JPH01282740A - ディスク装置におけるサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ディスク装置におけるサーボ装置に関する。

背景技術 大量のディジタル・データ等の情報を追記型光ディスク
（以下、単にディスクと称する）に記録したりその記録
情報を読み取るためのディスク装置においては、従来、
複数枚のディスクをディスク収納部に順に配列収納し、
オートチェンジャーを用いて複数枚のディスクを順次交
換することによって情報の記録又は読取りを行なう構成
となっていた。

このように、オートチェンジャーを用いてディスクの交
換を行なう構成の従来装置では、ディスクの交換に時間
がかかることによりアクセスに時間を要し、またディス
ク装置全体としては体積的な記録密度が低いという欠点
があった。

発明の概要 本発明は、上記した従来のものの欠点を除去すべくなさ
れたもので、アクセス時間の短縮化に寄与し得るディス
ク装置におけるサーボ装置を提供することを目的とする
。

本発明によるディスク装置におけるサーボ装置は、一部
に内周から外周に亘る光ビーム透過域を有するディスク
に対して情報の記録又は読取りを行なうに当って、ディ
スクの情報記８面上にメインビームスポットとデ・イス
クとの相対移動に際してメインビームスポットよりも先
行するサブビームスポットとを形成し２、第１のエラー
生成手段によってメインビームスポットの反射光に基づ
いてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号
を生成すると共に、第２のエラー生成手段によってサブ
ビームスポットの反射光（ど基づいてフォーカスエラー
信号及びトラッキングエラー信号を生成し、フォーカス
及びトラッキングの各サーボ系に対してメインビームス
ポットが光ビーム透過域に近づいたことを検出したとき
第１のエラー生成手段によるエラー信号に代えて所定の
エラー信号を供給し、サブビームスポットが光ビーム透
過域を通過して記録域に再突入したことを検出したとき
第２のエラー生成手段によるエラー信号を供給する（を
成となっている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係るディスク装置の一実施例を示す断
面図である。図において、カートリッジ１内には例えば
５枚のディスク２１〜２５が収納され、これらディスク
はカートリ・ツジ１の中央部にディスク収納枚数に対応
した数だけ積層されたメタルハブ３１〜３５によってそ
の内縁部にて保持される。ディスク２１〜２５の各々に
は、特に第２図から明らかなように、その一部に内周か
ら外周に亘る光ビーム透過域としての切欠窓４１〜４５
が形成されており、またカート１ルンジ１にもディスク
２１〜２５の切欠窓４１〜４５に対応して切欠窓５が形
成されている。カートリッジ１の底部内面には環状のマ
グネット６が埋設されており、このマグネット６の磁気
１及引力によって各メタルハブ３１〜３５がカートリッ
ジ１の底面に対して順次積み重ねられた状態に保持され
る。

５個のメタルハブ３１〜３５のうち、下から４個のメタ
ルハブ３１〜３４は環状形状を有し、その内周面には断
１ＩｊＶ字状の環状溝７１〜７４が形成され、さらに周
方向における少なくとも１か所に貫通孔８１〜８４が穿
設されている。これら貫通孔８１〜８４には位置決めピ
ン９１〜９４が、メタルハブ３１〜３４の上下面に対し
てその先端が突出しかつ後端が埋没するように嵌入固着
されている。一方、最上部のメタルハブ３５は円盤状形
状を有し、その中心部には後述するスピン゛ドル１０が
嵌入する貫通孔１１が、他のメタルハブ３１〜３４の貫
通孔８１〜８４と対応する位置には貫通孔（四部であっ
ても良い）８５がぞれぞれ穿没されている。また、カー
トリッジ１の底部内面のメタルハブ３１〜３４の貫通孔
８１〜８４と対応する位置には突起１２が突設されてい
る。そして、各メタルハブ３１〜３５が順次積み重ねら
れた状態では、カートリッジ１の突起１２に対して最下
部のメタルハブ３１の貫通孔８１が嵌合し、各メタルハ
ブ３１〜３４の位置決めピン９１〜９４に対してその上
方に位置するメタル１１３２〜３５の各貫通孔８２〜８
５がそれぞれ嵌合することにより、各ディスク２１〜２
５の切欠窓４１〜４５がカートリッジ１の切欠窓５と対
向するホームポジションに位置決めされることになる。

５枚のディスク２１〜２５を収納したカートリッジ１は
スピンドルモータ１３のスピンドル１０に嵌谷されたク
ランパ１４に対して装告され、図示せぬ保持機構によっ
て保持される。クランパ１４の底面凹部にはカートリッ
ジ１の底部内面に埋設されたマグネット６よりも大なる
磁気吸引力を有する環状のマグネット１５が配設されて
おり、カートリッジ１の装管状態では、マグネット１５
の磁気吸引力によって各メタル１１ブ３１〜３５がディ
スク２１〜２５を保持した状態でクランパ１４に対して
クランプされる。このクランプ状態においては、スピン
ドルモータ１３によって各ディスク２１〜２５が一体的
に回転駆動されることになる。

メタルハブ３１〜３４の中心部にはディスク選択機構１
６が軸線０方向において移動可能に設けられている。こ
のディスク選択機構１６は、特に第３図から明らかなよ
うに、内面に凹部１８ａ〜１８ｄを有することによって
径方向において弾性的に揺動可能な例えば４個の先端部
に一体的に設けられた爪部１７ａ〜・１７ｄを有する樹
脂等からなる筒状部材１８と、この筒状部材１８の内部
に摺動自在に嵌入した棒状部材１９とからなり、これら
部材１８．１９は軸線０方向において一体的に移動可能
であると共に、棒状部材１９が筒状部材１８に対して移
動可能であり、これらの駆動は図示せぬ駆動機構によっ
てなされる。

かかるディスク選択機構１６において、棒状部材１９が
第３図に二点鎖線で示す如く筒状部材１８に対して爪部
１７ａ〜１７ｄよりも降下した位置にあるときには、爪
部１７ａ〜１７ｄが弾性的に内方向に揺動するので筒状
部材１・８の先端部は窄んだ状態にあり、この状態で筒
状部月１８は棒状部材１９と一体的に軸線Ｏ方向に移動
せしめられる。そして、情報の記録又は読取りがなされ
るディスクが例えば下から３枚目のディスク２３の場合
には、筒状部材１８の爪部１７ａ〜１７ｄが下から２番
目のメタルハブ３２の環状溝７２に対して位置決めされ
、しかる後棒状部材１９が筒状部材１８に対して爪部１
７ａ〜１７ｄの位置まで上昇せしめられる。これにより
、第３図に実線で示すように、爪部１７ａ〜１７ｄが弾
性的に外方向に揺動するので筒状部材１８の先端部は開
いた状態となり、この状態では爪部１７ａ〜１７ｄが下
から２番目のメタルハブ３２の環状溝７２に嵌合する。

そして、筒状部材１８及び棒状部材１９が一体的に下方
に移動せしめられることにより、メタルハブ３２以下が
マグネット１５の磁気吸引力に抗してメタルハブ３３か
ら切り離され、クランパ１４に対するクランプ状態から
解放される。

第１図にはかかる状態が示されている。

これにより、メタルハブ３３によって保持されたディス
ク２３及びそれよりも上のディスク２４゜２５がスピン
ドルモータ１３によって一体的に回転駆動され、このと
き、下の２枚のディスク２１゜２２は各切欠窓４１１４
２がカートリッジ１の切欠窓５と対向するホルムポジシ
ョンに位置決めされた固定状態にあるため、カートリッ
ジ１の切欠窓５及びディスク２．．２２の各切欠窓４１
゜４２を通して下から３枚目のディスク２３に対する情
報の記録又は読取りが可能となる。情報の記録又は読取
りは、カートリッジ１の下方に切欠窓５に沿って移動自
在に設けられた光学ヘッド２０によって行なわれる。

ところで、ディスク２のプリグループには、情報の記録
又は読取り時において、後述するビームスポットＳＭ、
ＳＳ　　（第４図参照）がディスク２の切欠窓４を通過
後にそれまでのトラックとは異なるトラックに対してト
ラッキングサーボの引込みが行なわれないようにするた
めに、切欠窓４に入る直前のトラックと切欠窓４を出た
直後のトラックとの対応関係を明確にすべく、互いに周
波数が異なる例えば５種のトラック識別用パイロット信
号ｆ１〜ｆ５を５トラツクを１周期とするプリフォーマ
ット・パターンとして予め記録されている。このパイロ
ット信号の周波数の切換えを、例えばディスク中心に関
して切欠窓と対称な位置で行なうことにより、切欠窓の
前後の対応するトラック間でパイロット信号の周波数を
一致させることができるので、このパイロット信号の周
波数に基づいてトラックを識別できることになる。

なお、このパイロット信号はトラック１ツクてに記ｔ、
Ａされる必要はなく、例えば切欠窓の前後において記９
１されていれば、所期の［１的を達成できる。また、５
匹のパイロット信号ｆ１〜ｆ５を５トラツクを１周期と
して、配録するごとによって、ビームスポットのずれ方
向も考慮すると±２トラックのトランクずれを識別でき
ることになるが、これに限定されるものではない。

次に、第１図における光学ヘッド２０並びにそのフォー
カスサーボ系及びトう・ノキングサーボ系の構成につい
て第４図を２照して説明する。

第４図において、例えば一対のレーザダイオードからな
る光源２１から発せられる一対のレーザ光ビームはビー
ムスプリッタ２２で反射された後、対物レンズ２３によ
ってディスク２の情報記録面上に、回転するディスク２
との相対移動に際して先行するサブビームスポットＳＳ
と後続するメインビームスポットＳＭとして収束される
。メインビームスポットＳＭ及びサブビームスポットＳ
ｓの各反射光ビームは対物レンズ２３及びビームスプリ
ッタ２２を経てハーフミラ−２４に入射する。

そして、メインビームスポットＳＨの反射光ビームはハ
ーフミラ−２４を透過して４分割フォトディテクタ２５
に、サブビームスポットＳＳの反射光ビームはハーフミ
ラ−２４で反射された後レンズ２６を経て４分割フォト
ディテクタ２７にそれぞれ入射する。

以」７．によって光学ヘッド２ｏが構成されている。

かかる構成は概略的なものであり、図示しないが、光学
ヘッド２０にはディスク２の情報記録面に対して対物レ
ンズ２３をその先軸方向に駆動するフォーカスアクチュ
エータやメインビームスポットＳＭ及びサブと一ムスポ
ットＳＳをトラックに対してディスク半径方向に偏倚せ
しめるトラッキングアクチュエータ等も内蔵されている
。また、光源２１として一対のレーザダイオードを用い
て一対のレーザ光ビームを得る構成となっているが、単
一のレーザダイオードから発せられるｔｌｉ−のレーザ
光ビームをグレイティングを用いて一対のレーザ光ビー
ムに分離することも可能である。

なお、サブビーム用４分割フォトディテクタ２７の前に
配されたレンズ２６は、ディスク２の切欠窓４の前後に
おいてディスク２の大なる而ぶれが生ずることを考慮し
てサブビーム側のキャプチャーレンジを広くすべく設け
られたものであり、これによれば、ビームスポットが切
欠窓４を通過して記録域に再突入したときのフォーカス
及びトラッキングの各サーボの再引込みを円滑に行なう
ことができる。この各サーボ系のサーボ動作については
、後で詳細に説明する。

メインビーム側の４分割フォトディテクタ２５の４出力
はマトリクス回路３０に供給される。マトリクス回路３
０においては、フォトディテクタ２５の４つの受光部の
各出力の総和が読取出力信号として導出されると共に、
周知の非点収差法等のエラー生成法によってフォーカス
エラー信号が、さらに周知のプッシュプル法等のエラー
生成法によってトラッキングエラー信号がぞれぞれ導出
される。このフォーカスエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号は互いに連動する２つの切換えスイッチ３１．
３２の各ａ端子入力となる。また、サブビーム側の４分
割フォトディテクタ２７の４出力はマトリクス回路３３
に供給される。マトリクス回路３３においては、周知の
非点収差法等のエラー生成法によってフォーカスエラー
信号が、導出されると共に、４つの受光部の各出力の総
和がサブビーム反射光信号として導出される。導出され
たフォーカスエラー信号は切換えスイッチ３１のｂ端子
入力となり、サブビーム反射光信号はレベル検出回路３
４及びパイロット判別回路３５に供給される。パイロッ
ト判別回路３５から出力されるエラー信号は切換えスイ
ッチ３２のｂ端子入力となる。切換えスイッチ３１の出
力信号は切換えスイッチ３６のａ端子入力となると共に
、ホールド回路３７に供給される。ホールド回路３７の
ホールド出力は切換えスイッチ３６のｂ端子人力となる
。同様に、切換えスイッチ３２の出力信号は切換えスイ
ッチ３８のａ端子入力となると共に、ホールド回路３９
に供給される。ホールド回路３つのホールド出力は切換
えスイッチ３８のｂ端子人力となる。なお、切換えスイ
ッチ３１．３２及び３６．３８は、通常のトレース状態
においてはａ端子入力を選択した状態にある。

レベル検出回路３４はサブビーム反射光信号の信号レベ
ルを監視し、当該信号レベルが所定基準レベル以下とな
ったとき、サブビームスポットＳＳか第５図に示す如く
ディスク２の切欠窓４に突入したと判断し、例えば高レ
ベルの検出信号（ａ）を出力する。この検出信号（ａ）
はタイミング信号発生回路４０に供給される。タイミン
グ信号発生回路４０はこの検出信号（ａ）に基づいてザ
ブビームスポットＳＳの切欠窓４への突入時にそれまで
のフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の
各信号レベルを保持しこれを一定期間Ｔ１だけエラー信
号とすべく切換えスイッチ３６゜３８をｂ端子側に切り
換えかつホールド回路３７゜３つを制御するためのタイ
ミング信号（ｂ）、サブビームスポットＳＳの記録域へ
の再突入後の一定期間Ｔ２だけサブビーム反射光信号に
基づくエラー信号によって各サーボを行なうべく切換え
スイッチ３１．３２をｂ端子側に切り換えるためのタイ
ミング信号（Ｃ）、パイロット判別回路３５において切
欠窓４への突入直前及び記録域への再突入直後のサブビ
ーム反射光信号に基づくトラック識別情報を得るための
タイミング信号（ｄ）。

（ｅ）をそれぞれ発生する。

パイロット判別回路３５はサブビーム反射光信号から得
られる先述したパイロット信号の周波数ｆ１〜ｆ５を判
別することにより、メインビームスポットＳＭがディス
ク２の切欠窓４を通過後にそれまでと同一のトラック上
にあるか否かを識別し、同一トラック上でない場合には
、ずれ方向及び異なるトラック数に対応する極性及びレ
ベルのエラー信号を出力するためのものであり、その回
路ｔ１’４成の一例を第６図に示す。

第６図において、周波数弁別回路５０はサブビーム反射
光信号に含まれるパイロット信号の周波数を弁別するた
めのものであり、例えば、５種のパイロット信号の各周
波数ｆ１〜ｆ５に対応した通過帯域を有する５つのバン
ドパスフィルタを含み、通過周波数を検出したフィルタ
に対応するビットを１”とする５ビツトのトラック弁別
データを出力する。このトラック弁別データは直接ラッ
チ回路５１に供給されると共に、遅延回路５２で所定時
間だけ遅延されてラッチ回路５３に供給される。ラッチ
回路５３においてはタイミング信号発生回路４０て発生
されるタイミング信号（ｄ）に応答して遅延回路５２で
遅延されたトラック弁別データ（ｂ）のラッチが行なわ
れるので、このラッチ回路５３にはサブビームスポット
ＳＳがディスク２の切欠窓４に突入する直前のトラック
弁別データがラッチされることになる。

一方、ラッチ回路５１においてはタイミング信号発生回
路４０で発生されるタイミング信号（ｅ）に応答してト
ラック弁別データのラッチが行なわれるので、ラッチ回
路５１にはサブビームスボッ）Ｓｓがディスク２の記録
域に再突入した直後のトラック弁別データがラッチされ
ることになる。

そして、ラッチ回路５１．５３にラッチされた各トラッ
ク弁別データが・マイクロコンピュータ５４で比較判定
される。マイクロコンピュータ５４は各トラック弁別デ
ータを比較することによってサブビームスポットＳＳが
現在トレースしているトラックが切欠窓４への突入直前
と記録域への再突入直後とで一致しているか否かを判定
し、異なる場合には、両データの比較結果からサブビー
ムスポットＳＳが記録域への再突入後にトレースすべき
目標トラックを識別し、目標ｌ・ラックに対する現（Ｅ
　Ｉ−ラックからのずれ方向（移動方向）及び異なるト
ラック数（移動距離）に対応する極性及びレベルのエラ
ー信号を出力すべくエラー信号生成回路５５を駆動制御
する。エラー信号生成回路５５から出力されるエラー信
号は第４図の切換えスイッチ３２のｂ端子に供給される
。

次に、かかる構成のサーボ系の動作について説明する。

通常のトレース状態においは、切換えスイッチ３１．３
２及び３６．３８がａ端子人力を選択した状態にあるた
め、メインビームスポットＳＨの反射光に基づいて生成
されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信
号によってフォーカス及びトラッキングの各サーボが行
なわれる。このサーボ状態において、メインビームスポ
ットＳ閂よりも先行するサブビームスポットＳＳがディ
スク２の切欠窓４に突入すると、サブビーム反射光信号
の信号レベルが低下するので、このことがレベル検出回
路３３で検出される。この検出時点で、タイミング発生
回路４０から発生されるタイミング信号（ｂ）によって
それまでのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラ
ー信号の各信号レベルかホールド回路３７．３９で保持
されかつ切換えスイッチ３６．３８がｂ端子側に切り換
わるので、以降は、メインビームによって得られる各エ
ラー信号を無視し、各サーボ系は切欠窓４への突入直前
に保持した各エラー信号にロックされた状態となる。

サブビームスポットＳｓがディスク２の記録域に再突入
すると、サブビーム反射光信号の信号レベルが上昇する
ので、このことがレベル検出回路３３で検出される。こ
の検出時点で、タイミング発生回路４０から発生される
タイミング信号（Ｃ）によって切換えスイッチ３１．３
２がｂ端子側に切り換わり、同時にタイミング信号（ｂ
）の消滅によって切換えスイッチ３６．３８がａ端子側
に切り換わるので、メインビーム反射光に基づいて得ら
れる各エラー信号による各サーボに先立って、先ずサブ
ビーム反射光に基づいて得られる各エラー信号によって
各サーボが再開される。

この記録域への再突入の際に、ディスク２の偏心等に起
因してビームスポットｓＭ、Ｓｓが切欠窓４に突入する
直前までトレースとていたトラックとは異なるトラック
に引き込まれる可能性がある。ところが、パイロット判
別回路３５において、サブビーム反射光から得られるト
ラック識別用パイロット信号ｆ１〜ｆ５の切欠窓４への
突入直前のものと記録域への再突入直後のものとの比較
によって各ビームスポットのずれ方向及び異なるトラッ
ク数の判定が行なわれ、これらに応じた極性及びレベル
のエラー信号が生成され、このエラー信号によってトラ
ックずれが修正されるので、トラックずれが発生しても
自動的に切欠窓４に突入する直前までトレースしていた
トラックへ引き込まれることになる。そして、記録域へ
の再突入から一定時間Ｔ２が経過しタイミング信号（Ｃ
）が消滅することによって切換えスイッチ３１．３２が
ａ端子側に切り換わり、通常のトレース状態となる。

以上の動作が、各ビームスポットｓＭ、Ｓｓが切欠窓４
に突入する度毎に繰り返されることによって、情報の記
録又は読取りが行なわれるのである。

なお、上記実施例では、サブビーム反射光信号の信号レ
ベルに基づいてサブビームスポットＳＳがディスク２の
切欠窓４に突入したことを検出するとしたが、切欠窓４
のビームスポット突入側近傍の記録域に切欠窓４が近い
ことを示す切欠窓検出用パイロット信号を記録しておき
、このパイロット信号をサブビーム反射光信号中から検
知することによって切欠窓４への突入を予め検出するよ
うにすることも可能である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によるサーボ装置によれば、
ディスクの一部に内周から外周に亘る光ビーム透過域を
有するディスクに対して情報の記録又は読取りを行なう
に当って、ディスクの情報記録面上にメインビームスポ
ットとこれに先行するサブビームスポットを形成し、メ
インビーム反射光によるエラー信号によってフォーカス
及びトラッキングの各サーボを行ない、メインビームス
ポットが光ビーム透過域に近づいたらメインビーム反射
光によるエラー信号を無視してサーボへ系をロックし、
サブビームスポットが先ビーム透過域を通過して記録域
に再突入したらサブビーム反射光によるエラー信号によ
ってサーボを再開する（を成となっているので、光ビー
ム透過域を通過後のメインビームスポットに対するサー
ボ引込みを迅速に行なうことができる。

また、かかるサーボ装置を備えたディスク装置において
は、光ビーム透過域を何するディスクの複数枚をその中
心軸を合わせて積層して保持しかつこれら積層ディスク
の各光ビーム透過域を所定ホームポジションに位置決め
しておき、積層ディスクのうちの少なくとも１を回転駆
動し、光学ヘッドを積層ディスクの外方において光ビー
ム透過域に沿って移動せしめて情報の記録又は読取りを
行なうｔＭ成となっているので、ディスクの交換が不要
であることによりアクセス時間の短縮化が可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るディスク駆動装置の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図におけるカートリッジを下方
から見た斜視図、第３図は第１図におけるディスク選択
機構を示す断面図、第４図は光学ヘッド並びに本発明に
よるフォーカスサーボ系及びトラッキングサーボ系を示
す１７４成図、第５図は第４図におけるタイミング発生
回路がら発生される各タイミング信号の波形図、第６図
は第４図におけるパイロット判別回路の構成の一例を示
すブロック図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・カートリッジ ２１〜２５・・・・・・ディスク ３１〜３５・・・・・・メタルハブ ４１〜４５・・・・・・切欠窓 １３・・・・・・スピンドルモータ　１４・旧・・クラ
ンパ１６・・・・・・ディスク選択機構 ２０・・・・・・光学ヘッド ２２・・・・・・ビームスプリッタ ２３・・・・・・対物レンズ ２４・・・・・・ハーフミラ− ２５，２７・・・・・・フォトディテクタ３４・・・・
・・レベル検出回路 ３５・・・・・・パイロット判別回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一部に内周から外周に亘る光ビーム透過域を有す
   るディスクに対して情報の記録又は読取りを行なうディ
   スク装置において、ディスクの情報記録面上にメインビ
   ームスポットとディスクとの相対移動に際して前記メイ
   ンビームスポットよりも先行するサブビームスポットと
   を形成するビームスポット形成手段と、前記メインビー
   ムスポットの反射光に基づいてフォーカスエラー信号及
   びトラッキングエラー信号を生成する第１のエラー生成
   手段と、前記サブビームスポットの反射光に基づいてフ
   ォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成
   する第２のエラー生成手段と、前記第１のエラー生成手
   段からのエラー信号に基づいてフォーカス及びトラッキ
   ングの各サーボをなすサーボ系と、前記メインビームス
   ポットが前記光ビーム透過域に近づいたことを検出する
   第１の検出手段と、前記サブビームスポットが前記光ビ
   ーム透過域を通過して記録域に再突入したことを検出す
   る第２の検出手段と、前記サーボ系に対して前記第１の
   検出手段の検出出力に応答して前記第１のエラー生成手
   段によるエラー信号に代えて所定のエラー信号を供給し
   かつ前記第２の検出手段の検出出力に応答して前記第２
   のエラー生成手段によるエラー信号を供給すべく制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とするサーボ装置。
2. （２）前記第１の検出手段は前記サブビームスポットの
   反射光の光量変化によって検出することを特徴とする請
   求項１記載のサーボ装置。
3. （３）前記ディスクには前記光ビーム透過域のビームス
   ポット突入側の近傍にパイロット信号が記録されており
   、前記第１の検出手段はこのパイロット信号を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。