JP4019623B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体である円板状のディスクを回転させて情報の再生または記録を行う光ディスク装置に係り、特に、ファンなどを用いた強制空冷によらず、発熱量の大きいレーザドライバＩＣおよび装置内部の温度を下げる放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクの情報を再生あるいは情報を記録する動作を行う際、光学ヘッドに備えたレーザドライバＩＣが非常に高温になる。このようにレーザドライバＩＣが発熱すると、レーザ回路の性能の低下や、レーザ素子の寿命の短縮といった悪影響を与えると同時に、装置内部全体の温度も上昇させ、装置自体の信頼性を低下させてしまう。
【０００３】
従来は、特開平11−185273号公報に記載のように、レーザドライバＩＣとレーザドライバＩＣが設置されている構造体との間に放熱部材を介在させることで、レーザドライバＩＣから発せられる熱をその構造体へ逃す放熱構造になっていた。また、従来のディスク装置では、耐振動特性を確保するために、ディスクの回転駆動機構、光学ヘッド、光学ヘッドをディスクの半径方向にスライドさせるための手段などが組み込まれている可動体は、インシュレータを介して防振支持されており、トップカバーおよびボトムカバーなどの装置の外側筐体とは、直接接触しないように取付けられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、発熱量の大きいレーザドライバＩＣからレーザドライバＩＣが設置されている構造体へ熱を逃すことは考えられているが、その構造体以降の放熱経路については配慮がされていなかった。また、トッププレートとトップカバーの空間に存在する空気層のために、装置内部からトップカバーへの熱伝達効率が非常に低く、装置内部に熱が溜まり、装置内部の温度が上昇するという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、光学ヘッドの可動筐体に半導体レーザ取付け部材を介して取付けられたレーザドライバＩＣ表面と光学ヘッドの可動筐体とを熱的に接続することで、レーザドライバＩＣから光学ヘッドの可動筐体に放熱し、さらに装置内部にこもる熱をトップカバー表面から効率よく放熱することにより、レーザドライバＩＣおよび装置内部の温度を動作保証温度以下に抑えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は光学ヘッドの可動筐体に半導体レーザ取付け部材を介して取付けられている発熱量の大きなレーザドライバＩＣの表面と光学ヘッドの可動筐体とを板ばね状の熱伝導部材を介して接続したものである。また、光学ヘッドの可動筐体をディスクの半径方向にスライドさせるための機構部品に熱伝導性の高いものを用いたものである。
【０００７】
上記構成によれば、半導体レーザ取付け部材を介して可動筐体に取付けられたレーザドライバＩＣで発生した熱が装置内部全体へ円滑に伝達されるため、発熱性を有するレーザドライバＩＣの温度を下げると共に、装置内温度を均一化できる。さらに、トッププレートとトップカバーとの間に存在する空間に、装置の防振性を低下させることがなく、熱伝導率の高い部材を充填したものである。上記構成によれば、トッププレートからトップカバーへの熱伝達率が高くなるので、トップカバーからの放熱効率が上がり、装置内部の熱を装置外部へ排出することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例であるディスク装置について、図を参照しながら詳細に説明する。図３にディスク装置１の分解斜視図を示す。
【０００９】
図３に示すように、ディスク装置１は、主にディスクを装置内に搬入または装置外へ搬出するためのディスクトレー４を備えている。このディスクトレー４を装置内へ搬入または装置外へ搬出するための図示されていないローディング機構有する。また、ディスクを保持するためのチャッキング機構３１が設けある。このチャッキング機構３１はトッププレート３に取付けられている。また、ディスクを回転させるためのスピンドルモータ６２等から成るディスク回転駆動機構が内蔵されている。
【００１０】
さらに、ディスク上に情報を記録または再生するための記録再生用または再生専用光学ヘッド５と、光学ヘッド５をガイドバー６３に沿って図示されていないディスクの半径方向にスライドさせるための光学ヘッド送り機構を備えている。前述の装置は、ユニットメカシャシ６１に保持されている。ユニットメカシャシ６１はメカベース６に取付けられており、これらの機構の上面はトップカバー２で覆われ、底面はボトムカバー７で覆われている。
【００１１】
次に、図２を用いて一般的な光学ヘッド５の構成について説明する。光学ヘッド５の可動筐体５５には、次の部品が搭載されている。まず、レーザ光を放射する半導体レーザ５２と光検出を行う図示されていない光検出器が設けられている。また、半導体レーザ５２から放射されたレーザ光を情報記録面に導き、更にディスクからの反射光を光検出器に戻す対物レンズ５４からなる光学系部品が搭載されている。このような部品を備えているため、可動筐体５５は非常に大きなものになるが、しかし、設計仕様からその寸法は制限されている。
【００１２】
なお、光学系部品の性能ばらつきや、位置ずれがあるために、半導体レーザ５２は、組み立て時に調整できるように構成されている。さらに、半導体レーザ５２を駆動制御するレーザドライバＩＣ５３と半導体レーザ５２とは、電気的なノイズの発生を防止するために隣接した位置に配置している。加えて、半導体レーザ５２からのレーザ光路を折り曲げるための光学部品の部品点数を削減化も図っている。
【００１３】
このため、半導体レーザ５２とレーザドライバＩＣ５３とは、共に同一の回路基板５６上に搭載されいる。そして、両部品は、半導体レーザ取付け部材５７を介して可動筐体５５の側面に取付けられることが多い。ただし、半導体レーザ５２に対して回路が垂直に設置できる場合には、半導体レーザ５２とレーザドライバＩＣ５３とを可動筐体５５の側面ではなく、上面に設置した方が良い。このように配置すると、ディスクが回転することにより生じる空気流により、レーザドライバＩＣ５３の冷却効果を期待できることは言うまでもない。
【００１４】
ディスク装置１としてＤＶＤ−ＲＡＭ装置においては、ディスクへ情報の書き込み動作を行う際、装置内部の温度上昇が問題になる。図５はＤＶＤ−ＲＡＭ装置を用いてディスクへ情報の書き込み動作を行ったときの、レーザドライバＩＣ５３と装置内部の雰囲気温度の時間履温度特性を表したものである。図中、Ａは書き込み動作時におけるレーザドライバＩＣ５３の動作保証温度を表し、Ｂは書き込み動作時における装置内部の雰囲気温度の動作保証温度を表している。
【００１５】
例えば一般のＤＶＤ−ＲＡＭ装置では、動作周囲環境の温度が５度から４５度の下で、安定してディスクへ情報の書き込みが行えることが要求されている。また、レーザの寿命などの性能により、レーザドライバＩＣ５３の動作保証温度は６５度以下にしなければならない。しかし、レーザ発熱が大きく、実際には７０度以下を目標としている。これらの条件より、装置の各部品間の熱伝導、各部品表面からの発熱も考慮して、装置内部の雰囲気温度の動作保証温度は、６５度以下に設定されている。しかし従来の装置では、図５に示すように、レーザドライバＩＣ５３の温度は書き込み動作を開始すると急激に上昇し、装置の周囲温度４５度環境を想定すると、レーザドライバＩＣの動作保証温度７０度を大幅に上回る９０度程度という非常に高温な状態で動作している。
【００１６】
このため、レーザ回路が誤動作したり、レーザ素子の寿命を縮めるといった問題が生じる。また装置内部の雰囲気温度についてもレーザドライバＩＣ５３が局所的な熱源となって、それに伴って温度が上昇し、動作保証温度を超えてしまっている。その結果、光学ヘッド装置の高精度な制御に支障をきたす可能性がある。従って、図に示す矢印のようにレーザドライバＩＣ５３および装置内温度を下げる改善が装置として不可欠である。
【００１７】
一方、従来のディスク装置では、半導体レーザ５２は光学系部品の性能のばらつきや位置ずれなどを補正するよう組み立て時に調整されて取付けられるため、半導体レーザ取付け部材５７には、熱伝導率の低い接着層が存在する。このため、レーザドライバＩＣ５３が発する熱を、半導体レーザ取付け部材５７を介して可動筐体５５まで効率よく逃がすことができず、レーザドライバＩＣ５３の温度が局所的に高くなってしまう。また、図２に示す可動筐体５５上の斜線部Ａには、例えば高周波モジュールなどの比較的高温となる部品が設置されている。このような構成では、可動筐体５５においても温度分布が生じる。
【００１８】
そこで、本発明では、半導体レーザ取付け部材５７に取付けられたレーザドライバＩＣ５３の発する熱が、可動筐体５５の低温部分へ効率よく放熱されるように放熱構造を設けたものである。その具体的な構造の一実施例を、図１を用いて説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の一実施例を表す前記光学ヘッド５の斜視図を表したものである。光学ヘッド５の基本的な構造は前述した図２のものと同じであるが、本実施例では、上に述べた問題を解決するために放熱構造を設けてある。図示のように、まず、レーザドライバＩＣ５３の表面に第２の熱伝導部材である熱伝導性の高い熱伝導シート８２を敷いている。そして、熱伝導シート８２の上から、例えば銅やアルミニウムのような熱伝導性が高い金属製の弾性を有する板ばね状の第１の熱伝導部材である放熱部材８１を設けた。この放熱部材８１によって、レーザドライバＩＣ５３表面と光学ヘッド可動筐体５５の温度の低い部分（図２に示したＡ部から離れた部分）とを密着接続したものである。その具体的な放熱構造を図１（ｂ）を用いて説明する。
【００２０】
図１（ｂ）は、前述の放熱構造部分を詳細に記した分解斜視図である。第１の熱伝導部材である放熱部材８１の具体的な形状として本実施例では、図示の通り、その一端に第１の折り曲げ８１１、第２の折り曲げ８１２、および第３の折り曲げ８１３を設けて、レーザドライバＩＣ５３および可動筐体５５に面接触し易くしてある。また、他端を可動筐体５５の溝部分に合致するよう鍵爪形状８１５にすることで、接着部材または接合部材を用いなくても取付け易く、且つしっかりと固定できるようにしてある。さらに、放熱部材８１と可動筐体５５とが密着している部分に、爪状の突起８１４を設けることで、可動筐体５５が繰り返しスライド動作をしても放熱部材８１が外れないようにしてある。
【００２１】
第２の熱伝導部材である熱伝導シート９２の材質としては、例えばシリコンゲルや、ゴムなどが用いられる。このような構造にしたことにより、本実施例のディスク装置１では、レーザドライバＩＣ５３から発生する熱を熱伝導シート９２、放熱部材８１を通じて可動筐体５５へ効率的に逃がすことができると共に、レーザドライバＩＣ５３と放熱部材８１間の絶縁効果や、レーザドライバＩＣ５３への緩衝効果も得られる。
【００２２】
また図１（ｂ）に示すように、半導体レーザ取付け部材は、半導体レーザ５２を最適な位置に調節し、固定するためにネジおよび接着剤を用いて可動筐体５５に取付けられる。従って、半導体レーザ取付け部材５７の一部にざぐりを有しており、回路基板５６はその一部が片持ち支持される形で半導体レーザ取付け部材５７に固定されることになる。本実施例では、板ばね状の放熱部材８１によってレーザドライバＩＣ５３を押さえつけられるので、回路基板５６の取付け強度を上げる効果も得られる。上記実施例では、レーザドライバＩＣ５３と放熱部材８１との間に、第２の熱伝導部材である熱伝導シート８２を挟み込んだが、放熱部材８１と可動筐体５５との接触面積を大きくすると共に、密着性を高めるために、放熱部材８１と可動筐体との間にも熱伝導シートを挟み込んでもよい。
【００２３】
本実施例では、レーザドライバＩＣ５３から可動筐体５５へ熱を逃す手段として、放熱部材８１とレーザドライバＩＣ５３との間に熱伝導シート８２を介在させたが、レーザドライバＩＣ５３に放熱部材８１を直接接触させて、熱を可動筐体５５に逃す構成としてもよい。また、レーザドライバＩＣ５３から可動筐体５５へ熱を逃す手段として、ばね状の放熱部材８１を放熱部材８１自身の押し付け力と、放熱部材８１に設けた突起８１４によってレーザドライバＩＣ５３と可動筐体５５接触面に密着固定させた。しかし、ばね状の放熱部材８１の代わりに、普通の金属板を用い、接着剤やネジ止めにより固定してもよい。
【００２４】
さらに、レーザドライバＩＣ５３から可動筐体５５へ熱を逃す手段として、放熱部材８１をディスクのある方向に延長して、放熱面を広げると共に、ディスクの風力により、放熱部材８１が積極的に空冷されるようにしてもよい。また、発熱量が大きな回路基板として、レーザドライバＩＣ５３を例示したが、無論レーザドライバＩＣ５３以外の回路基板あるいは大きな熱が貯えられた部品の放熱構造に本発明を適用できる。
【００２５】
加えて、可動筐体５５をガイドバー６３に沿ってディスクの半径方向にスライドさせるためのモータ５９と図示されていない歯車列とから成る可動筐体５５送り機構やガイドバー６３を熱伝導率の高い部材で構成してもよい。本構成とすることで、レーザドライバＩＣ５３から可動筐体５５へ伝達された熱を、さらに、ガイドバー６３、光学ヘッド送り機構を介して、ユニットメカシャシ６１まで円滑に逃がすことができる。従って、レーザドライバＩＣ５３からの放熱効率を上げられると共に、装置内温度を均一化することが可能になる。
【００２６】
なお、従来の装置においては、ガイドバー６３はステンレス材、光学ヘッド送り機構を構成する歯車はＡＢＳ樹脂をそれぞれその材質としているが、ガイドバー６３および光学ヘッド送り機構を構成する歯車列の全体あるいは表面に熱伝導率の高い銅やアルミ材を用いればよい。
【００２７】
また、従来の装置では、レーザドライバＩＣ５３が取付けられた光学ヘッドなどの発熱性を有する装置は、防塵効果を高めて塵埃による装置寿命への悪影響を防ぐ目的から、メカベース６とトッププレート３とにより密閉されている。このように密閉された装置では装置内の上部に熱が溜まり、トッププレート３が非常に高温になる。また、メカベース６およびトッププレート３は、装置の防振性を高めるためにトップカバー２およびボトムカバー７とは直接接触しないようインシュレータを介して空間を隔てて取付けられている。このため装置ではトッププレート３とトップカバー２の間に存在する空気層のために、トッププレート３からトップカバー２への熱伝達率は非常に低く、熱が装置内部にこもってしまっていた。
【００２８】
そこで本実施例では、図４に示すようにトップカバー２とトッププレート３間の空間の全体、あるいは、トッププレート３で特に高温になる箇所などの空間の一部分に熱伝導シート９を設けてある。すなわち、熱伝導シート９をトップカバー２とトッププレート３との両方に密着するように挟み込んでいる。熱伝導シート９は、装置の防振性を損なうことのないよう弾性に富んでいて、且つ熱伝導率の高い第３の熱伝導部材で形成されている。
【００２９】
これにより、装置内部で発生した熱が、トッププレート３から第３の熱伝導部材である熱伝導シート９を介してトップカバー２まで効率よく伝達される。このため、トップカバー２からの放熱効果を高めることができ、装置内部の温度を下げる効果が得られる。上記実施例に代えて、熱伝導性の高い銅泊などをたるませるように、トッププレート３とトップカバー２表面に貼り付けて、トッププレート３とトップカバー２とを熱的に接続してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、可動部である可動筐体に、半導体レーザ取付け部材を介して設置された発熱量の大きいレーザドライバＩＣを、可動筐体と熱伝導部材で繋ぐことによってレーザドライバＩＣから発生する熱を可動筐体に逃すことができるので、レーザドライバＩＣの温度をその保証温度以下に抑えられる効果がある。さらに光学ヘッド送り機構を熱伝導性の高い部材で構成することで、レーザドライバＩＣから可動筐体へ伝えられた熱を、可動筐体に取付けられた軸受けからガイドバー、光学ヘッド送り機構を介してユニットメカシャシへと円滑に逃がすことができるので、レーザドライバＩＣからの放熱効率をより一層高めると同時に装置内温度を均一化する効果がある。
【００３１】
また、トッププレートとトップカバーとの間に、熱伝導率の高い弾性部材を挟み込むことで、トッププレートからトップカバーへの熱伝達率を飛躍的に高められ、トップカバーからの放熱効率が上がり、装置内の熱を外部へ効率的に逃がす効果が得られる。これによりレーザドライバＩＣおよび装置の内部温度を動作保証温度以下に抑えることができ、レーザ素子の寿命劣化を防ぎ、レーザ回路の安定化が図れ、信頼性の高いディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す放熱構造を備えた光学ヘッドの斜視図。
【図２】ディスク装置に搭載されている光学ヘッドの斜視図。
【図３】ディスク装置の分解斜視図。
【図４】本発明の一実施例を示す放熱構造を備えたトッププレートとトップカバーの斜視図。
【図５】書き込み時におけるディスク装置内部の温度の時間履歴。
【符号の説明】
１…ディスク装置、２…トップカバー、３…トッププレート、４…ディスクトレー、５…光学ヘッド、６…メカベース、７…ボトムカバー、９…熱伝導シート（第３の放熱部材）、３１…チャッキング機構、５２…半導体レーザ、５３…レーザドライバＩＣ、５４…対物レンズ、５５…可動筐体、５６…回路基板、５７…半導体レーザ取付け部材、６１…ユニットメカシャシ、６２…スピンドルモータ、６３…ガイドバー、６４…モータ、８１…放熱部材（第１の放熱部材）、８２…熱伝導シート（第２の放熱部材）、５１１…第１の滑り軸受け、５１２…第２の滑り軸受け、８１１…第１の折り曲げ、８１２…第２の折り曲げ、８１３…第３の折り曲げ、８１４…突起、８１５…鍵爪形状。

Claims (2)

1. 記録媒体であるディスクを保持するためのチャッキング機構と、前記チャッキング機構が取付けられているトッププレートと、前記ディスクを回転させるためのディスク回転駆動機構と、前記ディスク上に情報を記録または再生するための記録再生用または再生専用の光学ヘッドと、前記光学ヘッドをディスクの半径方向にスライドさせるためのスライド機構とから成るディスク装置において、
   前記光学ヘッドの可動筐体に備えられたレーザドライバＩＣの基板に取り付けられている面に対峙する面と前記可動筐体とを接続する熱伝導部材と、
   装置の上面を覆っているトップカバーと前記トッププレートとの間を接続する他の熱伝導部材とを有することを特徴とするディスク装置。
2. 前記第１の熱伝導部材と前記レーザドライバＩＣとの間を接続するさらなる他の熱伝導部材を有することを特徴とする請求項１記載のディスク装置。

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