JP2007129811A - 光ディスク装置及びステッピングモータの脱調検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シーク動作の高速・安定化のために、ステッピングモータの脱調を迅速にかつ正確に検出すること。
【解決手段】ドライブ回路３は、ステッピングモータ２にその回転速度によらず所定の駆動電流を供給するため、Ｈｉ期間を変えたパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号１０を印加する。Ｈｉ期間検出器５は、制御信号のＨｉ期間のデューティ比を検出する。マイコン４は、基準となるステップと当該ステップにおけるデューティ比を比較し、これらの大小関係が設定した速度に対応しない場合ステッピングモータは脱調していると判定し、より低速の速度プロファイルに切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピックアップにより光ディスクに対して情報を記録・再生する光ディスク装置及びピックアップを移動するためのステッピングモータの脱調検出方法に関するものである。

従来の光ディスク装置において、ピックアップはステッピングモータにより光ディスク上の所望の位置（トラック）に移動させ（シーク動作）、情報の記録または再生を行う。ステッピングモータは、駆動パルス数に応じて所定量だけ回転し、ピックアップを所定距離だけ移動させることができるが、移動速度の高速化に伴い、パルスを加えてもモータが回転しない、いわゆる脱調と呼ばれる現象が生じることがある。脱調が発生すると、ピックアップの移動先が目標位置からずれてしまい、その修正のために時間を要することになる。よって、シーク動作の高速化、安定化のためには、脱調を迅速に検出する必要がある。

ステッピングモータの脱調を検出する技術としては、以下の方法が提案されている。特許文献１には、シーク動作中のトラックの横切り信号（トラッキングエラー信号）を検出し、その振幅が所定値よりも大きい場合に脱調と判定する技術が開示される。また、特許文献２には、シーク動作終了時のピックアップの現在位置（アドレス）を検出し、シーク開始時の目標位置との差分（位置ずれ量）を求め、その差分が許容量を超えた場合に脱調と判断する技術が開示される。

特開２００２−２５１８４８号公報 特開２００３−１０００４１号公報

光ディスク装置においてシーク動作の高速化、安定化のためには、脱調を迅速にかつ正確に検出することが求められる。

前記特許文献１によれば、シーク動作中に脱調を検出することができるが、検出するトラッキングエラー信号には脱調以外の要因も含まれるので、脱調の判定に誤りが発生する恐れがある。例えば、ピックアップが正常に移動していても、ディスクが偏心しているとトラック横切り信号にノイズ（揺らぎ）が重畳し、誤ってこれを脱調と判定することがある。このノイズはフィルタでは簡単に除去できない。

また特許文献２によれば、シーク終了後のピックアップ位置を検出して脱調を判断するものであるから、シーク動作途中の異常を検知することができず、よって脱調を迅速に検出する要請には応えられない。

本発明の目的は、シーク動作の高速・安定化のために、ステッピングモータの脱調を迅速にかつ正確に検出する光ディスク装置及び脱調検出方法を提供することにある。

本発明の光ディスク装置は、装着された光ディスクの半径方向にピックアップを移動するステッピングモータを有するものであって、ステッピングモータをその回転速度によらず所定の駆動電流を供給して駆動するため、Ｈｉ期間の長さを可変とするパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号を印加するドライブ回路と、予め定めた速度プロファイルに従ってドライブ回路にステッピングモータの速度制御信号を送るマイコンと、ドライブ回路がステッピングモータに印加する制御信号のＨｉ期間のデューティ比を検出するＨｉ期間検出器とを備える。Ｈｉ期間検出器は、ステッピングモータ駆動時の基準となるｓ番目のステップにおける制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｓと、ｓ番目のステップ以降のｎ番目のステップにおける制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎとを取得する。マイコンは、Ｈｉ期間検出器の取得したデューティ比Ｘ_ｓとデューティ比Ｘ_ｎとを比較し、ｓ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｓよりもｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎが大きいにもかかわらず、デューティ比Ｘ_ｓよりもデューティ比Ｘ_ｎが小さい場合には、ステッピングモータは脱調していると判定し、より低速の速度プロファイルに切り替えてステッピングモータに対する速度制御を行う。

ここで上記Ｈｉ期間検出器は、制御信号をサンプリングするサンプリング回路と、サンプリングされた信号についてＨｉレベルの場合を検出するＨｉレベル検出器と、Ｈｉレベルとして検出した回数をカウントするＨｉレベル回数カウンタとを有し、当該ステップにおいてＨｉレベルとしてカウントした回数を基に当該ステップにおけるデューティ比を算出する。

あるいは上記Ｈｉ期間検出器は、当該ステップにおいて制御信号を平滑する低域通過フィルタと、平滑された信号電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、Ａ／Ｄ変換器の出力をデューティ比として用いる。

本発明によるステッピングモータの脱調検出方法は、ステッピングモータをその回転速度によらず所定の駆動電流を供給して駆動するため、Ｈｉ期間の長さを可変とするパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号を印加するものであって、ステッピングモータ駆動時の基準となるｓ番目のステップにおける制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｓを取得し、ｓ番目のステップ以降のｎ番目のステップにおける制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎを取得して上記デューティ比Ｘ_ｓと比較する。ｓ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｓよりもｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎが大きいにもかかわらず、デューティ比Ｘ_ｓよりもデューティ比Ｘ_ｎが小さい場合には、ステッピングモータは脱調していると判定する。

ここに上記基準となるｓ番目のステップとして、ステッピングモータ駆動開始時の１番目のステップを用いる。あるいは、基準となるｓ番目のステップとして、上記ｎ番目のステップの直前の（ｎ−１）番目のステップを用いる。

さらに本発明の光ディスク装置またはステッピングモータの脱調検出方法は、上記パルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号において、Ｈｉ期間のデューティ比を比較するのではなく、Ｌｏ期間のデューティ比を比較して脱調を判定する方式とする。

本発明によれば、光ディスク装置におけるシーク動作の高速化と安定化を両立させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック構成図である。光ディスク１が装着されると、ディスクモータ８は光ディスク１を所定の速度で回転させる。また、ステッピングモータ２はスクリュー７を回転させ、ギヤを介してピックアップ６を光ディスク上の半径方向の目的の位置まで移動（シーク）させる。ピックアップ６は、光ディスク１にレーザ光を照射し、情報を記録または再生する。

ステッピングモータ２は、例えば２相（Ａ相、Ｂ相）駆動方式とし、印加する矩形状電流のステップ数に応じて、所定の角度だけ回転し、ピックアップ６を所定の距離だけ移動させる。ドライブ回路３はステッピングモータ２に対して、制御信号１０（Ａ＋，Ａ−，Ｂ＋，Ｂ−）を印加する。この制御信号１０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式に基づき、パルス幅（Ｈｉ期間）の割合、すなわちデューティ比を変えることでモータへの印加電圧を制御する。そしてこの印加電圧（デューティ比）は、モータへの印加電流がモータの回転速度によらず所定値となるように制御する。マイコン４は、ピックアップ６のシーク動作移動距離に対する速度プロファイルを予め設定し、ドライブ回路３に対してステッピングモータ用の速度制御信号９を送る。

ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５は、上記制御信号（ＰＷＭ信号）１０のＨｉ期間を検出し、Ｈｉ期間情報１１（ここではデューティ比Ｘ）を算出する。マイコン４はＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５からのデューティ比Ｘを受けて、ステッピングモータ２の現在の動作状態をチェックし、設定した速度プロファイルから外れていないか、すなわち「脱調」していないかを判定する。もし「脱調」と判定したら、直ちに低速駆動の速度プロファイルに切り替えてシーク動作を継続する。

図２は、ステッピングモータ２に印加する電流波形を示す図である。本実施例は２相励磁方式で、Ａ相とＢ相のコイルに位相が９０°ずれたタイミングで矩形状の電流１２Ａ，１２Ｂ（以下、各矩形電流をステップと呼ぶ）を供給する。ステッピングモータ２は１個のステップが与えられると、１ステップ分に相当する角度だけ回転しその位置で停止する。ステップが繰り返して与えられると回転と停止を繰り返し、与えられたステップ数の角度だけ回転する。ステップの間隔（周波数）を変えることでモータの平均的な回転速度を制御し、間隔が密（高速回転）になるにつれ連続回転に近づく。

ドライブ回路３により、ステッピングモータ２に印加する電流は速度によらず所定値、すなわち駆動トルクを所定の値になるように制御することで、正確な角度だけ回転させることができる。一方ステッピングモータ２が回転すると、コイル端には回転速度に比例した逆起電力が発生する。よってドライブ回路３は、この逆起電力に打ち勝って所定の電流を供給するために、回転速度が上がるにつれより大きな印加電圧を供給することになる。

図３は、シーク動作におけるモータ回転速度のプロファイルの一例を示す図である。起動後回転速度を増加し（加速期間）、上限速度Ｖ_ｍに達したら一定速度で維持し（定速期間）、目的地点に近づいたら減速して停止する（減速期間）。マイコン４は、この一連のシーク動作プロファイルを実行するために、モータに供給するステップの配列（ステップ数とその間隔）と各ステップにおける目標速度（Ｖ_１，Ｖ_２，・・，Ｖ_ｎ，・・）を設定し、これに従ってドライブ回路３にモータの速度制御信号９を送る。

図４は、ドライブ回路３がステッピングモータ２に供給する印加電圧Ｅｃを示す図である。モータの回転速度Ｖが上がるとコイル端には回転速度に比例した逆起電力Ｅｒが発生する。ドライブ回路３は、回転速度によらずモータに所定の電流Ｉｃを供給するために、印加電圧Ｅｃとして逆起電力Ｅｒに打ち勝つような電圧Ｅｃ＝Ｉｃ・Ｒ＋Ｅｒ（Ｒはモータの抵抗）を供給する。すなわち、回転中の電流Ｉｃの値を検出して、これが所定値になるようＥｃを制御する。その結果、脱調などで回転が停止すると、逆起電力Ｅｒ＝０となり、印加電圧はＥｃ＝Ｉｃ・Ｒまで低下する。本実施例では、Ｅｃが低下することを検出して脱調と判定するものである。なお本実施例では、ステッピングモータの駆動方式としてＰＷＭ制御信号を採用しており、上記印加電圧ＥｃはＰＷＭ制御信号のパルス幅（Ｈｉ期間の割合）を変えることで調整するものである。

図５は、ドライブ回路３からステッピングモータ２に供給する制御信号１０の波形を示す図である。（ａ）はモータへの印加電流１２、（ｂ）は制御信号（ＰＷＭ信号）１０、（ｃ）は正常回転時の制御信号１０の拡大図、（ｄ）は回転停止（脱調）時の制御信号１０の拡大図を示す。左図は低速回転の場合、右図は高速回転の場合である。なおこの図では簡単のために、モータの回転は連続的であり、各ステップ内でのＰＷＭ波形は一様であると仮定している。

ドライブ回路３はステッピングモータ２に所定電流が流れるようにＰＷＭ制御を行うので、モータの回転速度に応じてＰＷＭ信号のＨｉ期間の割合（デューティ比）は変化する。すなわち、（ｃ）においてＨｉ期間の長さをＸａ、Ｌｏ期間の長さをＸｂとすると、デューティ比はＸ＝Ｘａ／（Ｘａ＋Ｘｂ）で表され、低速回転時にはデューティ比Ｘは小さく、高速回転時にはデューティ比Ｘは大きくなる。

ところが（ｄ）のようにモータの回転が停止（脱調）したときは、デューティ比Ｘは最小値に変化する。本実施例は、シーク動作中にこのデューティ比Ｘを監視して、基準となるデューティ比と比較して回転停止（脱調）を検出する。

具体的には、ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５は、シーク動作開始時最初（１番目）のステップ区間のＰＷＭ信号のデューティ比Ｘ_１と、これに続く２番目以降ｎ番目のステップ区間のＰＷＭ信号のデューティ比Ｘ_ｎとを測定する。マイコン４はこれらの値を比較して、脱調の判定を行う。回転が正常であれば、１番目のステップ区間の回転速度Ｖ_１は最小であり、Ｎ番目のステップ区間の回転速度Ｖ_ｎはこれより大きいから、Ｘ_ｎはＸ_１よりも大きくなるはずである。よって、もしも測定したＸ_ｎがＸ_１よりも小さい場合は「脱調」と判定する。以上の判定は、シーク動作加速区間だけでなく、定速区間、減速区間においても有効に適用できる。ただし、動作終了（停止）間際のステップ区間では、起動時の回転速度と同等になるので、脱調判定は行わない。

マイコン４は、脱調と判定した場合、即座に図３の速度プロファイルをより遅い別の速度プロファイルに切り替えてシーク動作をやり直す。また、今回以降に実行するシーク動作においても遅い速度プロファイルを適用する。

図６は、ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５及びマイコン４の内部構成の一例を示す図である。サンプリング回路／入力信号選択器２１は、マイコン内の制御回路３５からの指令（入力信号選択１５）を受け、制御信号（ＰＷＭ信号）１０Ａ＋，Ａ−，Ｂ＋，Ｂ−のうちいずれかの系統の入力信号を選択して、所定の周波数でサンプリングする。サンプリング周波数はＰＷＭ周波数よりも高く設定し、例えば１０倍高い周波数とする。スイッチ２２は、制御回路３５からのステップ適用期間信号１６（ステップの切り替え中はＬｏ、切り替え後はＨｉ）を受け、ステップが確実に切り替わったタイミングでサンプリング結果を通過させる。

Ｈｉレベル検出器２３は、サンプリング結果がＨｉレベルの場合を検出し、Ｌｏレベル検出器２４は、サンプリング結果がＬｏレベルの場合を検出する。そして、それぞれが検出した回数を、Ｈｉレベル回数カウンタ２５とＬｏレベル回数カウンタ２６とでカウントする。１ステップ期間のＨｉレベル、Ｌｏレベルのカウント値をそれぞれＡ，Ｂとする。そして、加算器２８でＣ＝Ａ＋Ｂの演算を行い、除算器２９でＸ＝Ａ／Ｃの演算を行う。ここで求めた値ＸはＨｉレベルとして検出された頻度を示し、これをＰＷＭ信号のＨｉ期間のデューティ比とする。

マイコン４は上記算出されたデューティ比Ｘを入力し、メモリ３１に格納する。メモリ領域３２には１番目のステップにて取得した値Ｘ_１を、またメモリ領域３３にはｎ番目（ｎ＝２，３，・・・）のステップにて取得した値Ｘ_ｎを格納する。比較器３４は、これらの２つの値Ｘ_１，Ｘ_ｎを比較し、Ｘ_ｎがＸ_１よりも小さい場合、脱調と判定する。

ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５において、サンプリング周波数をＰＷＭ周波数よりさらに高い周波数（例えば１００倍）とすれば、検出精度はさらに向上できる。また、Ｈｉレベル検出のために制御信号Ａ＋，Ａ−、Ｂ＋，Ｂ−のいずれか１系統を選択するようにしたが、複数系統の信号を選択して組み合わせて判定することもできる。

図７は、本実施例における脱調検出方法の一例を示すフローチャートである。

マイコン４からシーク動作開始の指令を受けると（Ｓ１０１）、ドライブ回路３は予め定めた速度プロファイルに従い、最初（１番目）の目標速度Ｖ_１を実現するための１番目のステップ（矩形状駆動電流）をステッピングモータ２に与える。これによりステッピングモータは回転するが、これと並行して、１番目のステップ期間における制御信号（例えばＡ＋系統）のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_１をＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５で測定し、マイコン４のメモリ３２に格納する（Ｓ１０２）。

次に、２番目のステップにおけるモータの目標速度Ｖ_２と前記１番目のステップにおける目標速度Ｖ_１を比較する（Ｓ１０３）。もし、目標速度Ｖ_２が目標速度Ｖ_１よりも小さい場合は（Ｓ１０３でＮｏ）、Ｓ１１５に進み判定処理を終了する。加速時のように、目標速度Ｖ_２が目標速度Ｖ_１よりも大きい場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）は、Ｓ１０４に進む。そして、２番目のステップをステッピングモータに与えてモータの回転速度を加速させる。これと並行して、２番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_２を測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ１０４）。

ここで、メモリ３２，３３に格納されたデューティ比Ｘ_１，Ｘ_２を比較する（Ｓ１０５）。回転動作が正常であればデューティ比Ｘ_２はＸ_１より大きくなり（Ｓ１０５でＹｅｓ）、この場合にはＳ１０９に進む。もしデューティ比Ｘ_２がＸ_１より小さい場合（Ｓ１０５でＮｏ）は、目標の速度が実現されておらず、「脱調」と判定する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０６にて脱調と判定したら、脱調と判定されたステップ（ここでは２番目のステップ）から目標地点までの距離を算出する（Ｓ１０７）。そして現在の速度プロファイルよりも遅い速度のプロファイルに切り替えて（Ｓ１０８）、Ｓ１０２に戻り、目標地点までのシーク動作を継続する。

Ｓ１０９では、３番目のステップにおけるモータの目標速度Ｖ_３と前記１番目のステップにおける目標速度Ｖ_１を比較する。もし、目標速度Ｖ_３が目標速度Ｖ_１よりも小さい場合は（Ｓ１０９でＮｏ）、Ｓ１１５に進み判定処理を終了する。目標速度Ｖ_３が目標速度Ｖ_１よりも大きい場合（Ｓ１０９でＹｅｓ）は、Ｓ１１０に進む。そして、３番目のステップをステッピングモータに与えてモータの回転速度を加速させる。これと並行して、３番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_３を測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ１１０）。

ここで、メモリ３２，３３に格納されたデューティ比Ｘ_１，Ｘ_３を比較する（Ｓ１１１）。正常動作時にはデューティ比Ｘ_３はＸ_１より大きくなり（Ｓ１１１でＹｅｓ）、この場合にはＳ１１２に進む。もしデューティ比Ｘ_３がＸ_１より小さい場合（Ｓ１１１でＮｏ）は、目標の速度が実現されておらず、「脱調」と判定する（Ｓ１０６）。脱調と判定したら、その後は上記Ｓ１０７、Ｓ１０８と同様に処理する。

Ｓ１１２以降は上記同様に、ｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎと前記１番目のステップにおける目標速度Ｖ_１を比較する。そしてＳ１１３では、ｎ番目のステップをステッピングモータに与える。これと並行して、ｎ番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_ｎを測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ１１３）。Ｓ１１４では、デューティ比Ｘ_１，Ｘ_ｎを比較し、もし、デューティ比Ｘ_ｎがＸ_１より小さい場合は「脱調」と判定する。以下これを繰り返す。

なお上記判定において、各ステップの目標速度Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_ｎが基準となる１番目のステップの目標速度Ｖ_１と等しい場合には、脱調していなくとも実際の回転速度が１番目のステップよりも小さくなることがある。上記の判定法によれば誤ってこれを「脱調」と判定する恐れがあり、これを避けるため、Ｓ１１５に進み判定処理を中止する。

またシーク動作終了間際では、脱調していなくとも回転速度が１番目のステップよりも小さくなることがある。この場合にも判定する恐れがある。よって、シーク動作終了間際の所定区間では、判定を中止することが望ましい。シーク終了間際では回転速度が遅いので、もともと脱調する可能性は低く、よって判定なしでも目標位置から大きくずれることはない。

このように本実施例では、１番目のステップにおいて取得したＰＷＭ信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_１を基準として、その後の各ステップにおいて取得するデューティ比Ｘ_ｎを前記Ｘ_１と比較することで、脱調を判定するものである。

この方法によれば、シーク動作途中で脱調によりモータ回転が停止したような場合、モータの回転状態を直接的にかつ各ステップ毎にその異常を検出することができ、従来方法に比較してより迅速で正確な応答が可能となる。また、本実施例の脱調検出方式は、ステッピングモータを駆動するＰＷＭ信号から回転状態の情報を取得するので、回路構成が容易になる。

なお、本実施例では、ＰＷＭ方式の制御信号におけるＨｉ期間のデューティ比を用いて脱調を検出する場合を説明したが、同様に制御信号のＬｏ期間のデューティ比を用いて判定することも可能である。その場合、１番目のステップにおいて取得したＰＷＭ信号のＬｏ期間のデューティ比Ｙ_１を基準として、その後の各ステップにおいて取得するＬｏ期間のデューティ比Ｙ_ｎと比較する。そして、ｎ番目のステップにおける速度Ｖ_ｎが１番目のステップにおける速度Ｖ_１よりも大きいにもかかわらず、デューティ比Ｙ_ｎがデューティ比Ｙ_１よりも大きい場合には脱調と判定することができる。

図８は、本発明による脱調検出方法の他の実施例を示すフローチャートである。前記実施例１では、１番目のステップにおいて取得したＰＷＭ信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_１を基準とし、その後のｎ番目のステップにおいて取得するデューティ比Ｘ_ｎを比較することで、脱調を判定するものであった。これに対し本実施例では、時間的に隣接する（ｎ−１）番目及びｎ番目のステップにおいて取得したＰＷＭ信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎ−１，Ｘ_ｎを比較することで、脱調を判定する。すなわち、直前の（ｎ−１）番目のステップを基準として比較するものである。以下、図面に沿って説明する。

マイコン４からシーク動作開始の指令を受けると（Ｓ２０１）、ドライブ回路３は予め定めた速度プロファイルに従い、最初（１番目）の目標速度Ｖ_１を実現するための１番目のステップをステッピングモータ２に与える。これによりステッピングモータは回転するが、これと並行して、１番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_１をＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５で測定し、マイコン４のメモリ３２に格納する（Ｓ２０２）。

次に、２番目のステップにおけるモータの目標速度Ｖ_２と前記１番目のステップにおける目標速度Ｖ_１を比較する（Ｓ２０３）。もし、目標速度Ｖ_２が目標速度Ｖ_１よりも小さい場合は（Ｓ２０３でＮｏ）、Ｓ２１５に進み判定処理を終了する。加速時のように、目標速度Ｖ_２が目標速度Ｖ_１よりも大きい場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）は、Ｓ２０４に進む。そして、２番目のステップをステッピングモータに与えてモータの回転速度を加速させる。これと並行して、２番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_２を測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ２０４）。

ここで、メモリ３２，３３に格納されたデューティ比Ｘ_１，Ｘ_２を比較する（Ｓ２０５）。回転動作が正常であればデューティ比Ｘ_２はＸ_１より大きくなり（Ｓ２０５でＹｅｓ）、この場合にはＳ２０９に進む。もしデューティ比Ｘ_２がＸ_１より小さい場合（Ｓ２０５でＮｏ）は、目標の速度が実現されておらず、「脱調」と判定する（Ｓ２０６）。

Ｓ２０６にて脱調と判定したら、脱調と判定されたステップ（ここでは２番目のステップ）から目標地点までの距離を算出する（Ｓ２０７）。そして現在の速度プロファイルよりも遅い速度のプロファイルに切り替えて（Ｓ２０８）、Ｓ２０２に戻り、目標地点までのシーク動作を継続する。

Ｓ２０９では、３番目のステップにおけるモータの目標速度Ｖ_３と前記２番目のステップにおける目標速度Ｖ_２を比較する。もし、目標速度Ｖ_３が目標速度Ｖ_２よりも小さい場合は（Ｓ２０９でＮｏ）、Ｓ２１５に進み判定処理を終了する。目標速度Ｖ_３が目標速度Ｖ_２よりも大きい場合（Ｓ２０９でＹｅｓ）は、Ｓ２１０に進む。まず、マイコン４のメモリ３３に格納されている前記２番目のステップ期間における制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_２をメモリ３２に移動して格納する。そして、３番目のステップをステッピングモータに与えてモータの回転速度を加速させる。これと並行して、３番目のステップ期間における制御信号のデューティ比Ｘ_３を測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ２１０）。

ここで、メモリ３２，３３に格納されたデューティ比Ｘ_２，Ｘ_３を比較する（Ｓ２１１）。正常動作時にはデューティ比Ｘ_３はＸ_２より大きくなり（Ｓ２１１でＹｅｓ）、この場合にはＳ２１２に進む。もしデューティ比Ｘ_３がＸ_２より小さい場合（Ｓ２１１でＮｏ）は、目標の速度が実現されておらず、「脱調」と判定する（Ｓ２０６）。脱調と判定したら、その後は上記Ｓ２０７、Ｓ２０８と同様に処理する。

Ｓ２１２以降は上記同様に、ｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎと前記（ｎ−１）番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎ−１を比較する。そしてＳ２１３では、ｎ番目のステップをステッピングモータに与える。これと並行して、ｎ番目のステップ期間における制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎを測定してマイコン４のメモリ３３に格納する（Ｓ２１３）。Ｓ２１４では、デューティ比Ｘ_ｎ−１，Ｘ_ｎを比較し、もしデューティ比Ｘ_ｎがＸ_ｎ−１より小さい場合は「脱調」と判定する。以下これを繰り返す。

なお上記判定において、各ステップの目標速度Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_ｎが基準となる直前のステップの目標速度Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_ｎ−１と等しい場合には、脱調していなくとも回転速度が１番目のステップよりも小さくなることがある。上記の判定法によれば誤って「脱調」と判定する恐れがあり、これを避けるため、Ｓ２１５に進み判定処理を中止する。

本実施例によれば、シーク動作途中の加速期間において、脱調によりモータ回転が停止したような場合、各ステップ毎に瞬時に異常を検出することができ、迅速な応答が可能である。

なお、本実施例の変形として、ＰＷＭ方式の制御信号のＬｏ期間のデューティ比を用いて脱調を判定することが可能である。その場合、ｎ番目のステップにおけるＬｏ期間のデューティ比Ｙ_１と、（ｎ−１）番目のステップにおけるＬｏ期間のデューティ比Ｙ_ｎ−１とを比較する。そして、ｎ番目のステップにおける速度Ｖ_ｎが（ｎ−１）番目のステップにおける速度Ｖ_ｎ−１よりも大きいにもかかわらず、デューティ比Ｙ_ｎがデューティ比Ｙ_ｎ−１よりも大きい場合には脱調と判定することができる。

図９は、本発明の光ディスク装置におけるＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器及びマイコンの内部構成の他の実施例を示す図である。前記実施例１におけるＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５は、図６に示したように、ＰＷＭ信号１０をサンプリングし、Ｈｉレベルとして検出した回数を基にデューティ比を算出するものであった。これに対し本実施例では、ＰＷＭ信号１０を低域通過フィルタ（ＲＣ回路）で平滑し、その平滑電圧をＡ／Ｄ変換器で変換してＨｉ期間の割合（デューティ比）を示す情報とするものである。

入力信号選択器４１は、マイコン内の制御回路５２からの指令（入力信号選択１５）を受け、制御信号（ＰＷＭ信号）１０Ａ＋，Ａ−，Ｂ＋，Ｂ−のうちいずれかの系統の入力信号を選択する。スイッチ（ＳＷ１）４２は、制御回路５２からのステップ適用期間信号１６（ステップの切り替え中はＬｏ、切り替え後はＨｉ）を受け、ステップが確実に切り替わったタイミングで制御信号を通過させる。ＰＷＭ信号は抵抗４３とコンデンサ４４で構成された低域通過フィルタにより平滑され、コンデンサ４４の端子にはＨｉ期間の割合（デューティ比）に比例した電圧が発生する。スイッチ（ＳＷ２）４５は、制御回路５２からステップ切替期間信号１７（ステップの切り替え中はＨｉ、切り替え後はＬｏ）を受けて、ステップ切り替え毎にコンデンサ４４に蓄えられた電荷を放電する。Ａ／Ｄ変換器４６は平滑されたコンデンサ４４の端子電圧をデジタル値Ｅに変換する。スイッチ（ＳＷ３）４７は制御回路５２からのＡ／Ｄ取り込み信号１８（ステップ切替期間信号よりわずかに進んでいる）を受け、ステップ終了間際にＡ／Ｄ変換器４６の出力Ｅをマイコン４に送る。

マイコン４は上記平滑電圧Ｅを入力し、メモリ４８に格納する。メモリ領域４９には１ステップ目に取得した値Ｅ_１を、またメモリ領域５０にはｎステップ目に取得した値Ｅ_ｎを格納する。比較器５１は、これらの２つの値Ｅ_１，Ｅ_ｎを比較し、Ｅ_ｎがＥ_１よりも小さい場合、脱調と判定する。または前記実施例２の場合は、時間的に隣接する（ｎ−１）番目及びｎ番目のステップにおいて取得したＰＷＭ信号の平滑電圧Ｅ_ｎ−１，Ｅ_ｎを比較することで、脱調を判定する。

本実施例によれば、ＰＷＭ信号を低域通過フィルタ（ＲＣ回路）で平滑した電圧に基づき脱調を検出するので、回路構成が容易になる。

上記各実施例では、ＰＷＭ制御信号のＨｉ期間の情報として、デューティ比Ｘや平滑電圧Ｅを測定する場合を述べたが、Ｈｉ期間の割合を表すものであれば、これ以外のパラメータを用いることができる。

また上記各実施例では、光ディスク装置においてピックアップを移動するためのステッピングモータを対象に説明したが、本発明はこれに限らず、Ｈｉ期間の長さを可変とするＰＷＭ方式で制御する全てのステッピングモータに適用できることは言うまでもない。例えば、光ディスク装置における対物レンズの球面収差を補正する補正レンズを移動するためのステッピングモータに対しても、その脱調を迅速かつ正確に検出することができる。

本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック構成図。 ステッピングモータ２に印加する電流波形を示す図。 シーク動作におけるモータ回転速度のプロファイルの一例を示す図。 ドライブ回路３がモータのコイル端に供給する印加電圧Ｅｃを示す図。 ドライブ回路３からモータに供給する制御信号の波形を示す図。 ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器５及びマイコン４の内部構成の一例を示す図。 本実施例における脱調検出方法の一例を示すフローチャート。 本発明による脱調検出方法の他の実施例を示すフローチャート。 ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器及びマイコンの内部構成の他の実施例を示す図。

符号の説明

１…光ディスク、２…ステッピングモータ、３…ドライブ回路、４…マイコン、５…ＰＷＭ＿Ｈｉ期間検出器、６…ピックアップ、８…ディスクモータ、１０…制御信号（ＰＷＭ信号）、２１…サンプリング回路／入力信号選択器、２３…Ｈｉレベル検出器、２５…Ｈｉレベル回数カウンタ、３１，４８…メモリ、３４，５１…比較器、３５，５２…制御回路、４１…入力信号選択器、４３…抵抗、４４…コンデンサ、４６…Ａ／Ｄ変換器。

Claims (6)

1. 装着された光ディスクの半径方向にピックアップを移動するステッピングモータを有する光ディスク装置において、
   上記ステッピングモータをその回転速度によらず所定の駆動電流を供給して駆動するため、Ｈｉ期間の長さを可変とするパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号を印加するドライブ回路と、
   予め定めた速度プロファイルに従って上記ドライブ回路に上記ステッピングモータの速度制御信号を送るマイコンと、
   上記ドライブ回路が上記ステッピングモータに印加する制御信号のＨｉ期間のデューティ比を検出するＨｉ期間検出器とを備え、
   該Ｈｉ期間検出器は、上記ステッピングモータ駆動時の基準となるｓ番目のステップにおける上記制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｓと、該ステップ以降のｎ番目のステップにおける上記制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎとを取得し、
   上記マイコンは、上記Ｈｉ期間検出器の取得した上記デューティ比Ｘ_ｓと上記デューティ比Ｘ_ｎとを比較し、上記ｓ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｓよりも上記ｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎが大きいにもかかわらず、上記デューティ比Ｘ_ｓよりも上記デューティ比Ｘ_ｎが小さい場合には、上記ステッピングモータは脱調していると判定し、より低速の速度プロファイルに切り替えて上記ステッピングモータに対する速度制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記Ｈｉ期間検出器は、
   前記制御信号をサンプリングするサンプリング回路と、
   該サンプリングされた信号についてＨｉレベルの場合を検出するＨｉレベル検出器と、
   Ｈｉレベルとして検出した回数をカウントするＨｉレベル回数カウンタとを有し、
   当該ステップにおいてＨｉレベルとしてカウントした回数を基に当該ステップにおける前記デューティ比を算出することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記Ｈｉ期間検出器は、
   当該ステップにおいて前記制御信号を平滑する低域通過フィルタと、
   平滑された信号電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、
   該Ａ／Ｄ変換器の出力を前記デューティ比として用いることを特徴とする光ディスク装置。
4. 光ディスクの半径方向にピックアップを移動するステッピングモータの脱調検出方法において、
   上記ステッピングモータをその回転速度によらず所定の駆動電流を供給して駆動するため、Ｈｉ期間の長さを可変とするパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の制御信号を印加するものであって、
   上記ステッピングモータ駆動時の基準となるｓ番目のステップにおける上記制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｓを取得し、
   該ステップ以降のｎ番目のステップにおける上記制御信号のＨｉ期間のデューティ比Ｘ_ｎを取得して上記デューティ比Ｘ_ｓと比較し、
   上記ｓ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｓよりも上記ｎ番目のステップにおける目標速度Ｖ_ｎが大きいにもかかわらず、上記デューティ比Ｘ_ｓよりも上記デューティ比Ｘ_ｎが小さい場合には、上記ステッピングモータは脱調していると判定することを特徴とするステッピングモータの脱調検出方法。
5. 請求項４記載のステッピングモータの脱調検出方法において、
   前記基準となるｓ番目のステップとして、前記ステッピングモータ駆動開始時の１番目のステップを用いることを特徴とするステッピングモータの脱調検出方法。
6. 請求項４記載のステッピングモータの脱調検出方法において、
   前記基準となるｓ番目のステップとして、前記ｎ番目のステップの直前の（ｎ−１）番目のステップを用いることを特徴とするステッピングモータの脱調検出方法。
   
   

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