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JP4190745B2 - Optical disc driving device, optical information recording device, and optical information reproducing device - Google Patents
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JP4190745B2 - Optical disc driving device, optical information recording device, and optical information reproducing device - Google Patents

Optical disc driving device, optical information recording device, and optical information reproducing device Download PDF

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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（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Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ（ｖｏｌ．２０ Ｎｏ．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７−１０５６５７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、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、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、特に、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。しかも、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。
【００１４】
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、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。
【００１６】
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、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４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、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、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。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４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２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５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、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。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７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３に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００２４】
請求項９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、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、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。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９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２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０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１２に記載の発明は、請求項１１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７に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２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３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１４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１７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０．１ｍｍ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、Ｐａ＞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２１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５０μｍ〜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１ｍｍ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５０μm〜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２０００ｒｐｍ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０．２５ｍＷ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２５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３４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，４１ａ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４２，４３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，４３ｃ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４２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４４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４５ａ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。
【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Ｌ7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】

Figure 0004190745
【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２４（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、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、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により、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、しかも、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ため、安定化させた部位において高密度の書き込みあるいは読み取りが可能になる。
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disc driving apparatus, an optical information recording apparatus, and an optical information reproducing apparatus for rotationally driving an optical disc, which is a flexible sheet-like optical information recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for optical discs to record large volumes of digital data, such as the start of digitization of television broadcasts. Of the methods for increasing the density of optical discs, the basic method is to reduce the spot diameter of light used for recording / reproduction.
[0003]
For this reason, it is effective to shorten the wavelength of light used for recording / reproduction and to increase the numerical aperture NA of the objective lens. As for the wavelength of light, a wavelength of near infrared light of 780 nm is used for CD (compact disk), and a wavelength of 650 nm of red light is used for DVD (digital versatile disk). Recently, a blue-violet semiconductor laser has been developed, and it is expected that a laser beam of around 400 nm will be used in the future.
[0004]
As for the objective lens, it was less than NA0.5 for CD, but it is about NA0.6 for DVD. In the future, it is required to further increase the numerical aperture (NA) to NA or more 0.7. However, increasing the NA of the objective lens and shortening the wavelength of light also increase the influence of aberrations when focusing light. Therefore, the margin for the tilt of the optical disk is reduced. Further, since the depth of focus is reduced by increasing the NA, the focus servo accuracy must be increased.
[0005]
Furthermore, since the distance between the objective lens and the recording surface of the optical disk is reduced by using a high NA objective lens, it is necessary to reduce the surface blur of the optical disk before the focus servo at the start is pulled in. The objective lens and the optical disk may collide, causing a pickup failure.
[0006]
As a short wavelength, high NA large capacity optical disk, for example, as shown on page 183 of O PLUS E (vol. 20 No. 2), a recording film is formed on a substrate that is as thick and rigid as CD. However, a system has been proposed in which recording / reproducing light is recorded / reproduced with respect to the recording film through the thin cover layer without passing through the substrate.
[0007]
Further, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-105657 and 10-308059, a flexible optical disk is rotated on a flat stabilizing plate to cause surface blur in the optical disk. Methods for stabilization are known.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique, when the optical disk substrate is formed of a rigid body, in order to reduce surface deflection and tilt in the rotating optical disk, extremely accurate molding is performed and recording is performed at a low temperature so that thermal deformation does not occur. A film must be deposited. This prolongs the tact time associated with optical disc manufacture and increases costs.
[0009]
Further, in the method of rotating a flexible optical disk on a stabilizing plate, as described in JP-A-10-308059, when rotating on a simple flat plate, the optical disk and the stabilizing plate are in contact with each other. As a result, the optical disk vibrates and high-frequency surface shake occurs. This surface blur often occurs in a frequency region where mechanical focus servo cannot respond, and the residual servo error cannot be sufficiently suppressed.
[0010]
Further, when the optical disk and the objective lens slide due to surface blurring, dust is generated and the dust or the like causes an error. In particular, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-105657, when the recording film is present on the stabilizing plate side, the recording film of the optical disk is damaged by sliding and causes an error directly. .
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and reliably suppress the optical disc surface blurring by aerodynamic force on both sides of the optical disc when recording / reproducing is performed using a flexible sheet-like optical disc. Another object of the present invention is to provide an optical disk drive device, an optical information recording device, and an optical information reproducing device that enable high-density recording.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a rotational driving means for rotating a flexible sheet-like optical disc, and a rotational movement in a rotational axis direction at a portion where writing or reading is performed on the optical disc. Stabilization means to stabilize by air flow pressure difference based on the law of e, The stabilization means is installed on both sides of the disk of the optical disk, and the pressure difference of the air flow does not occur between the upstream side and the downstream side in the disk rotation direction of the part of the optical disk in which the surface blur is stabilized by both stabilization means. Create an area An optical disc drive apparatus, wherein the stabilizing means is installed on the recording surface side of the optical disc and on the opposite side of the recording surface, and the stabilizing means installed on the recording surface side and the optical disc The distance is set longer than the distance between the stabilizing means installed on the side opposite to the recording surface and the optical disc. In addition, with this configuration, by providing a portion that becomes “escape” at the front and rear positions of the portion where the surface blurring in the sheet-like optical disc is stabilized, the repulsive force of the optical disc in the stabilized portion can be reduced. The effect of stabilizing force by aerodynamic force is increased, and furthermore, by installing stabilizing members on both sides of the optical disk, the generated aerodynamic force can be applied in a direction that contributes to further stabilization. In particular, it is possible to effectively stabilize the shake in the rotation axis direction on the recording surface on which writing or reading is performed on the optical disc. Moreover, contact between the recording surface of the optical disk and the stabilizing means can be prevented, and writing or reading errors can be prevented. The
[0014]
Claim 2 The invention described in claim 1 The optical disk drive apparatus described above is characterized in that a repulsive force against the optical disk is generated by the stabilizing means installed on the recording surface side. With this configuration, a repulsive force against the suction force acting on the optical disk is generated, and the generated force Can be adjusted, so that the surface shake can be more stabilized.
[0016]
Claim 3 The invention described in claim 1 Or 2 In the described optical disk drive device, the most protruding portion of the stabilizing means disposed on the recording surface side and the stabilization disposed on the surface opposite to the recording surface with respect to the portion where writing or reading is performed on the optical disk The most projecting part of the means is arranged so as to be shifted with respect to the circumferential direction of the optical disc, and by this configuration, the suction generated by the stabilizing means is shifted by shifting the positional relationship between the two stabilizing means. The balance of force and repulsive force can be adjusted.
[0017]
Claim 4 The described invention includes a rotation driving unit for rotating a flexible sheet-like optical disc, an optical writing unit for focusing information on a recording surface of the optical disc, and writing information, and the optical writing unit. Stabilization means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the part where writing is performed on the optical disk by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law Eh, said A region in which the stabilizing means is installed on both sides of the disc of the optical disc, and the pressure difference of the air flow does not occur between the upstream side and the downstream side in the disc rotation direction of the portion of the optical disc where the runout is stabilized by both stabilizing units. Provided An optical information recording apparatus, wherein the stabilization means is installed on the recording surface side of the optical disc and on the side opposite to the recording surface, and the stabilization means and the optical disc installed on the recording surface side. Is set longer than the distance between the stabilizing means installed on the side opposite to the recording surface and the optical disc. With this configuration, the function and effect of the first aspect of the invention can be achieved, the state of the portion of the optical disc where writing is performed can be stabilized, and the writing recording density can be increased.
[0019]
Claim 5 The invention described in claim 4 The optical information recording apparatus described above is characterized in that a repulsive force is generated on the optical disc by the stabilizing means installed on the recording surface side. 2 The same effects as those of the invention described in 1) are exhibited.
[0020]
Claim 6 The invention described in claim 4 or 5 In the described optical information recording apparatus, the stabilizing means installed on the recording surface side is fixed to the optical disk side in the optical writing means, and with this configuration, the optical writing means The stabilizing means will work well at a position close to the part where writing is performed, and when the optical writing means is moved, the stabilizing means can be moved together.
[0021]
Claim 7 The invention described in claim 6 In the optical information recording apparatus described above, the opposing installation distance with respect to the optical disc in the stabilizing means fixed to the upper part of the optical writing means is determined by the control operation of the focusing objective lens provided in the optical writing means. It is characterized in that the distance is set shorter than the distance closest to the optical disc. With this configuration, a good air flow can be generated by the stabilizing means without being affected by the presence of the objective lens.
[0023]
Claim 8 The invention described in claim 4 ~ 7 In the optical information recording apparatus according to any one of the above, the most protruding portion of the stabilizing means installed on the recording surface side with respect to the portion where the optical writing means focuses the optical disc, The most projecting portion of the stabilizing means installed on the surface opposite to the recording surface is arranged so as to be shifted with respect to the circumferential direction of the optical disc. 3 The same effects as those of the invention described in 1) are exhibited.
[0024]
Claim 9 The invention described in 1) includes a rotation driving means for rotating a flexible sheet-like optical disk, an optical reading means for condensing light onto the recording surface of the optical disk and reading information by reflected light, and this optical reading. Stabilizing means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the part where the optical disk is read by the means by the air flow pressure difference based on Bernoulli's law. e, The stabilizing means is installed on both sides of the disk of the optical disk, and the pressure difference of the air flow is not generated between the upstream side and the downstream side in the disk rotation direction of the part of the optical disk where the surface blurring is stabilized by both stabilizing means. Create an area An optical information reproducing apparatus, wherein the stabilization means is installed on the recording surface side of the optical disc and on the opposite side of the recording surface, and the stabilization means and the optical disc installed on the recording surface side. Is set longer than the distance between the stabilizing means installed on the side opposite to the recording surface and the optical disc. With this configuration, the effect of the invention according to the first aspect can be achieved, the state of the portion of the optical disc where the reading is performed can be stabilized, and the reading accuracy can be increased.
[0026]
Claim 1 0 The invention described in claim 9 In the optical information reproducing apparatus described above, a repulsive force is generated on the optical disc by the stabilizing means installed on the recording surface side. 2 The same effects as those of the invention described in 1) are exhibited.
[0027]
Claim 1 1 The invention described in claim 9 or 10 In the optical information reproducing apparatus described above, the stabilizing means installed on the recording surface side is fixed to the optical disk side in the optical reading means, and the optical reading means reads the optical disk at a portion to be read. The stabilizing means will work well at a close position, and when the optical reading means moves, the stabilizing means can be moved together.
[0028]
Claim 1 2 The invention described in claim 1 1 In the optical information reproducing apparatus described above, the opposing installation distance with respect to the optical disk in the stabilizing means fixed on the upper part of the optical reading means is set so that the condensing objective lens provided in the optical reading means controls the optical disk by the control operation. It is characterized in that it is set shorter than the closest distance. 7 The same effects as those of the invention described in 1) are exhibited.
[0030]
Claim 1 3 The invention described in claim 9 ~ 1 2 The optical information reproducing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the most protruding portion of the stabilizing means installed on the recording surface side with respect to the portion where the optical reading means focuses the optical disc, and the recording The most projecting portion of the stabilizing means installed on the side opposite to the surface is arranged so as to be shifted with respect to the circumferential direction of the optical disc. 3 The same effects as those of the invention described in 1) are exhibited.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a flexible sheet-like optical disk, and 2 is a hub 1a of the optical disk 1. A spindle motor, 3 is a spindle motor that rotationally drives the spindle shaft 2, 4 is a recording means for writing information to the optical disc 1, and an optical pickup as a reproducing means for reading the written information. , An objective lens provided on the optical pickup 4 so that light from a light source (not shown) is focused on the optical disk 1 and reflected light from the optical disk 1 passes, and 6 is an optical pickup 4 in the radial direction of the optical disk 1. The pickup positioning device 7 to be moved to the optical pickup 4 is placed opposite to the optical pickup 4 with the optical disc 1 interposed therebetween. The first stabilizing guide member 8 for preventing the optical guide 1, the stabilizing guide positioning device 8 for moving the first stabilizing guide member 7 in the radial direction of the optical disk 1 in conjunction with the optical pickup 4, and 9 A through hole 9a is formed which is fixed to the upper portion of the pickup 4 and opens the light incident / exit surface portion of the objective lens 5. The second stabilizing guide 7 together with the first stabilizing guide member 7 prevents the optical disc 1 from shaking. The stabilizing guide member 10 is an apparatus main body that houses the constituent members.
[0033]
2 (a) and 2 (b) are explanatory views of the recording means and the reproducing means constituting the optical pickup. As shown in FIG. 2 (a), the recording means corresponds to the input recording signal. A signal processing circuit 11 that performs digital signal processing, signal compression processing, and the like, a laser drive control circuit 12 that generates a laser drive control signal based on an output from the signal processing circuit 11, and an output from the laser drive control circuit 12 The laser drive unit 13 that receives the laser light source 14 made of a semiconductor laser and the like is received, and the emitted light La emitted from the laser light source 14 is emitted by the objective lens 5 of the optical pickup 4 shown in FIG. Information is recorded by forming a bit by irradiating the recording surface of the optical disc 1 as a light spot.
[0034]
Further, as shown in FIG. 2B, the reproducing means includes a photoelectric conversion element 17 such as a photodiode, a reproduction signal processing circuit 18 and the like, and with respect to a recording bit formed on the recording surface of the optical disc 1. Then, laser light with low emission energy is emitted from the laser light source 14, the reflected light Lb is received by the photoelectric conversion element 17 through the objective lens 5, and the signal from the photoelectric conversion element 17 is subjected to signal expansion processing by the reproduction signal processing circuit 18. Etc. to generate a reproduction signal.
[0035]
The optical disc 1 is configured as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, and the recording layer 20 faces the objective lens 5 of the optical pickup 4 and the substrate 21 faces the first stabilization guide member 8. It is set in a chucking portion provided on the spindle shaft 2.
[0036]
A specific example of the optical disc 1 in the present embodiment will be described. In order to give flexibility as a substrate, a thin sheet of about 0.1 mm was used. For example, a groove having a stamper pitch of 0.6 μm and a width of 0.3 μm is transferred by thermal transfer onto a 80 μm thick sheet made of polyethylene terephthalate, and then the sheet / Ag reflective layer is formed by sputtering to 120 nm / (ZrO 2 -Y 2 O Three ) -SiO 2 , 7 nm / AgInSbTeGe, 10 nm / ZnS—SiO 2 , 80nm / Si Three N Four Films were formed in the order of 40 nm. This sheet is spin-coated with UV resin, cured by ultraviolet irradiation to form a transparent protective film having a thickness of 5 μm, and the recording layer is melt-crystallized with a large-diameter laser beam to reflect the reflectivity. The one with increased
[0037]
With reference to the explanatory diagram of FIG. 4, stabilization of surface deflection of a flexible sheet-like optical disc in the present embodiment will be described. During recording / reproduction, the flexible optical disk 1 having the above-described configuration is rotated between the optical pickup 4, the second stabilization guide member 9, and the first stabilization guide member 7. The rotating optical disk 1 itself is small but rigid, and when it rotates, it has a force to turn straight due to the action of centrifugal force.
[0038]
As shown in FIG. 4, a second stabilization guide member 9 is provided above the optical pickup 4 on the optical disc 1 side with respect to the objective lens 5. When the optical disk 1 rotates, an air flow is generated. When the first stabilization guide member 7 is brought closer to the optical disc 1, a pressure rise occurs on the disc intrusion side of the first stabilization guide member 7 based on Bernoulli's law, and the optical disc 1 rebounds and floats thereafter. Since the gap narrows according to the convex shape of the first stabilization guide member 7, the flow velocity increases and the pressure decreases, so that the optical disc 1 approaches the first stabilization guide member 7.
[0039]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, since the second stabilization guide member 9 having a shape that increases the pressure of the air flow is provided in the optical pickup 4, the second stabilization guide member 9 holds the optical disc 1 in the first position. Thus, the stabilization guide member 7 is pushed toward the stabilization guide member 7, and the surface blurring of the optical disc 1 is suppressed more satisfactorily. As a result, it is possible to reduce large surface shake (vibration in the disc rotation axis direction).
[0040]
In the present embodiment, the first stabilization guide member 7 is installed opposite to the substrate 21 of the optical disc 1, and the second stabilization guide member 9 is installed only on the optical pickup 4. For example, in the configuration example of FIG. 4, as the first stabilization guide member 7, a cylindrical member whose surface facing the optical disk 1 forms an arc shape is used, and the air pressure of the first stabilization guide member 7 is reduced. The part where the surface blur is stabilized in the optical disk 1 by the action is the point A. In this part A, the surface blur is minimized by the aerodynamic force, so that distortion due to the bending occurs in the vicinity of the part A. Therefore, regions (space portions where the first stabilizing guide member 7 and the second stabilizing guide member 9 are not provided) B and C are provided on the upstream side and the downstream side in the disk rotation direction so as not to generate the action of the air pressure. The repulsive force in the optical disc 1 in the portion A where the surface blurring is stabilized is made small by causing the optical disc 1 to have “escape” portions at the front and rear positions of the portion A where the stabilization is performed.
[0041]
The relationship between the pressures at the portions A, B, and C in FIG. 4 requires that the relationship of Pb>Pa> Pc is established when the pressures at the respective portions are Pa, Pb, and Pc.
[0042]
That is, by making a relationship of Pb> Pa, a force for separating the optical disc 1 from the first stabilization guide member 7 is generated, and the optical disc 1 and the first stabilization guide member 7 are brought into sliding contact with each other to cause abnormal vibration. Or generation | occurrence | production of dust etc. is prevented. Further, since the optical disc 1 is stabilized at a suitable distance from the first stabilization guide member 7 to stabilize the surface blurring, a force for pressing the optical disc 1 from the optical pickup 4 side to the first stabilization guide member 7 is required. Therefore, it is necessary to make the relationship Pa> Pc.
[0043]
The force to reduce the surface shake at the part A is a force that causes the optical disc 1 to be sucked to the first stabilizing guide member 7 whose position is physically fixed by air pressure (negative pressure). Specifically, the optical disk 1 is pulled upward by the first stabilization guide member 7, and the second stabilization guide member 9 pushes the optical disk 1 from below to upward, whereby the optical disk 1 is moved to the first stabilization guide. The force pressed against the member 7 (which serves as a reference for the position) can be further increased, and surface blurring on the optical disc 1 can be reduced. The force that pushes the optical disk 1 upward from the lower side by the second stabilization guide member 9 is air pressure (positive pressure), and becomes a repulsive force when viewed from the second stabilization guide member 9.
[0044]
The effect of the surface blur stabilization force by the aerodynamic force on the optical disk 1 is increased by the relational configuration of each part as described above.
[0045]
If a negative pressure is generated in the second stabilizing guide member 9 to generate an adsorption force to the optical disc 1, negative pressure is generated on both sides of the optical disc 1, and the first stabilizing guide member 7 and The pressure difference between the second stabilization guide members 9 is reduced, the force for pressing the optical disc 1 against the first stabilization guide member 7 is reduced, and the surface blurring suppression force for the optical disc 1 is reduced.
[0046]
In the present embodiment, the first stabilization guide member 7 is present on the side of the substrate 21 that is opposite to the recording layer 20 in the optical disc 1, and the recording / reproducing light La, Lb is condensed and recording / reproduction is performed. The first stabilization guide member 7 stabilizes the substrate 21 side opposite to the recording layer 20. Thus, even if a sliding state occurs between the first stabilizing guide member 7 and the optical disc 1, the recording layer 20 is not damaged and does not directly cause an error. Further, the optical disc 1 usually warps in a convex shape on the recording layer 20 side. This corresponds to the fact that the sputtered film in the recording layer 20 has a compressive stress. For this reason, when the first stabilization guide member 7 is applied so as to be pushed from the substrate 21 side, the pressure-bonding force between the first stabilization guide member 7 and the optical disc 1 becomes more stable, and the surface blurring is prevented. Compression is good.
[0047]
In addition, since the recording / reproducing lights La and Lb directly enter and exit the opposite side of the portion A where the surface blurring on the recording layer 20 side of the optical disc 1 is stabilized, the optical disc 1 should be Even if the scratch is caused by sliding with the stabilizing guide member 7, the scratch is not attached to the recording layer 20, so that an error in recording / reproducing does not occur and the substrate 21 of the optical disc 1 is not damaged. Since the recording / reproducing lights La and Lb do not pass through the substrate 21 even if they are scratched, they are not affected by the scratches on the substrate 21 and the optical characteristics of the substrate 21. For example, the substrate 21 is opaque. It may be.
[0048]
The operation of the second stabilization guide member 9 in this embodiment will be described. According to Bernoulli's law, the above-described stabilization aerodynamic force increases as the optical disc 1 and the stabilization guide members 7 and 9 are closer to each other. For this reason, the first stabilization guide member 7 needs to be close to the optical disc 1. However, since the second stabilization guide member 9 may have a so-called “subordinate” action of reducing surface deflection by pushing the optical disc 1 toward the first stabilization guide member 7, the second stabilization guide member 9 may be applied to the recording layer 20 of the optical disc 1. In order to prevent the occurrence of sliding scratches, the distance between the second stabilization guide member 9 and the surface of the recording layer of the disk 1 is longer than the distance between the surface of the first stabilization guide member 7 and the optical disk 1. is required. Therefore, in the present embodiment, the second stabilization guide member 9 is set to have a longer distance from the surface of the optical disc 1 than the first stabilization guide member 7.
[0049]
Further, since the second stabilizing guide member 9 mainly generates a repulsive force, the collision between the second stabilizing guide member 9 and the recording layer 20 of the optical disc 1 hardly occurs. Furthermore, since the second stabilization guide member 9 is installed so as to protrude from the optical lens 1 surface from the installation position of the objective lens 5, the objective lens 5 and the optical disc 1 do not collide directly, and the objective lens 5 is protected from collision.
[0050]
The distance between the second stabilizing guide member 9 and the surface of the optical disk 1 is set to be 50 μm to 150 μm. Both too close are likely to slide. Although the surface blur of the optical disc 1 is less than 10 μm, the surface blur gradually increases toward the periphery of the stable point. Therefore, it is desirable to set a value larger than 10 μm to 50 μm with a margin. Further, since the control working distance of the high NA objective lens 5 is about 0.1 mm to 0.4 mm, the second stabilizing guide member 9 must be installed on the optical disc 1 side with respect to the control working distance. Therefore, it is desirable to set the distance between the second stabilizing guide member 9 and the surface of the optical disc 1 to be 50 μm to 150 μm.
[0051]
This will be described more specifically with reference to the explanatory diagram of FIG. In FIG. 4, when the component member other than the first stabilizing guide member 7 or the apparatus main body case or the optical disk 1 is used in a state of being accommodated in the cartridge, the cartridge does not act according to Bernoulli's law. Assume that the optical disk 1 is separated from them by about 1 mm or more. However, when the objective lens 5 is exceptionally high NA, the working distance is shortened, so that the objective lens 5 approaches 0.05 mm to 0.3 mm. Accordingly, the second stabilizing guide member 9 approaches a distance of less than 0.2 mm. The distance between the second stabilizing guide member 9 and the optical disc 1 is approximately 50 μm to 150 μm.
[0052]
Further, FIG. 5 shows the measurement result of the surface deflection of the optical disk in the configuration of FIG. The first stabilizing guide member 7 has a tip shape with a radius of 50 mm and a diameter of 20 mm, and the optical disc 1 has a recording film formed on an 80 μm PET (polyethylene terephthalate) sheet by forming a groove for tracking with a pitch of 0.65 μm. It was formed by sputtering, and had a radius of 45 mm and a rotation speed of 2000 rpm, and measured the surface shake in a stable state using a laser displacement meter.
[0053]
Since there was no abnormal vibration in the first stabilizing guide member 7 and no sliding flaw occurred in the optical disc 1, it can be determined that no excessive air levitation occurred and no sliding state occurred. . Further, the disc surface runout is about 2 μm, and it can be seen that a normal rigid disc produces surface runout of 50 μm or more, which is extremely small.
[0054]
Both the stabilization guide members 7 and 9 of the present embodiment can be provided with the above-mentioned good surface stabilization in either case, whether installed in the apparatus body case or in the cartridge. It was.
[0055]
The disk system according to the present embodiment having the above configuration was recorded and reproduced using an optical pickup having a wavelength of 405 nm and NA of 0.9. For example, the recording position on the optical disk was set to a radius of 45 mm, the shortest recording bit length was 0.12 μm, and random digital data was modulated and recorded with 1-7 RLL.
[0056]
When the recording linear velocity is 10 m / s, the recording peak power is 5 mW, the erasing power is 2.6 mW, the recording bottom power is ternary modulation of 0.1 mW, and the reproduction is performed at 0.25 mW, the basic clock and the recording signal The jitter between and was less than 8%. Further, stable focusing and tracking were performed without any disturbance of the envelope of the recording signal. The focus residual error was measured for both recording and reproduction, but the defocus amount was ± 0.12 μm or less. With a high NA of 0.8 or more, the defocus margin is very narrow, it is only a fraction of that of a DVD or the like, and the defocus amount must be ± 0.2 μm or less. In this sense, it can be said that sufficient focus stabilization has been performed in this embodiment.
[0057]
In addition, the defocus was evaluated by increasing the linear velocity to 20 m / s and evaluating the defocus, but the amount was ± 0.12 μm or less as described above. With a conventional high-rigidity disk, when the linear velocity is increased, the surface shake increases due to the action of resonance, etc., and the period of the surface shake increases with the rotation speed, making it difficult to follow the focus servo. Better results were obtained than when the amount of focus increased. This is because in this embodiment, since aerodynamic stabilization is used, the force for stabilization increases as the linear velocity increases.
[0058]
In this embodiment, it is necessary to consider the operation timing of each member in order to effectively stabilize the aerodynamic force. The operation at the time of recording / reproducing in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0059]
That is, when a start signal is input to a central processing circuit (not shown), the spindle motor 4 is started to rotate the optical disk 1 (S1), and when the predetermined rotational speed is reached (YES in S2), the first The stabilizing guide member 7 is moved to a predetermined approach position with respect to the optical disc 1 (S3). Here, when the surface shake is measured using a laser displacement meter or the like and enters a predetermined surface shake stable range (YES in S4), the optical pickup 4 is moved to a predetermined approach position with respect to the optical disc 1 (S5). At this point, recording / reproduction is started (S6).
[0060]
Then, the first stabilization guide member 7 is interlocked by the stabilization guide positioning device 8 and the optical pickup 4 is interlocked by the pickup positioning device 6, and the optical pickup 4 and the second stabilization guide member 9, The optical disc 1 is moved in the radial direction so as to face the stabilizing guide member 7 (S7), and continues until recording / reproduction of all signals is completed (S8).
[0061]
The shape of the first stabilization guide member 7 is basically the shape described above, but by forming like the first stabilization guide member 25 shown in FIG. It was possible to stabilize. In the first stabilization guide member 25 shown in FIG. 7, the side on which the optical disc 1 enters is a convex positive pressure generating portion 25a, and the positive pressure generating portion 25a is compressed by the air entering and is compared with the atmospheric pressure. As the pressure increases, a repulsive force is generated between the first stabilizing guide member 25 and the optical disc 1. Further, the side of the first stabilization guide member 25 from which the optical disk 1 is ejected is a negative pressure generating portion 25b having a concave shape, and the air flowing by the negative pressure generating portion 25b is rapidly expanded and compared with the atmospheric pressure. Since the negative pressure is applied, an attractive force acts between the first stabilizing guide member 25 and the optical disc 1.
[0062]
As described above, the surface shake of the optical disc 1 can be stabilized only by the balance between the attraction force and the repulsion force caused by the difference in air pressure according to Bernoulli's law between the first stabilization guide member 25 and the optical disc 1. .
[0063]
Further, by providing the flat portion 25c at the boundary (guide surface curvature boundary line) between the positive pressure generating portion 25a and the negative pressure generating portion 25b in the first stabilizing guide member 25, the spread of the surface shake stable region can be greatly increased. I am doing so. Thus, both the repulsive force and the attracting force are generated in the first stabilizing guide member 25, and the distance between the optical disc 1 and the first stabilizing guide member 25 is stabilized by these acting forces. Can do.
[0064]
The configuration of the second stabilization guide member 9 may be the same as that of the first stabilization guide members 7 and 25, and the first stabilization guide members 7 and 25 are different from those in the objective lens 5. There is a difference in that it is necessary to have a configuration that secures an optical path that does not hinder the incidence / emission of light from the light source. For example, the second stabilization guide member 9 may be formed with a light entrance / exit through hole, or an optical component may be installed in the through hole. It is conceivable that the entire member 9 is formed of an optical material that does not affect the incidence / emission of light from the objective lens 5.
[0065]
Further, the material of the first and second stabilizing guide members 7, 9, 25 is preferably a material excellent in high slipperiness that allows air to smoothly flow on the surface and temperature resistance characteristics that can withstand high temperatures. A stainless material can be exemplified.
[0066]
As shown in FIG. 8, the first stabilizing guide members 7 and 25 are disposed at a plurality of locations in the circumferential direction so as to face the optical disc 1, so that the optical disc adapted to the design and specifications of the optical disc 1 or the apparatus. It is conceivable to set the stable state of 1 as appropriate.
[0067]
In the present embodiment, since the surface blur or tilt is corrected by aerodynamic force, the optical disc 1 must be soft and flexible. As a result, in the region that is not stabilized by the stabilizing guide member, the optical disc 1 has a larger surface shake than that of a normal disc material such as a CD, and the surface shake up to about 0.5 mm is easy. appear. In some cases, it is difficult to converge this surface blur to 5 μm or less at once with the light stabilization guide member around the pickup 4.
[0068]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of first stabilizing guide members 7 are installed in the circumferential direction of the optical disk 1 and at positions away from the periphery of the optical pickup 4, thereby By roughly stabilizing the whole and further stabilizing the main stable surface (near the optical pickup 4), the margin of the device system design could be improved.
[0069]
The first stabilization guide member 7 installed for rough stabilization does not need to be so precise in the stabilization operation. Since it is sufficient to take a large surface blur that reaches about 0.5 mm, it is sufficient to generate mainly a repulsive force, and a simple spherical convex shape is sufficient. Rather, it is necessary to have an installation configuration that does not cause sliding. This is because it is preferable not to cause unnecessary vibration by sliding. For this reason, the first stabilization guide member 7 as an auxiliary guide for coarse stabilization has a flying height that is larger than the first stabilization guide member 7 as a main guide in the vicinity of the optical pickup 4. Is preferable. That is, as the guide shape is larger, the flying height tends to increase.
[0070]
For example, if the first stabilizing guide member 7 as the main guide is a cylinder having a diameter of 10 mm, the flying height of the auxiliary guide is greater in the auxiliary guide if the first stabilizing guide member 7 as the auxiliary guide has a larger diameter of 20 mm. growing. By doing so, the frequency of occurrence of sliding could be reduced.
[0071]
When the shape of the first stabilizing guide member 7 is a cylinder and the tip has a hemispherical shape, the area of the cross section parallel to the optical disc 1 and the flying height are proportional. Therefore, if the auxiliary guide is large, the flying height is stabilized at a large point.
[0072]
In the first embodiment shown in FIG. 1, the first stabilization guide member 7 and the stabilization guide positioning device 8 are installed in the upper part in the apparatus main body 10. Therefore, the user can handle the optical disc 1 in a bare state without a cartridge.
[0073]
In this case, since the optical disk 1 is a thin sheet, for example, it can be handled in a bag, taken out when used, and set on the spindle shaft 2 to be used as an inexpensive optical information recording medium. can do.
[0074]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that one optical disk 1 is opened. A disk cartridge 27 provided with windows 26 and 26 is built in, the disk cartridge 27 is set at a predetermined position in the apparatus, and the shutters 28 and 28 are moved by operating means (not shown) to open the open windows 26 and 26. The first stabilization guide member 7, the optical pickup 4 and the second stabilization guide member 9 are moved to be inserted so that recording / reproduction is possible.
[0075]
As the disk cartridge 27, one having a general configuration can be adopted, so that there is no cost increase.
[0076]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the first stabilizing guide member 30 is placed inside the disk cartridge 31. It is installed. In this case, as shown in FIG. 11, the first stabilization guide member 30 has a horizontally long shape extending in the radial direction of the optical disc 1, and is positioned for stabilization guide as in the first and second embodiments. The mechanism 8 is unnecessary. Due to the action of the first stabilization guide member 30, the surface blurring stabilization of the optical disc 1 occurs in the same manner as described in the first embodiment. The first stabilization guide member 30 is installed so that the region where the surface blur of 1 can be stabilized is located at the condensing point of the optical pickup 4.
[0077]
In the third embodiment, the shutter 28 is moved by operating means (not shown), the second stabilizing guide member 9 and a part of the optical pickup 6 are inserted into the opened opening window 26, and recording / recording is performed. Enable playback.
[0078]
In the third embodiment, since the first stabilization guide member 30 is built in the disc cartridge 31, the overall configuration of the apparatus can be made substantially the same as the configuration of a conventional apparatus using a rigid substrate optical disc. Therefore, compatibility with an optical disk system using such a rigid substrate is facilitated.
[0079]
FIG. 12 is a plan view for explaining an embodiment of the disk cartridge according to the present invention. FIG. 13 is a partial sectional view taken along line AA in FIG. 12, which is the same as the optical recording / reproducing apparatus of the first embodiment. It is a disc cartridge that can be used for various devices.
[0080]
As shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of flexible sheet-like optical disks 1 can be stored in the disk cartridge 33 and can be used as a changer. The capacity can be increased by the number of the optical discs 1 that are present. Even if a large number of optical disks 1 are stored in the disk cartridge 33, the entire volume of the disk cartridge 33 does not increase because the thickness of the optical disk 1 is thin.
[0081]
The disc cartridge 33 according to the present embodiment is configured so that one end of each optical disc 1 is sandwiched between disc trays 34 that support the optical disc 1 and stored in an overlapped manner. A changer operation is performed by inserting and removing between the apparatus and the disk cartridge 33.
[0082]
Each disc tray 34 is provided with a disc tray identifying portion 35 protruding at a different position for each sheet, and a changer mechanism (not shown) for detecting and taking this different position is installed on the recording / reproducing apparatus side. Thus, it is possible to distinguish and load the optical discs one by one.
[0083]
In this embodiment, since the optical disk 1 is thin, the disk interval is narrow. Therefore, in order to enable the changer mechanism of the recording / reproducing apparatus to distinguish between the upper and lower optical discs 1, the disc tray identification unit 35 is placed at a different position in the horizontal direction as shown in FIG. It is installed. The recording / reproducing apparatus side moves the arm member by, for example, hooking an unillustrated arm member in a hole 35a formed in the disc tray identifying portion 35 with the disc tray identifying portion 35 at a different position in the lateral direction. Thus, the optical disk 1 can be taken in and out of the disk cartridge 33. Compared to a configuration in which the disc tray identification unit 35 is installed vertically, in the configuration as in the present embodiment, since the distance in the horizontal direction is relatively wide, the identification can be easily performed.
[0084]
As described above, the disk cartridge 33 shown in FIGS. 12 and 13 has a structure in which the disk trays 34 are simply stacked, and therefore has a very simple structure, and can be a small and large capacity cartridge.
[0085]
In the above description of the embodiment, the rewritable optical disk using the phase change recording layer has been described. However, the present invention provides a guide shape for further improving the accuracy of guide stabilization of a flexible optical disk. Since it can be applied to the recording / reproducing system, the same effect can be obtained for other optical discs that collect and collect light such as a reproducing optical disc using embossed pits or a magneto-optical recording disc. I can expect.
[0086]
Moreover, about the 1st stabilization guide member or the 2nd stabilization guide member, the thing of various shapes and structures can be employ | adopted, For example, what is shown in FIGS. 14-19 can be illustrated. Stabilizing guide members 40 and 41 shown in FIGS. 14A and 14B have the configuration described in FIG. 7, and have convex first guide surfaces 40a and 41a and concave second guides. Surfaces 40b, 41b and flat surfaces 40c, 41c are formed, and the stabilizing guide member 40 in FIG. 14 (a) is disposed in the radial direction of the optical disk along the movement flow line of the optical pickup. The stabilizing guide member 41 shown in FIG. 14B is installed so as to be movable in the radial direction of the optical disc along the movement flow line of the optical pickup.
[0087]
In the stabilization guide members 40 and 41 shown in FIGS. 14A and 14B, the flat surfaces 40c and 41c are eliminated, and only the first guide surfaces 40a and 41a and the second guide surfaces 40b and 41b are formed. It may be a thing.
[0088]
The stabilization guide members 42 and 43 shown in FIGS. 15 and 16 are, in order from the upstream side in the disc rotation direction, convex first guide surfaces 42a and 43a, flat surfaces 42c and 43c, and convex second guides. The stabilization guide member 42 in FIG. 16A is disposed in the radial direction of the optical disc along the movement flow line of the optical pickup, and is formed from the surfaces 42b and 43b. ) Stabilization guide member 43 is installed to be movable in the radial direction of the optical disc along the movement flow line of the optical pickup.
[0089]
In addition, in the stabilizing guide members 42 and 43 shown in FIGS. 16A and 16B, the flat surfaces 42c and 43c are eliminated, and only the first guide surfaces 42a and 43a and the second guide surfaces 42b and 43b are formed. Alternatively, the second guide surfaces 42b and 43b may be omitted, and only the first guide surfaces 42a and 43a and the flat surfaces 42c and 43c may be formed.
[0090]
The stabilization guide member 44 shown in FIGS. 17 and 18 has, in order from the upstream side in the disk rotation direction, a first guide surface 44a having a convex shape and a curved surface in a direction perpendicular to the disk rotation direction, and the disk rotation. A flat surface 44c having a curved side surface in a direction orthogonal to the direction and a second guide surface 44b having a convex shape and a curved surface in a direction perpendicular to the disk rotation direction are formed. The stabilizing guide member 44 is installed so as to be movable in the radial direction of the optical disc along the movement flow line of the optical pickup.
[0091]
In addition, in the stabilizing guide member 44 shown in FIGS. 17 and 18, the flat surface 44c may be eliminated, and only the first guide surface 44a and the second guide surface 44b may be formed, or the second guide may be formed. The surface 44b may be eliminated, and only the first guide surface 44a and the flat surface 44c may be formed.
[0092]
The stabilization guide member 45 shown in FIG. 19 is basically cylindrical, and has a curved surface 45a formed on the end surface facing the optical disc 1 in the same manner as the stabilization guide member 8 shown in FIG. is there.
[0093]
FIG. 20 is an explanatory diagram of a modified example of the relationship between the optical disk and the guide stabilizing member in this embodiment. In this example, the center line of the first stabilizing guide member 7 (the part that protrudes most and changes the air pressure). ) Is the center line of the second stabilizing guide member 9 (the most protruding portion where the air pressure changes) L 9 It is installed upstream of the air flow. Therefore, even if both stabilizing guide members 7 and 9 are similarly hemispherical, attraction from the first stabilizing guide member 7 at the condensing point by the objective lens 5 on the optical disc 1 that must be stabilized. The optical disc 1 receives a repulsive force from the second stabilization guide member 9 and the optical disc 1 is pushed against the first stabilization guide member 7 by a double force. Can be suppressed better. When the stabilizing guide member has a hemispherical shape, a repulsive force mainly acts on the upstream side of the air flow and a suction force acts on the downstream side, so that each center line L as shown in FIG. 7 , L 9 By shifting the positional relationship in the direction of the air flow, the balance of force can be easily adjusted.
[0094]
FIG. 21 is an explanatory diagram of another modified example of the relationship between the optical disc and the guide stabilizing member in the present embodiment. The difference between this example and the example shown in FIG. 20 is the shape of the second stabilizing guide member 9. The members corresponding to the members described in FIG. 20 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, but in this example also, the first stabilization guide member 7 and the second stabilization guide are used. Each center line L with the member 9 7 , L 9 By shifting the positional relationship in the direction of the air flow, the balance of force can be easily adjusted.
[0095]
Hereinafter, the effects of the present embodiment will be specifically verified with reference to FIGS. 22 to 24.
[0096]
The members corresponding to those already described in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, but the first stabilizing guide member 7 has a cylindrical shape with a tip having a radius of 50 mm and a diameter of 20 mm. The second stabilizing guide member 9 has a wedge-shaped tip and a prismatic shape with a 20 mm square cross section. The dimensional relationship of each member is as shown in the figure, and the first stabilizing guide member 7. And the center line L of the second stabilizing guide member 9 7 , L 9 Are 3 mm apart.
[0097]
FIGS. 23A and 23B are explanatory diagrams of the results of measuring the generation of air pressure in the first stabilization guide member and the second stabilization guide member in the configuration example shown in FIG. Is the generated air pressure, the origin is atmospheric pressure, and the horizontal axis indicates the position from the left end of the first stabilizing guide member.
[0098]
As shown in FIG. 23 (a), in the first stabilization guide member 7, on the left side of the first stabilization guide member 7, the pressure is once higher than the atmospheric pressure and then positive, and then the first stabilization guide member 7 is used. The pressure suddenly changes to a negative pressure at a substantially central portion of the member 7. On the other hand, as shown in FIG. 23B, the second stabilization guide member 9 generates a positive pressure as a whole and acts to push the optical disc 1 against the first stabilization guide member 7. .
[0099]
Further, since the first stabilization guide member 7 is several tens of μm away from the optical disc 1 compared to the second stabilization guide member 9, the generated force is small. Although this force may be large, the pressure is determined by the distance between the optical disc 1 and each of the stabilization guide members 7 and 9, and therefore, in the present embodiment, the pressure is greater in the first stabilization guide member 7. Set as follows.
[0100]
When the optical disc 1 is pulled upward by the negative pressure in the first stabilization guide member 7, if the optical disc 1 is pushed upward by the positive pressure in the second stabilization guide member 9, as a result, the optical disc 1 becomes the first one. 1 is strongly pressed against the stabilizing guide member 7 side. When the distance between the first stabilization guide member 7 and the optical disc 1 is reduced by being pressed in this way, the force as an air bearing between the first stabilization guide member 7 and the optical disc 1 increases, and the first The positive pressure on the left side of the stabilizing guide member 7 also increases. Therefore, sliding contact between the first stabilizing guide member 7 and the optical disc 1 does not occur.
[0101]
From these facts, it is ideal that the recording / reproducing point is located at the position where the working pressure of the second stabilization guide member 9 is maximum when the working pressure of the first stabilization guide member 7 becomes negative. (Recording / reproducing point = surface blur minimum point).
[0102]
Since the second stabilization guide member 9 is provided in the optical pickup 4 as in the present embodiment, the second stabilization guide member 9 as a protective cover for the objective lens 5 is limited in shape, that is, the objective. Since the second stabilization guide member 9 must spread outside the size of the lens 5, each center line L in the first stabilization guide member 7 and the second stabilization guide member 9. 7 , L 9 The distance between is determined. In the present embodiment, the minimum point of surface blur is the center line L of the first stabilizing guide member 7. 7 The center line L of the first stabilization guide member 7 is on the right side in FIG. 7 Is the center line L of the second stabilizing guide member 9 9 It is desirable to be on the right side (3 mm in this embodiment).
[0103]
(Table 1) is a table summarizing the results of measurement of the surface shake state in the configuration shown in FIG. 22 in the same manner as the measurement method described in FIG. 5, and the stabilization guides on both sides of the optical disc as in this embodiment. A configuration in which a member is installed, a configuration in which a stabilizing guide member is installed on one side of the optical disc, and a configuration in which a guide member is installed on the entire surface of the optical disc were compared.
[0104]
[Table 1]
Figure 0004190745
[0105]
As can be seen from (Table 1), in the configuration of the present embodiment, the runout was about 2 μm, and the runout amount was 0.5 μm or less for a time of 90% or more.
[0106]
Further, in the case where the guide member is extended over the entire disk surface as in the conventional example, the scratch by the guide member occurs due to the rotation for several minutes, but the stabilizing guide member is not provided as in the configuration of this embodiment. When installed, it was hardly recognized visually.
[0107]
In the optical pickup 4 employing the configuration example of FIG. 22, the tracking error signal observed when the focus servo is turned on was measured. The results are as shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b). The wavelength of the light beam emitted from the light source is 405 nm, and the NA of the objective lens 5 is 0.85. The optical disc 1 has a radius of 45 mm and a driving rotational speed of 2000 rpm as described above.
[0108]
FIG. 24A shows focus servo-off, and FIG. 24B shows focus servo-on. In an optical disk, a tracking error signal is not generated unless the focus servo is turned on and the point where the light is collected does not have an error of about 1 μm or less on the disk recording surface. Referring to FIGS. 24A and 24B, a tracking error signal is obtained satisfactorily and uniformly even when the focus servo is off, and it is proved that the focus error is extremely small in this embodiment. The fact that the error is small when the focus servo is not performed corresponds to the fact that the surface deviation of the optical disk is extremely small, and it can be said that this is proof data of the effectiveness in this embodiment.
[0109]
As described above, according to each of the above embodiments, the flexible optical disk 1 is rotated at a position where both the stabilizing guide members (for example, the first stabilizing guide member 7 and the second stabilizing guide member 9) face each other. When the first stabilization guide member 7 on the substrate side of the optical disc 1 generates a positive pressure on the upstream side in the rotation direction with respect to the optical disc 1, the first stabilization guide member 7 and the optical disc 1 at that portion are generated. A repulsive force acts on the guide member 7, and the optical disc 1 floats with respect to the first stabilizing guide member 7 with a certain distance. Further, by changing the shape of the first stabilization guide member 7 on the downstream side in the rotation direction to generate a negative pressure, the optical disc 1 receives a suction force toward the first stabilization guide member 7 at that portion. However, since the optical disk 1 has a certain degree of rigidity, it does not immediately abut against the first stabilizing guide member 7 to cause rubbing.
[0110]
Further, the second stabilization guide member 9 that mainly generates the acting force from the pickup 4 side to the optical disc 1 side is also provided on the optical pickup 4 side (the recording film side in the optical disc 1). Since the repulsive force to the optical disc 1 and the double force in the same direction as the attracting force to the first stabilizing guide member 7 on the substrate side in the optical disc 1 work, surface stabilization is better performed.
[0111]
In this way, the optical disc 1 receives a repulsive aerodynamic force from the first stabilizing guide member 7 disposed on the substrate side, and then receives a suction force opposite to the aerodynamic force, At the same time, by receiving a repulsive force from the second stabilization guide member 9 disposed on the optical pickup side, the optical disc 1 and the second stabilization guide member 9 maintain a certain distance and this distance. The optical disc rotates while stabilizing. Therefore, by recording / reproducing light for this stable area, it becomes possible to perform recording / reproduction for an area where the surface blur and tilt of the optical disc 1 are small.
[0112]
Since the first stabilization guide member 7 also generates an attractive force, the second stabilization guide member 9 mainly generates a repulsive force, so that the optical disk 1 is provided with the first stabilization guide member 7 on the substrate side. It will rotate at a position close to. Therefore, the optical disk 1 does not rotate near the optical pickup 4 side where the recording film exists, and therefore no sliding scratches on the recording film occur.
[0113]
Since the aerodynamic force is used for the stabilization and the substrate constituting the optical disk is made low in rigidity, it is not necessary to prepare the optical disk itself with high accuracy, and it is possible to eliminate a large surface shake. Therefore, the configuration of the optical pickup for recording / reproducing does not have to follow a large surface fluctuation, and therefore, defocusing is reduced, and high-density recording / reproducing can be stably performed.
[0114]
Furthermore, from this, as an actuator of the objective lens constituting the optical pickup, instead of not corresponding to a large amplitude in the low frequency band, by adopting a highly rigid one as an elastic member (spring) for supporting the actuator, An optical pickup having characteristics in which high-frequency resonance exists on the high frequency side can be configured. For this reason, the operation of the servo system can be speeded up, and the defocus can be suppressed even at a higher linear velocity.
[0115]
In addition, surface blurring is more effective by providing a region where the aerodynamic force according to Bernoulli's theorem is not present at any position upstream and downstream of the disk rotation direction, rather than the part where surface blurring is stabilized in the optical disk. It will be suppressed. This is because the optical disc having flexibility is deformed by the stabilization guide member to forcibly generate a stabilization region of the optical disc at the light condensing point. If the optical disk is provided with a portion that becomes “escape”, the repulsive force of the optical disk in the stabilization region can be reduced, and the effect of the stabilization force of the aerodynamic force is increased.
[0116]
The conventional configuration in which the flat plate guide member is placed opposite to the entire surface of the flexible disk is to have a stabilizing surface corresponding to the entire disk surface, and to install a flat plate larger than the disk. . Therefore, when this configuration is applied to a recording / reproducing apparatus using an optical disk, the surface blur of the optical disk is stabilized even in the periphery other than the condensing point of the optical pickup, which is a part where the surface blur is desired to be stabilized. For this reason, when the optical disc has waviness, even if it is desired to stabilize the vicinity of the light condensing point, the bending force from the front and rear (upstream / downstream) positions in the disc rotation direction acts strongly, and the surface blurring occurs. Stabilization may be insufficient.
[0117]
Further, in the case where the recording layer is formed on a flexible substrate as an optical disk, the substrate is likely to warp on the opposite side with respect to the film formation surface. Therefore, as in this embodiment, by performing aerodynamic guide on the substrate side of the optical disc on the substrate side, the stabilizing action is achieved by the force to return the substrate itself and the repulsive force of the stabilization guide member. Can be performed satisfactorily. For this reason, in this embodiment, a recording / reproduction is performed by providing a stabilizing guide member on the substrate side of the optical disc and an optical pickup on the recording layer side. By adopting such a configuration, even if the optical disk and the optical pickup are in a sliding state and the optical disk is damaged, the scratch does not occur on the recording layer side. It does not cause. In addition, because of such a configuration, the recording / reproducing light does not pass through the substrate of the optical disk, so the recording / reproducing characteristics are not affected by scratches and the optical characteristics of the substrate.
[0118]
Although the optical recording / reproducing apparatus has been described as an example in the above-described embodiment, an optical disk having flexibility for recording and / or reproduction, such as an information recording single-function apparatus or an information reproduction single-function apparatus, is used. The same effect can be obtained by applying to the apparatus to be used.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a flexible sheet-like optical disc. Times Stabilization means for stabilizing the surface shake in the direction of the axis of rotation by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law, Installed on the recording surface side of the optical disc and on the opposite side of the recording surface, and the distance between the stabilizing means installed on the recording surface side and the optical disc is stable on the opposite side of the recording surface. Set longer than the distance between the optical disc and the optical disc By It is possible to effectively stabilize the vibration in the direction of the rotation axis on the recording surface on which writing or reading is performed on the optical disc, and to prevent contact between the recording surface of the optical disc and the stabilizing means. Can prevent errors Therefore, high density writing in the stabilized part Or read Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of recording means and reproducing means constituting an optical pickup in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an optical disc according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining stabilization of surface wobbling of an optical disc according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the measurement result of the surface deflection of the optical disc measured for the configuration example shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart relating to an operation at the time of recording / reproducing in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing a modification of the stabilization guide member in the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view of an arrangement example of the stabilization guide member in the first embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical information recording / reproducing apparatus for explaining a third embodiment of the invention.
FIG. 11 is an explanatory view of an arrangement example of a stabilizing guide member in the third embodiment.
FIG. 12 is a plan view for explaining an embodiment of the disk cartridge of the present invention.
13 is a partial sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 14 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory view showing a configuration example of a stabilization guide member in the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a modification of the relationship between the optical disc and the guide stabilizing member in the present embodiment.
FIG. 21 is an explanatory diagram of another modified example of the relationship between the optical disc and the guide stabilizing member in the present embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram of a configuration example for observing the function and effect of this embodiment.
FIGS. 23A and 23B are explanatory diagrams of the results of measuring the air pressure generation of the first stabilization guide member and the second stabilization guide member in the configuration example shown in FIG.
24A and 24B are waveform diagrams of tracking error signals observed when the focus servo is off and the focus servo is on in the configuration example shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Optical disc
1a hub
2 Spindle shaft
3 Spindle motor
4 Optical pickup
5 Objective lens
6 Pickup positioning mechanism
7, 9, 25, 30, 40 to 45 Stabilizing guide member
8 Stabilizing guide positioning mechanism
10 Device body
14 Laser light source
17 Photoelectric conversion element
20 Recording layer of optical disc
21 Optical disk substrate
25a Positive pressure generating portion of stabilizing guide member
25b Negative pressure generating portion of stabilizing guide member
25c Flat part of stabilizing guide member
27,33 Disc cartridge
34 Disc tray
35 Disc tray identification section

Claims (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、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、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光ディスク駆動装置。Rotation driving means for rotating a sheet-shaped optical disk having flexibility, and stabilization means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the portion where writing or reading is performed on the optical disk by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law e Bei the door, said stabilizing means respectively installed to a disk both sides of the optical disk, both the surface vibration by stabilizing means of the air flow in the disk rotation direction upstream side of the portion in the optical disc to be stabilized and the downstream an optical disc drive device provided with a region that does not cause a pressure difference,
The stabilizing means is installed on the recording surface side of the optical disc and on the side opposite to the recording surface, and the distance between the stabilizing means installed on the recording surface side and the optical disc is the recording surface. An optical disc driving apparatus characterized in that it is set longer than the distance between the stabilizing means installed on the opposite surface side and the optical disc . 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記載の光ディスク駆動装置。 2. The optical disk drive device according to claim 1 , wherein a repulsive force to the optical disk is generated by the stabilizing means installed on the recording surface side . 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または２記載の光ディスク駆動装置。 The most protruding portion of the stabilizing means installed on the recording surface side and the most protruding portion of the stabilizing means installed on the opposite surface side of the recording surface with respect to the portion where writing or reading is performed on the optical disc 3. The optical disc driving apparatus according to claim 1 , wherein the portion is arranged with a shift from a circumferential direction of the optical disc. 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、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、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光学的情報記録装置。 Rotation driving means for rotating a flexible sheet-like optical disk, optical writing means for writing information by condensing the recording surface of the optical disk, and writing to the optical disk by this optical writing means And stabilizing means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the part where the rotation is performed by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law. An optical information recording apparatus provided with a region that does not cause a difference in pressure of the airflow between the upstream side and the downstream side in the disc rotation direction of the portion of the optical disc in which surface deflection is stabilized by the means,
The stabilizing means is installed on the recording surface side of the optical disc and on the side opposite to the recording surface, and the distance between the stabilizing means installed on the recording surface side and the optical disc is the recording surface. An optical information recording apparatus characterized in that it is set longer than the distance between the stabilizing means installed on the opposite surface side and the optical disk . 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４記載の光学的情報記録装置。 5. The optical information recording apparatus according to claim 4 , wherein a repulsive force to the optical disc is generated by the stabilizing means installed on the recording surface side . 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４または５記載の光学的情報記録装置。 6. The optical information recording apparatus according to claim 4, wherein the stabilizing means installed on the recording surface side is fixed to the optical disk side of the optical writing means . 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６記載の光学的情報記録装置。 The opposing installation distance with respect to the optical disk in the stabilizing means fixed to the upper part of the optical writing means is set to be larger than the distance at which the focusing objective lens provided in the optical writing means is closest to the optical disk by the control operation. 7. The optical information recording apparatus according to claim 6, wherein the optical information recording apparatus is set short . 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４〜７いずれか１項記載の光学的情報記録装置。 Installed on the opposite side of the recording surface from the most protruding portion of the stabilizing means installed on the recording surface side with respect to the portion where the optical writing means focuses the optical disc. 8. The optical information recording apparatus according to claim 4, wherein the most protruding portion of the stabilizing means is arranged so as to be shifted with respect to the circumferential direction of the optical disc . 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、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、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光学的情報再生装置。 Rotation driving means for rotating a flexible sheet-like optical disk, optical reading means for condensing the recording surface of the optical disk and reading information by reflected light, and the optical reading means for the optical disk Stabilizing means for stabilizing the vibration in the direction of the rotation axis at the part where the reading is performed by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law, and the stabilizing means are installed on both sides of the disc of the optical disc, respectively. An optical information reproducing device provided with a region that does not cause a difference in pressure of the air flow between the upstream side and the downstream side in the disc rotation direction of the portion of the optical disc in which the surface blur is stabilized by the adjusting means,
Said stabilizing means, and the recording surface side of the optical disk, the distance between this and the recording surface their respective installed on the opposite side, the stabilizing means and the optical disk installed in the recording surface, the recording surface An optical information reproducing apparatus characterized in that it is set to be longer than the distance between the stabilizing means installed on the side opposite to the optical disk and the optical disk . 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９記載の光学的情報再生装置。 10. The optical information reproducing apparatus according to claim 9 , wherein a repulsive force to the optical disc is generated by the stabilizing means installed on the recording surface side . 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９または１０記載の光学的情報再生装置。 11. The optical information reproducing apparatus according to claim 9, wherein the stabilizing means installed on the recording surface side is fixed to the optical disk side of the optical reading means . 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１１記載の光学的情報再生装置。 The opposing installation distance with respect to the optical disk in the stabilizing means fixed above the optical reading means is set to be shorter than the distance at which the focusing objective lens provided in the optical reading means is closest to the optical disk by the control operation. the optical information reproducing apparatus according to claim 11, characterized in that the. 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９〜１２いずれか１項記載の光学的情報再生装置。 Installed on the opposite side of the recording surface from the most projecting portion of the stabilizing means installed on the recording surface side with respect to the portion where the optical reading means focuses the optical disc. The optical information reproducing apparatus according to any one of claims 9 to 12, wherein the most projecting portion of the stabilizing means is arranged to be shifted with respect to the circumferential direction of the optical disc .
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