JP2004288335A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド部の初期送り動作速度を、所定時間毎にマイクロステップ駆動手段によって制御することで、初期送り動作時間を遅くすることなく、動作時に発生する振動や動作ノイズの低減を図る。
【解決手段】本発明によるディスク装置は、ディスク装置におけるヘッド部を移動せしめる送り手段と、該送り手段を駆動させることを可能とする駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段により構成された制御装置であって、該制御手段は、上述のような該ヘッド部の初期送り動作において、ヘッド送り動作開始時から第１の所定時間までの、比較的低速度で動作する第１の動作領域と、第１の所定時間以降、第２の所定時間までの、比較的高速度で動作する第２の動作領域と、第２の所定時間以降、再度低速度で動作する第３の動作領域とを設定して、該ヘッド部の動作距離に関わらず、動作時間のみを参照しながら、各領域の設定通り、駆動手段によって動作させるものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクに情報を記録又は読み出しを行う、ディスク装置におけるヘッド部の送り手段制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＭＤ、ＤＶＤなどといったディスク装置は、通常、媒体であるディスク上に情報を書き込んだり、逆にディスク上の情報を読み出したりする為のヘッド部と、そのヘッド部を該ディスクの内周から外周（または外周から内周）へと移動させる為のヘッド送り手段を有している。
【０００３】
このヘッド送り手段には、ラックピニオン方式、ネジ送り方式、リニアモータ方式、スイングアーム方式など、従来から様々な方式が提案されている。これらのヘッド送り手段は、ヘッド部の位置決め精度やヘッド部の移動速度などといった、ディスク装置に要求される性能に対して、それぞれ特徴を有している。近年、ディスク媒体への記録の高密度化が一層進んだことによって、こうした送り手段への要求性能のうち、該ヘッド部の位置決め精度に関する性能向上といった要求が、より一層厳しくなってきている。そうした経緯から、特許文献１等に見られるような、ヘッド送り手段にステッピングモータを用いて、マイクロステップ制御を行うことによって、ヘッド部の位置決め精度向上を図ろうとするディスク装置が現れ始めた。
【０００４】
ステッピングモータは、基本的には不連続（離散的）に動作するモータであるために、マイクロステップ駆動制御を行っても比較的大きい振動を発生するものの、ステッピングモータ自体の更なる性能向上と価格低下との相乗効果によって、現在では、ステッピングモータによるマイクロステップ駆動方式は、ディスク装置におけるヘッド送り手段の主流になっている。
【０００５】
従来から、こうしたディスク装置においては、例えば、ディスク媒体が新たに装置にセットされた時や、装置に何らかのトラブルが発生し、結果としてヘッドが現在位置を認識できなくなった時などには、該ディスク装置システムのリセットが行われて新たにヘッド送り動作を行うが、この時ヘッドの存在位置を新たに検出するために、一度ヘッドを最内周へ移動させ、ヘッド移動位置確認のための基準となる位置を、検出スイッチなどによって確認するといった、所謂、ヘッド部の初期送り動作を行う必要がある。このヘッド部の初期送り動作は、上述のように、そのヘッド部の現在の存在位置が不明であること、及び該ディスク装置が所望の情報の読み出し、又は書き込みといった動作が行えるようになるまでの、システム起動時における待ち時間をできるだけ短くしたいとの理由とから、検出スイッチなどによって基準位置を確認する箇所までは、一定の速度で送るように制御されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１５０７９８号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年、こうしたディスク装置利用の新たな用途として、従来のカメラ一体型のビデオカメラにおける所謂ＶＴＲ装置の部分を、ディスク装置に置き換える製品が現れている。カメラ一体型のディスク装置として利用されると、該ディスク装置動作時に発生する騒音やカメラ装置としての触感振動などの低減化といった、従来のディスク装置には余り要求されることのなかった課題が新たに要求されるようになってきた。
【０００８】
カメラ一体型のディスク装置であると、その構造上、該ディスク装置のすぐ近傍に音声等を収録するためのマイクが搭載される。そのために、該ディスク装置のヘッドの初期送り動作などによって振動が発生し、その振動によってノイズが発生するが、そうした動作ノイズの周波数特性や、音圧レベルによっては、該マイクにその音が伝わり、雑音として記録されてしまうといった問題が起こる。
【０００９】
また、カメラ装置全体を利用者がハンドリングするため、ヘッドの送り動作などにより発生する振動が直接伝わり、その触感振動レベルがある程度以上になると、利用者に不快感を与えるといった問題も発生する。
【００１０】
本発明は、以上述べたような、該ディスク装置のヘッド部の初期送り動作時に発生する振動や、それに伴う動作ノイズの低減を図ることを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるディスク装置は、ディスク装置におけるヘッド部を移動せしめる送り手段と、該送り手段を駆動させることを可能とする駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段により構成された制御装置であって、該制御手段は、上述のような該ヘッド部の初期送り動作において、ヘッド送り動作開始時から第１の所定時間までの、比較的低速度で動作する第１の動作領域と、第１の所定時間以降、第２の所定時間までの、比較的高速度で動作する第２の動作領域と、第２の所定時間以降、再度低速度で動作する第３の動作領域とを設定して、該ヘッド部の動作距離に関わらず、動作時間のみを参照しながら、各領域の設定通り、駆動手段によって動作させるものである。
【００１２】
こうした構成とすることによって、システム仕様としての初期送り動作時間を遅くすることなく、ディスク装置のヘッド部の初期送り動作時に発生する振動や、それに伴う動作ノイズの低減を達成するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施例におけるヘッド部の初期送りに関する速度制御線図であり、図２は、該ヘッド部の送り系を含めた全体の構成概要を示した図である。また、図３はステッピングモータの概略構造図であり、図４は該ステッピングモータの回転数に対して発生する振動レベルを示す特性図である。
【００１５】
図２に示す１０１は該ディスク装置のヘッド部の筐体であり、該筐体１０１内に、ホルダ１０７に組み込まれたレーザ４や、該レーザ４からのレーザ光を分割したり、集束したり、方向を変えたりする為の光学系素子類１５、１６、１７、１８や、対物レンズ１２及び該対物レンズ１２を駆動するアクチュエータ１０２、また、記録再生媒体であるディスク５から反射してきたレーザ光を受光する為の、ホルダ１０６に取り付けられた検出器２、及び検出器３が各々調整され、接着やネジ止め等といった固定手段によって取り付けられている。
【００１６】
該ディスク５は、スピンドルモータ１１上のターンテーブル上に、クランパ２３によってクランプされた状態で回転する構成となっている。
【００１７】
該レーザ４には、レーザ駆動制御信号等を外部回路と相互に送受信する為の伝達手段としてのフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと記載）１０５が取り付けられ、該ＦＰＣ１０５配線パターン上には、該レーザ４を駆動する為のレーザドライバ６や電気回路部品類７、８、９、１０が配置されている。
【００１８】
同様に、該検出器２及び３や、該アクチュエータ１０２は、外部回路への信号伝達用ＦＰＣ１０４に施された配線パターン上に、半田付け等の固定手段を用いて取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、該光ピックアップの筐体１０１には、係合用のラック１３を有する駆動力伝達手段１１０が固定してあり、該ヘッド部の駆動用モータであり、シャーシ（図示せず）に取り付けられているステッピングモータ２０に連結してある駆動用リードスクリュー１９に係合している。該駆動力伝達手段１１０は弾性体であり、該ステッピングモータの駆動力を該ヘッド部へと伝達するだけではなく、ラック１３とリードスクリュー１９との係合に予圧を与える働きも担っている。こうした構造によって、該ヘッド部の筐体１０１をガイドする、シャーシに取り付けられている、シャフト２１及び２２に沿って動作させることが可能となり、これにより該ディスク５の半径方向に、内周から外周にかけての往復動作の制御を行うことができる。そして、該ディスク５の下部、該スピンドルモータ１１の脇には検出スイッチ１１１が取り付けられており、初期送り動作ではヘッド部が内周方向へ動作し、該検出スイッチ１１１を押すことで該ヘッド部の動作位置を判断するための基準位置を判断するものである。
【００２０】
図２に示す２５は、該ステッピングモータ２０を駆動する駆動手段であるドライバであり、該ステッピングモータの各相を励磁するドライバＡ２６とドライバＢ２７により構成される。そして、これらドライバはドライバ制御手段である２８によってコントロールされる。
【００２１】
図３に本発明の実施例における該ステッピングモータ２０の構造を簡略に示す。本実施例のステッピングモータ２０は、回転軸を有するロータ２９をコイル３０及び３１を励磁することによって回転駆動する、２相構造となっている。該ドライバ制御手段２８からの制御指令によって、ドライバＡ２６はコイル３０を、ドライバＢ２７はコイル３１を励磁することで、ロータ２９の回転状態をコントロールするものである。もちろん該ステッピングモータの巻線構造は２相に限ることはなく、例えば４相や５相であっても良いのであって、適用システムの負荷やヘッド送り速度、位置決め精度など、装置に要求される仕様に最適なモータ、ドライバ構成を選択すれば良い。
【００２２】
以上のような構成によって、該ヘッド部筐体１０１は、その動作を該ドライバ制御手段２８によってマイクロステップ駆動制御等のヘッド送り制御が行われる。
【００２３】
図４は該ステッピングモータ２０が、回転数に対して発生する振動レベルを示す特性を示す図である。横軸に回転数Ｎを、縦軸に発生する振動レベルＰをとっている。この図４に示す通り、該ステッピングモータ２０は、回転数が０からＮ１までの間の振動レベルはＰ５以下（Ｎ４ではＰ４レベルの振動を発生）。回転数がＮ１からＮ２の間では、振動レベルが常にＰ５以上であり、最大でＰｍａｘという大きな振動を発生（Ｎ３ではＰ３レベルの振動を発生）。そして回転数がＮ２以上になると、ほぼＰ５程度の振動を常に発生する（従ってＮ５でもＰ５レベルの振動を発生）。
【００２４】
通常、例えばディスクが新たに装着された時や、何らかのトラブルによってヘッドが現在位置を認識できなくなった時など、該ディスク装置システムのリセットが行われ、ヘッドの存在位置を新たに検出するために、一度該ヘッド部１０１を最内周へ移動させ、ヘッド移動のための基準位置を該検出スイッチ１１１により確認するといった初期送り動作を行うが、この初期送り動作時は、Ｎ３程度の、発生振動レベルＰ３＞Ｐ５と比較的大きい回転数設定にて一定速で動作させることが多い。これは初期送り動作というものが、その装置の起動待ち時間という所謂無駄時間であり、そうした待ち時間を最小にしたいという理由に起因するものであるが、もうひとつ重要な理由がある。
【００２５】
即ち、通常のヘッド送り制御では、該ヘッド部１０１をあるＸという地点からあるＹという地点へと移動させる必要性が生じると、該ドライバ制御手段２８内において、地点Ｘから地点Ｙまでの移動量等を計算して、加速及び減速を伴う速度シーケンスを設定して該ヘッド部１０１の送り駆動制御が行われるのであるが、上述したような初期送り動作時においては、該ヘッド部１０１の存在位置Ｘは、該検出スイッチ１１１などにより検出される基準位置がわからないために、判断することができない。そのため、目的とする地点との距離等、ヘッド送り制御に必要なデータを得ることができず、その結果、通常のヘッド送り速度制御を行うことが出来ないために一定速度にて動作するように設定されているのである。
【００２６】
したがって、本発明においては、該ドライバ制御手段２８によって、図１に示すように、動作時間Ｔを常に基準として参照しながら、逐次回転数を制御するといった速度制御を行うものである。
【００２７】
図１は該ヘッド部１０１の初期送り動作の制御速度シーケンスを示す速度線図である。縦軸に回転数Ｎを、横軸に動作時間Ｔをとっており、該ヘッド部１０１が最も該検出スイッチ１１１より遠い位置に位置していた時に、該検出スイッチ１１１まで到達するまでの時間をｔ２としている。
【００２８】
本速度線図１に示すように、時間ｔ１までの区間Ａは比較的低速度で動作する区間であり、図４に示したように発生振動レベルがＰ４（≦Ｐ５＜Ｐ３）と低い回転数Ｎ４（ここで発生振動レベルの条件からＮ４≦Ｎ１）までで動作する。また、時間ｔ１からｔ６までの区間Ｂは、比較的高速度で動作する区間である。この区間Ｂでは、図４に示したように発生振動レベルがＰ３より小さいＰ５である回転数Ｎ５（前述同様に、発生振動レベルの条件からＮ５≧Ｎ２）まで加速して動作するように設定されている。さらに、時間ｔ６からｔ２までの区間Ｃは、再度比較的低速度で動作する区間であり、やはり発生振動レベルがＰ４（≦Ｐ５＜Ｐ３）と低い回転数Ｎ４（上述同様にＮ４≦Ｎ１）まで減速して動作し、回転数Ｎ６（０＜Ｎ６≦Ｎ４≦Ｎ１、振動レベルはＰ４以下）にて該検出スイッチ１１１へと到達するように設定されている。ヘッド部の初期送り動作時には、該ドライバ制御手段２８によって、以上述べたような速度設定が、動作時間Ｔを基準として参照しながら、マイクロステップ駆動により制御、実行される。
【００２９】
図１の区間Ａにおける時間０からｔ４の範囲は、回転数を０からＮ４（振動レベルＰ４≦Ｐ５）へと加速する区間である。該ヘッド部１０１の動作開始時は、急激に加速すると該ヘッド部１０１のアセンブリ全体が振動し、それに伴って衝撃音のようなノイズを発生することがある。従って、このｔ４までの加速区間は、該ヘッド部１０１の振動特性などを考慮して加速状態を決定する。
【００３０】
また、図１の区間Ｂにおける動作時間ｔ１からｔ３の範囲は、回転数がＮ４（振動レベルＰ４≦Ｐ５）からＮ１（振動レベルＰ５）、Ｎ２（振動レベルＰ５）を超えてＮ５（振動レベルＰ５）へと加速する区間である。この区間では、図４に示したように、発生する振動レベルがＰ４からＰ５を超えて、最大振動レベルＰｍａｘへと急激に増加し、その後再度Ｐ５レベルまで減少する。従ってこの区間は、理想的には速度をＮ４からパルス的に一気にＮ５へと加速させるように動作させることで、Ｐ５レベル以上の発生振動の影響を受けないようにしたい。全く同様に、区間Ｂにおける動作時間ｔ５からｔ６の範囲は、回転数がＮ５（振動レベルＰ５）からＮ２（振動レベルＰ５）、Ｎ１（振動レベルＰ５）と減速してきて回転数Ｎ４（振動レベルＰ４≦Ｐ５）へと遷移する区間であり、この区間では、発生する振動レベルがＰ５から、最大振動レベルＰｍａｘへと一度増加し、その後Ｐ４レベルまで減少する。従ってこの区間では、理想的には速度をＮ５から一気にＮ４へと減速させるように動作させて、Ｐ５レベル以上の大きな発生振動の影響を受けないようにしたい。しかし通常、速度変化があまり大きいと、こうした加減速の瞬間、逆に衝撃的な振動を発生するなどの悪影響がある。そうしたトレードオフを上手く解消し、Ｐ５レベル以上の回転数に依存する発生振動の影響が現れない程度の短時間に、加減速時間と速度変化パラメータを設定するようにする。
【００３１】
区間Ｃにおける動作時間ｔ７からｔ８にかけて、回転数はＮ４からＮ６へと変化するが、Ｎ６の設定値は、該検出スイッチ１１１への到達時の衝撃を少しでも小さくするように設定されるもので、回転数Ｎ４時の発生振動、該検出スイッチ１１１へ与える衝撃力の小ささが十分であるなら、Ｎ６＝Ｎ４と設定しても良い。
【００３２】
また、図１における待ち時間であるｔ２は、このディスク装置システムに要求される仕様時間であるから、これを満足するように各パラメータである時間ｔ１からｔ８や、回転数Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６等を設定する。図１の回転数Ｎ３によって囲われている時間ｔ２までのハッチング部分Ｓ１の面積は、時間ｔ２の間に該ヘッド部１０１が移動する距離を意味するものであるから、待ち時間に関する要求仕様を満たすには、本発明制御各速度によって囲まれるハッチング部分のＳ２がＳ１とその面積が等しくなるように、各パラメータを設定する。また、このことからわかるように、Ｓ２＞Ｓ１となるように各パラメータを設定すれば、待ち時間はｔ２以下とすることが可能である。
【００３３】
以上のような該ヘッド部１０１の初期送り動作における各パラメータ設定を行い、該ドライバ制御手段２８を用い、マイクロステップ駆動にて制御することにより、該ディスク装置システムに要求される仕様としての初期送り動作時間を遅くすること無く、初期送り動作時に発生する振動を抑えることが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によるディスク装置は、上記のような構成とすることによって、該ディスク装置のシステム起動のための待ち時間となる初期ヘッド送り動作時間を、要求仕様以上に遅くすることなく、ディスク装置のヘッド部の初期送り動作に伴って発生する、振動や動作ノイズの低減を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の速度制御状態図
【図２】本発明のヘッド部構成概要図
【図３】本発明のモータ簡略構造図
【図４】本発明の振動特性図
【符号の説明】
２、３…検出器、４…レーザ、５…ディスク、６…レーザドライバ、
７、８、９、１０…電気部品、１１…スピンドルモータ、１２…対物レンズ、
１３…ラック、１９…リードスクリュー、２０…ステッピングモータ、
２５…ドライバ部、２６…ドライバＡ、２７…ドライバＢ、
２８…ドライバ制御手段、２９…ロータ、３０、３１…コイル、
１０１…ヘッド部筐体、１１０…駆動力伝達手段、１１１…検出スイッチ。

Claims (1)

1. ディスク媒体に、情報を記録又は再生する手段であるヘッド部を有するディスク装置において、
   該ヘッド部を移動せしめる送り手段と、
   該送り手段を駆動させる駆動手段と、
   該駆動手段を制御する制御手段により構成され、
   該制御手段は、該ヘッド部の初期送り動作時において、ヘッド送り動作開始時から第１の所定時間までの、比較的低速度で動作する第１の動作領域と、第１の所定時間以降、第２の所定時間までの、比較的高速度で動作する第２の動作領域と、第２の所定時間以降、再度低速度で動作する第３の動作領域とを設定して、
   該ヘッド部を送ることを特徴とするディスク装置。

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