JP2003281813A - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、消費電力をできるだけ低く抑
えつつ、単一の電源にて円盤状記録媒体を回転させるス
ピンドルモータを種々の回転速度の状態で好適に駆動で
きるようにしたディスクドライブ装置を提供することで
ある。 【解決手段】上記課題は、電源からの出力電圧をスピン
ドルモータ（１０）に対する電源電圧とすると共に上記
充電用コンデンサ（２４０）に電源からの出力電圧によ
って充電を行う第一の駆動制御モードと、上記電源から
の出力電圧と充電用コンデンサ（２４０）の充電電圧と
を重畳した電圧を上記スピンドルモータ（１０）に対す
る電源電圧とする第二の駆動制御モードとを切替える電
源電圧切替え手段（２３０）と、スピンドルモータ（１
０）が定速駆動されるときに上記第一の駆動制御モード
が選択され、該スピンドルモータ（１０）の制御回転速
度が変更される際に上記第二の駆動モードが選択される
ように上記電源電圧切替え手段（２３０）を制御する制
御手段（３２）とを有するディスクドライブ装置にて達
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク（光磁
気ディスクを含む）や磁気ディスク等の円盤状記録媒体
の回転駆動を行うディスクドライブ装置に係り、詳しく
は、円盤状記録媒体を回転させるスピンドルモータに対
する電源供給制御を制御される回転速度の状態に応じて
行うようにしたディスクドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円盤状記録媒体の一種である光ディスク
（光磁気ディスクを含む）は、大容量の可換ディスクメ
モリであり、一層の大容量化が検討されている。この光
ディスクを例えば動画像メモリとして使用するような場
合、データの転送速度は高速かつ一定であることが要求
される。

【０００３】円盤状記録媒体の回転速度を一定に制御し
ても、その半径方向の位置によって周速が異なるため、
上記のようにデータの転送速度を一定に保つためには、
半径方向におけるアクセス位置（記録または再生位置）
に応じて回転速度を変えるようにしなければならない。

【０００４】このような要求にこたえるために、例え
ば、ＺＣＬＶ（Zone Constant LinearVelocity）フォー
マットの光ディスクが提案されている。このＺＣＬＶフ
ォーマットの光ディスク１００（光磁気ディスク）は、
図１に示すように、半径方向に略一定の幅となる複数
（例えば、４つ）のゾーン１、２、３、４に区切られ、
各ゾーンの最内側でのトラックの線密度が略同じにされ
ると共に、各ゾーンにおいて外側に向かうほどそのトラ
ックの線密度が低くなるように構成されている。

【０００５】そして、このようなＺＣＬＶフォーマット
の光ディスクでは、より内側のゾーンほど回転速度が大
きくなるようにゾーン毎にその回転速度の制御目標値が
設定されている。これにより、アクセス位置がゾーン内
にある場合には、光ディスクは一定の速度で回転される
一方、アクセス位置があるゾーンから隣接するゾーンに
移動する際に、光ディスクの回転が加速（外側ゾーンか
ら内側ゾーンへの移動）または減速（内側ゾーンから外
側ゾーンへの移動）される。

【０００６】このような光ディスクの回転駆動制御によ
り、光ディスク上でどのアクセス位置でもデータの転送
速度を略一定に保つことができるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＺＣＬＶ
フォーマットの光ディスクにおいて、あるゾーンから隣
接するゾーンにアクセス位置を移動させる（シーク動
作）際に、回転速度を移動後のゾーンに対して設定され
た目標値にできるだけ早く制御することが重要である。
そのため、アクセス位置がゾーンの境界部を移動する際
の所定時間だけ、当該光ディスクを回転させるスピンド
ルモータに対してリミッタで規定された最大電流を流
し、そのスピンドルモータを最大トルクで駆動させるよ
うにしている。

【０００８】その光ディスクの回転速度の変更を更に高
速化させるためには、更に大きな最大トルクが得られる
ようにスピンドルモータに電源供給を行うスピンドルド
ライバの電源電圧Ｖmを更に大きくする必要がある。

【０００９】しかし、このようにスピンドルドライバの
電源電圧Ｖmを大きくすると、ゾーン毎に決められた一
定回転速度でスピンドルモータが回転している際の必要
トルク、即ち、駆動電流は変わらないので、その電源電
圧Ｖmが大きい分、消費電力が大きくなってしまう。更
に、スピンドルモータの定速回転時では、必要トルクは
小さく、その駆動電流が小さいため、スピンドルモータ
のドライバが比較的大きな消費電力を受け持つことにな
ってしまう。その結果、ドライバでの発熱量が大きくな
ってしまう。

【００１０】また、上記のようなＺＣＬＶフォーマット
の光ディスクでは、ゾーン毎にな回転速度が決められて
いる。従って、スピンドルモータに対する電源電圧は、
一般に、最内側のゾーンに対して設定された最も大きい
回転速度に適した値に設定される。このため、より外側
のゾーンに対して設定された比較的小さい回転速度にて
スピンドルモータを回転させる場合、前述したような消
費電力の問題が発生してしまう。

【００１１】このような問題を解決するための技術が提
案されている（特開平8-273291号）。

【００１２】この技術では、スピンドルモータ用の電源
を複数用意しておき、高い電源電圧を必要としないとき
には、より低い電源電圧に切り替えるというものであ
る。しかし、光ディスク装置における電源条件として
は、必要とされる電源電圧の数はできるだけ少ないこと
が好ましい。

【００１３】また、光ディスク装置内に電源電圧を変換
するDC-DCコンバータを設けることも考えられる。しか
し、スピンドルモータが必要とする比較的大きな電流を
扱えるDC-DCコンバータを装置内に備えることはコスト
的に問題がある。

【００１４】従って、消費電力をできるだけ低く抑えつ
つ、単一の電源にて光ディスクのスピンドルモータを種
々の回転速度の状態（高速状態、低速状態、定速状態、
加速、減速状態）で好適に駆動させることが難しい。

【００１５】そこで、本発明の課題は、消費電力をでき
るだけ低く抑えつつ、単一の電源にて円盤状記録媒体を
回転させるスピンドルモータを種々の回転速度の状態で
好適に駆動できるようにしたディスクドライブ装置を提
供することである。

【００１６】なお、本発明に関連する従来技術として、
次のようなものがある。

【００１７】特開2000-11533号 この技術は、回転数の低いアイドルモードから回転数の
高い記録／再生モードに移行するときに、コンデンサに
蓄積されたエネルギーをスピンドルモータに供給するも
のである。

【００１８】しかし、この技術では、コンデンサに蓄積
されたエネルギーが直列的に電源に重畳されることはな
い。

【００１９】特開昭62-248164号 この技術は、スピンドルモータの起動トルクを大きくす
るために、電源投入後にタイマで設定された所定時間コ
ンデンサを充電し、その後にコンデンサ電位を電源電圧
に重畳してスピンドルモータを起動するものである。

【００２０】しかし、この技術は、スピンドルモータの
起動時の制御に関するものであり、円盤状記録媒体のゾ
ーン毎に異なる回転速度でスピンドルモータを駆動させ
るための技術ではない。

【００２１】特開平04-109458号 この技術は、スイッチングノイズと消費電力を抑えるこ
とを目的として、データの読出し及び書込みを行うとき
には、アナログ制御でスピンドルモータを回転させ、そ
れ以外のときにはPWM制御でスピンドルモータを回転さ
せるものである。

【００２２】しかし、この技術は、スピンドルモータの
回転速度または駆動電流に応じて電源電圧パルスのデュ
ーティ比を可変にするものではない。

【００２３】特表平09-5130314号 この技術は、スピンドル制御システムの補正システムに
おいて、ゾーンに応じて記憶されているデューディサイ
クルがシーク動作時に適用され、セクタマークが読める
と速度制御システムに切換わる方法に関するものであ
る。

【００２４】しかし、この技術は、デューディサイクル
の制御によって回転速度を制御するものであって、回転
速度に応じて電源電圧パルスのデューティサイクルを制
御するものではない。

【００２５】特開平11-136985号 この技術は、PWM制御でスピンドルモータの回転制御す
る構成をCD-ＲＯＭドライブに適用したものである。

【００２６】しかし、この技術は、スピンドルモータの
回転速度または駆動電流に応じて電源電圧パルスのデュ
ーティ比を可変にするものではない。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載されるように、制御目標
となるそれぞれ異なる回転速度が設定された複数のゾー
ンを有する円盤状記憶媒体を回転させるスピンドルモー
タを当該円盤状記録媒体上のアクセス位置が属するゾー
ンに設定された回転速度に基づいて駆動制御するディス
クドライブ装置において、充電用コンデンサと、ドライ
ブ装置に入力される電源電圧を当該スピンドルモータに
対する電源電圧とすると共に上記充電用コンデンサに電
源電圧によって充電を行う第一の駆動制御モードと、上
記電源電圧と充電用コンデンサの充電電圧とを重畳した
電圧を上記スピンドルモータに対する電源電圧とする第
二の駆動制御モードとを切替える電源電圧切替え手段
と、スピンドルモータがあるゾーンに設定された回転速
度に基づいて定速駆動されるときに上記第一の駆動制御
モードが選択され、該スピンドルモータの制御回転速度
があるゾーンに設定された回転速度から他のゾーンに設
定された他の回転速度に変更される際に上記第二の駆動
モードが選択されるように上記電源電圧切替え手段を制
御する制御手段とを有するように構成される。

【００２８】このようなディスクライブ装置では、スピ
ンドルモータがあるゾーンに設定された回転速度に基づ
いて定速駆動されているときには、当該スピンドルモー
タは上記電源からの出力電圧を電源電圧とした第一の駆
動制御モードにて駆動される。また、スピンドルモータ
の制御回転速度があるゾーンに設定された回転速度から
他のゾーンに設定された他の回転速度に変更されるとき
には、当該スピンドルモータは上記電源からの出力電圧
と充電用コンデンサの充電電圧とが重畳された電圧を電
源電圧とした第二の駆動制御モードにて駆動される。

【００２９】上記制御手段は、請求項２に記載されるよ
うに、スピンドルモータを加速または減速させるための
制御信号に対応した切替え信号に基づいて上記第一の駆
動制御モードから第二の駆動制御モードに切替えられる
ように上記電源電圧切替え手段を制御するように構成す
ることができる。

【００３０】また、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項３に記載されるように、制御目標となるそれ
ぞれ異なる回転速度が設定された複数のゾーンを有する
円盤状記憶媒体を回転させるスピンドルモータを当該円
盤状記録媒体上のアクセス位置が属するゾーンに設定さ
れた回転速度に基づいて駆動制御するディスクドライブ
装置において、スピンドルモータの回転速度を表す回転
速度情報を得る回転速度検出手段と、パルス信号に基づ
いて電源からの出力電圧を変調するパルス変調手段と、
上記回転速度検出手段にて得られた回転速度情報に基づ
いて上記パルス変調手段に供給すべき上記パルス信号の
デューティ比を制御するデューティ制御手段とを有する
ように構成される。

【００３１】このようなディスクドライブ装置では、ス
ピンドルモータは、その回転速度に応じてデューティ比
の制御されたパルス信号に基づいて変調された電源から
の出力電圧にて駆動される。このため、回転速度がより
大きいときには、比較的大きいデューティ比となるパル
ス信号に基づいて電源からの出力電圧をパルス変調する
ことにより実質的に高い電源電圧にてスピンドルモータ
の駆動が可能となる。また、回転速度がより小さいとき
には、比較的小さいデューティ比となるパルス信号に基
づいて電源からの出力電圧を制御することにより実質的
に低い電源電圧にてスピンドルモータの駆動が可能とな
る。

【００３２】更に、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項４に記載されるように、制御目標となるそれ
ぞれ異なる回転速度が設定された複数のゾーンを有する
円盤状記憶媒体を回転させるスピンドルモータを当該円
盤状記録媒体上のアクセス位置が属するゾーンに設定さ
れた回転速度に基づいて駆動制御するディスクドライブ
装置において、スピンドルモータに対する供給電流の規
制値を、スピンドルモータがあるゾーンに設定された回
転速度に基づいて定速駆動されるときと、スピンドルモ
ータの制御回転速度があるゾーンに設定された回転速度
から他のゾーンに設定された他の回転速度に変更される
ときとで変える可変リミッタ手段を有するように構成さ
れる。

【００３３】このようなディスクドライブ装置によれ
ば、比較的駆動電流の少ない定速駆動時におけるスピン
ドルモータに対する供給電流の規制値と、比較的駆動電
流の多い回転速度変更時におけるスピンドルモータに対
する供給電流の規制値とを変えることができる。従っ
て、スピンドルモータの定速駆動時における安全性をよ
り確実にすることができると共にその消費電力を低減す
ることが可能となると共に、スピンドルモータの回転速
度変更時にはより多くの供給電流にて駆動させることが
可能となってより急峻な回転速度変更を行うことができ
る。

【００３４】上記可変リミッタ手段は、請求項５に記載
されるように、スピンドルモータがあるゾーンに設定さ
れた回転速度に基づいて定速駆動されるときのスピンド
ルモータに対する供給電流の規制値をスピンドルモータ
の制御回転速度があるゾーンに設定された回転速度から
他のゾーンに設定された他の回転速度に変更されるとき
のスピンドルモータに対する供給電流の規制値より小さ
くするように構成することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３６】本発明の実施の形態に係るディスクドライ
ブ装置が適用される光ディスク装置は、図２に示すよう
に構成される。

【００３７】図２において、この光ディスク装置では、
円盤状記録媒体となる光ディスク１００（光磁気ディス
ク）がスピンドルモータ１０にて回転される。光ディス
ク１００は、図１に示すようなＺＣＬＶフォーマットに
従って構成されている。

【００３８】この光ディスク装置は、光ディスク１００
の面と平行な方向に移動可能なVCM（Voice Coil Moto
r）キャリッジ１２、固定光学系１６及びバイアスコイ
ル１７を有している。VCMキャリッジ１２は、対物レン
ズ１３及びミラー１４を含む光学系と、対物レンズ１３
を光ディスク１００の面に対して垂直方向に駆動させる
アクチュエータ１５とを搭載している。固定光学系１６
は、光源となるレーザダイオード（LD）及び光検出器を
含む光学系であり、当該光ディスク装置の筺体に固定設
置されている。固定光学系１６のレーザダイオードから
の光ビームはVCMキャリッジ１２のミラー１４及び対物
レンズ１３を介して光ディスク１００の記録面に導かれ
るようになっている。また、光ディスク１００の記録面
で反射した光ビームはVCMキャリッジ１２の対物レンズ
１３及びミラー１４を介して固定光学系１６の光検出器
に導かれるようになっている。

【００３９】シーク動作の際には、上記光ビームのスポ
ットが目的のトラックに位置するようにVCMキャリッジ
１２が移動される。VCMキャリッジ１２のアクチュエー
タ１５にて対物レンズ１３が駆動されることにより光ビ
ームの光ディスク１００の記録面上でのフォーカシング
がなされる。スピンドルモータ１０にて回転される光デ
ィスク１００に面ぶれや偏芯があったとしても、VCMキ
ャリッジ１２による光ビームのスポット位置の微調整及
びアクチュエータ１５によるフォーカシング調整によ
り、正しくフォーカシングされた状態で光ビームスポッ
トのトラッキングを行うことができる。

【００４０】上記バイアスコイル１７は、光ディスク１
００の記録面と逆側の面に対向するように設置され、デ
ータ記録に必要な磁界を光ディスク１００に印加する。

【００４１】当該光ディスク装置は、更に、スピンドル
ドライバ２０、LDドライバ２１、リードアンプ２２、ア
クチュエータ／VCMドライバ２３、バイアスコイルドラ
イバ２４、ディスクコントローラ３１、ドライブコント
ローラ３２、サーボコントローラ３３及びインターフェ
ース４０を有している。

【００４２】PC端末等からインターフェース４０を介し
て記録または再生の要求信号を受信したディスクコント
ローラ３１は、その要求信号をドライブコントローラ３
２に供給する。ドライブコントローラ３２は、現在光ビ
ームスポットが位置するトラックから記録または再生の
対象となる目的トラックまでのトラック数を移動トラッ
ク数として算出し、その移動トラック数をサーボコント
ローラ３３に与える。サーボコントローラ３３は、光ビ
ームスポットの横断トラック数をカウントしながら、そ
のカウント値が上記移動トラック数に達するまでアクチ
ュエータ／VCMドライバ２３を制御してVCMキャリッジ１
２を移動させ、光ビームを上記目的トラックにトラッキ
ングさせる。

【００４３】記録についての要求信号を受信したディス
クコントローラ３１はアドレス情報等により記録すべき
トラックを認識すると、インターフェース４０を介して
上記要求信号と共に受信したデータをエンコードして書
込みデータを生成する。ディスクコントローラ３１から
の当該書込みデータに基づいて制御されるLDドライバ２
１が固定光学系１６のレーザダイオード（LD）を駆動す
ることにより、光ディスク１００の目的トラックに対す
るデータ記録がなされる。このデータ記録に際して、ド
ライブコントローラ３２にて制御されるバイアスコイル
ドライバ２４によりバイアスコイル１７が駆動され、記
録用磁界が光ディスク１００に印加される。

【００４４】また、再生についての要求信号を受信した
ディスクコントローラ３１はアドレス情報等により再生
すべきトラックを認識すると、固定光学系１６の光検出
器からの再生信号をドライブコントローラ３２にて制御
されるリードアンプ２２を介して入力する。そして、デ
ィスクコントローラ３１は、その再生信号をデコード処
理して得られた再生データを上記要求信号の供給元とな
るPC端末に転送する。

【００４５】上記のような記録または再生動作時に、ド
ライブコントローラ３２は、スピンドルドライバ２０を
制御することにより、スピンドルモータ１０の駆動制御
を行う。このスピンドルモータ１０の駆動制御は、従来
と同様にＺＣＬＶフォーマットに従ってなされる。即
ち、光ビームスポットの存在するゾーンに対して設定さ
れた回転速度となるようにスピンドルモータ１０の駆動
制御がなされる。

【００４６】上記スピンドルドライバ２０は、例えば、
図３に示すように構成される（第一の例）。

【００４７】図３において、スピンドルモータ１０は、
３相ブラシレスDCモータであり、３つのコイルＵ、Ｖ、
Ｗと、ロータ回転角検出用の３つのホールセンサ２０１
（Ｕ）、２０２（Ｖ）、２０３（Ｗ）を有する。このよ
うなスピンドルモータ１０を駆動させるスピンドライバ
２０は、３つのホールアンプ２０４（Ｕ）、２０５
（Ｖ）、２０６（Ｗ）、マトリックス２１０及び３つの
ドライバ２２１（Ｕ）、２２２（Ｖ）、２２３（Ｗ）を
有している。

【００４８】各ホールセンサ２０１、２０２、２０３か
らの検出信号は対応するホールアンプ２０４、２０５、
２０６を介してマトリックス２１０に供給される。マト
リックス２１０は、各ホールセンサ２０１、２０２、２
０３からの検出信号及び後述するような速度制御信号に
基づいてスピンドルモータ１０の各コイルU、Ｖ、Wに対
する通電タイミングを決定する。そして、マトリックス
２１０は、その決定した各コイルＵ、Ｖ、Ｗに対する通
電タイミングに基づいて各ドライバ２２１、２２２、２
２３に対して通電制御信号を供給する。各ドライバ２２
１、２２２、２２３は、後述するように切り替えられる
電源電圧Ｖmを入力し、上記マトリックス２１０からの
通電制御信号に基づいて対応するコイルＵ、Ｖ、Ｗに対
して通電を行う。

【００４９】このスピンドルドライバ２０は、更に、ゼ
ロクロスコンパレータ２４１、速度検出回路２４２及び
速度制御回路２５０を有している。ゼロクロスコンパレ
ータ２４１は、３つのホールセンサ２０１、２０２、２
０３のうちの１つ、例えば、ホールセンサ２０３からの
検出信号を入力し、スピンドルモータ１０の実際の回転
速度に対応したパルス信号を生成する。速度検出回路２
４２は、ドライブコントローラ３２から供給さる光磁気
ディスク１００のゾーン毎に設定された回転速度に対応
した基準クロックとゼロクロスコンパレータ２４１から
のパルス信号を入力する。そして、この速度検出回路２
４２は、ゼロクロスコンパレータ２４１からのスピンド
ルモータ１０の実際の回転速度に対応したパルス信号の
１周期毎に基準クロックを計数し、その計数値に対応し
た速度検出電圧を出力する。

【００５０】速度制御回路２５０は、基準電圧回路２５
１、フィルタアンプ２５２、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びコンデ
ンサＣ１、Ｃ２から構成されるフィルタ回路及びリミッ
タ２５３を有している。フィルタアンプ２５２は、基準
電圧回路２５１からの基準電圧と上記速度検出回路２４
２からの速度検出電圧との差に対応した制御電圧を出力
する。そして、その制御電圧がリミッタ２５３を介して
マトリックス２１０に速度制御信号として供給される。
そして、マトリックス２１０は、前述したように各ホー
ルアンプ２０４、２０５、２０６を介した各ホールセン
サ２０１、２０２、２０４からの検出信号と上記速度制
御信号に基づいて決定した各コイルＵ、Ｖ、Ｗに対する
通電タイミングに基づいて各ドライバ２２１、２２２、
２２３に通電制御信号を供給する。

【００５１】このようなスピンドルドライバ２０によ
り、上記基準クロックに対応した回転速度となるように
スピンドルモータ１０が駆動される。そして、基準クロ
ックの周波数が大きくなるほどゼロクロスコンパレータ
２４１から出力されるパルス信号の周期が短くなるよう
に、即ち、スピンドルモータ１０の回転速度が高くなる
ように制御される。

【００５２】上記速度制御回路２５０のリミッタ２５３
は、スピンドルモータ１０に対する供給電流が予め定め
られた最大電流を超えないようにマトリックス２１０に
対する速度制御信号を規制する。

【００５３】ドライブコントローラ３２（図２参照）
は、光ビームスポットを光ディスク１００のあるゾーン
から当該ゾーンに対して設定される回転速度より高い回
転速度が設定される内側のゾーンに移動させる場合、ス
ピンドルモータ１０の回転速度がその高い回転速度にで
きるだけ速く達するように所定時間だけ加速信号を出力
する。また、光ビームスポットを光ディスク１００のあ
るゾーンから当該ゾーンに対して設定される回転速度よ
り低い回転速度が設定される外側のゾーンに移動させる
場合、ドライブコントローラ３２は、スピンドルモータ
１０の回転速度がその低い回転速度にできるだけ速く達
するように所定時間だけ減速信号を出力する。

【００５４】このようなドライブコントローラ３２から
の加速信号及び減速信号が上記速度検出回路２４２に供
給される。速度検出回路２４２は、加速信号または減速
信号がドライブコントローラ３２から供給される間、基
準クロックの周波数（設定回転速度に対応）及び上記ゼ
ロクロスコンパレータ２４１からのパルス信号の周期
（現在の回転速度に対応）に係わらず、予め定めた最大
加速または最大減速に対応した速度検出電圧を出力す
る。この最大加速または最大減速に対応した速度検出電
圧を入力する速度制御回路２５０は、リミッタ２５３で
の規制により、スピンドルモータ１０に最大電流が供給
されるような速度制御信号をマトリックス２１０に供給
する。その結果、スピンドルモータ１０には最大電流が
供給され、当該スピンドルモータ１０は最大トルクにて
加速または減速がなされる。

【００５５】また、電源及び大容量コンデンサ２４０が
接続されたスイッチユニット２３０から各ドライバ２２
１、２２２、２２３に電源電圧Ｖmが供給される。スイ
ッチユニット２３０は、２つの端子、を切り替える
３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を有している。
電源は、スイッチＳＷ１の端子、スイッチＳＷ２の端
子及びスイッチＳＷ３のに接続される。また、大容
量コンデンサ２４０はスイッチＳＷ２の共通端子とスイ
ッチＳＷ３の共通端子との間に接続される。スイッチＳ
Ｗ１の端子とスイッチＳＷ２の端子が相互に接続さ
れると共に、スイッチＳＷ３の端子が接地されてい
る。

【００５６】ドライブコントローラ３２（図２参照）
は、上記加速信号及び減速信号のいずれも出力していな
い間に第一の状態（例えば、ローレベル）、上記加速信
号または減速信号を出力している間に第二の状態（例え
ば、ハイレベル）となる切替え信号を各スイッチＳＷ
１、ＳＷ２、ＳＷ３に供給する。各スイッチＳＷ１、Ｓ
Ｗ２、ＳＷ３は、上記ドライブコントローラ３２からの
切替え信号に基づいて共通端子の端子または端子へ
の接続切替えを行う。具体的には、切替え信号が第一の
状態のときに共通端子が端子に接続され、切替え信号
が第二の状態のときに共通端子が端子に接続されるよ
うになる。

【００５７】このようなスピンドルドライバ２０では、
光ビームスポットが光ディスク１００のあるゾーン内に
維持され、スピンドルモータ１０が当該ゾーンに対して
設定された回転速度にて駆動制御（定速回転駆動）され
ている間、上記スイッチユニット２３０の各スイッチＳ
Ｗ１、ＳＷ２、ＳＷ３がドライブコントローラ３２から
の第一の状態となる切替え信号により共通端子が端子
に接続された状態に維持される。この状態では、電源か
らの出力電圧（例えば、５V）がスイッチＳＷ１を介し
て電源電圧Ｖmとして各ドライバ２２１、２２２、２２
３に供給されると共にその電源からの出力電圧がスイッ
チＳＷ１の端子及びスイッチＳＷ３のを介して大容
量コンデンサ２４０に印加され、当該大容量コンデンサ
２３０が充電される（第一の駆動制御モード）。

【００５８】一方、光ビームスポットが光ディスク１０
０のあるゾーンから隣接するゾーンに移動する際、各ス
イッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がドライブコントローラ
３２からの第二の状態となる切替え信号により共通端子
が端子に接続された状態となる。この状態では、電源
からスイッチＳＷ３の端子、大容量コンデンサ２４
０、スイッチＳＷ２の端子、スイッチＳＷ１の端子
を経由して各ドライバ２２１、２２２、２２３に至る回
路が形成される。それにより、各ドライバ２２１、２２
２、２２３に対して電源の出力電圧（例えば、５V）と
大容量コンデンサ２４０の充電電圧（例えば、５V）と
が重畳された電圧（例えば、１０V）が電源電圧Vｍとし
て供給される（第二の駆動制御モード）。その結果、ス
ピンドルモータ１０は、電源からの出力電圧より大容量
コンデンサ２４０の充電電圧分だけ高い電源電圧Ｖmに
よって前述したように所定時間最大電流が供給され、最
大トルクにて加速または減速される。

【００５９】上記大容量コンデンサ２４０として電気二
重層キャパシタを用いることができる。この種のキャパ
シタは、小型のもので０．１F程度の容量を持ち、大型
のものでは数十Fの容量を持つため、スピンドルモータ
１０の加速または減速を行うために十分な電流を供給す
ることができる。

【００６０】上記のようなスピンドルモータ１０に対す
る電源電圧Vmの制御を行うことにより、スピンドルモー
タ１０は、光ビームスポットが各ゾーンに維持されてい
る状態では、電源からの比較的低い出力電圧により当該
ゾーンに対して設定された回転速度にて定速駆動され
る。一方、光ビームスポットがあるゾーンから他のゾー
ンに移動する際には、その電源からの出力電圧に大容量
コンデンサ２４０の充電電圧が重畳された比較的高い電
源電圧によりスピンドルモータ１０が駆動され、当該ス
ピンドルモータ１０はより高速に回転速度変更（加速ま
たは減速）がなされる。このため、光ビームスポットを
あるゾーンから当該ゾーンに対して設定された回転速度
と異なる回転速度が設定されたゾーンに移動させる際
に、スピンドルモータ１０を比較的高いトルクにて加速
または減速させることができ、更に、スピンドルモータ
１０が定速駆動される際には、当該スピンドルモータ１
０に対する電源電圧が低くなるので、その消費電力を低
く抑えることができる。よって、従来のようにスピンド
ルモータ１０の定速回転時におけるドライバ２２１、２
２２、２２３の電力消費による発熱量も低く抑えること
ができる。

【００６１】次に、上記スピンドルドライバ２０は、図
４に示すように構成することもできる（第二の例）。こ
の例では、電源からの出力電圧がパルス状に各ドライバ
２２１、２２２、２２３に供給され、そのパルスのデュ
ーティ比を制御することにより、スピンドルモータ１０
に印加される実質的な電圧が制御される。なお、図４に
おいて、図３に示す部分と同一の部分については同一の
参照符号が付されており、その詳細な説明は省略する。

【００６２】図４において、電源からの出力電圧がスイ
ッチ回路２６０を介して各ドライバ２２１、２２２、２
２３に電源電圧として供給される。そして、各ドライバ
２２１、２２２、２２３は、前述した例と同様に、マト
リックス２１０からの通電制御信号及び速度制御回路２
５０からの速度制御信号に基づいてスピンドルモータ１
０の各コイルＵ、Ｖ、Ｗに対して上記電源電圧による通
電を行う。

【００６３】この場合、ドライブコントローラ３２（図
２参照）の一部は、例えば、図５に示すように構成され
る。

【００６４】図５において、このドライブコントローラ
３２の一部は、制御電圧発生器３２１、パルス発生器３
２２及びデューティ制御回路３２３を有する。制御電圧
発生器３２２は、スピンドルドライバ２０のゼロクロス
コンパレータ２４１から出力されるスピンドルモータ１
０の実際の回転速度に対応したパルス信号を入力し、そ
の回転速度に対応した制御電圧を発生する。パルス発生
器３２２は、所定の周波数のパルス信号を出力する。こ
のパルス信号の周波数は、例えば、光ディスク１００の
各ゾーンに対して設定された回転速度のうちの最も高速
となる回転速度（最内側のゾーンでの設定回転速度）に
対応した回転周波数の数十倍に設定される。

【００６５】デューティ制御回路３２３は、パルス発生
器３２２からのパルス信号のデューティー比（オン時間
／周期）を上記制御電圧発生器３２１からの制御電圧に
基づいて制御する。具体的には、そのデューティー比
が、より高い回転速度に対応した制御電圧になるほど大
きくするように制御される。このデューティー比が制御
されたパルス信号は、ドライブコントローラ３２１から
スピンドルドライバ２０の上記スイッチ回路２６０に供
給される。

【００６６】スイッチ回路２６０は、このデューティー
制御されたパルス信号に基づいて電源から各ドライバ２
２１、２２２、２２３に対する電源電圧の印加、遮断の
切替えを行う。これにより、各ドライバ２２１、２２
２、２２３に対して印加される実施的な電源電圧レベル
が制御される。

【００６７】このようなドライブコントローラ３２及び
スピンドルドライバ２０により、回転速度に応じた実質
的な電源電圧によりスピンドルモータ１０を駆動させる
ことができる。その結果、単一の電源であっても、特
に、スピンドルモータ１０が比較的高速で回転されると
きには、当該スピンドルモータ１０に対する供給電源電
圧を必要十分な値に制御できると共に、スピンドルモー
タ１０が比較的低速で回転されるときには、当該スピン
ドルモータ１０に対する無駄な電力供給を避けることが
できる。その結果、消費電力をできるだけ低く抑えつ
つ、単一の電源にてスピンドルモータ１０を低速状態及
び高速状態で好適に駆動できるようになる。

【００６８】なお、上記例では、ゼロクロスコンパレー
タ２４１からの回転速度に対応したパルス信号に基づい
て電源制御用のパルス信号のデューティ比を制御するよ
うにしているが、その回転速度を表すスピンドルモータ
１０の駆動電流を検出してその駆動電流に基づいて上記
デューティ比を制御することも可能である。更に、光ビ
ームスポットが位置する光ディスクｌ００のゾーンに設
定された回転速度（制御目標値）に基づいて上記デュー
ティ比を制御することも可能である。

【００６９】更に、上記スピンドルドライバ２０は、図
６に示すように構成することもできる（第三の例）。こ
の例では、速度制御回路２５０におけるリミッタ２５５
の特性をスピンドルモータ１０の加速または減速時と定
速回転時で変えるようにしている。なお、図６におい
て、図３に示す部分と同一の部分については同一の参照
符号が付されており、その詳細な説明は省略する。

【００７０】図６において、速度制御回路２５０は、前
述したように、速度検出回路２４２から出力されるスピ
ンドルモータ１０の実際の回転速度に対応した速度検出
電圧に基づいてマトリックス２１０に供給すべき速度制
御信号を生成する。この速度制御回路２５０におけるリ
ミッタ２５５は、ドライブコントローラ３２から供給さ
れる加速信号または減速信号の有無に基づいてスピンド
ルモータ１０に対する供給電流に対する規制特性を変え
る。このリミッタ２５５は、例えば、図７に示すように
構成される。

【００７１】図７において、このリミッタ２５５は、上
記加速信号及び減速信号を入力するオア回路２５５１、
リミット特性の異なる第一のリミット回路２５５２及び
第二のリミット回路２５５３、及び入力される制御電圧
の供給先をオア回路２５５１からの出力に基づいて上記
第一のリミット回路２５５２または第二のリミット回路
２５５３に切替えるスイッチ回路２５５４を有する。第
一のリミット回路２５５２は、スピンドルモータ１０に
対する供給電流が予め定めた最大電流を越えないように
マトリックス２１０に対する速度制御信号を規制する。
また、第二のリミット回路２５５３は、スピンドルモー
タ１０に対する供給電流が上記最大電流より小さい所定
の規制電流値を超えないようにマトリックス２１０に対
する速度制御信号を規制する。

【００７２】このようなリミッタ２５５では、光ビーム
スポットが光ディスク１００の各ゾーン内に維持され、
スピンドルモータ１０が当該ゾーンに対して設定された
回転速度で定速駆動される際（加速信号または減速信号
の供給が無い場合）に、スイッチ回路２５５４により第
二のリミット回路２５５３が選択される。その結果、ス
ピンドルモータ１０が何らかの原因により回転速度の制
御不能な状態になったとしても、その駆動電流は比較的
小さい規制電流値に規制される。また、何らかの原因に
てスピンドルモータがその規制電流値に近い駆動電流に
て駆動されたとしても、消費電力の無駄を極力少なくす
ることができる。

【００７３】一方、光ビームスポットが光ディスク１０
０のあるゾーンから隣接するゾーンに移動され、スピン
ドルモータ１０の回転速度が変更（加速または減速）さ
れる場合に、スイッチ回路２５５４により第一のリミッ
ト回路２５５２が選択される。その結果、スピンドルモ
ータ１０には最大電流が供給できるようになり、当該ス
ピンドルモータ１０を高いトルクにてより急峻に加速ま
たは減速することが可能となる。

【００７４】なお、上記例では、リミッタ２５５の特性
を定速回転時と回転速度変更時（加速または減速時）と
で変えているが、更に、加速時と減速時でもその特性を
変えることもできる。

【００７５】また、以上説明したスピンドルモータ１０
に対する駆動制御の３つの例（第一の例、第二の例、第
三の例）は、任意の２つの例を組み合わせることができ
る。

【００７６】上記各例において、図３に示すスイッチユ
ニット２３０は、電源電圧切替え手段に対応し、切替え
信号を出力するドライブコントローラ３２の機能は、制
御手段に対応する。図４に示すゼロクロスコンパレータ
２４１は回転速度検出手段に対応し、スイッチ回路２６
０はパルス変調手段に対応し、図５に示すドライブコン
トローラ３２における制御電圧発生器３２１、パルス発
生器３２２及びデューティ制御回路３２３は、デューテ
ィ制御手段に対応する。

【００７７】また、図７に示す構成となるリミッタ２５
５は、可変リミッタ手段に対応する。

【００７８】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１乃至５
記載の本願発明によれば、消費電力をできるだけ低く抑
えつつ、単一の電源にて円盤状記録媒体を回転させるス
ピンドルモータを種々の回転速度の状態（加速、減速、
定速、低速、高速等）で好適に駆動できるようにしたデ
ィスクドライブ装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＺＣＬＶフォーマットの光ディスクにおけるゾ
ーン構成の一例を示す図である。

【図２】光磁気ディスク装置の構成例を示す図である。

【図３】図２に示す光磁気ディスク装置におけるスピン
ドルドライバの第一の構成例を示す図である。

【図４】図２に示す光磁気ディスク装置におけるスピン
ドルドライバの第二の構成例を示す図である。

【図５】図４に示すスピンドルドライバを制御する部分
のドライブコントローラの構成例を示す図である。

【図６】図２に示す光磁気ディスク装置におけるスピン
ドルドライバの第三の構成例を示す図である。

【図７】図６に示すスピンドルドライバにおけるリミッ
タの構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０ スピンドルモータ １２ ＶＣＭキャリッジ １３ 対物レンズ １４ ミラー １５ アクチュエータ １６ 光学系固定部 １７ バイアスコイル ２０ スピンドルドライバ ２１ ＬＤドライバ ２２ リードアンプ ２３ アクチュエータ／ＶＣＭドライバ ２４ バイアスコイルドライバ ３１ ディスクコントローラ ３２ ドライブコントローラ ３３ サーボコントローラ ４０ インターフェース １００ 光磁気ディスク（円盤状記録媒体） ２０１〜２０３ ホールセンサ ２０４〜２０６ ホールアンプ ２１０ マトリックス ２２１〜２２３ ドライバ ２３０ スイッチユニット ２４１ ゼロクロスコンパレータ ２４２ 速度検出器 ２５０ 制御ユニット ２５１ 基準電圧器 ２５２ フィルタアンプ ２５３、２５５ リミッタ ２６０ スイッチ ３２１ 制御電圧発生器 ３２２ パルス発生器 ３２３ デューティ制御回路 ２５５１ オアゲート ２５５２ 第一のリミット回路 ２５５３ 第二のリミット回路 ２５５４ スイッチ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D109 KA05 KA12 KB05 KB23 KD42 KD50 5H560 AA04 BB04 BB07 BB12 DA02 DB20 RR10 SS01 TT08 TT20 XA04 XA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御目標となるそれぞれ異なる回転速度が
   設定された複数のゾーンを有する円盤状記憶媒体を回転
   させるスピンドルモータを当該円盤状記録媒体上のアク
   セス位置が属するゾーンに設定された回転速度に基づい
   て駆動制御するディスクドライブ装置において、 充電用コンデンサと、 ドライブ装置に入力される所定の電圧を当該スピンドル
   モータに対する電源電圧とすると共に上記充電用コンデ
   ンサに電源電圧によって充電を行う第一の駆動制御モー
   ドと、上記電源電圧と充電用コンデンサの充電電圧とを
   重畳した電圧を上記スピンドルモータに対する電源電圧
   とする第二の駆動制御モードとを切替える電源電圧切替
   え手段と スピンドルモータがあるゾーンに設定された回転速度に
   基づいて定速駆動されるときに上記第一の駆動制御モー
   ドが選択され、該スピンドルモータの制御回転速度があ
   るゾーンに設定された回転速度から他のゾーンに設定さ
   れた他の回転速度に変更される際に上記第二の駆動モー
   ドが選択されるように上記電源電圧切替え手段を制御す
   る制御手段とを有するディスクドライブ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のディスクドライブ装置にお
   いて、 上記制御手段は、スピンドルモータを加速または減速さ
   せるための制御信号に対応した切替え信号に基づいて上
   記第一の駆動制御モードから第二の駆動制御モードに切
   替えられるように上記電源電圧切替え手段を制御するよ
   うにしたディスクドライブ装置。
3. 【請求項３】制御目標となるそれぞれ異なる回転速度が
   設定された複数のゾーンを有する円盤状記憶媒体を回転
   させるスピンドルモータを当該円盤状記録媒体上のアク
   セス位置が属するゾーンに設定された回転速度に基づい
   て駆動制御するディスクドライブ装置において、 スピンドルモータの回転速度を表す回転速度情報を得る
   回転速度検出手段と、 パルス信号に基づいて電源からの出力電圧を変調するパ
   ルス変調手段と、 上記回転速度検出手段にて得られた回転速度情報に基づ
   いて上記パルス変調手段に供給すべき上記パルス信号の
   デューティ比を制御するデューティ制御手段とを有する
   ディスクドライブ装置。
4. 【請求項４】制御目標となるそれぞれ異なる回転速度が
   設定された複数のゾーンを有する円盤状記憶媒体を回転
   させるスピンドルモータを当該円盤状記録媒体上のアク
   セス位置が属するゾーンに設定された回転速度に基づい
   て駆動制御するディスクドライブ装置において、 スピンドルモータに対する供給電流の規制値を、スピン
   ドルモータがあるゾーンに設定された回転速度に基づい
   て定速駆動されるときと、スピンドルモータの制御回転
   速度があるゾーンに設定された回転速度から他のゾーン
   に設定された他の回転速度に変更されるときとで変える
   可変リミッタ手段を有するディスクドライブ装置。
5. 【請求項５】請求項４記載のディスクドライブ装置にお
   いて、 上記可変リミッタ手段は、スピンドルモータがあるゾー
   ンに設定された回転速度に基づいて定速駆動されるとき
   のスピンドルモータに対する供給電流の規制値をスピン
   ドルモータの制御回転速度があるゾーンに設定された回
   転速度から他のゾーンに設定された他の回転速度に変更
   されるときのスピンドルモータに対する供給電流の規制
   値より小さくするようにしたディスクドライブ装置。