JP4206424B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学的に情報を記録する記録媒体に情報を記録する、または記録媒体に記録された情報を読み出す光ディスク装置に係り、特に光ディスク装置の光ピックアップの放熱技術に係る。
光ディスク装置は、データ転送速度の高速化、記憶容量の大容量化が求められており、それに伴い光ディスクの回転数が高速回転化されている。そして、高速回転化された光ディスクの情報の記録または再生を正確に行うために、レーザ光源を出力増加させる傾向がある。
ところが、光ディスク装置のデータ転送速度の高速化に伴い、高速回転化による光ディスクの振動の増加や、光ディスクに駆動力を与えるモータの高速回転化及びレーザ光源の出力増加による発熱の増加が課題となってくる。
データ転送の高速化に伴う課題の解決を図った光ディスク装置は、例えば特開2000−285555号公報(以下、特許文献1と称す)に記載されている。特許文献1に記載の発明では、回転機構の回転動作に伴って発生する空気流による圧力分布を抑え、光ディスクの高速回転による振動の低減を図った構成となっている。
特開2000−285555号公報
しかし、上記特許文献1に記載の発明は、レーザ光源の出力増加に伴う発熱増加及び温度上昇については、あまり考慮されていない。レーザ光源の発熱量増加に伴ってレーザ光源の温度が過度に上昇することが頻繁に起こった場合、レーザ光源の劣化が進行しやすくなる。そして、レーザ光源の劣化が進むと、情報の記録あるいは再生を正確に行うことができなくなるおそれが生じる。したがって、レーザ光源の温度が過度に高くならないように抑えるべく、レーザ光源を実装した光ピックアップの放熱促進技術が求められている。
本発明では、レーザ光源の放熱を促進して光ピックアップの温度上昇を抑え、情報の記録再生を正確に行える光ディスク装置を提供することを目的とする。
上記目的は、光ディスクの内径と係合し回転させる回転装置と、前記光ディスクよりもやや大きい大きさで窪んでおり、前記光ディスクの載る位置を規定するディスク載置部と、前記光ディスクの径方向に移動可能とされ、レーザ光を前記光ディスク下面の記録面に照射して情報を記録または再生する光ピックアップと、を備えた光ディスク装置において、前記回転装置の周辺から前記光ピックアップが移動する領域に至るまで貫通され、前記回転装置と前記光ディスクとの係合、前記光ピックアップから前記光ディスクへのレーザ光の照射、を可能とする第一の貫通部と、前記光ディスクを載置させるガイドとなるディスク載置凸部と、該ディスク載置凸部の左右端部で凸部が途切れるように形成されたディスク切欠部と、を有し、前記第一の貫通部が開口している前記ディスク載置部と、前記光ディスクの直下あるいは側面に至らないように前記光ディスクの外周側に、かつ前記ディスク載置部の後方で前記第一の貫通部から見て前記光ディスクの回転方向の上流側に配置され、前記ディスク載置切欠部から流出した前記光ディスクの回転に伴う流れが通過して前記光ピックアップ側に流れるように設けられた第二の貫通部と、前記ディスク載置部において前記第一の貫通部から見て前記光ディスク装置の前方側で上下方向に貫通して設けられた前側貫通部とを備え、この前側貫通部を介して前記光ピックアップ側からの上昇気流が前記光ディスクを押し上げる方向に通風することにより達成される

本発明によれば、ファン等の追加部材無しで周囲風速が小さい光ピックアップの回転上流側部分の通風を促進し、光ピックアップの放熱を促進し、温度上昇を抑えることができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図1〜6、10〜12は第一の実施例の説明図である。図1は本発明の第一の実施例としての光ディスク装置の要部分解図、図2は説明の都合上、上蓋9を外した状態での図1の装置の駆動状態を示した図である。図3は斜め下側からみた図2の装置の要部斜視図である。図4は図2中のA−A断面、図5は図2中のB−B断面である。図6は第一の実施例の別の形態である。図10は光ディスク1と光ピックアップ4とユニットメカ5とを抜き出した図である。図11はディスク移送部材2を示した図である。図12は図2中C−C断面である。
図1において、1は光ディスク、2は光ディスク1を移送するディスク移送部材であり、2aはディスク移送部材2の第一の貫通部、2bはディスク移送部材2の第二の貫通部、2c、2dはディスク移送部材2の前側貫通部、3は光ディスク1を回転駆動する回転装置、4は光ピックアップ、5は光ピックアップ4を含むユニットメカ、6はユニットシャーシ、7は制御基板、8は光ピックアップ4と制御基板7を結ぶケーブル、9は筐体上蓋、10は筐体下蓋である。図10において15a、15bは光ピックアップ4に内蔵されたレーザダイオード、16は光ピックアップ4に内蔵された光学系のレンズ、17はレーザ光、18は仮想的な光ディスク1の拡大面、19a、19bはそれぞれレーザダイオード15a,15bの光ディスク1または仮想的な光ディスク1の拡大面への射影、24は温度検知手段である。図11において、20はディスク載置部、20aはディスク載置平面部、21a、21bはディスク載置切欠部、22a、22b、22cはディスク載置凸部、23はディスク載置上端部である。
光ディスク装置は、図1左側のディスク移送部材2がディスク装置本体の外側にスライドして出ている面が前面にあたり、この面を前にしてPC(Personal Computer)等の情報処理装置に、内蔵または外付けで取り付けられる。ディスク移送部材2の光ディスク1を載置するディスク載置部20は、光ディスク1よりもやや大きい大きさで窪んでおり、光ディスク1の載る位置を規定している。光ディスク装置が記録または再生を行う光ディスクとしては、CD(Compact Disc)、CD-R(Recordable)、CD-RW(Rewritable)、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD-R、DVD-RAM(Random Access Memory)、DVD-RW等があり、カートリッジを用いずに光ディスク内に挿入する。ディスク移送部材2に光ディスク1を載置した状態で、イジェクトボタン(図示せず)を押す等の操作によりディスク移送部材2が光ディスク装置の筐体内にスライドして移動し、光ディスク1が装置内部に導入される。そして、回転装置3が上昇して光ディスク1の内径と係合し、回転装置3によって光ディスクを右回りに回転させる。
光ピックアップ4を含むユニットメカ9は光ディスク装置の前後方向、すなわち光ディスク1の径方向に移動可能であり、制御基盤7からの操作信号によりディスク径方向に移動して、レーザを光ディスク1下面の記録面の所望の位置に照射して、情報を記録または再生する。第一の貫通部2aは、ディスク移送部材2の下側の回転装置3が上側の光ディスク1と係合するためのものであり、また、ディスク移送部材2の下側の光ピックアップ3が上側の光ディスク1に照射するレーザを通すためのものである。そのため、第一の貫通部2aは、ディスク移送部材2が光ディスク装置の内部に収納された状態で、回転装置3の周辺のディスク載置部20から、光ピックアップ4が移動する領域である光ディスク装置の後方側に向かって、ディスク移送部材2の載置部20の外まで達する大きな孔となっている。光ピックアップは、レーザダイオード15a、15b(図10)を有している。CDの記録・再生を行うCD用のレーザの波長は785nm、DVD用のレーザの波長は660nmと異なっており、本実施例のようにDVD及びCDの両方の記録・再生に対応した光ディスク装置
は、二つのレーザダイオードを有することとなる。なお、CD、DVDに加えてBlu-ray Disc(登録商標)やHD DVD(登録商標)といった青色レーザ(波長405nm)を用いた光ディスクにも対応した光ディスク装置は、さらにもう一つ青色レーザダイオードを備え、合計三つのダイオードを備えることとなる。
上記の構成において、図2のB-B断面である図5に示すように、光ディスク装置が記録
または再生動作を行うとき、光ディスク1の回転によって光ディスク1の周囲の空気に対する剪断力と遠心力等が発生し、空気の流れが形成される。光ディスク1の下面では、回転装置3周りの第一の貫通部2aを経てディスク移送部材2の下側から空気が吸引され、光ディスク1の回転による遠心力により光ディスク1とディスク移送部材2間を内周から外周へ向けて空気が流れる。その一部はディスク移送部材2から外へ流出し、一部は光ディスク1の上面側に巻き上がって内周側に流れ込む。
一方、光ディスク1上面近傍では、光ディスク1の回転による遠心力により光ディスク1の内周から外周に向けて空気が流れ、その一部は光ディスク1の上面から外へ流出する。光ディスク1の下面側とは違い第一の貫通部2aのような回転中心側からの流入路が無いため、光ディスク1上面では中央側の圧力が低下する圧力分布が形成される。このため上蓋9側で光ディスク1の外周から内周へと空気が戻って循環する流れが形成され、上述したように光ディスク1外周端で光ディスク1下面から上面側に向けて巻き上がる流れが生じる。
図2に示すように、上述したディスク移送部材2から流出した流れは、光ディスク1の外周での周速と同程度の周方向の高速の流れとなり、ディスク載置切欠部21aからディスク移送部材2外部に流出した後ユニットシャーシ6と衝突し、第一の貫通部2aに向かうディスク回転に伴う流れ1と光ディスク1上下面から直接流れてくるディスク回転に伴う流れ2とが合わさって、第一の貫通部2aでディスク移送部材2の下側に潜り込み、ディスク回転下流側に至る。
図3は、光ディスク装置を斜め下側から見た図であり、また、図4は、図2のA-A断面を光ディスク後方側から見た図であり、この断面では、光ディスク1は図4の右から左へ移動するように回転している。図3及び図4に示すように、第一の貫通部2aからディスク移送部材2の下側に潜り込んだ流れは、光ピックアップ4とメカユニット5の間の隙間等を通過し、主に光ピックアップ4側面から下側を斜めに横切るように流れ、回転装置3の位置付近の第一の貫通部2aで上昇し、再度ディスク1の回転による遠心力等の作用でディスク1の外周側へと供給される。
このときに、図2に示すようにディスク移送部材2のディスク1の外周側で第一の貫通部2aよりもディスク回転上流側に第二の貫通部2bを設けておいた場合、上記したディスク載置切欠部21aから流出した高速な図2中の光ディスク1の回転に伴う流れ1が第二の貫通部2b上を通過すると、流速差に伴う剪断力により第二の貫通部2b部の流体を引っ張る作用と、光ディスク1上面で形成された低圧部の影響で圧力が下がった状態の高速流とディスク移送部材2下側との圧力差による作用との両者により、第二の貫通部2b部を介してディスク移送部材2の下側から上側方向への吸い上げ流が発生し、ディスク移送部材2から流出した流れと混合しつつ光ディスク1の回転下流方向に流れる。ディスク移送部材2の下側では光ピックアップ4のより回転上流側にあたる元々風速の小さい領域に上述した吸い上げ流に伴う流れが生じるため、図4のようにディスク移送部材2の下側で光ピックアップ4のディスク回転上流側の面を中心に周囲の風速が増す。光ディスク1内の記録または再生を行うときには、光ピックアップ4内のレーザダイオード15a、15bが発光して生じたレーザを光ディスク1に照射するが、このとき発光によりレーザダイオード15a、15b自身が発熱し、温度が上昇する。レーザダイオードの熱は、光ピックアップ9を通じて放熱することで、レーザダイオードが劣化しない程度の温度に保っている。本発明では、光ピックアップ9の周囲の風速が増すことにより、対流熱伝達率が増加してレーザダイオード19a、19bの放熱を促進することができる。
ここでディスク載置部20は図11に示すようにディスク載置平面部20a、ディスク載置切欠部21a、21b、ディスク載置凸部22a、22b、22c、ディスク載置上端部23a、23b、23cから構成され、ディスク載置部20の外周はディスク載置上端部23a、23b、23cで表すものとする。ディスク移送部材2は、横幅が光ディスク1よりやや広い程度である。ディスク載置凸部22a、22b、22cは、光ディスク1をディスク載置部20内に載置させるガイドであるが、ディスク移送部材2の端部付近で凸部が途切れてディスク切欠部21a、21bとなっている。また、ディスク載置部20内からその後方にかけて、第一の貫通部2aが開口している。
前側貫通部2c及び2dは、光ディスク1の回転を安定させるためのものである。前述の通り、光ディスク1が回転すると、光ディスク1の下側では空気の流れが生じ、特に第一の貫通部2aの上では激しい上昇気流が生じ、光ディスク1が押し上げられることとなり、前側貫通部2cが無い場合には、光ディスク1がディスク移送部材2に略平行にならずに前傾してしまう。前側貫通部2cを設けることにより、前側貫通部2cを介しても上昇気流が生じて光ディスク1を押し上げるため、光ディスク1がディスク移送部材2に対して略平行を保つことができる。
なお、第2の貫通部2bでは図12に示すように大部分で吸い上げ流となるが、回転中心からみて最外周部では、第2の貫通部2bの形状によっては開口端部に流れが衝突して部分的に下降する流れが生じる場合がある。この場合には光ピックアップ4の側面、或いは上面で下降した流れが反転して吸い上げ流に合流する流れとなるため、光ピックアップ4の側面、上面、下面での通風が促進される効果が得られる。
また、第二の貫通部2bは光ディスク1の直下、あるいは側面に設けられていないため、光ディスク1に作用する圧力分布に直接影響を与えることがない。したがって高速回転時に問題となる場合が多い光ディスクの回転振動に悪影響を与えることなく、光ピックアップ4の放熱を促進することができる。
さらに本実施例はディスク移送部材2に開口するだけの簡易な構成であるため、光ディスク装置内部にファンを設置する場合に比べて、構成部品を少なくしコストを低減できるとともに、光ディスク装置全体の電力消費増加を抑えることができる。
なお第二の貫通部2bの形状は図1、2に示したように光ディスク装置の前後方向に長い形状に限定するものではなく、例えば図6に示すようなディスクの周方向に沿うような形状としても、ディスク回転に伴う流れ1の下側から大きく外れることが無く同様な効果が得られる。また図示しないが第二の貫通部2bとして小型の貫通部を複数設けても上述したものと同等の効果が得られ、ディスク移送部材の構造強度を増すことができる。
上記した第二の貫通部2bについて、貫通面積の合計Sは、図10に示す光ピックアップ4に搭載されている部品の中で主要発熱部品である全てのレーザダイオード19a、19bの光ディスク1または仮想的な光ディスク1の拡大面18への射影19a、19bの面積S1、S2の合計よりも少なくとも大きくするものとする。これは主要発熱部品であるレーザダイオード19a、19bの射影面積の合計より小さい貫通面積では有効な吸い上げ風量が得られず、光ピックアップ4周りの通風による放熱が促進されないことによるものである。
上記の説明ではレーザダイオード19a、19bが光ピックアップ4に2個搭載されて
いる光ディスク装置について説明したが、レーザダイオードの数は2個に限定されるわけではなく、1個の場合でも、青色レーザダイオードも備えた3個以上の場合でもよいものとする。
次に本発明の他の実施例を図7,8に示す。図8は図7中のC−C断面である。図7、8において13は突起である。図7,8において突起13は、ディスク移送部材2の上側であり、第二の貫通部2bに対し光ディスク1の回転上流側の少なくとも一部に設置する。
トレイ移送部材2から流出した高速の流れが突起13上を通過すると、突起13のディスク回転下流側では、流れが剥離して、図8に示すように剥離渦が発生する。渦中心では局所的に圧力が低くなるため、第二の貫通部2bの上側の圧力が突起13が無い場合に比べて低下する。したがって、ディスク移送部材2の上下面の圧力差が大きくなり、光ピックアップ4の配置されるディスク移送部材2下側から第二の貫通部2bを介しての吸い上げ風量が増加し、光ピックアップ4の近傍を通る空気流による対流熱伝達率が増加して、光ピックアップ9の放熱をさらに促進することができる。
なお、図7ではトレイ移送部材2から流出した流れが、光ディスク1の外周に偏っている場合を想定し、光ディスク1に近い側だけに突起13を設置した図を示しているが、光ディスク装置の構造と形成される流れ場によっては光ディスク1から遠い側だけに突起13を設置してもよいし、光ディスク1の回転上流側全体に設置してもよい。
また図8では突起13として、第二の貫通部2bの淵部に直方体形状のものを設けた図を示しているが、この形状に限定するものではなく、他の形状としても同様の効果が得られるものであればよいものとする。
本実施例によれば、突起13を設けることにより、第二の貫通部2bのディスク誘起流上流側に設けた突起により剥離渦を生じさせ、局所的に低圧部を形成することとで、第二の貫通部2bからの吸い上げ流を増し、光ピックアップ9の放熱をより促進することができる。
次に本発明の他の実施例を図9に示す。図9において14は突起である。
図9において突起14を、第二の貫通部2bを有するディスク移送部材2の上側であり、第一の貫通部2a端部の光ディスク1回転下流側の少なくとも一部に設置する。
光ディスク装置の構成によっては、ディスク移送部材2から流出した高速の空気の流れが第二の貫通部2b上を通過すると、第二の貫通部2bからの吸い上げ流の影響を受け、上蓋9側に流れの向きが変化し、第一の貫通部2aへの流入が減少するおそれがある。突起14をディスク移送手段2上側であり、第一の貫通部2aのディスク回転下流側の端部に設置すると、空気の流れが突起14に遮蔽されディスク移送部材2の下側への流れが増加し、光ピックアップ4への通風が増し、放熱を促進することができる。
本実施例によれば、ディスク移送部材2の第一の貫通部2aの端部に設けた突起14により、ディスク誘起主流が第二の貫通部2bからの吸い上げ流の影響で上側に寄っても、第一の貫通部2からディスク移送部材2の下側に流れやすくして光ピックアップの放熱を促進することができる。
次に本発明の他の実施例を図4、図10、図13、図14に示す。本実施例では、図10に示すように光ピックアップ4に温度検知手段24が備えられており、図13に示すように温度検知手段24が光ディスク1の読み込み、または書き込み時に設定温度Temp1以上に上昇したことを検知すると、レーザダイオード15a、15b等の発熱部品の寿命劣化を防止するため、素子11aに内蔵された制御装置がレーザの照射を中断する。このとき光ディスク1の回転は継続して、光ディスク1の回転により誘起される流れにより光ピックアップ4を冷却する。
第二の貫通部2bが設けられているため、光ピックアップ4の通風による放熱の効果は大きく、短い時間で光ピックアップ4の温度を低下させることができる。温度検知手段24が設定温度Temp2以下に下がったことを検知すると、レーザ照射が再開され、光ディスクの読み込み、または書き込みを再開することができる。
本実施例によれば、一時的に光ディスク装置外部の雰囲気温度が上昇したり、連続して光ディスクを書き込んだ場合でも、高温によりレーザダイオード等の部品寿命を損なうことなく、冷却のためのわずかな時間の増加で光ディスク装置の使用を継続することが可能となる。また温度上昇時の光ディスク回転は、冷却効果を高めるため、レーザ照射時よりも回転数を高くすると効果的である。
これによって、光ディスク装置の設置雰囲気温度が過度に上昇する等で光ピックアップ4が過熱した場合でも、レーザ照射を中断して光ピックアップ4での発熱を抑えるとともに、光ディスク1を少なくとも照射中断前と同等以上の回転数で回転して、光ディスク1の回転により誘起される流れで光ピックアップ4の放熱を促進するものである。特に第二の貫通部2bに生じる吸い上げ流により、光ピックアップ4の本来流速の小さい部分についても通風が促進され、短時間で光ピックアップの温度を低減し、光ディスク1にレーザ照射を再開することができ、レーザダイオード15a、15bの寿命を損なうことなく、光ディスク1へのアクセスが可能となる効果がある。
また、設定温度Temp2以下に光ピックアップ4の温度が低下したことを検知する代わりに、図14に示すように、光ディスク1の回転を所定時間だけ行う制御としてもよい。
さらに上記した設定温度Temp1、Temp2、設定時間t1、光ディスク回転数は、光ディスクの種類(例えばCD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM、DVD二層書き込み)毎に、読み込みまたは書き込みの倍速(例えば2倍速、4倍速、8倍速、16倍速)毎に異なる値を設定して、制御装置にあらかじめ入力データとして与えておいてもよい。レーザの出力が高出力になるほど発熱が大きくなるので、設定温度Temp1、Temp2を低くまたは設定時間t1を長く設定し、レーザの出力が低くなるほど、設定温度Temp1、Temp2を高くまたは設定時間t1を短く設定することが望ましい。
例えば、低倍速でレーザ照射出力の高い、DVD2層書き込みのような場合には、光ピックアップ4過熱時に光ディスク1の回転数を高く設定するとともに、設定温度Temp2を低く(または設定時間t1を長く)設定することで、レーザ照射の中断頻度を下げつつ、光ディスク装置の使用を継続することが可能となる。
これによって、光ディスク1の種類、読み込み速度、書き込み速度に応じて光ピックアップ4冷却時の光ディスク回転数、冷却設定温度、冷却時間等を変更することで、それぞれの条件で最適な冷却を行い、レーザ照射の中断頻度を少なくしつつ、光ディスク装置の使用を継続することができる。
本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。 本発明の光ディスク装置の他の実施例を示す図である。
符号の説明
1…光ディスク、2…ディスク移送部材、2a…第一の貫通部、2b…第二の貫通部、2c…前側貫通部、2d…前側貫通部、3…回転装置、4…光ピックアップ、5…ユニットメカ、6…ユニットシャーシ、7…制御基板、8…ケーブル、9…筐体上蓋、10…筐体下蓋、11a、11b…素子、12a、12b…熱伝導部材、13…突起、14…突起、15a、15b…レーザダイオード、16…光学系レンズ、17…レーザ光、18…仮想的な光ディスクの拡大面、19a,19b…レーザダイオードの光ディスクまたは仮想的な光ディスクの拡大面への射影、20a…ディスク載置平面部、21a、21b…ディスク切欠部、22a、22b、22c…ディスク載置凸部、23a、23b、23c…ディスク載置上端部。

Claims (1)

  1. 光ディスクの内径と係合し回転させる回転装置と、前記光ディスクよりもやや大きい大きさで窪んでおり、前記光ディスクの載る位置を規定するディスク載置部と、前記光ディスクの径方向に移動可能とされ、レーザ光を前記光ディスク下面の記録面に照射して情報を記録または再生する光ピックアップと、を備えた光ディスク装置において、
    前記回転装置の周辺から前記光ピックアップが移動する領域に至るまで貫通され、前記回転装置と前記光ディスクとの係合、前記光ピックアップから前記光ディスクへのレーザ光の照射、を可能とする第一の貫通部と、
    前記光ディスクを載置させるガイドとなるディスク載置凸部と、該ディスク載置凸部の左右端部で凸部が途切れるように形成されたディスク切欠部と、を有し、前記第一の貫通部が開口している前記ディスク載置部と、
    前記光ディスクの直下あるいは側面に至らないように前記光ディスクの外周側に、かつ前記ディスク載置部の後方で前記第一の貫通部から見て前記光ディスクの回転方向の上流側に配置され、前記ディスク載置切欠部から流出した前記光ディスクの回転に伴う流れが通過して前記光ピックアップ側に流れるように設けられた第二の貫通部と、
    前記ディスク載置部において前記第一の貫通部から見て前記光ディスク装置の前方側で上下方向に貫通して設けられた前側貫通部とを備え、
    この前側貫通部を介して前記光ピックアップ側からの上昇気流が前記光ディスクを押し上げる方向に通風することを特徴とする光ディスク装置。
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