JP4166630B2 - 光学的情報記録装置および光学的情報再生装置 - Google Patents
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Description
【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ディスクに対して情報の記録を行う光学的情報記録装置、ならびに前記光ディスクに対して情報の再生を行う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（compact disk）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ＮＡ０．５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ＮＡ０．７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、例えば非特許文献１に記載されているように、ＣＤと同程度に厚く、かつ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、特許文献１〜５には、ベルヌーイの法則による空気力学的作用力を利用して光ディスクにおける面ぶれを安定化させるため、安定化部材に対向させて可撓性を有する光ディスクを回転させる構成の記録／再生装置、あるいは可撓性を有する光ディスクの構成などについての記載がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１０５６５７号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０８０５９号公報
【特許文献３】
米国特許出願公開第２００２／０１８６６３６号明細書
【特許文献４】
特開２００２−２６９８５５号公報
【特許文献５】
特開２００２−３５８７５９号公報
【特許文献６】
特開２００３−２２６５１号公報
【非特許文献１】
オー・プラス・イー（Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ）第２０巻，第２号，Ｐ．１８３ページ
【０００９】
【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。
【００１０】
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、特許文献２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。
【００１１】
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。特に特許文献１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。
【００１２】
また、特許文献１に記載には、平板面に***部を設けて、より精密な安定化を図るようにした記載がある。しかし、前記***部の詳細、あるいは発生する圧力の正負の別などの詳細についての記載はなく、動作のメカニズムが不明である。仮に***部が単なる凸形状であれば、ディスクを安定化させる面のディスク侵入側（前縁部）が正圧、また後縁部が負圧になり、ディスクを押して光ピックアップ側に安定して押す力は必ずしも発生しないことになる。
【００１３】
本発明者は、離散的に配置した安定化手段が、ベルヌーイ効果によって可撓性を有する光ディスクの軸方向の面ぶれを抑圧して、安定した記録および／または再生を行うことを可能にした光ディスク駆動装置について出願した（特許文献６参照）。この発明では、光ピックアップに正圧発生部があり、これが安定化手段となるものであった。しかし、光ピックアップ周辺の安定化手段は最も高精度な面ぶれ抑圧効果が要求され、安定化手段におけるディスク側への突き出し量などには高い精度が必要になる。
【００１４】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、光ピックアップの正圧発生側の安定化手段に必要な高精度の制限を緩和し、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて情報の書き込み／読み出しを行う際に、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、高密度の記録および／または再生を可能にした光学的情報記録装置および光学的情報再生装置を提供することにある。
【００１８】
【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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の書き込みを行う光学的記録手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とし、この構成によって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的記録手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができ、さらに光ディスクにおいて安定したディスク面ぶれ抑制作用が働く。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、第１の安定化手段を、光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスク全体の面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、第２の安定化手段を、光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの適所において面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、光学的記録手段と光ディスクを介して対向する第２の安定化手段を、光学的記録手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、第１，第２の安定化手段による面ぶれ抑制作用が、光ディスクにおける記録対象部位において確実に働くようにすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を前記光ディスクの表面と前記第２の安定化手段との距離より長くし、かつ前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの記録光入射表面と第１の安定化手段との距離が１０μｍ以上と大気中の塵の大きさより大きくしたことにより、傷付き発生によるエラーを低減できる。また、第２の安定化手段は第１の安定化手段より狭いギャップで動作するのでギャップで発生する負圧力が大きく（絶対値）、安定化力を大きくすることができため、ディスク面ぶれを小さくすることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、第１の安定化手段と第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とし、この構成によって、正圧と負圧を光学的記録手段における中心点に対して安定したバランスで発生させられるようになり、面ぶれを良好に抑制することができる。
【００２８】
請求項７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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の読み取りを行う光学的再生手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とし、この構成によって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的再生手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができ、さらに、光ディスクにおいて安定したディスク面ぶれ抑制作用が働く。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、第１の安定化手段を、光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスク全体の面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、第２の安定化手段を、光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの適所において面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、光学的再生手段と光ディスクを介して対向する第２の安定化手段を、光学的再生手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、第１，第２の安定化手段による面ぶれ抑制作用が、光ディスクにおける記録対象部位において確実に働くようにすることができる。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、光ディスクの表面と第１の安定化手段との距離を光ディスクの表面と第２の安定化手段との距離より長くし、かつ光ディスクの表面と第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの記録光入射表面と第１の安定化手段との距離が１０μｍ以上と大気中の塵の大きさより大きくしたことにより、傷付き発生によるエラーを低減できる。また、第２の安定化手段は第１の安定化手段より狭いギャップで動作するのでギャップで発生する負圧力が大きく（絶対値）、安定化力を大きくすることができため、ディスク面ぶれを小さくすることができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１１いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、第１の安定化手段と第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とし、この構成によって、正圧と負圧を光学的再生手段における中心点に対して安定したバランスで発生させられるようになり、面ぶれを良好に抑制することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施形態を説明するための光学的情報記録／再生装置の断面図であり、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を回転駆動するスピンドルモータ、３はスピンドルモータ２の回転軸であるスピンドル４に設けられたディスクチャッキングハブ、５は光ディスク１の記録面側の上方に配設された第１の台座部材、６はスピンドルモータ２の下部に配設された第２の台座部材、７は、光ディスク１の半径方向に移動して光ディスク１に対し光ビームを集光させ、情報の記録および／または再生処理を行うため光ディスク１に対して光走査を行う光学的記録手段および光学的再生手段としての光ピックアップである。
【００３７】
８は、光ピックアップ７が光ディスク１の半径方向に延在する溝９内に移動可能に設けられ、ベルヌーイの法則による空気力学的作用力を利用して、光ディスク１における少なくとも光ピックアップ７による記録／再生対象位置付近のディスク面ぶれを抑制する主正圧ガイド部材、１０は副正圧ガイド部材であって、第１の安定化手段である主正圧ガイド部材８と副正圧ガイド部材１０とは、後述するように第１の台座部材５に設けられている。
【００３８】
１１は、光ピックアップ７に対して光ディスク１を挟んで対向し、かつ移動駆動手段１２および移動駆動シャフト１９などにより光ピックアップ７との対向状態を維持するように光ディスク１の半径方向へ移動され、主正圧ガイド部材８など共にディスク面ぶれを抑制する主負圧ガイド部材、１３は副正圧ガイド部材１０に対向するように離散配置された副負圧ガイド部材であって、第２の安定化手段である主負圧ガイド部材１１と副負圧ガイド部材１３とは、後述するように第２の台座部材６に設けられている。
【００３９】
図２は前記第１の台座部材の底面図、図３は図２におけるＡ部からＢ部にかけての第１の台座部材の断面図であり、第１の台座部材５は光ディスク１の全面を覆っており、かつ光ディスク１側に突出する主正圧ガイド部材８部分，副正圧ガイド部材１０部分、および主正圧ガイド部材８と副正圧ガイド部材１０とに隣接した光ディスク１の回転方向下流側に空気導入部である通孔１４が、中心部から放射状に複数設けられている。
【００４０】
図４は前記第２の台座部材の平面図であり、第２の台座部材６は光ディスク１の全面を覆っており、かつ主負圧ガイド部材１１と、該主負圧ガイド部材１１に対して両側の対称位置に一対の副負圧ガイド部材１３が、それぞれ突出するように配設されている。
【００４１】
図５は前記光ピックアップ部分を示す断面図であり、主正圧ガイド部材８の溝９に配設された光ピックアップ７は、図１に示すシーク駆動手段１６により駆動される駆動シャフト１５によって、光ディスク１に対する半径方向の光走査の際、溝９内を移動駆動され、かつ電磁コイル，マグネットからなるトラッキング，チルト補正用などのアクチュエータ１７によって駆動される対物レンズ１８が設置されている。
【００４２】
前記構成の光学的情報記録／再生装置において、図３に示すように、光ディスク１が回転し、それに伴って空気の流れが生ずると、副正圧ガイド部材１０は空気の流れを絞るような形状になっているため、図中、点線の丸印で囲った部分にて正圧が大きくなる。その下流側は、急激に光ディスク１と副正圧ガイド部材１０の間隔が広がる。通常は、そのために負圧になるが、本実施形態では、第１の台座部材５に通孔１４が形成され、外部から空気が入るので負圧は抑制される。
【００４３】
さらに副正圧ガイド部材１０に対し、光ディスク１の反対面には第２の台座部材６に副負圧ガイド部材１３が離散配置されており、副負圧ガイド部材１３は、発生する負圧のピーク付近が副正圧ガイド部材１０の反対正面に来るように配置される。このため、光ディスク１は常に副正圧ガイド部材１０側から副負圧ガイド部材１３側へ押されることになる。このため、光ディスク１の垂直方向の力が大きいため、ディスク回転時の面ぶれは極めて小さくなる。
【００４４】
また、主負圧ガイド部材１１は、主正圧ガイド部材８に配設された光ピックアップ７の記録／再生時におけるシーク動作に同期して光ディスク１の半径方向に移動し、常に光ピックアップ７と対向する部位に存在するように移動駆動手段１２によって駆動される。
【００４５】
図５に示すように、対物レンズ１８を含むアクチュエータ１７などからなる光ピックアップ７が、主正圧ガイド部材８の溝９内に埋め込まれた形態になっている。このため、光ディスク１は常に対物レンズ１８から離れる向きの力を受けることになるので、対物レンズ１８と光ディスク１との衝突の危険性が小さくなり、小径で作動距離の小さな対物レンズ１８を用いることが可能になる。
【００４６】
また、対物レンズ１８に対してディスク回転方向下流側の正圧部が対物レンズ１８よりもディスク側に突き出すように形成している。このようにすることにより、光ディスク１が対物レンズ１８に衝突し難くなる。
【００４７】
また、副正圧ガイド部材１０が設けられる第１の台座部材５には、通孔１４が成され、通孔１４から正圧を発生させる空気を導入できるようになっているため、正圧ガイド部材を単に平板上に凸状として形成するのみの構造に比べて、正圧の発生する力を大きくすることができる。
【００４８】
副正圧ガイド部材における作用について説明する。
【００４９】
図６（ａ）には、通孔がない場合であって、第１の台座部材５´の副正圧ガイド部材１０´における凸部の幅が５ｍｍ、その突出部を１ｍｍ、かつ光ディスクと凸部とのギャップが１０μｍの構成例を示しており、図６（ｂ）には、空気導入部である１ｍｍ幅の通孔１４を設けた以外は、図６（ａ）と同じ条件の本実施形態の構成例を示している。
【００５０】
図６（ａ），（ｂ）の構成例において、それぞれ空気の圧力場を計算した結果が図７に示す図であり、図６（ｂ）の通孔１４を設けた構成例では、光ディスク１が移動して副正圧ガイド部材１０の凸部を通過した直後の圧力場が、より正圧側になっていることが解る。この結果からも図２，３に示すように通孔１４を設けた構造の効果は明らかである。
【００５１】
以上説明したように、正圧ガイド部材８，１０が光ディスク１を押し、負圧ガイド部材１１，１３が光ディスク１を吸引するように作用するため、光ディスク１は負圧ガイド部材１１，１３側に極めて近接して回転し、面ぶれは５μｍ以内に抑えることができた。
【００５２】
負圧ガイド部材１１，１３の形状は図３に示すものであり、実際には負圧ガイド部材１１，１３のディスク回転方向の上流側には正圧発生部分、また下流側には負圧発生部分が生じる。したがって、条件を選ぶことにより、負圧のみが強力に発生して、光ディスク１と負圧ガイド部材１１，１３とが摺動し続けることをなくすことができる。
【００５３】
また、光ディスク１を押すように作用する正圧ガイド部材８，１０においては、必ず、（ディスク表面と正圧ガイド部材との距離）＞（ディスク表面と負圧ガイド部材との距離）であるようにすることにより、正圧ガイド部材８，１０と光ディスク１との摺動を回避することができる。
【００５４】
図８は本実施形態に用いられる可撓性を有する光ディスクを含む要部の拡大図であり、光ディスク１はディスク基板２０となるフィルム上に案内溝２１を形成し、その上に記録膜２２を形成し、さらに、その上に透明保護膜２３を形成したものである。光ピックアップ７から透明保護膜２３を介して光を入射し集光することによって、記録／再生が行われる。
【００５５】
前記のように主正圧ガイド部材８は、ディスク回転時、常に光ディスク１を遠ざける向きに押し付け続けるため、光ディスク１と主正圧ガイド部材８との衝突頻度は小さく、ディスク読取面（図では上面）に傷がついてエラーを発生させるような不具合の発生は少ない。
【００５６】
可撓性を有する光ディスク１の面ぶれを抑圧する中心的な働きをするのは、ディスク表面とガイド端面との距離が小さい主負圧ガイド部材１１であって、ガイド端面と光ディスク１間に塵埃などを巻きこむと傷が生じやすい。しかし、図８に示すように、負圧側は、光ディスク１では記録／再生に直接関与しないディスク基板２０であるので傷がついても信号のエラーの発生は生じない。
【００５７】
図８に本実施形態において主正圧ガイド部材８の作用の中心位置Ａ−Ｂと、主負圧ガイド部材１１における作用の中心位置Ｃ−Ｄとが異なる状態を示した。すなわち、主負圧ガイド部材１１の凸形状の風下側が、主正圧ガイド部材８の正圧発生部分にくるように中心位置をずらしてある。このようにしたことにより、光ディスク１は、図において上から下への向きの安定した力を、光ピックアップ７からの出射光の集光点において安定して受けることができるようになるため、安定した記録／再生につながる。
【００５８】
以下、前記実施形態をさらに具体的に実施例として説明する。
【００５９】
光ディスク１として次の構成のものを作成した。すなわち、ディスク基板として可撓性を持たせるために直径１２０ｍｍ，０．１ｍｍ程度の薄いシートを用い、ポリエチレンテレフタレート製の厚さ８０μｍのシートに、熱転写により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、スパッタリングによりシート／Ａｇ反射層を１２０ｎｍ／（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）−ＳｉＯ2 １０ｎｍ／Ge5.0In3.0Sb70.0Te22.0mol％ １２ｎｍ／ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ３５ｎｍ／Ｓｉ3Ｎ4 １０ｎｍ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、このように作成したディスクを、大口径のレーザ光で記録層を溶融結晶化することによって反射率を上げたものである。
【００６０】
光ピックアップ７には、波長４０５ｎｍ，ＮＡ０．８５の対物レンズ１８を搭載したものを用いた。ディスク表面と対物レンズ１８間の距離は０．３ｍｍとした。
【００６１】
図３，４に示したものと同様に、負圧ガイド部材１１，１３を３個用いた。光ピックアップ７と対向する主負圧ガイド部材１１として直径２０ｍｍの丸棒形状で、かつガイド端面が半径２０ｍｍのものを用い、それ以外の２個の副負圧ガイド部材１３として直径３０ｍｍの丸棒形状で、かつガイド端面が半径３０ｍｍのものを用いた。さらに、ディスク中央を高さの基準として、主負圧ガイド部材１１は、図３において上向きを＋として＋０．５ｍｍ、副負圧ガイド部材１３は±０ｍｍの突き出し量とした。
【００６２】
正圧ガイド部材８，１０の全ては、第１の台座部材５上に形成し、その平板面上に１．５ｍｍ突き出させた。また、突き出した先端の高さは、ディスク中央を高さの基準として、＋１．７ｍｍとした。
【００６３】
そして、図１に示すように、前記構成の光ディスク１をスピンドル４のディスクチャックハブ５にチャッキングし、その後、スピンドルモータ２を回転させる。回転数を５０００ｒｐｍとし、半径４５ｍｍの位置において主負圧ガイド部材１１に埋め込んだ静電容量センサーで調べたところ、光ディスク１と主負圧ガイド部材１１の平均距離は２．５μｍ、光ディスク１の面ぶれのＰ−Ｐ値は３．０μｍであった。
【００６４】
この状態で、光ディスク１に対して、記録パワー６ｍＷ，消去パワー２．２ｍＷ，再生パワー０．２ｍＷにて周波数３０ＭＨｚ、デューティー３０％の矩形波を記録した。Ｃ／Ｎを測定したところＲＢＷ３０ｋＨｚで５６ｄＢが得られた。また、信号のエンベロープは均一であった。これはフォーカスサーボが安定しており、デフォーカスのエラーが発生せず、安定したサーボがかかっていることを示している。
【００６５】
対物レンズ１８がＮＡ０．８５であると、従来のコンパクトディスク駆動装置などに比べてレンズのデフォーカスマージンが小さく、フォーカスの精度が±０．１μｍ以下程度でないと、前記のようなＣ／Ｎおよび安定した信号エンベロープを得ることはできない。したがって、本実施例のものでは安定したサーボがかかっていることを示している。
【００６６】
記録／再生中の安定状態では、光ピックアップ７の主正圧ガイド部材８はディスク表面から６０μｍの距離とした。
【００６７】
図９に一般オフィス環境での塵の大きさの分布を示す。塵は、１０μｍ前後以下の大きさのものは極めて多いが、２０μｍほどになると少ない。塵やごみがガイドとディスク間に巻き込まれると、ディスクが高速回転しているため、引きずられて長い傷がつきやすい。ピックアップ側の傷は直接信号のエラーにつながるので絶対避けなくてはならない。
【００６８】
そこで、図８に示すように、光ディスク１の記録膜２２側を正圧ガイド部材８，１０の設置側として、光ディスク１を押す側の力を発生し、正圧ガイド部材８，１０とディスク間の距離を１０μｍ以上となるように設定することが望ましい。
【００６９】
このように正圧側のガイド部材とディスク間の距離が大きくなると、ベルヌーイ効果による作用力は小さくなり、面ぶれ抑圧力は小さくなるが、反対側に設置される負圧側のガイド部材を数μｍと近接させ、負圧側において大きなベルヌーイ力を発生させることにより、面ぶれの抑圧を行うことができる。負圧側のガイド部材はディスク基板２０側に配置されるため、多少の摺動傷は問題にならない。
【００７０】
本実施例の装置をオフィス環境で同一記録トラックにポーズし、１２時間連続駆動を行った。その結果、信号に異常はなく、ディスク再生面には特に摺動傷は見られなかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことによって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的記録手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができる。
【００７３】
このため、光学的情報記録装置および光学的情報再生装置において、光ピックアップの正圧発生側の安定化手段に必要な高精度の制限を緩和し、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて情報の書き込み／読み出しを行う際に、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、高密度の記録および／または再生が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための光学的情報記録／再生装置の断面図
【図２】本実施形態における第１の台座部材の底面図
【図３】図２におけるＡ部からＢ部にかけての本実施形態における第１の台座部材の断面図
【図４】本実施形態における第２の台座部材の平面図
【図５】本実施形態における光ピックアップ部分を示す断面図
【図６】本実施形態における副正圧ガイド部材の作用を比較するための図であり、（ａ）は通孔がない場合、（ｂ）は通孔がある場合の構成図
【図７】図６の（ａ），（ｂ）の構成例において空気の圧力場を計算した結果を示す図
【図８】本実施形態に用いられる可撓性を有する光ディスクを含む要部の拡大図
【図９】一般オフィス環境における塵の大きさの分布を示す説明図
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
５ 第１の台座部材
６ 第２の台座部材
７ 光ピックアップ
８ 主正圧ガイド部材
９ 溝
１０ 副正圧ガイド部材
１１ 主負圧ガイド部材
１２ 移動駆動手段
１３ 副負圧ガイド部材
１４ 通孔
１５ 駆動シャフト
１６ シーク駆動手段
１８ 対物レンズ
１９ 移動駆動シャフト
２０ ディスク基板
２２ 記録膜
【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ディスクに対して情報の記録を行う光学的情報記録装置、ならびに前記光ディスクに対して情報の再生を行う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（compact disk）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ＮＡ０．５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ＮＡ０．７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、例えば非特許文献１に記載されているように、ＣＤと同程度に厚く、かつ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、特許文献１〜５には、ベルヌーイの法則による空気力学的作用力を利用して光ディスクにおける面ぶれを安定化させるため、安定化部材に対向させて可撓性を有する光ディスクを回転させる構成の記録／再生装置、あるいは可撓性を有する光ディスクの構成などについての記載がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１０５６５７号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０８０５９号公報
【特許文献３】
米国特許出願公開第２００２／０１８６６３６号明細書
【特許文献４】
特開２００２−２６９８５５号公報
【特許文献５】
特開２００２−３５８７５９号公報
【特許文献６】
特開２００３−２２６５１号公報
【非特許文献１】
オー・プラス・イー（Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ）第２０巻，第２号，Ｐ．１８３ページ
【０００９】
【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。
【００１０】
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、特許文献２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。
【００１１】
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。特に特許文献１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。
【００１２】
また、特許文献１に記載には、平板面に***部を設けて、より精密な安定化を図るようにした記載がある。しかし、前記***部の詳細、あるいは発生する圧力の正負の別などの詳細についての記載はなく、動作のメカニズムが不明である。仮に***部が単なる凸形状であれば、ディスクを安定化させる面のディスク侵入側（前縁部）が正圧、また後縁部が負圧になり、ディスクを押して光ピックアップ側に安定して押す力は必ずしも発生しないことになる。
【００１３】
本発明者は、離散的に配置した安定化手段が、ベルヌーイ効果によって可撓性を有する光ディスクの軸方向の面ぶれを抑圧して、安定した記録および／または再生を行うことを可能にした光ディスク駆動装置について出願した（特許文献６参照）。この発明では、光ピックアップに正圧発生部があり、これが安定化手段となるものであった。しかし、光ピックアップ周辺の安定化手段は最も高精度な面ぶれ抑圧効果が要求され、安定化手段におけるディスク側への突き出し量などには高い精度が必要になる。
【００１４】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、光ピックアップの正圧発生側の安定化手段に必要な高精度の制限を緩和し、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて情報の書き込み／読み出しを行う際に、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、高密度の記録および／または再生を可能にした光学的情報記録装置および光学的情報再生装置を提供することにある。
【００１８】
【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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の書き込みを行う光学的記録手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とし、この構成によって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的記録手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができ、さらに光ディスクにおいて安定したディスク面ぶれ抑制作用が働く。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、第１の安定化手段を、光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスク全体の面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、第２の安定化手段を、光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの適所において面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の光学的情報記録装置において、光学的記録手段と光ディスクを介して対向する第２の安定化手段を、光学的記録手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、第１，第２の安定化手段による面ぶれ抑制作用が、光ディスクにおける記録対象部位において確実に働くようにすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を前記光ディスクの表面と前記第２の安定化手段との距離より長くし、かつ前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの記録光入射表面と第１の安定化手段との距離が１０μｍ以上と大気中の塵の大きさより大きくしたことにより、傷付き発生によるエラーを低減できる。また、第２の安定化手段は第１の安定化手段より狭いギャップで動作するのでギャップで発生する負圧力が大きく（絶対値）、安定化力を大きくすることができため、ディスク面ぶれを小さくすることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光学的情報記録装置において、第１の安定化手段と第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とし、この構成によって、正圧と負圧を光学的記録手段における中心点に対して安定したバランスで発生させられるようになり、面ぶれを良好に抑制することができる。
【００２８】
請求項７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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の読み取りを行う光学的再生手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とし、この構成によって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的再生手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができ、さらに、光ディスクにおいて安定したディスク面ぶれ抑制作用が働く。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、第１の安定化手段を、光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスク全体の面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、第２の安定化手段を、光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの適所において面ぶれを抑圧することができるため、光ディスクの安定化部材への衝突などの過渡的な衝撃を減らすことができ、光ディスクの安定化部材との摺動を防ぐことができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項７記載の光学的情報再生装置において、光学的再生手段と光ディスクを介して対向する第２の安定化手段を、光学的再生手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、第１，第２の安定化手段による面ぶれ抑制作用が、光ディスクにおける記録対象部位において確実に働くようにすることができる。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、光ディスクの表面と第１の安定化手段との距離を光ディスクの表面と第２の安定化手段との距離より長くし、かつ光ディスクの表面と第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とし、この構成によって、光ディスクの記録光入射表面と第１の安定化手段との距離が１０μｍ以上と大気中の塵の大きさより大きくしたことにより、傷付き発生によるエラーを低減できる。また、第２の安定化手段は第１の安定化手段より狭いギャップで動作するのでギャップで発生する負圧力が大きく（絶対値）、安定化力を大きくすることができため、ディスク面ぶれを小さくすることができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１１いずれか１項記載の光学的情報再生装置において、第１の安定化手段と第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とし、この構成によって、正圧と負圧を光学的再生手段における中心点に対して安定したバランスで発生させられるようになり、面ぶれを良好に抑制することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施形態を説明するための光学的情報記録／再生装置の断面図であり、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を回転駆動するスピンドルモータ、３はスピンドルモータ２の回転軸であるスピンドル４に設けられたディスクチャッキングハブ、５は光ディスク１の記録面側の上方に配設された第１の台座部材、６はスピンドルモータ２の下部に配設された第２の台座部材、７は、光ディスク１の半径方向に移動して光ディスク１に対し光ビームを集光させ、情報の記録および／または再生処理を行うため光ディスク１に対して光走査を行う光学的記録手段および光学的再生手段としての光ピックアップである。
【００３７】
８は、光ピックアップ７が光ディスク１の半径方向に延在する溝９内に移動可能に設けられ、ベルヌーイの法則による空気力学的作用力を利用して、光ディスク１における少なくとも光ピックアップ７による記録／再生対象位置付近のディスク面ぶれを抑制する主正圧ガイド部材、１０は副正圧ガイド部材であって、第１の安定化手段である主正圧ガイド部材８と副正圧ガイド部材１０とは、後述するように第１の台座部材５に設けられている。
【００３８】
１１は、光ピックアップ７に対して光ディスク１を挟んで対向し、かつ移動駆動手段１２および移動駆動シャフト１９などにより光ピックアップ７との対向状態を維持するように光ディスク１の半径方向へ移動され、主正圧ガイド部材８など共にディスク面ぶれを抑制する主負圧ガイド部材、１３は副正圧ガイド部材１０に対向するように離散配置された副負圧ガイド部材であって、第２の安定化手段である主負圧ガイド部材１１と副負圧ガイド部材１３とは、後述するように第２の台座部材６に設けられている。
【００３９】
図２は前記第１の台座部材の底面図、図３は図２におけるＡ部からＢ部にかけての第１の台座部材の断面図であり、第１の台座部材５は光ディスク１の全面を覆っており、かつ光ディスク１側に突出する主正圧ガイド部材８部分，副正圧ガイド部材１０部分、および主正圧ガイド部材８と副正圧ガイド部材１０とに隣接した光ディスク１の回転方向下流側に空気導入部である通孔１４が、中心部から放射状に複数設けられている。
【００４０】
図４は前記第２の台座部材の平面図であり、第２の台座部材６は光ディスク１の全面を覆っており、かつ主負圧ガイド部材１１と、該主負圧ガイド部材１１に対して両側の対称位置に一対の副負圧ガイド部材１３が、それぞれ突出するように配設されている。
【００４１】
図５は前記光ピックアップ部分を示す断面図であり、主正圧ガイド部材８の溝９に配設された光ピックアップ７は、図１に示すシーク駆動手段１６により駆動される駆動シャフト１５によって、光ディスク１に対する半径方向の光走査の際、溝９内を移動駆動され、かつ電磁コイル，マグネットからなるトラッキング，チルト補正用などのアクチュエータ１７によって駆動される対物レンズ１８が設置されている。
【００４２】
前記構成の光学的情報記録／再生装置において、図３に示すように、光ディスク１が回転し、それに伴って空気の流れが生ずると、副正圧ガイド部材１０は空気の流れを絞るような形状になっているため、図中、点線の丸印で囲った部分にて正圧が大きくなる。その下流側は、急激に光ディスク１と副正圧ガイド部材１０の間隔が広がる。通常は、そのために負圧になるが、本実施形態では、第１の台座部材５に通孔１４が形成され、外部から空気が入るので負圧は抑制される。
【００４３】
さらに副正圧ガイド部材１０に対し、光ディスク１の反対面には第２の台座部材６に副負圧ガイド部材１３が離散配置されており、副負圧ガイド部材１３は、発生する負圧のピーク付近が副正圧ガイド部材１０の反対正面に来るように配置される。このため、光ディスク１は常に副正圧ガイド部材１０側から副負圧ガイド部材１３側へ押されることになる。このため、光ディスク１の垂直方向の力が大きいため、ディスク回転時の面ぶれは極めて小さくなる。
【００４４】
また、主負圧ガイド部材１１は、主正圧ガイド部材８に配設された光ピックアップ７の記録／再生時におけるシーク動作に同期して光ディスク１の半径方向に移動し、常に光ピックアップ７と対向する部位に存在するように移動駆動手段１２によって駆動される。
【００４５】
図５に示すように、対物レンズ１８を含むアクチュエータ１７などからなる光ピックアップ７が、主正圧ガイド部材８の溝９内に埋め込まれた形態になっている。このため、光ディスク１は常に対物レンズ１８から離れる向きの力を受けることになるので、対物レンズ１８と光ディスク１との衝突の危険性が小さくなり、小径で作動距離の小さな対物レンズ１８を用いることが可能になる。
【００４６】
また、対物レンズ１８に対してディスク回転方向下流側の正圧部が対物レンズ１８よりもディスク側に突き出すように形成している。このようにすることにより、光ディスク１が対物レンズ１８に衝突し難くなる。
【００４７】
また、副正圧ガイド部材１０が設けられる第１の台座部材５には、通孔１４が成され、通孔１４から正圧を発生させる空気を導入できるようになっているため、正圧ガイド部材を単に平板上に凸状として形成するのみの構造に比べて、正圧の発生する力を大きくすることができる。
【００４８】
副正圧ガイド部材における作用について説明する。
【００４９】
図６（ａ）には、通孔がない場合であって、第１の台座部材５´の副正圧ガイド部材１０´における凸部の幅が５ｍｍ、その突出部を１ｍｍ、かつ光ディスクと凸部とのギャップが１０μｍの構成例を示しており、図６（ｂ）には、空気導入部である１ｍｍ幅の通孔１４を設けた以外は、図６（ａ）と同じ条件の本実施形態の構成例を示している。
【００５０】
図６（ａ），（ｂ）の構成例において、それぞれ空気の圧力場を計算した結果が図７に示す図であり、図６（ｂ）の通孔１４を設けた構成例では、光ディスク１が移動して副正圧ガイド部材１０の凸部を通過した直後の圧力場が、より正圧側になっていることが解る。この結果からも図２，３に示すように通孔１４を設けた構造の効果は明らかである。
【００５１】
以上説明したように、正圧ガイド部材８，１０が光ディスク１を押し、負圧ガイド部材１１，１３が光ディスク１を吸引するように作用するため、光ディスク１は負圧ガイド部材１１，１３側に極めて近接して回転し、面ぶれは５μｍ以内に抑えることができた。
【００５２】
負圧ガイド部材１１，１３の形状は図３に示すものであり、実際には負圧ガイド部材１１，１３のディスク回転方向の上流側には正圧発生部分、また下流側には負圧発生部分が生じる。したがって、条件を選ぶことにより、負圧のみが強力に発生して、光ディスク１と負圧ガイド部材１１，１３とが摺動し続けることをなくすことができる。
【００５３】
また、光ディスク１を押すように作用する正圧ガイド部材８，１０においては、必ず、（ディスク表面と正圧ガイド部材との距離）＞（ディスク表面と負圧ガイド部材との距離）であるようにすることにより、正圧ガイド部材８，１０と光ディスク１との摺動を回避することができる。
【００５４】
図８は本実施形態に用いられる可撓性を有する光ディスクを含む要部の拡大図であり、光ディスク１はディスク基板２０となるフィルム上に案内溝２１を形成し、その上に記録膜２２を形成し、さらに、その上に透明保護膜２３を形成したものである。光ピックアップ７から透明保護膜２３を介して光を入射し集光することによって、記録／再生が行われる。
【００５５】
前記のように主正圧ガイド部材８は、ディスク回転時、常に光ディスク１を遠ざける向きに押し付け続けるため、光ディスク１と主正圧ガイド部材８との衝突頻度は小さく、ディスク読取面（図では上面）に傷がついてエラーを発生させるような不具合の発生は少ない。
【００５６】
可撓性を有する光ディスク１の面ぶれを抑圧する中心的な働きをするのは、ディスク表面とガイド端面との距離が小さい主負圧ガイド部材１１であって、ガイド端面と光ディスク１間に塵埃などを巻きこむと傷が生じやすい。しかし、図８に示すように、負圧側は、光ディスク１では記録／再生に直接関与しないディスク基板２０であるので傷がついても信号のエラーの発生は生じない。
【００５７】
図８に本実施形態において主正圧ガイド部材８の作用の中心位置Ａ−Ｂと、主負圧ガイド部材１１における作用の中心位置Ｃ−Ｄとが異なる状態を示した。すなわち、主負圧ガイド部材１１の凸形状の風下側が、主正圧ガイド部材８の正圧発生部分にくるように中心位置をずらしてある。このようにしたことにより、光ディスク１は、図において上から下への向きの安定した力を、光ピックアップ７からの出射光の集光点において安定して受けることができるようになるため、安定した記録／再生につながる。
【００５８】
以下、前記実施形態をさらに具体的に実施例として説明する。
【００５９】
光ディスク１として次の構成のものを作成した。すなわち、ディスク基板として可撓性を持たせるために直径１２０ｍｍ，０．１ｍｍ程度の薄いシートを用い、ポリエチレンテレフタレート製の厚さ８０μｍのシートに、熱転写により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、スパッタリングによりシート／Ａｇ反射層を１２０ｎｍ／（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）−ＳｉＯ2 １０ｎｍ／Ge5.0In3.0Sb70.0Te22.0mol％ １２ｎｍ／ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ３５ｎｍ／Ｓｉ3Ｎ4 １０ｎｍ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、このように作成したディスクを、大口径のレーザ光で記録層を溶融結晶化することによって反射率を上げたものである。
【００６０】
光ピックアップ７には、波長４０５ｎｍ，ＮＡ０．８５の対物レンズ１８を搭載したものを用いた。ディスク表面と対物レンズ１８間の距離は０．３ｍｍとした。
【００６１】
図３，４に示したものと同様に、負圧ガイド部材１１，１３を３個用いた。光ピックアップ７と対向する主負圧ガイド部材１１として直径２０ｍｍの丸棒形状で、かつガイド端面が半径２０ｍｍのものを用い、それ以外の２個の副負圧ガイド部材１３として直径３０ｍｍの丸棒形状で、かつガイド端面が半径３０ｍｍのものを用いた。さらに、ディスク中央を高さの基準として、主負圧ガイド部材１１は、図３において上向きを＋として＋０．５ｍｍ、副負圧ガイド部材１３は±０ｍｍの突き出し量とした。
【００６２】
正圧ガイド部材８，１０の全ては、第１の台座部材５上に形成し、その平板面上に１．５ｍｍ突き出させた。また、突き出した先端の高さは、ディスク中央を高さの基準として、＋１．７ｍｍとした。
【００６３】
そして、図１に示すように、前記構成の光ディスク１をスピンドル４のディスクチャックハブ５にチャッキングし、その後、スピンドルモータ２を回転させる。回転数を５０００ｒｐｍとし、半径４５ｍｍの位置において主負圧ガイド部材１１に埋め込んだ静電容量センサーで調べたところ、光ディスク１と主負圧ガイド部材１１の平均距離は２．５μｍ、光ディスク１の面ぶれのＰ−Ｐ値は３．０μｍであった。
【００６４】
この状態で、光ディスク１に対して、記録パワー６ｍＷ，消去パワー２．２ｍＷ，再生パワー０．２ｍＷにて周波数３０ＭＨｚ、デューティー３０％の矩形波を記録した。Ｃ／Ｎを測定したところＲＢＷ３０ｋＨｚで５６ｄＢが得られた。また、信号のエンベロープは均一であった。これはフォーカスサーボが安定しており、デフォーカスのエラーが発生せず、安定したサーボがかかっていることを示している。
【００６５】
対物レンズ１８がＮＡ０．８５であると、従来のコンパクトディスク駆動装置などに比べてレンズのデフォーカスマージンが小さく、フォーカスの精度が±０．１μｍ以下程度でないと、前記のようなＣ／Ｎおよび安定した信号エンベロープを得ることはできない。したがって、本実施例のものでは安定したサーボがかかっていることを示している。
【００６６】
記録／再生中の安定状態では、光ピックアップ７の主正圧ガイド部材８はディスク表面から６０μｍの距離とした。
【００６７】
図９に一般オフィス環境での塵の大きさの分布を示す。塵は、１０μｍ前後以下の大きさのものは極めて多いが、２０μｍほどになると少ない。塵やごみがガイドとディスク間に巻き込まれると、ディスクが高速回転しているため、引きずられて長い傷がつきやすい。ピックアップ側の傷は直接信号のエラーにつながるので絶対避けなくてはならない。
【００６８】
そこで、図８に示すように、光ディスク１の記録膜２２側を正圧ガイド部材８，１０の設置側として、光ディスク１を押す側の力を発生し、正圧ガイド部材８，１０とディスク間の距離を１０μｍ以上となるように設定することが望ましい。
【００６９】
このように正圧側のガイド部材とディスク間の距離が大きくなると、ベルヌーイ効果による作用力は小さくなり、面ぶれ抑圧力は小さくなるが、反対側に設置される負圧側のガイド部材を数μｍと近接させ、負圧側において大きなベルヌーイ力を発生させることにより、面ぶれの抑圧を行うことができる。負圧側のガイド部材はディスク基板２０側に配置されるため、多少の摺動傷は問題にならない。
【００７０】
本実施例の装置をオフィス環境で同一記録トラックにポーズし、１２時間連続駆動を行った。その結果、信号に異常はなく、ディスク再生面には特に摺動傷は見られなかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことによって、空気導入部により正圧発生の効率を上げることができ、光学的記録手段への光ディスクの接近を防ぐ空気力を大きくすることができるため、第２の安定化手段の動作が安定し、ディスク面ぶれをより小さくすることができる。
【００７３】
このため、光学的情報記録装置および光学的情報再生装置において、光ピックアップの正圧発生側の安定化手段に必要な高精度の制限を緩和し、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて情報の書き込み／読み出しを行う際に、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、高密度の記録および／または再生が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための光学的情報記録／再生装置の断面図
【図２】本実施形態における第１の台座部材の底面図
【図３】図２におけるＡ部からＢ部にかけての本実施形態における第１の台座部材の断面図
【図４】本実施形態における第２の台座部材の平面図
【図５】本実施形態における光ピックアップ部分を示す断面図
【図６】本実施形態における副正圧ガイド部材の作用を比較するための図であり、（ａ）は通孔がない場合、（ｂ）は通孔がある場合の構成図
【図７】図６の（ａ），（ｂ）の構成例において空気の圧力場を計算した結果を示す図
【図８】本実施形態に用いられる可撓性を有する光ディスクを含む要部の拡大図
【図９】一般オフィス環境における塵の大きさの分布を示す説明図
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
５ 第１の台座部材
６ 第２の台座部材
７ 光ピックアップ
８ 主正圧ガイド部材
９ 溝
１０ 副正圧ガイド部材
１１ 主負圧ガイド部材
１２ 移動駆動手段
１３ 副負圧ガイド部材
１４ 通孔
１５ 駆動シャフト
１６ シーク駆動手段
１８ 対物レンズ
１９ 移動駆動シャフト
２０ ディスク基板
２２ 記録膜
Claims (12)
- 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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の書き込みを行う光学的記録手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、
前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的記録手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とする光学的情報記録装置。 - 前記第１の安定化手段を、前記光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録装置。
- 前記第２の安定化手段を、前記光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録装置。
- 前記光学的記録手段と前記光ディスクを介して対向する前記第２の安定化手段を、前記光学的記録手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録装置。
- 前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を前記光ディスクの表面と前記第２の安定化手段との距離より長くし、かつ前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の光学的情報記録装置。
- 前記第１の安定化手段と前記第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の光学的情報記録装置。
- 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、前記光ディスクの記録面に対して集光させて情報の読み取りを行う光学的再生手段と、前記光ディスクの回転時にベルヌーイの法則に基づく空気流の圧力差を発生させ、前記光ディスクにおける回転軸方向の面ぶれを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、
前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側において正圧を発生させる第１の安定化手段と、前記光ディスクにおける前記光学的再生手段の設置側とは反対側において負圧を発生させる第２の安定化手段とを備え、前記第１の安定化手段に隣接した前記光ディスクの回転方向下流側に空気導入部を設置し、かつ前記第１の安定化手段と前記空気導入部とを、前記光ディスクの半径方向に放射状に設けたことを特徴とする光学的情報再生装置。 - 前記第１の安定化手段を、前記光ディスクの全面を覆う安定化板上に設置したことを特徴とする請求項７記載の光学的情報再生装置。
- 前記第２の安定化手段を、前記光ディスクの全面に対して離散配置したことを特徴とする請求項７記載の光学的情報再生装置。
- 前記光学的再生手段と前記光ディスクを介して対向する前記第２の安定化手段を、前記光学的再生手段との対向状態を維持するように移動させる手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の光学的情報再生装置。
- 前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を前記光ディスクの表面と前記第２の安定化手段との距離より長くし、かつ前記光ディスクの表面と前記第１の安定化手段との距離を１０μｍ以上に設定したことを特徴とする請求項７〜１０いずれか１項記載の光学的情報再生装置。
- 前記第１の安定化手段と前記第２の安定化手段とにおける作用の中心をずらせて配設したことを特徴とする請求項７〜１１いずれか１項記載の光学的情報再生装置。
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