JP2002184166A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動式のレーザー部で発生する熱による温度上
昇を冷却することで抑制し、レーザーの長寿命化、高信
頼性化を実現する。 【解決手段】ディスク装置においてレーザー部分にペル
チェ素子、放熱フィン、冷却ファンを配置し、強制的に
冷却を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク、光磁気
ディスク等のディスク状媒体を用い、レーザー素子から
放射された光によりディスクに情報を記録及びまたは再
生するディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクを媒体にしたディスク装置に
おいては、通常レーザー素子から放出された光を用いて
ディスク上に情報の書き込みを行なったり、ディスクか
ら情報の読み取りを行なっている。

【０００３】レーザー素子は作動時にそれ自体で発熱す
ると共に、ディスクモータ或いは回路基板の熱により加
熱されて温度上昇を生じる。この温度上昇はレーザー素
子の短寿命化を招く。そこで、レーザー素子の短寿命化
を回避して動作信頼性を確保するためには、レーザー素
子部の熱をいかに効率良く取り除くかが非常に重要な課
題となる。この解決策としてペルチェ素子を用いてレー
ザー素子を冷却する方式が特開平５−１８２２２９号公
報に開示されている。ペルチェ素子は、電力印加により
吸熱面から放熱面に熱の移動を行なわせる素子で、放熱
面から熱を効率よく除去することにより、より一層、吸
熱面を冷却することができる。前記従来例では、ペルチ
ェ素子をレーザー素子に密着して配置し、レーザー素子
を冷却する構成について記述されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来例では、ペル
チェ素子の放熱面からの熱除去の程度に応じて、レーザ
ー素子を冷却することができる。しかしながら、ペルチ
ェ素子自体の電力消費による発熱を生じるため、レーザ
ー素子自体の発熱分とディスクモータ、或いは回路基板
による加熱分と合わせた熱をペルチェ素子の放熱面から
除去することが必要である。

【０００５】この様にディスク装置内の空間内で、かつ
ペルチェ素子のみをレーザー素子に密着させた構成で
は、ペルチェ素子の放熱面から除去できる熱に制限が生
じ、レーザー素子を充分に冷却することが難しい。

【０００６】本発明の目的は、レーザー素子を効率良く
冷却することにより、レーザー素子の高寿命化を達成
し、信頼性に優れたディスク装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、ディスクを回転駆動するディスクモー
タと、レーザー素子と、該レーザー素子から放射された
光を前記ディスクの情報記録面に集光させ、情報記録面
で反射した光を受光素子に照射させる光学系と、前記デ
ィスクモータ及びレーザー素子等の動作を制御する制御
系及び前記受光素子で受けた光から得られる信号を処理
する信号処理系を備えた回路基板とを有するディスク装
置であって、前記レーザー素子部に冷却装置を設け、該
冷却装置としては前記レーザー素子部にペルチェ素子を
密着させ、該ペルチェ素子の放熱面側に放熱フィンを設
け、該放熱フィン冷却用に冷却ファン、を設けた構造と
する。

【０００８】更に、前記ペルチェ素子及びまたは冷却フ
ァンは前記回路基板により、その電力を制御される構造
とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を一例
として光ディスク装置の一つでディスクに情報を記録及
び再生が可能であるＤＶＤ−ＲＡＭドライブ装置に適用
した場合について図１から図５を用いて説明する。ま
ず、本発明の光ディスク装置（以下、装置と記す）の第
１の実施の形態について図１乃至図３を用いて説明す
る。

【００１０】図１は装置全体の概略分解斜視図であり、
本図１において、１はディスクであり、ディスク本体１
ａと、該ディスク本体１ａを包含するカートリッジ１ｂ
及び開閉式のシャッター１ｃからなる。２はディスク１
を装置内外に搬出入するためのトレイ、３はディスク１
がトレイ２により所定位置に移動した際、ディスク本体
１ａを載置及び保持し、回転させるターンテーブル、４
はディスク１がトレイ２により所定位置に移動した際、
ターンテーブル３とディスク本体１ａを挟み込む形で保
持するクランパ、５はクランパ４の保持、位置決め及び
カートリッジ１ｂにあるシャッター１ｃの開閉機構（図
示せず）を備えたトッププレート、である。６は光学系
（詳細後述）を内蔵しディスク本体１ａに情報の記録及
び再生を行なうピックアップ、６ｃはレーザー素子部を
保持しているレーザーホルダ、３７は前記レーザーホル
ダ部分の温度を検出する温度センサ、である。ここで本
実施の形態においては、レーザーホルダ６ｃはピックア
ップ６に一体に組み合わされた構成となっている例につ
いて説明を行なう。また本発明を適用した装置では、ピ
ックアップ６は、やりとりを行なうディスク上の信号の
位置により、その位置を装置前後方向にスライドさせる
方式を用いている。

【００１１】７ａ、７ｂはディスクとの信号のやり取り
を行なうピックアップ６を可動させる際の軌道となるガ
イドバー、８はピックアップ６と後述回路基板との間で
信号のやり取りを行なうフレキシブルパターンサーキッ
ト（以下、ＦＰＣと記す）、１６はターンテーブル３を
回転させるディスクモータ、１７はディスクモータ１６
及びピックアップ６、を搭載しているユニットメカ、２
０はユニットメカ１７、トッププレート５を搭載するメ
カベースである。

【００１２】２６はレーザーホルダ６ｃ冷却用のペルチ
ェ素子であり、電力を印加することにより冷却面２６ａ
から放熱面２６ｂへと熱の移動を行なう。２７は放熱フ
ィンであり、前述ペルチェ素子２６の放熱面２６ｂの熱
をここで放熱する。放熱フィン２７には黒色アルマイト
処理を施すと、放熱効率が上がるのでより高い冷却効果
を得ることができる。

【００１３】２８は冷却ファンであり、放熱フィン２７
での熱を強制的に排除するためのものである。

【００１４】ここでペルチェ素子２６、放熱フィン２
７、冷却ファン２８はそれぞれ近接し、ペルチェ素子２
６の冷却面２６ａがレーザーホルダ６ｃと密着する構造
となっている。通常ピックアップ６とディスクまでの距
離は２０ｍｍ程度以下であるため、本実施の形態では小
型の冷却ファンを並列に複数個配置し、放熱フィンを冷
却するのに充分な風量を得る構成としている。

【００１５】また本発明ではレーザーホルダ６ｃとペル
チェ素子２６の冷却面２６ａとの間に一例として高熱伝
導性グリース（図示せず）を塗布した後、お互いを密着
させ冷却効率を高める構造としているが、この他、高熱
伝導性のゴムシートや高熱伝導率のシート等を挟み込む
構成としても良い。

【００１６】また更にペルチェ素子２６の放熱面２６ｂ
と前述放熱フィン２７との間にも高熱伝導性のグリース
やゴムシート、シート等を挟み込み、放熱効率を上げた
構成としても良い。

【００１７】３０はユニットメカ１７上のディスクモー
タ１６及びピックアップ６の制御や信号処理系を備えた
回路基板、３０ａは回路基板の一部である温度制御部で
あり、前述温度センサ３７からの出力をもとに前記ペル
チェ素子２６及びまたは冷却ファン２８に加える電力を
調節し、レーザーホルダ６ｃ部の温度を制御することが
できる。また３０ｂは回路基板３０上に設けられた信号
伝達用のコネクタ部であり、前述のＦＰＣ８の片端が挿
入される構造となっている。３１は回路基板３０で発生
した熱をメカベースに伝達しないようにするためにメカ
ベース２０と回路基板３０の間に配置された断熱材であ
る。

【００１８】３２、３３は夫々装置外筐の一部を形成し
ているトップカバー、ボトムカバー、である。

【００１９】３４はディスク１の挿入方向に位置し、装
置外装の一部を構成するフロントパネル、３４ａは、装
置からディスクを搬出入する際に開閉するフロントドア
である。

【００２０】引き続き、説明のため本発明の実施の形態
装置を装置側面から見た様子を図２に示す。本図２にお
いては説明のためピックアップ６周辺の主要な構成要素
のみ抜き出したものを示している。

【００２１】１ａはディスク本体、１ｓはディスク信号
面、を示している。６ｂは発光素子であるレーザーダイ
オード、６ｃはレーザーダイオード６ｂを保持している
レーザーホルダであり、ピックアップ６と一体となった
構成となっている。６ｄはレーザーダイオード６ｂより
放射されたレーザー光、６ｆはレーザー光を曲げてディ
スク本体１ａに当てるための反射板、６ｇはレーザー光
を絞り込みディスク面上に照射するためのレンズ、であ
る。また、６ｅはディスク本体１ａからのレーザー光の
戻り光であり、偏光ビームスプリッタ６ｈで図示しない
検出光学系へと向かい情報の処理が行なわれる。

【００２２】また３７は温度センサであり、ここでは一
例としてレーザーホルダ６ｃに取り付けられた場合につ
いて記述している。２６はレーザーホルダ６ｃを冷却す
るためのペルチェ素子であり、その冷却面２６ａ側をレ
ーザーホルダ６ｃに密着させた構造である。またペルチ
ェ素子２６の放熱面２６ｂ側は放熱フィン２７に密着し
ており放熱の効率を向上させている。

【００２３】更に放熱フィン２７には冷却ファン２８が
取り付けられ、空気が矢印Ｂ方向に流れ、放熱フィンで
の熱を強制的に排除する構造となっている。これらの構
造とすることで、ペルチェ素子２６の放熱面２６ｂで発
性する熱を除去し、ペルチェ素子２６の冷却面２６ａで
の温度を低温に保つことが可能となる。その結果、レー
ザーホルダ６ｃが冷却され、レーザーホルダに保持され
ているレーザーダイオード６ｂの発熱による温度上昇を
抑制し、レーザー発信の長寿命化、信頼性の向上を実現
することが可能となる。

【００２４】引き続き、本発明におけるペルチェ素子及
びまたは冷却ファンの制御方法について図３のブロック
図を用いて簡単に説明する。レーザーホルダ（図示せ
ず）上に取り付けられた温度センサにより、その温度が
検出され、回路基板（図示せず）上の温度制御部に温度
情報が伝達される。引き続き温度制御部から所定の電力
供給を受けて、ペルチェ素子、冷却ファンが夫々制御さ
れる。このため、レーザーホルダの温度は過剰な冷却を
されることなく制御されるので省電力化を図ることも可
能である。

【００２５】次に第２の実施の形態について図４を用い
て説明する。ここで使用している記号は概略図２と同様
であるのでここでは省略する。本図において６がピック
アップである。本実施の形態は、前述図２において、レ
ーザーホルダ６ｃの周りを断熱材３８で覆った場合につ
いて記述している。このようにレーザーホルダを外気か
ら断熱することで、ペルチェ素子での冷却が行ない易く
なり、ひいては、小型・省電力のペルチェ素子に代替す
ることが可能となる。本実施の形態においても、ペルチ
ェ素子、冷却ファンの制御方法は前述図３を用いて説明
した例と同様であるので、ここでの説明は省略する。

【００２６】引き続き第３の実施の形態について図５を
用いて説明する。

【００２７】図５において使用している各記号は前掲図
２、図４と概略同じであるので、ここでは変更のある記
号についてのみ記述する。本図においても６がピックア
ップである。図５中、４５はレーザーホルダ６ｃでの熱
をペルチェ素子で除去するための冷却プレート、４６は
ペルチェ素子であり、冷却面４６ａが冷却プレートと密
着する構成となっている。４７は放熱フィンであり、ペ
ルチェ素子の放熱面４６ｂで発生する熱を放熱する役割
を持っている。４８は放熱フィンで発生する熱を強制的
に除去する冷却ファンであり、空気は一例として矢印ｃ
方向に流れるものである。また４７ａは放熱フィン４７
に設けられた壁、であり冷却ファン４８より放熱フィン
４７を経て暖められた空気がレーザーホルダ６ｃ側に流
れるのを遮断する役割を果たしている。これらの構造と
することでも、前述第１、第２の実施の形態同様にレー
ザーホルダ６ｃを冷却することが可能であるので、レー
ザー発振の長寿命化、高信頼性化を実現することが可能
となる。

【００２８】また本実施の形態においても、ペルチェ素
子４６と冷却プレート４５、ペルチェ素子４６と放熱フ
ィン４７の間に高熱伝導性グリース（図示せず）を塗布
した後、お互いを密着させ冷却効率を高める構造として
も良いし、この他、高熱伝導性のゴムシートや高熱伝導
率のシート等を挟み込み放熱効率を上げた構成としても
良い。

【００２９】本実施の形態においても、ペルチェ素子、
冷却ファンの制御方法は前述図３を用いて説明した例と
同様であるので、説明は省略する。

【００３０】以上、これまで説明してきた実施の形態よ
れば、ペルチェ素子、放熱フィン、冷却ファンは、それ
ぞれ個別の部品として用いた場合について説明してきた
が、これらはペルチェ素子及びまたは放熱フィン及びま
たは冷却ファン、予め一体となった冷却ユニットを用い
ても構わない。

【００３１】また、本発明の第１の実施の形態乃至第３
の実施の形態において、放熱フィンの冷却に使用する冷
却ファンは、空気を放熱フィンに当てる方向に作動する
タイプのものを使用しているが、空気の流れはこれに限
られず、使用する放熱フィンや冷却ファンの仕様、個数
により、空気が放熱フィンを経由して冷却ファンにより
吸い出すタイプとしても良いし、更に冷却ファンを複数
個用いる場合には、放熱フィンの冷却効率を考慮して空
気の流れる方向の違う冷却ファンを組み合わせる構成と
しても構わない。

【００３２】また、これまで説明してきた実施の形態に
よれば、レーザーホルダを冷却する構造について説明し
てきた。しかしながら、近年ディスクモータ部分での発
熱による装置内部温度の上昇や、装置を制御する回路基
板からの発熱に対しても、装置の高信頼性という観点で
それらによる装置内部温度の上昇が問題視されている。

【００３３】そこで、本発明によるペルチェ素子、放熱
フィン、冷却ファンから成る冷却構造を、レーザー部分
のみならず、ディスクモータ直近に配置した構成とする
ことで、ディスクモータの冷却にも適用することが可能
であるし、回路基板の発熱部分の直近に配置すること
で、回路基板を冷却することも可能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば可動式のレーザー素子を
搭載したディスク装置において、レーザー動作時に発生
する熱をペルチェ素子により冷却し、レーザー素子近傍
を一定の温度範囲で制御することができるので、レーザ
ー出力の安定化、長寿命化を実現することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図（概略
斜視図）である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ディスク ２…トレイ ３…ターンテーブル ４…クランパ ５…トッププレート ６…ピックアップ ６ｂ…レーザーダイオード ６ｃ…レーザーホルダ ７ａ、７ｂ…ガイドバー １６…ディスクモータ ２０…メカベース ２６、４６…ペルチェ素子 ２７、４７…放熱フィン ２８、４８…冷却ファン ３０…回路基板 ３０ａ…温度制御部 ３２…トップカバー ３３…ボトムカバー ３８…断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA33 BA01 FA05 FA31 MA09 5F073 AB27 AB29 BA06 EA15 EA28 FA06 FA25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクを回転駆動するディスクモータ
   と、レーザー素子と、該レーザー素子から放射された光
   を前記ディスクの情報記録面に集光させ、情報記録面で
   反射した光を受光素子に照射させる光学系と、前記ディ
   スクモータ及びレーザー素子等の動作を制御する制御系
   及び前記受光素子で受けた光から得られる信号を処理す
   る信号処理系を備えた回路基板とを有するディスク装置
   であって、 前記レーザー素子部に冷却装置を設け、該冷却装置とし
   ては前記レーザー素子部にペルチェ素子を密着させ、該
   ペルチェ素子の放熱面側に放熱フィンを設け、該放熱フ
   ィン冷却用に冷却ファン、を設けたことを特徴とするデ
   ィスク装置。
2. 【請求項２】前記ペルチェ素子及びまたは冷却ファンは
   前記回路基板により、その電力を制御されることを特徴
   とする前記請求項１に記載のディスク装置。