JP4467661B2 - Disk unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体のディスクを回転させつつ記録ヘッドを移動させ、該記録ヘッドによって該ディスクに対する情報の記録再生を行うディスク装置に関し、特に温度上昇を抑制する温度制御機構を有するディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のディスク装置においては、記録ヘッドを所望の位置に高速に移動させる動作をシークと称し、このシークを頻繁に繰り返すことがある。このシーク中は、ヘッドの高速移動を伴わない通常の記録再生状態と比較して消費電力が極めて大きい。このため、シークが長時間連続して行われた場合、ディスク装置内が高温になることがある。シーク時の主な発熱源は、ディスクをCAV( Constant Angular Velocity)制御している場合にはヘッドの移送モータ駆動系であり、CLV( Constant Linear Velocity )制御している場合にはヘッドの移送モータ駆動系に加えてディスクモータ駆動系が挙げられる。
【0003】
こうしたシーク時の駆動系の発熱に伴う温度上昇によって、ディスクまたは装置の構成要素がそれらの耐熱温度を越えてしまうので、この温度上昇の解決が図られてきた。
【0004】
例えば、特開平6−119008号公報には、光ディスク装置内部に温度センサを設けて、該装置の温度を検出し、該装置の温度が予設定温度を越えたときに該装置の動作を制限し、これによって過度の温度上昇を防止する構成が開示されている。
【0005】
また、温度センサの取付けに伴う部品コストや組立工数を削減するために、あるいは直接温度センサを取り付けるのが困難な箇所の温度を知るために、所望の箇所の温度予測を演算によって行う技術も提案されている。例えば特開平7−153208号公報には、ヘッド移送モータであるボイスコイルモータ(VCM)への電流指示値からVCMの温度上昇を演算によって予測する構成が開示されている。
【0006】
図5は、演算により温度上昇を予測する従来のディスク装置の一例を示している。
【0007】
図5において、101は磁気ディスク装置、102はディスクエンクロージャ(以下「DE」と記す)、103はディスクモータ、104はスピンドル、105は磁気ディスク、106はボイスコイルモータ(以下「VCM」と記す)、107は磁気ヘッドである。VCM106は、磁気ヘッド107を磁気ディスク105の半径方向に移動させて位置決めするものである。また、114はVCMの温度を予測する温度検出部、115は位置決め制御部、118はサーボコントローラ、122はRAM、135はVCM制御部を示す。
【0008】
RAM122には、Iv (VCM電流指示値)、ΔQv1(温度上昇分の熱量)、ΔQv2(自然放熱分の熱量)、Qv (測定対象の熱量)、Tv (測定対象の温度)等のデータが更新可能に格納される。更に、RAM122には、タイマ(ソフトタイマ)が設定される。図示しないROMには、K(定数)、θ(熱抵抗による定数)、Cv (測定対象の熱容量)、Te (周囲の環境温度)、tS(サンプリング時間)、a(定数)、b(定数)等のデータが予め格納される。
【0009】
以上のように構成したディスク装置において、温度検出部114は以下の手順でVCM温度の予測演算を行う。
【0010】
VCM制御部135は、66μsecのサンプリング時間ts毎に通常のシーク制御に対して割り込み処理を行い、磁気ヘッド107の位置検出とVCM電流指示値Ivの更新を行う。次に、温度検出部114は、VCM電流指示値Iv の2乗に係数K,tS 、を掛けた値を測定対象の温度上昇分の熱量ΔQv1(=Iv2×K・tS)として求め、この温度上昇分の熱量ΔQv1から測定対象の自然放熱分の熱量ΔQv2を差し引いた値を積分(Qv ←Qv +ΔQv1−ΔQv2)して、測定対象の熱量Qv を求めることにより、前記測定対象の温度Tv を検出する(Tv =Qv /Cv )。
【0011】
以上の処理をサンプリング時間ts毎に行って、温度Tvを検出してRAM122に格納しておく。そして、シークを行うときには、RAM122から温度Tvを読み出し、この温度Tvに基いてシーク制御を行う。
【0012】
このシーク制御においては、検出した温度Tvが基準値よりも大きかったら、該温度Tvに応じてシークの開始を遅らせ、これによって温度上昇を抑制する。
【0013】
シークの開始を遅らせるディレイ量Dを温度Tvの一次関数としてD=aTv −bと設定する(但し、a、bはROMに格納されている定数)。この場合、ディレイ量Dは、温度Tv に応じて次の様に設定される。すなわち、温度Tv に対する基準値をT1とし、Tv ≦T1の領域ではD=0と設定され、Tv >T1の領域では、D=aTv −bと設定される。
【0014】
従って、温度Tv が基準値T1以下ならば、シークの命令を受けたら直ちにシークを開始し、温度Tv が基準値T1を越えていたら、その温度Tv に比例したディレイ量Dだけ遅らせてシークを開始する。これによって、VCM温度の上昇が抑制され、VCMの過熱や破壊が防止される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、以下の様な課題があった。
【0016】
第1に、温度予測に必要な演算量が多いため、制御部の負担が大きいという問題があった。つまり、温度予測演算を行うためにサンプリング周期66μsecといった極めて頻繁な周期で割り込み処理を行い、その度に、電流指示値Ivの取込み、発熱量ΔQv1、放熱量ΔQv2、温度Tvを求めるための計算を行う必要があった。しかも、この割り込み処理は、記録動作中やシーク中を問わず常時行う必要があった。この様に頻繁に割り込み処理を行うことは、ディスク装置の制御部の負担を著しく増大させ、制御部の処理能力の低下を招いた。
【0017】
第2に、VCM温度が耐熱温度を越えない様に制御を行っているが、特定のケースでは温度そのものではなく、周囲との温度差が問題になることがわかった。これは、すなわちディスクモータの発熱に伴い、ディスクに反りが発生するという問題である。ディスクモータが発熱すると、ディスクモータに近いディスクの内周側は外周側よりも加熱され、ディスクの内外周に温度勾配が生ずる。ディスク全体が均一に加熱された場合は、ディスクにほとんど変形を生じないが、ディスクの各部位に温度差がある場合は、ディスクに反りが生ずる。光ディスクの反りは、光ヘッドから光ビームが照射されてディスクに形成された光スポットの収差の増大を招き、記録再生の信頼性の低下につながる。従来は、ディスクの各部位の温度差を検出しておらず、ディスクの反りを有効に防止してはいなかった。
【0018】
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、演算量が少なくて、制御部の負担が小さくて済むディスク装置を提供することを目的とする。
【0019】
また、本発明は、ディスク反りを精度良く抑えることが可能な温度制御を行うディスク装置を提供することを目的とする。
【0052】
本発明のディスク装置は、ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記ディスクへの情報の記録もしくは再生を行うヘッドと、前記ヘッドを起点位置から目標位置へと移動させるヘッド移動手段と、前記ディスクの内周の温度と、前記ディスクの外周の温度との差を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段によって算出された温度差に応じて、前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを備えている。
【0053】
1実施形態では、前記制御手段は、前記温度算出手段によって算出された温度差が予め設定されたしきい値を超えると、前記ディスク駆動手段への駆動電流を低減している。
【0054】
1実施形態では、ディスクの種類を判別するディスク判別手段を備え、前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更している。
1実施形態では、前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作を許可及び禁止している。
1実施形態では、ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定する回転設定手段を備え、前記回転設定手段によって設定された回転数もしくは回転線速度に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更している。
1実施形態では、前記回転数設定手段は、ディスクの回転方式がCAV方式、CLV方式及びZCLV方式のいずれであるかに応じて該ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定している。
1実施形態では、ディスクの回転方式がCAV方式である場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止される。
1実施形態では、ディスクの回転方式がZCLV方式であって、同一ゾーン内でシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止され、他のゾーンへのシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって回転数が変更され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が許可される。
【0055】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第1実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにヘッド移送モータ7の発熱により内部温度が上昇するので、シークを一時的に禁止することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【0056】
図1において、光ディスク装置1は、CD、DVD(Digital Versatile Disk)−ROM等の再生専用の光ディスクやPD、DVD−RAM等の記録再生可能な光ディスク2を図示しないローディング機構により導入し、光ディスク2の種類を判別して、光ディスク2に対する情報の記録もしくは再生を行う。導入された光ディスク2は、ターンテーブル3上に載せられ、ディスクモータ4により回転駆動される。光ヘッド5は、光ディスク2への情報の記録及び再生を行う。また光ヘッド5は、ガイドシャフト6により光ディスク2の半径方向に移動自在に支持され、ヘッド移送モータ7により往復移動される。ヘッド移送モータ7は、送りネジ7aと、送りネジ7aを回転させるステッピングモータ7bとから成り、送りネジ7aと光ヘッド5に固定されたラック8を噛み合わせ、ステッピングモータ7bによって送りネジ7aを回転させることによりラック8を移動させ、これに伴い光ヘッド5を移動させている。ディスクモータ4、ガイドシャフト6及びヘッド移送モータ7は、シャーシ9に取り付けられている。ケース10は、防塵のためにシャーシ9と共に他の各部分を封止する。
【0057】
回路部11は、ヘッド信号処理回路12、上位コントローラ13、サーボコントローラ30、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33を備える。
【0058】
ヘッド信号処理回路12は、光ヘッド5によって光ディスク2から読み出された信号を入力し、該信号からサーボ信号とデジタル化したデータ信号とを作成するものである。このデータ信号は、ディスクの記録位置情報であるアドレス情報を含んでいる。
【0059】
上位コントローラ13は、CPU、DSP、RAM、ROM等(図示せず)により構成され、ROMに予め格納されたプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ13は、SCSIインターフェース(図示せず)を介してホスト装置23との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路12、サーボコントローラ30の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行う。また、上位コントローラ13は、温度算出手段14とシーク制御手段20とを備えている。
【0060】
温度算出手段14は、起点位置算出手段15、目標位置算出手段16、発熱量算出手段17、計時手段18、積算手段19から成り、ヘッド移送モータ7の温度上昇を予測する。上位コントローラ13は、ホスト装置23から発行されたシーク命令を実行開始する直前に、温度算出手段14により温度予測を行い、この温度予測値に応じた制御を行う。すなわち、電源投入時等の初期状態から数えてn回目のシーク命令が実行される直前に、温度算出手段14は、n回目の温度予測演算を行い、温度予測値を更新する。ただし、nは自然数である。以降の説明において、出力等を示す記号に添えた(n) は、n回目の温度予測時での出力であることを示す。
【0061】
起点位置算出手段15は、ヘッド信号処理回路12が出力するアドレス情報から光ヘッド5の起点位置rs(n)を算出する。起点位置rs(n)は、現在記録/再生しているトラックの半径を表す。
【0062】
目標位置算出手段16は、ホスト装置23からのシーク命令で与えられる目標アドレス情報に基いて光ヘッド5の目標位置rd(n)を算出する。目標位置rd(n)は、シーク完了時のトラックの半径を表す。
【0063】
本実施形態のディスク装置においては、複数の種類の光ディスクに対する記録再生が可能であり、このため光ディスクの種類毎に、アドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルがROMに予め記憶されている。
【0064】
発熱量算出手段17は、目標位置rd(n)と起点位置rs(n)との差をヘッド移送距離s(n)=│rd(n)−rs(n)│として求め、このヘッド移送距離s(n)に基いて、1回のシークを実行したときのヘッド移送モータ7の発熱量E(n) を予測する。ヘッド移送距離s(n) と発熱量E(n) との関係は、実験的に予め求められ、近似式あるいはデータテーブルとしてROMに格納されている。本実施形態では、発熱量E(n) とヘッド移送距離s(n) との関係は、(数6)に示す2次の近似式で与えている。
【0065】
E(n)=−C1・s(n)2+C2・s(n) ……(6)
ただし、C1、C2は正の定数である。
【0066】
計時手段18は、CPUの動作クロックを用いた計時機能を備えており、n−1回目の温度予測時からn回目の温度予測時までの経過時間t(n-1) を測定して出力する。
【0067】
積算手段19は、n−1回目の温度予測値T(n-1) と経過時間t(n-1)と発熱量Eとを用い、(数7)に示す漸化式に従ってn回目の温度予測値T(n) を算出する。温度予測値T(n)は、制御対象の温度自身ではなく、制御対象と制御対象の周囲との温度差を示すことになる。厳密には、周囲の熱容量が十分に大きく、制御対象の温度変化に比べて周囲の温度変化が緩やかであることを前提とする。
【0068】
(数7)の右辺第1項は、自然放熱による温度低下を示す。第2項は、シーク1回分の発熱による温度上昇を示す。τ、kは、それぞれ制御対象の時定数、熱容量を表す定数であり、これらの定数の値は、実験により予め求められてROMに格納されている。
【0069】
T(n)=exp{−t(n-1)/τ}・T(n-1)+k・E(n) ……(7)
ただし、τ、kは正の定数である。
【0070】
シーク制御手段20は、温度予測値T(n)と許容値Tth(n) とを比較し、温度予測値T(n) が許容値Tth(n) 以下の場合はインターバル時間ti(n)を設定せず(又はインターバル時間ti(n)=0と設定する)、温度予測値T(n) が許容値Tth(n) よりも大きい場合は(数8)に従ってインターバル時間ti(n)を算出する。
【0071】
ti(n)=τ・k・E(n)/Tth(n) ……(8)
上述したように温度予測値T(n)は、制御対象の温度ではなく、制御対象と周囲との温度差を示している。従って、温度差の許容値を意味する許容値Tth(n) は、ヘッド移送モータ7の耐熱温度から周囲の温度を引いた値として設定される。具体的には、シャーシ9に取り付けられたサーミスタ21の出力を図示しないAD変換器により温度データに変換して周囲温度値Tc(n)とし、ROMに予め設定された耐熱温度を示す値から該周囲温度値Tc(n)を引くことにより許容値Tth(n) を設定している。
【0072】
インターバル時間ti(n)が設定されなかった(又はインターバル時間ti(n)=0と設定した)場合は、シーク制御手段20は、ホスト装置23からのシーク命令に応答してシークを直ちに実行できる様にシークの実行許可を上位コントローラ13に与える。
【0073】
また、インターバル時間ti(n)が(数8)に基いて設定された場合は、第2計時手段(図示せず)によってn回目の温度予測時からの経過時間を計時する。シーク制御手段20は、該経過時間がインターバル時間ti(n)よりも大きくなった時点で、ホスト装置23からのシーク命令に応答してシークを実行できる様にシークの実行許可を上位コントローラ13に与える。これによって、n回目のシーク命令実行開始時点からn+1回目のシーク命令実行開始時点までは、少なくともインターバル時間ti(n)が設される。
【0074】
サーボコントローラ30は、ヘッド信号処理回路12から出力されるサーボ信号と上位コントローラ13の指令に基づいて、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33に対する制御を行うものである。ヘッドドライバ31は、光ヘッド5のレーザ駆動を行うと共に、フォーカス/トラッキング制御アクチュエータの駆動を行う。移送モータドライバ32は、ヘッド移送モータ7を駆動し、ディスクモータドライバ33は、ディスクモータ4を駆動する。
【0075】
以上のように構成したディスク装置の動作について説明する。
【0076】
最初に上位コントローラ13は、サーボコントローラ30及び移送モータドライバ32を介してヘッド移送モータ7を駆動制御し、光ヘッド5を光ディスク2の内周の所定位置に移動させた後、サーボコントローラ30及びヘッドドライバ31を介して光ヘッド5を駆動制御して、光ディスク2から信号を読み出し、ヘッド信号処理回路12の出力に基いて光ディスク2の有無を検出し、更にサーボコントローラ30及びディスクモータドライバ33を駆動制御し、ディスクモータ4を回転させつつ、ヘッド信号処理回路12の出力からディスクの種類を示すデータ信号を抽出して、光ディスク2の種類を判別する。
【0077】
起点位置算出手段15及び目標位置算出手段16は、光ディスク2の種類に応じてアドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルをROMから選択する。
【0078】
計時手段18は、温度予測が行われていないものの、n=0として経過時間t(0) の計時を開始する。また、積算手段19は、温度予測値Tの初期値T(0) =0としてRAMに格納する。ディスクモータ4は、ディスク種類に応じた回転数で光ディスク2を回転させる。
【0079】
こうして光ディスク2の記録再生が可能な状態となり、この状態でホスト装置23から初回のシーク命令が発行されると、起点位置算出手段15は、起点位置rs(1)を算出し、目標位置算出手段16は、目標位置rd(1)を算出する。発熱量算出手段17は、目標位置rd(1)と起点位置rs(1)との差からヘッド移送距離s(1) を求め、(数6)に基いてヘッド移送モータ7の発熱量E(1) を予測する。計時手段18は、経過時間の計測を終了して計測結果t(0) を出力すると共に、新たに次の経過時間t(1) の計測を開始する。積算手段19は、(数7)に基いて温度予測値T(1) を出力する。シーク制御手段20は、温度予測値T(1) と許容値Tth(1)とを比較し、温度予測値T(1) が許容値Tth(1) 以下の場合はインターバル時間ti(n)を設定せず(又はインターバル時間ti(n)=0と設定する)、温度予測値T(1) が許容値Tth(1) よりも大きい場合は(数8)に従ってインターバル時間ti(1)を算出する。
【0080】
そして、初回のシーク命令に応答してシークを実行開始してからインターバル時間ti(1)を経過するまでは2回目のシークが実行されない様に、上位コントローラ13への次回シーク実行許可フラグをインターバル時間ti(1)だけ禁止状態にする。一方、初回のシーク命令に対しては上位コントローラ13からサーボコントローラ30に対して実行指令が発行され、移送モータドライバ32によりヘッド移送モータ7が駆動されて光ヘッド5が移送される。
【0081】
2回目以降のシーク命令が発行されたときにも、1回目のシーク命令と全く同様の処理が行われる。
【0082】
n回目のシーク命令が発行されると、上記と同じ過程を経てインターバル時間ti(n)が算出され、上位コントローラ13は、n回目のシークの実行開始からインターバル時間ti(n)を経過するまではn+1回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。
【0083】
こうした制御により、ホスト装置23からシーク命令が過度に頻繁に与えられた場合にのみ、必要なインターバル時間が設定され、シークによる温度上昇が許容値以下に抑えられる。
【0084】
通常、1回のシークによる温度上昇は許容値Tthに比べてかなり小さく、1000回オーダーのシーク命令がホスト装置23から連続して発行された場合に初めて温度予測値T(n) が許容値Tthを越える。従って、実質上、こうした多数回シーク命令が頻繁に発生した場合のみ、インターバル時間を付与する制御が行われる。また、シーク制御手段20がシーク命令の実行をインターバル時間ti(n)だけ禁止しているときにも、シーク以外の命令が実行され、再生/記録等の実行が可能である。そのため、例えば再生/記録のデータ量が多いときには、再生/記録の動作を実施完了するまでに、インターバル時間ti(n)が経過してしまうことがあり、この場合は待ち時間が実質的に発生しない。すなわち、n回目のシーク命令が発行された時点から、実際にn回目のシークを実行し記録/再生等を完了するのに要する時間tp(n)がインターバル時間ti(n)よりも短い場合のみ、その差が実質的な待ち時間になる。
【0085】
以上説明した様に本発明の第1実施形態によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、温度算出手段14が光ヘッド5の起点位置rs と目標位置rd とを用いて温度予測値Tを算出しており、シーク命令が発行される頻度が低く、この頻度で演算を繰り返すだけなので、演算量が少なくて、温度算出手段14の負担が小さくて済む。また、自然放熱による温度低下を考慮しているので、精度良く温度予測を行うことができ、直接温度測定を行うことが困難な部位についても温度上昇を耐熱温度以下に制限する制御を行うことができる。
【0086】
従来の様にサンプリング周期66μsecといった頻繁な割り込み処理と比較すると、ホスト装置23からのシーク命令を実行するときのみに温度予測を行うので、最も頻繁にシーク命令が発行される場合でも10〜100 ms程度の周期で温度予測を行えば良く、温度算出手段14の負担を極めて小さくすることができる。しかもシーク命令が発行されない場合は温度予測演算を行わなくとも良いため、さらに温度算出手段14の負担を軽減することができる。
【0087】
また、従来では、例えば記録/再生に際し、制御部がデータ転送やエラー処理等で極めて繁忙な状態であっても、温度予測のために割り込み処理を行う必要があったのに対し、本実施形態では、温度予測がシーク命令の実行開始時点で実質的に完了するため、繁忙な記録/再生を避けて温度予測演算が行われる。このため、上位コントローラ13全体での制御、演算を平均化し、上位コントローラ13の負担を軽減することができる。
【0088】
さらに、温度算出手段14は、ヘッド移送距離s(n)から温度予測値を算出するため、過去の全情報を蓄積しておく必要が無く、情報を順次更新することができる。従って、温度予測を実行するために必要な記憶容量と演算量を極めて小さくすることができ、装置のコストを低減することができる。そのため、制御対象の時定数がシーク間隔に比べて大きく、1000回オーダーの極めて多数の過去のシーク履歴が全て現在の予測温度に影響を及ぼすような系においても、かつ各シークが全くランダムなタイミングで発生し、1シーク毎の発熱量が例えばシーク距離によって異なるという複雑な系においても温度予測のための制御部の負担を極めて小さくすることができる。
【0089】
なお、本実施形態では、起点位置算出手段15がn回目の温度予測時の起点位置rs(n)を算出するにあたって、光ディスク2からのアドレス情報を用いたが、n−1回目の温度予測時の目標位置rd(n-1)をn回目の温度予測時の起点位置rs(n)の値として用いてもよい。この場合、実質的に起点位置rs(n)を外部から入力する必要はなく、目標位置rd(n)だけが与えられれば良く、シークの発行頻度が高ければ起点位置rs(n)の誤差は小さく、逆に温度予測が重要になるのはこうしたシーク頻度が高いときだけなので、実用性は十分である。
【0090】
また、本実施形態では、積算手段19が(数7)に従ってn回目の温度予測値T(n) を算出しているが、これと実質的に同等な近似式によっても同様の効果が得られることは言うまでもない。特に、(数7)の右辺第1項を1次近似した(数9)は、簡単な計算で十分精度の良い制御結果が得られる。
【0091】
・t(n-1)≦τの場合
T(n)=[1−{t(n-1)/τ}]・T(n-1) + k・E(n)
・t(n-1)>τの場合
T(n)= k・E(n) ……(9)
また、本実施形態では、シーク命令が1回発行される度に温度算出手段14による温度予測演算を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シーク命令が所定回数発行される度に、温度算出手段14による温度予測演算を行うことも可能である。
【0092】
さらには、所定時間間隔(例えば1秒)の間に行われたシークの起点位置と目標位置との全情報から、温度算出手段14による温度予測を行うこともできる。従って、計時手段18の出力である経過時間tは変数であることに限定されるものでもない。
【0093】
(第2実施形態)
図2は、本発明の第2実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第2実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにディスクモータ4の発熱により内部温度が上昇するので、シークを一時的に禁止することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【0094】
図2において、光ディスク2、ターンテーブル3、ディスクモータ4、光ヘッド5、ガイドシャフト6、ヘッド移送モータ7、ラック8、シャーシ9、ケース10、ヘッド信号処理回路12、目標位置算出手段16、計時手段18、積算手段19、サーボコントローラ30、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33は、第1実施形態と同一である。
【0095】
光ディスク装置39は、CD、DVD−ROM等の再生用の光ディスクやPD、DVD−RAM等の記録再生可能な光ディスク2を図示しないローディング機構により導入し、光ディスク2の種類を判別して、光ディスク2に対する情報の記録または再生を行う。
【0096】
回路部40は、ヘッド信号処理回路12、上位コントローラ41、サーボコントローラ30、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33を備える。
【0097】
上位コントローラ41は、CPU、DSP、RAM、ROM等(図示せず)により構成され、ROMに予め格納されたプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ41は、外部インターフェス(図示せず)を介してホスト装置23との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路12、サーボコントローラ30の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行う。また、上位コントローラ41は、温度算出手段42、シーク制御手段51、ディスク回転設定手段43、及びディスク判別手段50を備えている。
【0098】
温度算出手段42は、目標位置算出手段16、発熱量算出手段44、計時手段18、積算手段19から成り、ディスクモータ4自身の温度とディスクモータ4周辺の環境温度との差(ディスクモータ4の発熱により生ずる光ディスク2の内周と外周の温度差に相当する)を示す温度予測値Tを出力する。
【0099】
ディスク判別手段50は、ヘッド信号処理回路12の出力からディスク種類を示すデータ信号を抽出して、ディスク種類を判別する。ディスク回転設定手段43は、ディスク判別手段50によって判別されたディスクの種類に応じて、ディスクの回転方式としてCAV( Constant Angular Velocity)方式、CLV( Constant Linear Velocity )方式、ZCLV( Zone Constant Linear Velocity)方式のいずれかを選択し、光ディスク2の回転数もしくは線速度を指定する。
【0100】
また、ディスク回転設定手段43は、後述する様にディスクの種類または回転方式に応じて、温度算出手段42内の定数の値を変化させて目標位置rdと温度予測値Tとの対応関係を変化させたり、シーク制御手段51の動作状態を変化させて温度予測値Tとシークとの対応関係を変化させる。これはディスクモータ4の温度上昇が回転方式や回転速度に依存するためである。
【0101】
ディスク回転方式がCAV方式の場合は、シークの有無によらずディスクモータ4の温度上昇は一定で許容値以下となる。このため、ディスク回転設定手段43は、温度算出手段42とシーク制御手段51の動作を禁止する。この場合、シークに対して制限を与えることはない。
【0102】
また、ディスク回転方式がCLV方式またはZCLV方式の場合は、ディスク回転設定手段43は、温度算出手段42とシーク制御手段51の動作を許可する。このとき、ディスク回転設定手段43は、選択したディスク線速度vを発熱量算出手段44に指定する。ZCLV方式の場合は、各ゾーン毎に角速度が異なるが、全ゾーンの線速度を一定の値に近似して、この近似された線速度をディスク線速度vとして発熱量算出手段44に指定する。例えば、光ディスク2がDVD−ROMディスクの場合は、CLV1倍速では線速度3.49m/s 、CLV2倍速では線速度6.98m/s であり、 2.6GBの容量を持つDVD−RAMディスクの場合は、ZCLVの近似線速度6.16m/s となる。ディスク線速度vはこれらの速度を示すデータである。
【0103】
ディスク回転設定手段43が温度算出手段42の動作を許可した場合、上位コントローラ41は、ホスト装置23からのシーク命令を実行する度に、温度算出手段42により温度予測を行い、この温度予測値に応じた制御を行う。ただし、初回のシーク命令については温度予測を行わず、2回目のシーク命令実行開始時に前回のシークによる温度上昇を予測する。つまり、シーク1回分だけ温度予測の結果が得られるタイミングが遅れることになり、n回目の温度予測時の温度予測値T(n) は、n+1回目のシーク命令実行開始時点で得られる。以降の説明において、出力等を示す記号に添えた(n) は、n回目の温度予測時での出力を示すことは第1実施形態と同様である。
【0104】
発熱量算出手段44は、目標角速度算出手段45、起点角速度算出手段46、目標到達時間算出手段47、比較手段48、ディスクモータ発熱量算出手段49から成り、目標位置算出手段16によって求められた目標位置rd(n)、ディスク回転設定手段43によって求められたディスク線速度v、計時手段18によって計時されている前回の温度予測時(実質的にシーク開始時と同時)からの経過時間tを入力し、1回のシークを実行したときのディスクモータ4の発熱量E(n) を出力する。発熱量算出手段44の構成上の特徴は、2点あり、第1に光ディスク2の角速度変化を基に発熱量Eを計算する構成であること、第2にジッターフリー再生時に対応するために、光ディスク2が目標角速度に達する前に次のシークを行ったか否かを計時手段18の経過時間tを用いて判別して発熱量Eを算出することである。
【0105】
目標角速度算出手段45は、目標位置算出手段16からの目標位置rd(n)とディスク回転設定手段43からのディスク線速度vとを入力し、目標位置rd(n)における光ディスク2の目標角速度ωd(n)を算出するものである。CLV方式の場合、目標角速度ωd(n)は、(数10)により算出される。ZCLV方式の場合は、目標位置が属するゾーン中央のトラックの半径を目標位置rd(n)として用い、(数10)に従って目標角速度ωd(n)をゾーン単位で算出する。従って、同一ゾーン内では目標角速度ωd(n)は同じである。
【0106】
ωd(n)=v/rd(n) ……(10)
本実施形態のディスク装置においては、複数種類の光ディスクに対する記録再生が可能であるため、光ディスクの種類毎に、アドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルがROMに予め記憶されており、アドレス情報が分かれば、目標位置rd(n)を求めることができる。
【0107】
起点角速度算出手段46は、n回目の温度予測演算時点での光ディスク2の起点角速度ωs(n)を算出するものである。起点角速度ωs(n)は、(数11)に従い、n−1回目の温度予測演算時点での起点角速度ωs(n-1)にディスクモータ4の通電時間ts(n-1)から予測される角速度変化を加えることにより算出する。通電時間ts(n-1)は、後述する様に比較手段48により求められる。ただし、定数Cは、ディスクモータ4の発生トルクとディスク慣性モーメントから決まる正の定数であり、実験的に予め求められROMに格納されている。
【0108】
ωs(n)=ωs(n-1) + C・ts(n-1) ……(11)
目標到達時間算出手段47は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから、光ディスク2が目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間td(n)を(数12)に従い算出するものである。目標到達時間td(n)は、光ディスク2の加速方向、減速方向によって正負いずれかの値をとる。
【0109】
td(n)={ωd(n)−ωs(n)}/C ……(12)
比較手段48は、目標到達時間td(n)と計時手段18による経過時間t(n) とを比較し、より短い時間の方を実際の通電時間ts(n)として出力するものである。通電時間ts(n)の絶対値は、目標到達時間td(n)の絶対値と経過時間t(n) との短い方に等しく、通電時間ts(n)の正負の符号は目標到達時間td(n)の正負の符号と同じになるように決定される。この通電時間ts(n)は起点角速度算出手段46とディスクモータ発熱量算出手段49とに与えられる。
【0110】
ディスクモータ発熱量算出手段49は、(数13)に従い、ディスクモータ4の消費電力を示す定数Wに通電時間ts(n)を乗じて、発熱量E(n) を算出するものである。定数Wは実験的に予め求められROMに格納されている。
【0111】
E(n)=W・ts(n) ……(13)
ここで、ジッターフリー再生においては、光ディスク2が目標角速度に達していなくても、光ディスク2から信号の読み取りを行う。このため、光ディスク2が目標角速度ωd(n)に達する前にシークが終了し、引き続いて次のシークが開始されることがある。従って、光ディスク2が目標角速度ωd(n)に達する前に、次のシークを行ったか、又は光ディスク2が目標角速度ωd(n)に達した後に、次のシークを行ったかにより、ディスクモータ4の発熱量E(n) が変化する。
【0112】
まず、光ディスク2が目標角速度ωd(n)に達した後に、次のシークが行われた場合は、計時手段18による経過時間t(n) が目標到達時間td(n)よりも長く、(数13)は(数14)と等しくなり、発熱量E(n) は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)との差の関数として表すことができる。
【0113】
E(n)=W・(ωd(n)−ωs(n)) / C ……(14)
また、目標角速度ωd(n)に達する以前に次のシークが行われた場合は、目標到達時間td(n)が計時手段18による経過時間t(n) よりも長く、(数13)は(数15)と等しくなり、発熱量E(n) は計時手段18による経過時間tの関数として表すことができる。
【0114】
E(n)=W・t(n) ……(15)
ただし、光ディスク2の回転方式をZCLV方式に設定し、同一ゾーンでシークさせる場合には、光ディスク2の回転数が変化しないので、(数14)が適用され、発熱量E(n) は0になる。
【0115】
シーク制御手段51は、実験的に予め求められROMに格納された固定値の許容値Tthを用いることと、ディスク回転設定手段43によって動作を許可又は禁止されることの2点を除き、第1実施形態におけるシーク制御手段20と同一である。ディスク回転設定手段43によって動作を禁止された場合は、シーク制御手段51は、インターバル時間tiの設定を行わない。
【0116】
以上のように構成したディスク装置の動作について説明する。
【0117】
最初に上位コントローラ41は、光ヘッド5が光ディスク2内周の所定位置rd(0)に移動する様にヘッド移送モータ7を駆動制御し、光ヘッド5を通じて光ディスク2の有無を検出後、ディスクモータ4を回転させつつ、ヘッド信号処理回路12の出力に基いて光ディスク2の種類を判別する。ここでは、光ディスク2の種類がDVD−RAMと判定されたものとする。
【0118】
ディスク回転設定手段43は、光ディスク2の種類がDVD−RAMであるため、ディスクモータ4の回転方式をZCLV方式に設定し、温度算出手段42とシーク制御手段51との動作を許可すると共に発熱量算出手段44にディスク線速度vを出力する。
【0119】
起点角速度算出手段46は、(数16)に従い、初期値としての起点角速度ωs(1)を設定する。起点角速度ωs(1)は、光ヘッド5が前記の所定位置rd(0)にあるときのディスク角速度を示すデータである。
【0120】
ωs(1)=v/rd(0) ……(16)
目標位置算出手段16は、DVD−RAMディスクのアドレス情報と目標位置rd との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルをROMから選択する。計時手段18は、経過時間t(0) の計時を開始する。積算手段19は、温度予測値Tの初期値T(0) をT(0)=0としてRAMに格納する。
【0121】
こうして光ディスク2の記録再生が可能な状態となり、この状態でホスト装置23から初回のシーク命令が発行されると、目標位置算出手段16は、アドレス情報から目標位置rd(1)を算出する。目標角速度算出手段45は、目標位置rd(1)を入力し、目標位置rd(1)における光ディスク2の目標角速度ωd(1)を算出する。目標到達時間算出手段47は、目標角速度ωd(1)と起点角速度ωs(1)を入力し、目標角速度ωd(1)に到達するまでに必要な通電時間td(1)を算出する。
【0122】
ホスト装置23から2回目のシーク命令が発行されると、計時手段18は、計時を終了して経過時間t(1) を出力すると共に、次の経過時間t(2) の計測を新たに開始する。比較手段48は、目標到達時間td(1)と経過時間t(1) とを比較して、実際にディスクモータ4に通電を行った時間ts(1)を算出する。ディスクモータ発熱量算出手段49は、通電時間ts(1)を入力し、(数13)に従い、発熱量E(1) を算出する。積算手段19は、発熱量E(1) から温度予測値T(1) を出力する。シーク制御手段51は、温度予測値T(1) と許容値Tth(1)とを比較し、(数8)に従いインターバル時間ti(1)を算出し、2回目のシーク命令に応答してシークを実行開始してからインターバル時間ti(1)内は3回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。ここで、許容値Tthは、光ディスク2の反り角度が許容限界値に達する温度を示し、実験的に予め求められROMに格納された固定値である。
【0123】
一方、起点角速度算出手段46は、通電時間ts(1)を入力し、次の起点角速度ωs(2)を出力する。また1回目のシーク命令時と同様に、目標位置算出手段16は目標位置rd(2)を算出し、目標角速度算出手段45は目標角速度ωd(2)を算出し、目標到達時間算出手段47は目標到達時間td(2)を算出する。
【0124】
3回目以降のシーク命令が発行されたときにも、2回目のシーク命令と全く同様の処理が行われる。
【0125】
m回目のシーク命令が発行されると、上記と同じ過程を経てインターバル時間ti(m-1)が算出され、上位コントローラ41は、インターバル時間ti(m-1)の時間以内はm+1回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。前述したように、シーク1回分だけ温度予測の結果が得られるタイミングが遅れているため、シークが禁止されるタイミングも遅くなるが、通常はシーク1回分のディスクモータ4の温度上昇が許容値Tthに比べてかなり小さいため、実質的には全く問題ない。
【0126】
こうした制御により、ホスト装置23からシーク命令が過度に頻繁に与えられた場合にのみ、必要なインターバル時間が設定され、シークによるディスクモータ4の温度上昇が許容値以下に抑えられる。
【0127】
以上説明した様に本発明の第2実施形態によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、温度予測値Tを算出しており、シーク命令が発行される頻度が低く、この頻度で演算動作を繰り返すだけなので、演算量が少なくて、温度算出手段42の負担が小さくて済む。また、自然放熱による温度低下を考慮しているので、精度良く温度予測を行うことができ、直接温度測定を行うことが困難な部位についても温度上昇を耐熱温度以下に制限する制御を行うことができる。
【0128】
さらに、本実施形態では、ディスクモータ4の温度予測を行っているので、以下の効果がある。
【0129】
まず第1に、ジッターフリー再生を行うディスク装置においても精度の高い温度予測を行うことができる。ジッターフリー再生は、光ディスク2が目標回転数に達する前に光ディスク2から信号の読取りを行う方式である。この方式を用いたディスク装置においてシークを複数回連続的に頻繁に繰り返すと、ディスクモータ4が目標回転数に到達する前に次のシークを開始することになり、目標回転数の推移とディスクモータ4の実際の回転数の推移との乖離が大きくなる。従って、単純に前回の目標回転数を次回の起点回転数と等しいとみなしてディスクモータ4の温度予測値を求めると、予測精度が極めて悪くなる。ところが、本実施形態によれば、比較手段48によってディスクモータ4の通電時間を求め、起点角速度算出手段46が該通電時間を用いてディスクの起点角速度を算出しているため、ジッターフリー再生においてシークを頻繁に繰り返したときでも、ディスクモータ4の温度予測値を精度良く算出することができる。
【0130】
第2に、光ディスク2の反り角度と相関性の高い温度予測値を提供することができ、この反り角度を精度良く許容値以下に抑えることができる。前述した様に、光ディスク2の反りは光ディスク2全体の温度ではなく、光ディスク2の各部位の温度差、特に光ディスク2の内周と外周の温度差に起因することが判っている。温度算出手段42によって求められた温度予測値Tは、光ディスク2の内周と外周の温度差を表しているので、この温度予測値Tと光ディスク2の反り角度とは高い相関がある。従って、許容値Tthを光ディスク2の反り角度の許容限界値を与える温度として予め実験的に求めてROMに設定しておけば、温度予測値Tが許容値Tth以下に抑えられるので、光ディスク2の反り角度を精度良く許容値以下に抑えることができる。
【0131】
第3に、各種のディスク回転方式及び回転速度への対応が容易である。複数の種類の光ディスクの記録再生を行うディスク装置、あるいはディスク回転速度を予設定の複数の回転速度から選択するディスク装置においては、光ディスクの回転方式や回転速度に応じて、シーク時のディスクモータ4の発熱量が異なり、温度予測が煩雑となったり、温度予測の精度の低下を招く傾向にある。本実施形態においては、ディスク判別手段50がディスクの種類を判別し、この判別結果に応じてディスク回転設定手段43が温度算出手段42とシーク制御手段51との動作を禁止又は許可したり、温度算出手段42がディスク線速度vを用いて温度予測を行っているため、各種のディスク回転方式及び回転速度に対しても実用性の高い制御を行うことができる。
【0132】
なお、本実施形態では、目標位置算出手段16がホスト装置23からのシーク命令で与えられる目標のアドレス情報に基いて光ヘッド5の目標位置rd(n)を算出し、目標角速度算出手段45が目標位置rd(n)とディスク線速度vとを用いて目標位置rd(n)における目標角速度ωd(n)を算出しているが、目標角速度算出手段45がホスト装置23からの目標のアドレス情報に基いて目標角速度ωd(n)を直接算出してもよい。また、温度算出手段42には、目標位置を表す情報であれば、目標のアドレス情報に限らず、目標のゾーン等のいかなる情報でも良い。
【0133】
また、ディスク判別手段50が光ディスク2のディスク径を判別し、各種の光ディスクの慣性モーメントに対応して温度算出手段42の定数Cを変更しても良い。この場合、直径の異なる該各種の光ディスクの反りを確実に防止することができる。
【0134】
また、本実施形態では、温度予測値Tが光ディスク2の内周と外周の温度差を表すが、図2に示す様に例えばサーミスタ等の第1測温素子21及び第2測温素子22を光ディスク2の内周部近傍と外周部近傍とに2箇所設置しておき、該各測温素子21,22の検出出力を温度算出手段42に入力し、該温度算出手段42によって該各測温素子21,22の検出出力の差、つまり光ディスク2の内周と外周の温度差を求めても良く、この温度差に応じてシーク命令を実行しないインターバル時間を設定すれば、光ディスク2の反りを防止することができる。第2測温素子22は、光ディスク2の外周部に限らず、光ディスク2の内周部から離間していれば、どの様な位置の温度を検出しても構わない。
【0135】
尚、第1実施形態と第2実施形態を並行させることは勿論可能である。
【0136】
(実施の形態3)
図3は、本発明の第3実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第3実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにディスクモータ4の発熱により内部温度が上昇するので、ディスクモータ4の駆動電流を一時的に低減することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【0137】
図3において、光ディスク2、ターンテーブル3、ディスクモータ4、光ヘッド5、ガイドシャフト6、ヘッド移送モータ7、ラック8、シャーシ9、ケース10、ヘッド信号処理回路12、目標位置算出手段16、計時手段18、積算手段19、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33、ディスク回転設定手段43、目標角速度算出手段45、比較手段48、ディスク判別手段50は、第2実施形態と同一である。
【0138】
光ディスク装置59は、CD、DVD−ROM等の再生用の光ディスクやPD、DVD−RAM等の記録再生可能な光ディスクを図示しないローディング機構により導入し、ディスクの種類を判別して、光ディスク2に対する情報の記録または再生を行う。
【0139】
回路部60はヘッド信号処理回路12、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33、上位コントローラ61、サーボコントローラ70を備える。
【0140】
上位コントローラ61は、CPU、DSP、RAM、ROM等(図示せず)により構成され、ROMに予め格納したプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ61は、外部インターフェス(図示せず)を介してホスト装置23との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路12、サーボコントローラ70の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行うものである。また、上位コントローラ61は、ディスク回転設定手段43、ディスク判別手段50、温度算出手段62、シーク制御手段63を備えている。
【0141】
温度算出手段62は、目標位置算出手段16、計時手段18、積算手段19、発熱量算出手段64から成り、第2実施形態と同様に、ディスク回転設定手段43が温度算出手段62の動作を許可した場合にのみ動作し、上位コントローラ61がホスト装置23からのシーク命令を実行する度に、温度予測値T(n) を出力する。この温度予測値T(n) は、ディスクモータ4の発熱による光ディスク2の内周と外周の温度差を示している。
【0142】
シーク制御手段63は、上位コントローラ61がホスト装置23からのシーク命令を実行する度に、ROMに予め格納した許容値Tthと温度予測値T(n) とを比較し、温度予測値T(n) が所定値Tth以下の場合は、フラグ0をサーボコントローラ70に出力し、所定値Tthを越える場合は、フラグ1をサーボコントローラ70に出力する。
【0143】
発熱量算出手段64は、目標角速度算出手段45、比較手段48、起点角速度算出手段66、目標到達時間算出手段67、ディスクモータ発熱量算出手段69から成る。
【0144】
起点角速度算出手段66は、n回目の温度予測時点での起点角速度ωs(n)を算出するものである。起点角速度ωs(n)は、温度予測値T(n) が許容値Tth以下の場合は(数11)に従い算出され、温度予測値T(n) が許容値Tthを越えた場合は(数17)に従い算出される。(数17)は(数11)における定数Cを別の値の定数C’に置換したものである。これは、後述するようにT(n) >Tthのときにはディスクモータ4への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるので、駆動電流を制限しない状態と制限した状態に応じてそれぞれの角速度予測を行うためである。定数C’は、駆動電流を制限した状態におけるディスクモータ4の発生トルクと光ディスク2の慣性モーメントから予め決まる正の定数であり、(数11)における定数Cよりも小さな値となる。定数C’は、実験的に予め求められてROMに格納されている。
【0145】
ωs(n)=ωs(n-1) + C'・ts(n-1) ……(17)
目標到達時間算出手段67は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから、光ディスク2が目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間td(n)を算出するものである。ここでも、後述するようにT(n) >Tthのときにはディスクモータ4への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるため、温度予測値T(n) と許容値Tthとを比較し、温度予測値T(n) が許容値Tth以下の場合は、(数12)に従い、目標到達時間td(n)が算出され、温度予測値T(n) が許容値Tthを越えた場合は、(数18)に従い、目標到達時間td(n)が算出される。(数18)は、(数12)における定数Cを上述の定数C’に置換したものである。
【0146】
td(n)={ωd(n)−ωs(n)}/C' ……(18)
ディスクモータ発熱量算出手段69は、ディスクモータ4の消費電力を示す定数に通電時間ts(n)を乗じて、発熱量E(n) を算出するものである。ここでも、後述するようにT(n) >Tthのときにはディスクモータ4への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるため、温度予測値T(n) と許容値Tthとを比較し、温度予測値T(n) が許容値Tth以下の場合は、(数13)に従い、発熱量E(n) が算出され、温度予測値T(n) が許容値Tthを越えた場合は、(数19)に従い、発熱量E(n) が算出される。(数19)は、(数13)における定数Wを別の値の定数W’に置換したものである。定数W’は、(数13)における定数Wよりも小さな値であり、(数20)の条件を満足するように決定され、この値は予めROMに格納されている。
【0147】
E(n)=W’・ts(n) ……(19)
W’≦Tth/(τ・k) ……(20)
サーボコントローラ70は、ヘッド信号処理回路12から出力されるサーボ信号と上位コントローラ61の指令に基づいて、ヘッドドライバ31、移送モータドライバ32、ディスクモータドライバ33に対する制御を行うものである。サーボコントローラ70は、DSP等で構成され、例えばディスクモータ4をZCLV回転方式に基いて制御するときには、ディスクモータドライバ33から入力したFG信号(回転数検出信号)と目標回転数とに基いて、ディスクモータ4が目標回転数で回転する様にディスクモータドライバ33への電流指令値を生成する。このサーボコントローラ70には電流指令値制限手段71が備えられている。電流指令値制限手段71は、シーク制御手段63からのフラグに応じて動作を変えるようプログラムされている。シーク制御手段63からのフラグが0(温度予測値T(n) が許容値Tth以下)の場合は、サーボコントローラ70が生成した電流指令値をそのまま出力するが、シーク制御手段63からのフラグが1(温度予測値T(n) が許容値Tthを越える)の場合は、サーボコントローラ70が生成した電流指令値を予設定の制限値Xlim以下に制限して出力する。この制限値Xlimは、ROMに予め格納されている。電流指令値制限手段71の出力(電流指令値もしくは制限値Xlim)は、D/A変換された後、ディスクモータドライバ33に与えられ、該出力に応じた駆動電流がディスクモータ4に供給される。
【0148】
図4は、電流指令値制限手段71の出力とディスクモータ4への駆動電流との関係を示すグラフである。図4のグラフにおいて、横軸は電流指令値制限手段71の出力X、縦軸はディスクモータ4への駆動電流Iである。出力Xは、8ビットであって、−127〜127の範囲の値を示す。出力Xとディスクモータ4への駆動電流Iとはほぼ比例関係にあるが、X=0近傍にはI=0となる不感帯が設けられ、Xの最大と最小値(±Xmax)近傍ではIは飽和値(±Imax)になる。ここで駆動電流Iの符号は電流の方向を表しており、I>0はモータの加速方向、I<0はモータの減速方向への通電を示している。
【0149】
電流指令値制限手段71は、温度予測値T(n) が許容値Tth以下であれば、サーボコントローラ70が生成した電流指令値をそのまま出力するので、−Xmax〜Xmaxの範囲の電流指令値を出力し、これに応じて−Imax〜Imaxの範囲の駆動電流がディスクモータ4に供給される。以降、値の大小を比較する際には絶対値での比較を意味するものとし、方向性による正負は考慮しない。
【0150】
また、温度予測値T(n) が許容値Tthを越えた場合、電流指令値制限手段71は電流指令値を制限値Xlim以下に制限する。ここで、制限値Xlimは最大の電流指令値Xmaxよりも小さな値であり、この制限値Xlimに対しては最大の駆動電流Imaxよりも小さな駆動電流Ilimが発生される。すなわち、サーボコントローラ70が生成した電流指令値がXlimよりも大きければ、電流指令値制限手段71から制限値Xlimが出力され、駆動電流Ilimがディスクモータ4に供給される。また、サーボコントローラ70が生成した電流指令値が制限値Xlim以下であれば、電流指令値制限手段71から該電流指令値がそのまま出力され、−Ilim〜Ilimの範囲の駆動電流がディスクモータ4に供給される。
【0151】
この結果、T(n) >Tthの場合は、ディスクモータ4への駆動電流がIlimに制限される。Ilimの値は、電流制限後のディスクモータの消費電力W’が(数20)に従い設定した値と一致するように実験的に求められる。この様なディスクモータ4の駆動電流の制限状態においては、シークを連続で間断無く行っても、温度予測値T(n) を許容値Tth以下に抑えることが可能となる。
【0152】
この消費電力W’の要因は、ディスクモータ4のコイル抵抗による発熱、モータの機械的な損失等幾つかあるが、シーク時の損失の大半はコイル抵抗による発熱であるため、コイル抵抗値をRとすると近似的に(数21)の関係が成り立つ。
【0153】
W’ = R・Ilim2 ……(21)
図3を再び参照して、以上のように構成したディスク装置の動作を例えば光ディスク2の種類がDVD−RAMであるものとして説明する。
【0154】
温度予測値T(n) が許容値Tth以下の場合は、光ディスク2の有無の判別から温度算出手段62による温度予測値T(n) の計算動作に至るまでの上位コントローラ61の動作は、第2実施形態における上位コントローラ41の動作とほぼ同じである。温度算出手段62は、ホスト装置23からn+1回目のシーク命令が発行された時点で、以下の手順でn回目の温度予測値T(n)を算出する。
【0155】
まず、目標位置算出手段16がn回目のシークの目標のアドレス情報から目標位置rd(n)を算出し、目標角速度算出手段45が(数10)に従ってディスクの目標角速度ωd(n)を算出する。目標到達時間算出手段67は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから(数12)に従って目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間td(n)を算出する。計時手段18はn回目のシーク命令発行時点からの経過時間t(n) を出力し、比較手段48は目標到達時間td(n)と経過時間t(n) とを比較して実際にディスクモータ4に通電を行った時間ts(n)を算出する。
【0156】
ディスクモータ発熱量算出手段69は通電時間ts(n)から(数13)に従って発熱量E(n) を算出する。積算手段19は発熱量E(n) から(数9)に従って温度予測値T(n) を出力する。
【0157】
シーク制御手段63は、温度予測値T(n) が許容値Tth以下と判定し、フラグ0をサーボコントローラ70に出力する。起点角速度算出手段66は、通電時間ts(n)から(数11)に従い、次の起点角速度ωs(n+1)を出力する。サーボコントローラ70は、シーク制御手段63からのフラグ0を入力すると、電流指令値制限手段71を非動作とする。この結果、シークに際し、最大Imaxの駆動電流がディスクモータドライバ33からディスクモータ4に供給される。
【0158】
一方、温度予測値T(n) が許容値Tthよりも大きい場合は、シーク制御手段63は、温度予測値T(n) が許容値Tthよりも大きいことを示すフラグ1をサーボコントローラ70に出力する。
【0159】
サーボコントローラ70は、電流指令値制限手段71を動作させて電流指令値を制限値Xlim 以下に制限し、これによりディスクモータドライバ33からディスクモータ4に供給される駆動電流をIlim 以下に制限する。また、上位コントローラ61は、起点角速度算出手段66、目標到達時間算出手段67、ディスクモータ発熱量算出手段69で用いる各定数C、Wを各定数C’、W’に変更する。
【0160】
次のn+2回目のシーク命令が発行され、n+1回目の温度予測値T(n+1)を算出する際には、目標位置算出手段16がn+1回目のシークの目標のアドレス情報から目標位置rd(n+1)を算出し、目標角速度算出手段45が(数10)に従ってディスクの目標角速度ωd(n+1)を算出する。起点角速度算出手段66は通電時間ts(n)から(数17)に従い次の起点角速度ωs(n+1)を出力する。目標到達時間算出手段67は、目標角速度ωd(n+1)と起点角速度ωs(n+1)とから(数18)に従って目標到達時間td(n+1)を算出する。計時手段18はn+1回目のシーク命令発行時点からの経過時間t(n+1) を出力し、比較手段48は目標到達時間td(n+1)と経過時間t(n+1) とを比較して、実際にディスクモータ4に通電を行った時間ts(n+1)を算出する。ディスクモータ発熱量算出手段69は通電時間ts(n+1)から(数19)に従って発熱量E(n+1) を算出する。積算手段19は発熱量E(n+1) から(数9)に従って温度予測値T(n+1) を出力する。
【0161】
この様にホスト装置23からシーク命令が発行される度に、温度算出手段62は温度予測値T(n) を算出して、シーク制御手段63による許容値Tthとの比較を行い、温度予測値T(n) が許容値Tthを越える場合は、電流指令値制限手段71を動作させて、ディスクモータ4への駆動電流を制限すると共に温度算出手段62で用いる各定数をC’、W’に設定する。また、温度予測値T(n) が許容値Tth以下の場合は、電流指令値制限手段71を非動作として、ディスクモータ4への駆動電流の制限を解除すると共に温度算出手段62で用いる各定数をC、Wに設定する。
【0162】
以上説明した第3実施形態においては、第2実施形態で説明したものと同じ効果を得ることができるだけでなく、さらに以下のような効果がある。
【0163】
まず第1に、シーク制御によるディスク装置の平均シーク時間の長期化を低減することができる。この平均シーク時間について、第2実施形態で説明したインターバル時間を挿入する方法と本実施形態で説明したモータ駆動電流を低減する方法をモータの発熱量を同一として比較する。
【0164】
第2実施形態のインターバル時間を挿入する方法では、例えばモータの平均発熱量を半分に低減しようとすると、駆動時間とほぼ同じ時間のインターバル時間を挿入する必要がある。従って、平均シーク時間は2倍に伸びてしまう結果となる。
【0165】
これに対し、本実施形態の駆動電流を低減する方法では、(数21)に示すように駆動電流を0.71倍(=1/2の平方根)すれば、モータの平均発熱量は半分になる。一方、平均シーク時間はモータトルクに反比例し、モータトルクは駆動電流に比例するので、平均シーク時間は約1.4倍の増加にとどまる。従って、平均シーク時間の長期化を抑えることができる。
【0166】
第2に、ジッターフリー再生を行うディスク装置においては特に顕著に平均シーク時間の長期化を抑えることができる。一般に、ジッターフリー再生を行う場合、ディスクの回転数が目標回転数に達する以前に情報を読み取って、次のシークに移行することが可能である。
【0167】
ところが、第2実施形態の様なインターバル時間を挿入する方法では、ディスクが目標回転数に達するのを待って、ディスクモータ4への駆動電流を十分低減させた上で、インターバル時間を挿入するので、インターバル時間を挿入するときにはジッターフリー再生が実質的に利かず、このためインターバル時間を挿入したときの平均シーク時間の長期化が特に大きかった。
【0168】
これに対して、本実施形態のモータ駆動電流を低減する方法では、単位時間当りの発熱量自身を低減しているため、インターバル時間の挿入を必要とせず、簡単にジッターフリー再生に対応することが可能である。このため、本実施形態によれば、ジッターフリー再生を行うディスク装置において特に顕著に平均シーク時間の長期化を抑えることができる。
【0169】
また、本実施形態では、ディスクモータ4の駆動電流の低減に伴い、温度算出手段62で用いる各定数C、Wをこれより小さい各定数C’、W’に置換するだけで、駆動電流制限中のディスクモータ4の特性変化に対応しており、高精度の温度予測を行うことができる。
【0170】
なお、本実施形態では、電流指令値制限手段71がディスクモータ4への駆動電流を制限しているが、これと全く同様に、移送モータドライバ32への電流指令値を制限することにより、ヘッド移送モータ7への駆動電流を制限することもできる。
【0171】
また、第1実施形態と第3実施形態を並行させることは勿論可能である。
【0172】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明のディスク装置によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、ヘッドの目標位置を用いて、温度予測値を算出しているため、シーク命令の発行頻度と同じ低頻度で演算を行うだけで、精度良く温度予測値の算出を行うことができ、温度予測を行うために必要な装置の負担を極めて小さくすることができる。
【0173】
また、本発明のディスク装置によれば、ディスクの各部位の温度差に基いて、ディスクの反り角度を精度良く予測でき、温度算出手段の出力に応じてディスク駆動手段またはヘッド移動手段の動作を制御するため、ディスクの反りを有効に抑えることができ、ヘッドによる記録/再生時の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】第3実施形態における電流指令値制限手段の出力とディスクモータへの駆動電流との関係を示すグラフである。
【図5】従来のディスク装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,39,59 光ディスク装置
2 光ディスク
4 ディスクモータ
5 光ヘッド
7 ヘッド移送モータ
11,40,60 回路部
12 ヘッド信号処理回路
13,41,61 上位コントローラ
14,42,62 温度算出手段
15 起点位置算出手段
16 目標位置算出手段
17,44,64 発熱量算出手段
18 計時手段
19 積算手段
20,51,63 シーク制御手段
30,70 サーボコントローラ
71 電流指令値制限手段
31 ヘッドドライバ
32 移送モータドライバ
33 ディスクモータドライバ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk device that moves a recording head while rotating a disk of a recording medium and records / reproduces information to / from the disk by the recording head, and more particularly to a disk device having a temperature control mechanism that suppresses temperature rise.
[0002]
[Prior art]
In this type of disk device, the operation of moving the recording head to a desired position at high speed is referred to as seek, and this seek is frequently repeated. During this seek, the power consumption is extremely high compared to a normal recording / reproducing state in which the head does not move at high speed. For this reason, when seeking is performed continuously for a long time, the inside of the disk device may become hot. The main heat source during seek is the head transfer motor drive system when the disk is controlled by CAV (Constant Angular Velocity), and the head transfer motor when the disk is controlled by CLV (Constant Linear Velocity). In addition to the drive system, there is a disk motor drive system.
[0003]
The temperature rise accompanying the heat generation of the drive system at the time of the seek causes the components of the disk or the device to exceed their heat resistance temperature, so that this temperature rise has been solved.
[0004]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-119008, a temperature sensor is provided in an optical disk device to detect the temperature of the device, and the operation of the device is limited when the temperature of the device exceeds a preset temperature. Thus, a configuration for preventing an excessive temperature rise is disclosed.
[0005]
In addition, in order to reduce the cost of parts and assembly man-hours associated with the installation of the temperature sensor, or to know the temperature of the place where it is difficult to attach the temperature sensor directly, we also propose a technique for predicting the temperature of the desired place by calculation Has been. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-153208 discloses a configuration for predicting a temperature rise of a VCM by calculation from a current instruction value to a voice coil motor (VCM) that is a head transfer motor.
[0006]
FIG. 5 shows an example of a conventional disk device that predicts a temperature rise by calculation.
[0007]
In FIG. 5, 101 is a magnetic disk device, 102 is a disk enclosure (hereinafter referred to as “DE”), 103 is a disk motor, 104 is a spindle, 105 is a magnetic disk, and 106 is a voice coil motor (hereinafter referred to as “VCM”). 107 are magnetic heads. The VCM 106 positions the
[0008]
The
[0009]
In the disk device configured as described above, the
[0010]
The
[0011]
The above processing is performed every sampling time ts, and the temperature Tv is detected and stored in the
[0012]
In this seek control, if the detected temperature Tv is larger than the reference value, the start of seek is delayed according to the temperature Tv, thereby suppressing the temperature rise.
[0013]
The delay amount D for delaying the start of seek is set as D = aTv−b as a linear function of the temperature Tv (where a and b are constants stored in the ROM). In this case, the delay amount D is set as follows according to the temperature Tv. That is, the reference value for the temperature Tv is T1, D = 0 is set in the region where Tv ≦ T1, and D = aTv−b is set in the region where Tv> T1.
[0014]
Therefore, if the temperature Tv is equal to or lower than the reference value T1, the seek is started immediately upon receiving a seek command. If the temperature Tv exceeds the reference value T1, the seek is started with a delay amount D proportional to the temperature Tv. To do. As a result, an increase in the VCM temperature is suppressed, and overheating and destruction of the VCM are prevented.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus has the following problems.
[0016]
First, there is a problem that the load on the control unit is heavy because of the large amount of calculation required for temperature prediction. That is, in order to perform the temperature prediction calculation, interrupt processing is performed at a very frequent cycle such as a sampling cycle of 66 μsec, and each time calculation for obtaining the current instruction value Iv, heat generation amount ΔQv1, heat release amount ΔQv2, and temperature Tv is performed. There was a need to do. In addition, this interrupt processing must be performed constantly regardless of whether the recording operation or the seek operation is in progress. Such frequent interrupt processing significantly increases the load on the control unit of the disk device and causes a reduction in the processing capability of the control unit.
[0017]
Second, control is performed so that the VCM temperature does not exceed the heat-resistant temperature, but it has been found that in a specific case, not the temperature itself but the temperature difference from the surroundings becomes a problem. This is a problem that the disk is warped as the disk motor generates heat. When the disc motor generates heat, the inner peripheral side of the disc near the disc motor is heated more than the outer peripheral side, and a temperature gradient is generated on the inner and outer periphery of the disc. When the entire disk is heated uniformly, the disk hardly deforms, but when there is a temperature difference in each part of the disk, the disk warps. The warp of the optical disk causes an increase in aberration of a light spot formed on the disk when a light beam is irradiated from the optical head, leading to a decrease in reliability of recording and reproduction. Conventionally, the temperature difference of each part of the disk has not been detected, and the warp of the disk has not been effectively prevented.
[0018]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a disk device that requires a small amount of calculation and a small burden on a control unit.
[0019]
It is another object of the present invention to provide a disk device that performs temperature control capable of accurately suppressing disk warpage.
[0052]
Book The disk device of the invention comprises a disk drive means for rotationally driving a disk, a head for recording or reproducing information on the disk, a head moving means for moving the head from a starting position to a target position, in front Disc The temperature of the inner circumference and the temperature of the outer circumference of the disk Temperature calculating means for calculating the difference; and control means for controlling the disk driving means or the head moving means in accordance with the temperature difference calculated by the temperature calculating means.
[0053]
In one embodiment, the control means reduces the drive current to the disk drive means when the temperature difference calculated by the temperature calculation means exceeds a preset threshold value.
[0054]
1 In the embodiment, a disk discriminating unit that discriminates the type of the disc is provided, and a temperature change calculating method by the temperature calculating unit or the disk driving by the control unit according to the disc type discriminated by the disc discriminating unit. Or the control method of the head moving means is changed.
In one embodiment, the operation of the temperature calculation unit or the control unit is permitted and prohibited according to the type of the disc determined by the disc determination unit.
In one embodiment, a rotation setting means for setting the rotation speed or rotation linear velocity of the disk is provided, and a temperature change calculation method by the temperature calculation means according to the rotation speed or rotation linear velocity set by the rotation setting means. Alternatively, the control method of the disk driving means or the head moving means by the control means is changed.
In one embodiment, the rotational speed setting means sets the rotational speed or rotational linear velocity of the disk according to whether the disk rotational system is a CAV system, a CLV system, or a ZCLV system.
In one embodiment, when the disc rotation method is the CAV method, a fixed rotation number is set by the rotation setting unit, and the operation of the temperature calculation unit or the control unit is prohibited.
In one embodiment, when the disk rotation method is the ZCLV method and seek is performed in the same zone, a fixed rotation number is set by the rotation setting unit, and the operation of the temperature calculation unit or the control unit is performed. Is prohibited, and seek to another zone is performed, the rotation speed is changed by the rotation setting means, and the operation of the temperature calculation means or the control means is permitted.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, since the internal temperature rises due to the heat generated by the
[0056]
In FIG. 1, an
[0057]
The
[0058]
The head
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
The starting position calculation means 15 calculates the starting position rs (n) of the
[0062]
The target position calculation means 16 calculates the target position rd (n) of the
[0063]
In the disk apparatus according to the present embodiment, recording / reproduction with respect to a plurality of types of optical disks is possible. Therefore, for each type of optical disk, an approximate expression or a data table indicating the correspondence between address information and track radius position is stored in the ROM. Stored in advance.
[0064]
The calorific value calculation means 17 obtains the difference between the target position rd (n) and the starting position rs (n) as the head transfer distance s (n) = | rd (n) −rs (n) | Based on s (n), the heat generation amount E (n) of the
[0065]
E (n) =-C1 · s (n) 2 + C 2 ・ S (n) ...... (6)
However, C1 and C2 are positive constants.
[0066]
The time measuring means 18 has a time measuring function using an operation clock of the CPU, and measures and outputs an elapsed time t (n-1) from the n-1th temperature prediction time to the nth temperature prediction time. .
[0067]
The accumulating means 19 uses the n-1th predicted temperature value T (n-1), the elapsed time t (n-1), and the calorific value E, and the nth temperature according to the recurrence formula shown in (Equation 7). A predicted value T (n) is calculated. The predicted temperature value T (n) indicates the temperature difference between the controlled object and the surroundings of the controlled object, not the controlled object temperature itself. Strictly speaking, it is assumed that the ambient heat capacity is sufficiently large and that the ambient temperature change is more gradual than the controlled object temperature change.
[0068]
The first term on the right side of (Expression 7) indicates a temperature decrease due to natural heat dissipation. The second term indicates a temperature increase due to heat generation for one seek. τ and k are constants representing the time constant and heat capacity of the controlled object, respectively, and the values of these constants are obtained in advance by experiments and stored in the ROM.
[0069]
T (n) = exp {-t (n-1) / τ} .T (n-1) + k.E (n) (7)
However, τ and k are positive constants.
[0070]
The seek control means 20 compares the predicted temperature value T (n) with the allowable value Tth (n). If the predicted temperature value T (n) is less than or equal to the allowable value Tth (n), the seek
[0071]
ti (n) = τ · k · E (n) / Tth (n) (8)
As described above, the predicted temperature value T (n) indicates not the temperature of the controlled object but the temperature difference between the controlled object and the surroundings. Therefore, the allowable value Tth (n), which means the allowable value of the temperature difference, is set as a value obtained by subtracting the ambient temperature from the heat resistance temperature of the
[0072]
When the interval time ti (n) is not set (or when the interval time ti (n) = 0 is set), the seek control means 20 can immediately execute a seek in response to a seek command from the
[0073]
When the interval time ti (n) is set based on (Equation 8), the elapsed time from the n-th temperature prediction time is measured by the second time measuring means (not shown). When the elapsed time becomes larger than the interval time ti (n), the seek control means 20 grants seek execution permission to the
[0074]
The
[0075]
The operation of the disk device configured as described above will be described.
[0076]
First, the
[0077]
The starting
[0078]
The time measuring means 18 starts measuring the elapsed time t (0) with n = 0 although no temperature prediction is performed. Further, the integrating means 19 stores the initial value T (0) = 0 of the predicted temperature value T in the RAM. The
[0079]
In this way, recording / reproduction of the
[0080]
Then, the next seek execution permission flag to the
[0081]
When the second and subsequent seek instructions are issued, the same processing as the first seek instruction is performed.
[0082]
When the nth seek command is issued, the interval time ti (n) is calculated through the same process as described above, and the
[0083]
With such control, only when a seek command is given from the
[0084]
Normally, the temperature rise due to one seek is considerably smaller than the allowable value Tth, and the predicted temperature value T (n) is the allowable value Tth only when a seek command of the order of 1000 times is issued continuously from the
[0085]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, only when a seek command is issued, the
[0086]
Compared to the conventional interrupt processing such as the sampling period of 66 μsec as in the prior art, the temperature prediction is performed only when the seek command from the
[0087]
Further, conventionally, for example, when recording / reproducing, even when the control unit is extremely busy with data transfer, error processing, etc., it has been necessary to perform interrupt processing for temperature prediction. In this case, since the temperature prediction is substantially completed at the start of execution of the seek command, the temperature prediction calculation is performed while avoiding busy recording / reproduction. Therefore, it is possible to average the control and calculation in the
[0088]
Furthermore, since the temperature calculation means 14 calculates the temperature predicted value from the head transfer distance s (n), it is not necessary to store all past information, and the information can be updated sequentially. Therefore, the storage capacity and calculation amount necessary for executing the temperature prediction can be extremely reduced, and the cost of the apparatus can be reduced. Therefore, even in a system where the time constant of the control target is larger than the seek interval and a very large number of past seek histories of the order of 1000 all affect the current predicted temperature, each seek has a completely random timing. Even in a complicated system in which the amount of heat generated per seek varies depending on, for example, the seek distance, the burden on the control unit for temperature prediction can be extremely reduced.
[0089]
In the present embodiment, the address information from the
[0090]
In the present embodiment, the accumulating
[0091]
・ When t (n-1) ≦ τ
T (n) = [1- {t (n-1) / τ}]. T (n-1) + k.E (n)
・ When t (n-1)> τ
T (n) = k · E (n) (9)
In this embodiment, the
[0092]
Furthermore, temperature prediction by the temperature calculation means 14 can be performed from all the information on the starting position and the target position of the seek performed during a predetermined time interval (for example, 1 second). Therefore, the elapsed time t, which is the output of the time measuring means 18, is not limited to being a variable.
[0093]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the internal temperature rises due to the heat generated by the
[0094]
In FIG. 2, an
[0095]
The
[0096]
The
[0097]
The
[0098]
The temperature calculation means 42 comprises a target position calculation means 16, a calorific value calculation means 44, a time measurement means 18, and an integration means 19, and the difference between the temperature of the
[0099]
The disk discriminating means 50 extracts a data signal indicating the disc type from the output of the head
[0100]
The disk rotation setting means 43 changes the correspondence between the target position rd and the predicted temperature value T by changing the constant value in the temperature calculation means 42 according to the type or rotation method of the disk, as will be described later. Or changing the operating state of the seek control means 51 to change the correspondence between the temperature predicted value T and the seek. This is because the temperature rise of the
[0101]
When the disk rotation system is the CAV system, the temperature increase of the
[0102]
Further, when the disk rotation method is the CLV method or the ZCLV method, the disk
[0103]
When the disk
[0104]
The heat generation
[0105]
The target angular velocity calculation means 45 inputs the target position rd (n) from the target position calculation means 16 and the disc linear velocity v from the disc rotation setting means 43, and the target angular velocity ωd of the
[0106]
ωd (n) = v / rd (n) (10)
In the disk device of this embodiment, since recording and reproduction with respect to a plurality of types of optical disks are possible, an approximate expression or a data table indicating the correspondence between address information and track radius position is stored in advance in the ROM for each type of optical disk. If the address information is known, the target position rd (n) can be obtained.
[0107]
The starting angular
[0108]
ωs (n) = ωs (n-1) + C · ts (n-1) (11)
The target arrival time calculation means 47 calculates the energization time td (n) required until the
[0109]
td (n) = {ωd (n) −ωs (n)} / C (12)
The comparison means 48 compares the target arrival time td (n) with the elapsed time t (n) by the time measuring means 18 and outputs the shorter time as the actual energization time ts (n). The absolute value of the energization time ts (n) is equal to the shorter of the absolute value of the target arrival time td (n) and the elapsed time t (n), and the sign of the energization time ts (n) is the target arrival time td. It is determined to be the same as the sign of (n). This energization time ts (n) is given to the starting angular velocity calculation means 46 and the disk motor heat generation amount calculation means 49.
[0110]
The disk motor heat generation amount calculation means 49 calculates the heat generation amount E (n) by multiplying the constant W indicating the power consumption of the
[0111]
E (n) = W · ts (n) (13)
Here, in jitter-free reproduction, signals are read from the
[0112]
First, when the next seek is performed after the
[0113]
E (n) = W · (ωd (n) −ωs (n)) / C (14)
When the next seek is performed before reaching the target angular velocity ωd (n), the target arrival time td (n) is longer than the elapsed time t (n) by the time measuring means 18, and (Equation 13) is ( The calorific value E (n) can be expressed as a function of the elapsed time t by the
[0114]
E (n) = Wt (n) (15)
However, when the rotation method of the
[0115]
The seek control means 51 uses the first allowable value Tth obtained experimentally in advance and stored in the ROM, and the operation is permitted or prohibited by the disk rotation setting means 43 except for the first point. This is the same as the seek control means 20 in the embodiment. When the operation is prohibited by the disk rotation setting means 43, the seek control means 51 does not set the interval time ti.
[0116]
The operation of the disk device configured as described above will be described.
[0117]
First, the
[0118]
Since the type of the
[0119]
The starting angular velocity calculating means 46 sets the starting angular velocity ωs (1) as an initial value according to (Equation 16). The starting angular velocity ωs (1) is data indicating the disk angular velocity when the
[0120]
ωs (1) = v / rd (0) (16)
The target position calculation means 16 selects an approximate expression or a data table indicating the correspondence between the address information of the DVD-RAM disk and the target position rd from the ROM. The time measuring means 18 starts measuring the elapsed time t (0). The accumulating means 19 stores the initial value T (0) of the predicted temperature value T in the RAM as T (0) = 0.
[0121]
In this way, recording / reproduction of the
[0122]
When the second seek command is issued from the
[0123]
On the other hand, the starting point angular
[0124]
When the third and subsequent seek instructions are issued, the same processing as the second seek instruction is performed.
[0125]
When the mth seek command is issued, the interval time ti (m-1) is calculated through the same process as described above, and the
[0126]
By such control, only when a seek command is given excessively frequently from the
[0127]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the temperature predicted value T is calculated only when a seek command is issued, and the frequency with which the seek command is issued is low. Since only the operation is repeated, the amount of calculation is small and the burden on the temperature calculating means 42 can be reduced. In addition, since temperature reduction due to natural heat dissipation is taken into consideration, temperature prediction can be performed with high accuracy, and control for limiting temperature rise to the heat resistant temperature or less can be performed even for parts where direct temperature measurement is difficult. it can.
[0128]
Furthermore, in this embodiment, since the temperature prediction of the
[0129]
First, temperature prediction with high accuracy can be performed even in a disk device that performs jitter-free reproduction. Jitter-free reproduction is a method in which a signal is read from the
[0130]
Secondly, it is possible to provide a predicted temperature value having a high correlation with the warp angle of the
[0131]
Third, it is easy to cope with various disk rotation methods and rotation speeds. In a disk device that performs recording / reproduction of a plurality of types of optical disks, or a disk device that selects a disk rotation speed from a plurality of rotation speeds set in advance, the
[0132]
In this embodiment, the target position calculation means 16 calculates the target position rd (n) of the
[0133]
Further, the
[0134]
In the present embodiment, the predicted temperature value T represents the temperature difference between the inner circumference and the outer circumference of the
[0135]
Of course, the first embodiment and the second embodiment can be parallel.
[0136]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the internal temperature rises due to heat generated by the
[0137]
In FIG. 3, the
[0138]
The
[0139]
The
[0140]
The
[0141]
The
[0142]
The seek control means 63 compares the allowable value Tth stored in advance in the ROM with the predicted temperature value T (n) each time the
[0143]
The heat generation
[0144]
The starting angular
[0145]
ωs (n) = ωs (n-1) + C '· ts (n-1) (17)
The target arrival time calculation means 67 calculates the energization time td (n) required until the
[0146]
td (n) = {ωd (n) −ωs (n)} / C ′ (18)
The disk motor heat generation amount calculation means 69 calculates a heat generation amount E (n) by multiplying a constant indicating the power consumption of the
[0147]
E (n) = W '· ts (n) (19)
W ′ ≦ Tth / (τ · k) (20)
The
[0148]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the output of the current command
[0149]
Since the current command
[0150]
When the predicted temperature value T (n) exceeds the allowable value Tth, the current command value limiting means 71 limits the current command value to the limit value Xlim or less. Here, the limit value Xlim is a value smaller than the maximum current command value Xmax, and a drive current Ilim smaller than the maximum drive current Imax is generated for this limit value Xlim. That is, if the current command value generated by the
[0151]
As a result, when T (n)> Tth, the drive current to the
[0152]
There are several factors for the power consumption W ′, such as heat generation due to the coil resistance of the
[0153]
W '= R ・ Ilim 2 (21)
With reference to FIG. 3 again, the operation of the disk device configured as described above will be described assuming that the type of the
[0154]
When the predicted temperature value T (n) is less than or equal to the allowable value Tth, the operation of the
[0155]
First, the target position calculation means 16 calculates the target position rd (n) from the target address information of the nth seek, and the target angular speed calculation means 45 calculates the target angular speed ωd (n) of the disk according to (Equation 10). . The target arrival time calculation means 67 calculates the energization time td (n) required to reach the target angular velocity ωd (n) according to (Equation 12) from the target angular velocity ωd (n) and the starting angular velocity ωs (n). . The time measuring means 18 outputs the elapsed time t (n) from the time point when the nth seek command is issued, and the comparing
[0156]
The disk motor heat generation amount calculation means 69 calculates the heat generation amount E (n) from the energization time ts (n) according to (Equation 13). The integrating means 19 outputs the predicted temperature value T (n) according to (Equation 9) from the calorific value E (n).
[0157]
The seek control means 63 determines that the predicted temperature value T (n) is less than or equal to the allowable value Tth, and outputs a flag 0 to the
[0158]
On the other hand, when the predicted temperature value T (n) is larger than the allowable value Tth, the seek control means 63 outputs to the servo controller 70 a
[0159]
The
[0160]
When the next (n + 2) th seek command is issued and the (n + 1) th temperature predicted value T (n + 1) is calculated, the target position calculating means 16 uses the target position rd ( n + 1) is calculated, and the target angular velocity calculation means 45 calculates the target angular velocity ωd (n + 1) of the disk according to (Equation 10). The starting angular velocity calculating means 66 outputs the next starting angular velocity ωs (n + 1) according to (Equation 17) from the energization time ts (n). The target arrival
[0161]
In this way, each time a seek command is issued from the
[0162]
In the third embodiment described above, not only the same effects as those described in the second embodiment can be obtained, but also the following effects can be obtained.
[0163]
First, it is possible to reduce the increase in the average seek time of the disk device due to seek control. Regarding this average seek time, the method of inserting the interval time described in the second embodiment and the method of reducing the motor drive current described in the present embodiment are compared with the same heat generation amount of the motor.
[0164]
In the method of inserting the interval time according to the second embodiment, for example, if it is attempted to reduce the average heat generation amount of the motor by half, it is necessary to insert an interval time that is substantially the same as the drive time. Therefore, the average seek time is doubled.
[0165]
On the other hand, in the method of reducing the drive current according to the present embodiment, if the drive current is multiplied by 0.71 (= square root of 1/2) as shown in (Expression 21), the average heat generation amount of the motor is halved. On the other hand, since the average seek time is inversely proportional to the motor torque and the motor torque is proportional to the drive current, the average seek time is only increased by about 1.4 times. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the average seek time.
[0166]
Secondly, in the disk device that performs jitter-free reproduction, it is possible to significantly suppress the increase in the average seek time. In general, when performing jitter-free reproduction, it is possible to read information before the disk rotation speed reaches the target rotation speed and shift to the next seek.
[0167]
However, in the method of inserting the interval time as in the second embodiment, the interval time is inserted after the drive current to the
[0168]
On the other hand, in the method of reducing the motor drive current according to the present embodiment, the calorific value per unit time itself is reduced, so that it is not necessary to insert an interval time, and it can easily cope with jitter-free reproduction. Is possible. For this reason, according to the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the average seek time particularly remarkably in a disk device that performs jitter-free reproduction.
[0169]
In the present embodiment, as the drive current of the
[0170]
In this embodiment, the current command value limiting means 71 limits the drive current to the
[0171]
Of course, it is possible to parallel the first embodiment and the third embodiment.
[0172]
【The invention's effect】
As described above, according to the disk device of the present invention, the predicted temperature value is calculated using the target position of the head only when a seek command is issued. The temperature predicted value can be calculated with high accuracy simply by performing the calculation at a low frequency, and the burden on the apparatus necessary for performing the temperature prediction can be extremely reduced.
[0173]
Further, according to the disk device of the present invention, the warp angle of the disk can be accurately predicted based on the temperature difference of each part of the disk, and the operation of the disk driving means or the head moving means can be performed according to the output of the temperature calculating means. Therefore, the warpage of the disk can be effectively suppressed, and the reliability at the time of recording / reproducing by the head can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the output of current command value limiting means and the drive current to the disk motor in the third embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional disk device.
[Explanation of symbols]
1,39,59 Optical disc apparatus
2 Optical disc
4 Disc motor
5 Optical head
7 Head transfer motor
11, 40, 60 Circuit part
12 Head signal processing circuit
13, 41, 61 Host controller
14, 42, 62 Temperature calculation means
15 Starting position calculation means
16 Target position calculation means
17, 44, 64 Calorific value calculation means
18 Timekeeping
19 Accumulation means
20, 51, 63 Seek control means
30, 70 Servo controller
71 Current command value limiting means
31 Head driver
32 Transfer motor driver
33 Disc motor driver
Claims (8)
前記ディスクへの情報の記録もしくは再生を行うヘッドと、
前記ヘッドを起点位置から目標位置へと移動させるヘッド移動手段と、
前記ディスクの内周の温度と、前記ディスクの外周の温度との差を算出する温度算出手段と、
前記温度算出手段によって算出された温度差に応じて、前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを備えるディスク装置。Disk drive means for rotating the disk;
A head for recording or reproducing information on the disk;
Head moving means for moving the head from a starting position to a target position;
Temperature calculating means for calculating a difference between the temperature of the inner periphery of the disk and the temperature of the outer periphery of the disk ;
A disk device comprising: control means for controlling the disk drive means or the head moving means in accordance with the temperature difference calculated by the temperature calculation means.
前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更する請求項1に記載のディスク装置。A disc discriminating means for discriminating the disc type;
The method according to claim 1, wherein a method of calculating a temperature change by the temperature calculating unit or a method of controlling the disk driving unit or the head moving unit by the control unit is changed according to the type of the disc determined by the disc determining unit. The disk device described.
前記回転設定手段によって設定された回転数もしくは回転線速度に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更する請求項1に記載のディスク装置。Equipped with a rotation setting means for setting the number of rotations or the linear velocity of the disk,
A method for calculating a temperature change by the temperature calculating unit or a method for controlling the disk driving unit or the head moving unit by the control unit is changed in accordance with the number of rotations or the rotation linear velocity set by the rotation setting unit. Item 2. The disk device according to Item 1.
他のゾーンへのシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって回転数が変更され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が許可される請求項6に記載のディスク装置。When the disk rotation method is the ZCLV method and seek is performed in the same zone, a fixed rotation number is set by the rotation setting unit, and the operation of the temperature calculation unit or the control unit is prohibited,
7. The disk device according to claim 6 , wherein when seek to another zone is performed, the rotation number is changed by the rotation setting unit, and the operation of the temperature calculation unit or the control unit is permitted.
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