(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報記録媒体を保持するシャフトを有するスピンドル部と、
前記シャフトと前記シャフトの周囲に配置された第１の多孔質材料との間に形成された流体膜により前記スピンドル部を回転支持する第１の流体ベアリングと、
前記スピンドル部を回転駆動するモータ部と、
前記シャフトの上端部にシャフトの軸方向に押圧される調心部材と、
前記シャフトの上端部に固着された多孔質材料と前記調心部材との間に形成された流体膜により、前記調心部材と前記シャフトの上端部を非接触に保つための第２の流体ベアリングと、を有することを特徴とするスピンドル回転駆動装置。
【請求項２】
調心部材が、昇降ステージに対して流体圧によって浮上・吸着自在である浮上プレートに結合されていることを特徴とする請求項１記載のスピンドル回転駆動装置。
【請求項３】
シャフトの円筒面に流体を噴出するエアーパッドが設けられており、前記シャフトに嵌挿される情報記録媒体の偏心を前記流体の流体膜によって防ぐように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のスピンドル回転駆動装置。
【請求項４】
第２の流体ベアリングのエアーが、第１の流体ベアリングからシャフトの内部配管を経て供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のスピンドル回転駆動装置。
【請求項５】
シャフトのエアーパッドのエアーが、第１の流体ベアリングから前記シャフトの内部配管を経て供給されるように構成されていることを特徴とする請求項３または４記載のスピンドル回転駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項記載のスピンドル回転駆動装置を用いてシャフトに嵌挿した情報記録媒体を回転させながらヘッドによって前記情報記録媒体に対する情報の記録再生を行なうことを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項７】
請求項１ないし５いずれか１項記載のスピンドル回転駆動装置を用いてシャフトに嵌挿した情報記録媒体を回転させながらヘッドによって前記情報記録媒体にサーボ情報を記録することを特徴とする情報記録媒体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク、光ディスク、光カード等の情報記録媒体を複数枚積層して回転駆動するスピンドルモータ等のスピンドル回転駆動装置および情報記録再生装置ならびに情報記録媒体製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク、光ディスク、光カード等の情報記録媒体の製造や検査等のために用いられる情報記録再生装置は、複数枚のディスク等を積層して回転駆動するスピンドルモータ等のスピンドル回転駆動装置を搭載する。
【０００３】
図６は一従来例によるスピンドル回転駆動装置を示すもので、情報記録再生装置のベース１０１の表面に立設されたスピンドル部１１０は、複数のディスクＤを積層・保持し、ベース１０１の下側に配設されたモータ部Ｍ0 によって回転駆動される。
【０００４】
スピンドル部１１０は、ベース１０１に固定された空気ベアリング１１１によって回転支持されたシャフト１１２を有し、空気ベアリング１１１の固定側には多孔質材料からなるリング状のエアーパッド１１１ａと、これにクリーンエアを導くための配管１１１ｂが設けられる。
【０００５】
複数枚のディスクＤは、各ディスクＤの間にスペーサＳを挟んだ状態で積層され、シャフト１１２と一体であるクランプ１１２ａと、シャフト１１２の上端に締結されるハブ１１３の間に挟持される。
【０００６】
シャフト１１２は、空気ベアリング１１１の下側に配設されたフランジ部１１２ｂを介してベース１０１の下へのびており、シャフト１１２の下端にはエンコーダのスケールディスク１１５が搭載され、光学ヘッド１１６に対向している。
【０００７】
また、シャフト１１２と一体である磁石からなるロータ１１７と、モータハウジング１１８に保持されたヨーク１１９ａおよびコイル１１９ｂからなるステータ１１９によって、シャフト１１２を回転駆動するモータが構成されている。なお、上記のエンコーダは、モータの回転速度の検出および制御等に用いられる。
【０００８】
スペーサＳは、各ディスクＤの平行度を保ち、回転時の面振れを抑えることを主な目的とする。
【０００９】
ディスクＤをシャフト１１２に嵌挿するときには、各ディスクＤの中心穴を交互に逆向きにシャフト１１２に押し付けて、シャフト１１２とディスクＤの中心穴の間に形成される隙間が、回転軸（スピンドル軸）Ｏの両側に均等に配分されるように組み付ける。このようにして、各ディスクＤの偏心によって生じる動的アンバランスを抑えている。
【００１０】
【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よれば、近年、情報記録装置には大容量の情報記録が要望されており、ディスク等の記録媒体の高密度化、高速回転化が進んでおり、これに伴なって、狭トラックピッチ化や、トラックピッチ誤差を厳しく管理することが要求されており、このような要求に答えるためには、スピンドル軸の同期振れ、および非同期振れを抑えることはもちろん、各記録媒体のスピンドル軸に対する偏心を抑えることが重要である。
【００１１】
しかしながら、要求されるトラックピッチ精度と比較すると、記録媒体であるディスクが規格によって持つ中心穴の穴径公差は非常に大きく、この公差によって生じるディスクの偏心は、トラックピッチ精度の向上を困難なものにしている。
【００１２】
また、ディスクを回転させたときの動的な重心バランスのずれは振れ回り振動を発生させる要因となり、高速回転下にあってはスピンドル軸の振動だけではなく、モータを固定しているベースを介して磁気ヘッド等の磁気記録変換器を振動させ、これらの高精度な位置決めを阻害するものとなる。
【００１３】
さらに、多数枚のディスクの積層は各ディスクの偏心修正を難しくし、動的アンバランスを増大させることになる。
【００１４】
前記従来例においては、スペーサを用いてディスクの水平方向に対する面振れを抑えるものであり、各ディスクの偏心に起因する動的アンバランスを修正する機構は付加されていない。このため、ディスクを交互にシャフトに押し付けて各ディスクの内周面とシャフトの隙間を均一に配分し、動的なアンバランスの乱れを抑えていたが、返って、各ディスクとシャフトとの隙間を最大にする結果となり、各ディスクの偏心量としてはディスクの中心穴の穴径の有する公差寸法の１／２倍となってしまう。
【００１５】
また、限られたスペース内でシステムを構成するにあたって、シャフトの下部を１個の流体ベアリングによって回転支持するだけでは、図６の破線で示すようなディスクスタック先端部の振れを抑えることは困難となっている。
【００１６】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、複数の情報記録媒体を保持して回転させたときの動的アンバランスによる振れ回り振動の少ないスピンドル回転駆動装置および情報記録再生装置ならびに情報記録媒体製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスピンドル回転駆動装置は、複数の情報記録媒体を保持するシャフトを有するスピンドル部と、前記シャフトと前記シャフトの周囲に配置された第１の多孔質材料との間に形成された流体膜により前記スピンドル部を回転支持する第１の流体ベアリングと、前記スピンドル部を回転駆動するモータ部と、前記シャフトの上端部にシャフトの軸方向に押圧される調心部材と、前記シャフトの上端部に固着された多孔質材料と前記調心部材との間に形成された流体膜により、前記調心部材と前記シャフトの上端部を非接触に保つための第２の流体ベアリングと、を有することを特徴とする。
【００１８】
調心部材が、昇降ステージに対して流体圧によって浮上・吸着自在である浮上プレートに結合されているとよい。
【００１９】
シャフトの円筒面に流体を噴出するエアーパッドが設けられており、前記シャフトに嵌挿される情報記録媒体の偏心を前記流体の流体膜によって防ぐように構成されているとよい。
【００２０】
第２の流体ベアリングのエアーが、第１の流体ベアリングからシャフトの内部配管を経て供給されるように構成されているとよい。
【００２１】
シャフトのエアーパッドのエアーが、第１の流体ベアリングから前記シャフトの内部配管を経て供給されるように構成されているとよい。
【００２２】
【作用】
スピンドル部のシャフトに複数の情報記録媒体（以下、「記録媒体」という。）を保持して回転させたときの振れ回り振動を低減するために、スピンドル部の下部を第１の流体ベアリングによって回転支持するとともに、第２の流体ベアリングを介してシャフトの上端部に調心部材を押圧し、振れ回り振動等の原因となる軸振れを防ぐ。
【００２３】
また、記録媒体をスピンドル部のシャフトに嵌挿するときに、エアーパッドから流体を噴出し、その流体圧によって記録媒体の偏心を防ぐことで、スピンドル部の動バランスを向上させ、回転中の振れ回り振動をより一層確実に回避することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は一実施の形態によるスピンドル回転駆動装置を示す模式断面図であって、ベース１の表面に立設されたスピンドル部１０は、複数の記録媒体であるディスクＤを積層・保持し、ベース１の下側に配設されたモータ部Ｍ1 によって回転軸（スピンドル軸）Ｏのまわりに回転駆動される。
【００２６】
スピンドル部１０は、ベース１に固定された第１の流体ベアリングである空気ベアリング１１によって回転支持されるシャフト１２を有し、空気ベアリング１１の固定側には多孔質材料からなるリング状のエアーパッド１１ａと、これにクリーンエアを導くための配管１１ｂが設けられる。
【００２７】
複数枚のディスクＤは、各ディスクＤの間にスペーサＳを挟んだ状態で積層され、シャフト１２と一体であるクランプ１２ａと、シャフト１２に締結されるハブ１３の間に挟持される。
【００２８】
シャフト１２の上端部を構成するハブ１３は、逆円錐状の凹所を有するエアーパッド１３ａを有し、シャフト１２の内部配管１２ｄと連通する内部配管１３ｂからクリーンエアーを上向きに噴出し、エアーパッド１３ａの凹所に押圧される調心部材である調心シャフト１４を非接触に保つための第２の流体ベアリングを構成する。
【００２９】
シャフト１２は、空気ベアリング１１の下側に配設されたフランジ部１２ｂを介してベース１の下へのびており、シャフト１２の下端にはエンコーダのスケールディスク１５が搭載され、光学ヘッド１６に対向している。
【００３０】
また、シャフト１２と一体である磁石からなるロータ１７と、モータハウジング１８に保持されたヨーク１９ａおよびコイル１９ｂからなるステータ１９によって、シャフト１２を回転駆動するモータが構成されている。なお、上記のエンコーダは、モータの回転速度の検出および制御等に用いられる。
【００３１】
スペーサＳは、各ディスクＤの平行度を保ち、回転時の面振れを抑えることを主な目的とする。
【００３２】
シャフト１２には、多孔質材料からなるエアーパッド１２ｃと、これにクリーンエアを導くための内部配管１２ｄが設けられており、シャフト１２の内部配管１２ｄに対する流体であるクリーンエアの供給は、空気ベアリング１１に設けられた第２の配管１１ｃを介して行なわれる。
【００３３】
シャフト１２の円筒面のエアーパッド１２ｃは、シャフト１２に嵌挿されるディスクＤおよびスペーサＳの中心穴の穴径より微小量だけ小さい外径を有する円筒状の多孔質部材である。
【００３４】
ディスクＤおよびスペーサＳを搭載する際には、図２に示すように、第２の配管１１ｃから高圧力の空気を供給し、シャフト１２のエアーパッド１２ｃから空気を噴出し、この状態で、シャフト１２の上端からディスクＤおよびスペーサＳを１枚ずつ嵌挿すると、前記空気によって形成される流体膜により、各ディスクＤおよび各スペーサＳはシャフト１２およびクランプ１２ａに対して自動的に調心されていく。このようにして各ディスクＤの偏心を防ぐ。
【００３５】
次いで、図３に示すようにディスクＤを固定するためのハブ１３を載置する。この状態でも依然、エアーパッド１２ｃから高圧力の空気を噴出している。前述のようにハブ１３には、多孔質材料からなり、逆円錐状の凹所を有するエアーパッド１３ａが設けられており、シャフト１２の内部配管１２ｄからハブ１３の内部配管１３ｂを経て高圧力の空気（クリーンエアー）が供給されている。
【００３６】
続いて、図４に示すように、ハブ１３のエアーパッド１３ａの中央の凹所に嵌合する調心シャフト１４が下降し、スピンドル部１０のシャフト１２の上端を軸方向に押圧して調心を行なう。調心シャフト１４は、浮上プレート２０に一体的に取り付けられており、浮上プレート２０は、内部配管２０ａを有し、配管２０ｂから供給される流体の流体圧によって昇降ステージ２１上で浮上、吸着される。昇降ステージ２１は、ガイド２２を介して上方ベース２３に昇降自在に支持されている。
【００３７】
浮上プレート２０が吸引によって昇降ステージ２１に吸着されると、図１に示す状態となる。この状態で、調心シャフト１４はエアーパッド１３ａによってハブ１３に対して非接触を保ち、先に搭載したディスクＤ、スペーサＳ、ハブ１３を軸方向に押圧し、調心を行なう。
【００３８】
本実施の形態によれば、スピンドル回転駆動装置のスピンドル部に保持されたディスクやスペーサは、これらをスピンドル部に装着する工程で、シャフトに配設されたエアーパッドの流体膜によって、ディスクやスペーサの中心穴の公差に起因する偏心を防ぐ。
【００３９】
このようにディスクやスペーサの中心穴の公差による偏心を防ぐことで、ディスク回転中の動的アンバランスを大幅に低減し、装置の振動を回避するとともに情報記録の高密度化と高速化を促進できる。
【００４０】
さらに、調心シャフト１４と、ハブ１３のエアーパッド１３ａからなる第２の流体ベアリングによって、シャフト１２を軸方向に非接触で押圧し、振れ回り振動を防ぐための調心が行なわれる。
【００４１】
このようにディスクを保持するスピンドル部の軸心の振れを効果的に低減することで、動的アンバランスによる振れ回り振動等をより一層低減し、低騒音で高性能な情報記録再生装置を実現できる。
【００４２】
図５は上記のスピンドル回転駆動装置を搭載する情報記録再生装置の全体を示すもので、石、金属等で作られた台盤５１に、前述の上部ベース２３を構成するコラム５１ａが立設されている。
【００４３】
コラム５１ａ上には、回転型位置決め制御装置５２が支持され、複数個の記録再生ヘッドであるヘッドを積層したヘッドスタックとこれを保持するキャリッジを含むヘッドスタックユニット５２ａをコラム５１ａの下へ垂下する。回転型位置決め制御装置５４は、モータ部と、センサ部である光学式エンコーダ等を備えており、コントローラ（図示せず）の制御によって、ヘッドスタックユニット５２ａを台盤５１に垂直な回転位置決め軸のまわりに回転位置決めする。
【００４４】
台盤５１には、Ｘ軸方向にのびる案内手段である一組の固定ガイド５６が固定され、各固定ガイド５６に、前述のベース１を構成する移動ステージ５７の下方に設けられた可動ガイド５８が嵌合しており、これによって、移動ステージ５７はＸ軸方向に往復移動自在である。可動ガイド５８の裏面には真空吸引孔が設けられており、移動完了後は、台盤５１に固定される。移動ステージ５７を移動させる際には、負圧を正圧に切り替えて、移動ステージ５７をわずかに浮上させた状態で移動させる。
【００４５】
移動ステージ５７には、台盤５１に垂直なスピンドル軸を有するスピンドル部１０とモータ部Ｍ1 からなるスピンドル回転駆動装置が搭載されており、移動ステージ５７とともにＸ軸方向に移動する。移動ステージ５７は、エアーシリンダによってＸ軸方向に駆動され、手動で調整可能な可動ストッパの位置を予め調整することによって、固定ガイド５６上の任意の位置に固定することができる。このようにして、移動ステージ５７上のスピンドル部１０と回転型位置決め制御装置５４との間の離間距離を決める。
【００４６】
ヘッド交換の際には、移動ステージ５７を後退させ、ディスクＤを回転型位置決め制御装置５４から最も離れた位置に移動させる。これによって、ヘッドとディスクＤの接触（干渉）を避けることができる。
【００４７】
記録再生時には、ディスクＤごとスピンドル部１０を回転させる。このとき、移動ステージ５７の移動によって、ディスクＤを載置したスピンドル部１０を回転型位置決め制御装置５４のヘッドスタックユニットに接近させ、回転型位置決め制御装置５４の回転によりヘッドをディスクＤ上の任意のトラックに位置決めする。この状態で、ヘッドからサーボトラックデータ等のサーボ情報を書き込んで、情報記録媒体を製造する。また、書き込み状態の確認のために、同じヘッドで、書き込んだ情報を読み出す。なお、上記の装置は、記録と再生の一方のみの装置であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００４９】
スピンドル部に複数の情報記録媒体を保持して回転させたときの振れ回り振動を低減し、記録再生の高密度化および高速化等に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態によるスピンドル回転駆動装置を示す模式断面図である。
【図２】図１の装置にディスクとスペーサを装着するときの状態を示す模式断面図である。
【図３】図２の装置にハブを載せた状態を示す模式断面図である。
【図４】図２の装置の調心シャフトを下降させるときの状態を示す模式断面図である。
【図５】情報記録再生装置全体を示す斜視図である。
【図６】一従来例によるスピンドル回転駆動装置を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１０    スピンドル部
１１    空気ベアリング
１１ａ，１２ｃ，１３ａ    エアーパッド
１２    シャフト
１３    ハブ
１４    調心シャフト
１７    ロータ
１８    モータハウジング
１９    ステータ
２０    浮上プレート
２１    昇降ステージ
【図１】
0004124926.tif 000002
【図２】
0004124926.tif 000003
【図３】
0004124926.tif 000004
【図４】
0004124926.tif 000005
【図５】
0004124926.tif 000006
【図６】
0004124926.tif 000007