JP2009017687A

JP2009017687A - ディスク回転装置

Info

Publication number: JP2009017687A
Application number: JP2007177031A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Okubo; 穰大久保
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-22

Abstract

【課題】ブレーキモードの切替え数が少なくでき、かつ回転しているディスクを迅速に停止させることができるディスク回転装置を提供する。
【解決手段】モータ制御指令発生部１０から出力されたブレーキ指令信号（Ｓ２）、回転周期測定部９から出力された回転パルス信号（Ｓ１）の１パルスの時間及びブレーキ処理周期生成部１１から出力されたブレーキ処理周期信号（Ｓ３）に基づいて、スピンドル３の回転を低減させるショートブレーキと、スピンドル３を逆回転させてスピンドルの回転を低減させる逆転ブレーキとを切替える割合を決め、ブレーキ処理周期（Ｔa）に対する逆転ブレーキ作動期間（Ｔb）をデューティ比ｄ（Ｔb／Ｔa）とするとき、ブレーキ切替信号発生部１２からデューティ比ｄに応じたブレーキ切替信号（Ｓ４）をモータ制御指令発生部１０に供給して、モータ制御指令発生部１０から前記ブレーキ指令信号を出力させる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピンドルの回転によりディスクを回転させるディスク回転装置に係り、特に回転しているディスクを迅速に停止させることのできるディスク回転装置に関する。

光ディスクなどのディスク状記録媒体（以下、単にディスクと記す）への情報の記録又は再生時の情報の転送速度の向上に伴い、ディスクをより高倍速で回転させることが求められるようになってきた。
一方、記録又は再生時後は、回転しているディスクを迅速に停止し、次のディスクの記録又は再生時動作に速やかに移行することができるようにすることが求められている。このような要求に対応したディスク回転装置（モータ駆動装置）の一例は、特許文献１に記載されている。

この特許文献１には、ディスク（モータの回転子）の回転数が記録又は再生時後に定常回転している状態から０（ゼロ）になる（すなわち、回転停止する）までの間を、第１の回転数になるまでの期間と、この第1の回転数よりも低い第２の回転数になるまでの期間とに分けたときに、ディスク（モータ）の回転を停止させる信号が入力された後は、モータの逆起電力によりその回転数を低減させるショートブレーキを使用するショートブレーキモードを作用させ、ディスク（モータ）の回転数が第１の回転数まで低下したとき、前記したショートブレーキと、ディスク（モータ）を逆回転させて低減させる逆転ブレーキとの２種類を併用するショートブレーキ／逆転ブレーキモードを作用させ、ディスク（モータ）の回転数が第２の回転数まで低下したとき、ショートブレーキを使用するショートブレーキモードを作用させ、最終的にショートブレーキモードを利用してディスク（モータ）の回転を停止させるディスク回転装置（モータ駆動装置）について記載されている。

特開２００３−２３５２８７号公報

しかしながら、ディスク（モータ）の回転数が第２の回転数まで低下したときは、ショートブレーキのみを用いてディスク（モータ）に衝撃を与えないで緩やかに停止させるようにしているので、ディスク（モータ）の回転を停止させるまでに時間を要していた。
このため、ディスクを迅速に停止させ、次のディスクの記録又は再生時動作に速やかに移行することができなかった。
また、ブレーキモードを２回切替える必要があり、ディスク回転装置を構成する各部に負荷を生じるため、誤動作を生じる場合もあった。
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、ブレーキモードの切替え数が少なくでき、かつ回転しているディスクを迅速に停止させることができるディスク回転装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、スピンドル（３）の回転によりディスク（２）を回転させるディスク回転装置（１）において、前記スピンドルを回転させるスピンドルモータ（５）と、前記スピンドルの回転検出を行い、回転検出信号を出力する回転検出素子（４）と、前記回転検出素子から出力された前記回転検出信号から回転パルス信号を出力する周波数発生部（７）と、基準クロック信号を生成するクロック信号生成部（８）と、前記クロック信号生成部で生成された前記基準クロック信号に基づいて、前記周波数発生部から出力された前記回転パルス信号の１パルスの時間を算出する回転周期測定部（９）と、外部からの制御信号に基づいて、前記スピンドルを回転あるいは停止させる駆動信号を前記スピンドルモータに出力すると共に、前記スピンドルを停止させるブレーキ指令信号を出力するモータ制御指令発生部（１０）と、一定時間間隔のパルスからなるブレーキ処理周期信号を出力するブレーキ処理周期生成部（１１）と、前記モータ制御指令発生部から出力された前記ブレーキ指令信号、前記回転周期測定部から出力された前記回転パルス信号の１パルスの時間及び前記ブレーキ処理周期生成部から出力された前記ブレーキ処理周期信号に基づいて、前記スピンドルの回転を低減させるショートブレーキと、前記スピンドルを逆回転させて前記スピンドルの回転を低減させる逆転ブレーキとを切替える割合を決め、ブレーキ処理周期に対する逆転ブレーキ作動期間をデューティ比とするとき、前記デューティ比に応じたブレーキ切替信号を前記モータ制御指令発生部に供給して、前記モータ制御指令発生部から前記ブレーキ指令信号を出力させるブレーキ切替信号発生部（１２）とを備えることを特徴とするディスク回転装置を提供する。

本発明によれば、モータ制御指令発生部から出力されたブレーキ指令信号、回転周期測定部から出力された回転パルス信号の１パルスの時間及びブレーキ処理周期生成部から出力されたブレーキ処理周期信号に基づいて、スピンドルの回転を低減させるショートブレーキとスピンドルを逆回転させてスピンドルの回転を低減させる逆転ブレーキとの切替える割合を決め、ブレーキ処理周期に対する逆転ブレーキ作動期間をデューティ比とするとき、デューティ比に応じたブレーキ切替信号をモータ制御指令発生部に供給して、モータ制御指令発生部からブレーキ指令信号を出力させるブレーキ切替信号発生部を備えているので、ブレーキモードの切替え数が少なくでき、かつ回転しているディスクを迅速に停止させることができる。
このため、ディスク回転装置のスピンドルの回転を迅速に停止させて、よって、回転しているディスクを迅速に停止させ、ディスク回転装置を構成する各部への負担が軽減され、次のディスクの記録又は再生時動作に速やかに移行することができる。

以下に本発明の実施形態に係るディスク回転装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態におけるディスク回転装置のスピンドルモータ及びスピンドルモータ駆動回路を示すブロック図である。
本発明の実施形態におけるディスク回転装置は、光ディスク装置やハードディスクドライブ装置などのディスク媒体を回転させる装置に使用され、スピンドルを記録又は再生時時の定常状態から迅速に停止するまでの構成に特徴を有するものであるから、それ以外の構成については省略した。

図１に示すように、ディスク回転装置１は、光ディスク２を回転させるスピンドルモータ５と、このスピンドルモータ５を制御するスピンドルモータ駆動回路６とから構成されている。
スピンドルモータ５は、光ディスク２の中心孔に嵌め込むスピンドル（回転軸）３を備えて、スピンドル３の回転により光ディスク２を回転させる。また、スピンドルモータ５は、スピンドル３の回転数を検出して回転検出信号を出力する回転検出素子４を備えている。
回転検出素子４としては、例えば、ホール素子のような磁電変換素子やフォトカプラのような光電変換素子などを用いることができる。

スピンドルモータ駆動回路６は、周波数発生部７と、クロック信号生成部８と、回転周期測定部９と、モータ制御指令発生部１０と、ブレーキ処理周期生成部１１と、ブレーキ切替信号発生部１２とから構成されている。

周波数発生部７は、回転検出素子４で検出された回転検出信号に基づいて、スピンドル３の回転数に応じた回転パルス信号Ｓ１を出力する。
クロック信号生成部８は、基準となるクロック信号を生成する。
回転周期測定部９は、クロック信号生成部８で生成されたクロック信号に基づいて、周波数発生部７から出力された回転パルス信号Ｓ１のパルス幅を１パルスの時間として随時出力する。

モータ制御指令発生部１０は、外部から供給される制御信号に基づいて、スピンドル３の回転が停止している状態から記録又は再生時するための定常回転させる駆動信号をスピンドルモータ５に出力し、或いはスピンドル３が記録又は再生時している定常状態からこのスピンドル３の回転を停止させる駆動信号をスピンドルモータ５に出力すると共に、スピンドル３を停止させるブレーキ指令信号Ｓ２を出力する。
ブレーキ処理周期生成部１１は、一定時間間隔のパルスからなるブレーキ処理周期信号Ｓ３を出力する。

ブレーキ切替信号発生部１２は、モータ制御指令発生部１０から出力されたブレーキ指令信号Ｓ２、回転周期測定部９から出力された回転パルス信号の１パルスの時間及びブレーキ処理周期生成部１１から出力されたブレーキ処理周期信号Ｓ３に基づいて、スピンドルモータ５のコイルの端子間を短絡させることにより発生する逆起電力によりスピンドル３の回転を低減させるショートブレーキと、スピンドルモータに逆回転方向の電流を加えてスピンドル３の回転を低減させる逆転ブレーキとの切替える割合を決めて、その割合に応じたブレーキ切替信号Ｓ４をモータ制御指令発生部１０に出力する。このブレーキの切替え割合については、後に詳述する。

＜動作例＞
次に、ディスク回転装置の動作について、図２を併せ用いて説明する。
図２は、本発明の実施形態におけるディスク回転装置の動作を説明する図である。
同図中（Ａ）は、回転パルス信号Ｓ１、ブレーキ指令信号Ｓ２、ブレーキ処理周期信号Ｓ３及びブレーキ切替信号Ｓ４のタイミング時間を示す図であり、縦軸は各信号を示し、横軸は経過時間を示す。また、同図中（Ｂ）は、スピンドル３の回転数の時間変化を示す図であり、縦軸はスピンドル３の回転数を示し、横軸は経過時間を示す。
以下では、光ディスク２の記録又は再生時を行っていてスピンドル３が回転している状態で、スピンドル３の回転を停止させる信号が入力されてスピンドル３の回転を停止させる場合について説明する。記録又は再生時時のスピンドル３の回転数をＮ₀とし、スピンドル３の回転を停止させるための信号が入力された時刻をＴ₀とする。

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、時刻Ｔ₀でモータ制御指令発生部１０に外部から制御信号を供給されると、モータ制御指令発生部１０からブレーキ切替信号発生部１２にＯＮ状態になったブレーキ指令信号Ｓ２を出力する。

回転検出素子４は、スピンドル３の回転を検出して、回転検出信号を出力し、周波数発生部７に出力する。周波数発生部７では、回転検出素子４で検出された回転検出信号に基づいて、回転パルス信号Ｓ１を生成して回転周期測定部９に出力する。
回転パルス信号Ｓ１は、スピンドル３の回転を低減に伴って、時間の経過と共にパルス幅が広くなっている。
回転周期測定部９からは、クロック信号生成部８で生成された基準クロック信号に基づいて、回転パルス信号Ｓ１のパルス幅に基づいて１パルスの時間を算出する。

ここで、ショートブレーキと逆転ブレーキとを切替えるブレーキの切替え割合について、詳細に説明する。
ブレーキ切替信号発生部１２では、モータ制御指令発生部１０から出力されたブレーキ指令信号Ｓ２に基づいて、ブレーキ処理周期生成部１１で生成された一定時間間隔のパルス（ブレーキ処理周期）からなるブレーキ処理周期信号Ｓ３が出力されたタイミングで、回転周期測定部９から出力される回転パルス信号のパルス幅である１パルスの時間を抽出し、ブレーキ処理周期（Ｔa）を逆転ブレーキの作動期間（Ｔb）とショートブレーキの作動期間（Ｔc）に分けたときの、逆転ブレーキの作動時間（Ｔb）に割振る。ブレーキ処理周期（Ｔa）に対する逆転ブレーキ作動期間（Ｔb）をデューティ比ｄ（Ｔb／Ｔa）とするとき、このデューティ比ｄに応じたブレーキ切替信号Ｓ４をモータ制御指令発生部１０に出力する。
デューティ比ｄは、時刻Ｔ₀直後では、小さく、時刻Ｔ₀から時間が経過していくにつれて、スピンドル３の回転数の低減に伴い連続的に大きくなっていく。
この後、モータ制御指令発生部１０からブレーキ切替信号Ｓ４に基づいた駆動信号をスピンドルモータ５に出力して、図２（Ｂ）に示すように、スピンドル３の回転数を連続的に低減させながら、時刻Ｔ₁でスピンドル３の回転が停止する。

以上のように、本発明の実施形態によれば、デューティ比ｄを連続的に増加させてスピンドル３の回転を停止させるので、ブレーキモードの切替えが不要であり、かつ、ブレーキ指令信号Ｓ２が出力してからスピンドル３が停止するまで全ての時間で逆転ブレーキが作用するためスピンドル３の回転を迅速に停止させることができ、よって、回転している光ディスク２を迅速に停止できる。また、ブレーキモードの切替えが無いため、ディスク回転装置１を構成する各部への負担が軽減され、次の光ディスク２の記録又は再生時動作に速やかに移行することができる。

＜他の動作例＞
また、上記動作例では、ブレーキ指令信号Ｓ２が出力してからスピンドル３が停止するまで全ての時間で、スピンドルの回転数に応じてデューティ比ｄを変化させたが、スピンドルの回転停止動作中の一定期間のデューティ比を固定することも可能である。
一例として、図３に示すように、デューティ比ｄは、時刻Ｔ₀経過からデューティ比ｄが１０％以下である時刻Ｔ₂の間では、デューティ比を１０％に固定し、時刻Ｔ₁前のデューティ比ｄが９０％以下である時刻Ｔ₃の間では、デューティ比ｄを９０％に固定し、時刻Ｔ₂からＴ₃までの間では、デューティ比ｄを連続的に大きくしても良い。
この場合には、時刻Ｔ₀直後の時間帯でのスピンドル３の回転の低減を早くすることができ、かつ、スピンドル３の回転が十分に低下した後に、逆転ブレーキの割合を一定にするので、逆転ブレーキによる逆回転の影響を少なくすることができるため、スピンドル３の回転をより短時間で停止することができる。
なお、本発明において回転するディスクとしては、上記した光ディスクに限らず、ホログラム記録ディスクなどのその他の各種ディスクでも良いことは勿論である。

本発明の実施形態におけるディスク回転装置を示す概略ブロック図である。本発明の実施形態におけるディスク回転装置の動作を示すタイミングチャートを示す図である。デューティ比を変化させた場合の他の例を示すタイミングチャートを示す図である。

符号の説明

１…ディスク回転装置、２…光ディスク、３…スピンドル、４…回転検出素子、５…スピンドルモータ、６…スピンドルモータ駆動回路、７…周波数発生部、８…クロック信号生成部、９…回転周期測定部、１０…モータ制御指令発生部、１１…ブレーキ処理周期生成部、１２…ブレーキ切替信号発生部

Claims

スピンドルの回転によりディスクを回転させるディスク回転装置において、
前記スピンドルを回転させるスピンドルモータと、
前記スピンドルの回転検出を行い、回転検出信号を出力する回転検出素子と、
前記回転検出素子から出力された前記回転検出信号から回転パルス信号を出力する周波数発生部と、
基準クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
前記クロック信号生成部で生成された前記基準クロック信号に基づいて、前記周波数発生部から出力された前記回転パルス信号の１パルスの時間を算出する回転周期測定部と、
外部からの制御信号に基づいて、前記スピンドルを回転あるいは停止させる駆動信号を前記スピンドルモータに出力すると共に、前記スピンドルを停止させるブレーキ指令信号を出力するモータ制御指令発生部と、
一定時間間隔のパルスからなるブレーキ処理周期信号を出力するブレーキ処理周期生成部と、
前記モータ制御指令発生部から出力された前記ブレーキ指令信号、前記回転周期測定部から出力された前記回転パルス信号の１パルスの時間及び前記ブレーキ処理周期生成部から出力された前記ブレーキ処理周期信号に基づいて、前記スピンドルの回転を低減させるショートブレーキと、前記スピンドルを逆回転させて前記スピンドルの回転を低減させる逆転ブレーキとを切替える割合を決め、ブレーキ処理周期に対する逆転ブレーキ作動期間をデューティ比とするとき、前記デューティ比に応じたブレーキ切替信号を前記モータ制御指令発生部に供給して、前記モータ制御指令発生部から前記ブレーキ指令信号を出力させるブレーキ切替信号発生部と
を備えることを特徴とするディスク回転装置。