前記回転起動部は、前記円盤体を貫通し、当該円盤体の回転中心を中心とする扇形または台形何れかの貫通孔である請求項１記載のディスク回転装置。
【請求項６】
前記貫通孔を構成する前記円盤体の回転方向における後側の辺に沿い、当該円盤体の前記ターンテーブル側または前記ターンテーブル側の反対側の少なくとも何れか一方に突起部を備える請求項５記載のディスク回転装置。
【請求項７】
前記突起部が、前記円盤体の回転方向の後側に傾斜する請求項２〜４または６何れかに記載のディスク回転装置。
【請求項８】
前記円盤体の回転方向の前側に、前記突起部が立設する円盤体の面からの高さ方向の頂上辺から当該面にかけて傾斜する傾斜部を当該突起部に備える請求項２〜４、６または７何れかに記載のディスク回転装置。
【請求項９】
請求項１〜８何れかに記載のディスク回転装置と、前記ターンテーブルと前記クランパとの間で挟持した前記光ディスクの情報層に所望の情報信号を授受する光ピックアップと、前記光ピックアップを介して授受した信号を前記情報信号に相互変換する記録再生回路とを備える光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤディスクなど光ディスクの記録再生装置に好適に用いられるディスク回転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置に対する使用者の要望は、大容量化と高速記録とがある。大容量化に対する要請は、例えば青色発光レーザを適用した高密度光ディスクの登場により対応可能であるが、例えばハードディスクに記録したデータを編集する時間短縮と記録容量の大容量化とが相俟って、記録速度の高速化に対する要請は益々高くなる。高速記録を行うためには、光ディスクを高速で回転させることが要請され、光ディスクを高速で回転すると、光ディスクを載置しているターンテーブルから光ディスクが浮き上がり、光ディスクに対する光ビームのフォーカス特性が不安定になる課題がある。この課題に対し特許文献１では、ドライブユニット全体を外装カバーで覆い、ＣＤ−ＲＯＭの回転駆動によって生じる空気の流れを乱す仕切板を当該外装カバーに対して直角に備えることで、ＣＤ−ＲＯＭのターンテーブルからの浮き上がりを抑制する技術を提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３０６７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光ディスクを高速回転すると、特許文献１で取り組んだ課題以外に、ディスク周辺の空気が乱される乱流による騒音（以下風切り音と称す）も発生する。特許文献１に開示の発明では、光ディスクの回転に伴い周囲の空気流れによる風は外装カバーに固定した仕切板で跳ね返され、光ディスクをターンテーブルの方向に押圧し、ターンテーブルからの光ディスクの浮きは抑制できるが、発明の本質は仕切板による光ディスク周囲の空気流を乱流にすることにあるため、風切り音は光ディスクの回転速度に応じて大きくなるという課題がある。
【０００４】
光ディスクが周囲の空気層との間で回転すると、一般的にこの風切り音は光ディスクの回転速度とその周りの空気流速との相対速度比の４〜６乗に比例するといわれ、高速回転になるほど風切り音に起因する騒音は光ディスク装置を使用するユーザにとって無視できないレベルに達する。
【０００５】
本発明は、光ディスクの回転速度が低速から高速まで風切り音を抑制できるディスク回転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明のディスク回転装置は、光ディスクを載置するターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ターンテーブルに対し前記光ディスクを狭着するとともに、当該光ディスクの回転に伴走回転するクランパーと、前記クランパーの伴走回転とは独立的に回転可能で、前記光ディスクの回転に起因する当該光ディスク周囲の空気流により追従回転させる回転起動部を有する円盤体とを備える。
【０００７】
上記ディスク回転装置における回転起動部は、前記円盤体から前記ターンテーブルの方向に突出し、当該円盤体の回転軸を中心とする放射状に設けた突起部とすることが好ましい。なお、上記突起部は、前記円盤体の半径方向に放射状に配置された矩形形状である構成が好ましい。さらに、上記突起部が立設する前記円盤体の面から前記ターンテーブル方向の高さが高い峰部を前記円盤体の半径方向の外周部における当該突起部に備える構成が好ましい。
【０００８】
また、本発明のディスク回転装置における回転起動部は、前記円盤体を貫通し、当該円盤体の回転中心を中心とする扇形または台形何れかの貫通孔の構成が好ましい。また、上記貫通孔を構成する前記円盤体の回転方向における後側の辺に沿い、当該円盤体の前記ターンテーブル側または前記ターンテーブル側の反対側の少なくとも何れか一方に突起部を備える構成が好ましい。
【０００９】
また、上記何れかの突起部に、前記円盤体の回転方向の後側に傾斜するテーパー部を備える構成が好ましい。また、前記円盤体の回転方向の前側に、前記突起部が立設する円盤体の面からの高さ方向の頂上辺から当該面にかけて傾斜する傾斜部を当該突起部に備える構成が好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のディスク回転装置は、光ディスクの回転による空気流発生に伴い、円盤体に備える回転起動部が当該空気流を受け止めるため、光ディスクの回転に伴って生じる空気流が光ディスクとターンテーブルとの間に回り込むことを抑制することができ、以てターンテーブルから光ディスクが浮く現象を抑制できると共に、回転起動部による円盤体の回転速度は光ディスクの回転に追従して同方向に回転する、換言すると光ディスク周囲の空気流の速度に円盤体の回転速度が追従することで、風切り音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のディスク回転装置の一実施形態を適用した光ディスク装置の概略図を示し、同図（ａ）は光ディスクを載置する方向（以下上側と称す）から眺めたトラバース部分の平面図、同図（ｂ）は同装置の側面図、図２は円盤体の部分拡大図で、同図（ａ）は上側から眺めた平面図、同図（ｂ）は側面断面図、同図（ｃ）は下側から眺めた斜視図、図３は光ディスク未装着状態におけるトラバースの斜視図で、同図（ａ）は上側から眺めた斜視図、同図（ｂ）は下側（すなわち、裏側）から眺めた斜視図である。
【００１２】
図１〜３において、１は光ディスク、２はトラバースのメインベース、３は光ピックアップ、４ａ、４ｂは光ピックアップ３を光ディスク１の半径方向に移動する一対のガイドシャフト、５は光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ、６は光ディスク１をターンテーブル１１との間に挟持するクランパ、７は円盤体、８は円盤体７から光ディスク１の方向に立設した突起部、１０はクランパ６の回転軸１２と同軸上にあり円盤体７の上に突出したピン、１３は円盤体７からの高さが突起部８よりも高い峰部、１００は光ディスク装置である。
【００１３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、光ディスク１はクランパ６とターンテーブル１１との間で挟持され、スピンドルモータ５の回転によって回転する。光ディスク１が回転を開始すと、光ピックアップ３はガイドシャフト４ａ及び４ｂにより案内され、光ディスク１の内周方向に移動し、内周に記録されている光ディスク１の情報層（図示は省略）の番地や記録及び／または再生速度等の情報を読み取り、光ディスク１の情報層に所望の情報信号を光ピックアップ３により授受を行う。なお、光ピックアップ３により情報信号の授受を行う際には、スピンドルモータ５を回転数に制御し光ディスク１の線速度（すなわち、回転速度）を所定に値にした状態で行う。また、円盤体７はターンテーブル１１及びクランパ６の回転とは独立して、回転軸１２を中心として回転する。
【００１４】
ところで、従来の光ディスク装置では、光ディスク１の回転速度が高くなると、風切り音と称される騒音が発生し出す。この騒音は、前述したように光ディスク１周りの空気流と光ディスク１の回転速度との相対速度比の４〜６乗に比例するといわれているが、この風切り音の発生源は、光ディスク１の回転速度が高くなるに従って、光ディスク１の外周における空気との摩擦による音のみに起因するだけとは考え難い。そこで、光ディスク１に半径方向でうねりが発生し、このうねりに起因し光ディスク１の半径方向において、面に対し垂直方向に微少な上下動を行いだし、当該上下動に起因して発生する騒音の影響が主流であると仮説を立てた。また、前述したように特許文献１に開示の技術では、光ディスク１と仕切材との間隙に応じて風切り音は低減できるが、同一間隙条件では回転速度に閾値があり、回転速度が当該閾値を越えるとかえって風切り音が大きくなることが判明した。
【００１５】
この仮説及び特許文献１の追試で得られた知見に基づき、上下動を抑制する機構を光ディスク１の面方向に備え、当該機構は光ディスク１の回転速度に連動して回転する構成にたどり着き発明を完成した。すなわち、図１〜３に示したように、円盤体７は、当該円盤体７の回転軸１２から放射状に、光ディスク１と対向する円盤体７の面から突出する突起部８及び峰部１３を備える。光ディスク１が所定の回転速度で回転すると、当該回転速度に応じて光ディスク１周囲の空気に流動が発生する。この空気流を円盤体７に立設する突起部８及び峰部１３が受け止め、円盤体７の回転動作を起動する。すなわち、円盤体７は光ディスク１の回転速度に応じて追従回転することとなる。なお、本実施形態では突起部８と峰部１３とを備えるが、両者を具備する構成が本発明の本質ではなく、光ディスク１の回転によって生じる空気流を主に受け止める峰部１３のみ備える構成を排除するものではなく、この場合は峰部１３が突起部である。円盤体７は光ディスク１周囲の空気の流速に追従する点と、光ディスク１に対向する突起部８（本実施形態では、突起部８よりも円盤体７からの立設高さが高い峰部１３であるが、以下突起部８として説明する）の頂面と当該光ディスク１との間に間隙がある点とにより、空気の流速よりも円盤体７の回転速度の方が遅い。すなわち、流動する空気は突起部８の頂面と光ディスク１の面との間隙を通過することとなる。この間隙を通過する通過空気が光ディスク１をターンテーブル１１の方向に押圧することで、光ディスク１が高速回転する際に発生するうねりを低減することができ、風切り音を抑制することができる。また、この通過空気の通過量は光ディスク１の回転速度が高くなるほど多くなるため光ディスク１のうねりを低減する働きをすると同時に、通過量が多くなることで等価的に通過空気の流速が高速になるため空気流と光ディスク１の相対速度差も少なくなり、その結果従来からいわれている相対速度に比例する風切り音の増大も抑制できる。本実施形態では、先端部に長さ２ｍｍ高さ０．６ｍｍの峰部１３を連設する厚み０．８ｍｍ長さ４．５ｍｍ高さ０．１５ｍｍの突起部８を有する直径１１ｍｍの円盤体７を、峰部１３の頂面が光ディスク１の面から１ｍｍになるように回転軸１２のクランパ６からの長さを調整して光ディスク装置１００に組み込んだ。
【００１６】
なお、円盤体７の半径は光ディスク１の半径より長い方が風切り音の抑制の上では好ましいが、長いとそれだけ円盤体７の自重が増加するため追従回転を妨げることとなる。また、光ディスク１の外周ほどうねりに起因する回転軸１２方向の振幅が大きくなり、高速回転で光ディスク１にうねりが生じると、光ディスク１の外周近傍で円盤体７及び／または突起部８（峰部１３）の頂面に光ディスク１の面が接触する危惧があるため、同図に示したように円盤体７の半径は光ディスク１より短い方が好ましい。このような観点から、光ディスク１の半径に対し円盤体７の半径は０．８以上１．２以下が好ましい。また、光ディスク１の半径方向における突起部８の位置は、原理的にはクランパ６が光ディスク１を押圧する範囲より外に位置していればよいが、光ディスク１の内周では回転速度が遅いため等価的に風速も遅く、クランパ６近傍では円盤体７の起動に対する寄与は期待できない。従って、図１（ｂ）や図２（ｂ）及び（ｃ）に示したように、突起部８（峰部１３）は、光ディスク１の回転中心から当該光ディスク１の半径の１／３以上に備えることが好ましい。また、上述したように光ディスク１の外周が突起部８（峰部１３）の頂面に接触する危険性から、光ディスク１の半径の３／４程度以上外周には突起部８を備えないことが好ましい。突起部８（峰部１３）の光ディスク１に対向する頂面と光ディスク１との間隙は、短い方が円盤体７の追従回転の面では好ましいが、上述のように突起部８の頂面と光ディスク１とが接触し光ディスク１に損傷を与える可能性から０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲が好ましい。また、突起部８（峰部１３）の円盤体７からの立設高さは、光ディスク１の回転に起因する風力を受け止め円盤体７を回転起動させる点では高い方が好ましいが、高すぎると光ディスク１のうねり抑制効果が劣化するため、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲が好ましい。なお、円盤体７における突起部８（峰部１３）の配置は、追従回転動作に対する影響を少なくするため、円盤体７の回転中心を通る直線に関し線対称の関係にする。また、円盤体７に備える突起部８の密度は、光ディスク１の回転による空気流を効率的に捉え、前述したように円盤体７の自重を軽量化する必要があるため、円盤体７を８等分程度から１８等分程度が好ましい。
【００１７】
図４Ａに示すように、トレイ９に載置した光ディスク１を光ディスク装置１００に不図示のローディング機構で、図４Ｂに示すように光ディスク１を記録再生位置に搬入する。この状態で図４Ｃに示すように、不図示のトラバース移動機構でターンテーブル５を上昇させると共に不図示のクランプ機構でクランパ６を降下させることで、クランパ６とターンテーブル５との間に光ディスク１を挟持する。図４Ｃのように光ピックアップ３が光ディスク１の外周部分を記録再生する場合として、１倍速記録から３２倍速記録までスピンドルモータにより光ディスク１を回転させて風切り音を調べたところ、４倍速記録から３２倍速記録までの風切り音は、円盤体７を備えない従来構成の４倍速の記録速度程度に減少させることができた。これは光ディスク１の表面に沿って生じた空気流を突起部８（峰部１３）が受けて円盤体７が回転することで、光ディスク１と光ディスク装置１００内にある周囲の固定された空気との間の相対速度を段階的に下げることができ、この相対速度を下げることの緩衝効果で気流によって生じる騒音を低減できるものと想定される。その上、本実施形態の円盤体を用いることにより、チルトと称される光ディスクの傾きに起因する悪影響をも抑制することができる。
（実施の形態２）
次に、図５を参照して本発明の別の実施形態を説明する。同図（ａ）は本実施形態の斜視図、（ｂ）は側面図である。先の実施形態との相違点は胴部１４の外周部分に鍔部１５を備え、この鍔部１５に貫通孔１６を穿った円盤体の構成である。本実施形態における円盤体の回転を起動する回転駆動部は鍔部１５に穿った貫通孔１６である。すなわち、貫通孔１６を不図示の光ディスクのうねりによって生じた空気流が通過することで、光ディスク１の回転に円盤体が追従回転する。また、胴部１４は同図（ｂ）に示したようにクランパ１２の大部分を隠蔽する厚みを備え、胴部１４の中心部にクランパ１２の外形に沿った陥没部を有し、当該陥没部の中心に円盤体の回転軸をクランパの回転軸に同軸状に配置する構成とした。貫通孔１６は胴部１４の回転軸１２を中心とした扇形状であり、本実施形態では円盤体の直径は１１ｍｍとし、鍔部１５の貫通孔１６を形成した円環状部における貫通孔１６と非貫通部との面積比率は１対１とし、貫通孔１６を１６個穿った。円環状部の位置は円盤体の回転中心から９ｍｍから１０ｍｍとした。この円盤体と光ディスクとの間隔を１ｍｍとなるようにクランパ１２に装着し、実施の形態１と同様に１倍速記録から３２番即記録までスピンドルモータにより光ディスク１を回転させて風切り音を調べたところ、実施の形態１とほぼ同様の結果が得られた。これは、光ディスクの表面に沿って生じた空気流が貫通孔１６を通過し円盤体が回転することで、光ディスクと光ディスク装置内にある周囲の固定された空気との間の相対速度を段階的に下げることができ、この相対速度を下げることの緩衝効果で気流によって生じる騒音を低減できるものと想定される。その上、本実施形態の円盤体を用いることにより、チルトと称される光ディスクの傾きに起因する悪影響をも抑制することができる。
【００１８】
なお、本実施の形態の円盤体は図５（ｂ）に示したように胴部１４はクランパ１２の大部分を隠蔽する厚みを備える構成としたが、胴部１４と鍔部１５とを同一厚みとしても良いこと勿論である。また、円盤体とクランパ１２との係合は、実施の形態１で説明したように、クランパの回転軸またはクランパの外周と軸受を介して係合させても良い。
【００１９】
本実施の形態における円盤体の直径は光ディスクの直径に対して０．８以上１．２以下程度が好ましく、円盤体の半径方向の円環状部の幅は光ディスクの半径に対し１／３以上円盤体の外周まで（光ディスクの半径に対して０．８以上１．２以下程度）が好ましい。また、光ディスクと円盤体との間隙は、実施の形態１における突起部８（峰部１３）の頂面と光ディスク１との間隙を同様に、０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度が好ましい。さらに、本実施形態では円環状部における貫通孔１６と非貫通との面積比率を等分とした構成で説明したが、貫通孔１６の比率を高めると空気流が貫通孔１６を貫通しやすくなるため回転起動への寄与は減少するが空気流が貫通孔１６を貫通することに起因する風切り音は抑制することができ、逆に貫通孔１６の比率を少なくすると逆の現象となる。これらを勘案して貫通孔１６の比率は３０％以上７０％以下が好ましい。
【００２０】
本実施形態における回転起動に対する能力は、実施の形態１に比べると若干劣る。そこで、鍔部１５の回転方向の後側の貫通孔１６を構成する辺（縁）に沿って突起部を形成することにより、回転起動能力を高めることができる。この突起部の突出方向は、鍔部１５から光ディスクをクランプしたときのターンテーブル１１側でも、その反対側の何れであっても良い。ターンテーブル１１側に突出させる構成の場合には、突起部を備えない構成に比べ貫通孔１６への空気流の通過は促進され突起部を空気が乗り越えることにより生じる風切り音は抑制できるが、貫通孔１６を備えている分だけ光ディスクのうねりを矯正する力に劣る傾向がある。また、突起部の頂面と光ディスクとの接触を抑制するため、突起部を備えない構成に比べ円盤体と光ディスクとの間隙を長くする必要もある。従って、円環状部における貫通孔１６の比率を低くした構成が好ましい。突起部の突出方向をターンテーブル１１の逆方向にする構成では、円盤体と光ディスクとの間隙は本実施の形態通り近接させて構成することができると共に、貫通孔１６を通過する空気流を効率的に受け止められるため、突起部を備えない構成に比べると、光ディスクのうねりを抑制しながらため回転起動能力も向上させることができる。
【００２１】
上述の実施形態における円盤体の材質としては、追従回転できるためには軽量の方が好ましく、また製造面では射出成型等簡便な成型方法が適用できることから、ポリカーボネイト樹脂等が適用できる。
【００２２】
なお、上述の実施形態における突起部及び／または峰部は円盤体に対して直角に形成した板状の場合（以下、直角板状構成と称す）であるが、突起部及び／または峰部の頂面を形成する頂辺から円盤体の回転方向の後側に円盤体方向（すなわち、突起部及び／または峰部が空気流を受ける方向）へ傾斜させる傾斜構成（円盤体の半径に直交する面での切断面が直角三角形形状）であっても良い。この傾斜構成によれば、直角板状構成に比べると回転起動力は劣るが、回転機動力が劣る分だけ突起部及び／または峰部で空気流を受けることに起因する風切り音を抑制することができる。
【００２３】
また、突起部及び／または峰部の頂面を形成知る頂辺から円盤体の回転方向の前側に円盤体方向（すなわち、突起部及び／または峰部を空気流が通過する方向）へ傾斜させる傾斜構成（円盤体の半径に直交する面での切断面が直角三角形形状または三角形形状）であっても良い。この傾斜構成が直角三角形形状の場合は、空気流を受け止める回転機動力は直角板状構成と同じであるが、突起部及び／または峰部を通過した空気流が円盤体方向に流れる空気流を層流化することができるため、直角板状構成で生じる乱流に起因して発生する空気流に起因する風切り音を抑制することができる。さらに、傾斜構成が三角形形状の場合には、空気流を受け止める回転機動力を適正に制御しながら突起部及び／または峰部を通過した空気流の層流化も同時に達成することができるため、風切り音の抑制効果をさらに高めることができる。
【００２４】
なお、円盤体を回転する回転軸は、光ディスクの回転とは独立して回転する構成であると同時に負荷抵抗が少ない回転が可能であればよく、上記何れの実施形態のようにクランパの回転軸の上に同軸状に円盤体の回転軸を繋ぐ構成の場合には、例えば繋ぎ目に固体潤滑軸受けまたは液体潤滑軸受けを介しても良い。また、回転軸をクランパの回転軸上に備えずに、例えば回転軸を光ディスク装置の筐体等から吊り下げる構成、クランパの外周に軸受を介して円盤体を設ける構成等自由に設計できる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のディスク回転装置は、ディスク状記録及び／または再生媒体を高速で回転させる装置に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明のディスク回転装置における一実施形態の上面図、（ｂ）は同実施形態の側面図
【図２】（ａ）は同実施形態における円盤体の上面図、（ｂ）は円盤体の断面側面図、（ｃ）は下面斜視図
【図３】（ａ）は同実施形態の円盤体をトラバースに組み込んだ上面斜視図、（ｂ）は同下面斜視図
【図４Ａ】本発明のディスク装置の一実施形態におけるローディング前の断面側面図
【図４Ｂ】同ディスク装置における記録再生位置の断面側面図
【図４Ｃ】同ディスク装置におけるクランプ状態の断面側面図
【図５】（ａ）は本発明のディスク回転装置における他の実施形態の斜視図、（ｂ）は同実施形態の側面図
【図６】（ａ）は従来のディスク回転装置の上面図、（ｂ）は同装置の側面図
【符号の説明】
【００２７】
１  光ディスク
３  光ピックアップ
５  スピンドルモータ
６  クランパ
７  円盤体
８  突起部
１１  ターンテーブル
１２  回転軸
１３  峰部
【図１】
2007250155.tif 000003
【図２】
2007250155.tif 000004
【図３】
2007250155.tif 000005
【図４Ａ】
2007250155.tif 000006
【図４Ｂ】
2007250155.tif 000007
【図４Ｃ】
2007250155.tif 000008
【図５】
2007250155.tif 000009
【図６】
2007250155.tif 000010