JP2008186553A - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＬＶ方式のディスクを対象とするディスクドライブ装置において、ランダムアクセスでの頻繁なシークでスピンドル駆動回路が過熱状態になることを防止する。
【解決手段】光ディスク装置において、システム制御部９が、スピンドル駆動制御電圧値をサンプリングし、そのサンプリング値とリファレンス電圧との差の絶対値（スピンドル駆動量）を求めてセーブする。そして、所定周期のタイマ割り込み毎にセーブしたスピンドル駆動量の積算値を求め、その積算値と予め設定した閾値とを比較する。システム制御部９は、積算値＜閾値の場合には、シーク許可モードとしてサーボ回路７がスレッド駆動部１０により通常のシーク制御を行うようにするが、積算値≧閾値の場合には、シーク待ちモードとして所定時間だけシーク動作を休止させる。シーク待ち時間は温度センサ１２からの装置内の温度情報により可変設定してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity：線速度一定）方式で回転制御がなされるディスクを対象として情報の記録再生を行うディスクドライブ装置に係り、特に、スピンドル駆動に係る温度管理を行うためのピックアップのシーク制御に関する。

従来から、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Blue-ray Disc）等の光ディスクについてはＣＬＶ方式でディスクの回転を制御して情報の書込みと読み出しが行われる。このＣＬＶ方式は光ピックアップがトラックを通過する速度を一定に保つ方式であり、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity：角速度一定）方式と比較して、ディスク全体でフルに容量を確保でき、一定速度で大容量のデータを読み出すのに有利であるとされている。

ところで、ＣＬＶ方式では、線速度を一定に保つために、光ディスクの内周側に情報を書込む際には回転速度を速くし、外周側に向かうにしたがって回転速度を遅くするように回転の制御を行うが、当然にその制御は光ピックアップのシーク制御に対応して行われる。従って、ランダムアクセスにおいてはシーク制御が頻繁に実行され、その都度、光ピックアップを搭載したスレッドの移動と光ディスクを回転させているスピンドルの回転整定が必要となり、間断なく大きな電力が消費されることになる。

特に、高速シークにおいてはスレッドモータとスピンドルモータの駆動により大きな電力が必要になり、ドライバＩＣが過熱状態となって保護回路が動作したり、装置内温度が動作温度範囲を超えてしまうような事態が発生して安定動作を確保できなくなるという問題が指摘されている。

そして、下記特許文献１においては、前記の問題に対する対処策として、所定時間内に行うシーク動作に要する時間を積算してカウントし、そのカウントした時間が予め設定された所定閾値を超えた場合に、前記所定期間の内の残存期間についてはシーク動作を休止させて待機状態にすることを特徴としたディスクドライブ装置が提案されている。
特許第２５６９９４１５号公報

前記のように、ＣＬＶ方式のディスクドライブ装置におけるシーク動作時の電力消費要因としては、スレッドの移動とスピンドルの回転整定であるが、消費電力と発熱に関して支配的なのはスピンドル側である。例えば、消費電流で比較すると、あるディスクドライブ装置ではスレッドモータ側が２００ｍＡであるのに対してスピンドルモータ側は８００ｍＡとなっており、一般的にもその比率はそれほど変わるものではない。

このことから、スピンドル側の駆動状態を監視して制御することが消費電力と発熱の抑制に有効であり、また、スピンドル側はシーク時以外の一定回転状態でも、回転数が高いと大きな電力を継続的に消費するため、前記と同様のことが言える。一方、前記特許文献１の提案ではシーク動作時間をカウントしているがスピンドルの回転状態は確認しておらず、十分な精度での消費電力や温度の管理ができずに、ドライバＩＣのか電流状態や過熱状態等の不具合を招く可能性がある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて、常にスピンドルの駆動状態を監視してシーク動作を制御することにより、高い精度で消費電力の抑制と温度管理を実行できるディスクドライブ装置を提供することを目的とする。

本発明は、ＣＬＶ方式でディスクの回転を制御しながら、ピックアップを目標トラック位置へシークさせて情報の書込み又は読み出しを行うディスクドライブ装置において、所定周期で直前の一定時間内におけるスピンドルに対する積算駆動量を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した積算駆動量が予め設定されている閾値を超えている場合に、所定時間だけ前記ピックアップのシーク動作を休止させるシーク待機手段とを備えたことを特徴とするディスクドライブ装置に係る。

本発明によれば、スピンドルの駆動状態が消費電力と温度変化に直接影響することに基づいて、直前の一定時間におけるスピンドルの積算駆動量を求め、頻繁なアクセスによってその積算駆動量が所定閾値を超えているような場合には、ピックアップのシーク動作を休止させることにより前記積算駆動量を低下させる。尚、スピンドルの積算駆動量を算出する周期とその算出を行うための期間（直前の一定時間）とは必ずしも一致する必要はない。

また、前記発明において、前記シーク待機手段がシーク動作を休止させる所定時間は予め一定時間として設定しておいてもよいが、装置内の温度状態を確認して可変設定する方式であってもよい。その場合には、装置内の温度を検出する温度検出手段と、装置内の温度と前記シーク動作の休止時間との対応関係を記憶した記憶手段とを設け、前記シーク待機手段が、前記ピックアップのシーク動作を休止させる場合に、前記記憶手段において前記温度検出手段が検出した温度情報と対応付けられている前記シーク動作の休止時間を求め、その時間だけ前記ピックアップのシーク動作を休止させるようにする。尚、温度検出手段の配置位置に関しては任意であるが、主要な発熱要素がスピンドル駆動部であることから、同駆動部の近くに配置することが合理的である。

本発明のディスクドライブ装置によれば、スピンドルの駆動状態を直接的に監視してシーク動作を実行させるか休止させるかの制御を行っているため、スピンドルの駆動ドライバが過電流状態や過熱状態とならず、また装置内の温度も動作許容温度を超えないように、高い精度での消費電力と温度の管理を可能にする。更に、装置内の温度を直接検出してシーク動作の休止時間を制御することで、より適切な消費電力と温度の管理が実現できる。

以下、本発明のディスクドライブ装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１はＣＬＶ方式による光ディスク装置のスピンドル駆動及びシーク動作に関連する部分の構成を示すブロック図である。同図において、１は光ディスク、２は光ディスク１を回転させるスピンドル、３はスピンドルモータ、４は光ピックアップである。ここで、光ピックアップ４は、対物レンズ２１と、その対物レンズ２１を弾性的に支持するサスペンションや駆動コイル等を含むアクチュエータ２２と、レーザダイオード（ＬＤ）２３と、フォトディテクタ（ＰＤ）２４と、偏光ビームスプリッタ２５等の構成要素を搭載している。

ここで、光ディスク１からの情報の読み出し動作時を想定すると、ＬＤ２３はＬＤ駆動回路５により一定パワーでのレーザ出力状態とされ、出射レーザ光の一方の偏光ビームが偏光ビームスプリッタ２５を透過して対物レンズ２１で光ディスク１のトラック上に集光せしめられ、その反射光が偏光ビームスプリッタ２５に戻って偏光分離面で反射されてＰＤ２４へ入射する。ＰＤ２４では入射した偏光ビームを読み取り信号に光電変換し、その読み取り信号をアナログ信号処理回路６へ出力させる。アナログ信号処理回路６では、読み取り信号をデジタル信号へ波形整形すると共に、フォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号及び総和信号（ＰＥ）信号を作成し、更にＰＥ信号に基づいて光ディスク１の同期（SYNC）信号を作成し、それらの信号をサーボ回路７へ出力する。

そして、サーボ回路７ではＦＥ信号とＴＥ信号とからそれぞれフォーカス制御信号とトラッキング制御信号を作成してアクチュエータ駆動部８へ出力し、アクチュエータ駆動部８がそれらの制御信号によってアクチュエータ２２を作動させてフォーカス・トラッキング制御を行う。また、サーボ回路７は、システム制御部９からのトラックジャンプ指令信号に基づいてスレッド駆動部１０へスレッド制御信号を出力し、スレッド駆動部１０により光ピックアップ４をシークさせるが、この実施形態の装置はＣＬＶ方式で光ディスク１の回転制御を行うため、光ピックアップ４のシーク動作に対応したスピンドル駆動制御電圧をスピンドル駆動回路１１へ出力してスピンドルモータ３の回転速度を制御するようになっている。

ところで、この実施形態では、図１に示すように前記システム制御部９がＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ/Ｏポート３４及びタイマ３１aとからなるマイクロコンピュータ回路で構成されており、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に格納されているプログラムに基づいて装置全体の制御を行う。そして、この実施形態のディスクドライブ装置は、サーボ回路７のスピンドル駆動制御電圧の出力と装置内に設けた温度センサ１２の出力がＩ/Ｏポート３４に入力されており、スピンドル２の駆動量の積算値が所定閾値を超えた場合に、Ｉ/Ｏポート３４を介してサーボ回路７へシーク待ち指令信号を出力させて、サーボ回路７によるシーク動作を中止させる点に特徴がある。

以下、その特徴的動作を図２から図６を参照しながら説明する。先ず、図２はスピンドル駆動量を求める動作手順を示すフローチャートである。光ディスク１がトレイ（図示せず）に装填されて装置内にローディングされると、ＣＰＵ３１は前記ローディング動作の完了信号をＩ/Ｏポート３４を介して検出し、直ちにタイマ割り込みを開始させる（S11,S12）。

そして、その時点からＩ/Ｏポート３４に入力されているスピンドル駆動制御電圧値Ｖs(i)を一定のサンプリング周期で検出し、その電圧値Ｖs(i)とリファレンス電圧（Ｖref）との差の絶対値（＝｜Ｖs(i)−Ｖref｜：以下、「スピンドル駆動量」という）を算出してＲＡＭ３３に順次セーブさせてゆき、ＲＡＭ３３のアドレス領域Ａ(i)〜Ａ(M)に対して、常に直近のＭ個のスピンドル駆動量が巡回的に上書きしてセーブされるようにする（S13〜S18→S14〜S18）。例えば、サンプリング周期を１０msecとし、常に５sec分に相当する５００個のスピンドル駆動量がＲＡＭ３３にセーブされている状態にする。尚、図示していないが、この動作手順はイジェクト信号が検出されるまで継続的に実行される。

次に、図３は、図２の動作手順によりＲＡＭ３３にセーブされているスピンドル駆動量を用いた光ピックアップ４のシーク動作制御手順を示すフローチャートである。この場合においても、光ディスク１のローディングが完了し、タイマ割り込みの開始後に実行され（S21,S22）、先ず、タイマ割り込みがかかると、ＣＰＵ３１はＲＡＭ３３のアドレス領域Ａ(i)〜Ａ(M)にセーブされている各スピンドル駆動量のデータをラッチし、各スピンドル駆動量の積算値を算出する(S23,S24）。即ち、タイマ割り込みがあった時点から遡及した（サンプリング周期×Ｍ）の期間内に得られている各スピンドル駆動量の積算値を求める。

そして、その積算値と予め設定されている所定閾値とを比較し、積算値が閾値より小さい場合にはシーク許可モードを設定し（S25→S26）、逆に積算値が閾値以上になっている場合にはシーク待ちモードを設定する（S25→S27）。具体的には、ＣＰＵ３１がＩ/Ｏポート３４からサーボ回路７へいずれかのモード設定信号を出力し、サーボ回路７はその信号に対応したモードを設定することになる。

ここで、前記積算値の持つ意義について検討する。図４はサーボ回路７からスピンドル駆動回路１１へ供給されるスピンドル駆動制御電圧値Ｖs(i)の変化の一例を示すグラフであり、この実施形態ではスピンドル駆動制御電圧値Ｖs(i)の電源電圧は３.３Ｖ、リファレンス電圧（Ｖref）が１.６５Ｖになっている。スピンドルモータ３の回転と駆動電圧値Ｖs(i)との関係は、Ｖrefより高い電圧が印加されると正転方向に回転し、Ｖrefより低い電圧が印加されると逆転方向のブレーキがかかるようになっており、それぞれＶrefとの差が大きいほど高速回転となり、またより大きなブレーキ効果が生じる。

一方、ＣＬＶ方式による光ディスクのスピンドル制御では、上記のように内周側をアクセスする際には回転速度を速くし、外周側に向かうにしたがって回転速度を遅くするため、ランダムアクセスにおいて頻繁にシーク制御が実行される場合にはスピンドル駆動制御電圧値Ｖs(i)の変化が多くなり、特に、光ディスクの内周側と外周側とが交互にアクセスされるようなシーク制御が連続する場合には前記電圧値Ｖs(i)の振幅も大きくなることから、スピンドル駆動回路１１で大きな電力を消費し、その回路を構成するＩＣが過電流状態や過熱状態となる可能性がある。そこで、この実施形態では、割り込み周期で求められているスピンドル駆動量の積算値、即ち、図４において割り込み周期を時間幅とした縦ハッチング領域の面積に相当する値を求め、その積算値が予め設定した所定閾値を超えているか否かによって、スピンドル駆動回路１１が過電流状態や過熱状態になっているか否かを判断している。

従って、図３に戻って、スピンドル駆動量の積算値が所定閾値よりも小さい場合には、ＣＰＵ３１はＩ/Ｏポート３４からサーボ回路７へシーク許可モードの設定信号を出力させて、サーボ回路７がスレッド駆動部１０に対して通常のシーク制御を実行するように処置する（S25→S26）。一方、スピンドル駆動量の積算値が所定閾値以上になっている場合には、スピンドル駆動回路１１が過電流状態や過熱状態になる可能性があるため、ＣＰＵ３１はＩ/Ｏポート３４からサーボ回路７へシーク待ちモードの設定信号を出力させ、サーボ回路７がシーク動作をさせないようにする（S25→S27）。

前記シーク待ちモードにおいては、光ピックアップ４のシーク動作を休止させて、ＣＬＶ方式のスピンドル制御によりスピンドルモータ３の回転の加速や減速を行わずに定速回転状態へ移行させ、それによりスピンドル駆動回路１１が過電流状態や過熱状態となることを防止する。従って、シーク待ち時間（シーク動作の休止時間）としては、前記の過電流状態や過熱状態を防止し得るだけの所定時間として固定しておいてもよいが、温度センサ１２が検出する装置内の温度を考慮してシーク待ち時間を可変設定できるようにすれば、装置内温度が動作温度範囲を超えるような異常状態が生じた場合にも対応できる。また、温度センサ１２をスピンドル駆動回路１１の近傍に配置しておけば、主たる発熱部分であるスピンドル駆動回路１１の温度変化を強く反映した装置内温度を検出でき、装置内温度とシーク待ち時間との関係を合理的に規定しておくことにより、シーク待ち時間を所定時間に固定した場合と比較して、シーク待ち時間を平均的に短くした制御が実現できる。

この実施形態では、予めＲＯＭ３２に図５に示すような温度−シーク待ち時間の関係を規定したテーブルが格納してあり、図６に示すようなシーク待ちモード設定手順を実行する（S27）。即ち、ＣＰＵ３２は、温度センサ１２による温度情報ＴをＩ/Ｏポート３４を介して検出し（S31）、ＲＯＭ３２の前記テーブルを参照して温度情報Ｔに対応する待ち時間ｔを求め（S32）、待ち時間をｔとしたシーク待ちモードの設定信号をサーボ回路７へ出力する（S33）。因みに、図５に示したテーブルの一例では、装置内温度がＴ1以下では一定のシーク待ち時間ｔcとし、装置内温度がＴ1より高い温度であるＴ2になった場合に、温度上昇につれてシーク待ち時間ｔwが大きくなるように規定されている。

ここで、再び図３に戻って、ＣＰＵ３１はシーク待ち時間が設定されるとタイマ３１aにより時間カウントを開始し（S28）、タイムアウトになればシーク許可モードの設定信号をサーボ回路７へ出力させてシーク待ちモードを解除し、シーク許可モードでの通常のシーク制御を実行させる（S29→S26）。一方、タイムアウトになる前に次の割り込みがあった時、及び前記ステップS25でスピンドル駆動量の積算値が閾値より小さいためにシーク許可モードが設定されている状態で次の割り込みがあった時には（但し、イジェクトがなされていない場合）、再びスピンドル駆動量の積算値を新たに算出し、それを閾値と比較した結果に基づいて、前記の手順を繰り返し実行する（S29,S26→S30→S23,S24,S25→S26/S27〜S29→S30）。尚、イジェクト信号が検出された場合には、シーク制御もスピンドル制御も中止されて、光ディスク１のアンローディング動作へ移行する。

本発明はＣＬＶ方式で回転制御がなされるディスクを対象として情報の記録再生を行うディスクドライブ装置に適用できる。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置のスピンドル駆動及びシーク動作に関連する部分の構成を示すブロック図である。 スピンドル駆動量を求める動作手順を示すフローチャートである。 光ピックアップのシーク動作の制御手順を示すフローチャートである。 スピンドル駆動制御電圧の時間的変化とスピンドルの状態を示すグラフである。 装置内温度とシーク待ち時間を規定するテーブルの内容を示すグラフである。 シーク待ちモードの設定手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…光ディスク、２…スピンドル、３…スピンドルモータ、４…光ピックアップ、５…レーザダイオード駆動回路、６…アナログ信号処理回路、７…サーボ回路、８…アクチュエータ駆動部、９…システム制御部、１０…スレッド駆動部、１１…スピンドル駆動回路、１２…温度センサ、２１…対物レンズ、２２…アクチュエータ、２３…レーザダイオード、２４…フォトディテクタ、２５…偏光ビームスプリッタ、３１…ＣＰＵ、３１a…タイマ、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…Ｉ/Ｏポート。

Claims (2)

1. ＣＬＶ（Constant Linear Velocity：線速度一定）方式でディスクの回転を制御しながら、ピックアップを目標トラック位置へシークさせて情報の書込み又は読み出しを行うディスクドライブ装置において、
   所定周期で直前の一定時間内におけるスピンドルに対する積算駆動量を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した積算駆動量が予め設定されている閾値を超えている場合に、所定時間だけ前記ピックアップのシーク動作を休止させるシーク待機手段と
   を備えたことを特徴とするディスクドライブ装置。
2. 装置内の温度を検出する温度検出手段と、
   装置内の温度と前記シーク動作の休止時間との対応関係を記憶した記憶手段とを設け、
   前記シーク待機手段が、前記ピックアップのシーク動作を休止させる場合に、前記記憶手段において前記温度検出手段が検出した温度情報と対応付けられている前記シーク動作の休止時間を求め、その時間だけ前記ピックアップのシーク動作を休止させることとした請求項１に記載のディスクドライブ装置。

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