JP5812697B2 - ディスク駆動装置及びディスク駆動方法 - Google Patents
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Description
図1〜3に、本発明のディスク駆動装置の一実施形態を含む光ディスク装置100を示す。図1は、本実施形態例の光ディスク装置の主要部を表す断面図である。図1において、可撓性ディスク(可撓性を有するシート状のディスク、光ディスク、ディスクということもある。)10の外径と内径はそれぞれ120mm(半径60mm)と15mm(半径7.5mm)である。ディスク装着部40は、直径が33mmであり、可撓性ディスク10を装着し、スピンドルモータ30により高速で定速回転させることができる。安定化板(安定化部材の一態様)50は、可撓性ディスク10のディスク面に対向する面が平滑なドーナツ状の円板で、回転している可撓性ディスク10と平行に配置されている。安定化板50の外径と内径は、それぞれ122mm(半径61mm)と35mm(半径17.5mm)である。昇降部(近接部材の一態様)70は、安定化板50を昇降させることができる。特に、昇降部70は、所定量ずつ制御しながら安定化板50を、回転している可撓性ディスク10の表面に対向するように配置して安定化板50と可撓性ディスク10とを徐々に近接させることができる。
図4〜15は、図1〜3に記載した光ディスク装置100を用いて、厚さの異なる光ディスク(可撓性ディスク)10を異なる回転数(それぞれ7,000rpm、10,000rpm、13,000rpm)で回転させながら、光ディスク10と安定化板50を所定幅ずつ近接させたときの間隙Cと、装置周辺の気圧(大気圧)に対する回転中の光ディスク10と安定化板50の間隙80の気圧の差圧(差圧Pと略称する。)と、光ディスク10の面振れ量との関係を測定した測定データとその一部のグラフである。それぞれの図を参照しながら、光ディスク装置100における間隙Cと差圧Pと面振れ量の関係から、それぞれの条件において光ディスク10の面振れ量を光ディスク10に対する記録・再生可能な範囲内に制御する方法について述べる。
図4は、外径120mm(半径60mm)、厚さ0.1mmの光ディスク10を、回転数7,000rpmで回転させたときのディスク10と安定化板50の間隙C(mm)、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と装置周辺部の大気圧との差圧P(Pa)、間隙Cの値が所定値(図4におけるカウンタの値がk)のときの間隙Ck(mm)の微小変化ΔCk(mm)に対する差圧Pk(Pa)の微小変化量ΔPk(Pa)を表す局所差圧勾配Sk(=ΔP/ΔC(Pa/mm))、間隙Cが初期値から所定値まで(図4におけるカウンタの値kが0からkまで)変化したときの、間隙Cの変化全体に対応する差圧Pの変化量である全体差圧勾配St(Pa/mm)、間隙Cが初期値から所定値まで(図4におけるカウンタの値kが0からkまで)変化したときの、それぞれのカウンタの値kにおける前記局所差圧勾配Skの平均値である平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの比である勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの比である勾配比Sk/Sa、及びディスク10の外周部(中心から55mmの位置)の面振れ量(μm)を示す表である。
Sk=ΔPk/ΔCk・・・・・・(1)
St=(P0−Pk)/(C0−Ck)・・・・・(2)
(1)局所差圧勾配Skが1.0Pa/mm以下、好ましくは0.0Pa/mm以下である。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが0.2未満、好ましくは0.1以下、さらに好ましくは0.0以下である。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Saが0.2未満、好ましくは0.1以下、さらに好ましくは0.0以下である。
図6、7は、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と大気圧との差圧P(Pa)、差圧Pと間隙Cの局所差圧勾配Sk(Pa/mm)、差圧Pと間隙Cの全体差圧勾配St(Pa/mm)、平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saの関係、及びディスクの外周部(中心から55mmの位置)の面振れ(μm)を表す表及びグラフである。
(1)局所差圧勾配Skが220Pa/mm未満、好ましくは180Pa/mm以下、さらに好ましくは20Pa/mm以下となる。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが1.0未満、好ましくは0.8以下になる。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Sa1.0未満、好ましくは0.8以下になる。
図8は、実施例1において、光ディスク10を回転数7,000rpmから13,000rpmに変更して回転させた以外は、実施例1と同様にして測定及び算出したディスクと安定化板の間隙C(mm)、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と大気圧との差圧P(Pa)、差圧Pと間隙Cの局所差圧勾配Sk(Pa/mm)、差圧Pと間隙Cの全体差圧勾配St(Pa/mm)、平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saの関係、及びディスクの外周部(中心から55mmの位置)の面振れ(μm)を表す表である。
(1)局所差圧勾配Skが2500Pa/mm未満、好ましくは1500Pa/mm以下となる。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが0.8以下、好ましくは0.2以下、さらに好ましくは0.1以下となる。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Saが0.8以下、好ましくは0.2以下、さらに好ましくは0.1以下となる。
図10は、実施例1において、光ディスク10の厚さを0.1mmから0.2mmに変更した以外は、実施例1と同様にして測定及び算出したディスクと安定化板の間隙C(mm)、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と大気圧との差圧P(Pa)、差圧Pと間隙Cの局所差圧勾配Sk(Pa/mm)、差圧Pと間隙Cの全体差圧勾配St(Pa/mm)、平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saの関係、及びディスクの外周部(中心から55mmの位置)の面振れ(μm)を表す表である。
(1)局所差圧勾配Skが7.0Pa/mm未満、好ましくは0.0Pa/mm以下となる。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが0.5未満、好ましくは0.0以下となる。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Saが0.6以下、好ましくは0.0以下となる。
図12は、実施例4において、光ディスク10を回転数7,000rpmから10,000rpmに変更して回転させた以外は、実施例4と同様にして測定及び算出したディスクと安定化板の間隙C(mm)、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と大気圧との差圧P(Pa)、差圧Pと間隙Cの局所差圧勾配Sk(Pa/mm)、差圧Pと間隙Cの全体差圧勾配St(Pa/mm)、平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saの関係、及びディスクの外周部(中心から55mmの位置)の面振れ(μm)を表す表である。
(1)局所差圧勾配Skが20Pa/mm未満、好ましくは−10Pa/mm以下、さらに好ましくは−20Pa/mm以下となる。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが0.8未満、好ましくは−0.1以下、さらに好ましくは−0.2以下となる。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Saが0.8以下、好ましくは−0.1以下、さらに好ましくは−0.2以下となる。
図14は、実施例4において、光ディスク10を回転数7,000rpmから13,000rpmに変更して回転させた以外は、実施例4と同様にして測定及び算出したディスクと安定化板の間隙C(mm)、ディスク10の外周部(中心から59mmの位置)の間隙部分の気圧と大気圧との差圧P(Pa)、差圧Pと間隙Cの局所差圧勾配Sk(Pa/mm)、差圧Pと間隙Cの全体差圧勾配St(Pa/mm)、平均差圧勾配Sa(Pa/mm)、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/St、局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saの関係、及びディスクの外周部(中心から55mmの位置)の面振れ(μm)を表す表である。
(1)局所差圧勾配Skが103Pa/mm未満、好ましくは0.0Pa/mm以下となる。
(2)局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stの勾配比Sk/Stが1.6未満、好ましくは0.0以下となる。
(3)局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saの勾配比Sk/Saが1.3未満、好ましくは0.0以下となる。
上記実施例1〜6の結果を踏まえて、光ディスク10の面振れ状態を抑えるための安定化板50の配置、すなわち光ディスク10と安定化板50の間隙の設定の方法を定量的に考察する。
(実施形態1)差圧Pkを指標とする可撓性ディスク駆動方法
差圧Pkを制御指標として、所定回転数で回転している可撓性ディスク(光ディスク)の面振れを所定値以下に安定させるには、安定化板50を光ディスク10に近づけるに従って、差圧Pと光ディスク10の面振れ量が小さくなることを利用する。但し、差圧Pと光ディスク10の面振れ量の定量的な関係は、光ディスク10の厚さ、記録・再生時の回転数(記録・再生条件)により異なるので、それぞれの記録・再生条件に対応した好適な差圧Pを事前に測定しておく。最初に、所定の光ディスク10を所定の回転数で回転させながら、間隙Cを初期状態(光ディスク10に対して安定化板50の影響がない程度に十分隔離された状態)から徐々に狭めていく。そして、図4に示したように、間隙Cを所定量変化させる毎に、差圧Pと面振れ量を測定する。面振れ量が20μm以下、好ましくは10μm以下となった時点の差圧Pを、この場合の面振れ量制御する臨界値として光ディスク装置の制御部に記憶しておく。
局所差圧勾配Skを指標として、所定回転数で回転している可撓性ディスク(光ディスク)の面振れを所定値以下に安定させるには、安定化板50を光ディスク10に近づけるに従って光ディスク10の面振れ量が小さくなることを利用する。すなわち、光ディスク10のディスク面と安定化板50の表面の間隙の周辺大気圧との差圧Pを測定しながら、所定回転数で回転している光ディスク10に安定化板50を近づけていき、安定化板50のそれぞれの位置における差圧Pの間隙Cの変化に対する変化量(局所差圧勾配Sk)を算出し、その局所差圧勾配Skが所定値以下となったときを光ディスク10の面振れが所望値(通常は20mm以下)となり、光ディスク10は安定した記録・再生状態に制御される。
局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saを指標として、所定回転数で回転している可撓性ディスク(光ディスク)の面振れを所定値以下に安定させるには、安定化板50を光ディスク10に近づけるに従って光ディスク10の面ブレ量の変化量(差圧勾配)も小さくなることを利用する。すなわち、光ディスク10のディスク面と安定化板50の表面の間隙80における気圧の大気圧との差圧Pを測定しながら、所定回転数で回転している光ディスク10に安定化板50を近づけていき、それぞれの安定化板50の位置における差圧Pの間隙(の幅)Cに対する変化量(局所差圧勾配Sk)を算出し、その局所差圧勾配Skのそれまで安定化板50を移動させてきた間全体(k=1〜k)の局所差圧勾配Skの平均値(平均差圧勾配Sa)に対する比率(勾配比=(局所差圧勾配Sk)/(平均差圧勾配Sa))が所定値以下となったときを光ディスク10の面振れが所望値(通常は20mm以下)となり、光ディスク10は安定した記録・再生状態となることを利用して制御する。
局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stとの勾配比Sk/Stを指標として、所定回転数で回転している可撓性ディスク(光ディスク)の面振れを所定値以下に安定させる光ディスクの駆動方法は、実施形態2で説明した局所差圧勾配Skと平均差圧勾配Saとの勾配比Sk/Saを制御指標とする光ディスクの駆動方法と基本的考え方は同じである。この実施形態では、実施形態2で利用した平均差圧勾配Saに替えて全体差圧勾配Stを利用する点が異なっている。この実施形態では、局所差圧勾配Skと全体差圧勾配Stとの勾配比Sk/Stが所定値以下となったときを光ディスク10の面振れが所望値(通常は20mm以下)となり、光ディスク10は安定した記録・再生状態となることを利用して制御する。
20 :光ピックアップ
21 :レーザ制御回路
22 :駆動制御回路
30 :スピンドルモータ
31 :モータードライバ
40 :ディスク装着部
50 :安定化板(安定化部材)
60 :差圧計(差圧センサ)
61 :測定回路
70 :昇降部
71 :昇降制御回路
80 :ディスク面と安定化板の間隙(間隙の幅Cを表す場合もある)
90 :CPU(演算装置)
91 :インターフェース
92 :メモリ
100 :光ディスク装置(ディスク駆動装置)
200 :上位装置
Claims (8)
- 可撓性を有するシート状のディスクに対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行うために、前記ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、
前記ディスクのディスク面に対向して近接し、前記ディスクの面振れを抑制する安定化部材と、
前記安定化部材の表面と、回転している前記ディスクのディスク面とを所定幅毎に近接させる近接部材と、
前記安定化部材の表面と前記ディスク面との間隙部分における前記ディスクの回転により生じる気圧と、周辺大気圧との差圧を検出する差圧計と、
前記近接部材により、前記安定化部材の表面と前記ディスク面とを近接させた際の、前記差圧計により検出された差圧を基に、前記安定化部材の表面と前記ディスク面との間隙部分の幅を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするディスク駆動装置。 - 前記制御部は、前記安定化部材の表面と前記ディスク面とを近接させた際の、前記間隙部分の幅(C)の微小変化(ΔC)に対する前記差圧(P)の微小変化(ΔP)の割合である局所差圧勾配(Sk=ΔP/ΔC)を基に、前記間隙部分の幅を制御することを特徴とする請求項1に記載のディスク駆動装置。
- 前記制御部は、前記間隙部分の幅を、前記局所差圧勾配(Sk)が0以下になったときの前記間隙部分の幅以下に制御することを特徴とする請求項2に記載のディスク駆動装置。
- 前記制御部は、前記安定化部材の表面と前記ディスク面とを近接させた際の、前記間隙部分の幅(C)の微小変化に対する前記差圧(P)の微小変化の割合である局所差圧勾配(Sk)と、前記間隙部分の幅(C)の変化全体に対する前記差圧(P)の変化の割合である全体差圧勾配(St)との勾配比(Sk)/(St)、
又は前記局所差圧勾配(Sk)と、前記間隙部分の幅の変化領域全体における各部分の局所差圧勾配(Sk)の平均値である平均差圧勾配(Sa)との勾配比(Sk)/(Sa)、
を基に前記間隙部分の幅を制御することを特徴とする請求項1に記載のディスク駆動装置。 - 前記制御部は、前記間隙部分の幅を前記局所差圧勾配(Sk)と前記全体差圧勾配(St)との勾配比(Sk)/(St)、又は前記局所差圧勾配(Sk)と前記平均差圧勾配(Sa)との勾配比(Sk)/(Sa)が0.1以下となったときの前記間隙部分の幅以下に制御することを特徴とする請求項4に記載のディスク駆動装置。
- 可撓性を有するシート状のディスクに対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行うために前記ディスクを回転させるディスク駆動方法であって、
前記ディスクの面振れを抑制する安定化部材と前記ディスクのディスク面とを対向させながら近接させる近接工程と、
周辺の大気圧と、前記安定化部材と前記ディスク面との間隙部分における前記ディスクの回転により生じる気圧との差圧を検出する差圧検出工程と、
検出された前記差圧に基づいて、前記安定化部材と前記ディスク面との間隙の幅を制御する制御工程と、
を有することを特徴とするディスク駆動方法。 - 前記近接工程において、前記安定化部材と回転している前記ディスクの間隙を所定幅ずつ減少させていき、
前記制御工程において、差圧測定時における前記差圧の前記間隙の幅の変化に対する変化割合を算出し、前記間隙の幅を前記差圧の変化割合が所定値以下となったときの前記間隙の幅以下に制御することを特徴とする請求項6に記載のディスク駆動方法。 - 前記近接工程において、前記安定化部材と回転している前記ディスクの間隙を減少させていき、
前記制御工程において、差圧測定時における前記差圧の前記間隙の幅の減少量に対する減少割合が、前記近接工程全体における前記差圧の前記間隙の幅の減少量に対する減少割合に対し、所定値以下となったときの前記間隙の幅以下を、前記ディスクの面振れ抑制領域として前記間隙を制御することを特徴とする請求項6に記載のディスク駆動方法。
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