JP2003022651A

JP2003022651A - 光ディスク駆動装置および光学的情報記録装置ならびに光学的情報再生装置

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Publication number: JP2003022651A
Application number: JP2001205931A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Onaki; 伸晃小名木; Yasutomo Aman; 康知阿萬; Shiyouzou Murata; 省蔵村田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP4190745B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可撓性を有するシート状の光ディスクの両側
において空気力により光ディスクの面ぶれを確実に抑制
し、高密度の記録を可能にする。【解決手段】回転する光ディスク１に対して第１の安
定化ガイド部材７を近づけると、ベルヌーイの法則に基
づき第１の安定化ガイド部材７におけるディスク侵入側
で圧力上昇が生じて光ディスク１が反発して浮上し、そ
の後、第１の安定化ガイド部材７の凸形状にしたがって
隙間が狭まり、流速が高まって圧力が減少して、光ディ
スク１は第１の安定化ガイド部材７に近づく。さらに、
光ピックアップ４上部に空気流の圧力を高める形状の第
２の安定化ガイド部材９を設けたため、第２の安定化ガ
イド部材９が光ディスク１を第１の安定化ガイド部材７
の方へ押すような状態になり、光ディスク１における面
ぶれの抑圧が良好に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性を有するシ
ート状の光学的情報記録媒体である光ディスクを回転駆
動するための光ディスク駆動装置および光学的情報記録
装置ならびに光学的情報再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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。光ディスクを高密度化するため
の手法のうち、基本的な方法は記録／再生のために用い
られる光のスポット径を小さくすることである。

【０００３】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（comp
actdisk）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。

【０００４】また、対物レンズについては、ＣＤ用はＮ
Ａ０．５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ＮＡ
０．７以上とすることが求められる。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ＯＰＬＵＳＥ（ｖｏｌ．２０Ｎｏ．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、例えば特開平７−１０５６５７号公
報,特開平１０−３０８０５９号公報に記載されている
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、前記従
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、可撓性のある光ディスクを安定板上
で回転させる方法では、特開平１０−３０８０５９号公
報に記載されているように、単純な平板上で回転させる
と、光ディスクと安定化板が接して摺動し、このため光
ディスクが振動して高周波の面ぶれが発生する。この面
ぶれは、機械的なフォーカスサーボでは応答できない周
波数領域にかかってくることが多く、残留サーボエラー
を十分抑圧することができない。

【００１０】さらに、面ぶれにより光ディスクと対物レ
ンズとが摺動すると、発塵を引き起こして、その塵埃な
どがエラーを発生させる原因となる。特に特開平７−１
０５６５７号公報に記載されているように、安定化板側
に記録膜が存在する構成であると、摺動により光ディス
クの記録膜を損傷して、直接エラーを引き起こすことに
なる。

【００１１】本発明の目的は、前記従来の課題を解決
し、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて記録
／再生を行う際に、光ディスクの両側において空気力に
より光ディスクの面ぶれを確実に抑制し、高密度の記録
を可能にした光ディスク駆動装置および光学的情報記録
装置ならびに光学的情報再生装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、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
における書き込みあるいは読み取りが行われる部位にお
ける回転軸方向の振れをベルヌーイの法則に基づく空気
流の圧力差によって安定化させる安定化手段とを備えた
光ディスク駆動装置であって、前記安定化手段を光ディ
スクのディスク両面側にそれぞれ設置し、両安定化手段
により面ぶれが安定化される光ディスクにおける部位の
ディスク回転方向上流側と下流側とに前記空気流の圧力
差を生じさせない領域を設けたことを特徴とし、この構
成によって、シート状の光ディスクにおける面ぶれを安
定化させた部位の前後位置に「逃げ」となる部分を設け
たことにより、安定化させた部位における光ディスクの
反発力を小さくすることができ、空気力による安定化力
の効果が増大し、さらに、光ディスクを挟んで両側に安
定化部材を設置したことにより、発生空気力をより安定
化に寄与するような方向に作用させることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
光ディスク駆動装置において、安定化手段を、光ディス
クにおける記録面側と、この記録面とは反対面側とにそ
れぞれ設置したことを特徴とし、この構成によって、光
ディスクにおける書き込みあるいは読み取りが行われる
記録面における回転軸方向の振れを効果的に安定させる
ことができる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の光ディスク駆動装置において、記録面側に設置
された安定化手段により光ディスクに対する反発力を発
生させることを特徴とし、この構成によって、光ディス
クに作用する吸引力に対する反発力を発生させて、発生
力のバランスを調整することができるため、面ぶれをよ
り安定させることができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１，２ま
たは３記載の光ディスク駆動装置において、記録面側に
設置された安定化手段と光ディスクとの距離を、記録面
とは反対面側に設置された安定化手段と光ディスクとの
距離よりも長く設定したことを特徴とし、この構成によ
って、光ディスクの記録面と安定化手段との当接を防止
することができ、書き込みあるいは読み取りのエラーを
防ぐことができる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４い
ずれか１項記載の光ディスク駆動装置において、光ディ
スクにおける書き込みあるいは読み取りが行われる部位
に対して、記録面側に設置された安定化手段における最
も突出した部位と、記録面とは反対面側に設置された安
定化手段における最も突出した部位とを、光ディスクの
円周方向に対してずらせて配設したことを特徴とし、こ
の構成によって、両安定化手段の位置関係をずらすこと
により、安定化手段によって発生する吸引力，反発力の
バランスを調整することができる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、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
ディスクの記録面に対して集光させて情報を書き込む光
学的書込手段と、この光学的書込手段により光ディスク
に対して書き込みが行われる部位における回転軸方向の
振れをベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によっ
て安定化させる安定化手段とを備えた光学的情報記録装
置であって、安定化手段を光ディスクのディスク両面側
にそれぞれ設置し、両安定化手段により面ぶれが安定化
される光ディスクにおける部位のディスク回転方向上流
側と下流側とに前記空気流の圧力差を生じさせない領域
を設けたことを特徴とし、この構成によって、請求項１
に記載の発明の作用効果を奏して、光ディスクにおける
書き込みが行われる部位の状態が安定し、書き込み記録
密度を高めることができる。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項６記載の
光学的情報記録装置において、安定化手段を、光ディス
クにおける記録面側と、この記録面とは反対面側とにそ
れぞれ設置したことを特徴とし、この構成によって、請
求項２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項６または
７項記載の光学的情報記録装置において、記録面側に設
置された安定化手段により光ディスクに対して反発力を
発生させることを特徴とし、この構成によって、請求項
３に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

【００２０】請求項９に記載の発明は、請求項６〜８い
ずれか１項記載の光学的情報記録装置において、記録面
側に設置される安定化手段を光学的書込手段における光
ディスク側に固定したことを特徴とし、この構成によっ
て、光学的書込手段により光ディスクに対して書き込み
が行われる部位に近い位置において安定化手段が良好に
作用することになり、さらに光学的書込手段が移動する
場合には安定化手段も共に移動させることができる。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、請求項９記載
の光学的情報記録装置において、光学的書込手段の上部
に固定された安定化手段における光ディスクに対する対
向設置距離を、光学的書込手段に設けられた集光用の対
物レンズが制御動作によって光ディスクに最も近づく距
離よりも短く設定したことを特徴とし、この構成によっ
て、対物レンズの存在に影響されずに、安定化手段によ
り良好な空気流を発生させることができる。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、請求項６〜１
０いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、記
録面側に設置された安定化手段と光ディスクとの距離
を、記録面とは反対面側に設置された安定化手段と光デ
ィスクとの距離よりも長く設定したことを特徴とし、こ
の構成によって、光ディスクの記録面と安定化手段との
当接を防止することができ、書き込みエラーを防ぐこと
ができる。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、請求項６〜１
１いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、光
学的書込手段により光ディスクに対して集光がなされる
部位に対して、記録面側に設置された安定化手段におけ
る最も突出した部位と、記録面とは反対面側に設置され
た安定化手段における最も突出した部位とを、光ディス
クの円周方向に対してずらせて配設したことを特徴と
し、この構成によって、請求項５に記載の発明と同様な
作用効果を奏する。

【００２４】請求項１３に記載の発明は、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に対して集光させて反射光により情
報を読み取る光学的読取手段と、この光学的読取手段に
より光ディスクに対して読み取りが行われる部位におけ
る回転軸方向の振れをベルヌーイの法則に基づく空気流
の圧力差によって安定化させる安定化手段とを備えた光
学的情報再生装置であって、前記安定化手段を光ディス
クのディスク両面側にそれぞれ設置し、両安定化手段に
より面ぶれが安定化される光ディスクにおける部位のデ
ィスク回転方向上流側と下流側とに前記空気流の圧力差
を生じさせない領域を設けたことを特徴とし、この構成
によって、請求項１に記載の発明の作用効果を奏して、
光ディスクにおける読み取りが行われる部位の状態が安
定し、読み取り精度を高めることができる。

【００２５】請求項１４に記載の発明は、請求項１３記
載の光学的情報再生装置において、安定化手段を、光デ
ィスクにおける記録面側と、この記録面とは反対面側と
にそれぞれ設置したことを特徴とし、この構成によっ
て、請求項２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

【００２６】請求項１５に記載の発明は、請求項１３ま
たは１４項記載の光学的情報再生装置において、記録面
側に設置された安定化手段により光ディスクに対して反
発力を発生させることを特徴とし、この構成によって、
請求項３に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

【００２７】請求項１６に記載の発明は、請求項１３〜
１５いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、
記録面側に設置される安定化手段を光学的読取手段にお
ける光ディスク側に固定したことを特徴とし、光学的読
取手段により光ディスクに対して読み取りが行われる部
位に近い位置において安定化手段が良好に作用すること
になり、さらに光学的読取手段が移動する場合には安定
化手段も共に移動させることができる。

【００２８】請求項１７に記載の発明は、請求項１６記
載の光学的情報再生装置において、光学的読取手段の上
部に固定された安定化手段における光ディスクに対する
対向設置距離を、光学的読取手段に設けられた集光用の
対物レンズが制御動作によって光ディスクに最も近づく
距離よりも短く設定したことを特徴とし、この構成によ
って、請求項１０に記載の発明と同様な作用効果を奏す
る。

【００２９】請求項１８に記載の発明は、請求項１３〜
１７いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、
記録面側に設置された安定化手段と光ディスクとの距離
を、記録面とは反対面側に設置された安定化手段と光デ
ィスクとの距離よりも長く設定したことを特徴とし、こ
の構成によって、請求項１１に記載の発明と同様な作用
効果を奏する。

【００３０】請求項１９に記載の発明は、請求項１３〜
１８いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、
光学的読取手段により光ディスクに対して集光がなされ
る部位に対して、記録面側に設置された安定化手段にお
ける最も突出した部位と、記録面とは反対面側に設置さ
れた安定化手段における最も突出した部位とを、光ディ
スクの円周方向に対してずらせて配設したことを特徴と
し、この構成によって、請求項５に記載の発明と同様な
作用効果を奏する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００３２】図１は本発明の第１実施形態を説明するた
めの光学的情報記録／再生装置の概略構成図であり、１
は可撓性を有するシート状の光ディスク、２は光ディス
ク１のハブ１ａを保持するスピンドルシャフト、３はス
ピンドルシャフト２を回転駆動するスピンドルモータ、
４は、光ディスク１に対して情報の書き込みを行う記録
手段、および書き込まれた情報の読み取りを行う再生手
段としての光ピックアップ、５は、図示しない光源から
の光を光ディスク１に対して集光し、かつ光ディスク１
からの反射光が通過するように光ピックアップ４に設け
られた対物レンズ、６は光ピックアップ４を光ディスク
１の半径方向へ移動させるピックアップ用位置決め装
置、７は、光ディスク１を介して光ピックアップ４に対
向設置され、光ディスク１の面ぶれを防止するための第
１の安定化ガイド材、８は第１の安定化ガイド部材７を
光ピックアップ４と連動して光ディスク１の半径方向へ
移動させる安定化ガイド用位置決め装置、９は、光ピッ
クアップ４の上部に固定され、かつ対物レンズ５におけ
る光入射／出射面部分を開放する通孔９ａが形成され、
第１の安定化ガイド部材７と共に光ディスク１の面ぶれ
を防止するための第２の安定化ガイド材、１０は前記各
構成部材を収納する装置本体である。

【００３３】図２（ａ），（ｂ）は前記光ピックアップ
を構成する記録手段と再生手段の説明図であり、記録手
段としては、図２（ａ）に示すように、入力された記録
信号に対してデジタル信号化処理，信号圧縮処理などを
行う信号処理回路１１と、信号処理回路１１からの出力
に基づいてレーザ駆動制御信号を生成するレーザ駆動制
御回路１２と、レーザ駆動制御回路１２からの出力を受
けて半導体レーザなどからなるレーザ光源１４を駆動す
るレーザ駆動部１３などからなっており、レーザ光源１
４から出射した高出射エネルギの出射光Ｌａが、図１に
示す光ピックアップ４の対物レンズ５により集光されて
光ディスク１の記録面を光スポットとして照射し、ビッ
ト形成による情報記録が行われる。

【００３４】また、再生手段としては、図２（ｂ）に示
すように、フォトダイオードなどからなる光電変換素子
１７と再生信号処理回路１８などからなり、光ディスク
１の記録面に形成されている記録ビットに対して、レー
ザ光源１４から低出射エネルギのレーザ光が出射され、
その反射光Ｌｂを対物レンズ５を通して光電変換素子１
７で受光し、光電変換素子１７からの出力に再生信号処
理回路１８で信号伸張処理などを施して再生信号を生成
する。

【００３５】光ディスク１は、図３の断面図に示すよう
な構成であって、記録層２０が光ピックアップ４の対物
レンズ５に対向し、基板２１が第１の安定化ガイド部材
８に対向するように、スピンドルシャフト２に設けられ
たチャッキング部にセットされる。

【００３６】本実施形態における光ディスク１の具体例
を説明する。基板として可撓性を持たせるために０．１
ｍｍ程度の薄いシートを用いた。例えばポリエチレンテ
レフタレート製の厚さ８０μｍのシートに熱転写で、ス
タンパのピッチが０．６μｍ、幅０．３μｍのグルーブ
を転写し、その後、スパッタリングでシート／Ａｇ反射
層を１２０ｎｍ／（ＺｒＯ₂-Ｙ₂Ｏ₃）-ＳｉＯ₂，７ｎｍ
／ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ，１０ｎｍ／ＺｎＳ-ＳｉＯ₂，
８０ｎｍ／Ｓｉ₃Ｎ₄ ４０ｎｍの順番に成膜した。この
シートにＵＶ樹脂をスピンコートし、紫外線照射で硬化
させて厚さ５μｍの透明保護膜を形成し、さらに、この
ディスクを大口径のレーザ光で記録層を溶融結晶化する
ことにより、反射率を上げたものを使用した。

【００３７】図４の説明図を参照して本実施形態におけ
る可撓性を有するシート状の光ディスクの面ぶれ安定化
について説明する。記録／再生時、前記構成の可撓性を
有する光ディスク１を、光ピックアップ４および第２の
安定化ガイド部材９と第１の安定化ガイド部材７との間
で回転させる。回転している光ディスク１は、それ自
体、小さいながら剛性を持ち、また回転すると遠心力の
作用により、真っ直ぐな状態になろうとする力を持つ。

【００３８】図４に示すように光ピックアップ４の上部
には、対物レンズ５よりも光ディスク１側に第２の安定
化ガイド部材９が設けられている。光ディスク１が回転
すると空気流が生じる。光ディスク１に対して第１の安
定化ガイド部材７を近づけると、ベルヌーイの法則に基
づき第１の安定化ガイド部材７におけるディスク侵入側
では圧力上昇が生じて光ディスク１が反発して浮上し、
その後、第１の安定化ガイド部材７の凸形状にしたがっ
て隙間が狭まるので、流速が高まって圧力が減少して、
光ディスク１は第１の安定化ガイド部材７に近づく。

【００３９】さらに本実施形態では、図４に示すよう
に、光ピックアップ４に空気流の圧力を高める形状の第
２の安定化ガイド部材９を設けたため、第２の安定化ガ
イド部材９が光ディスク１を第１の安定化ガイド部材７
の方へ押すような状態になり、光ディスク１における面
ぶれの抑圧がより良好に行われる。これにより、大きな
面ぶれ（ディスク回転軸方向の振れ）を減少させること
ができる。

【００４０】本実施形態では、第１の安定化ガイド部材
７を光ディスク１の基板２１に対向設置させ、かつ第２
の安定化ガイド部材９が光ピックアップ４の上部のみに
設置させている。例えば図４の構成例では、第１の安定
化ガイド部材７として、光ディスク１との対向面が円弧
状をなす円柱状のものを用いており、第１の安定化ガイ
ド部材７による前記空気圧の作用によって光ディスク１
において面ぶれが安定する部位はＡ点である。この部位
Ａにおいて空気力で面ぶれ最小にするのであるから、部
位Ａの近傍に撓みに起因するひずみが発生する。そのた
めディスク回転方向上流側と下流側とに前記空気圧の作
用を生じさせない領域（第１の安定化ガイド部材７と第
２の安定化ガイド部材９がない空間部）Ｂ，Ｃを設け、
面ぶれを安定化させた部位Ａの前後位置に光ディスク１
に「逃げ」となる部分を存在させることによって、面ぶ
れを安定化させた部位Ａにおける光ディスク１における
反発力を小さくするようにしている。

【００４１】図４における部位Ａ，Ｂ，Ｃにおける圧力
の関係は、それぞれの部位の圧力をＰａ，Ｐｂ，Ｐｃと
すると、Ｐｂ＞Ｐａ＞Ｐｃの関係が成立することが必要
となる。

【００４２】すなわち、Ｐｂ＞Ｐａの関係にすることに
より、光ディスク１を第１の安定化ガイド部材７から離
れさす力を発生させ、光ディスク１と第１の安定化ガイ
ド部材７とが摺接して、異常振動あるいは塵埃などを発
生することを防止する。また光ディスク１が第１の安定
化ガイド部材７から適当な距離を保って面ぶれを安定化
させるため、光ピックアップ４側から第１の安定化ガイ
ド部材７へ光ディスク１を押す力が必要となるため、Ｐ
ａ＞Ｐｃの関係にすることが必要になる。

【００４３】前記部位Ａにおける面ぶれを減らす力は、
物理的に位置が固定している第１の安定化ガイド部材７
に空気圧（負圧）より光ディスク１が吸い寄せられる力
のことである。具体的には、第１の安定化ガイド部材７
により光ディスク１を上方へ引っ張り、第２の安定化ガ
イド部材９が下方から上方へ光ディスク１を押すことに
よって、光ディスク１を第１の安定化ガイド部材７（位
置の基準となる）に押し付ける力がさらに増えて、光デ
ィスク１における面ぶれを減らすことができる。第２の
安定化ガイド部材９により光ディスク１を下方から上方
に押す力は、空気圧（正圧）であって第２の安定化ガイ
ド部材９からみると反発力となる。

【００４４】前記のような各部の関係構成によって、光
ディスク１に対する空気力による面ぶれ安定化力の効果
が増大することになる。

【００４５】万一、第２の安定化ガイド部材９において
負圧を発生させて光ディスク１に対する吸着力が生じる
と、光ディスク１の両側において負圧が発生することに
なり、第１の安定化ガイド部材７と第２の安定化ガイド
部材９間における圧力の差分が小さくなり、光ディスク
１を第１の安定化ガイド部材７に押し付ける力が減少し
て、光ディスク１に対する面ぶれ抑制の力が小さくなっ
てしまう。

【００４６】本実施形態では、光ディスク１における記
録層２０とは反対側である基板２１側に第１の安定化ガ
イド部材７が存在し、光ディスク１の記録層２０に対し
て記録／再生用の光Ｌａ，Ｌｂを集光して記録／再生を
行う。第１の安定化ガイド部材７は記録層２０の反対側
の基板２１側を安定化させる。このことにより、万一、
第１の安定化ガイド部材７と光ディスク１とに摺動状態
が発生しても記録層２０を損傷させることにならず、エ
ラーの発生の直接原因にはならない。また、光ディスク
１は、通常、記録層２０側が凸状に反る。これは記録層
２０におけるスパッタ膜が圧縮応力であることに対応す
る。このため、基板２１側から押すようにして第１の安
定化ガイド部材７を当てる方が、より第１の安定化ガイ
ド部材７と光ディスク１との圧着力が安定することにな
り、面ぶれに対する圧縮が良好になる。

【００４７】また光ディスク１における記録層２０側の
面ぶれを安定化させた部位Ａの反対側に対して直接的に
記録／再生用の光Ｌａ，Ｌｂが入出射するので、万一、
光ディスク１が第１の安定化ガイド部材７と摺動して傷
がついたとしても、その傷は記録層２０には付かないた
め記録／再生上のエラーを発生することがなくなり、ま
た、光ディスク１の基板２１には傷が付いても記録／再
生用の光Ｌａ，Ｌｂは基板２１を通らないため、基板２
１の傷の影響、および基板２１の光学特性の影響を受け
ることがなく、例えば基板２１としては不透明のもので
もよい。

【００４８】本実施形態における第２の安定化ガイド部
材９の作用について説明する。ベルヌーイの法則によ
り、既述した安定化の空気力は、光ディスク１と安定化
ガイド部材７，９とが近いほど大きくなる。このため、
第１の安定化ガイド部材７は光ディスク１に近接させる
必要がある。しかし、第２の安定化ガイド部材９は光デ
ィスク１を第１の安定化ガイド部材７側に押すことによ
って面ぶれを低減する、いわゆる「従」の作用でよいか
ら、光ディスク１の記録層２０への摺動傷の発生を防ぐ
ために、第１の安定化ガイド部材７表面と光ディスク１
間の距離よりも、第２の安定化ガイド部材９とディスク
１記録層表面の距離の方が長くなることが必要である。
したがって、本実施形態では、第２の安定化ガイド部材
９は第１の安定化ガイド部材７に比べて光ディスク１表
面との距離を長く設定してある。

【００４９】また、第２の安定化ガイド部材９では主に
反発力を生じるようにしているため、第２の安定化ガイ
ド部材９と光ディスク１の記録層２０との衝突はほとん
ど生じることはない。さらに、第２の安定化ガイド部材
９を対物レンズ５の設置位置よりも光ディスク１表面に
対して突き出すように設置してあるため、対物レンズ５
と光ディスク１が直接衝突することはなく、対物レンズ
５は衝突から保護される。

【００５０】第２の安定化ガイド部材９と光ディスク１
表面との距離は５０μｍから１５０μｍとなるように設
定する。近過ぎる両者が摺動を生じやすくなる。光ディ
スク１の面ぶれは１０μｍ未満であるが、安定点の周辺
に向かって徐々に面ぶれが大きくなっていくため、余裕
を見て１０μｍより大きくして５０μｍと設定すること
が望ましい。また高ＮＡの対物レンズ５の制御作動距離
は０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度であるため、第２の安定
化ガイド部材９は前記制御作動距離よりも光ディスク１
側に設置しなくてはならない。このことから、第２の安
定化ガイド部材９と光ディスク１表面との距離は５０μ
ｍ〜１５０μｍとなるように設定することが望ましい。

【００５１】図４の説明図を参照してさらに具体的に説
明する。図４において、第１の安定化ガイド部材７以外
の構成部材または装置本体ケース、あるいは光ディスク
１をカートリッジに収納した状態において使用する場合
は、そのカートリッジによってベルヌーイの法則による
作用が働かないように、それらから光ディスク１を１ｍ
ｍ程度以上離しているとする。ただし、例外的に対物レ
ンズ５が高ＮＡの場合には、作動距離が短くなるため、
対物レンズ５が０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ位まで近づく
ことになる。したがって、第２の安定化ガイド部材９は
０．２ｍｍ未満の距離まで近づく。また第２の安定化ガ
イド部材９と光ディスク１の最近接点の距離は略５０μ
m〜１５０μmである。

【００５２】さらに、図５に図４の構成における光ディ
スクの面ぶれの測定結果を示す。第１の安定化ガイド部
材７は先端形状が半径５０ｍｍ、直径が２０ｍｍであ
り、光ディスク１は、８０μｍのＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）シートに０．６５μｍピッチのトラッ
キング用の溝を形成し、記録膜をスパッタリングで形成
したものであって、半径４５ｍｍ、その回転数は２００
０ｒｐｍとし、レーザ変位計を用いて安定した状態の面
ぶれを測定したものである。

【００５３】第１の安定化ガイド部材７には異常振動が
なく、かつ光ディスク１にも摺動傷は発生しなかったの
で、過度の空気浮上が行われず摺動状態が生じていなか
ったと判断することができる。また、ディスク面ぶれは
２μｍ程度であって、通常の剛体のディスクが５０μｍ
以上の面ぶれを生じることからすると、極めて小さいこ
とが分かる。

【００５４】本実施形態の両安定化ガイド部材７，９
は、装置本体ケースに設置しても、カートリッジ内に内
設しても、いずれの場合にも前記のような良好な面ぶれ
安定化が得られた。

【００５５】そして、前記構成の本実施形態によるディ
スクシステムを波長４０５ｎｍ、かつＮＡ０．９の光ピ
ックアップを用いて記録再生を行った。例えば光ディス
クにおける記録位置は半径４５ｍｍとし、最短記録ビッ
ト長を０．１２μｍ、かつランダムなデジタルデータを
１−７ＲＬＬで変調して記録した。

【００５６】そして、記録線速度は１０ｍ／ｓ，記録ピ
ークパワーは５ｍＷ，消去パワーは２．６ｍＷ，記録ボ
トムパワーは０．１ｍＷの３値変調，再生は０．２５ｍ
Ｗで行ったとき、基本クロックと記録信号との間のジッ
ターは８％未満であった。さらに記録信号のエンベロー
プの乱れもなく、安定したフォーカスおよびトラッキン
グが行われていた。記録再生ともフォーカスの残留エラ
ーを測定したが、デフォーカス量は±０．１２μｍ以下
になっていた。０．８以上の高いＮＡでは、デフォーカ
スマージンがきわめて狭く、ＤＶＤなどに比べて数分の
１しかなく、デフォーカス量を±０．２μｍ以下にする
ことが必須である。その意味において本実施形態では十
分なフォーカス安定化が行われていたといえる。

【００５７】また、線速度を２０ｍ／ｓに上げて再生を
行ってデフォーカスを評価したが、その量は前記と同様
に±０．１２μｍ以下であった。従来の高剛性ディスク
では、線速度を上げると、共振などの作用のために面ぶ
れが増え、かつ面ぶれの周期が回転数に応じて速くな
り、フォーカスサーボの追随が困難となって、デフォー
カス量が増えるのに比べると良い結果が得られた。これ
は、本実施形態において、空気力安定化を用いているた
めに高線速になるほど安定化させる力が大きくなるから
である。

【００５８】本実施形態において、空気力安定化を効果
的に得るためには各部材における動作タイミングを考慮
する必要がある。本実施形態における記録／再生時の動
作を図６に示すフローチャートを参照して説明する。

【００５９】すなわち、図示しない中央演算処理回路に
スタート信号が入力することによって、スピンドルモー
タ４が始動して光ディスク１を回転させ（Ｓ１）、所定
の回転数に達したときに（Ｓ２のＹＥＳ）、第１の安定
化ガイド部材７を光ディスク１に対する所定の接近位置
まで移動させる（Ｓ３）。ここでレーザ変位計などを用
いて面ぶれの測定を行って所定の面ぶれ安定範囲に入っ
たときに（Ｓ４のＹＥＳ）、光ピックアップ４を光ディ
スク１に対する所定の接近位置まで移動させ（Ｓ５）、
この時点で記録／再生を開始する（Ｓ６）。

【００６０】そして、第１の安定化ガイド部材７を安定
化ガイド用位置決め装置８により、また光ピックアップ
４をピックアップ用位置決め装置６により連動して、光
ピックアップ４および第２の安定化ガイド部材９と、第
１の安定化ガイド部材７とが互いに対向するように光デ
ィスク１の半径方向に移動させ（Ｓ７）、全信号の記録
／再生が終了するまで継続する（Ｓ８）。

【００６１】第１の安定化ガイド部材７の形状として
は、前記形状のものが基本的なものであるが、図７に示
す第１の安定化ガイド部材２５のように形成することに
よって、より面ぶれを安定化させることができた。図７
に示す第１の安定化ガイド部材２５において、光ディス
ク１が進入する側を凸形状をなす正圧発生部２５ａと
し、この正圧発生部２５ａにより突入する空気によって
圧縮されて大気圧に比して圧力が高まるため、第１の安
定化ガイド部材２５と光ディスク１の間に反発力が生じ
る。また、第１の安定化ガイド部材２５の光ディスク１
が排出する側を凹形状をなす負圧発生部２５ｂとし、こ
の負圧発生部２５ｂにより流れる空気が急激に膨張して
大気圧に比して負圧となるため、第１の安定化ガイド部
材２５と光ディスク１の間に吸着力が働くようになる。

【００６２】このように第１の安定化ガイド部材２５と
光ディスク１との間におけるベルヌーイの法則による空
気圧の差により生じる吸着力と反発力のバランスのみで
光ディスク１の面ぶれを安定化させることができること
になる。

【００６３】さらに、第１の安定化ガイド部材２５にお
ける正圧発生部２５ａと負圧発生部２５ｂとの境目（ガ
イド面曲率境界線）に平坦部２５ｃを設けることによ
り、面ぶれ安定領域の広がりを大きく取れるようにして
いる。このように第１の安定化ガイド部材２５におい
て、反発力と吸着力との両方を発生させて、これらの作
用力によって光ディスク１と第１の安定化ガイド部材２
５との距離を安定化させることができる。

【００６４】また、第２の安定化ガイド部材９の構成
は、第１の安定化ガイド部材７，２５と形状は同様なも
のでよく、第１の安定化ガイド部材７，２５とは、対物
レンズ５における光源からの光の入射／出射を妨げない
光路を確保した構成にする必要がある点で差異がある。
例えば第２の安定化ガイド部材９に光の入射／出射用の
通孔を形成したり、あるいは通孔に光学的部品を設置し
たものであってもよく、さらには、第２の安定化ガイド
部材９全体を対物レンズ５の光の入射／出射に影響を与
えない光学的材料にて形成することなどが考えられる。

【００６５】また、第１，第２の安定化ガイド部材７，
９，２５の材質としては、表面において空気が円滑に流
れる高滑性と、高温に耐え得る耐温度特性とに優れたも
のが望ましく、例えばステンレス材を例示することがで
きる。

【００６６】なお、第１の安定化ガイド部材７，２５
は、図８に示すように、光ディスク１に対向させて周方
向に複数箇所に設置することによって、光ディスク１あ
るいは装置の設計，仕様に適応した光ディスク１の安定
状態を適宜設定することが考えられる。

【００６７】本実施形態では、空気力によって面ぶれあ
るいはチルトを補正することから、必然的に光ディスク
１は柔らかく可撓性を有していなければならない。その
結果として、安定化ガイド部材で安定化していない領域
では、光ディスク１には、ＣＤなどの通常のディスク材
料のものに比べて大きな面ぶれが生じ、０．５ｍｍ程度
までの面ぶれは容易に発生する。この面ぶれを、ピック
アップ４周辺の光安定化ガイド部材で一気に５μｍ以下
に収束することは場合によっては困難である。

【００６８】そこで本実施形態では、図８に示すよう
に、第１の安定化ガイド部材７を、光ディスク１の周方
向で、かつ光ピックアップ４の周辺から離した位置に複
数個設置することにより、光ディスク１全体を粗安定化
し、主安定面（光ピックアップ４付近）で更なる安定化
を図るようにすることにより、装置システム設計のマー
ジンを向上することができた。

【００６９】粗安定化のために設置される第１の安定化
ガイド部材７は、安定化作用においてはそれほどの精密
さがある必要はない。０．５ｍｍほどに達する大きな面
ぶれを取ればよいので、形状も主として反発力を発生さ
せればよく、単純な球面状の凸形状の作用で十分であ
る。むしろ摺動を発生させない設置構成にすることが必
要である。これは、摺動で不要な振動を引き起こさない
ほうが好ましいからである．このため、粗安定化のため
の補助ガイドとしての第１の安定化ガイド部材７は、光
ピックアップ４近傍の主ガイドとしての第１の安定化ガ
イド部材７よりも形状の大きい方が、浮上量が大きくな
って好ましい。すなわち、ガイド形状の大きい方が浮上
量は大きくなる傾向にあるからである。

【００７０】例えば主ガイドとしての第１の安定化ガイ
ド部材７が直径１０ｍｍの円柱であるとすると、補助ガ
イドとしての第１の安定化ガイド部材７がこれより大き
い直径２０ｍｍとすると浮上量は補助ガイドのほうが大
きくなる。このようにしたことによって、摺動の発生の
頻度を小さくすることができた。

【００７１】また、第１の安定化ガイド部材７の形状
が、円柱であり、かつ先端が半球形状をしている場合、
光ディスク１に平行な断面の面積と浮上量とは比例関係
がある。そのため前記補助ガイドが大きければ浮上量は
大きいところで安定する。

【００７２】図１に示す第１実施形態では、第１の安定
化ガイド部材７および安定化ガイド用位置決め装置８を
装置本体１０内における上部に設置している。したがっ
て、使用者は、光ディスク１をカートリッジなしの裸の
状態で取り扱うことができる。

【００７３】この場合、光ディスク１は薄いシート１枚
であるため、例えば袋に入れて取り扱い、使用するとき
に取り出して、スピンドルシャフト２にセットして使う
ようにすることにより、安価な光学的情報記録媒体とす
ることができる。

【００７４】図９は本発明の第２実施形態を説明するた
めの光学的情報記録／再生装置の概略構成図であり、第
２実施形態が第１実施形態と異なる構成は、１枚の光デ
ィスク１を開口窓２６，２６を設けたディスクカートリ
ッジ２７に内蔵し、このディスクカートリッジ２７を装
置内の所定の位置にセットし、図示しない操作手段によ
ってシャッタ２８，２８を移動させ、開放された開口窓
２６，２６に第１の安定化ガイド部材７と光ピックアッ
プ４および第２の安定化ガイド部材９を挿入するように
移動して、記録／再生が可能な状態にするようにした点
である。

【００７５】ディスクカートリッジ２７としては、一般
的な構成のものを採用することができるため、コストア
ップを伴うことはない。

【００７６】図１０は本発明の第３実施形態を説明する
ための光学的情報記録／再生装置の概略構成図であり、
第３実施形態では、第１の安定化ガイド部材３０をディ
スクカートリッジ３１の内部に設置したものである。こ
の場合、第１の安定化ガイド部材３０は、図１１に示す
ように、光ディスク１における径方向に延在させる横長
形状であって、第１，第２実施形態のような安定化ガイ
ド用位置決め機構８を不要にしている。この第１の安定
化ガイド部材３０の作用によって光ディスク１の面ぶれ
安定化が第１実施形態にて説明したと同様に生じるよう
になっており、第１の安定化ガイド部材３０によって、
最も光ディスク１の面ぶれを安定化することができる領
域が、光ピックアップ４の集光点に位置するように第１
の安定化ガイド部材３０が設置されている。

【００７７】第３実施形態では、図示しない操作手段に
よってシャッタ２８を移動させ、開放された開口窓２６
に第２の安定化ガイド部材９と光ピックアップ６の一部
を挿入するように移動して、記録／再生が可能な状態に
する。

【００７８】第３実施形態では、第１の安定化ガイド部
材３０がディスクカートリッジ３１に内蔵されるため
に、装置の全体構成としては剛体基板の光ディスクを用
いる従来の装置の構成と略同一にすることができるた
め、このような剛体基板を用いる光ディスクのシステム
との互換性を取ることが容易になる。

【００７９】図１２は本発明に係るディスクカートリッ
ジの実施形態を説明するための平面図、図１３は図１２
におけるＡ−Ａ線一部断面図であり、第１実施形態の光
学的記録／再生装置と同様な装置に使用することが可能
なディスクカートリッジである。

【００８０】図１２，図１３に示すように、ディスクカ
ートリッジ３３内には可撓性を有するシート状の光ディ
スク１が複数枚収納することができ、チェンジャーとし
て使用することができる構成になっており、収納されて
いる光ディスク１の枚数分、容量を増やすことができ
る。多数の光ディスク１をディスクカートリッジ３３に
収納しても、光ディスク１の肉厚が薄いため、ディスク
カートリッジ３３の全体体積が大きくならない。

【００８１】本実施形態のディスクカートリッジ３３
は、各光ディスク１の一端部を、光ディスク１を支える
ディスクトレイ３４に挟んで、重ねた状態で収納する構
成になっており、光ディスク１と共にディスクトレイ３
４を記録／再生装置と、このディスクカートリッジ３３
間において出し入れすることによってチェンジャー動作
を行う。

【００８２】ディスクトレイ３４には１枚ごとに異なる
位置にディスクトレイ識別部３５が突設されており、こ
の異なる位置を検知して出し入れするチェンジャー機構
（図示せず）を記録／再生装置側に設置することによっ
て、光ディスクを１枚ごとに区別して出し入れすること
を可能にしている。

【００８３】本実施形態では、光ディスク１が薄いため
ディスク間隔が狭い。このため、記録／再生装置のチェ
ンジャー機構が上下の異なる光ディスク１を区別するこ
とができるように、各ディスクトレイ３４において、図
１２に示すように、横方向に異なる位置にディスクトレ
イ識別部３５を設置してある。記録／再生装置側は、こ
の横方向に異なる位置にあるディスクトレイ識別部３５
を、例えば図示しないアーム部材をディスクトレイ識別
部３５に形成した孔３５ａに引っ掛けるようにし、その
アーム部材を移動させることによって、光ディスク１を
ディスクカートリッジ３３に対して出し入れすることが
できる。ディスクトレイ識別部３５を上下に設置する構
成に比べて、本実施形態のような構成では、横方向にお
ける距離が比較的広いために、識別が容易に行えること
になる。

【００８４】このように、図１２，図１３に示すディス
クカートリッジ３３は、単にディスクトレイ３４を重ね
た構造であるため、きわめて簡便な構造となり、しかも
小型で大容量なカートリッジとすることができる。

【００８５】なお、前記実施形態の説明では相変化記録
層を用いた書換型の光ディスクについて説明したが、本
発明は、可撓性を有する光ディスクのガイド安定化にお
ける、さらなる高精度化のためのガイド形状と、その記
録／再生システムへの応用が可能であるため、エンボス
ピットを用いる再生型光ディスク、あるいは光磁気型の
記録ディスクなどの光を集光して記録再生する他の光デ
ィスクにおいても同様な効果を見込むことができる。

【００８６】また、第１の安定化ガイド部材あるいは第
２の安定化ガイド部材については、各種形状，構造のも
のを採用することができ、例えば図１４〜図１９に示す
ものを例示することができる。図１４（ａ），（ｂ）に
示す安定化ガイド部材４０，４１は図７にて説明した構
成のものであって、凸形状の第１ガイド面４０ａ，４１
ａと、凹形状の第２ガイド面４０ｂ，４１ｂと、平坦面
４０ｃ，４１ｃとから表面形成されており、図１４
（ａ）の安定化ガイド部材４０は光ピックアップの移動
動線に沿って光ディスクの径方向に配設されるものであ
り、図１４（ｂ）の安定化ガイド部材４１は光ピックア
ップの移動動線に沿って光ディスクの径方向に移動可能
に設置されるものである。

【００８７】なお、図１４（ａ），（ｂ）に示す安定化
ガイド部材４０，４１において、平坦面４０ｃ，４１ｃ
をなくして、第１ガイド面４０ａ，４１ａと第２ガイド
面４０ｂ，４１ｂのみを形成したものであってもよい。

【００８８】図１５，図１６に示す安定化ガイド部材４
２，４３は、ディスク回転方向の上流側から順に、凸形
状の第１ガイド面４２ａ，４３ａと、平坦面４２ｃ，４
３ｃと、凸形状の第２ガイド面４２ｂ，４３ｂとから表
面形成されており、図１６（ａ）の安定化ガイド部材４
２は光ピックアップの移動動線に沿って光ディスクの径
方向に配設されるものであり、図１６（ｂ）の安定化ガ
イド部材４３は光ピックアップの移動動線に沿って光デ
ィスクの径方向に移動可能に設置されるものである。

【００８９】なお、図１６（ａ），（ｂ）に示す安定化
ガイド部材４２，４３において、平坦面４２ｃ，４３ｃ
をなくして、第１ガイド面４２ａ，４３ａと第２ガイド
面４２ｂ，４３ｂのみを形成したものであってもよく、
また、第２ガイド面４２ｂ，４３ｂをなくして、第１ガ
イド面４２ａ，４３ａと平坦面４２ｃ，４３ｃのみを形
成したものであってもよい。

【００９０】図１７，図１８に示す安定化ガイド部材４
４は、ディスク回転方向の上流側から順に、凸形状で、
かつディスク回転方向と直交する方向の面が曲面をなす
第１ガイド面４４ａと、ディスク回転方向と直交する方
向の側部が曲面をなす平坦面４４ｃと、凸形状で、かつ
ディスク回転方向と直交する方向の面が曲面をなす第２
ガイド面４４ｂを表面形成している。この安定化ガイド
部材４４は光ピックアップの移動動線に沿って光ディス
クの径方向に移動可能に設置されるものである。

【００９１】なお、図１７，図１８に示す安定化ガイド
部材４４において、平坦面４４ｃをなくして、第１ガイ
ド面４４ａと第２ガイド面４４ｂのみを形成したもので
あってもよく、また、第２ガイド面４４ｂをなくして、
第１ガイド面４４ａと平坦面４４ｃのみを形成したもの
であってもよい。

【００９２】図１９に示す安定化ガイド部材４５は、基
本的に円柱状のものであって、図４に示す安定化ガイド
部材８と同様に、光ディスク１に対向する端面に曲面４
５ａを表面形成したものである。

【００９３】図２０は本実施形態における光ディスクと
ガイド安定化部材との関係における変形例の説明図であ
り、本例では、第１の安定化ガイド部材７の中心部線
（最も突出して空気圧が変化する部位）が、第２の安定
化ガイド部材９の中心部線（最も突出して空気圧が変化
する部位）Ｌ₉よりも空気流の上流側に設置してある。
したがって、両安定化ガイド部材７，９が同様に半球状
形状であっても、安定化しなければならない光ディスク
１上の対物レンズ５による集光点において、第１の安定
化ガイド部材７からは吸引力を受け、第２の安定化ガイ
ド部材９からは反発力を受けることになり、光ディスク
１は、第１の安定化ガイド部材７に対して２重の力で押
されることになり、面ぶれをよりよく抑圧することがで
きる。安定化ガイド部材が半球形状である場合、空気流
の上流側では主に反発力が、また下流側では吸引力がそ
れぞれ支配的に作用するため、図２０に示すように各中
心線Ｌ₇，Ｌ₉の位置関係を空気流の方向にずらすことに
より、力のバランスを容易に調整することができる。

【００９４】図２１は本実施形態における光ディスクと
ガイド安定化部材との関係における他の変形例の説明図
であり、本例が図２０に示す例と異なる点は、第２の安
定化ガイド部材９の形状であって、図２０にて説明した
部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は
省略するが、本例においても、第１の安定化ガイド部材
７と第２の安定化ガイド部材９とにおける各中心部線Ｌ
₇，Ｌ₉の位置関係を空気流の方向にずらすことにより、
力のバランスを容易に調整することができる。

【００９５】以下、図２２〜図２４を参照して本実施形
態の効果について具体的に検証する。

【００９６】図２２において既に説明した部材に対応す
る部材には同一符号を付して詳しい説明は省略するが、
第１の安定化ガイド部材７は、先端が半径５０ｍｍ、直
径が２０ｍｍの円柱状をしたものであり、第２の安定化
ガイド部材９は先端がくさび形状、断面２０ｍｍ角の角
柱状をしたものであり、各部材の寸法関係は図示した通
りであり、また第１の安定化ガイド部材７と第２の安定
化ガイド部材９とにおける各中心部線Ｌ₇，Ｌ₉は３ｍｍ
離れている。

【００９７】図２３（ａ），（ｂ）は図２２に示す構成
例における第１の安定化ガイド部材と第２の安定化ガイ
ド部材とにおける空気圧の発生を測定した結果の説明図
であり、それぞれ縦軸は発生空気圧であって原点が大気
圧、横軸が第１の安定化ガイド部材の左端からの位置を
示す。

【００９８】図２３（ａ）に示すように、第１の安定化
ガイド部材７において、第１の安定化ガイド部材７の左
側において、一旦、大気圧より高く正圧となり、その
後、第１の安定化ガイド部材７の略中央部で急激に負圧
に変化する。これに対して、図２３（ｂ）に示すよう
に、第２の安定化ガイド部材９は、全体として正圧を発
生し、光ディスク１を第１の安定化ガイド部材７に押す
ように作用する。

【００９９】また第１の安定化ガイド部材７は、第２の
安定化ガイド部材９に比べて光ディスク１との距離が数
１０μｍ離れているので、発生する力は小さい。この力
は大きくても差し支えないが、光ディスク１と各安定化
ガイド部材７，９との距離によって圧力が決まるため、
本実施形態においては圧力が第１の安定化ガイド部材７
の方が大きくなるように設定する。

【０１００】第１の安定化ガイド部材７における負圧で
光ディスク１を上方へ引っ張り上げるとき、第２の安定
化ガイド部材９における正圧で光ディスク１を上方へ押
すようにすれば、結果として光ディスク１は第１の安定
化ガイド部材７側へ強く押し付けられることになる。こ
のようにして押し付けられて、第１の安定化ガイド部材
７と光ディスク１との間隔が狭くなると、第１の安定化
ガイド部材７と光ディスク１間の空気軸受としての力が
増え、第１の安定化ガイド部材７の左側における正圧も
増加する。したがって、第１の安定化ガイド部材７と光
ディスク１との摺接も生じなくなる。

【０１０１】これらのことから、第１の安定化ガイド部
材７による作用圧力が負圧になったところで第２の安定
化ガイド部材９の作用圧力が最大の位置に、記録／再生
点が位置することが理想（記録／再生点＝面ぶれ最小
点）である。

【０１０２】本実施形態のように第２の安定化ガイド部
材９を光ピックアップ４に設けているので、対物レンズ
５の保護カバーとしての第２の安定化ガイド部材９にお
ける形状上の制約のため、すなわち対物レンズ５の大き
さよりも外側に第２の安定化ガイド部材９が広がってい
なくてはならないことから、第１の安定化ガイド部材７
と第２の安定化ガイド部材９とにおける各中心部線
Ｌ₇，Ｌ₉間の距離が決定する。本実施形態における面ぶ
れの最小点は、第１の安定化ガイド部材７の中心部線Ｌ
₇よりも図において右側になるため、第１の安定化ガイ
ド部材７の中心部線Ｌ₇は第２の安定化ガイド部材９の
中心部線Ｌ₉よりも右側（本実施形態では３ｍｍ）にあ
ることが望ましい。

【０１０３】（表１）は図２２に示す構成における面ぶ
れ状態を、図５にて説明した測定法と同様にして測定し
た結果をまとめた表であり、本実施形態のように光ディ
スク両側に安定化ガイド部材を設置した構成のものと、
光ディスク片側に安定化ガイド部材を設置した構成のも
のと、光ディスク全面にガイド部材を設置したものとを
比較した。

【０１０４】

【表１】

【０１０５】（表１）にて分かるように、本実施形態の
構成では面ぶれが略２μｍであって、９０％以上の時
間、面ぶれ量は０．５μｍ以下であった。

【０１０６】また、従来例のようにディスク全面に対し
てガイド部材を延在させたものでは、ガイド部材による
摺傷が数分間の回転により発生したが、本実施形態の構
成のように安定化ガイド部材を設置した場合には目視で
はほとんど認められなかった。

【０１０７】図２２の構成例を採用した光ピックアップ
４において、フォーカスサーボを入れたときに観察され
るトラッキングエラー信号を測定した。その結果は図２
４（ａ），（ｂ）に示す通りである。光源から出射され
る光ビームの波長は４０５ｎｍであり、対物レンズ５の
ＮＡは０．８５である。光ディスク１は前記と同様に半
径４５ｍｍ、かつ駆動回転数は２０００ｒｐｍである。

【０１０８】図２４（ａ）がフォーカスサーボ・オフ、
図２４（ｂ）がフォーカスサーボ・オンである。光ディ
スクではフォーカスサーボをオンして、光を集光する点
がディスク記録面上に１μｍ程度以下の誤差にならない
と、トラッキングエラー信号は発生しない。図２４
（ａ），（ｂ）をみると、フォーカスサーボがオフの状
態でも良好にかつ均一にトラッキングエラー信号が得ら
れており、本実施形態ではきわめてフォーカス誤差が小
さいことが証明される。このようにフォーカスサーボを
していない状態で誤差が小さいということは、光ディス
クの面ぶれがきわめて小さいことに対応しており、本実
施形における有効性の実証データであるといえる。

【０１０９】このように、前記各実施形態によれば、可
撓性のある光ディスク１を両安定化ガイド部材（例えば
第１の安定化ガイド部材７と第２の安定化ガイド部材
９）の対向位置で回転させたとき、光ディスク１におけ
る基板側の第１の安定化ガイド部材７が、光ディスク１
に対して回転方向の上流側で正圧を発生させることによ
り、その部位において光ディスク１と第１の安定化ガイ
ド部材７には反発力が働き、ある距離を持って光ディス
ク１が第１の安定化ガイド部材７に対して浮上する。さ
らに回転方向の下流側において第１の安定化ガイド部材
７の形状を変えて負圧を発生させることで、その部位に
おいて光ディスク１は第１の安定化ガイド部材７側への
吸引力を受ける。ただし、光ディスク１は、ある程度の
剛性を持つため、直ちに第１の安定化ガイド部材７に対
して当接して擦れを生じるようなことはない。

【０１１０】また光ピックアップ４側（光ディスク１に
おける記録膜側）にも、主としてピックアップ４側から
光ディスク１側への作用力を発生する第２の安定化ガイ
ド部材９を設けたことにより、光ピックアップ４側から
光ディスク１への反発力、そして光ディスク１における
基板側の第１の安定化ガイド部材７への吸着力と同じ向
きの二重の力が働くため、面ぶれ安定化がよりよく行わ
れる。

【０１１１】このように光ディスク１は、基板側に配設
された１個の第１の安定化ガイド部材７から反発する空
気力を受けた後に、前記空気力とは反対向きの吸引され
る力を受け、さらに同時に光ピックアップ側に配設され
た第２の安定化ガイド部材９からの反発力を受けること
により、光ディスク１と第２の安定化ガイド部材９と
は、ある一定距離を保ち、かつこの距離が安定しながら
光ディスクが回転することになる。したがって、この安
定領域に対して記録／再生用の光を集光することによっ
て、光ディスク１における面ぶれ，チルトが小さい領域
に対して記録／再生を行うことができるようになる。

【０１１２】第１の安定化ガイド部材７は吸着力をも発
生するのに対して第２の安定化ガイド部材９は主として
反発力を発生するため、光ディスク１は基板側の第１の
安定化ガイド部材７に近い位置で回転することになる。
したがって、光ディスク１は、記録膜が存在する光ピッ
クアップ４側近くでは回転しないため、記録膜への摺動
傷は発生しない。

【０１１３】前記安定化のために空気力を用いているこ
と、そして光ディスクを構成する基板を低剛性にしたこ
とから、光ディスク自体を高精度に作成する必要はな
く、また、大きな面ぶれをなくすことができることか
ら、記録／再生用の光ピックアップの構成は大きな面ぶ
れに追従しなくてよくなり、したがって、デフォーカス
が減少し、高密度の記録／再生を安定して行うことが可
能になる。

【０１１４】さらに、このことから、光ピックアップを
構成する対物レンズのアクチュエータとしては、低周波
数帯域の大きな振幅に対応しない代わりに、アクチュエ
ータ支持用の弾性部材（ばね）として高剛性のものを採
用することにより、高域共振が高い周波数側に存在する
特性の光ピックアップを構成することができる。このた
め、サーボ系の動作を高速化することができ、より高線
速でもデフォーカス分を抑圧することができることにな
る。

【０１１５】また光ディスクにおいて面ぶれを安定化さ
せた部位よりも、ディスク回転方向上流側および下流側
の任意位置に、ベルヌーイの定理による空気力を作用さ
せない領域を存在させることによって、面ぶれがより効
果的に抑圧されることになる。この理由は、可撓性を有
する光ディスクを、安定化ガイド部材により変形させて
強制的に光の集光点に、光ディスクの安定化領域を生成
させることになるため、その安定化領域の前後位置に光
ディスクに「逃げ」となる部分を設けた方が、安定化領
域での光ディスクの反発力を小さくすることができ、空
気力の安定化力の効果が増大するからである。

【０１１６】従来の可撓性を有するディスクの全面に対
して平板ガイド部材を対向設置させる構成は、ディスク
全面に対応させて安定化面を存在させるものであり、デ
ィスクより大きな平板を設置するものであった。したが
って、この構成を光ディスクを用いる記録／再生装置に
適用すると、面ぶれを安定化させたい部位である光ピッ
クアップの集光点以外の周辺においても光ディスクの面
ぶれが安定化することになる。このため、光ディスクに
うねりがある場合には、前記集光点付近を安定化させた
くても、そのディスク回転方向の前後（上流下流）の位
置からの曲げの力が強く作用し、面ぶれの安定化作用が
不十分となる可能性がある。

【０１１７】また、光ディスクとして可撓性のある基板
に記録層を成膜する構成のものでは、その基板は成膜面
に対して逆側に反りやすい。したがって、本実施形態の
ように、光ディスクの基板側において安定化ガイド部材
にて空気力によるガイドを行うことによって、基板自身
の元に戻る力と、安定化ガイド部材の反発力とによって
安定化作用が良好に行えることになる。このことから、
本実施形態では、光ディスクの基板側に安定化ガイド部
材を配し、記録層側に光ピックアップを配して記録／再
生を行う構成にしている。このような構成にしたことに
よって、万一、光ディスクと光ピックアップとが摺動状
態になって、光ディスクに傷が付いたとしても、その傷
は記録層側に生じないため、記録／再生エラーの原因に
ならない。また、このような構成にしたため、記録／再
生の光は光ディスクの基板を通らないことになるため、
記録／再生特性は傷の影響、および基板の光学特性の影
響を受けない。

【０１１８】なお、前記実施形態では光学的記録／再生
装置を例にして説明したが、情報記録単機能の装置、あ
るいは情報再生単機能の装置など、記録および／または
再生のため可撓性を有する光ディスクを使用する装置に
適用して適用して同一効果を得ることができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可撓性を有するシート状の光ディスクにおける書込およ
び／または読取が行われる部位における回転軸方向の面
ぶれをベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差よって
安定化させる安定化手段を、ディスク両面側にそれぞれ
設置し、両安定化手段により面ぶれが安定化される光デ
ィスクにおける部位のディスク回転方向上流側と下流側
とに前記空気流の圧力差を生じさせない領域をバランス
よく設けて、空気力による安定化の効果が増大するた
め、安定化させた部位において高密度の書き込みが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明するための光学的
情報記録／再生装置の概略構成図

【図２】本発明の実施形態における光ピックアップを構
成する記録手段と再生手段の説明図

【図３】本発明の実施形態における光ディスクの一例を
示す断面図

【図４】本発明の実施形態における光ディスクの面ぶれ
安定化を説明するための説明図

【図５】図４に示す構成例に対して測定した光ディスク
の面ぶれの測定結果を示す図

【図６】本発明の実施形態における記録／再生時の動作
に係るフローチャート

【図７】第１実施形態における安定化ガイド部材の変形
例を示す説明図

【図８】第１実施形態における安定化ガイド部材の配設
例の説明図

【図９】本発明の第２実施形態を説明するための光学的
情報記録／再生装置の概略構成図

【図１０】本発明の第３実施形態を説明するための光学
的情報記録／再生装置の概略構成図

【図１１】第３実施形態における安定化ガイド部材の配
設例の説明図

【図１２】本発明のディスクカートリッジの実施形態を
説明するための平面図

【図１３】図１２におけるＡ−Ａ線一部断面図

【図１４】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図１５】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図１６】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図１７】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図１８】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図１９】本発明の実施形態における安定化ガイド部材
の構成例を示す説明図

【図２０】本実施形態における光ディスクとガイド安定
化部材との関係における変形例の説明図

【図２１】本実施形態における光ディスクとガイド安定
化部材との関係における他の変形例の説明図

【図２２】本実施形態の作用効果を観測するための構成
例の説明図

【図２３】（ａ），（ｂ）は図２２に示す構成例におけ
る第１の安定化ガイド部材と第２の安定化ガイド部材と
の空気圧発生を測定した結果の説明図

【図２４】（ａ），（ｂ）は図２２に示す構成例におけ
るフォーカスサーボ・オフとフォーカスサーボ・オン時
において観測したトラッキングエラー信号の波形図

【符号の説明】

１光ディスク１ａハブ２スピンドルシャフト３スピンドルモータ４光ピックアップ５対物レンズ６ピックアップ用位置決め機構７，９，２５，３０，４０〜４５安定化ガイド部材８安定化ガイド用位置決め機構１０装置本体１４レーザ光源１７光電変換素子２０光ディスクの記録層２１光ディスクの基板２５ａ安定化ガイド部材の正圧発生部２５ｂ安定化ガイド部材の負圧発生部２５ｃ安定化ガイド部材の平坦部２７，３３ディスクカートリッジ３４ディスクトレイ３５ディスクトレイ識別部

フロントページの続き (72)発明者村田省蔵東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【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、光ディスクにおける書き込
みあるいは読み取りが行われる部位における回転軸方向
の振れをベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によ
って安定化させる安定化手段とを備えた光ディスク駆動
装置であって、前記安定化手段を光ディスクのディスク両面側にそれぞ
れ設置し、両安定化手段により面ぶれが安定化される光
ディスクにおける部位のディスク回転方向上流側と下流
側とに前記空気流の圧力差を生じさせない領域を設けた
ことを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項２】前記安定化手段を、光ディスクにおける
記録面側と、この記録面とは反対面側とにそれぞれ設置
したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク駆動装
置。
【請求項３】記録面側に設置された前記安定化手段に
より光ディスクへの反発力を発生させることを特徴とす
る請求項１または２記載の光ディスク駆動装置。
【請求項４】前記記録面側に設置された安定化手段と
光ディスクとの距離を、前記記録面とは反対面側に設置
された安定化手段と光ディスクとの距離よりも長く設定
したことを特徴とする請求項１，２または３記載の光デ
ィスク駆動装置。
【請求項５】光ディスクにおける書き込みあるいは読
み取りが行われる部位に対して、前記記録面側に設置さ
れた安定化手段における最も突出した部位と、前記記録
面とは反対面側に設置された安定化手段における最も突
出した部位とを、光ディスクの円周方向に対してずらせ
て配設したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項
記載の光ディスク駆動装置。
【請求項６】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に対し
て集光させて情報を書き込む光学的書込手段と、この光
学的書込手段により光ディスクに対して書き込みが行わ
れる部位における回転軸方向の振れをベルヌーイの法則
に基づく空気流の圧力差によって安定化させる安定化手
段とを備えた光学的情報記録装置であって、前記安定化手段を光ディスクのディスク両面側にそれぞ
れ設置し、両安定化手段により面ぶれが安定化される光
ディスクにおける部位のディスク回転方向上流側と下流
側とに前記空気流の圧力差を生じさせない領域を設けた
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項７】前記安定化手段を、光ディスクにおける
記録面側と、この記録面とは反対面側とにそれぞれ設置
したことを特徴とする請求項６記載の光学的情報記録装
置。
【請求項８】記録面側に設置された前記安定化手段に
より光ディスクへの反発力を発生させることを特徴とす
る請求項６または７項記載の光学的情報記録装置。
【請求項９】記録面側に設置される前記安定化手段を
前記光学的書込手段における光ディスク側に固定したこ
とを特徴とする請求項６〜８いずれか１項記載の光学的
情報記録装置。
【請求項１０】前記光学的書込手段の上部に固定され
た安定化手段における光ディスクに対する対向設置距離
を、前記光学的書込手段に設けられた集光用の対物レン
ズが制御動作によって光ディスクに最も近づく距離より
も短く設定したことを特徴とする請求項９記載の光学的
情報記録装置。
【請求項１１】前記記録面側に設置された安定化手段
と光ディスクとの距離を、前記記録面とは反対面側に設
置された安定化手段と光ディスクとの距離よりも長く設
定したことを特徴とする請求項６〜１０いずれか１項記
載の光学的情報記録装置。
【請求項１２】前記光学的書込手段により光ディスク
に対して集光がなされる部位に対して、前記記録面側に
設置された安定化手段における最も突出した部位と、前
記記録面とは反対面側に設置された安定化手段における
最も突出した部位とを、光ディスクの円周方向に対して
ずらせて配設したことを特徴とする請求項６〜１１いず
れか１項記載の光学的情報記録装置。
【請求項１３】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に対
して集光させて反射光により情報を読み取る光学的読取
手段と、この光学的読取手段により光ディスクに対して
読み取りが行われる部位における回転軸方向の振れをベ
ルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差によって安定化
させる安定化手段とを備えた光学的情報再生装置であっ
て、前記安定化手段を光ディスクのディスク両面側にそれぞ
れ設置し、両安定化手段により面ぶれが安定化される光
ディスクにおける部位のディスク回転方向上流側と下流
側とに前記空気流の圧力差を生じさせない領域を設けた
ことを特徴とする光学的情報再生装置。
【請求項１４】前記安定化手段を、光ディスクにおけ
る記録面側と、この記録面とは反対面側とにそれぞれ設
置したことを特徴とする請求項１３記載の光学的情報再
生装置。
【請求項１５】記録面側に設置された前記安定化手段
により光ディスクへの反発力を発生させることを特徴と
する請求項１３または１４項記載の光学的情報再生装
置。
【請求項１６】記録面側に設置される前記安定化手段
を前記光学的読取手段における光ディスク側に固定した
ことを特徴とする請求項１３〜１５いずれか１項記載の
光学的情報再生装置。
【請求項１７】前記光学的読取手段の上部に固定され
た安定化手段における光ディスクに対する対向設置距離
を、前記光学的読取手段に設けられた集光用の対物レン
ズが制御動作によって光ディスクに最も近づく距離より
も短く設定したことを特徴とする請求項１６記載の光学
的情報再生装置。
【請求項１８】前記記録面側に設置された安定化手段
と光ディスクとの距離を、前記記録面とは反対面側に設
置された安定化手段と光ディスクとの距離よりも長く設
定したことを特徴とする請求項１３〜１７いずれか１項
記載の光学的情報再生装置。
【請求項１９】前記光学的読取手段により光ディスク
に対して集光がなされる部位に対して、前記記録面側に
設置された安定化手段における最も突出した部位と、前
記記録面とは反対面側に設置された安定化手段における
最も突出した部位とを、光ディスクの円周方向に対して
ずらせて配設したことを特徴とする請求項１３〜１８い
ずれか１項記載の光学的情報再生装置。