JP4537279B2

JP4537279B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP4537279B2
Application number: JP2005206583A
Authority: JP
Inventors: 浩敏福田; 淳一飯田
Original assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: JP2007026533A

Description

本発明は、光ディスク装置において、光ピックアップの移動位置の検出に係り、特に、ステッピングモータを光ピックアップの移動用モータ（以下、スライドモータという）として用いた構成において、該光ピックアップが光ディスクの最内周位置に移動したことを、リミットスイッチを用いずに検出する技術に関する。

本発明に関連した従来技術であって、特許文献に記載された技術としては、例えば、特開２００３−１８７４６６号公報（特許文献１）、特開２００３−１３４８７９号公報（特許文献２）及び特開２００４−２７３０６２号公報（特許文献３）に記載されたものがある。特開２００３−１８７４６６号公報には、インナースイッチ（リミットスイッチ）を必要とすることなく光ピックアップの最内周位置検出を可能にするために、スレッド駆動モータ（スライドモータ）の回転を検出して検出信号を発生させるホール素子等の回転検出信号発生手段と、該駆動モータの駆動中に上記回転検出信号を監視し、該信号により該モータの回転がなされなくなったことを検出して、光ピックアップが光ディスクの最内周に位置したと判定する最内周判定手段とを備えるとした構成が記載され、特開２００３−１３４８７９号公報には、ホール素子やインナースイッチ（リミットスイッチ）を必要とすることなく光ピックアップの移動制御及び最内周位置検出を可能にするために、光ピックアップ駆動に用いるモータ（スライドモータ）の電流を電流検出手段で検出し、相切り替わり時に発生する脈流成分を上記電流から検出し、該脈流成分から生成したパルスにより、該モータの回転量、回転速度を算出し、該算出結果に基づき、光ピックアップが最内周位置にあることを認識するとともに、該モータの制御も行うとした技術が記載され、特開２００４−２７３０６２号公報には、安価かつ簡単な構造の光ピックアップ送り機構により、光ピックアップを高精度に初期位置に停止させるために、光ピックアップがディスクの最内周位置で突起部に接触したときの、光ピックアップ送り機構のモータ（スライドモータ）に供給される電流の増大を電流検出器で検出し、該検出結果に基づき、制御装置が該モータにブレーキ用のパルスを入力させて該モータの回転を停止させるとした技術が記載されている。

特開２００３−１８７４６６号公報特開２００３−１３４８７９号公報特開２００４−２７３０６２号公報

本発明は、スライドモータとしては、特に位置制御性の点で有利なステッピングモータを用いることを前提としている。上記従来技術のうち、特開２００３−１８７４６６号公報記載の技術は、ホール素子等の回転検出信号発生手段が必要であり、スライドモータとしてステッピングモータを用いた場合には、該手段を新たに設ける必要があり、コスト的にもスペース的にも不利となる。また、特開２００３−１３４８７９号公報記載の技術や、特開２００４−２７３０６２号公報記載の技術はいずれも、スライドモータとしてステッピングモータを用いた場合には、適用困難な技術である。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、スライドモータとしてステッピングモータを用いた光ディスク装置において、ディスク最内周側の位置規制用のリミットスイッチを用いない低コストな構成下で、ディスク最内周側位置の位置情報が得られ光ピックアップを該位置に正確に移動させることができるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、光ディスク装置において、低コスト化と併せ、信頼性や使い勝手性の向上が可能な技術を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、スライドモータとしてステッピングモータを用いた光ディスク装置において、光ピックアップが光ディスクの最内周位置に移動したことを、ステッピングモータの固定子コイルのうち、励磁電流が通電されていない固定子コイルに発生する起電力の変化から検出し、該検出結果に基づき、該ステッピングモータの駆動を停止させる構成とする。

本発明によれば、光ディスク装置において、低コスト化と併せ、信頼性や使い勝手性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明の実施形態の説明図である。図１は、本発明の実施形態としての光ディスク装置の構成例図、図２は、図１の光ディスク装置におけるスライドモータとしてのステッピングモータにおける１相駆動の場合の説明図、図３は、ステッピングモータの１相駆動時における１相の固定子コイルの、コイル電流とコイル電圧の説明図である。

図１において、１０１０は光ディスク、１０２０は，光ディスク１０１０を回転駆動するディスクモータ、１０３０は光ピックアップ、１０４０は、光ピックアップ１０３０に搭載された対物レンズ、１０５０は、リードスクリュー部材（図示なし）を回転駆動し、光ピックアップ１０３０を光ディスク１の略半径方向に移動させるスライドモータとしての２相駆動方式ステッピングモータ（以下、単にステッピングモータという）、１０６０、１０７０はそれぞれ、ステッピングモータ１０５０の固定子コイル（以下、固定子コイル１０６０はＡ相コイル１０６０、固定子コイル１０７０はＢ相コイル１０７０という）、１１１０は、装置全体を制御する制御手段としてのマイコン、１０９０は、光ピックアップ１０３０から出力される再生信号を、ＲＦ信号や、トラッキング誤差信号や、フォーカス誤差信号として信号処理したり、また、記録信号を生成処理したりするための信号処理回路、１１００は、対物レンズ１０４０の位置や姿勢を変えるためのアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動信号の生成や、ディスクモータ１０２０やステッピングモータ１０５０を駆動するためのモータ駆動信号の生成を行い、それぞれを出力するドライブ回路、１０８０は、光ディスク１０１０の最内周位置に対応した位置に配され、光ピックアップ１０３０に当接して該光ピックアップ１０３０のディスク内周方向への移動を停止させるストッパ部材としての内周ストッパ、１１２０は、ステッピングモータ１０５０の固定子コイルすなわちＡ相コイル１０６０及びＢ相コイル１０７０に接続され、各コイルにおける励磁電流非通電時の起電力（電圧）を監視し、該起電力（電圧）の変化を検出する検出手段としての起電力検出器である。

上記構成において、光ディスク装置が記録または再生動作を開始するとき、光ディスク１０１０の装着の有無に拘わらず、マイコン１１１０は、該当する制御信号によりドライブ回路１１００を作動させる。該ドライブ回路１１００は、ステッピングモータ１０５０駆動用の駆動信号を生成して出力し該ステッピングモータ１０５０を回転させる。該駆動信号は１相駆動方式用の駆動信号であり、Ａ相コイル１０６０とＢ相コイル１０７０が、時間的に交互に通電状態とされ、交互に非通電期間が形成される駆動信号である。ステッピングモータ１０５０は、該１相駆動により回転子マグネット（図示なし）が所定速度で回転され、光ピックアップ移動・案内機構（図示なし）のリードスクリュー部材（図示なし）を所定方向に回転させ、光ピックアップ１０３０を光ディスク１０１０の最内周位置側に向けて所定の速度で移動させる（ピックアップリターン）。光ピックアップ１０３０は、該最内周位置に達すると内周ストッパ１０８０に当接（衝突）し、移動速度がゼロになるとともに、光ピックアップ移動・案内機構を介してステッピングモータ１０５０の負荷を急激に増大させる。該負荷の増大により、ステッピングモータ１０５０の回転子マグネットは回転速度が急激に低下し、速度ゼロまたはほとんどゼロの状態となる。光ピックアップ１０３０が最内周位置に達する前の状態すなわち内周ストッパ１０８０に当接（衝突）する前の移動状態では、ステッピングモータ１０５０内では、回転子マグネットが所定速度で回転するために、Ａ相コイル１０６０及びＢ相コイル１０７０には、それぞれの非通電期間において、該回転子マグネットの磁束変化による起電力が誘起される。一方、光ピックアップ１０３０が最内周位置に達し内周ストッパ１０８０に当接（衝突）すると、負荷の増大により、ステッピングモータ１０５０内では、回転子マグネットの回転速度が低下し、ゼロまたはほとんどゼロとなるため、Ａ相コイル１０６０及びＢ相コイル１０７０には、それぞれの非通電期間においても、該回転子マグネットの磁束変化が発生しないため、起電力がほとんど誘起されない。

起電力検出器１１２０は、上記起電力の変化を検出し、該検出結果の信号をマイコン１１１０側に出力する。マイコン１１１０は、上記検出結果の信号に基づき、上記起電力変化が発生した位置が光ディスクの最内周位置であると認識し、制御信号によりドライブ回路１１００を制御し、ステッピングモータ１０５０の回転を停止させる。ステッピングモータ１０５０の回転停止により、光ピックアップ１０３０は光ディスク１０１０の最内周位置で移動を停止し、装置は記録または再生動作が可能な状態となる。かかる一連の装置動作は、光ディスク１０１０が装着されている場合も、装着されていない場合も行われる。光ディスク１０１０が装着されていない場合は、上記動作後に光ディスク１０１０が装着されることで装置は記録または再生動作が可能となる。起電力検出器１１２０では、Ａ相コイル１０６０、Ｂ相コイル１０７０のいずれか一方から、光ディスクの最内周位置における起電力変化を検出するようにしてもよい。
以下、説明中で用いる図１の光ディスク装置の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いるとする。

図２は、図１の光ディスク装置におけるスライドモータとしての２相駆動方式ステッピングモータにおける１相駆動の説明図である。（ａ）は、Ａ相コイル１０６０の励磁電流（以下、Ａ相コイル電流という）、（ｂ）は、Ｂ相コイル１０７０の励磁電流（以下、Ｂ相コイル電流という）、（ｃ）は、Ａ相コイル電流通電期間における回転子マグネットの回転位置を示す図、（ｄ）は、Ｂ相コイル電流通電期間における回転子マグネットの回転位置を示す図である。

図２において、期間イ、ホはそれぞれ、正のＡ相コイル電流の通電期間であってＢ相コイル電流の非通電期間（ｔ_１〜ｔ_２の期間、ｔ_５〜ｔ_６の期間）、期間ロは、正のＢ相コイル電流の通電期間であってＡ相コイル電流の非通電期間（ｔ_２〜ｔ_３の期間）、ハは、負のＡ相コイル電流の通電期間であってＢ相コイル電流の非通電期間（ｔ_３〜ｔ_４の期間）、ニは、負のＢ相コイル電流の通電期間であってＢ相コイル電流の非通電期間（ｔ_４〜ｔ_５の期間）、１０６０ａ、１０６０ｂはＡ相コイル（１０６０ａはＡ相コイルＡ_１、１０６０ｂはＡ相コイルＡ_２）、１０７０ａ、１０７０ｂはＢ相コイル（１０７０ａはＢ相コイルＢ_１、１０７０ｂはＢ相コイルＢ_２）、１０５５は回転子マグネットである。

期間イ（またはホ）では、Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂに正のＡ相コイル電流＋ｉ_Ａが流れ、回転子マグネット１０５５はその磁極をそれぞれ、Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ側及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂ側に向ける。期間ロでは、Ｂ相コイルＢ_１１０７０ａ及びＢ相コイルＢ_２１０７０ｂに正のＢ相コイル電流＋ｉ_Ｂが流れ、回転子マグネット１０５５はその磁極をそれぞれ、上記期間イにおける位置から時計回り方向に約９０°回転させてＢ相コイルＢ_１１０７０ａ側及びＢ相コイルＢ_２１０７０ｂ側に向ける。期間ハでは、Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂに負のＡ相コイル電流−ｉ_Ａが流れ、回転子マグネット１０５５はその磁極をそれぞれ、上記期間ロにおける位置から時計回り方向に約９０°回転させてＡ相コイルＡ_２１０６０ｂ側及びＡ相コイルＡ_１１０６０ａ側に向ける。期間ニでは、Ｂ相コイルＢ_１１０７０ａ及びＢ相コイルＢ_２１０７０ｂに負のＢ相コイル電流−ｉ_Ｂが流れ、回転子マグネット１０５５はその磁極をそれぞれ、上記期間ハにおける位置から時計回り方向に約９０°回転させてＢ相コイルＢ_２１０７０ｂ側及びＢ相コイルＢ_１１０７０ａ側に向ける。回転子マグネット１０５５は上記期間イ〜ニで時計回り方向に１回転する。回転子マグネット１０５５の回転により、Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂには、コイル電流ｉ_Ａの非通電期間である期間ロ、ニにおいて起電力が誘起され、Ｂ相コイルＢ_１１０７０ａ及びＢ相コイルＢ_２１０７０ｂには、コイル電流ｉ_Ｂの非通電期間である期間イ、ハにおいて起電力が誘起される。期間ホ以降においては、期間イ〜ニと同様である。

図３は、図２の１相駆動時におけるステッピングモータ１０５０のＡ相コイル１０６０（Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂ）のコイル電流（Ａ相コイル電流）ｉ_Ａとコイル電圧（Ａ相コイル電圧）ｅ_Ａの説明図である。（ａ）は、ステッピングモータ１０５０の１相駆動によって光ピックアップ１０３０が光ディスク１０１０の最内周位置側に向けて移動する（ピックアップリターン）ときの移動速度ｖ_ｐの変化を示す図、（ｂ）はＡ相コイル電流ｉ_Ａの波形図、（ｃ）はＡ相コイル電圧ｅ_Ａの波形図、（ｄ）はＢ相コイル電流ｉ_Ｂの波形図、（ｅ）はＢ相コイル電圧ｅ_Ｂの波形図である。

図３において、時点ｔ_１でステッピングモータ１０５０が起動し、光ピックアップ１０３０の移動を開始する。ステッピングモータ１０５０が時点ｔ_２以内に所定の回転数に達したとすると、該回転数状態では、光ピックアップ１０３０は速度ｖ_ｐｍで光ディスク１０１０の最内周位置側に向けて移動する。このとき、ステッピングモータ１０５０の回転子マグネット１０５５の回転に伴う磁束変化により、Ａ相コイル１０６０（Ａ相コイルＡ_１１０６０ａ及びＡ相コイルＡ_２１０６０ｂ）には、そのコイル電流ｉ_Ａの非通電期間ロ、ニ、…に起電力（電圧）ｅ_Ａｉが発生し、Ｂ相コイル１０７０（Ｂ相コイルＢ_１１０７０ａ及びＢ相コイルＢ_２１０７０ｂ）には、そのコイル電流ｉ_Ｂの非通電期間イ、ハ、ホ、…に起電力（電圧）ｅ_Ｂｉが発生する。すなわち、ステッピングモータ１０５０が、光ピックアップ１０３０の移動のために所定の回転数で回転している期間Ｍでは、起電力ｅ_Ａｉ及び起電力ｅ_Ｂｉが発生する。光ピックアップ１０３０が光ディスク１０１０の最内周位置に達し内周ストッパ１０８０に当接（衝突）すると、ステッピングモータ１０５０の回転子マグネット１０５５の回転速度が低下し、ゼロまたはほとんどゼロとなるため、Ａ相コイル１０６０、Ｂ相コイル１０７０それぞれの非通電期間において、起電力がほとんど誘起されなくなる。すなわち、光ピックアップ１０３０が移動を停止し、ステッピングモータ１０５０の回転数がゼロまたはほとんどゼロとなる期間Ｎでは、起電力ｅ_Ａｉ及び起電力ｅ_Ｂｉがほとんど発生しない。すなわち、時点ｔ_０を境にして、Ａ相コイル１０６０、Ｂ相コイル１０７０それぞれの非通電期間における起電力ｅ_Ａｉ、ｅ_Ｂｉのレベルが変化する。起電力検出器１１２０は、該起電力変化を、光ディスク１０１０の最内周位置情報として検出し、検出結果の信号をマイコン１１１０側に向けて出力する。なお、起電力検出器１１２０では、起電力ｅ_Ａｉ、ｅ_Ｂｉの両方についてのレベル変化を検出してもよいし、または、起電力ｅ_Ａｉ、ｅ_Ｂｉのいずれか一方についてレベル変化を検出してもよい。

上記実施形態の構成によれば、リミットスイッチを用いずに、また、光ディスク１０１０が装着されていない状態においても、光ディスク１０１０の最内周位置の検出が可能となり、使い勝手性を向上させることができる。また、スライドモータとしてのステッピングモータの固定子コイルを利用する構成であるため、新規部品の追加等は不要であり、組立て作業性の向上なども可能で、一層の低コスト化を図ることができる。
なお、上記実施形態では、ステッピングモータ１０５０として２相駆動方式のものを用いるとしたが本発明はこれに限定されない。

本発明の実施形態としての光ディスク装置の構成例図である。図１の光ディスク装置におけるステッピングモータの１相駆動の説明図である。ステッピングモータの１相駆動時のコイル電流、コイル電圧の説明図である。

符号の説明

１０１０…光ディスク、
１０２０…ディスクモータ、
１０３０…光ピックアップ、
１０４０…対物レンズ、
１０５０…ステッピングモータ、
１０６０、１０７０…固定子コイル、
１０８０…内周ストッパ、
１０９０…信号処理回路、
１１００…ドライブ回路、
１１１０…マイコン、
１１２０…起電力検出器。

Claims

ステッピングモータを用いて光ピックアップを光ディスクの略半径方向に移動させ光ディスクに対し情報の記録または再生を行う光ディスク装置であって、
記録または再生動作の開始時、上記光ピックアップが光ディスクの最内周位置に達しストッパ部材に当接したときの、該ステッピングモータの固定子コイルの起電力変化を検出する検出手段と、
上記検出手段の出力信号に基づき、上記ステッピングモータの駆動を停止させる制御信号を形成する制御手段と、
を備え、上記ステッピングモータの固定子コイルのうち、励磁電流が通電されていない固定子コイルに発生する起電力変化に基づき、上記光ピックアップが上記光ディスクの最内周位置に達したことを検知し、該ステッピングモータの駆動を停止させる構成としたことを特徴とする光ディスク装置。
上記ステッピングモータは、複数相の固定子コイルのうち、一部の相の固定子コイルに励磁電流を通電して上記光ピックアップを光ディスクの最内周位置へ移動させ、
上記検出手段は、励磁電流が通電されていない相の固定子コイルに発生する起電力の変化を検出する構成である請求項１に記載の光ディスク装置。