JPH05144011A - 光デイスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消去・記録・再生にかかる時間を短縮し、アク
セス速度，データ転送速度の早い光ディスク駆動装置を
提供する。 【構成】ハウジング１に軸受２４を介して支持される回
転部材２にディスク４を取付け、ディスク４に対向する
光ヘッド５がハウジング１に支持される光ディスク駆動
装置において、光ヘッド５を円周等分に四個配設し、各
々の光ヘッド５を独立に制御して消去・記録・再生を行
う。１個の光ヘッドの場合よりアクセス速度，データ転
送速度を格段に早くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク駆動装置に
係り、特に書き換え可能な光ディスク駆動装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の光ディスク駆動装置とし
ては、例えば図５に示すような、光磁気ディスク（以
下、単にディスクという）を挟んでバイアス磁石と対向
する位置に光ヘッドを１個のみを備えた光磁気ディスク
装置がある。ハウジング１上に回転部材であるターンテ
ーブル２を所定速度に回転駆動するモータ３を配設し、
図示されないローディング機構でターンテーブル２上に
装填されたディスク４を正確な回転数で回転させるとと
もに、光ヘッド５をリニアモータ装置６でディスク４上
の所定位置に移動させ、ディスク４上でデータの読み書
き（信号の消去，記録，再生）をおこなう。

【０００３】新しくデータを記録（書き込み）する場合
は、半導体レーザ７から水平方向に照射した光ビーム８
を偏光ビームスプリッタ９を経てプリズム１０で上向き
に変え、対物レンズ１１を介してディスク４の記録位置
に集束させ、先ず、その光スポットで照射部分をキュリ
ー温度以上に加熱して、外部のバイアス磁石１３の向き
に磁化することにより前のデータを消去する。次に、デ
ィスク４がもう一度同じ場所にくるまで回転する間に記
録すべきデータの磁化方向にバイアス磁石１３の向きを
選び、光スポットで加熱すると外部磁界の向きに応じて
磁化された新しいデータが記録される。必要に応じて、
更にディスク４を一回転させてデータが正確に記録され
ているかを確認する。

【０００４】データを再生する（読み出す）場合は、半
導体レーザ７の出力を記録時より落とし、光ビーム８を
キュリー温度以下の弱いものにして照射する。ディスク
４の読み出すべきデータが記録されている位置に光ヘッ
ド５を運び、レーザ光を照射すると、その部分の光磁気
膜の磁化の方向に応じて反射光１４の偏光面の回転方向
が変わる。この偏光面の回転の向きを検出することによ
り書き込まれた信号を読み出す。

【０００５】上記光磁気ディスク装置は、モータ３で駆
動されるターンテーブル２の支軸２ａが２個の玉軸受２
ｂで回転自在に支持されている。また、光ヘッド５をデ
ィスク４の半径方向に直線移動させて目的のトラックへ
運ぶために、光ヘッド５の機構の全体をリニアモータ装
置６に搭載している。上記の光ディスク駆動装置にあっ
ては、ディスク４は図６，図７に示すような光磁気ディ
スクカセット１５に収納して使用されている。この光磁
気ディスクカセット１５は、情報記録媒体であるディス
ク４と、これを回転可能に収納するカートリッジ１７
と、このカートリッジ１７の表裏の両面の開口部１８
ａ，１８ｂを開閉するシャッター機構１９から構成され
ている。通常、片面ディスクの場合には、開口部１８
ａ，１８ｂは、カートリッジ１７の片面が光ヘッド５の
移動範囲に対応して形成されたウィンドウ１８ａと、デ
ィスク４をターンテーブル２にクランプするハブ１６に
対応して形成されたセンターホール１８ｂとからなって
おり、他の片面がバイアス磁石１３に対向するウィンド
ウ１８ａとなっている。一方、両面ディスクの場合に
は、図示されてはいないが、カートリッジ１７の表裏の
両面の開口部１８ａ，１８ｂはウィンドウ１８ａとセン
ターホール１８ｂとからそれぞれなっている。

【０００６】この従来の光磁気ディスクカセット１５で
は、光ディスク駆動装置の光ヘッド５及びバイアス磁石
１３がそれぞれ１個であるから、これらに対応するカー
トリッジ１７のウィンドウ１８ａも片面は一箇所でよ
く、したがってディスク４の記録面へのほこりの侵入を
防ぐシャッター機構１９をカートリッジ１７に併設する
スペースが確保できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
光ディスク駆動装置は磁気ディスク装置に比べてアクセ
ス速度およびデータ転送速度が遅いという問題点があ
り、記憶容量が大きくてしかもディスクが交換できると
いう本来の特徴を充分生かせなかった。すなわち、従来
の光ディスク駆動装置にあっては、光ヘッド１個で消
去，記録，再生がおこなわれ、その各動作毎にディスク
を１回転させることが必要である。したがって新規にデ
ータを記録しようとするとディスクが２〜３回転する時
間が必要となる。そこでディスク回転数を高くして対応
しようとしても、回転数は使用する半導体レーザのパワ
ーとディスクの感度により制約されるため限界があり、
記録時間を短縮することは難しい。再生においても、回
転数を高くして読出し時間を早めることには同様の困難
があり、結局アクセス速度及びデータ転送速度が遅いと
いう問題点は未解決のまま残されていた。

【０００８】そこで、本発明は、消去・記録・再生にか
かる時間を短縮し、アクセス速度，データ転送速度の早
い光ディスク駆動装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングに
軸受を介して支持される回転部材にディスクを取付け、
そのディスクに対向する光ヘッドがハウジングに支持さ
れる光ディスク駆動装置に係り、光ヘッドを円周上に四
個配設し、各々の光ヘッドから回転中心へ向かう四つの
線がほぼ９０°に等角度になっている。

【００１０】

【作用】本発明の光ディスク駆動装置は、４個の光ヘッ
ドをスペース上に互いに干渉しない範囲で円周等分に配
置したことにより、データの消去・記録・再生に要する
時間を短縮する。独立した制御回路をもつ上記４個の光
ヘッドを、データの内容に応じてコントローラで総括制
御することにより、使用条件に合わせて容易に最適化を
図ることができる。

【００１１】なお、上記４個の光ヘッドはそれぞれ可動
光学系と固定光学系とに分けた分離型光ヘッドとするこ
とで可動光学系を軽量化して、シーク時間を短縮するこ
とができる。また、４個の光ヘッドを四角形状の装置の
対角線上に配置すると、ディスクの外側にはみ出す固定
光学系が装置の四隅に配置されるから、全体のスペース
を節約できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来と同一または相当部分には同一の符号
を付してある。図１は、本発明の一実施例の要部を模式
的に示す概念図、図２は光ヘッドの配置例を示す部分平
面図である。この光ディスク駆動装置Ｈには、各々に独
立した制御回路をもつ４個の光ヘッド５が、ハウジング
１に支持されて円周上に四個配設されている。各々の光
ヘッド５からディスク４の回転中心へ向かう四つの線
は、中心角がほぼ９０°ずつに等分に配置されている。
光ヘッド５の数が多いほど、アクセス時間を短く、デー
タ転送速度を早くできるが、各光ヘッド５は後述の可動
光学系２１がディスク４の最内周側まで移動する必要が
ある場合は互いの寸法上の干渉を避けるために、個数は
最大４個に制限される。

【００１３】これら４個の光ヘッド５は、リニアモータ
装置６で搬送する可動部分を軽量化してシーク時間を短
くするために、分割して構成されている。すなわち、プ
リズム１０と対物レンズ１１とで可動光学系２１を構成
して、これをリニアモータ装置６に搭載し、ハウジング
１で可動に支持している。一方、半導体レーザ７，偏光
ビームスプリッタ９等の重い部分は固定光学系２２とし
て分離し、ハウジング１に固定している。この場合、ス
ペースを節約して装置全体を小型化するため、４個の光
ヘッド５の各固定光学系２２は、図２に示すようにハウ
ジング１の四角形の基台の四隅に対角線上に配置するこ
とが好ましい。もっとも、必ずしも対角線上になくても
良く、隣り合う対角線の間に配置しても良い。ただし、
光ヘッド５の互いの干渉を避けるために光ヘッド５をほ
ぼ９０°の間隔で円周上に等配に配置することが必要で
ある。なお、ハウジング１の基台が長方形の場合は、４
個の光ヘッド５の各固定光学系を対角線上ではないが長
方形の基台の四隅の近くに配置することが好ましい。

【００１４】また、この実施例にあっては、ディスク４
を回転させる回転部材であるターンテーブル２の軸２３
は、軸の外径面にヘリングボーン状の動圧発生みぞを設
けた２個のラジアル動圧グルーブ軸受２４で支持してい
る。そして、その軸受の支持スパン２５を、ディスク４
の外径の１／１５より大きい寸法に設定してある。これ
は、ディスク４の外周面の上下方向の振れ幅を、光ヘッ
ド５のフォーカスサーボがかかる±１００μｍ以内に押
さえるためである。また、ハウジング１の基台に固定さ
れたハウジング１のスリーブ２７に非接触に支持される
軸２３の下端面は、ハウジング１のスラスト軸受面に動
圧発生みぞを設けたスラスト動圧グルーブ軸受２８で支
持されている。

【００１５】そのスリーブ２７の円筒状外周面に駆動モ
ータ３のステータコイル３０が取付けられている。この
ステータコイル３０と半径方向に対向するロータマグネ
ット３１が、カップ状のケース３２を介して回転部材２
に取付けられている。そして、上記ステータコイル３０
への通電をスピンドルモータ制御回路３３により制御し
て、光ヘッド５によるディスク４のデータの消去・記録
・再生の各動作に応じて、ターンテーブル２ひいてはデ
ィスク４を正確な回転速度で回転させるように構成して
いる。その回転制御は、例えば光ヘッド５で読み出され
た信号を波形整形してディジタル波形となし、その波形
と基準信号とのタイミング誤差が零となるようにして行
う。

【００１６】この光ディスク駆動装置Ｈは、４個の光ヘ
ッド５の各々が独立した光ヘッド制御回路３５を有して
おり、更にそれらを総括して最適制御するところの総括
制御用のコントローラ３６を具備している。そのコント
ローラ３６をインターフェイス３７を介して、例えばホ
ストコンピュータＣに接続することにより、大容量でし
かもアクセス速度，転送速度の早い高速の外部記憶装置
として利用する。

【００１７】上記光ヘッド制御回路３５は、公知の光デ
ィスク駆動装置と同じく、磁気バイアス制御回路４０、
レーザ制御回路４１、信号処理回路４３、光学系作動制
御回路４４等を備えている。磁気バイアス制御回路４０
は、バイアス磁石１３の磁界の方向をデータの記録時と
消去時とで切換えて反転させるように制御するものであ
る。レーザ制御回路４１は、半導体レーザ７の出力を消
去／記録時と再生時とで高／低に切換え、また記録時は
記録信号に応じて光変調方式で制御するものである。信
号処理回路４３は、再生時に、ディスク４から反射され
偏光ビームスプリッタ９を経て光信号検出系４２に入射
した光信号を読み取り、ディスク４上の記録磁気信号の
向きに応じた再生信号に変換して出力する。また、図示
しない公知の非点収差方式で検出したフォーカスエラー
信号及び公知の三点スポット方式で検出したトラッキン
グエラー信号を各電気信号に変換して出力するものであ
る。

【００１８】光学系作動制御回路４４は、光ヘッド５の
投射光スポットがディスク４上の所定位置へ正確にアク
セスするように、可動光学系２１の作動を制御するもの
であり、可動光学系２１をディスク４の半径方向に高速
で粗移動させるリニアモータ装置６のサーボ駆動回路４
５、対物レンズ１１の位置を上下方向並びに水平方向に
微動させる図示しない対物レンズアクチュエータ（２軸
デバイス）を前記フォーカスエラー信号，トラッキング
エラー信号に基づいてフィードバック制御することによ
り投射光をディスク４の所定位置に正確に投射させるフ
ォーカス／トラッキングサーボ回路４６により構成され
ている。

【００１９】コントローラ３６は、上記光ヘッド制御回
路３５内の信号処理回路４３とフォーカス／トラッキン
グサーボ回路４６の間の信号の授受、及び各制御回路４
０〜４４とホストコンピュータＣ間の信号の授受を仲介
するとともに、４個の光ヘッド５が持つ各光ヘッド制御
回路３５を総括的に関連して制御するものである。その
総括制御のパターンは複数種のものが選択できるように
されている。

【００２０】例えば代表的なパターンＰ１は、ディスク
４の半径方向を内周側から外周側に向かって４領域に分
け、その各領域毎に１個ずつの光ヘッド５を割当てて、
各々の光ヘッド５でデータの消去／記録・再生をそれぞ
れ独立に行わせるものである。記録／消去は２回転で行
われるが、４領域が並列処理できる。また、パターンＰ
２は、４個の光ヘッド５のうちの２個の光ヘッド５で記
録／再生を、他の２個が消去を分担して、ディスク４を
半径方向に内周領域と外周領域との２領域に分け、その
各領域毎に独立にデータの消去・記録・再生を行わせる
ものである。消去／記録の書き込み操作は１回転で行な
う。また２領域並列処理できる。

【００２１】パターンＰ３は、３個の光ヘッド５の１個
ずつに、消去と記録と再生とを分担させ、残り１個を予
備にするものである。消去／記録の書き込み操作は１回
転で行なえる。パターンＰ４は、４個の光ヘッド５がそ
れぞれディスク４の半径方向に最内周端から最外周端ま
で自由に移動でき、そしてそれぞれの光ヘッド５が独立
して消去・記録・再生を全て行えるようにしたものであ
る。

【００２２】これらの制御パターンは取り扱うデータに
応じて最適なものを選択すればよく、その選択は、予め
各パターンの制御回路を光ディスク駆動装置内に内蔵し
ておいて、ホストコンピュータＣからの指令により切り
換えたり、又は手動のスイッチで切り換えるようにして
もよい。又、それぞれのパターンの制御回路ボードを形
成しておき、必要に応じてこれを光ディスク駆動装置に
差し替えるようにしてもよい。

【００２３】次に、この光ディスク駆動装置に用いるデ
ィスク４のカセットについて、図３，図４を参照して説
明する。この４個の光ヘッドの光ディスク駆動装置に使
用するディスク４を回転可能に収納するディスクカート
リッジ５０は、片面ディスクの場合には、開口部５１と
して、片面につき４ヶ所のウィンドウ５２とディスク４
をターンテーブル２にクランプするハブ１６に対応して
形成された１個のセンターホール５３とを備えている。
４ヶ所のウィンドウ５２は、４個の光ヘッド５の移動範
囲に対応させて、回転中心へ向かう四つの線上にほぼ９
０度の間隔で放射状に設けられている。また、ディスク
カートリッジ５０は、開口部５１として、他の片面につ
きバイアス磁石１３に対向する４ヶ所のウィンドウをほ
ぼ９０°の間隔で放射状に備えている。両面ディスクの
場合には、ディスクカートリッジ５０の表裏の両面の開
口部５１は、ほぼ９０°の間隔で放射状に設けられた４
ヵ所のウィンドウ５２と１個のセンターホール５３とを
それぞれ備えている。なお、表裏の両面の開口部５１
は、ウィンドウ５２とセンターホール５３とが別々に分
離して設けられても、一体につながった形で設けられて
も良い。この場合、ディスクカートリッジ５０の表裏の
両面の開口部５１はそれぞれ複数の開口を備えるので、
これら複数の開口を蓋するシャッター機構を設けること
はスペースの点からむずかしい。そこで、使用時以外に
はディスクカートリッジ５０をケース５５に収納して開
口部５１を塞ぐようにしてある。ケース５５は、側面の
一面のみにディスクカートリッジ５０の出し入れ開口を
有する偏平な箱型に形成してある。このようにディスク
４とディスクカートリッジ５０とケース５５とで光ディ
スク・カセット５６を構成し、ディスク４保管時におけ
るディスク面への埃などの侵入を防止するとともに、光
ディスク駆動装置へのディスク４着脱時に記録面を手で
触れる危険を少なくしている。

【００２４】次に作用を説明する。ケース５５から取り
出したディスクカートリッジ５０を光ディスク駆動装置
のローディング機構に投入すると、ディスクカートリッ
ジ５０はハウジング１に非回転で支持され、またディス
ク４はハブ１６を介してターンテーブル２に取り付けら
れる。また、光ディスク駆動装置のいずれかの制御パタ
ーン、例えばパターンＰ１を選定する（スイッチ又は制
御ボードの差し替えで選定する）。そのようにすると、
コントローラ３６からは、ホストコンピュータＣからの
データをディスク４の所定の領域、例えば最内周の領域
に書き込む、またはディスク４の所定の領域のデータを
読み出してホストコンピュータＣに送るとの指令が出さ
れる。

【００２５】コントローラ３６からは、該当の領域を分
担する光ヘッド５の光ヘッド制御回路３５に書き込み指
令信号又は読み出し指令信号が送られる。この場合、当
該光ヘッド５の可動光学系２１の移動範囲は分担した最
内周の領域に限られるから、シーク時間は従来に比し約
１／４に短縮される。これは、指定領域が最外周或いは
中間の場合であっても同様である。さらに、リニアモー
タ装置６で搬送するものが軽量の可動光学系２１のみで
あり、高速移動が可能である。また、コントローラ３６
の指令で、各領域の４個の光ヘッド５は、独立に制御し
て消去・記録・再生を行わせることができる。

【００２６】したがって、この実施例によれば、１個の
光ヘッド５で消去・記録・再生する場合に比べてデータ
の消去／記録時間および再生時間が大幅に短縮でき、ア
クセス時間が短くデータ転送速度が早いという効果を有
する。光ディスク駆動装置の制御パターンとしてパター
ンＰ２を選定すると、コントローラ３６は、４個の光ヘ
ッド５のうちの２個の光ヘッド５に対しては記録および
再生の指令を出し、他の２個に対しては消去の指令を出
す。こうして、４個の光ヘッド５を、記録／再生を専用
に分担するものと、消去のみを専用に分担するものとに
分け、記録／再生用の１個の光ヘッド５と消去用の１個
の光ヘッド５とを組合せて一組にしたものを二組とす
る。一方、ディスク４を半径方向に内周領域と外周領域
との２領域に分け、その各領域毎に各組の光ヘッド５を
割り振る。コントローラ３６は、ホストコンピュータＣ
からの信号に基づき、各光ヘッド５の光ヘッド制御回路
３５に指令して、各領域毎に独立にデータの消去・記録
・再生を行わせる。消去／記録の書き込み操作をディス
クの１回転で行なうことができ、且つ２領域を並列処理
できる。そのため、上記と同様にアクセス時間が短くデ
ータ転送速度が早いという効果が得られる。

【００２７】光ディスク駆動装置の制御パターンＰ３を
選定した場合は、コントローラ３６は、４個の光ヘッド
５の内の１個の光ヘッド制御回路３５には消去指令を、
他の１個の光ヘッド５の光ヘッド制御回路３５には記録
指令を、他の１個の光ヘッド５の光ヘッド制御回路３５
には再生指令を、ホストコンピュータＣからの信号に基
づいて指令する。残り１個の光ヘッド５は予備とし、他
の光ヘッド５の故障に備える。この場合も、消去／記録
の書き込み操作は１回転で行なえるから、やはりアクセ
ス時間が短くデータ転送速度が早いという効果が得られ
る。

【００２８】光ディスク駆動装置の制御パターンＰ４を
選定した場合は、コントローラ３６はホストコンピュー
タＣからの信号に基づいて４個の光ヘッド５に独立に消
去・記録・再生を全て行わせる。従って、１個の光ヘッ
ド５の場合に比べ、アクセス時間を約１／４に短縮で
き、しかもデータ転送速度が約４倍早くなるという効果
が得られる。

【００２９】以上の如く、本実施例によればアクセス速
度、データ転送速度を従来より大幅に早められるのみで
なく、さらに以下のような種々の機能上の効果が得られ
る。４個の光ヘッド５は独立に制御できるから、たとえ
光ヘッド５が故障しても、１個以上の正常な光ヘッド５
が残っていれば光ディスク駆動装置として機能すること
が可能であり、記憶装置としての信頼性が高められる。

【００３０】また、本光ディスク駆動装置をビデオ・デ
ィスク・レコーダ（ＶＤＲ）として使用した場合、２個
の光ヘッド５で記録しながら、それとは独立に他の２個
の光ヘッド５で自由にデータを読み出すこともできるか
ら、プレイバックやスロー再生を録画を中断することな
く行えるようにすることもできる。また、ディスク４を
支承する軸２３は、２個のラジアル動圧グルーブ軸受２
４で支持するとともに、その軸受スパンを光ヘッド５の
外径の１／１５よりも大きくしたので、軸受のモーメン
ト剛性が高くなり、ディスク４の外周面の上下方向の振
れを光ヘッド５のフォーカスサーボがかけやすい±１０
０μｍ以内に押さえることができる。また、定格回転中
に、軸２３には非回転同期成分の高周波数の振れが殆ど
発生しない。その結果、光ヘッド５の高速シークが可能
となるとともに、追従性が良くなりデータの転送速度が
早く、しかも再生時の読み取りエラーが少ないという効
果を有する。

【００３１】なお、上記実施例は、ディスク４と平行な
棒状のバイアス磁石１３をディスク４を挟んで４個の光
ヘッド５と対向するように円周方向等配に放射状に４個
配置したが、外部磁界発生用の磁石を光磁気ヘッド内に
組み込んだ外部磁気一体型光磁気ヘッドを用いたものに
も適用できる。その場合、光磁気ヘッドをディスクの表
裏両面側に配置しても良い。この場合、ディスクは両面
型のものを４ヶ所のウィンドウ５２が表裏の両面にそれ
ぞれ形成されたディスクカートリッジ５０に収納したも
のが用いられる。

【００３２】また、半導体レーザ７には１本のレーザ光
が出射される１ビームの半導体レーザ７を使用するだけ
でなく、３ビーム，４ビーム，８ビーム等の複数のレー
ザ光が出射されるいわゆるマルチビーム半導体レーザ７
を使用してもよい。４個の光ヘッド５の各々に、マルチ
ビーム半導体レーザ７より複数のレーザ光がそれぞれ出
射されると、より一層のデータ転送速度の向上が図れ
る。

【００３３】また、本発明は、記録・消去を同時にでき
るようにしたダイレクト・オーバライト機能を持つ光磁
気ディスク駆動装置および相変化ディスクを用いた光デ
ィスク駆動装置等にも適用できる。また、コントローラ
３６による制御パターンは実施例に限定するものではな
く、その他の制御パターンもソフトウエアで実現でき
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ディスク駆動装置において光ヘッドを円周上に四個配
設し、各々の光ヘッドから回転中心へ向かう四つの線が
ほぼ９０°に等角度になっているものとした。そのた
め、各光ヘッドで消去・記録・再生をおこなうことがで
き、アクセス速度，データ転送速度の早い光ディスク駆
動装置を提供することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を模式的に示す概念図
である。

【図２】本発明の光ヘッドの配置例を示す部分平面図で
ある。

【図３】本発明に使用するディスクカートリッジの斜視
図である。

【図４】図３のディスクカートリッジをケースに収納し
た状態を示す斜視図である。

【図５】従来の光ディスク駆動装置の要部を模式的に示
す図である。

【図６】従来の光磁気ディスクカセットの表面斜視図で
ある。

【図７】図６の裏面側の斜視図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 回転部材 ４ ディスク ５ 光ヘッド ２４ 軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに軸受を介して支持される回
   転部材にディスクを取付け、該ディスクに対向する光ヘ
   ッドがハウジングに支持される光ディスク駆動装置にお
   いて、 前記光ヘッドが円周上に四個配設され、前記各々の光ヘ
   ッドから回転中心へ向かう四つの線はほぼ９０°に等角
   度になっていることを特徴とする光ディスク駆動装置。