(57)【要約】【課題】多層光ディスクにおける各層間のトラック偏芯の許容値を緩和して安価なディスクを使用可能にし、ディスクの搭載や取り外しの際にディスクに加わる外力を緩和してディスク信頼性を確保できるディスク記録再生装置を実現する。【解決手段】多層光ディスク１を保持して回転するディスク保持部３を、回転軸２に固定された非可動部３０１と可動部３０２で構成し、アクチュエータ３０３によって、光ディスクが固定された可動部３０２を非可動部３０１に対して駆動することにより回転軸２に対する記録層の偏芯を補正する。【選択図】図２
2007317252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を有する光ディスクを保持するディスク保持部を備える回転体と、
前記回転体を回転軸の周りに回転駆動する駆動部と、
前記ディスク保持部に保持された光ディスクの所望の記録層に対して記録光及び／又は再生光を照射する光ヘッドとを有し、
前記ディスク保持部は、保持した光ディスクの前記回転軸に対する保持位置を補正する偏芯補正手段を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
請求項１記載の記録再生装置において、前記ディスク保持部は、前記回転軸に固定された非可動部と、光ディスクを保持し前記非可動部に対して移動可能な可動部と、前記可動部を前記非可動部に対して移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項３】
請求項２記載の記録再生装置において、前記回転体と装置静止部との間に、装置静止部から前記アクチュエータに非接触で電力を供給するための電磁誘導手段が設けられていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項４】
請求項１記載の記録再生装置において、前記光ディスクには各記録層の偏芯情報が記録されており、前記ディスク保持部に保持された光ディスクから読み出した偏芯情報を用いて前記偏芯補正手段の駆動量を制御することを特徴とする記録再生装置。
【請求項５】
請求項４記載の記録再生装置において、前記偏芯情報は、光ディスクの特定の記録層あるいはバーストカッティングエリアに記録されていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
請求項４記載の記録再生装置において、前記回転体に前記偏芯補正手段を駆動するための駆動回路が設けられ、前記回転体と装置静止部との間に、装置静止部から前記駆動回路に非接触で電力を供給すると共に前記偏芯情報を伝達するための電磁誘導手段が設けられていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項７】
請求項１記載の記録再生装置において、前記ディスク保持部の回転角度を検出するための磁気検出素子及び磁性体の一方が前記ディスク保持部とともに回転する回転体に設けられ、他方が装置静止部に設けられていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項８】
請求項１記載の記録再生装置において、前記回転体は、複数のボールを備えるボールバランサを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項９】
複数の記録層を有する光ディスクを保持するディスク保持部を備える回転体と、
前記ディスク保持部に設けられ光ディスクを固定するためのディスク固定手段と、
前記回転体を回転軸の周りに回転駆動する駆動部と、
前記回転体に設けられ前記ディスク固定手段を駆動する駆動回路と、
前記ディスク保持部に保持された光ディスクの所望の記録層に対して記録光及び／又は再生光を照射する光ヘッドと、
前記回転体と装置静止部との間に設けられ、装置静止部から前記駆動回路に非接触で電力を供給する電磁誘導手段とを有し、
前記駆動回路は、前記電磁誘導手段から供給される電力によって前記ディスク固定手段を駆動することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１０】
請求項９記載の記録再生装置において、前記ディスク固定手段は、光ディスク中央に設けられた開口部の側面を押圧する複数のアクチュエータを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１１】
請求項９記載の記録再生装置において、前記ディスク固定手段は、光ディスクの中央部に設けられた磁性体に電磁力を及ぼす電磁力発生手段を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の記録再生装置において、前記アクチュエータは記録密度に応じて中央に設けられた開口部の径が異なる複数種類の光ディスクに対応して複数種類の長さのものが用意され、大径の開口部を有する光ディスクに適合した前記ディスク固定手段の前記アクチュエータは小径の開口部を有する光ディスクの開口部に入らない大きさを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の記録再生装置において、前記アクチュエータの駆動距離を計測することにより前記ディスク保持部に保持された光ディスクの開口部の径を評価する手段を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１４】
請求項９記載の記録再生装置において、前記ディスク保持部は、保持した光ディスクの前記回転軸に対する保持位置を補正する偏芯補正手段を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の記録再生装置において、前記ディスク保持部は、前記回転軸に固定された非可動部と、光ディスクを保持し前記非可動部に対して移動可能な可動部と、前記可動部を前記非可動部に対して移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の記録再生装置において、光ディスクには各記録層の偏芯情報が記録されており、前記電磁誘導手段は、前記ディスク保持部に保持された光ディスクから読み出した偏芯情報を前記駆動回路に非接触で伝達し、前記駆動回路は前記電磁誘導手段を介して伝達された偏芯情報に基づいて前記偏芯補正手段の駆動量を制御することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１７】
複数の記録層を有する光ディスクを保持するディスク保持部を備える回転体と、
前記ディスク保持部に設けられ光ディスクを固定するためのディスク固定手段及び／又は保持した光ディスクの前記回転軸に対する保持位置を補正する偏芯補正手段と、
前記回転体を回転軸の周りに回転駆動する駆動部と、
前記回転体に設けられた駆動回路と、
前記ディスク保持部に保持された光ディスクの所望の記録層に対して記録光及び／又は再生光を照射する光ヘッドと、
前記回転体と装置静止部との間に設けられ、装置静止部から前記駆動回路に非接触で電力を供給する電磁誘導手段とを有し、
前記回転体は、前記電磁誘導手段を取り囲むような形状を有し、
前記駆動部は、前記回転体の外側の位置において装置静止部に固定されたステータコアと前記回転体の外周部に固定されたロータ磁石とを有し、
前記駆動回路は、前記電磁誘導手段から供給される電力によって前記ディスク固定手段及び／又は前記偏芯補正手段を駆動することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の記録再生装置において、光ディスクには各記録層の偏芯情報が記録されており、前記電磁誘導手段は、前記ディスク保持部に保持された光ディスクから読み出した偏芯情報を前記駆動回路に非接触で伝達し、前記駆動回路は前記電磁誘導手段を介して伝達された偏芯情報に基づいて前記偏芯補正手段の駆動量を制御することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の記録再生装置において、前記ディスク保持部は、前記回転軸に固定された非可動部と、光ディスクを保持し前記非可動部に対して移動可能な可動部と、前記可動部を前記非可動部に対して移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項２０】
請求項１７記載の記録再生装置において、前記ディスク固定手段は、光ディスク中央に設けられた開口部の側面を押圧する複数のアクチュエータを有することを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスクの記録再生装置に関し、特に多層光ディスクに好適なディスク記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に光ディスクの記録再生において、光ディスクのトラック中心と光ディスクを保持する回転体の回転中心がずれる、いわゆるトラック偏芯が発生する。トラック偏芯が発生しても正常に記録再生を行なうためには、記録再生装置がトラッキング制御を行なう必要がある。
【０００３】
図１４に、光ディスクの記録再生装置を示す。光ディスク記録再生装置は、光ディスク２０１を回転させるモータ２０２、及び対物レンズ２０３を光ディスクのトラックを横断する方向、すなわち半径方法に駆動させるトラッキングアクチュエータ２０４を内部に納めた光ピックアップ２０５を有する。これらの装置を制御する回路は、光ピックアップ２０５の受光素子の出力信号を元に、トラッキング誤差信号を発生させるトラッキング誤差信号生成回路２０６と、トラッキングアクチュエータ２０４に必要な制御情報を生成するトラッキングアクチュエータ制御回路２０７と、トラッキングアクチュエータ２０４を駆動するトラッキングアクチュエータ駆動回路２０８からなる。
【０００４】
記録再生装置のトラッキング制御方法を以下に示す。モータ２０２で光ディスク２０１を回転させながら、レーザ光を光ディスク２０１上に照射する。光ピックアップ２０５の受光素子の出力から、トラッキング誤差信号生成回路２０６を通じてトラッキング誤差信号を生成する。トラッキングアクチュエータ制御回路２０７は、上記トラッキング誤差信号に基づいて、トラッキングアクチュエータの制御に必要な振幅や周波数特性、位相特性などの情報を生成する。トラッキングアクチュエータ駆動回路２０８は、上記情報を用いて対物レンズ２０３が光ディスクのトラック上に保持し続けるようにトラッキングアクチュエータ２０４を駆動する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多層光ディスクでは、その製造工程において各層のトラック中心のずれが発生する。図１５に多層光ディスクの製造工程の例を示す。基台７０１の中央にはセンターピン７０５が突出している。ディスク基板７０２の表面には、例えば射出形成によりトラッキング用のグルーブや情報ピットによる凹凸パターンが予め形成されている。ディスク基板７０２中央のセンターホール７０６をセンターピン７０５に挿入して、ディスク基板７０２を基台７０１の上面に設置する。次に、紫外線硬化樹脂などからなる中間層７０３をディスク基板７０２の表面に塗布する。次いで未硬化の中間層７０３の上方から、転写基板７０４を押圧する。転写基板７０４には、第二の記録層として必要なグルーブや情報記録ピットが凹凸パターンとして形成されている。この転写基板７０４を中間層７０３の表面に押し付けて、凹凸パターンを中間層７０３の表面に形成し、中間層７０３の樹脂を硬化させた後、転写基板７０４を剥離することにより、ディスク基板７０２の表面に第二の記録層を形成する。
【０００７】
上記の方法によると、ディスク基板７０２や転写基板７０４のセンターホール７０６，７０７をスムーズにセンターピン７０５と勘合させるために、センターホールの内径をセンターピンの外径より数十ミクロン程度大きく形成しておく必要がある。このため転写基板７０４の中心は、センターピン７０５の中心に対してｄだけずれることになる。
【０００８】
以上に述べたように、多層光ディスクでは転写基板のずれｄがトラック偏芯量として加算されるので、トラッキングアクチュエータ２０４の駆動範囲をさらに拡大し、同時に追従速度を速める必要がある。しかし、アクチュエータの発熱限界から、印加可能な電力に上限があるため、アクチュエータの追従性能にも限界がある。そこで多層光ディスクに関しては、各層のトラック中心のずれ量の許容値として、例えば100μｍ以下といった規定を設ける必要がある。しかし層数の増加と共に、各層間の合わせ精度を許容値内に維持することが難しくなり、歩留まりが低下して光ディスクの製造コストが上昇してしまう。
【０００９】
今後はさらに、光ディスクの記録密度の上昇に対応して、アクチュエータの位置精度を高める必要がある。上述した発熱限界からアクチュエータに印加できる電力に上限があるため、必要な位置精度と駆動範囲を両立することは一層困難となる。このため高密度光ディスクとしては、トラック中心のずれ量をさらに低減しなければならず、ディスク製造コストがさらに上昇する。
【００１０】
また、多層光ディスクでは、外力に対して弱く剥離しやすい薄膜は複数存在し、今後さらに層数が増える傾向にある。また薄膜の厚さの合計も増えるので、最表面層の内部応力も従来の光ディスクに比べて増加する。これらの要因により、光ディスクを取り扱う際に外力が加わるような記録装置では、多層光ディスクの信頼性の低下が懸念される。特にノートパソコン用に開発された薄型の光ディスクドライブでは、ディスクを片面から保持できるように、複数の爪と、爪を押し出すバネからなるディスク保持機構を用いている。ディスクをハブに搭載したりハブから取り外したりする際にディスクに爪が引っかかり、ディスクに耐力以上の外力が加わって記録膜が剥がれるなどの不具合が発生する恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、多層光ディスクにおける各層間のトラック偏芯の許容値を緩和することにより、安価な光ディスクを使用可能にするディスク再生装置を実現することにある。また本発明の他の目的は、多層光ディスクの搭載や取り外しの際にディスクに加わる外力を緩和することにより、ディスク信頼性を確保できる薄型ディスク記録再生装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の記録再生装置は、複数の記録層を有する光ディスクを保持するディスク保持部を備える回転体と、回転体を回転軸の周りに回転駆動する駆動部と、ディスク保持部に保持された光ディスクの所望の記録層に対して記録光及び／又は再生光を照射する光ヘッドとを有し、ディスク保持部は、保持した光ディスクの回転軸に対する保持位置を補正する偏芯補正手段を有する。回転体と装置静止部との間に、装置静止部から回転体に非接触で電力を供給するための電磁誘導手段を設けると、回転体に供給される電力により、光ディスクのトラック偏芯を補正する手段を駆動することができる。偏芯補正手段によって多層光ディスクの各層間の相対的な偏芯量を補正する方式の採用により、各層間の合わせ精度が許容値に満たない安価な光ディスクでの記録再生が可能になる。
【００１３】
回転体の回転角度を検出するために、磁気検出素子と磁性体を回転体と装置静止部の間に設置してもよい。磁気検出素子が磁性体と接近する際に出力される起電力から、回転体の回転角度情報を読み取る。同時にレーザを光ディスクに照射し反射成分を検出することで、光ディスクの偏芯情報である偏芯量の振幅と位相を得る。回転体の回転角度情報と光ディスクの偏芯情報を対応付けることで、回転体に対する光ディスクの偏芯方向を特定できる。この偏芯情報に従って偏芯補正手段の駆動方向を迅速に決定できるので、偏芯補正手段のランダムな駆動とフィードバックによる補正方法に比べて、偏芯補正の学習時間を短縮できる。
【００１４】
また、多層ディスクの製造工程において、ディスク毎に計測した各記録層の偏芯情報をディスクに記録してもよい。ディスクを初めて記録再生装置に搭載するときに、レーザを用いて一回だけ偏芯量を測定して偏芯補正を行っておく。その他の任意の層に対しては、ディスクに記録された相対的な偏芯情報を用いれば偏芯調整できるので、各層ごとの偏芯量測定が不用となり、層切り替え時の偏芯補正時間を短縮できる。各記録層の偏芯情報は、予め定められた特定の記録層に記録してもよい。その場合、その特定の記録層のみ偏芯量の許容値を満足するように光ディスクを製造しておけば、その特定層に対しては偏芯補正なしでアクチュエータがトラッキング可能となる。また、その特定層に他の層の相対的な偏芯情報が記録されているので、これを読み取れば偏芯補正手段の駆動量を迅速に決定することが可能になり、短時間で偏芯補正を完了できる。各記録層の偏芯情報は、光ディスクのバーストカッティングエリアに記録してもよい。バーストカッティングエリアの情報はディスクの偏芯補正をしなくても読むことができるので、これを読み取れば偏芯補正手段の駆動量を迅速に決定することが可能になり、短時間で偏芯補正を完了できる。
【００１５】
また、複数のボールからなるボールバランサを回転体に内蔵しても良い。これにより、回転体中心に対する偏芯補正後のディスク重心のずれ量を低減できるので、ディスク回転時に回転軸に加わる振動力が緩和される。モータ消費電力の低減に効果があり、またディスク装置としての長期信頼性も向上する。
【００１６】
また、光ディスクを回転体に固定するためのディスク固定手段を有し、回転体に供給される電力によりディスク固定手段を駆動するようにしてもよい。ディスク固定手段として電磁アクチュエータや静電アクチュエータなど利用できるので、ディスク搭載や取り外しの際に爪が引っかからないように爪の位置を駆動できる。これにより多層光ディスクに加わる外力を低減でき、信頼性の高いディスク記録再生装置を提供できる。ディスク固定手段として、ディスク中央部に磁性体を設け、回転体に電磁力発生手段を設けてもよい。電磁力発生手段の電流量と電流方向を制御することで、ディスクを吸引する力からディスクを反発する力まで任意の保持力を発生できる。このため、多層光ディスクの搭載や取り外しの際に加わる外力を低減でき、信頼性の高いディスク記録再生装置を提供できる。さらに上記保持力は回転体内部のみに作用し、軸と軸受けの接触面には作用しないので、ディスク回転時の消費電力は増大せず、軸受け部の長期信頼性も低下することはない。
【００１７】
また、記録密度の高い上位ディスクの内径を、記録密度の低い下位ディスクの内径より小さな内径としても良い。これにより上位ディスクを下位ディスク用のドライブに搭載しようとしても内径が小さくて挿入不可能となるので、誤操作の防止になる。
【００１８】
また、ディスク固定手段の駆動距離を計測することで搭載ディスクの内径を評価する手段を設けても良い。ディスク内径と記録密度の規格を対応させておけば、搭載ディスクの内径を評価することにより、ドライブ自身が搭載ディスクの規格を判断できる。規格を判断するためにレーザを起動したり照射したりする必要がないので、より迅速にディスクへの記録再生が可能になる。
【００１９】
また、電磁誘導手段を取り囲む外周部にステータコアとロータ磁石からなるモータを設置してもよい。これにより、電磁誘導手段とモータがドライブの厚さ方向に重ならないので、従来よりもディスク記録再生装置の薄型化が可能になる。今後、市場規模の拡大が期待されるノートＰＣへ上記多層光ディスクドライブを搭載することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多層光ディスクにおける各層間のトラック偏芯の許容値を緩和できるので、安価な光ディスクの使用が可能になる。また多層光ディスクの搭載や取り外しの際にディスクに加わる外力が緩和されるので、ディスク信頼性を確保できるディスク記録再生装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第一の実施例を示すディスク記録再生装置を、ディスク回転軸を通る面で切断した断面図である。
図１において、多層光ディスク１はディスク保持手段３に固定されており、ディスク保持手段３はハブ４に固定されている。ハブ４は回転軸２に固定されており、多層光ディスク１はディスク保持手段３及びハブ４とともに回転軸２を中心に回転する。ハブ４の最下部にはリング状のロータ磁石７が固定されている。一方ベース８上には回路基板９とステータコア１０及び巻線１１が配置されている。巻線１１に所定の駆動電流を供給すれば、ステータコア１０とロータ磁石７の間にトルクが発生し、ハブ４とディスク保持手段３とともに、多層光ディスク１を毎分数千回転の速度で回転させることができる。
【００２３】
ステータコア１０の内周にはステータコア固定リング１２と軸受け１３が設けられている。軸受け１３と回転軸２の間には動圧発生流体が充填されており、回転軸２の下部には、動圧発生流体の漏れを防ぐためのキャップ１４が取り付けられている。本実施例では一例として流体軸受け構造を示しているが、他の構造例えばボールベアリングを用いた軸受け構造を用いても良い。
【００２４】
多層光ディスク１の下面には対物レンズ１５とトラッキングアクチュエータ１６を有する光ピックアップ１７が対面している。図１４で説明したように、多層光ディスク１を回転させながら、光ピックアップ１７からレーザ光を多層光ディスク１の所望の記録層に照射する。レーザ光の反射成分を光ピックアップ１７の受光素子が受信する。この信号からトラッキングアクチュエータ１６の制御情報を生成し、対物レンズ１５が記録再生に適した位置に保持し続けるようにトラッキングアクチュエータ１６を駆動する。また、再生信号からフォーカス誤差信号が生成され、対物レンズ１５は、図示しないアクチュエータによって、焦点位置が多層光ディスク１の所望の記録層に合致するように、フォーカス方向に駆動される。
【００２５】
ハブ４の下面には、ディスク保持手段３へ電力と制御信号を供給するロータ側電磁誘導手段５が設けられている。ロータ側電磁誘導手段５は、ロータ側電力受電コイル５０１とロータ側制御信号受信コイル５０２及びロータ側コア５０３で構成されている。
【００２６】
ステータコア１０及び巻線１１の上面には、ロータ側電磁誘導手段５へ電力及び制御信号を供給するためのステータ側電磁誘導手段６が設けられている。ステータ側電磁誘導手段６は、ステータ側電力送電コイル６０１とステータ側制御信号送信コイル６０２及びステータ側コア６０３で構成されている。
【００２７】
受電コイル５０１と送電コイル６０１は、回転軸２を中心とした同心円状の巻線構造であり、これら一対のコイルはお互いに約十ミクロン程度の微小な間隔で対向している。ベース８に設置された回路基板９内の電源回路から約１００ｋＨｚの交流電流が送電コイル６０１に供給されると、送電コイル６０１の周囲に交流磁束が発生する。コア６０３及びコア５０３は、交流磁束を通しやすい軟磁性材料、たとえば亜鉛やマンガンなどを含むフェライトの粉末から製造されている。交流磁束はコア６０３の内部を通り、磁束の一部は対向しているコア５０３に浸入する。このコア５０３内部の磁束変化により受電コイル５０１に誘起起電力が発生する。受電コイル５０１両端の電極はフレキシブル基板などを通じてディスク保持手段３の駆動回路に接続されており、コイル５０１の交流誘起起電力が駆動回路内の平滑回路で直流電流に変換され、ディスク保持手段３の駆動電流として供給される。
【００２８】
受電コイル５０１と送電コイル６０１、コア５０３とコア６０３は、回転軸２を中心とした同心円状の構造なので、ハブ４の回転速度が変化しても原理的には磁気回路に変化はない。このためコア５０３内部を通る交流磁束の振幅と周波数は、ハブ４の回転速度にかかわらず一定となるので、ディスク保持手段３に対して安定した電力を供給することができる。
【００２９】
ロータ側制御信号受信コイル５０２とステータ側制御信号送信コイル６０２も、同様に約十ミクロン程度の微小な間隔で対向している。回路基板９内に設けられている制御回路から交流電流を送信コイル６０２に供給すれば、前記と同様にコア６０３及びコア５０３の内部に交流磁束が発生し、受信コイル５０２に誘起起電力が発生する。受信コイル５０２両端の電極はフレキシブル基板などを通じてディスク保持手段３の駆動回路に接続されており、コイル５０２の誘起起電力は上記駆動回路内部で増幅及び変換され、ディスク保持手段３の制御電流として利用される。
【００３０】
図２は、図１における多層光ディスク１とディスク保持手段３及びその周辺部を、ディスク回転軸２を通る面で切断した断面図である。
【００３１】
ディスク保持手段３は、非可動部３０１と、可動部３０２と、可動部３０２をディスク偏芯方向に移動させる複数のアクチュエータ３０３と、多層光ディスク１を可動部３０２の表面に固定するためのディスク押さえ３０４と、アクチュエータ３０３を駆動するため駆動回路３０５からなる。非可動部３０１と駆動回路３０５は、ハブ４に対して接着固定されており、可動部３０２と多層光ディスク１は、非可動部３０１の上面においてディスク偏芯方向に移動可能に保持されている。
【００３２】
アクチュエータ３０３は非可動部３０１の周辺部の複数箇所に設置されており、アクチュエータ３０３の先端部が伸縮することで可動部３０２と多層光ディスク１をディスク偏芯方向に移動させる。アクチュエータ３０３は、印加される電圧や電流によって伸縮量が制御できるアクチュエータであり、電磁アクチュエータや静電アクチュエータなどから成る。アクチュエータ３０３の伸縮量は、受信コイル５０２が受信した制御情報に基づいて駆動回路３０５が生成する駆動電力により決定される。
【００３３】
図３は、図２に示した保持手段３を回転軸２の方向から見た平面図である。可動部３０２を見やすくするため、多層光ディスク１とディスク押さえ３０４とハブ４を省略して示している。
【００３４】
非可動部３０１の回転中心は、回転軸２の回転中心Ｏと一致するようにハブ４上に接着固定されている。非可動部３０１の中心Ｏを通るＸ軸上及びＹ軸上にアクチュエータ３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄが設置されている。駆動回路３０５が生成する駆動電力によりアクチュエータ３０３ａがＸ軸方向に伸び、アクチュエータ３０３ｂがＸ軸方向に縮むことで、可動部３０２がＸ軸方向にΔＸだけ移動する。同様にアクチュエータ３０３ｃがＹ軸方向に伸び、アクチュエータ３０３ｄがＹ軸方向に縮むことで、可動部３０２がＹ軸方向にΔＹだけ移動する。この結果、可動部３０２はベクトルＯＯ’の方向へ移動し、多層光ディスク１もベクトルＯＯ’の方向へ移動する。
【００３５】
多層光ディスク１の偏芯情報は、光ディスクが１回転する間にレーザを光ディスクに照射し、反射成分を検出することで得られる。この情報を、図１に示したコイル６０２とコイル５０２の電磁結合を通じて図２の駆動回路３０５に送信する。駆動回路３０５は、偏芯量が最小になる方向に各アクチュエータに電力を供給する。図３に示すように、Ｘ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方向にΔＹだけ駆動して多層光ディスク１をベクトルＯＯ’の方向へ移動させる。その後、光ディスクの偏芯情報を再度取得し、偏芯量が規定値以内に納まっていない場合は、再度アクチュエータの駆動量を調節して光ディスクの偏芯量を調節する。
【００３６】
なお本実施例では、アクチュエータ動作をわかり易くするために４本のアクチュエータを用いたが、可動部３０２を保持しながら移動可能な仕組みであれば良いので、少なくとも３本以上のアクチュエータで構成すれば良い。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向に伸縮するアクチュエータにより説明したが、２次元平面内の任意の方向に移動可能なアクチュエータ、例えば複数の偏芯ステージを軸方向に重ね合わせて、各偏芯ステージを回転させることで偏芯調整する方式で構成しても良い。また、複数のアクチュエータの一部を弾性体やバネ材で置き換えても良い。弾性体がアクチュエータの押圧力を吸収して応力を緩和するので、可動部３０２に過大な力が加わることがなくなり、可動部３０２の反りなどに伴う多層光ディスク１の変形を防止できる。
【００３７】
図４は、本発明の第二の実施例を示すディスク記録再生装置を、ディスク回転軸を通る面で切断した断面図である。図４においてロータ側コア５０３の外周部に、ホール素子などの磁気検出素子１８を設置し、ステータ側コア６０３の外周部に永久磁石などの磁性体１９を設置した。
【００３８】
図５は、図４における多層光ディスク１を回転軸２の方向から見た平面図である。ハブ４に対して多層光ディスク１がＸ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方向にΔＹだけ偏芯している。ハブ４が一回転する間に、磁気検出素子１８は磁性体１９と接近する。図５は磁気検出素子１８が磁性体１９の直上に位置した状態を示している。
【００３９】
図１６に、偏芯を調節する手順のフローを示す。最初にモータに給電してハブを回転させる（S101）。次に磁気検出素子１８の出力電圧を計測する（S102）。最大電圧に到達した時点が、図５に示すように磁性体１９と磁気検出素子１８が対向した時点である。このときの時刻をｔ＝０とする(S103)。
【００４０】
次に、レーザを光ディスクに照射して、トラックを横切る頻度を計測し、最外周のトラック、又は最内周のトラックに到達した時点を計測する（S104）。この時刻をｔ＝ｔ１とする(S105)。時刻ｔ＝０とｔ＝ｔ１の差から、ハブ４に対する光ディスクの偏芯方向θを確定する(S106)。次にtanθ＝ΔＹ／ΔＸを満足するΔＸとΔＹの組み合わせで図３に示すようにアクチュエータ３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄを駆動する(S107)。
【００４１】
次に、レーザを光ディスクに照射して再度トラックを横切る頻度を計測して偏芯量を評価する(S108)。偏芯量が許容値内に納まっていれば終了し、納まっていなければ再度tanθ＝ΔＹ／ΔＸを満足する方向にアクチュエータを駆動する。このように偏芯調整を行うことで、ディスク１の中心Ｄをハブ４の回転中心Ｏに近づけることができる。
【００４２】
以上の構成によれば、偏芯補正手段のランダムな駆動とフィードバックによって偏芯方向を探索する方法に比べて、偏芯補正手段の駆動方向を迅速に決定することができるので、偏芯補正時間を短縮できる。
【００４３】
なお磁気検出素子１８と磁性体１９は、回転体であるハブ４側と非回転体であるベース８側の双方に対面するように配置すれば良く、図４に示した位置に限定する必要はない。例えばハブ４の最下面に磁気検出素子１８を設置し、回路基板９の表面に磁性体１８を設置しても良い。
【００４４】
また、磁気検出素子１８をベース側に配置し、磁性体１９をハブ４側に配置しても上記と同様の効果を得る。さらに磁気検出素子１８と磁性体１９のどちらかを複数個、又は双方を複数個設置すれば、ハブ４の回転角度をより高精度に検知できる。また、光ディスクの製造工程において、ディスク毎に計測した各記録層の相対的な偏芯情報をディスクに記録しても良い。
【００４５】
図６は、多層光ディスク１における偏芯情報の記録領域を示す。図６（ａ）に示すように光ディスクの内周部には、コントロールデータが記録されたコントロールトラック領域が設けられている。さらに図６（ｂ）に示すように、コントロールデータには例えばメディアの世代情報、メディアのベンダー情報、ディスクの記録再生特性情報、フォーマット情報などが含まれている。多層光ディスクの製造工程の最後において、第０層から第ｎ層までの各層のトラック偏芯を測定し、コントロールトラック領域のある領域に偏芯情報として記録しておく。
【００４６】
なお、ここで述べた偏芯情報とは、例えば図５に説明したように、ディスク１の中心Ｄをハブ４の中心に一致させるために必要な駆動情報ΔＸとΔＹ、又は角度θと距離ＯＤのことを指す。
【００４７】
多層光ディスクを初めて記録再生装置に搭載するときに、レーザを用いて一回だけ偏芯量を測定し、図１から図５に述べた方法により偏芯補正を行っておく。次に、その他の任意の層に対しては、図６に示したようなディスクに記録された相対的な偏芯情報を用いれば即座に偏芯調整できるので、各層ごとの偏芯量測定が不用となり、層切り替え時の偏芯補正時間を短縮できる。
【００４８】
また、光ディスクの各記録層の偏芯情報を、規格によって定められた特定の記録層に記録しても良い。特定の記録層のみ偏芯量の許容値を満足するように高精度に光ディスクを製造しておけば、その特定層に対しては偏芯補正なしでアクチュエータがトラッキング可能となる。また、その特定層に他の層の相対的な偏芯情報が記録されているので、これを読み取れば偏芯補正手段の駆動量を迅速に決定することが可能になり、短時間で偏芯補正を完了できる。このような構成により各層ごとの偏芯量測定が不用となり、層切り替え時の偏芯補正時間を短縮できる。また上記特定の記録層を除いて、他の記録層は偏芯量の許容値を緩和できるので、多層光ディスクの製造コストを低減できる。
【００４９】
図７は、本発明の第三の実施例を示す多層光ディスクのバーストカッティングエリアとその読み取り信号波形の例を示す。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、光ディスク１には、ディスクの偏芯補正をしなくても情報を読むことができるバーストカッティングエリア２０が設けられている。そこで光ディスクの製造工程において、ディスク毎に計測した各記録層の偏芯情報をバーストカッティングエリア２０に記録しておく。光ディスクを初めて記録再生装置に搭載するときに、光ピックアップを駆動してバーストカッティングエリア２０の直下に移動させる。レーザをバーストカッティングエリア２０に照射して、反射成分を受光素子で検出する。
【００５１】
検出信号の例を図７（ｂ）に示す。検出信号には、ディスク上で角度０度を意味する基準位置情報と、第０層から第ｎ層までの各層の偏芯情報が記録されている。これらの情報を解読することで偏芯補正手段の駆動量を決定できる。このような方法により、偏芯補正手段３のランダムな駆動とフィードバックによる学習方法に比べて偏芯補正時間を短縮できる。
【００５２】
また上記方法はバーストカッティングエリア以外にも適用可能であり、ディスクの偏芯補正をしなくても情報を読むことができる手段であれば良い。例えばエンボスドットやピットなど穴状の加工部や、ウォブルなどの溝状の加工部に情報として記録しても良い。
【００５３】
また偏芯情報は、上記バーストカッティングエリアや各種加工部などに記録せずに、光ディスクを搭載する度に計測した偏芯情報を利用する構成でも良い。図１７に、そのような構成をブロック図で示す。
【００５４】
図１７において、光ピックアップ２０５が受光した信号から、トラッキング誤差信号を回路２０６において生成する。この出力を元に偏芯調整用アクチュエータを駆動すべき量ΔX、ΔYを回路２０９で生成し、その出力をモータ２０２のステータ側に設置されたステータ側電磁誘導手段２１０ａに供給する。ΔX、ΔYなどの情報は、電磁誘導によりロータ側電磁誘導手段２１０ｂに伝送され、偏芯調整用アクチュエータ２１１の駆動に利用される。このような構成によれば、光ディスクを搭載する度に偏芯量を測定する必要があるが、バーストカッティングエリアや各種加工部などに偏芯情報を記録する必要がなくなり、従来の光ディスクのフォーマットを変更せずに偏芯調整することができる。
【００５５】
図８は、本発明の第四の実施例を示すディスク記録再生装置を、ディスク回転軸を通る面で切断した断面図である。
【００５６】
図８において、ディスク保持手段３とハブ４の間に、複数のボールからなるボールバランサ２２とボール保持部材２１を配置した。ディスク回転時にボールバランサ２２が自身の遠心力によりボール保持部材２１の外周部に再配置する。この作用により、回転体中心に対する偏芯補正後のディスク重心のずれ量が低減し、ディスク回転時に回転軸に加わる振動力が緩和される。モータ消費電力の低減に効果があり、またディスク装置としての長期信頼性も向上する。
【００５７】
図９は、本発明の第五の実施例を示すディスク記録再生装置における、ディスク保持手段３及びその周辺部を、ディスク回転軸２を通る面で切断した断面図である。
【００５８】
ディスク保持手段３は、非可動部３０１と、光ディスク１の内径側の側面を押圧してディスクを固定するためのアクチュエータ３０３と、アクチュエータ３０３を駆動するため駆動回路３０５からなる。アクチュエータ３０３は、印加される電圧や電流によって伸縮量が制御できるアクチュエータであり、電磁アクチュエータや静電アクチュエータなどから成る。アクチュエータ３０３の伸縮量は、受信コイル５０２が受信した制御情報に基づいて駆動回路３０５が生成する駆動電力により決定される。
【００５９】
まずディスク搭載の際に、非可動部３０１の表面に設置された光センサや感圧センサなどで、ディスクの搭載を検知する。次に、駆動回路３０５がアクチュエータ３０３を伸張させることで光ディスクをハブ上に固定する。ディスク取り外しの際は、取り外しを要求する信号が検知された時点で、駆動回路３０５がアクチュエータ３０３を収縮させることで光ディスクをハブ上に固定する力が解除され、取り外し可能な状態になる。
【００６０】
従来のディスク保持機構に比べて、多層光ディスク１を変形させる外力や多層光ディスク１の内径の側面に加わる応力を最小限にできる。これにより信頼性の高いディスク記録再生装置を提供できる。
【００６１】
図１０は、本発明の第六の実施例を示すディスク記録再生装置における、ディスク保持手段３及びその周辺部を、ディスク回転軸２を通る面で切断した断面図である。
【００６２】
光ディスク１の内径側の側面に、鉄などの軟磁性材料からなる磁性体２３を接着固定した。またディスク保持手段３は、非可動部３０１と、磁性体２３に対面する位置に設けた電磁力発生手段３０６と、電磁力発生手段３０６を駆動するため駆動回路３０５からなる。電磁力発生手段３０６は、例えば磁性体コアと巻き線コイルからなる電磁石であり、印加する電流量と電流方向を制御することで、磁性体２３を吸引したり、磁性体２３を反発したりする力を発生できる。
【００６３】
ディスク搭載や取り外しの際に磁性体２３へ加わる電磁力を制御できるので、従来のディスク保持機構に比べて多層光ディスク１に加わる外力を低減できる。これにより信頼性の高いディスク記録再生装置を提供できる。また、上記電磁力はハブ４を含む回転体の内部のみに作用し、軸と軸受けの接触面には作用しない。このため、回転体と非回転体の間に電磁力を発生させる方法に比べてディスク回転時の消費電力は増大せず、軸受け部の長期信頼性も低下することはない。
【００６４】
図１１は、本発明の第七の実施例を示すディスク記録再生装置における、異なる記録密度の規格に対応した光ディスクを保持する保持手段３及びその周辺部を、ディスク回転軸２を通る面で切断した断面図である。
【００６５】
図１１（ａ）は、記録密度の高い上位規格の光ディスク１ａを保持手段３に搭載するときの断面図である。駆動回路３０５を制御して光ディスク１の中央部に設けられた内径Ｄａの開口部に内接するようにアクチュエータ３０３の伸縮量を調節する。図１１（ｂ）は、記録密度の低い下位規格の光ディスク１ｂを保持手段３に搭載するときの断面図である。駆動回路３０５を制御して光ディスク１の内径Ｄｂに内接するようにアクチュエータ３０３の伸縮量を調節する。
【００６６】
電磁誘導手段により供給された電力を用いて駆動回路３０５を駆動し、アクチュエータ３０３の伸縮量を自由に調節できるので、このように内径の異なる複数の規格に対応したディスクを保持することができる。また、記録密度の高い上位ディスクの内径を、記録密度の低い下位ディスクの内径より小さな内径としたので、上位ディスクを下位ディスク用のドライブに搭載しようとしても内径が小さくて挿入不可能となるので、誤操作を防止することができる。
【００６７】
図１２は、本発明の第八の実施例を示すディスク記録再生装置における、ディスク保持手段３及びその周辺部を、ディスク回転軸２を通る面で切断した断面図である。
【００６８】
アクチュエータ３０３の先端に圧力センサ３０７を設け、駆動回路３０５と電気的に接続しておく。圧力センサ３０７の出力をモニタしながらアクチュエータ３０３を駆動し、光ディスク１の内径と接触して圧力センサ３０７の出力が一定のしきい値に達した時点でアクチュエータ３０３の駆動を停止する。このときのアクチュエータ３０３の駆動距離を検知することで、搭載ディスクの内径を評価することができる。アクチュエータ３０３の駆動距離は、予め印加電力と駆動距離の相関をデータとして取得しておけば、印加電力の値から駆動距離を求めることができる。
【００６９】
また上記の構成において、光ディスク１の内径と記録密度の規格を対応させておけば、搭載ディスクの内径を検知することにより、搭載ディスクの規格を判断できる。このためディスクの規格を判断するためにレーザを起動したり照射したりする必要がなくなり、より迅速にディスクへ記録再生することができる。
【００７０】
図１３は、本発明の第九の実施例を示すディスク記録再生装置を、ディスク回転軸を通る面で切断した断面図である。
【００７１】
本実施例では、ロータ側電磁誘導手段５及びステータ側電磁誘導手段６を取り囲む外周部に、ステータコア１０と巻き線１１とロータ磁石７からなるモータ部を設置した。上記の構成により、電磁誘導手段とモータ部がドライブの厚さ方向に重ならないので、従来よりもディスク記録再生装置の薄型化が可能になる。多層光ディスクにおいて課題となる層間の偏芯補正や、多層膜の剥離の問題を解決しながら、ノートＰＣなどに好適な薄型のディスク記録再生装置を提供できる。
【００７２】
また、以上に述べた実施例は、回転体又はディスクに電力を供給する必要がある記憶装置一般に適用可能である。例えば特開2004-310912号公報に開示されているように、エレクトロクロミック材料を用いた層選択型多層光ディスクの駆動装置にも適用可能である。更に、複数の実施例を組み合わせることも当然に可能である。例えば、図９に示した第五の実施例のディスク保持手段を図２、図３にて説明した第一の実施例の偏芯補正手段を備えるディスク保持手段としてもよいし、図１３に示した第九の実施例のディスク保持手段を図２、図３にて説明した第一の実施例の偏芯補正手段を備えるディスク保持手段としてもよい。また、図１３に示した第九の実施例のディスク保持手段３を、図２、図３にて説明した第一の実施例の偏芯補正手段と図９にて説明した第五の実施例のディスク保持手段の両方の機能を有するディスク保持手段としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第一の実施例を示すディスク記録再生装置の断面図。
【図２】第一の実施例におけるディスク保持手段周辺部の断面図。
【図３】第一の実施例におけるディスク保持手段を回転軸方向から見た平面図。
【図４】第二の実施例を示すディスク記録再生装置の断面図。
【図５】第二の実施例における多層光ディスクを回転軸方向から見た平面図。
【図６】多層光ディスクにおける偏芯情報の記録領域を示す図。
【図７】第三の実施例における多層光ディスクのバーストカッティングエリアとその読み取り信号波形の図。
【図８】第四の実施例を示すディスク記録再生装置の断面図。
【図９】第五の実施例におけるディスク保持手段周辺部の断面図。
【図１０】第六の実施例におけるディスク保持手段周辺部の断面図。
【図１１】第七の実施例における、異なる記録密度の規格に対応した光ディスクを保持する保持手段周辺部の断面図。
【図１２】第八の実施例におけるディスク保持手段周辺部の断面図。
【図１３】第九の実施例を示す情報記録装置の断面図。
【図１４】従来のディスク記録再生装置のトラッキング制御方法を示すブロック図。
【図１５】多層光ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図１６】偏芯を調節する手順を示すフロー図。
【図１７】光ディスクを搭載する度に計測した偏芯情報を利用する情報記録装置の構成図。
【符号の説明】
【００７４】
１…多層光ディスク、２…回転軸、３…ディスク保持手段、４…ハブ、５…ロータ側電磁誘導手段、６…ステータ側電磁誘導手段、７…ロータ磁石、８…ベース、９…回路基板、１０…ステータコア、１１…巻線、１２…ステータコア固定リング、１３…軸受け、１４…キャップ、１５…対物レンズ、１６…トラッキングアクチュエータ、１７…光ピックアップ、１８…磁気検出素子、１９…磁性体、２０…バーストカッティングエリア、２１…ボール保持部材、２２…ボールバランサ、２３…磁性体、２０１…光ディスク、２０２…モータ、２０３…対物レンズ、２０４…トラッキングアクチュエータ、２０５…光ピックアップ、２０６…トラッキング誤差信号生成回路、２０７…トラッキングアクチュエータ制御回路、２０８…トラッキングアクチュエータ駆動回路、２０９…偏芯調整アクチュエータ駆動信号生成回路、２１０ａ…ステータ側電磁誘導手段、２１０ｂ…ロータ側電磁誘導手段、２１１…偏芯調整用アクチュエータ、３０１…非可動部、３０２…可動部、３０３…アクチュエータ、３０４…ディスク押さえ、３０５…駆動回路、３０６…電磁力発生手段、３０７…圧力センサ、５０１…ロータ側電力受電コイル、５０２…ロータ側制御信号受信コイル、５０３…ロータ側コア、６０１…ステータ側電力送電コイル、６０２…ステータ側制御信号送信コイル、６０３…ステータ側コア、７０１…基台、７０２…ディスク基板、７０３…中間層、７０４…転写基板、７０５…センターピン、７０６…ディスク基板センターホール、７０７…転写基板センターホール
【図１】
2007317252.tif 000003
【図２】
2007317252.tif 000004
【図３】
2007317252.tif 000005
【図４】
2007317252.tif 000006
【図５】
2007317252.tif 000007
【図６】
2007317252.tif 000008
【図７】
2007317252.tif 000009
【図８】
2007317252.tif 000010
【図９】
2007317252.tif 000011
【図１０】
2007317252.tif 000012
【図１１】
2007317252.tif 000013
【図１２】
2007317252.tif 000014
【図１３】
2007317252.tif 000015
【図１４】
2007317252.tif 000016
【図１５】
2007317252.tif 000017
【図１６】
2007317252.tif 000018
【図１７】
2007317252.tif 000019