JPH10255285A

JPH10255285A - ディスク装置

Info

Publication number: JPH10255285A
Application number: JP9061572A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yonezawa; 澤実米
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: US6104681A; JP3484039B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学ヘッドを目標トラックに位置決めするア
クチュエータが摩擦の影響で停止して、誤差が増大する
ことによる影響を緩和し、摩擦の影響があっても安定か
つ精度の高いトラッキング動作を実現する。【解決手段】光ディスク１上の目標トラックに光学ビ
ームスポットを追従させるアクチュエータが摩擦の影響
で停止したことを、判断回路２３によりアクチュエータ
自身の駆動信号の微分値から検知する。判断回路２３
が、アクチュエータの停止を判断した時は静止摩擦力に
抗してアクチュエータが変位可能となる駆動入力を付与
することによって、増大するトラッキング誤差を早期に
低減する。また、動摩擦の影響を適切に補償することも
可能となる。このように、アクチュエータが停止したこ
とを検知して適切な補償を行なうことで、摩擦の影響が
あっても平滑で安定なトラッキング動作を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は情報記録面を有す
るディスクに記録・再生を行なうディスク装置に係り、
特に、目標のトラックに追従するように駆動されるアク
チュエータに摩擦の影響があっても平滑に所定の情報記
録トラックにヘッドを追従させるようにアクチュエータ
を駆動させることができるディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置では、対象となる光ディ
スク上の目標トラックの位置に光学ビームスポットを形
成しそのトラックに追従させるために、スポット形成手
段（光学ヘッド）をトラック横断方向に移動させるアク
チュエータを駆動している。このアクチュエータは対象
となる光ディスクに設けられた情報記録トラックの最内
周から最外周まで、光学ヘッドを移動させる必要がある
と同時に、情報の再生または記録を行なうためにトラッ
ク幅の約１／２０といった精度で光学ヘッドを目標トラ
ックに位置決めすることが要求される。

【０００３】この光学ヘッドの位置決めを実現するため
に、大変位を許容するリニアアクチュエータが用いられ
るが、この大変位を許容するアクチュエータは、案内軸
によってトラック横断方向に移動可能に支持されてい
る。ここで、特に高い精度での位置決めが要求される場
合には、大変位の位置決めを行なうことのできる粗アク
チュエータと詳細な位置決めを行なう精アクチュエータ
とによって協調制御が行なわれることもあるが、この協
調制御が行なわれるか否かに関わらず、この大変位を許
容するアクチュエータと案内軸の間に摩擦の影響がある
と、位置決め精度が劣化するという問題があった。

【０００４】図９に従来のトラッキング制御装置のブロ
ック図を示す。従来公知のトラッキング方法では、目標
トラックとのトラックずれをトラッキングエラー信号と
して光学的に検出し、これを誤差信号として用いてい
る。その検出方式としては、３ビーム法やプッシュプル
法、位相差検出方式があるが、いずれも光学ビームスポ
ットが光ディスク１面で反射された戻り光を分割光検出
器１２で検出し、電気信号に変換するものである。この
トラッキングエラー信号検出の詳細については従来公知
なのでここでは説明を省略する。

【０００５】上記のようにして検出されたトラッキング
エラー信号を、トラッキング補償回路１４によって増幅
・フィルタリングし、粗アクチュエータ１６を駆動する
駆動制御回路１５、及び精アクチュエータ１８を駆動す
る駆動制御回路１７に入力して、このトラッキングエラ
ー信号を零とするようにそれぞれのアクチュエータを駆
動することによって、光学ビームスポットの目標トラッ
クへの追従が実現される。このとき、トラッキング補償
回路１４では、主にフィルタ演算とゲインの乗算が行な
われ、一般には、高い周波数成分を精アクチュエータ駆
動制御回路１７に、低い周波数成分を粗アクチュエータ
駆動制御回路１５に入力するように演算処理される。

【０００６】なお、このトラッキング制御そのものの詳
細については、トラッキングミラーを用いたトラッキン
グ方式が特開昭６０−３２１３４号公報（特に第２頁第
１４行目から第２頁第２１行目）等に詳述されているの
で、この明細書における説明を省略する。

【０００７】さて、従来のディスク装置においては、大
変位可能なアクチュエータとしての前記粗アクチュエー
タ１６は、案内軸に対し軸受けにより支持されている。
この軸受け部と案内軸の間で発生する摩擦力は、光学ヘ
ッド４を目標トラックに追従させるトラッキング制御の
追従性を劣化させるという問題点がある。この問題を回
避するため、軸受けとして摩擦の小さい転がり軸受けな
どを用いることもあるが、案内軸と軸受け部の間に転が
り玉が存在するためその分の厚みが増し、また軸受けに
よって発生する支持力を均等に配分する必要性から軸受
け配置に制約があり設計の自由度が激減し、また部品コ
ストがかかるなどの問題点があった。

【０００８】この問題を解決するために、滑り軸受けを
軸受け部に用いることが提案されており、この滑り軸受
けによれば、動かすべき光学ヘッドと一体で成形できる
ために設計自由度が高く、部品コストは安く、案内軸と
軸受けの間隔が狭いために薄くできるといった利点があ
る。

【０００９】このように、滑り軸受けの利点は確かに大
きいのであるが、案内軸と滑り軸受けとの摩擦が大きい
ために、この摩擦の影響により位置決め誤差が改めて大
きくなり、高精度な位置決めにおいては問題となる。具
体的には、アクチュエータが摩擦によって停止し、その
静摩擦力より大きな入力が入るまでの一定期間停止し続
けるため、その間目標トラックと光学ヘッドとの間の誤
差が増大し続ける現象が発生し、静摩擦力が大きいと、
停止期間も長くなるため誤差の増大量が大きくなること
になる。

【００１０】実際に位置決めを行なうためには、前記ト
ラッキング補償回路１４におけるフィルタの作用によっ
てトラッキングサーボ系が構成され、例えばディスク偏
心などの外乱を抑制するように制御されている。このト
ラッキング制御に用いられるアクチュエータに大きな摩
擦の影響があると、図３に示されるトラッキング誤差量
からも明らかなように、外乱であるディスク偏心につい
ては充分に抑制することができるが、摩擦の影響によっ
て発生する前記誤差の増大量が大きく、トラッキング誤
差量の最大値を考えた時にこの摩擦の影響が支配的な要
因となっている。

【００１１】これに対して、この摩擦を補償する方式が
いくつか考えられている。例えば、摩擦によって停止し
たことを速度センサによって検出し、静摩擦力に相当す
る駆動力を付加することで停止状態から脱出させる方法
が考えられる。しかし、速度センサの特に速度ゼロ近傍
での出力信号の信頼性が低かったり、コスト高になるた
め速度センサを取り付けられない、複雑な構成になるな
どの問題点があった。また、停止状態から脱出させるた
めに付加する駆動力の方向も、目標トラックの移動方向
が検知できないと決定できなかった。同時に、簡便な方
法でアクチュエータが停止したことを検知できなかった
ため、実際のトラッキング制御時にこうした摩擦補償が
行なわれることはほとんどなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、目標位
置に対してトラッキング制御が行なわれるときは、目標
位置に対する位置誤差信号によってアクチュエータが駆
動されることが一般的であるが、このアクチュエータに
摩擦などの速度に依存して非線形に作用する要因がある
と、アクチュエータが円滑に動作せず、目標位置に対す
る位置決め誤差が局所的に大きくなるなどの問題点があ
った。この結果、この局所的な誤差の増大が最大誤差量
を支配し、許容される最大誤差量の範囲内を保つ良好な
トラッキング動作が実現できなかった。

【００１３】また、こうした摩擦の影響を補償するよう
に構成すると、複雑な構成になったりコストアップにつ
ながることが避けられなかった。

【００１４】上記問題に対し、本発明では、アクチュエ
ータが摩擦力の影響を受けても簡便な構成で安定な動作
制御を実現することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係るディスク装置は、情報の記録再生を
行なうヘッドと、回転するディスクの半径方向に前記ヘ
ッドを往復動自在に駆動するアクチュエータと、回転す
る前記ディスク上の目標位置に前記ヘッドを位置決めす
るように前記アクチュエータを駆動させるアクチュエー
タ駆動手段と、前記アクチュエータにより位置決めされ
たヘッドの目標位置に対する位置誤差を誤差信号として
検出する誤差検出手段と、前記アクチュエータを駆動す
る駆動信号の差分の絶対値が所定値よりも大きいとき
に、前記誤差検出手段により検出された前記誤差信号の
絶対値も所定値よりも大きいものと判断する判断手段
と、を備えることを特徴としている。

【００１６】また、請求項２に係るディスク装置は、情
報の記録再生を行なうヘッドと、回転するディスク上の
目標位置に前記ヘッドを位置決めするアクチュエータ
と、前記アクチュエータにより位置決めされたヘッドの
目標位置に対する位置誤差を誤差信号として検出する誤
差検出手段と、前記誤差検出手段により検出された前記
誤差信号の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判断す
る判断手段と、前記判断手段により前記絶対値が前記所
定値よりも大きいものと判断されたときに前記アクチュ
エータ駆動手段に対して位置誤差補正のための予定値を
出力する予定値出力手段と、前記予定値出力手段より出
力された前記予定値に基づいて、前記誤差検出手段によ
り検出された前記誤差信号を零とするように前記アクチ
ュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、を備え
ることを特徴としている。

【００１７】また、請求項３に係るディスク装置は、請
求項２に記載のディスク装置において、前記判断手段
が、前記誤差信号の変動をこの誤差信号の変動に追従す
る前記アクチュエータの駆動信号を用いて、この駆動信
号の差分の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する
判断回路により構成されていることを特徴としている。

【００１８】また、請求項４に係るディスク装置は、請
求項３に記載のディスク装置において、前記ディスクが
情報記録トラックを有する光ディスクであって、前記光
ディスク面に光学ビームスポットを形成するスポット形
成手段と、前記スポット形成手段を備えた光学ヘッド
と、上記光ディスクからの反射光を受光する光検出器
と、上記スポット形成手段によって形成された光学ビー
ムスポットの情報記録トラックに対する位置誤差に対応
したトラッキング誤差信号を上記光検出器によって検出
する誤差検出手段と、前記光学ビームスポットを前記ト
ラックに追従させるように前記光学ヘッドを変位させて
トラック横断方向に位置決めを行なうアクチュエータ
と、前記誤差信号に基づいて前記アクチュエータを駆動
する駆動信号を生成するアクチュエータ駆動回路と、よ
り構成されることを特徴としている。

【００１９】また、請求項５に係るディスク装置は、請
求項４に記載のディスク装置において、前記判断回路に
より前記差分絶対値が前記所定値よりも大きいと判断さ
れたときに、この予定値を前記差分値の極性に基づいて
前記アクチュエータ駆動信号に付加する演算回路を備え
ることを特徴としている。

【００２０】また、請求項６に係るディスク装置は、請
求項４に記載のディスク装置において、前記判断回路に
よって前記差分絶対値が前記所定値よりも大きいと判断
が行なわれたときから、次に前記判断が再び行なわれる
までの間に、第２の予定値を前記差分値の極性に基づい
て前記アクチュエータ駆動信号に付加し続ける演算回路
を備えることを特徴とする請求項３に記載のディスク装
置。

【００２１】また、請求項７に係るディスク装置は、請
求項２に記載のディスク装置において、前記ディスクが
情報記録トラックを有する光ディスクであって、前記光
ディスク面に光学ビームスポットを形成するスポット形
成手段と、前記スポット形成手段を備えた光学ヘッド
と、前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器
と、前記スポット形成手段によって形成された光学ビー
ムスポットの焦点誤差に対応したフォーカス誤差信号を
上記光検出器によって検出する誤差検出手段と、前記光
学ビームスポットの焦点が光ディスク面に結像されるよ
うに前記光学ヘッドを変位させて光ディスク面略垂直方
向に位置決めを行なうアクチュエータと、前記誤差信号
に基づいて前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生
成するアクチュエータ駆動回路と、を備えることを特徴
としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好適な実施形態について説明する。

【００２３】図１は、本発明の第１実施形態に係るディ
スク装置におけるトラッキング制御装置の装置構成例を
示すものである。光ディスク１の表面にはスパイラル状
あるいは同心円状に多数の情報記録トラックが形成され
ており、この光ディスク１がディスクモータ駆動装置３
によって回転駆動される。上記光ディスク１上に記録さ
れた情報の再生および光ディスク１への情報の記録は光
学ヘッド４によって行なわれる。

【００２４】上記の光学ヘッド４において、半導体レー
ザ発振器５からの光はコリメートレンズ６によって平行
光とされ、偏光ビームスプリッタ７を通り、λ／４板８
を通過してミラー９により反射され、対物レンズ１０に
より定常回転している光ディスク１上に光スポットを形
成する。光ディスク１から反射された光は対物レンズ１
０から偏光ビームスプリッタ７まで戻り、偏光ビームス
プリッタ７により反射されて分割光検出器１２に入射す
る。分割光検出器１２に入射した光は分割光検出器１２
により光電変換され、この光電変換信号は加減算増幅回
路１３により和信号およびトラッキングエラー信号とさ
れる。

【００２５】加減算増幅回路１３で生成されたトラッキ
ングエラー信号はトラッキング補償回路１４に入力さ
れ、ここで増幅されることにより粗アクチュエータ駆動
信号と精アクチュエータ駆動信号に変換される。このう
ち粗アクチュエータ駆動信号は粗アクチュエータ駆動制
御回路１５に、精アクチュエータ駆動信号は精アクチュ
エータ駆動制御回路１７にそれぞれ入力される。粗アク
チュエータ駆動制御回路１５は入力された駆動信号に予
定値出力回路２４の出力信号を付加し、その和信号に基
づき光学ヘッド４を概略的に位置決めするために粗アク
チュエータ１６を駆動する。一方、精アクチュエータ駆
動制御回路１７は、入力された駆動信号に基づいて、精
アクチュエータ１８を駆動して対物レンズ１０を変位さ
せ、光学ビームスポットが目標トラック上に形成される
ように微小な制御を行ない、これにより光学ヘッド４は
正確かつ精密に位置決めされる。

【００２６】予定値出力回路２４から出力される値が決
定されるまでの動作手順について、図２のフローチャー
トをも併せ参照しながら詳細に説明する。トラッキング
補償回路１４によって演算された粗アクチュエータ駆動
信号は、まずメモリ２１に保存される。差分値演算回路
２２は、必要な数サンプル前の駆動信号がこのメモリ２
１から読み出され（ステップST１）、その数サンプルの
平均化を行なったものを差分演算のための参照値とする
（ステップST２）。一方、粗アクチュエータ駆動信号
は、差分値演算回路２２に入力され、参照値との差分値
が計算される（ステップST３）。つまり、ある時点での
駆動信号は、その時点以前の駆動信号の平均値と比較・
差分を取られることになる。ここで演算された差分値は
判断回路２３に入力される。この判断回路２３では、入
力された差分値の絶対値が所定の値よりも大きいか否か
が判断され（ステップST４）、その判断信号と差分値の
極性が予定値出力回路２４に入力される。予定値出力回
路２４では、入力された判断信号に基づいて、判断信号
が「１」（ＹＥＳ）ならばステップST３で決定された差
分値の極性を予定値に乗算して出力しており（ステップ
ST５）、ステップST４において、判断信号が「０」（Ｎ
Ｏ）であるものと判断された場合には、予定値として
「０」を出力することになる（ステップST６）。

【００２７】なお、ここで判断回路２３の判断結果が１
（ＹＥＳ）の時だけ、粗アクチュエータ駆動制御回路１
５への入力をトラッキング補償回路１４からの駆動信号
から予定値出力回路２４へと切り換えて、予定値または
予定値に差分値の極性を乗じたものが粗アクチュエータ
駆動制御回路１５に入力される構成としてもよい。

【００２８】また、図７に示す第２実施形態に係るディ
スク装置のように、判断回路２３によって判断される結
果が複数の値を有し、予定値選択回路２５によりこの複
数の値の中から予定値が選択されて、この選択された予
定値がスイッチ２６により切り換えられて粗アクチュエ
ータ駆動制御回路１５に供給される構成となっていても
よい。

【００２９】また、参照値の演算法に関しては、図８に
示すように、過去の数サンプル全ての平均をとってもよ
いし｛図８（ｄ）参照｝、所定の時間間隔だけ離れた過
去の数サンプルの平均を参照値としてもよいし｛図８
（ｅ）｝、過去のデータそのもの｛図８（ｆ）｝を用い
ても構わない。実質的には、この参照値は駆動信号が急
激に変化するのを検知することができるように、ごく近
傍の過去のデータを用いるようにすると共に、ノイズな
どの微小な変化に対して誤動作しないように設定されて
いることが望ましい。

【００３０】なお、ここで述べた判断回路における所定
値は、ノイズなどの影響を受けないように摩擦停止によ
る急激な変化のみを抽出できるように設定されるべき
で、また前記予定値出力回路によって出力される予定値
は、静摩擦力に対してそれを相殺するのに充分な入力で
あって、かつ、大きすぎない値となるように決定される
べきである。すなわち、アクチュエータが停止したと判
断して、またこれを補償する場合、予定の値を駆動信号
に付与することで停止状態を脱出するが、この予定の値
としては、停止状態を引き起こしている静摩擦力に見合
った値として決定されるべきである。具体的には、可動
部の重量から算出される静摩擦力の２倍以内の値に設定
されることが望ましい。

【００３１】また、以上の説明においては、駆動信号の
急激な変化によってアクチュエータの停止状態を判断し
ているが、本来はトラッキング誤差またはトラッキング
エラー信号によっても同様な判断は可能である。ただ
し、トラッキングエラー信号などには、アクチュエータ
駆動信号などより多くのノイズ成分が含まれるため、ア
クチュエータの停止状態の判断が困難な場合が多い。そ
のため、本願の構成のように、トラッキングエラー信号
を低周波通過型のフィルタによりフィルタリングした結
果である粗アクチュエータの駆動信号に基づいて前記判
断回路を構成しているが、高周波ノイズなどの影響が少
ない場合には、トラッキングエラー信号を用いても同様
な判断回路を構成可能である。また同様に、図１に示し
た構成のように位置決めが粗アクチュエータと精アクチ
ュエータなどの複数のアクチュエータによって実現され
る場合、精アクチュエータの駆動信号から精アクチュエ
ータの挙動、ひいては粗アクチュエータの挙動を推定す
る構成としても構わない。

【００３２】以上のような構成であれば、前記判断回路
によって少なくともアクチュエータが停止したことは判
断できるので、目標位置がディスクの回転によって揺動
し周期的に変化する場合、この判断の周期を測定するこ
とによって、ディスクの回転周期を検知することも可能
である。

【００３３】また、アクチュエータはディスクの回転周
期で揺動する目標トラックに追従するために周期的にそ
の速度方向が変化するが、前記判断回路によってアクチ
ュエータが停止したという判断が行なわれた時点を境に
その方向が変化しているのであって、その方向の極性は
前記差分値の極性によって類推可能である。よって、判
断回路によってアクチュエータが停止したという判断が
行なわれてから次に判断が行なわれるまでは、アクチュ
エータ移動方向は変化せず、またその方向が検知できる
ので、これらの情報を用いて、アクチュエータの移動方
向によって発生する動摩擦の影響を相殺するような駆動
入力を付加して、アクチュエータの駆動をより円滑にす
る構成とすることができる。

【００３４】すなわち、判断回路により前記差分絶対値
が前記所定値よりも大きいという判断が行われた場合に
おいて、この差分値の極性が、前回前記判断が行われた
ときの差分値の極性と異なっていれば、粗アクチュエー
タの移動方向の極性が変化したと判断できる。この判断
結果を用いて、アクチュエータ移動時に発生する動摩擦
を補償するように生成された第２の予定値をアクチュエ
ータ駆動信号に付与するような構成として、アクチュエ
ータの移動方向によって摩擦の影響の極性が変化する動
摩擦力によって損なわれる不具合を解消することができ
る。

【００３５】なお、本明細書において、予定値とは、ア
クチュエータが停止状態を脱するために静摩擦に対して
補償する値をいい、第２の予定値とは、アクチュエータ
が動いている影響を受ける動摩擦に対して補償する値を
いう。

【００３６】また、判断回路により前記差分絶対値が前
記所定値よりも大きいという判断が行なわれたときか
ら、次に前記判断が再び行なわれるまでの間に、演算回
路がこの予定値を前記差分値の極性に基づいて前記アク
チュエータ駆動信号に付加し続けるように構成すればよ
い。

【００３７】このような具体的な構成例としての第３実
施形態に係るディスク装置を、図９乃至図１１を参照し
ながら説明する。図９において、判断回路２３は入力さ
れた差分値の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判断
し、その判断結果を予定値出力回路２４に供給すると共
に、その判断結果と前記差分値の極性とを第２の予定値
出力回路２７に供給している。

【００３８】図９に示される第３実施形態に係るディス
ク装置の動作を説明する。上述した粗アクチュエータの
移動変位を表した図１０（図５より抜粋）から明らかな
ように、判断回路２３において差分値の絶対値が所定の
値よりも大きいと判断された時点で粗アクチュエータの
移動速度は零に近い状態となっている。すなわち、周期
的に往復するディスク上の目標トラックに対して追従す
るように駆動されている粗アクチュエータは、図１０
（ｂ）に示すように、この移動速度が零となった時点を
境に移動方向の極性が変化していると考えられる。ま
た、この移動速度が零となる事象はディスクの回転周期
の半分の周期で発生し、所定値を超える差分値の極性が
交互に入れ替わって発生していることが分かる。

【００３９】第３実施形態に係るディスク装置の動作
を、図１１のフローチャートに従い説明する。図１１に
おいて、ステップST１ないしST４は図２に示される第１
実施形態に係るディスク装置の動作と同じである。ステ
ップST４において、例えば、所定値を超える差分値が入
力されたとき、この極性が前回判断したときの極性と異
なっていたとき、ここで粗アクチュエータの移動方向の
極性が変化すると判断できる（ステップST10）。この判
断結果を用いて、第２の予定値を駆動信号に付与するこ
とで、移動方向の極性に依存して変化するいわゆる動摩
擦の補償を行なうことが可能となる（ステップST11およ
びST12）。また、この第２の予定値は、粗アクチュエー
タに作用する上記動摩擦力に応じて決定されるべき値で
ある。第２の予定値が決定されると、現在の出力駆動電
圧にこの第２の予定値を加算して出力する（ステップST
13）。

【００４０】実際に発生するトラッキング誤差を、上記
の構成によって抑制する効果について、図４、図５およ
び図６に示す。図４は、本発明の構成を用いない場合の
トラッキング制御の結果を示しており、それぞれトラッ
キング誤差量、ディスクの偏心変位、粗アクチュエータ
の変位、および粗アクチュエータの駆動信号を示してい
る。トラッキング誤差をみると、図３にも示したよう
に、粗アクチュエータの変位が変化していない点、つま
り停止しているときに発生する急激な誤差の増大によっ
て、誤差量の最大値が支配されていることがわかる。こ
のとき粗アクチュエータの駆動信号をみると、誤差量の
急激な増大に伴って、駆動信号も急激な増減傾向を示し
ている。本発明では、この駆動信号の急激な増減を、ア
クチュエータが停止した信号として検知しようというも
のである。

【００４１】図５には、本発明の構成を採用し、トラッ
キング制御を行なった結果が示されている。駆動信号の
波形を見れば明らかなように、図４において駆動信号が
大きく変化した点で、予定の値が駆動信号に付加されて
いる。この効果によって、トラッキング誤差量は急激に
増大することがなくなり、誤差量の最大値については、
図４よりも低い値に抑えられている。ここでは、駆動信
号に加えられる予定値がパルス状に与えられているが、
そのパルス幅を適切に設定する、一定時間予定の値を加
え続けるなどの対策によって、パルス状に加えられる予
定値によって応答が振動的になるなどの影響を回避する
ことは可能である。

【００４２】また、図６には前記予定値が、駆動信号に
付加されるのではなく、予定値そのものが駆動信号とし
て出力される構成とした場合の効果を示してある。トラ
ッキング誤差量には、図５の場合よりもやや振動的な成
分が目立つようにはなるが、誤差量の増大を抑制する効
果については同様である。

【００４３】以上のような構成することによって、判断
回路２３によってアクチュエータが停止したことを検知
することができる。またその検知に基づいて、予定の駆
動入力を粗アクチュエータ駆動信号に付加することによ
って、早期にその停止状態から脱出すると同時に、付加
する予定の値の極性が、移動する目標に対して正確に追
従するように設定されることによって、再び動作しはじ
めたときに正確に目標トラックに追従するように駆動す
ることが可能となる。

【００４４】なお、以上説明の内容は、図１２に示すよ
うに、位置決めのアクチュエータが１つのみ用いられた
第４実施形態の場合にも同様に適用できる。図１２にお
いて、光学ヘッド４は、１つのアクチュエータ３０によ
り駆動されており、このアクチュエータ３０には、予定
値出力回路２４より出力される予定値に基づいて、前記
単一のアクチュエータ３０に駆動制御信号を出力するア
クチュエータ駆動制御回路３１が設けられている。この
ように、アクチュエータ３０が単一の場合であっても、
上記第１および第２実施形態と同様に光学ヘッドのディ
スクのトラックに対する位置制御を正確かつ精密に行な
うことができる。

【００４５】この図１２に示される第４実施形態に係る
ディスク装置におけるアクチュエータ３０の具体的な構
成が図１３に示されている。図１３において、ヨーク３
１には上面がＮで下面がＳの磁石３３が取り付けられる
と共に、リニアモータ等の１対のトラッキングコイル３
４が設けられている。トラッキングコイル３４間には可
動部本体３５が設けられており、この本体３５は軸受け
部３６とこの軸受け部３６が摺動する案内軸３７とによ
り軸方向の往復動を許容されている。本体３５の上面に
は前記対物レンズ１０をフォーカス方向に移動させるフ
ォーカスコイル３８と、２枚のフォーカス板バネ３９が
設けられている。

【００４６】以上説明したように、この発明において
は、移動する目標に対して位置決めを行なうアクチュエ
ータが、摩擦の影響によって停止したことを、アクチュ
エータ自身の駆動信号の差分（変化量）の絶対値が大き
くなることによって判断する。駆動信号は位置決め誤差
信号に基づいて演算されるため、誤差が急激に増減した
ときに誤差に応じて駆動信号も急激に増減するのであ
る。すなわちアクチュエータが停止し続けている場合に
は、位置決め誤差が急激に増減するため前記駆動信号の
差分の絶対値は大きい状態が保持されるのである。ま
た、このように停止状態を検知した時は、予定の値を駆
動信号に付与する。

【００４７】これによって、アクチュエータは停止状態
から早期に脱出することができる。ここで、アクチュエ
ータが停止している間にも目標は移動し続けているの
で、停止状態からアクチュエータが再び移動しはじめる
時は、目標の移動方向に正しく追従するように駆動され
る必要がある。そこで、予定の値の極性は差分値の極性
によって決定される構成とする。これによってアクチュ
エータは正しく目標に追従するように駆動されるため、
停止状態にあるアクチュエータを正確な方向に迅速に駆
動させることができる。

【００４８】以上の操作によって、目標に対して位置決
めを行なうアクチュエータが停止するために発生する、
目標に対する位置決め誤差の増大を早期に防いで、位置
決め誤差量を低減し、正しい方向に早期に駆動すること
ができる。またこのような制御を用いることで、目標に
対して精度よく位置決め可能なトラッキング制御が実現
できる。

【００４９】例えば回転するディスクに対して位置決め
を行なうような光ディスク装置・磁気ディスク装置で
は、ディスク上に設けられた情報記録トラックにヘッド
を位置決めする。このとき目標トラックはディスクの回
転周期で周期的に揺動するため、移動速度が零になる瞬
間が周期的に発生する。このように、目標の移動速度が
零になる瞬間を有する場合に、位置決めアクチュエータ
に摩擦の影響があっても、上記トラッキング制御を適用
することによって、精度の高い安定なトラッキング動作
を実現することが可能である。

【００５０】なお、上述した第１ないし第４実施形態に
係るディスク装置においては、トラッキング方向の移動
における軸摺動摩擦に対する対策のみ考慮していたが、
本発明はフォーカシング方向の軸摺動型レンズアクチュ
エータに対しても適用することができる。図１４は、フ
ォーカシング方向への移動が可能な軸摺動型レンズアク
チュエータ４０を示す斜視図である。図１４において、
フォーカシング方向についても可動部をフォーカス方向
に案内する案内軸４１が存在し、フォーカス駆動の際、
軸受け部４２との摩擦力の影響がある場合には上記実施
形態と同様に本願を適用できる。

【００５１】対物レンズ１０を含む可動部５１は軸４１
によって案内されてフォーカシング方向に移動可能に支
持されると同時に、軸を中心として回転することでトラ
ッキング動作を実現できる構成となっている。磁気回路
の構成は、可動部５１側にトラッキングコイル４４およ
びフォーカシングコイル４５が取付けられており、前記
軸４１が固定される固定側４３には、永久磁石４６が取
り付けられている構成となっている。なお、可動部５１
には、ピン４７が設けられており、このピン４７を含む
レンズ位置センサ５０が設けられている。センサ５０は
二分割光検出器４８と、発光ダイオード（ＬＥＤ―Ligh
t Emitting Diode―）４９と、を備えている。

【００５２】上記構成のフォーカスアクチュエータ４０
におけるフォーカスサーボ・シミュレーションを図１５
を参照しながら説明する。軸摺動型のレンズアクチュエ
ータなどのように、フォーカス方向に可動部５１が移動
するときに摩擦の影響がある場合には、トラッキング制
御の場合と同様に、偏差の急激な増大が確認できる。図
１５は、ディスクの面ブレに追従するフォーカス制御に
おいて、摩擦の影響があったときの応答波形を示してい
る。ディスクの面ブレに対してフォーカスアクチュエー
タ４０が非常によく追従しているように見えるが、実際
にフォーカスアクチュエータの移動速度が零に近い範囲
では拡大した図１５（ｃ）のように追従誤差が急激に発
生し、これがフォーカスシング誤差の急激な増大となっ
て現れている。このような現象に対し、本発明は効果的
にこの摩擦の影響を低減することが可能である。

【００５３】上記構成のフォーカスアクチュエータ４０
の軸摺動系に発生する摩擦の対策としての第５実施形態
に係るディスク装置について、図１６を用いて説明す
る。図１６は、フォーカシング制御系を示すブロック線
図である。分割光検出器１２までの構成はトラッキング
アクチュエータと同一であるので、重複説明を省略す
る。ただし、光検出器１２は、トラッキングにおいては
２分割であったのに対してフォーカシングにおいては４
分割となっている。分割光検出器１２に入射した光は、
分割光検出器１２によって光電変換され、この光電変換
信号は加減算増幅回路５１によりフォーカスエラー信号
とされる。ここで得られたフォーカスエラー信号は、フ
ォーカシング補償回路５２に入力されて、増幅・フィル
タ処理されてフォーカスアクチュエータ駆動信号に変換
される。

【００５４】このフォーカスアクチュエータ駆動信号
は、アクチュエータ駆動制御回路５３に入力されフォー
カスアクチュエータ４０を駆動して、対物レンズ１０を
含む可動部４３を変位させ、光ディスク１の情報記録面
に正確に光学スポットを形成するように焦点が位置決め
される。これ以下のフォーカシング動作は、図１を用い
て説明したトラッキング動作と同様であるので、重複説
明を省略する。

【００５５】一方、フォーカスアクチュエータ駆動信号
は、差分値演算回路５５に入力されると同時にメモリ５
４に保存される。差分値演算回路５５は、このメモリ５
４から必要な数サンプル前の駆動信号を読み出し、その
平均化を行なったものを参照値とし、入力された現時点
のフォーカスアクチュエータ駆動信号との差分値を演算
する。この差分値は判断回路５６に入力され、入力され
た差分値の絶対値が所定値よりも大きい場合、差分値の
極性に応じて、予定値出力回路５７から予定値として出
力される。

【００５６】上記のような構成とすることにより、フォ
ーカシング制御においても発生する摩擦の影響を回避し
て安定かつ円滑なフォーカシング制御を実現することが
可能となる。また、トラッキング制御の場合と同様に、
前記差分値の極性の変化からアクチュエータの移動方向
を検知し、これを考慮した動摩擦の補償を第２の予定値
出力回路によって行なう構成としても構わないし、また
同時に極性の変化からディスクの回転周期を検知できる
構成としても構わない。

【００５７】また、近年話題となっているＤＶＤ（Digi
tal Versatile Disk）装置などに用いられるＤＶＤに特
有な２層構成のディスクに対しても本発明を適用するこ
とが可能である。つまり、上記のようにフォーカス方向
の位置決めの際に摩擦力などの影響があっても、フォー
カス可動部の移動方向が検知できれば、これを補償する
ような駆動力をあらかじめ付与することによって、摩擦
力の影響を減少させることが可能である。

【００５８】現在、ＤＶＤなどで実現されているフォー
カス方向に複数の記録層を持った光ディスクでは、記録
・再生時に複数の層間を光学ビームスポットがジャンプ
する動作が頻繁に発生する。このときに上記摩擦の影響
があると、層間のジャンプ動作が安定に行ない得ないな
どの問題があったが、これらの問題に対して、摩擦力の
発生方向が検知できる本発明の構成を用いれば、その悪
影響を最小限に抑制して、安定な層間ジャンプを実現す
ることができる。

【００５９】また、本発明に係るディスク装置は、摩擦
停止の判断がされたときに、精アクチュエータに予定値
を付与するなどして、精アクチュエータを粗アクチュエ
ータの代わりに駆動させることによって、偏差の急激な
増大を抑制する構成としても構わないし、粗アクチュエ
ータと、精アクチュエータの両者を駆動することによっ
て効果的に偏差を減少させる構成としても構わない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータが摩擦力の影響を受けても簡便な構成で安
定な動作制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るディスク装置の構
成を示すブロック図。

【図２】図１に示される判断回路における判断手順を示
すフローチャート。

【図３】トラッキング誤差量に与える摩擦の影響を示し
た特性図。

【図４】摩擦がある系によるトラッキング制御の結果を
示す特性図。

【図５】摩擦がある系のトラッキング制御に本発明を適
用した結果を示す特性図。

【図６】摩擦がある系のトラッキング制御に本発明を適
用した結果を示す特性図。

【図７】本発明の第２実施形態に係るディスク装置の構
成を示すブロック図。

【図８】本発明のディスク装置における参照値の算出方
法を示す特性図。

【図９】本発明の第３実施形態に係るディスク装置の構
成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第３実施形態の動作を示す特性図。

【図１１】本発明の第３実施形態の動作を示すフローチ
ャート。

【図１２】本発明の第４実施形態に係るディスク装置の
構成を示すブロック図。

【図１３】第４実施形態に係るディスク装置の全体構成
を示す斜視図。

【図１４】本発明の適用するフォーカスアクチュエータ
を示す斜視図。

【図１５】ディスク装置におけるフォーカス誤差特性を
示す特性図。

【図１６】本発明の第５実施形態に係るディスク装置の
構成を示すブロック図。

【図１７】従来のディスク装置の装置構成の一例を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１光ディスク４光学ヘッド９立ち上げミラー１１集光レンズ１４トラッキング補償回路１５粗アクチュエータ駆動制御回路１６粗アクチュエータ１７精アクチュエータ駆動制御回路１８精アクチュエータ２２差分値演算回路２３判断回路２４予定値出力回路２５予定値選択回路２６スイッチ２７第２の予定値出力回路３０単一アクチュエータ３１アクチュエータ駆動制御回路３５可動部本体３６軸受け３７案内軸４０フォーカスアクチュエータ４１軸４２軸受け５２フォーカシング補償回路５３アクチュエータ駆動制御回路５５差分値演算回路５６判断回路５７予定値出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報の記録再生を行なうヘッドと、回転するディスクの半径方向に前記ヘッドを往復動自在
に駆動するアクチュエータと、回転する前記ディスク上の目標位置に前記ヘッドを位置
決めするように前記アクチュエータを駆動させるアクチ
ュエータ駆動手段と、前記アクチュエータにより位置決めされたヘッドの目標
位置に対する位置誤差を誤差信号として検出する誤差検
出手段と、前記アクチュエータを駆動する駆動信号の差分の絶対値
が所定値よりも大きいときに、前記誤差検出手段により
検出された前記誤差信号の絶対値も所定値よりも大きい
ものと判断する判断手段と、を備えることを特徴とするディスク装置。
【請求項２】情報の記録再生を行なうヘッドと、回転するディスク上の目標位置に、前記ヘッドを位置決
めするアクチュエータと、前記アクチュエータにより位置決めされたヘッドの目標
位置に対する位置誤差を誤差信号として検出する誤差検
出手段と、前記誤差検出手段により検出された前記誤差信号の絶対
値が所定値よりも大きいか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記絶対値が前記所定値よりも大き
いものと判断されたときに前記アクチュエータ駆動手段
に対して位置誤差補正のための予定値を出力する予定値
出力手段と、前記予定値出力手段より出力された前記予定値に基づい
て、前記誤差検出手段により検出された前記誤差信号を
零とするように前記アクチュエータを駆動するアクチュ
エータ駆動手段と、を備えることを特徴とするディスク装置。
【請求項３】前記判断手段は、前記誤差信号の変動をこ
の誤差信号の変動に追従する前記アクチュエータの駆動
信号を用いて、この駆動信号の差分の絶対値が所定値よ
り大きいか否かを判断する判断回路より構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のディスク装置。
【請求項４】前記ディスクが情報記録トラックを有する
光ディスクであって、前記光ディスク面に光学ビームスポットを形成するスポ
ット形成手段と、前記スポット形成手段を備えた光学ヘッドと、上記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、上記スポット形成手段によって形成された光学ビームス
ポットの情報記録トラックに対する位置誤差に対応した
トラッキング誤差信号を上記光検出器によって検出する
誤差検出手段と、前記光学ビームスポットを前記トラックに追従させるよ
うに前記光学ヘッドを変位させてトラック横断方向に位
置決めを行なうアクチュエータと、前記誤差信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する
駆動信号を生成するアクチュエータ駆動回路とより構成
されることを特徴とする請求項３に記載のディスク装
置。
【請求項５】前記判断回路により前記差分絶対値が前記
所定値よりも大きいと判断されたときに、この予定値を
前記差分値の極性に基づいて前記アクチュエータ駆動信
号に付加する演算回路を備えることを特徴とする請求項
４に記載のディスク装置。
【請求項６】前記判断回路によって前記差分絶対値が前
記所定値よりも大きいと判断が行なわれたときから、次
に前記判断が再び行なわれるまでの間に、第２の予定値
を前記差分値の極性に基づいて前記アクチュエータ駆動
信号に付加し続ける演算回路を備えることを特徴とする
請求項４に記載のディスク装置。
【請求項７】前記ディスクが情報記録トラックを有する
光ディスクであって、前記光ディスク面に光学ビームスポットを形成するスポ
ット形成手段と、前記スポット形成手段を備えた光学ヘッドと、前記光デ
ィスクからの反射光を受光する光検出器と、前記スポット形成手段によって形成された光学ビームス
ポットの焦点誤差に対応したフォーカス誤差信号を上記
光検出器によって検出する誤差検出手段と、前記光学ビームスポットの焦点が光ディスク面に結像さ
れるように前記光学ヘッドを変位させて光ディスク面略
垂直方向に位置決めするアクチュエータと、前記誤差信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する
駆動信号を生成するアクチュエータ駆動回路と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のディスク装
置。