JPH0727677B2 - 回転数検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は記録再生装置のスピンドル軸の回転数の制御に
使用する回転数制御信号と前記スピンドル軸の１回転ご
とに発生するインデツクス信号とを出力する回転数検出
装置に関するものである。

従来の技術 第４図は記録再生装置のスピンドル機構を示す。取付け
ベース１に回転自在に支持されたスピンドル軸２の下端
には、回転子３が取り付けられており、回転子３の内側
には環状のマグネツト４が固定されている。取付けベー
ス１の裏面側には前記のマグネツト４と対向して固定子
５が固定されており、スピンドル軸２は固定子５とマグ
ネツト４などで構成されるモータによつて回転駆動され
る。スピンドル軸２の上端部にはハブ受台６が取り付け
られており、ハブ受台６の駆動ピン７が円盤状の記録媒
体８のハブ９に係合し、記録媒体８がスピンドル軸２と
同一の速度で回転する。

このような記録再生装置では、スピンドル軸２を一定の
速度で回転させるために、回転子３の回転数を検出した
回転数制御信号が必要である。さらに、記録媒体８への
記録を実行するためには１回転ごとのインデツクス信号
が必要である。そのためマグネツト４の上面には、回転
角を等分割した明暗の縞模様10が書かれている。11は縞
模様10を検出するように取付けベース１の側に取り付け
られた反射型の第１の光センサで、この第１の光センサ
11の出力信号が回転数制御信号として使用される。回転
子３の外周部には周方向の一部分だけ反射率が高くなる
ように反射板12が貼着されている。取付けベース１の側
には、回転子３の外周部に対向して反射型の第２の光セ
ンサ13が取り付けられており、第２の光センサ13の出力
信号がインデツクス信号として使用されている。

上記の縞模様10は回転角を当分割したものであつたが、
別の従来例では、その縞模様10を下記に詳述する第５図
に示すようにして、この縞模様10を検出する光センサの
出力信号を下記に詳述する第６図に示す処理回路で処理
して、回転数制御信号S1とインデツクス信号S2を得るよ
うにしたものがある。第５図と第６図を詳しく説明する
と、第５図に示す縞模様10では、Ａで示す一部分のパタ
ーン間隔だけが他のパターン間隔の２倍に形成されてい
る。定速回転状態でこの縞模様10を第１の光センサ11で
検出した信号は、第７図（ａ）で示すように一部分Ａに
相当する部分が期間Ａで示すようになり、期間Ａ以外の
部分ではここよりも短い周期T1で変化した信号が発生す
る。第１の光センサ11の出力信号は第６図における第1,
第２の単安定マルチバイブレータ〔以下、第1,第２のモ
ノマルチと称す〕14,15に入力される。第１のモノマル
チ14の時定数T2は周期T1の約50％に設定されており、出
力には第７図（ｂ）に示すように第７図（ａ）の信号を
時定数T2だけ遅らせた信号となつている。第２のモノマ
ルチ15の時定数T3は周期T1の約150％設定されており、
出力には第７図（ｃ）に示すように期間Ａの他の部分で
は時定数T3の時間内に繰り返しトリガされて“H"レベル
に反転し、期間Ａでは時定数T3の後に“L"レベルとなつ
て、次の立ち上りエツジで再度トリガされて“H"レベル
に反転する。この第２のモノマルチ15の出力信号がイン
デツクス信号S2となる。第1,第２のモノマルチ14,15の
出力信号は、第1,第２の立ち下がり検出部16,17とオア
ゲート18を介して、いずれか少なくとも一方が立ち下が
る信号が検出されて、その信号で第３の単安定マルチバ
イブレータ〔以下、第３のモノマルチと称す〕19がトリ
ガされる。第３のモノマルチ19の時定数T4は時定数T1の
約50％に設定されており、第７図（ｄ）に示すように期
間Ａにおいても信号が時定数T4で反転する回転数制御信
号S1が得られる。なお、第６図においてアンドゲート2
0,21は定速度検出回路22が定常状態を検出するまでの過
度状態の期間に、インデツクス信号S2と回転数制御信号
S1の出力をオフするものである。

発明が解決しようとする課題 縞模様10を全周にわたつて等間隔にした場合には、イン
デツクス信号S2を得るためには、第１の光センサ11とは
別に第２の光センサ13と反射板12を必要とし、しかも第
1,第２の光センサ11,13を精度よく取り付けなければな
らないため、組み立ての面でも問題がある。これに対し
て、縞模様10を第５図に示すように形成した場合には、
単一の光センサ11で両信号が得られるため、上記のよう
な問題を回避することができる。しかし、回転子３に回
転変動が生じた場合には回転数制御信号S1を正確に発生
できなくなる問題が残されている。

第８図（ａ）〜（ｄ）は回転子３に回転変動が生じた場
合のタイミングチヤートで、各波形は第７図（ａ）〜
（ｄ）に対応している。期間Ｂ以外では正確に回転数制
御信号S1を発生しているが、期間ＢにおいてはT1＋△
Ｔ′.T1＋△Ｔ′となるべきところをT1.T1＋２×△Ｔ′
なる回転数制御信号を発生してしまう。したがつて、回
転数制御信号の信頼性に欠けるものであり問題となる。

単一の光センサ11で両信号が得られる別の構成として
は、縞模様10を第９図に示すようにパターンの間隔がＣ
の部分〔以下、狭間隔部分と称す〕のみ他のパターン間
隔の半分にし、この第９図の縞模様10を読み取つた第１
の光センサ11の出力信号を第10図に示す処理回路で処理
することも考えられるが、この場合には第１の光センサ
11の出力信号のデユーテイが、センサの感度、しきい値
のばらつきによつて変化したときには、正確な回転数制
御信号S1インデツクス信号S2が得られない問題が残され
ている。

第10図に示した上記処理回路の構成ならびに動作を第11
図，第12図の波形図に基づいて説明しておく。第９図に
示す縞模様10のパターンの変化を読み取つた第１の光セ
ンサ11の出力には第11（ａ）に示すように狭間隔部分Ｃ
を除く位置では周期T1で狭間隔部分Ｃの位置では周期
（T1/2）の信号が発生している。第10図の処理回路で
は、クロック入力CK1を計数するカウンタ23とナンドゲ
ート24,25でタイマー部26が構成されており、タイマー
部26の規定時間T3は期間T1の約40％に設定されている。
第11図（ｂ）に示すようにナンドゲート25の出力信号は
第１の光センサ11の出力信号が“H"レベルから“L"レベ
ルに変化すると計数を開始して、狭間隔部分Ｃの外では
規定時間T3の後に出力信号が“H"レベルから“L"レベル
に変化し、第１の光センサ11の出力信号が“L"レベルか
ら“H"レベルになると“L"レベルから“H"レベルに変化
する。狭間隔部分Ｃの位置では、タイマー部26が規定時
間の経過を検出する前に、第１の光センサ11の出力信号
が“H"レベルに反転するため、タイマー部26の出力信号
は“H"レベルを維持しており、タイマー部26は狭間隔部
分Ｃの外の立上りエツジを検出していることになる。Ｔ
型フリツプフロツプ27はタイマー部26の出力信号が“H"
レベルの間第１の光センサの出力信号の出力の立上りが
くると反転し、狭間隔部分Ｃを検出してこれがインデツ
クス信号S2〔第11図（ｃ）〕として出力される。ナンド
ゲート28では、このインデツクス信号S2と第１の光セン
サ11の出力信号とが入力に接続されており、狭間隔部分
Ｃの位置における回転数制御信号用に使用する立下りエ
ツジを検出して第11図（ｄ）に示す信号を出力する。ナ
ンドゲート29ではナンドゲート28の出力信号とタイマー
部26の出力信号とを合成して第11図（ｅ）の信号を出力
し、その出力信号の立上りエツジをＤ型フリツプフロツ
プ30,31およびノアゲート32によつて検出して、これを
回転数制御信号S1〔第11図（ｆ）〕としている。CK2は
フリツプフロツプ30,31へのクロツク入力である。

第12図は上記の第１の光センサ11の出力信号のデユーテ
イが、センサの感度、しきい値のばらつきによつて変化
した場合の第10図の処理回路の波形図を示し、第12図
（ａ）〜（ｆ）は第10図（ａ）〜（ｆ）の各部に対応し
ている。第１の光センサ11の出力信号は上記のばらつき
のために必ずデユーテイ50％で出力されるものでなく第
12図に示すように狭間隔部分Ｃの外の位置において、
“L"レベルの時間T2がタイマー部26の規定時間T3より短
くなつた場合には、タイマー部26の出力信号は狭間隔部
分Ｃと同じように“H"レベルとなつてしまう。その結
果、インデツクス信号S2は狭間隔部分Ｃの外にも、第１
の光センサ11の出力信号の立上りがくるたびに発生す
る。回転数制御信号S1もその周期が変化する。

本発明は第９図に示すような縞模様のパターンを用いた
場合に、このパターンを検出するセンサの出力信号のデ
ユーテイが変化しても、誤つた回転数制御信号ならびに
インデツクス信号が発生しない回転数検出装置を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明の回転数検出装置は、記録再生装置のスピンドル
軸の回転数の制御に使用する回転数制御信号と前記スピ
ンドル軸の１回転ごとに発生するインデツクス信号を発
生する回転数検出装置であつて、スピンドル軸と一体に
回転する回転体に、スピンドル軸の回転角度を等間隔に
分割することともにその一部に２ケ所連続して前記の等
間隔よりも狭く分割した挟間隔部分を有する縞模様の被
検出部を形成し、かつ、この被検出部の縞模様を読み取
るセンサと、センサの出力信号の信号エツジを検出する
エツジ検出部と、スピンドル軸の目標回転数のときの回
転数制御信号の周期よりも短い規定時間を有し前記エツ
ジ検出部の出力信号によつてトリガされて計数を開始す
るタイマー部と、タイマー部が前記の規定時間の経過検
出前に前記エツジ検出部が次の信号エツジを検出したと
きに出力が反転して被検出部の狭間隔部分を検出するイ
ンデツクス信号発生部と、インデツクス信号発生部の出
力信号で前記エツジ検出部の出力信号を処理してエツジ
検出部の出力信号から狭間隔部分のエツジ信号を除去し
た信号を出力するインデツクス分離部とを設け、インデ
ツクス信号発生部の出力信号をインデツクス信号、イン
デツクス分離部の出力信号を回転数制御信号としたこと
を特徴とする。

作用 この構成によると、被検出部の縞模様の一部に、２回連
続してパターンピツチの狭い狭間隔部分が設けられてお
り、単一のセンサがこの被検出部の縞模様を読み取る。
センサの出力信号はエツジ検出部とインデツクス信号発
生部とで処理され、インデツクス信号は、エツジ検出部
の出力信号で、計数動作が制御されているタイマー部の
出力信号と、センサの出力信号とをインデツクス信号発
生部で処理して、縞模様の狭間隔部分を分離して作ら
れ、回転数制御信号は、インデツクス分離部においてイ
ンデツクス信号発生部の出力信号でエツジ検出部の出力
信号から狭間隔部分を除去して作られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。なお、実施例の説明に使用する記録再生装置の
機械的な構成は、従来例を示す第４図の構成における第
２の光センサ13と反射板12が除去された構成であり、そ
の図面を省略し、第４図と同一の符号を付けて説明す
る。

第１図は本発明の回転数検出装置を示す。第１の光セン
サ11はスピンドル軸２と一体に回転する被検出部として
の縞模様10を読み取る。縞模様10は第９図に示したもの
であり、狭間隔部分Ｃが一部に形成されている。第１の
光センサ11の出力信号はエツジ検出部33、タイマー部3
4、インデツクス信号発生部35、暴走検出部36によつて
次のように処理される。

エツジ検出部33は、インバータ37とクロツク入力CK3が
供給されたＤ型フリツプフロツプ38,39,40とナンドゲー
ト41とで構成されている。縞模様10に第９図のパターン
の変化があると、第１の光センサ11の出力信号は第２図
（ａ）のように狭間隔部分は外は周期T1で変化し、狭間
隔部分Ｃでは周期T1の半分の周期で変化する。第１の光
センサ11の出力信号はエツジ検出部33を介して第２図
（ｂ）に示すように立下りエツジのみが取り出される。

タイマー部34は、ナンドゲート42,43とクロツク信号CK4
を計数するカウンタ44とで構成されており、時定数T4は
周期T1の約75％に設定されている。エツジ検出部33の出
力信号が“L"レベルから“H"レベルに変化すると、タイ
マー出力が第２図（ｃ）に示すように“H"レベルとな
り、狭間隔部分Ｃの外の位置では規定時間T4の後に“L"
レベルに変化する。狭間隔部分Ｃの位置ではエツジ検出
部33の出力信号がタイマー部34のタイムアツプ検出より
も前に“L"レベルに変化するため、カウンタ44がリセッ
トされてタイマ出力は“H"レベルに維持される。

タイマー部34の出力信号は、インデツクス信号発生部35
としてのＴ型フリツプフロツプ45に入力される。Ｔ型フ
リツプフロツプ45はタイマー部34の出力信号が“H"レベ
ルにおける第１の光センサ11の出力信号の立下りエツジ
をみており、狭間隔部分Ｃの外の位置第１の光センサ11
の出力信号の立下りエツジはタイマー部34の出力信号
“L"レベル時にあつて無視され、狭間隔部分Ｃの位置に
おいては第２図（ｄ）に示すように反転して狭間隔部分
Ｃが検出される。この信号がインデツクス信号S2として
出力される。この出力信号とエツジ検出部33の出力信号
とはインデツクス分離部46としてのノアゲート47の入力
に接続され、出力には第２図（ｅ）に示すように、イン
デツクス信号発生部35の出力信号が“L"レベルのときは
エツジ検出部33の出力信号を反転した信号を出力し、イ
ンデツクス信号発生部35の出力信号が“H"レベルのとき
は“L"レベルを出力して、狭間隔部分Ｃの位置の最初の
立下りエツジ部を除去して一定周期T1の回転数制御信号
S1が得られる。

このように回転数制御信号S1とインデツクス信号S2はエ
ツジ検出部33の出力信号に基づいて、第１の光センサ11
の出力信号の立下がりエツジに同期して処理されている
ため、第１の光センサ11の出力信号のデユーテイが50％
からずれた場合であつても、正確な回転数制御信号S1と
インデツクス信号S2を発生することができる。

最後に、第１図における暴走検出部36について説明す
る。

前記のタイマー部34の規定時間T4がT1の時間の変化に対
し追従して変化する場合はよいが、第２図のタイマー部
34のようにT4を固定時間に設定した場合には、モータの
起動時などにT1の時間がT4の時間より短くなる場合があ
る。このためＴ型フリツプフロツプ48とＤ型フリツプフ
ロツプ49から構成される暴走検出部36が設けられてい
る。第３図はモータの起動時などで回転周期T1が短くな
りT4の時間以下になつた場合のタイミングチヤートを示
す。第３図（ａ）〜（ｅ）は第２図（ａ）〜（ｅ）の各
部に対応している。回転周期T1がタイマー部34の規定時
間T4より短い場合は、狭間隔部分Ｃの外の位置でも第２
図の狭間隔部分の位置と同様に、タイマー部34がタイム
アツプを検出する前に出力が“L"レベルに変化してリセ
ツトされ、タイマー部34の出力信号は第３図（ｃ）に示
すように“H"レベルのままとなる。このためＴ型フリツ
プフロツプ45は第１の光センサ11の出力信号の立下りエ
ツジがくるたびに反転して第３（ｄ）に示すような出力
となる。この出力がインデツクス信号S2となつているた
め、１回転中に何回もインデツクスが出力されることに
なる。一方、回転数制御信号S1は第３図（ｅ）のように
狭間隔部分Ｃの位置の前後では、目標回転数に対応する
周期T1の3/2倍の周期で出力され、狭間隔部分の外ではT
1の２倍の周期で出力され、実際には高回転であるにも
かかわらず低回転であると出力するものになつている。
暴走検出部36は、このような場合にインデツクス信号Ｓ
が何回も出力されることを利用し、高速回転状態を識別
して暴走検出信号S3を出力する。ここではタイマー部34
の出力が“H"レベルになつたままの状態でその間にイン
デツクス信号S2の立下りエツジを２回検出した時に“H"
レベルを出力し、この信号を強制減速信号として使用す
ることにより誤動作を防ぐことが可能となる。この信号
により減速されT1の時間がT4の時間より長くなると第３
図に示す期間Ｄにタイマー部34の出力信号が“L"レベル
に変化することで暴走検出信号S3はリセツトされ暴走状
態が解除されたことを示す。

このようにタイマー部34をその規定時間T4が固定の簡単
なカウンタ回路とした場合でも、暴走検出部36により、
高速回転時の識別を行うことが可能となる。

また、このような暴走検出部36を含む第１の処理回路は
集積回路化することが可能である。

発明の効果 以上のように本発明によると、被検出部の縞模様の一部
に、２回連続してパターンピツチの狭い狭間隔部分が設
けられており、単一のセンサがこの被検出部の縞模様を
読み取り、センサの出力信号がエツジ検出部とインデツ
クス信号発生部とで処理され、インデツクス信号が、エ
ツジ検出部の出力信号で計数動作が制御されているタイ
マー部の出力信号と、センサの出力信号とをインデツク
ス信号発生部で処理して作られる。回転数制御信号は、
インデツクス分離部においてインデツクス信号発生部の
出力信号でエツジ検出部の出力信号から狭間隔部分を除
去して作られている。したがつて、単一のセンサであり
ながら回転数制御信号とインデツクス信号の両信号を得
ることができ、センサの出力信号の処理はエツジ検出部
の出力信号に基づいて制御されているため、回転数制御
信号ならびにインデツクス信号を、センサの出力信号の
デユーテイの影響を受けない信頼性の高いものとするこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転数検出装置の一実施例の信号処理
回路の構成図、第２図は同装置の要部波形図、第３図は
高速回転時の要部波形図、第４図は従来の記録再生装置
の構成を示す一部切欠き正面図、第５図は従来の被検出
部の平面図、第６図は第５図の被検出部を読み取つて処
理する信号処理回路の構成図、第７図と第８図は第６図
の要部波形図、第９図は被検出部の別の例を示す平面
図、第10図は第９図の被検出部を読み取つて処理する信
号処理回路の構成図、第11図と第12図は第10図の要部波
形図である。 ２……スピンドル軸、10……縞模様〔被検出部〕、11…
…第１のセンサ〔センサ〕、33……エツジ検出部、34…
…タイマー部、35……インデツクス信号発生部、46……
インデツクス分離部、Ｃ……狭間隔部分、S1……回転数
制御信号、S2……インデツクス信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録再生装置のスピンドル軸の回転数の制
   御に使用する回転数制御信号と前記スピンドル軸の１回
   転ごとに発生するインデツクス信号を発生する回転数検
   出装置であつて、スピンドル軸と一体に回転する回転体
   に、スピンドル軸の回転角度を等間隔に分割するととも
   にその一部に２ケ所連続して前記の等間隔よりも狭く分
   割した狭間隔部分を有する縞模様の被検出部を形成し、
   かつ、この被検出部の縞模様を読み取るセンサと、セン
   サの出力信号の信号エツジを検出するエツジ検出部と、
   スピンドル軸の目標回転数のときの回転数制御信号の周
   期よりも短い規定時間を有し前記エツジ検出部の出力信
   号によつてトリガされて計数を開始するタイマー部と、
   タイマー部が前記の規定時間の経過検出前に前記エツジ
   検出部が次の信号エツジを検出したときに出力が反転し
   て被検出部の狭間隔部分を検出するインデツクス信号発
   生部と、インデツクス信号発生部の出力信号で前記エツ
   ジ検出部の出力信号を処理してエツジ検出部の出力信号
   から狭間隔部分のエツジ信号を除去した信号を出力する
   インデツクス分離部とを設け、インデツクス信号発生部
   の出力信号をインデツクス信号、インデツクス分離部の
   出力信号を回転数制御信号とした回転数検出装置。