(57)【要約】【課題】ディスクと安定化部材との最適なクリアランスを簡易に確保することを可能とする。【解決手段】ディスクが、安定化部材に対し所定の位置関係にある支持機構によってチャックされたときに、ディスクを構成するディスク基板の厚さ、材質、大きさなどに応じ、すなわち各ディスクに応じて、ディスク基板と安定化部材の対向面との距離が、最も安定化部材がディスク基板に効果的に作用し面ぶれが最小になる距離となるようにディスクのハブの厚さを予め決定しておく。これにより、例えば機械的な調整などを必要とすることなく簡易に最適なディスク基板と安定化部材とのクリアランスを確保することが可能となる。【選択図】図４
2007141423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置であって、
前記ディスクの中心部に設けられたハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転駆動する駆動機構と；
前記チャックがその中央部の円形開口内に所定の空隙を介して配置され、前記ディスクの少なくとも情報記録領域に対応する形状の対向面を有し、前記ハブの厚さに応じて、前記ディスクと前記対向面との間隔が所定範囲となるように、前記対向面と前記チャック表面とのディスク回転軸方向に関する位置関係が設定された安定化部材と；を備えるディスク装置。
【請求項２】
前記対向面と前記チャック表面とは、面一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記チャックに対し前記ディスクの搬出入を行なう搬送機構を更に備え、該搬送機構は、前記ディスクのハブ以外の部分に干渉することなく、前記ハブを吸着して前記ディスクを保持する保持機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク装置。
【請求項４】
可撓性を有するディスクの中心部に設けられたハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置に用いられるカートリッジであって、
前記ディスクがその内部に収納されるとともに、前記ディスクに対向する側の壁が前記ディスクに空気力学的な力を作用させる安定化部材を兼ね、
前記ディスクと前記壁のディスク対向面との間隔が所定範囲になるように、前記壁の厚さに応じて前記ハブの厚さが設定されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項５】
可撓性を有するディスクの中心部のハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転させる駆動機構と、前記ディスクの少なくとも情報記録領域に対向する対向面を有する安定化部材とを備え、前記駆動機構により前記チャックに固定されたディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置に用いられるディスクであって、
円形の基板からなるディスク本体と；
前記ディスク本体の一方の面の中心部に一体的に設けられた前記ハブとなる円形プレートと；を備え、
前記ディスク本体と前記対向面との間隔が所定範囲となるように、前記対向面と前記チャック表面とのディスク回転軸方向に関する位置関係に応じて、前記円形プレートの厚さが設定されていることを特徴とするディスク。
【請求項６】
前記円形プレートの厚さが１０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク装置、カートリッジ及びディスクに係り、さらに詳しくは、情報記録媒体としての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なうディスク装置、情報記録媒体としてのディスクを収容したカートリッジ、及び情報記録媒体としてのディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ放送のデジタル化が開始されるなど、情報のデジタル化に伴い記録媒体としてのディスクへ記録される情報の高密度化に対する要求が高まっている。この要求に対する主な方策としては、情報の記録又は再生のために用いられるレーザ光のスポット径を小さくすることがあげられる。
【０００３】
レーザ光のスポット径を小さくするには、その波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることが有効である。レーザ光の波長に関しては、従来からＣＤ（Compact Disk）には、例えば７８０ｎｍ程度の波長の近赤外光が用いられ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）には、例えば６５０ｎｍ程度の波長の赤色光が用いられているが、近年では、青紫色のレーザ光を発振する半導体レーザが開発され、今後４００ｎｍ近傍の波長のレーザ光が用いられることが予想されている。また、対物レンズについては、従来、ＣＤ用の対物レンズのＮＡは０．５未満であり、ＤＶＤ用の対物レンズのＮＡは０．６程度であったが、今後はさらにＮＡが増大する傾向にある。
【０００４】
しかしながら、光の波長を短くすることや、対物レンズのＮＡを増大することは、対物レンズを含む光学系の焦点深度の狭小化を招く。このため、フォーカスサーボ精度を向上させる必要が生じる。また、対物レンズのＮＡが増大すると、その対物レンズとディスクの記録面との距離を小さく設定する必要があるため、ディスクの面ぶれを小さくする必要がある。その理由は、始動時のフォーカスサーボを開始する直前に対物レンズを含むピックアップとディスクとが接触するなどの事態を回避する必要があるからである。
【０００５】
このような背景から、可撓性を有するシート（薄膜）に記録面が形成されたディスクの開発がすすめられ、このディスクを安定化部材に沿わせて回転させることにより、ディスクに生じる面ぶれを空気力学的に抑制する手段が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載されているディスク装置は、ディスクに対向する安定化部材を備え、ディスクを回転させて情報の記録又は再生を行なう際には、安定化部材とディスクの相互間に空気力学的な力を発生させ、ディスクの回転の安定化を図ろうとするものである。しかしながら、特許文献１には平面状の安定化板をディスクに対してほぼ平行な位置に配置することに限られ、ディスクの動作条件に関する記述はなく、このディスク装置ではディスクを全領域にわたって安定化するには不十分である。
【０００７】
また、非特許文献１に記載されているディスク装置は、サドルプレートと呼ばれる安定化部材と、Ｕ字型スタビライザ（U-shaped stabilizer）とよばれる安定化部材とを備え、ディスクに対し情報の記録又は再生を行なう際には、ディスクをＵ字型スタビライザのギャップに挟んだ状態で回転させるとともに、サドルプレートを用いて負圧力を作用させ、ディスクを前述した特許文献１に記載のディスク装置とは逆方向へ湾曲させることにより、面ぶれをギャップ内の特定領域で選択的に安定化させようとするものである。しかしながら、この方法では、回転を高速化するとサドルプレートによって発生する負圧がディスクに作用する遠心力に負けて、最終的にディスクを所望の湾曲形状にすることができなくなり、ギャップ内の特定領域においても面振れが増大してしまうという不都合がある。
【０００８】
一方、発明者等は、安定化部材を用いてディスクを安定化させるためには、ディスクと安定化部材との距離（以下、距離Ｃｂｄともいう）とディスクの回転数（以下、回転数Ｓｒともいう）の関係が重要であり、距離Ｃｂｄと回転数Ｓｒとを適切に選択することで、ディスクを全領域にわたって安定化させることができることを見出した。
【０００９】
なお、特許文献２には、距離Ｃｂｄが４００μｍ〜６００μｍの範囲内にある場合の、距離Ｃｂｄと回転数Ｓｒとの関係に関する記述があるが、発明者等は調査の結果、上記範囲内では回転数Ｓｒが約６０００ｒｐｍを越えると、ディスク外周部に生じた面ぶれが増大し、ディスクが実用に供しなくなることをつきとめた。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３０８０５９号公報
【特許文献２】特開平６−５０３８号公報
【非特許文献１】「オプティカル・リードアウト・オブ・ビデオディスク」  アイイーイーイー・トランザクション・オン・コンシューマー・エレクトロニクス（“ＯＰＴＩＣＡＬ  ＲＥＡＤＯＵＴ  ＯＦ  ＶＩＤＥＯＤＩＳＣ”，ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ  ＯＮ  ＣＯＮＳＵＭＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ），１９７６年１１月、Ｐ．３０４−３０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はかかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、ディスクに最適な安定化部材とのクリアランスを簡易に確保することにより、装置の高コスト化を招くことなくディスクの回転安定性を確保し、情報の記録及び再生の少なくとも一方を高精度に行なうことが可能なディスク装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、ディスクに最適な安定化部材とのクリアランスを簡易に確保することが可能なディスク及びカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、可撓性を有するディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置であって、前記ディスクの中心部に設けられたハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転駆動する駆動機構と；前記チャックがその中央部の円形開口内に所定の空隙を介して配置され、前記ディスクの少なくとも情報記録領域に対応する形状の対向面を有し、前記ハブの厚さに応じて、前記ディスクと前記対向面との間隔が所定範囲となるように、前記対向面と前記チャック表面とのディスク回転軸方向に関する位置関係が設定された安定化部材と；を備えるディスク装置である。
【００１４】
これによれば、安定化部材の対向面とチャック表面との位置関係が、ディスクのハブの厚さに基づいて設定されているため、ディスクが固定されたときの、ディスクと安定化部材の対向面との距離はディスクのハブの厚さにより規定される。すなわち、ディスクの回転が安定化部材によって最も安定化される距離となるようにハブの厚さを決めておくことで、何ら調整等を行なうことなく簡易にディスクと安定化部材の対向面との間に最適なクリアランスを確保することが可能となる。したがって、ディスクを回転して情報の記録又は再生を行なう際には、安定化部材により効果的にディスクの回転が安定化され、ディスクに対し高精度の記録又は再生を行なうことが可能となる。
【００１５】
この場合において、請求項２に記載のディスク装置の如く、前記対向面と前記チャック表面とは、面一に設定されていることとすることができる。
【００１６】
請求項１及び２に記載の各ディスク装置において、請求項３に記載のディスク装置の如く、前記チャックに対し前記ディスクの搬出入を行なう搬送機構を更に備え、該搬送機構は、前記ディスクのハブ以外の部分に干渉することなく、前記ハブを吸着して前記ディスクを保持する保持機構を有することとすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、可撓性を有するディスクの中心部に設けられたハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置に用いられるカートリッジであって、前記ディスクがその内部に収納されるとともに、前記ディスクに対向する側の壁が前記ディスクに空気力学的な力を作用させる安定化部材を兼ね、前記ディスクと前記壁のディスク対向面との間隔が所定範囲になるように、前記壁の厚さに応じて前記ハブの厚さが設定されていることを特徴とするカートリッジである。
【００１８】
これによれば、ディスクがチャックに固定されたときには、安定化部材を兼ねる壁とチャック表面との位置関係が、壁の厚さに応じて設定されたハブの厚さに基づいて規定される。したがって、ディスクが駆動機構により回転される際に、その回転が安定化部材を兼ねる壁によって最も安定化される距離となるようにハブの厚さを決めておくことで、何ら調整等を行なうことなく簡易にディスクと安定化部材の対向面との間に最適なクリアランスを確保することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、可撓性を有するディスクの中心部のハブを固定するチャックをその先端部に有し、前記チャックに固定されたディスクを回転させる駆動機構と、前記ディスクの少なくとも情報記録領域に対向する対向面を有する安定化部材とを備え、前記駆動機構により前記チャックに固定されたディスクを回転させて、ヘッドの走査により前記ディスクの情報記録領域に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうディスク装置に用いられるディスクであって、円形の基板からなるディスク本体と；前記ディスク本体の一方の面の中心部に一体的に設けられた前記ハブとなる円形プレートとを備え、前記ディスク本体と前記対向面との間隔が所定範囲となるように、前記対向面と前記チャック表面とのディスク回転軸方向に関する位置関係に応じて、前記円形プレートの厚さが設定されていることを特徴とするディスクである。
【００２０】
これによれば、円形プレートの厚さは、安定化部材の対向面と前記チャック表面とのディスク回転軸方向に関する位置関係に応じて設定されている。したがって、ディスクが駆動機構により回転されるときに、その回転が安定化部材によって最も安定化される距離となるようにハブの厚さを決めておくことで、ディスクがチャックに固定されることで何ら調整等を行なうことなく簡易にディスクと安定化部材の対向面との間に最適なクリアランスを確保することが可能となる。
【００２１】
この場合において、請求項６に記載のディスクの如く、前記円形プレートの厚さが１０μｍ〜２００μｍの範囲であることとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本実施形態にかかるディスク装置１００の概略構成が示されている。
【００２３】
ディスク装置１００は、可撓性のある光ディスク２０の情報記録領域に対し情報の記録及び再生を行なうことが可能な光ディスク装置である。このディスク装置１００は、図１に示されるように、Ｚ軸に平行なスピンドルシャフト４０ａを有するモータ４０、該モータ４０のスピンドルシャフト４０ａの＋Ｚ側端部に固定されたマグネットチャック４２、マグネットチャック４２の＋Ｚ側に嵌合することで光ディスク２０を挟持するディスクチャック４４、光ディスク２０に対し情報の記録及び再生の少なくとも一方を行なうピックアップ２６、光ディスク２０の回転を安定させる安定化部材３０、マグネットチャック４２に対し光ディスク２０の搬送を行なう搬送装置５０、上記各部を収容する本体（ハウジング）１０、及びピックアップ２６、モータ４０並びに搬送装置５０を制御する不図示の制御装置などを備えている。
【００２４】
図２（Ａ）は光ディスク２０の平面図であり、図２（Ｂ）は光ディスク２０の縦断面図である。光ディスク２０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を総合するとわかるように、円板状のディスク基板２１と該ディスク基板２１の下面（−Ｚ側の面）に固定された円形プレート２２とを含んで構成されている。
【００２５】
ディスク基板２１は、一例として、厚さ１２０μｍ、外径１２０ｍｍで中央に内径が２５ｍｍ程度の丸孔２１ａが形成された、可撓性を有するＰＥＴフィルムからなる。このディスク基板２１の上面（＋Ｚ側の面）には、まずトラックピッチ０．７μｍで深さ３５ｎｍのトラックが、グルーブとランドの比率が６：４となるように転写された後に、スパッタリングにより順次厚さ１２０ｎｍのＡｇ反射層、厚さ７ｎｍの（ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３）−ＳｉＯ２層、厚さ１０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ層、厚さ２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２層、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４層が成膜されることにより記録層が形成されている。
【００２６】
そして、ディスク基板２１の表裏面には、記録層やディスク基板２１の表面の保護のために、スピンコートしたＵＶ樹脂を紫外線を照射して硬化することにより例えば厚さ１０μｍの透明保護膜が形成されている。
【００２７】
円形プレート２２は、一例として、厚さ１００μｍ、外径３０ｍｍで中心部に内径４ｍｍの丸孔２２ａが形成された磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼からなる。この円形プレート２２は、ディスク基板２１の下面に丸孔２２ａの中心がディスク基板２１の丸孔２１ａの中心と一致するように接着剤で貼り付けられている。なお、円形プレート２２の厚さは１００μｍではあるが、接着剤によりディスク基板２１に貼り付けられたことにより、円形プレート２２の下面はディスク基板２１の下面から例えば１１０μｍ突出している。
【００２８】
安定化部材３０は、図１及び図３の平面図を総合するとわかるように、一例として中央に円形開口３０ａが形成された外径１２５ｍｍの高さの低い円柱状部材であり、不図示の支持部材を介してハウジング１０に固定され、上面は光ディスク２０に対向する湾曲面（対向面）となっている。安定化部材３０の対向面は、Ｙ軸に平行で対向面の中心を通る母線Ｌ（以下、中心母線Ｌともいう）を有し、全体的には、例えば曲率半径１０００ｍｍで湾曲している。そして中心母線Ｌから−ｘ方向及び＋ｘ方向へ距離Ｓ（ここでは３５ｍｍとする）隔てたＹ軸に平行な２本の直線と、対向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。以下、この平坦部のＺ軸方向における位置を安定化部材３０の基準位置とする。
【００２９】
図１に戻り、モータ４０は、スピンドルシャフト４０ａの回転中心が安定化部材３０の中心と一致するようにハウジング１０の内部底面上に設置され、スピンドルシャフト４０ａを駆動することによりマグネットチャック４２とディスクチャック４４とによって挟持された光ディスク２０を、例えば約４００００〜１４０００ｒｐｍの範囲内で回転させる。光ディスク２０の回転数などは、不図示の制御装置により制御される。
【００３０】
マグネットチャック４２は、図１及びマグネットチャック４２近傍の縦断面図である図４を総合するとわかるように、大径部４２ａと小径部４２ｂとの２部分を有し、上下に連通する開口部が形成された段付き円筒状の部材である。大径部４２ａには内径が円形プレート２２の丸孔２２ａと同径の４ｍｍである開口部４２ｃが形成され、上端面は円形プレート２２及びディスクチャック４４を磁性吸着するために磁化されている。また、小径部４２ｂには内径がモータ４０のスピンドルシャフト４０ａの外径と同径の開口部４０ｄが形成されている。そして、マグネットチャック４２は上端面が安定化部材３０の基準位置と同じ高さになるように、下方から開口部４０ｄに挿入されたモータ４０のスピンドルシャフト４０ａによって支持されている。
【００３１】
ディスクチャック４４は、図４に示されるように、大径部と小径部の２部分からなる段つき円柱状の部材である。ディスクチャック４４の小径部の外径はマグネットチャック４２の開口部４２ｃとほぼ同径となっており、ディスクチャック４４は、マグネットチャック４２の上面に光ディスク２０が載置されたときに、不図示の駆動機構により駆動され、小径部がマグネットチャック４２の開口部４２ｃに挿嵌されることでマグネットチャック４２と嵌合する。これにより光ディスク２０はマグネットチャック４２とディスクチャック４４とにより挟持され（以下、単にチャックという）、モータ４０による高速域での回転が可能となる。
【００３２】
図１に戻り、ピックアップ２６は、光ディスク２０の上方（＋Ｚ側）に所定のクリアランスを介して配置され、一例として波長４０５ｎｍのレーザ光を発振する光源、対物レンズのＮＡが０．８５である光学系、及び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４０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）、及び光ディスク２０に対する情報の書き込み（記録）などを行う。そして、図１中の矢印に示されるように、Ｘ軸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。
【００３３】
搬送装置５０は、例えば複数の光ディスクが収容された不図示のカートリッジなどから、光ディスク２０を選択的に取り出してマグネットチャック４２に載置し、情報の記録等の処理が終了した後の光ディスク２０をマグネットチャック４２から取外して、カートリッジ（不図示）に収納する等の動作を行なう装置である。この搬送装置５０は、図５（Ａ）に示されるように、光ディスク２０の円形プレート２２を磁性吸着する磁石ユニット５２、一端に磁石ユニット５２が固定され他端が不図示の駆動機構に支持されたアーム５１などを備えている。
【００３４】
磁石ユニット５２は、図５（Ａ）及び磁石ユニット５２の縦断面図である図５（Ｂ）を総合するとわかるように、上面（＋Ｚ側の面）がアーム５１に固定されたベース５２ａ、ベース５２ａに嵌合する励磁部５２ｂ、励磁部５２ｂを励磁するコイル５２ｃを備えている。
【００３５】
ベース５２ａは、高さの短い円柱状の部材であり、図５（Ａ）に示されるように上面がアーム５１下面の−Ｘ側の端部に固定され、その下面の中央部には、図５（Ｂ）に示されるように励磁部５２ｂが挿入される凹部が形成されている。そして、ベース５２ａの内部には前記凹部を包囲するようにコイル５２ｃが設けられている。
【００３６】
励磁部５２ｂは、図５（Ｂ）に示されるように、柱状部と、該柱状部の外周部に設けられたフランジ部とを有する部材である。柱状部は、一例として外径がマグネットチャック４２の開口部４２ｃと同径の４ｍｍであり、下端面（−Ｚ側の面）は球面状に成形されている。フランジ部は、外径がディスク基板２１に形成された丸孔２１ａよりも小さく、柱状部の高さ方向ほぼ中央の外周に沿って一体的に設けられている。そして、励磁部５２ｂは、図５（Ｂ）に示されるように柱状部の上半分が、ベース５２ａの凹部に挿入されることにより、フランジ部５２ｂの上面とベース５２ａの下面が当接した状態で一体化されている。上述した励磁部５２ｂは、不図示の制御装置からベース５２ａの内部に設けられたコイル５２ｃに電流が供給されることにより、電磁石の磁心として作用し電磁力を発生させる。
【００３７】
上記のように構成された磁石ユニット５２は、不図示の駆動装置によりアーム５１を介してマグネットチャック４２に対する光ディスク２０の搬入及び搬出を行う。以下、制御装置により行なわれる光ディスクの搬入及び搬出について、図６（Ａ）〜図７（Ｂ）に基づいて説明する。
【００３８】
図６（Ａ）には、一例として、制御装置によりカートリッジから選択され、マグネットチャック４２の上方で磁石ユニット５２に磁性吸着された光ディスク２０が示されている。制御装置はまず磁石ユニット５２を下降して、図６（Ｂ）に示されるように励磁部５２ｂの先端（−Ｚ側端）をマグネットチャック４２の開口部４２ｃに挿入する。これにより光ディスク２０は、その中心がスピンドルシャフト４０ａの回転中心と一致した状態でマグネットチャック４２の上面に磁性吸着される。次に、制御装置は、コイル５２ｃに対する電流の供給を停止することにより光ディスク２０を開放し、図７（Ａ）に示される位置まで磁石ユニット５２を上昇させた後退避させる。そして、駆動装置（不図示）を介してマグネットチャック４２にディスクチャック４４を嵌合することにより光ディスク２０をチャックする。これにより、光ディスク２０のディスク基板２１は、マグネットチャック４２の上面と同じ高さにある安定化部材３０の基準位置に対し１１０μｍのクリアランスを介して保持される。また、マグネットチャック４２から光ディスク２０を搬出する場合には、上述した手順とは逆の手順の動作を行なえばよい。
【００３９】
発明者等の実験では、上述した手順でチャックした光ディスク２０を６０００ｒｐｍで回転させたところ、安定化部材３０の作用により、ディスク基板２１の外周部近傍はその中心部に比べて面ぶれが小さく抑制された状態で安定した。そして、ピックアップ２６を介して記録パワー６ｍＷ、消去パワー３ｍＷにて記録密度０．１５μｍ／ｂｉｔの線密度でデジタルデータを記録し、再生パワー０．２ｍＷにて再生を行なったところ、ビットエラー率は１０−４であり、ＲＦ信号のエンベロープも均一で大きな欠落は観察されず、良好にデジタルデータの記録及び再生をすることができた。
【００４０】
以上説明したように、本第１の実施形態にかかるディスク装置１００によると、図７（Ｂ）に示されるように、光ディスク２０は、安定化部材３０の基準位置からディスク基板２１が円形プレート２２の厚さ分だけ（さらに正確には、円形プレート２２の厚さと接着材の厚さ分である１１０μｍ）隔てた位置となるようにマグネットチャック４２に保持される。
【００４１】
安定化部材３０を用いる空気安定化では、光ディスク２０のディスク基板２１と安定化部材３０の対向面との距離に安定状態が敏感である。ディスク装置１００では、円形プレート２２の厚さが基準となり、光ディスク２０をチャックする毎にディスク基板２１は安定化部材３０の対向面に対し所定の距離を隔てた位置に、極めて簡易かつ正確に位置決めされる。
【００４２】
したがって、光ディスクの回転開始時には安定化部材とディスク基板２１との距離を予め数ｍｍ程度遠ざけておき、光ディスクの回転が安定した後に安定化部材と光ディスクを近接させる方法のように、光ディスクと安定化部材の位置関係を相対的に可変する複雑な機構を設ける必要がない。なお、ディスク装置１００では、安定化部材３０とディスク基板２１との位置関係が固定されているため、回転開始時にディスク基板２１が安定化部材３０に干渉することが考えられるが、ディスク基板２１として硬質なＰＥＴフィルムを用いていることで、干渉によりディスク基板２１に生じる摺動傷の発生は効果的に抑制される。
【００４３】
また、ディスク装置１００は、マグネットチャック４２の上面と、安定化部材３０の中央部近傍が同一平面に接するように面一に形成されている。したがって、ディスク装置１００の組立て時にはマグネットチャック４２と安定化部材３０相互間の位置決めを、例えば平板上で組み立てることで容易に精度よく行なうことができる。
【００４４】
また、磁石ユニット５２に磁性吸着された光ディスク２０は、磁石ユニット５２の励磁部５２ｂがマグネットチャック４２の開口部４２ｃに挿入された状態で、マグネットチャック４２に受け渡されるので、光ディスク２０の中心の位置だしは、光ディスク２０がマグネットチャック４２に受け渡された時点で実現されている。
【００４５】
また、磁石ユニット５２の励磁部５２ｂに設けられたフランジ部の外径は、ディスク基板２１の丸孔２１ａの内径よりも小さい。このため、磁石ユニット５２により光ディスク２０を吸着する際には、励磁部５２ｂのフランジ部の下面全体が、ディスク基板２１の丸孔２１ａを介して、円形プレート２２の上面に接することが可能となり、効果的に円形プレート２２を磁性吸着することが可能となる。
【００４６】
次に第１の実施形態の変形例について説明する。この変形例にかかるディスク装置１００は、上記光ディスク２０に代えて、一例として、厚さ１５０μｍのポリカーボネイト製フィルムをディスク基板２１’とした光ディスク２０’を用いたものである。
【００４７】
このディスク装置１００では、図８に示されるように、マグネットチャック４２は、その上面が安定化部材３０の基準位置に対して１００μｍ下方に位置するように配置され、ディスク基板２１’には厚さ２００μｍ（さらに詳しくは、円形プレート２２’をディスク基板２１’に接着する接着材を考慮した厚さが２００μｍ）の円形プレート２２’が固定されている。したがって、ディスク装置１００では、光ディスク２０’が、ディスク基板２１’の下面が安定化部材３０の基準位置から１００μｍ隔てた位置にくるように、マグネットチャック４２にチャックされている。
【００４８】
本変形例のディスク装置１００によると、安定化部材３０の基準位置とマグネットチャック４２の上面が面一にないので、ディスク装置１００の組立ての容易性は若干損なわれるが、円形プレート２２’の厚さを増すことで、安定化部材３０の対向面とディスク基板２１’との距離を任意に規定することができる。すなわち、円形プレート２２’の厚さを安定化部材３０の対向面とディスク基板２１’との距離と必ずしも一致させる必要がなくなるので、例えば、円形プレート２２’を、素材の強度の都合で自由に設計することができるようになる。
【００４９】
また、円形プレート２２’の厚さが基準となり、光ディスク２０’をチャックする毎にディスク基板２１’は安定化部材３０の対向面に対し所定の距離を隔てた位置に、極めて簡易かつ正確に位置決めされる。
【００５０】
また、ディスク基板２１’の安定化部材３０に対向する面には、例えば、ＳｉＯ２粉末を混合した紫外線硬化樹脂を用いて厚さ３μｍ程度の保護膜を形成して、安定化部材３０との干渉時にディスク基板２１’に摺動傷がつくのを防止するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上記実施形態１及び変形例にかかるディスク基板２１，２１’と安定化部材３０の基準位置との距離は一例であり、ディスク基板２１，２１’と安定化部材３０の基準位置の距離をＣｂｄとし、光ディスクの回転数をＳｒとすると、両者が後述する特定の関係にあればよい。
【００５２】
発明者等は、回転する可撓性のある光ディスクに対して、安定化部材により空気力学的な力を作用させた場合の現象に関して、各種実験を行い考察を行った。その結果、光ディスクと安定化部材との距離Ｃｂｄ、光ディスクの回転数Ｓｒ、及びディスク基板の安定性には特定の関係があり、この関係を適正に調整することが光ディスクの安定化において非常に重要であることを見出した。ここで、光ディスクと安定化部材の距離Ｃｂｄとは、ディスク基板が平面であるとしたときの、安定化部材の基準位置とディスク基板との距離のことである。
【００５３】
以下、光ディスクのディスク基板と安定化部材の距離Ｃｂｄと光ディスクの回転数Ｓｒの関係を適正に調整することの重要性に関し、実験データに基づいて説明する。発明者等が見出した１つ目のポイントは、光ディスクの安定化を図るためには、距離Ｃｂｄが特定の範囲に限定される点である。図９には、一例として距離Ｃｂｄを０．１ｍｍから０．５ｍｍまで変化させたときに計測された面ぶれ特性曲線が示されている。
【００５４】
特性曲線Ｌ１は、直径１２０ｍｍの光ディスクを距離Ｃｂｄが０．１ｍｍとなるように固定して回転数６０００ｒｐｍで回転させ、ディスク基板の中心からの半径方向へ距離２５ｍｍの位置から５ｍｍピッチで距離６０ｍｍの位置までの各位置におけるディスク基板のＺ軸方向の振幅（面ぶれ度合い）を計測することにより得たものである。同様にして、特性曲線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、距離Ｃｂｄを０．２、０．３、０．４、０．５と順次変化させて取得したものである。
【００５５】
図９からわかるように、面ぶれ特性曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４では、ディスク基板上のいずれの位置においても、安定化部材の作用により面ぶれが２０μｍ以下に抑制されているが、面ぶれ特性曲線Ｌ５では、ディスク半径方向の距離が４０ｍｍより大きくなると、面ぶれが２０μｍを大幅に超えて増加していくのがわかる。すなわち、距離Ｃｂｄが０．４ｍｍの付近を境に、ディスク中心からの距離４０ｍｍ以上離れた位置からディスク外縁部にかけての面ぶれ度合いが急増し、外縁部にいたっては１００μｍを越える値となっている。これは特定回転数（６０００ｒｐｍ）における一例であるが、距離Ｃｂｄに面振れ特性が極端に変化する変曲点が存在するのは、光ディスクの回転数を変えた場合にもおおよそ共通であり、距離Ｃｂｄが変曲点を越えると面振れ安定性の劣化は光ディスクの外周部で顕著になる。
【００５６】
ディスク基板が安定化部材から離れるほど安定化部材の作用が小さくなることは、物理現象として容易に予想されることであり、ディスク基板と安定化部材の距離であるＣｂｄを大きくした場合に面振れ特性が悪くなる現象は、安定化部材の作用力範囲によりよく説明できる。しかしながら、発明者等が調査の結果見出した最も重要な点は、この現象がディスク基板と安定化部材の特定の距離を境に極端に変化する点である。
【００５７】
次に、発明者等が見出した２つ目のポイントについて説明する。上述したように、面振れ特性が急激に変化する距離Ｃｂｄ（以下、この距離をＣｂｄｍａｘとする。例えば、光ディスクの回転数が６０００ｒｐｍの場合には図９に示されるように、距離Ｃｂｄが０．５μｍになると面ぶれ特性が急変する。したがって、回転数６０００ｒｐｍにおけるＣｂｄｍａｘの値は０．４μｍとなる）は、光ディスクの回転数を変数とすると所定の連続線で示されることが判明した。
【００５８】
具体的には、光ディスクの回転数が低回転域にあるときには光ディスク回転数の増大に伴って増大し、光ディスクの回転数が高回転域にあるときには光ディスク回転数の増大に伴って減少する。詳述すると、図１０に示されるように、Ｃｂｄｍａｘは、光ディスクの回転数が４０００ｒｐｍ近傍以下の低速回転域においては光ディスクの回転数を変数とする連続線Ｃ１によって規定され、光ディスクの回転数が４０００ｒｐｍ近傍以上の高回転域においては連続線Ｃ２によって規定される。ここで、図１０の横軸を光ディスクの回転数Ｓｒ（ｒｐｍ）とし、縦軸をディスク基板と安定化部材との距離Ｃｂｄ（μｍ）とすると、連続線Ｃ１は、Ｃｂｄｍａｘ＝０．０００１５Ｓｒ＋βと表され、連続線Ｃ２は、Ｃｂｄｍａｘ＝Ａ／Ｓｒ＋αで表される。
【００５９】
なお、Ａ、α、及びβは任意定数である。Ａは主にディスク基板によって決定される定数であって、おおよそ１Ｅ＋３台の値を取り、ヤング率の大きなディスク基板に対しては小さな値を取る傾向があった。例えば、ヤング率が２．５ＧＰａのポリカーボネイト製のディスク基板ではＡの値は３５００前後の値となり、またヤング率が５．５ＧＰａのポリエチレンテレフタレート製のディスク基板では２０００前後の値となった。また、αは主にディスク基板の厚さによって決定される定数であって、おおよそ１Ｅ−１台の値を取り、ディスク基板が厚いほど大きい値となる傾向があった。例えば、ディスク基板にポリカーボネイトを用いた場合には、αは−０．１前後の値となった。βは主に光ディスクの平坦性に関連した定数であって、おおよそ１Ｅ−１台の値を取り、平坦性が悪化するほど小さくなる傾向があった。例えば、ポリカーボネイト製のディスク基板を用いた場合には、βは＋０．３前後の値となった。
【００６０】
低速回転域で連続線Ｃ１で表されるようにＣｂｄｍａｘが増大する現象は、光ディスクの回転数の増大に伴って光ディスクの表面近傍に発生する気流の流速が増大することにより、安定化部材による作用力が増大しているためと考えられる。また高速回転域で連続線Ｃ２で表されるようにＣｂｄｍａｘが減少する現象は、光ディスクの回転数の増大に伴ってディスク基板のディスク回転軸方向の振動が増大し、これを抑制するためにより大きな安定化部材の作用力が必要になるため、距離Ｃｂｄを小さくして安定化部材の作用力を大きくしなければ面振れを十分に抑制できなくなるために生じているものと考えられる。
【００６１】
なお、低速回転域におけるディスク基板の挙動は複雑で、光ディスクがチャックされたときの微妙なディスク基板の歪み等の影響を受けてＣｂｄｍａｘの値にはばらつきがあるが、連続線Ｃ１，Ｃ２はこのばらつきを考慮したものであり、距離Ｃｂｄがこの連続線Ｃ１，Ｃ２で示される値以下であればディスク基板を適正に安定させることができる。
【００６２】
次に、発明者等が見出した３つめのポイントについて説明する。上述したように面ぶれ特性が悪化しない範囲を規定する距離Ｃｂｄｍａｘは連続線Ｃ１，Ｃ２により規定することができたが、ディスク基板と安定化部材との距離Ｃｂｄを小さくする場合にもその下限値Ｃｂｄｍｉｎが存在することがわかった。この下限値Ｃｂｄｍｉｎは、ディスク基板と安定化部材とが接触し摺動することにより制限された。距離Ｃｂｄを小さくしすぎるとディスク基板と安定化部材が接触して、ドライブ装置の駆動に適さなくなることは容易に予想されることであるが、重要なのは、ＣｂｄｍｉｎもＣｂｄｍａｘと同様に光ディスクの回転数により変化する点である。Ｃｂｄｍｉｎは低速回転域では光ディスクの回転数が増大すると減少し、その後一定値となった。
【００６３】
具体的には、図１０に示されるように、Ｃｂｄｍｉｎは、光ディスクの回転数が２５００回転近傍以下では連続線Ｃ３によって規定され、光ディスクの回転数が２５００回転近傍以上では連続線Ｃ４によって規定されることをつきとめた。ここで連続線Ｃ３は、Ｃｂｄｍｉｎ＝−０．００００５Ｓｒ＋γと表され、連続線Ｃ４はＣｂｄｍｉｎ＝ηと表される。
【００６４】
γ及びηは任意定数であり、γは前記βと同様に、主にディスク基板の平坦性に関連した定数であった。γはおおよそ１Ｅ−１台の値を取り、ディスク基板の平坦性が悪化するにつれて大きくなる傾向がある。例えば、ポリカーボネイト製のディスク基板を用いた場合には、γは＋０．２前後の値となった。ηもβ、γと同様に主にディスク基板の平坦性に関連した定数であり、ディスク基板の平坦性が悪化するにつれて大きくなる傾向があり、ηはおおよそ＋０．０５近傍の固定値となった。
【００６５】
ここで、実用域における光ディスクの回転数の上限Ｓｒｍａｘを示す連続線をＣ５とすると、安定化部材によりディスク基板を安定化するためには、距離Ｃｂｄと回転Ｓｒが、図１０において連続線Ｃ１〜Ｃ５に囲まれた領域（以下、安定領域ともいう）にあることが条件となる。
【００６６】
したがって、本実施形態及び変形例にかかるディスク装置１００においては、ディスク基板２１、２１’と安定化部材３０の基準位置の距離をＣｂｄとし、光ディスクの回転数をＳｒとすると、距離Ｃｂｄと回転数Ｓｒが図１０に示される安定領域に含まれるように、円形プレート２２の厚さが規定されていればよい。
【００６７】
こうすることでディスク装置１００では、光ディスク２０，２０’がチャックされるごとに、円形プレート２２の厚さに基づいて、簡易かつ正確に距離Ｃｂｄと回転数Ｓｒが図１０に示される安定領域に含まれるようにディスク基板２１，２１’が安定化部材３０に対して支持される。
【００６８】
なお、本実施形態及び変形例にかかる光ディスク２０，２０’は搬送装置５０により取り扱われたが、例えば外壁が安定化部材３０を兼用するようなカートリッジに収容されていてもよい。図１１には、一例としてアーム１２に支持されたカートリッジ１１に収容された光ディスク２０が示されている。図１１におけるマグネットチャック４２の上面とアーム１２の上面は同一平面上にあるが、円形プレート２２の厚さをカートリッジ１１のケーシングの厚さを考慮して規定することで、光ディスク２０のディスク基板２１とカートリッジ１１の外壁の内面との距離を円形プレート２２によって規定することが可能となる。
【００６９】
また、マグネットチャック４２としては、例えば図１２に示されるように、大径部４２ａの上面に円形プレートの丸孔２２ａに挿入可能で、＋Ｚ側の面にすり鉢上の凹部が形成された突出部４２ｅが形成されたものを用いてもよい。これによっても、磁石ユニット５２による光ディスク２０の搬出及び搬入の際に、励磁部５２ｂの−Ｚ側端部の球面が、円柱状部４２ｃの凹部に嵌合することで光ディスク２０の中心だしを容易に行なうことが可能となる。また、突出部４２ｅの側面は上端から下端にかけて外径が大きくなるようなテーパー形状としてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態及び変形例にかかるディスク装置１００では、安定化部材３０により可撓性のある光ディスク２０，２０’を安定化する場合について説明したが、これに限らず、例えば、磁気ディスクや光磁気ディスクなどの可撓性を有するディスクにも好適である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明のディスク装置１００は、可撓性のあるディスクに対し、情報の再生及び記録を行なうのに適しており、本発明のカートリッジ４０は、可撓性のある光ディスクを収納するのに適しており、本発明の光ディスク２０は情報の再生及び記録を行なうのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるディスク装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は図１における光ディスク２０を説明するための図である。
【図３】図１における安定化部材３０を示す平面図である。
【図４】図１におけるマグネットチャック４２近傍の縦断面図である。
【図５】図５（Ａ）は搬送装置５０の磁石ユニット５２の側面図であり、図５（Ｂ）は磁石ユニット５２の縦断面図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、ディスク２０の搬入方法を説明するための図（その１）である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、ディスク２０の搬入方法を説明するための図（その２）である。
【図８】ディスク装置１００の変形例を説明するための図である。
【図９】面ぶれ特性曲線を示す図である。
【図１０】安定化部材の基準位置とディスク基板２１の距離の最適範囲を説明するための図である。
【図１１】内壁面が安定化部材をかねるカートリッジに収容されたディスク２０にと円形プレート２２の厚さとの関係を説明するための図である。
【図１２】マグネットチャック４２の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…本体（ハウジング）、１１…カートリッジ、２０…光ディスク、２１…ディスク基板、２２…円形プレート、２１ａ，２２ａ…丸孔、２６…ピックアップ、３０…安定化部材、４２…マグネットチャック、４４…ディスクチャック、４０…モータ、４０ａ…スピンドルシャフト、５０…搬送装置、５１…アーム、５２…磁石ユニット、５２ａ…ベース、励磁部５２ｂ、５２ｃ…コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007141423.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007141423.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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