专利名称：光盘驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及CD、DVD等的可换媒体型的光盘的驱动装置。
背景技术：
在专利文献1中记载了现有的光盘驱动装置的例子。在该公报记载的光盘驱动装置中，对于处于临界转速的光盘的变形模式试图降低变形量。在此，所谓临界转速，是在从外部观察时、光盘在与回转方向相反的方向上进行的倒转的固有频率为0Hz的转速。当从外部看回转系统时，在该转速附近，光盘变形慢且漂移。在专利文献1中，把在光盘驱动装置的光盘托盘上形成的光头移动用的槽的槽宽制成规定宽度以上，在装置壳体内形成非调整的空气分布。由此，使激起变形的力相互抵消，不会成长为大的振幅。
特开2003-168282号(第2页，图3)发明的内容为了提高CD-ROM、DVD装置等光盘驱动装置的记录再生性能，包含临界转速的高速驱动正在成为必需。在临界转速状态下，光盘的回转状态不稳定，对外界干扰的影响反应敏感并产生变形或振动。为了避免这种不适当的情况出现，可以避开临界转速来进行驱动。可是，在现实中，CD或DVD装置的高速化在发展，对应于光头位置使转速变动，并且转速控制范围成为包含临界转速的范围。
另外，在CD-R或DVD-R等还可以写入数据的光盘驱动装置中，变形和振动等的不利影响在写入动作时远比读取动作时大。特别是当光盘变形的节位于光头的正上方时，光盘面的倾斜变大。记录和再生性能大幅度地降低，这些已被本发明者们发现。
在前述专利文献1记述的光盘驱动装置中，对于光盘托盘部的刚性降低没有给予充分地考虑。即，当在光盘托盘部上形成的槽的宽度过大时，光盘托盘部的刚性降低，存在由于光盘回转时产生的空气流使光盘托盘产生振动的危险。另外，当以光头侧为基准观测临界转速下的变形动态时，产生DC地变化的现象。为此，通过降低光盘的振幅，光头上部处的变形模式变得重要，但对此没有被考虑。
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于，使光盘驱动装置在与光盘之间稳定地记录和再生数据。本发明的另一个目的在于，即使在临界转速前后进行高速回转的情况下，仍可以使光盘驱动装置可靠地运转。另外，使光盘驱动装置的可靠性提高也是本发明的目的。
为了达到上述目的，本发明的特征在于，在使用光头将信息记录在光盘上、或者将记录于光盘上的信息再生的光盘驱动装置中，具有光盘托盘和顶罩，所述光盘托盘载置光盘、装载或卸载光盘，所述顶罩配置在光盘的上方，在前述光盘托盘或者前述顶罩的至少任意一个上，形成避免光盘的临界回转速度下的振动模式的(0，n)(n＝2，3，4)模式的节位于前述光头的正上方的机构。
而且，在该特征中，优选具有回转驱动光盘的主轴马达、和与该主轴马达一起保持光盘且设置在顶罩上的光盘压板，前述避免机构是形成在顶罩上且向光盘侧突出的凹凸部，优选形成在前述压板的周围。另外，优选地，避免机构是形成于顶罩上且向光盘侧突出的凹凸部，设置在以前述主轴马达的回转中心为中心、从连接该回转中心和光头具有的物镜的中心的直线起、顺时针和反时针转过角度φ1和φ2(φ1＝100～135°，φ2＝45～80°)的位置的至少一个地方上。
在上述特征中，优选在前述光盘托盘上形成载置光盘的圆形的凹部，前述避免机构是在该凹部的外周部上形成的扇形或者大致同一宽度的第2凹部。进而，优选以前述主轴马达的回转中心作为中心，从连接该回转中心和光头具有的物镜的中心的直线起、将顺时针和反时针地转过φ3和φ4的位置的至少一个作为起点，在圆周方向角度Δφ的部分上形成前述第2凹部。在此，φ3＝135°-β，φ4＝22.5°-β，β＝0～5°，Δφ＝22.5°+α，α＝0～5°。另外，在该特征中，优选前述第2凹部的圆周方向的位置，对于光盘的临界回转速度下的振动模式的(0，n)(n＝2，3，4)模式，处于含有各模式的节的圆周方向位置上。
为了达到上述目的，本发明的另一个特征，在备有回转驱动光盘的主轴马达、把光盘送入装置内的光盘托盘、具有再生记录于光盘上的信息或者在光盘上记录信息的物镜的光头、配置在送入的光盘的上方的顶罩的光盘驱动装置中，(1)把连接前述主轴马达的回转中心和前述物镜的中心的直线作为基准，从主轴马达的回转中心起，在相当于顺时针和反时针方向上45°～80°范围和100°～135°范围的前述顶罩的至少1个地方上，形成控制光盘变形模式的凹凸部。
或者，(2)可以在前述光盘托盘上形成载置光盘的凹部，在该凹部的外周部上形成第2凹部，把连接前述主轴马达的回转中心和前述物镜的中心的直线作为基准，从前述主轴马达的中心起，在顺时针和反时针方向上，在处于22.5～45°和135～157.5°位置的至少1个地方上，形成该第2凹部。再有，(3)也可以在前述光盘托盘上形成载置光盘的凹部，在该凹部上形成能移动光头的切口孔，该切口孔在深度方向上达到前述凹部的外周部，作为前述凹部的直立部的侧面部且与缺口部对应的部分做为壁面。
根据本发明，由于在光盘驱动装置的顶罩上设置控制高速回转时的光盘变形的机构，所以可以控制光盘的直径节变形模式的位置。由此，即使在临界转速前后的高速回转条件下，也可以稳定地进行光盘的记录和再生。因此，提高了光盘驱动装置的可靠性。
图1是本发明的光盘驱动装置的分解透视图。
图2是本发明的光盘驱动装置的一个实施例的俯视图和侧视图。
图3是说明图2所示的光盘驱动装置的变形模式的图。
图4是说明光盘的振动模式的图。
图5是说明现有的光盘驱动装置的变形模式的图。
图6是表示光盘的变形模式的测量例的图。
图7是说明光盘变形中的节的位置的图。
图8是说明本发明的光盘驱动装置的一个实施例的变型例的图。
图9是光盘驱动装置的另一个实施例的俯视图及剖面图。
具体实施例方式
下面用图1～图4、图6～图9说明本发明的光盘驱动装置的几个实施例。图1是光盘驱动装置2的分解透视图，是一并表示出光盘的图。图2是图1的俯视图和侧视图，图3是说明图2所示状态下的光盘的振动模式的图，图4是说明一般的光盘的振动模式的图。图5是为了比较说明所示的现有的光盘驱动装置的振动模式的图。图6是表示光盘的倾斜的实侧例的图。在本实施例中，以CD或DVD装置等光盘驱动装置2为例进行说明。
装入电脑的CD或DVD等光盘驱动装置2，回转驱动直径120mm、板厚1.2mm的圆板形状的记录和再生信息的媒体(以下称光盘)。光盘驱动装置2制成最大宽度W150mm、深度D195mm、装置厚度H40mm的箱体形状。而且，上面用顶罩8覆盖。用主轴马达7使光盘1的回转速度上升到规定的回转速度，用光头5再生光盘1的信息或者把新的信息记录在光盘1上。
如图1所示，光盘驱动装置2备有载置光盘1并使主轴马达7移动的光盘托盘4，和具有树脂成形品的机械底座3和冲压加工压延钢材等金属板的底罩8b、顶罩8的壳体。在光盘托盘4的中央部形成孔21，使主轴马达7和光头5可以接近光盘1。在光盘托盘4上，载置光盘1时定位用的凹部4b被形成为比光盘1外径稍微大的圆形。
在壳体内设置机械底座3，壳体的前面侧形成前面板20，该前面板20形成有光盘托盘4能够移动的出入口。在顶罩8的上面，与主轴马达7位置对应地安装与主轴马达7一起保持光盘的压板13。在压板13的周围形成后面详细说明的凹凸部9。
主轴马达7安装在组合机械底盘15上，当把光盘1固定在主轴马达7上或者解除固定时，组合机械底盘15与主轴马达7一起上下移动。组合机械底盘15，从平面上看，形成大致长方形，在四角经弹性构件16a～16d安装在未图示的组合夹具上。组合夹具嵌合结合在主轴马达7上。弹性构件6a～6d使从装置外部传递给组合机械底盘15的振动和冲击衰减。
再有，虽然图中未示出，但设置有在实际驱动时判别输入到光盘驱动装置2上的光盘1的种类的判别机构。判别机构区别CD、DVD、ROM/R、RW/RAM等媒体的种类，同时判别媒体的倍速信息。
光头5位于宽度方向的大致中央部，在深度方向上位于主轴马达7的里侧。光头5在作为深度方向的箭头X方向上，沿连接主轴马达7的回转中心o和光头5备有的物镜6的中心的直线11移动。在图2中，用虚线表示光头5和送入到光盘驱动装置2内的光盘1。
在顶罩8上，在圆周方向的4个地方放置间隔地形成的凹凸部9。凹凸部9形成向光盘驱动装置2的内部侧突出的高度2～4mm、宽度10～15mm×长度20～30mm左右的长圆形状，由拉深加工成型。凹凸部9抑制光盘1的振动并增强顶罩8自身的刚性。在本实施例中，在对直线11轴对称的位置上形成凹凸部9，处于从该直线开始的角度φ1和φ2的位置上。在此，角度φ1设定在φ＝100～135°的范围内，角度φ2设定在φ2＝45～80°的范围内。这样一来，设置在顶罩8上面的凹凸部从光盘1的直线11错开规定的量，将凹凸部从光头5的上面脱开。
可是，如图4所示，当光盘驱动装置2回转驱动光盘1时，由于其回转速度，在光盘1上产生各种振动或者变形模式。该图4表示光盘1的直径节2次、3次和4次的振动模式。图中用(+)表示的部分是表示图面外的正方向的位移的部分，用(-)表示的部分是表示图面外的负方向的位移。在此，图面外的正方向是纸面的近前的方向，图面外的负方向是纸面的背侧的方向。正负符号的中心部附近是成为振动模式的波腹的部分，通过光盘1的中心的直线41～49是成为振动模式的节的部分。在节41～49的部分上光盘1在纸面外方向上几乎没有位移。
如图5(a)所示，把出现2个节41、42的模式称为(0，2)模式，如图4(b)所示，把出现3个节43～45的模式称为(0，3)模式，如图(c)所示，把出现4个节46～49的模式称为(0，4)模式，使光盘1回转，当从相对于光盘1静止的系统观察光盘1的回转现象时，在光盘1的回转速度到某个特定的回转速度时，能够看见光盘1在某个变形模式下静止。该回转速度称为临界回转速度。
当达到临界回转速度时，通常光盘1变得不稳定。特别是，从光盘1的周边产生空气的紊流，当光盘1的圆周方向压力分布不均匀时，引起光盘1的变形或振动。该光盘1的变形或振动，会引起在光盘驱动装置2中经常发生写入错误等严重的恶劣影响。
在满足CD或DVD的国际标准的直径120mm、厚度1.2mm的聚碳酸酯树脂性的光盘1中，临界回转速度在(0，2)模式下大约为6600rpm、在(0，3)模式下大约为7800rpm、在(0，4)模式下大约为9300rpm。另外，在DVD-R8倍速的写入规格中、(0，2)模式的临界回转速度，在R12倍速的写入规格中、(0，3)模式的临界回转速度，在R16倍速的写入规格中、(0，4)模式的临界回转速度、都包含在光盘驱动装置2的回转规格内。
在本实施例中，作为对象的CD或DVD，它们之中的任何一个都能使用。为此，在本实施例的光盘驱动装置2中，如图3(a)中所表示的一个例子那样调整光盘的节的位置，在某个临界回转速度下，在光盘驱动装置2内光盘1的变形模式的腹，位于光头5上。图3(b)是表示图3(a)的C-C剖面的图，模拟地表示光头5和光盘1的倾斜特性。
为了减少光盘1的倾斜引起的记录或者再生误差，要使光盘1相对于在记录或者再生中使用的光头5没有倾斜部，即几乎是正对着。因此，当在光盘1的变形模式中寻找使光盘1正对光头5的位置时，在变形模式的腹的部分上，微分系数为0，即，成为零倾斜的位置。因此，要使光盘1的振动模式的腹的位置对着光头5。在本实施例中，如图3(b)所示，把光盘1的振动模式的腹设定在光头5，特别是物镜6的中心位置上。
在用于CD或DVD的光盘1上，由振动引起的光盘变形的最大振幅是100μm左右。为此，在光头5跟踪光盘1位移的跟踪特性上是在允许范围内。可是，即使其位移量是在允许范围内，当光盘1倾斜时，由于如上述那样产生记录和再生误差，所以光盘1的变形模式的位移控制是重要的。
通过与现有的光盘驱动装置对比，这一点变得更加明确。现有的光盘驱动装置2x的例子表示在图5中。图5(a)是现有的光盘驱动装置2x的俯视图，是去掉顶罩8x上的图。为了参考，在对应的位置用虚线表示在顶罩8x上形成的4个凹凸部9x。该凹凸部9x是为了抑制光盘1的振动和增强顶罩8x自身的刚性而形成的。在顶罩8x上形成的凹凸部9x的1个，位于光头5的正上方。而且其他3个凹凸部9x，在周向上等间隔、即间隔90°地形成。凹凸部9x向光盘驱动装置2x的内部侧突出。
在图5(a)中，在光头5的上面，光盘1的变形状态处于模式的节的位置上。在图5(a)中，表示了光盘1的变形模式中的(0，4)模式，但在光盘驱动装置2x中，即使在(0，2)模式和(0，3)模式中，光头5上方也成为光盘1的变形模式的节的位置。该场合下，在光头5中，如图5(b)所示的B-B剖面那样，光头5和光盘1间的倾斜角θ在圆周方向上成为最大，成为产生记录或者再生误差的原因。
图6中，将临界回转速度下的光盘1的图面外位移和倾斜角的变化、凹凸部9、9x的圆周方向位置的不同用参数表示。光盘1的振动模式，是(0，4)变形模式。横轴的角度是光盘1的回转方向的角度，其中，把光头5的正上方的位置作为基准角度0度。图6(a)是图5所示的对现有的光盘驱动装置2x的测量结果。在光头5的正上面16a中，形成光盘1的变形的节。结果，光头5和光盘1间的倾斜最大。
图6(b)和图6(c)，是对本实施例的光盘驱动装置2的测量结果。在图6(b)中，把4个凹凸部9的全部从在图6(a)中表示的凹凸部9x的位置在圆周方向上改变45°。光盘1在光头5的正上方16b中，从光盘1的变形的节上稍微偏移一些。而且，由于光头5的正上方16b位置偏离模式的节，所以光头5和光盘1之间的倾斜稍微小一些。
在图6(c)中，进一步使凹凸部9的圆周方向位置进行变化。具体地讲，把连接光盘1的回转中心0和物镜6的直线11作为基准，在圆周方向上顺时针和反时针地分别旋转60°、120°的位置上形成凹凸部9。光头5的正上方16c是光盘1的变形的腹的位置，光头5和光盘1之间的倾斜与上述各例相比非常小。另外，光盘1的变形模式的振幅也小到10μm左右。这样，如果在顶罩8圆周方向的适当位置上配置凹凸部，就可以使在临界回转速度时产生的光盘1的模式的位置在光头5的正上方离开节的位置。
这是抑制了光盘1的上面和顶罩8之间的空气流动的结果。利用上述实施例所示的凹凸部9，使光盘1的上面和顶罩8之间的间隙局部变窄。为此，狭窄部分的流速与其周围相比变大。即，对于光盘1的回转方向的压力，在狭窄部分比其前后方向小。在该狭窄部分中，光盘1的图面外方向的约束力变强，在其前后，即使是小的外力，也会使光盘的振动和变形变得显著。这样，通过控制凹凸部9的圆周方向的位置，就可以控制临界回转速度下的光盘1的振动模式的腹和节的位置。
基于这样的考虑，不把凹凸部配置在光头5上部上，把连接主轴马达7的回转中心o和物镜6中心的直线作为基准，在圆周方向上在顺时针45°～80°的范围和100°～135°的范围内设置凹凸部，同样地，从基准线11开始在反时针的45°～80°的范围和100°～135°的范围内设定凹凸部。而且必须不配置在基准线11和与该基准线11垂直的线上。
在上述实施例中，记述了将4个凹凸部形成在顶罩上的例子，只要至少有1个凹凸部，也可以防止由光盘的倾斜引起的记录或再生误差。这时，不用说，应把凹凸部的圆周方向的位置设定在上述范围内。
用图7至图9说明防止由光盘的倾斜引起的记录或再生误差的另一个实施例。图7表示光盘驱动装置2内所希望的光盘1的变形模式。表示了临界回转速度下光头5和光盘1的节、腹的圆周方向的位置关系。如果在光头5的正上方配置光盘的(0，2)模式、(0，3)模式和(0，4)模式的腹，则可以减小光头5和光盘1之间的倾斜。当象图示那样设定各模式中的腹的位置时，可以降低信息再生或者记录时的误差。
在(0，2)模式、(0，3)模式和(0，4)模式中，当模式的腹位于光头5的正上方时，模式的节把连接主轴马达7的回转中心和物镜6的中心的直线11作为基准，处于顺时针和反时针旋转45°、30°和22.5°的位置上。
为了在它们3个的临界回转速度下使光盘回转并使光头5稳定地进行记录和再生，如图8(a)重叠表示各振动模式那样，以直线11为基准，在顺时针和反时针旋转22.5°～45°的范围和135°～157°的范围内设定各模式的节。图8(b)表示振动模式的节成为图8(a)所示的模式的光盘托盘4的形状。
在本实施例中，用图1所示的圆形，在直径比光盘1的直径稍大的凹部4b的周围4个地方，形成光盘变形模式控制部10。光盘变形模式控制部10是比凹部4b直径更大的扇形的凹部(第2凹部)，其圆周方向宽度(角度)Δφ为完全包含振动模式3个节的范围。即，在理论上，Δφ＝22.5°，光盘变形模式控制部10的起始角φ3＝135°，φ4＝22.5°。实际上留有少量的余量，Δφ＝22.5°+α，φ3＝135°-β，φ4＝22.5°-β，α＝0～5°，β＝0～5°由于形成了该第2凹部10，所以能控制光盘1侧面和光盘托盘4之间的空气流动。一般地，光盘总是稍微有些偏心地回转。为此，在光盘1侧面和光盘托盘之间形成的间隙中，常常因偏心而产生间隙变动，在间隙中产生空气流动的紊乱。由于形成第2凹部10而局部地加大间隙，所以可以减小因光盘1的偏心引起的间隙变动的比例。
即，考虑光盘1侧面和光盘托盘4之间间隙大使空气的流动紊乱变小，还是间隙大使空气的流动的紊乱变大的问题。结果，在作为第2凹部10的紊乱小的地方外力对光盘1的振动和变形的影响变小。相反，在紊乱大的不形成第2凹部的地方，外力对光盘1的振动和变形的影响变大，这样，通过控制光盘1侧面和光盘托盘4之间的间隙，可以控制临界回转速度下振动模式的腹和节的位置。
再有，在本实施例中，在圆周方向上，在4个地方设置光盘变形模式控制部10，但是，只要备有至少一个以上，就可以改变模式位置，这已被本发明者们确认。
图9表示光盘托盘4的另一个实施例。图9(a)是光盘托盘的俯视图，图9(b)是其Y-Y剖面图。在成为光盘托盘4的光头5移动范围的凹部4b的底面上，形成切口孔21，使光头5能够移动。该切口孔21的深度方向位置直到凹部4b的外周部，如图9(b)所示，在与光盘1的侧面相对的直立部19上，形成与周围同样的壁面。由此，光盘1的圆周方向的压力分布变得均匀，当组合形成在顶罩8上的凹凸部9和形成在光盘托盘4上光盘变形模式控制部10时，可以进一步使光头上面的光盘变形模式的位置最佳化。
权利要求
1.一种光盘驱动装置，在使用光头把信息记录在光盘上或者使记录在光盘上的信息再生的光盘驱动装置中，其特征在于，具有光盘托盘和顶罩，所述光盘托盘载置光盘，装载或卸载光盘，所述顶罩配置在光盘的上方，在前述光盘托盘或者前述顶罩的至少任何一个中，形成避免光盘的临界回转速度下的振动模式的(0，n)(n＝2，3，4)模式的节位于前述光头的正上方的机构。
2.如权利要求1所述的光盘驱动装置，其特征在于，具有回转驱动光盘的主轴马达，和与该主轴马达一起保持光盘且设置在顶罩上的光盘压板，前述避免机构是形成在顶罩上且向光盘侧突出的凹凸部，形成在前述压板的周围。
3.如权利要求1所述的光盘驱动装置，其特征在于，前述避免机构是形成于顶罩上且向光盘侧突出的凹凸部，设置在以前述主轴马达的回转中心作为中心、从连接该回转中心和光头具有的物镜的中心的直线起、顺时针和反时针地转过角度φ1和φ2(φ1＝100～135°，φ2＝45～80°)的位置的至少一个地方。
4.如权利要求1所述的光盘驱动装置，其特征在于，在前述光盘托盘上形成载置光盘的圆形的凹部，前述避免机构是形成于该凹部的外周部上的扇形或者大致同一宽度的第2凹部。
5.如权利要求4所述的光盘驱动装置，其特征在于，以前述主轴马达的回转中心作为中心，从连接该回转中心和光头具有的物镜的中心的直线起、将顺时针和反时针地回转过φ3和φ4的位置的至少一个作为起点，在圆周方向角度Δφ的部分上形成前述第2凹部，在此，φ3＝135°-β，φ4＝22.5°-β，β＝0～5°，Δφ＝22.5°+α，α＝0～5°。
6.如权利要求4所述的光盘驱动装置，其特征在于，前述第2凹部的圆周方向的位置，对于光盘的临界回转速度下的振动模式的(0，n)(n＝2，3，4)模式，处于包含各模式的节的圆周方向位置上。
7.一种光盘驱动装置，备有回转驱动光盘的主轴马达、把光盘送入装置内的光盘托盘、具有再生记录于光盘上的信息或者在光盘上记录信息的物镜的光头、配置在送入的光盘上方的顶罩，其特征在于，以连接前述主轴马达的回转中心和前述物镜的中心的直线为基准，从主轴马达的回转中心起，在相当于顺时针和反时针方向上45°～80°的范围和100°～135°的范围的前述顶罩的至少1个部位上，形成控制光盘变形模式的凹凸部。
8.一种光盘驱动装置，备有回转驱动光盘的主轴马达、把光盘送入装置内的光盘托盘、具有再生在光盘上记录的信息或者在光盘上记录信息的物镜的光头、配置在送入的光盘的上方的顶罩，其特征在于，在前述光盘托盘上形成载置光盘的凹部，在该凹部的外周部形成第2凹部，将连接前述主轴马达的回转中心和前述物镜的中心的直线作为基准，从前述主轴马达的回转中心起，在顺时针和反时针方向上处于22.5～45°和135～157.5°度位置的至少1个部位上，形成该第2凹部。
9.一种光盘驱动装置，备有回转驱动光盘的主轴马达、把光盘送入装置内的光盘托盘、具有再生在光盘上记录的信息或者在光盘上记录信息的物镜的光头、配置在送入的光盘的上方的顶罩，其特征在于，在前述光盘托盘上形成载置光盘的凹部，在该凹部上形成能移动光头的切口孔，该切口孔在深度方向上达到前述凹部的外周部，作为前述凹部的直立部的侧面部且与缺口部对应的部分形成壁面。
全文摘要
在CD或DVD等的光盘驱动装置中防止记录系统出现错误。光盘驱动装置(2)用光头(5)在光盘(1)上记录信息或者再生记录在光盘上的信息，光盘托盘(4)载置光盘，装载或者卸载光盘，在光盘的上方配置顶罩(8)。在顶罩上形成避免光盘的临界回转速度上的振动模式的(0，n)(n＝2，3，4)模式的节位于光头的正上方的凹凸部。
文档编号G11B17/04GK1667742SQ20051000563
公开日2005年9月14日 申请日期2005年1月24日 优先权日2004年3月9日
发明者山内良明, 笹尾桂史, 西田育雄, 三木久弘, 泷田耕平 申请人:株式会社日立制作所, 日立乐金资料储存股份有限公司