(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクのトラックを追従するように移動する光ピックアップと、上記光ピックアップに加速度を与えて光ピックアップを移動させるように駆動するアクチュエータと、固定子と回転子との間の磁気的吸引力および反発力によって出力軸を回転させるモータを有し、上記モータから上記アクチュエータに、光ピックアップに与えるための加速度を伝達するためのモータ装置とを備えたディスク記録再生装置であって、
上記モータ装置には、モータの出力軸に側圧を与えることよりモータに負荷トルクを重畳することによって、光ピックアップを、目的とする移動先の位置に到達させる際に、モータから光ピックアップのアクチュエータに伝達される加速度を低減する側圧付与手段が設けられており、
上記側圧付与手段は、上記磁気的吸引力または反発力に基づくトルクムラに上記負荷トルクを含めたコギングトルクがゼロであることにより回転子が静止できる回転位置の個数が、上記モータの１回転中のコギングトルクの波の数より多くなるように、上記モータの出力軸に側圧を与えることを特徴とするディスク記録再生装置。
【請求項２】
上記モータ装置は、上記モータの出力軸に、円環状の軸受けが環装されて固定されており、上記側圧付与手段が、上記軸受けを介して出力軸に側圧を付与することを特徴とする請求項１記載のディスク記録再生装置。
【請求項３】
上記負荷トルクは、上記モータに供給するパルス信号の電圧と電圧供給時間とによってモータに発生する発生トルクによって、上記コギングトルクを乗り越えてモータが回転することが可能な値であることを特徴とする請求項１記載のディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光ディスク記録再生装置の光ピックアップ等を駆動するモータ装置およびそれを用いたディスク記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスク記録再生装置に用いられるモータ装置では、例えば図１９に示すように、モータ取り付けアングル２１にモータ２２が取り付けられ、モータ２２の出力軸２２ａには円筒ウォームギア２３が設けられている。そして、円筒ウォームギア２３を介してモータ２２の回転力を伝達するために、上下にそれぞれ異なったピッチ円直径および歯数等を持つ２層で構成された平歯車２４が設けられている。上記円筒ウォームギア２３は、上記平歯車２４の上部ギアとかみあっている。
【０００３】
上記のように構成されるモータ装置が、図示しないシャーシに取り付けられる。上記平歯車２４の下部ギアは、光ピックアップに取り付けられたラックギアとかみ合っている。このような構成によって、モータ２２の回転運動が光ピックアップの直線運動に変換されている。
【０００４】
また、上記円筒ウォームギア２３の条数および歯数と、上記平歯車２４のピッチ円直径および歯数等とを適正な値とすることで、モータ２２と光ピックアップとの間に減速比を持たせる減速機構が形成されている。この減速機構を用い、また、モータ２２にパルス信号等を入力することによって、光ピックアップを微小量ずつ前進・後退させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ２２の回転子が静止できる回転位置角の最小値すなわち最小回転角度は、モータ２２におけるスロット付電機子のスロットの数と磁極片の極数とから決まる。このため、モータ２２をこの角度よりも小さく駆動すること、すなわち、これ以上にモータ２２の出力を微速送りとすることができないという問題がある。
【０００６】
以下に、上記問題について説明する。
【０００７】
上記従来のモータ装置では、モータ２２の最小回転角度は、発生トルクおよびコギングトルクによって決まる。発生トルクは、モータ２２に供給するパルス信号の電圧と電圧供給時間とによってモータ２２に発生するトルクである。コギングトルクは、モータ２２のスロット付電機子鉄心と磁極片の間に働く磁気吸引力または反発力に基づいたトルクムラである。
【０００８】
すなわち、図２０に実線で示すような電圧ｅ１および電圧供給時間ｔ１で構成されるパルス信号をモータ２２に入力すると、モータ２２に発生する発生トルクは次式で表される。
【０００９】
Ｔ（ｔ）＝Ｔ１・｛ωｎ・Ｋ／（２・√（ζ２−１））・ｅｘｐ（−ωｎ・ζ・ｔ）・［ｅｘｐ（ωｎ・√（ζ２−１）・ｔ）−ｅｘｐ（−ωｎ・√（ζ２−１）・ｔ）］｝      ・・・（１）
ただし、上式は立ち上がり領域（ｔ＝０〜ｔ１）について示している。ここに、Ｔ１は最大発生トルク、ωｎは非減衰固有角周波数（ωｎ＝√（１／τｍ／τｅ）、ζは減衰係数（ζ＝１／２・√（τｍ／τｅ））、Ｋは定数、τｍはモータ２２の機械的時定数、τｅはモータ２２の電気的時定数とする。上式（１）は、図２１に実線で示すように、最大発生トルクをＴ１とする発生トルク特性となる。
【００１０】
ここで、モータ２２が、図２２に示すように、最大コギングトルクをＴｃ１ｍａｘとするコギングトルク特性を持つモータであるとする。なお、発生トルクの最大値Ｔ１と最大コギングトルクＴｃ１ｍａｘとの間には、Ｔ１＞Ｔｃ１ｍａｘの関係がある。
【００１１】
例えば上記スロット付電機子鉄心を回転子、上記磁極片を固定子とすると、コギングトルクは固定子と回転子との磁気抵抗が最小となる位置、すなわち系の位置エネルギーが最小となる位置において最も安定しており、回転子はその位置に落ち着こうと作用する。この作用する力の大きさおよび方向は、図２３に示すような特性となる。
【００１２】
モータ２２に図２０に実線で示すような電圧ｅ１および電圧供給時間ｔ１で構成されるパルス信号を印加することにより、図２１に実線で示すような発生トルクを発生させる。
【００１３】
この発生トルクによって、モータ２２は、図２２のｄ−１の位置から回転し始め、最大コギングトルクＴｃ１ｍａｘであるｄ−２の位置を乗り越え、ｄ−３の位置に達したとする。
【００１４】
ｄ−３の位置に達したとき、すでに図２０に示すモータ２２に供給されるパルス信号の電圧はゼロに下がり、図２１に示すモータ２２の発生トルクもゼロになったとする。しかし、図２３に示すように、モータ２２のコギングトルクは、まだモータ２２の回転と同方向に作用している。このため、モータ２２は、位置エネルギーが最小となるｄ−４近傍の位置まで引き続き回転する。
【００１５】
よって、このときモータ２２が回転した角度は、ｄ−１とｄ−４との２つの位置の間の角度ということになる。
【００１６】
また、図２０に一点鎖線で示すような、ｅ１よりも大きい電圧ｅ２（ｅ２＞ｅ１）および電圧供給時間ｔ１で構成されるパルス信号をモータ２２に印加すると、図２１に一点鎖線で示すように、モータ２２の発生トルクは、最大発生トルクをＴ２とする発生トルク特性を持つ。
【００１７】
この発生トルクによって、モータ２２は、図２２に示すｄ−１の位置から回転し始め、最大コギングトルクＴｃ１ｍａｘであるｄ−２の位置を乗り越え、ｄ−５の位置に達したとする。
【００１８】
ｄ−５の位置に達したとき、すでに図２０に示すモータ２２に供給されるパルス信号の電圧はゼロに下がり、図２１に示すモータ２２の発生トルクもゼロになったとする。このとき、図２３に示すように、モータ２２のコギングトルクは、モータ２２の回転と逆方向に作用している。このため、モータ２２は、位置エネルギーが最小となるｄ−４近傍の位置まで押し戻される。
【００１９】
よって、このときモータ２２が回転した角度も、上記と同じく、ｄ−１とｄ−４との２つの位置の間の角度ということになる。
【００２０】
このように、モータ２２の回転子が静止できる回転位置角は、モータ２２におけるスロット付電機子のスロットの数と磁極片の極数とから定まるいくつかの有限の個数だけ存在する。この個数がモータの１回転中のコギングトルクの波の数である。この波の数によってモータ２２の最小回転角度が決まり、この角度よりも小さく駆動すること、すなわち、モータ２２の出力をこれ以上に細かく微速送りとすることはできないという問題がある。
【００２１】
そのため、モータ装置を例えばディスク記録再生装置に用いた場合、ディスクに対する光ピックアップの追従性が悪くなるという問題がある。
【００２２】
また、前述のように、このようなモータ装置を用いた従来のディスク記録再生装置においては、光ピックアップを目標とする最小移動量分だけ移動させるために、モータ２２と光ピックアップとの間に設けられた上記減速機構の減速比を大きくしている。これによって、光ピックアップを微小量ずつ前進・後退させている。しかしながら、減速機構の減速比を大きくしたために、モータ１回転当たりの光ピックアップの移動量が小さくなる。この結果、今度は逆に、光ピックアップの連続高速移動が必要となる際の移動速度が遅くなってしまうという問題がある。
【００２３】
また、上記ディスク記録再生装置において、光ピックアップを微小量ずつ移動させる際、モータ２２の発生トルクによって発生する加速度が光ピックアップのアクチュエータに伝達され、アクチュエータが振動する。それによって、ディスクに対する光ピックアップの追従性が悪くなるという問題がある。
【００２４】
また、モータ２２の振動によるモータ装置全体の振動や騒音が発生するという問題がある。
【００２５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、モータの出力を従来より微速送りとすることができるモータ装置を提供することにある。
【００２６】
また、他の目的は、モータの出力をより微速送りとすることができる一方で、光ピックアップの連続高速移動の際の移動速度を高速にすることのできるディスク記録再生装置を提供することにある。
【００２７】
また、さらに他の目的は、ディスクに対する光ピックアップの追従性を向上させることができるディスク記録再生装置を提供することにある。
【００２８】
また、さらに他の目的は、振動や騒音を抑えることができるモータ装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載のディスク記録再生装置は、光ディスクのトラックを追従するように移動する光ピックアップと、上記光ピックアップに加速度を与えて光ピックアップを移動させるように駆動するアクチュエータと、固定子と回転子との間の磁気的吸引力および反発力によって出力軸を回転させるモータを有し、上記モータから上記アクチュエータに、光ピックアップに与えるための加速度を伝達するためのモータ装置とを備えたディスク記録再生装置であって、上記モータ装置には、モータの出力軸に側圧を与えることよりモータに負荷トルクを重畳することによって、光ピックアップを、目的とする移動先の位置に到達させる際に、モータから光ピックアップのアクチュエータに伝達される加速度を低減する側圧付与手段が設けられており、上記側圧付与手段は、上記磁気的吸引力または反発力に基づくトルクムラに上記負荷トルクを含めたコギングトルクがゼロであることにより回転子が静止できる回転位置の個数が、上記モータの１回転中のコギングトルクの波の数より多くなるように、上記モータの出力軸に側圧を与えることを特徴としている。
【００３０】
上記の請求項１の構成により、側圧付与手段がモータの出力軸に側圧を与える。このため、一定の負荷トルクがモータに与えられてモータのコギングトルクに重畳される。
【００３１】
従来であれば、モータへの電源供給を切ったときには、モータのコギングトルクにより、モータを固定子と回転子との間の磁気抵抗が最小になる位置まで移動させようとする力が働くので、モータは電源オフにもかかわらずこの位置まで移動してから静止して落ち着こうとする。
【００３２】
しかしながら、上記構成においては、上記のように一定の負荷トルクがコギングトルクに重畳されているので、コギングトルクによる力が低減される。これにより、磁気的吸引力または反発力に基づくトルクムラに上記負荷トルクを含めたコギングトルクがゼロである範囲が広範囲となり、回転子が静止できる回転位置の個数が、モータの１回転中のコギングトルクの波の数より多くなる。この結果、モータへの電源供給を切ったときにモータが落ち着くまでの移動距離を短くすることができる。
【００３３】
したがって、モータの出力軸に最適な側圧を選択して与えるようにすることにより、モータを回転させることのできる角度の最小値である最小回転角度を、より小さくすることができる。それによって、上記モータ装置は、モータの出力を従来より微速送りとすることができる。
【００３４】
また、上記側圧付与手段がモータの出力軸に側圧を与えているため、モータの発生トルクによるモータの回転軸の振動の発生が抑えられる。そのため、モータ装置の振動や騒音を抑えることができる。
【００３５】
さらに、上記のように一定の負荷トルクをコギングトルクに重畳することによってモータの出力を従来より微速送りとすることが可能になっているので、モータと光ピックアップとの間の減速機構の減速比を大きくする必要がない。したがって、モータ１回転当たりの光ピックアップの移動量が小さくならない。それによって、モータの出力をより微速送りとすることができる一方で、光ピックアップの連続高速移動の際の移動速度を高速にすることができる。
【００３６】
また、上記側圧付与手段がモータの出力軸に側圧を与えているため、光ピックアップを、目的とする移動先の位置に到達させる際に、モータから光ピックアップのアクチュエータに伝達される加速度を低減することができる。したがって、光ピックアップのアクチュエータの振動を低減することができる。それによって、ディスクに対する光ピックアップの追従性を向上させることができる。
【００３７】
請求項２記載のディスク記録再生装置は、請求項１の構成に加えて、上記モータ装置は、上記モータの出力軸に、円環状の軸受けが環装されて固定されており、上記側圧付与手段が、上記軸受けを介して出力軸に側圧を付与することを特徴としている。
【００３８】
上記の構成により、上記円環状の軸受けが負荷トルクの側圧付与手段からモータへの伝達における緩衝作用を果たす。したがって、側圧付与手段がモータの出力軸に与える負荷トルクの大きさの変動を、上記円環状の軸受けによって抑えることができる。
【００３９】
また、上記側圧付与手段が、上記軸受けを介して出力軸に側圧を付与しているため、側圧付与手段が磨耗しない。したがって、側圧の経時変化を低減することができる。
【００４０】
それによって、請求項１の構成による効果に加えて、上記モータ装置は、常に安定的に、モータの出力を従来より微速送りとすることができる。また、上記ディスク記録再生装置は、常に安定的に、ディスクに対する光ピックアップの追従性を向上させることができる。
【００４１】
請求項３記載のディスク記録再生装置は、請求項１の構成に加えて、上記負荷トルクは、モータに供給するパルス信号の電圧と電圧供給時間とによってモータに発生する発生トルクによって、コギングトルクを乗り越えてモータが回転することが可能な値であることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成により、モータにパルス信号を与えると、発生トルクがコギングトルクを乗り越えてモータを回転させる。したがって、側圧付与手段によりモータの出力軸に側圧を与えられているディスク記録再生装置において、モータを回転させることができ、光ピックアップを移動させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４４】
図１に示すように、本実施の形態に係るモータ装置が設けられたディスク記録再生装置においては、モータ取り付けアングル１にモータ２が取り付けられ、モータ２の回転軸である出力軸２ａには円筒ウォームギア３が設けられている。そして、円筒ウォームギア３を介してモータ２の回転力を伝達するために、上下にそれぞれ異なったピッチ円直径および歯数等を持つ２層で構成された平歯車４が設けられている。上記円筒ウォームギア３は、上記平歯車４の上部ギアとかみあっている。
【００４５】
また、モータ２の出力軸２ａには円環状の軸受け９が環装され、出力軸２ａに固定されている。
【００４６】
さらに、上記モータ２のうち、出力軸２ａの上部には、円筒状の突起２ｂが設けられている。この突起２ｂに、ねじりコイルばね８の中心部分である円筒コイル８ａが環装されて固定されている。ねじりコイルばね８は、円筒コイル８ａを形成している線の両端部に、荷重を受けることのできる直線部分である腕８ｂ・８ｃを有している。この腕８ｂ・８ｃにより、ねじりコイルばね８は、円筒コイル８ａの軸線のまわりにねじりモーメントを受けることができるようになっている。
【００４７】
上記ねじりコイルばね８は、モータ２とともに、モータ取り付けアングル１に取り付けられている。上記腕８ｂは、モータ取り付けアングル１に上方から係合し、拘束されているため、下方への移動が禁止されるとともに、モータ取り付けアングル１によって上方へのモーメントを受けている。このため、逆に、他方の腕８ｃには下方へのモーメントが働いている。この腕８ｃは、上記軸受け９の側面に、摺動可能に接している。このような構造によって、ねじりコイルばね８に曲げ応力が生じている。この曲げ応力が、上記軸受け９を介してモータ２の出力軸２ａに一定の側圧を与えている。そのため、軸受け９がモータ２の回転に伴って回転すると、軸受け９に対して摩擦力を加えるようになっている。また、上記ねじりコイルばね８は、アースラインに接続されている。
【００４８】
このように構成されるモータ装置が、図２に示すように、シャーシ５に取り付けられている。上記平歯車４の下部ギアは、光ピックアップ６に取り付けられたラックギア７とかみ合っており、このような構成によって、モータ２の回転運動が光ピックアップ６の直線運動に変換されている。上記円筒ウォームギア３、平歯車４、およびラックギア７によって、光ピックアップ６のアクチュエータが構成されている。
【００４９】
また、上記円筒ウォームギア３の条数および歯数と、上記平歯車４のピッチ円直径および歯数等とを適正な値とすることで、モータ２と光ピックアップ６との間に減速比を持たせる減速機構が形成されている。この減速機構を用い、また、モータ２にパルス信号等を入力することによって、光ピックアップ６を微小量ずつ前進・後退させるようになっている。
【００５０】
本実施の形態に係るモータ装置では、モータ２の最小回転角度は、発生トルクおよびコギングトルクによって決まる。発生トルクは、モータ２に供給するパルス信号の電圧と電圧供給時間とによって、モータ２に発生するトルクである。コギングトルクは、モータ２のスロット付電機子鉄心と磁極片の間に働く磁気吸引力または反発力に基づいたトルクムラである。
【００５１】
すなわち、図３に実線で示すような電圧ｅ３および電圧供給時間ｔ２で構成されるパルス信号をモータ２に入力すると、モータ２に発生する発生トルクは次式で表される。
【００５２】
Ｔ（ｔ）＝Ｔ３・｛ωｎ・Ｋ／（２・√（ζ２−１））・ｅｘｐ（−ωｎ・ζ・ｔ）・［ｅｘｐ（ωｎ・√（ζ２−１）・ｔ）−ｅｘｐ（−ωｎ・√（ζ２−１）・ｔ）］｝      ・・・（２）
ただし、上式は立ち上がり領域（ｔ＝０〜ｔ２）について示している。ここに、Ｔ３は最大発生トルク、ωｎは非減衰固有角周波数（ωｎ＝√（１／τｍ／τｅ）、ζは減衰係数（ζ＝１／２・√（τｍ／τｅ））、Ｋは定数、τｍはモータ２の機械的時定数、τｅはモータ２の電気的時定数とする。上式（２）は、図４に実線で示すように、最大発生トルクをＴ３とする発生トルク特性となる。
【００５３】
例えば、上記スロット付電機子鉄心を回転子、上記磁極片を固定子とすると、モータ２に側圧を与えない場合には、コギングトルク（Ｔｃ１とする）は固定子と回転子との磁気抵抗が最小となる位置、すなわち系の位置エネルギーが最小となる位置において最も安定しており、回転子はその位置に落ち着こうと作用する。このとき、モータ２が、最大コギングトルクをＴｃ１ｍａｘとするコギングトルク特性を持つモータであるとする。
【００５４】
一方、本実施の形態においては、上記ねじりコイルばね８が軸受け９を介してモータ２に側圧を与えることによって、前述のように、ねじりコイルばね８と軸受け９との間に、回転方向とは逆の方向に、回転を阻止しようとする動摩擦力が生じる。その結果、図５に示すように、モータ２に一定の負荷トルクＴｃ２が与えられ、この負荷トルクＴｃ２が、コギングトルクＴｃ１に重畳される。
【００５５】
このため、図５に示すように、コギングトルクの大きさおよび負荷トルクの大きさを加えたトルクの大きさは、最大値をＴｃ１ｍａｘ＋Ｔｃ２とするコギングトルク特性を示す。負荷トルクＴｃ２の大きさは一定であるが、モータ２がａ−１位置から１回転してａ−１０位置に達するまでに、コギングトルクＴｃ１の大きさは２周期分だけ変化して、２回、最大値Ｔｃ１ｍａｘとなる。すなわち、モータ２の１回転中のコギングトルクの波の数は２個である。
【００５６】
上記のように側圧を与えた場合、モータ２に与えられる一定の負荷トルクＴｃ２によって、
Ｔｃ１≦Ｔｃ２
の領域において、コギングトルクＴｃ１の作用が差し引かれて妨げられるので、上記固定子に対する上記回転子の位置エネルギーが抑えられる。そのため、負荷トルクＴｃ２も含めたコギングトルクの作用する力および方向は、図６に示すような特性となる。
【００５７】
すなわち、後述するように、モータ２が１回転する間に、ａ−１位置からａ−３位置まで、ａ−６位置からａ−７位置まで、およびａ−９位置からａ−１０位置まではゼロである。また、ａ−３位置からａ−４位置まではモータ２の回転と逆方向に存在し、ａ−４位置からａ−６位置まではモータ２の回転と同じ方向に存在する。同様に、ａ−７位置からａ−８位置まではモータ２の回転と逆方向に存在し、ａ−８位置からａ−９位置まではモータ２の回転と同じ方向に存在する。図２３に示す従来例と比べて、モータの１回転の間において、負荷トルクＴｃ２も含めたコギングトルクがゼロである期間が長いことが分かる。
【００５８】
また、負荷トルクＴｃ２も含めたコギングトルクが存在する上記のいずれの場合にも、その大きさは、側圧を加えない場合よりも著しく小さくなっている。
【００５９】
次に、モータ２に電圧を印加してモータ２を回転させたときのモータ２の停止する回転位置角について説明する。
【００６０】
モータ２に図３に実線で示すような電圧ｅ３および電圧供給時間ｔ２で構成されるパルス信号を印加することにより、図４に実線で示すような発生トルクを発生させる。この発生トルクによって、モータ２は、図５に示すａ−１の位置から回転し始め、ａ−２の位置に達したとする。そして、ａ−２の位置に達したとき、すでに図３に示すモータ２に供給されるパルス信号の電圧はゼロに下がり、図４に示すモータ２の発生トルクもゼロになったとする。
【００６１】
このとき、従来と異なり、上記のように負荷トルクＴｃ２によって常に回転が妨げられるようにトルクがかかっているので、コギングトルクＴｃ１の作用がそれによって打ち消されている。このため、図５の位置ａ−２において、図６に示すように、負荷トルクＴｃ２も含めたコギングトルクはゼロである。したがって、モータ２はこれ以上回転せず、この位置に停止する。
【００６２】
よって、このときモータ２が回転した角度は、ａ−１とａ−２との２つの位置の間の角度ということになる。これは、図６から分かるように、モータ２の１回転の４分の１すなわち９０°よりも小さい。
【００６３】
次に、上記に続いて、モータ２が図５のａ−２位置にある状態で、図３に一点鎖線で示すような、ｅ３よりも大きい電圧ｅ４（ｅ４＞ｅ３）および電圧供給時間ｔ２で構成されるパルス信号をモータ２に印加し、ここから回転を始める。この場合、モータ２の発生トルクは、図４に一点鎖線で示すように、最大発生トルクをＴ４とする発生トルク特性を持つ。この発生トルクによって、モータ２は、前述のａ−２の位置から回転し始め、ａ−５の位置に達したとする。ａ−５の位置に達したとき、すでに図３に示すモータ２に供給されるパルス信号の電圧はゼロに下がり、図４に示すモータ２の発生トルクもゼロになったとする。
【００６４】
このときも負荷トルクＴｃ２は作用しているが、図５のａ−５位置において、図６に示すように、負荷トルクＴｃ２も含めたモータ２のコギングトルクはまだモータ２の回転と同方向に作用している。このため、モータ２は、位置エネルギーが最小となるａ−６近傍の位置まで引き続き回転する。
【００６５】
よって、このときモータ２が回転した角度は、ａ−２とａ−６との２つの位置の間の角度ということになる。これは、図６から分かるように、モータ２の１回転の２分の１すなわち１８０°よりも小さい。
【００６６】
この結果から、図６に示すように、ａ−１からａ−３、ａ−６からａ−７、およびａ−９からａ−１０のいずれの回転位置でもモータ２を停止させることが可能になっていることが分かる。
【００６７】
すなわち、モータ２が１回転するうちのコギングトルクの波の数は従来と同じく２個であるが、モータ２が停止できる回転位置角は、ａ−１からａ−３、ａ−６からａ−７、およびａ−９からａ−１０のように、従来よりも著しく広範囲になっていることが分かる。
【００６８】
以上説明したように、上記ディスク記録再生装置に設けられたモータ装置においては、モータ２の出力軸２ａに一定の側圧を与えることによって、モータ２の回転子が静止できる回転位置の個数をモータ２の１回転中のコギングトルクの波の数より増やすことが可能になる。このため、より細かな微速送りを可能にしている。
【００６９】
また、ディスク記録再生装置において、モータ２と光ピックアップとの間の減速比を大きくすることなく、モータ２の出力軸２ａに側圧を与えることによって、より細かな微速送りを可能にしている。このため、モータ２と光ピックアップとの間の減速比を小さくすることができるので、微速送り性能を損なうことなく連続高速移動時の速度を速くすることができる。
【００７０】
また、上記ねじりコイルばね８はアースラインに接続されているので、モータ２の回転等によるモータの出力軸２ａの静電ノイズの発生を、ねじりコイルばね８および軸受け９によって吸収することができる。
【００７１】
また、ねじりコイルばね８は、軸受け９を介してモータ２の出力軸２ａに一定の側圧を与えているが、軸受け９を設けることで、ねじりコイルばね８とモータ２の出力軸２ａとはじかには接していない。このため、ねじりコイルばね８は磨耗しにくくなっており、側圧の経時変化が軽減されるようになっている。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、モータ２に側圧を付与する手段としてねじりコイルばね８を用いたが、モータ２の出力軸２ａに対して適切な側圧を付与できればよく、側圧を付与する方法や、部材の形状や材質等は限定されない。
【００７３】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１、図７ないし図１８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００７４】
本実施の形態に係るモータ装置を備えたディスク記録再生装置は、実施の形態１に係るディスク記録再生装置と同様の構造を有している。
【００７５】
図７ないし図１２は、比較のため、ねじりコイルばね８を用いず、モータ２の出力軸２ａに側圧を与えない場合の特性を示す図である。
【００７６】
図７はモータ２のコギングトルク特性を示しており、このコギングトルクをＴｃ３と称する。コギングトルクＴｃ３は、ある回転位置角ｂ−２において最大コギングトルクとしてＴｃ３ｍａｘをとる。図８は、コギングトルクの作用する力および方向を示している。
【００７７】
図９は、発生トルクによってモータ２を回転させるために最低限乗り越えなければならないコギングトルク成分を示す。図１０は、電圧をｅ５とし、電圧供給時間をｔ３とする場合にモータ２に印加されるパルス信号を示す。図１１は、このパルス信号によってモータ２に発生する上記発生トルクの特性を実線で示し、その最大発生トルクはＴ５である。また、図９に示した乗り越えるべきコギングトルクをこの図１１に一点鎖線で示す。図１２は、上記の方法によってモータ２が回転したときの回転速度特性を示している。
【００７８】
一方、図１３ないし図１８は、ねじりコイルばね８によってモータ２の出力軸２ａに側圧を与える本モータ装置の特性を示す図である。
【００７９】
図１３は、モータ２のコギングトルク特性を示している。側圧によってモータ２に一定の負荷Ｔｃ４が与えられ、この負荷Ｔｃ４が、図７に示すモータ２のコギングトルクに重畳される。このため、コギングトルクの大きさおよび負荷トルクの大きさを加えたトルクの大きさは、最大値をＴｃ３ｍａｘ＋Ｔｃ４とするコギングトルク特性を示す。
【００８０】
図１４は、コギングトルクの作用する力および方向を示している。上記のように側圧を与えた場合、モータ２に与えられる一定の負荷トルクＴｃ４によって、上記固定子に対する上記回転子の位置エネルギーが、
Ｔｃ３≦Ｔｃ４
の領域において抑えられる。
【００８１】
図１５は、発生トルクによってモータ２を回転させるために最低限乗り越えなければならないコギングトルク成分を示す。図１６は、電圧をｅ６とし、電圧供給時間をｔ４とする場合にモータ２に印加されるパルス信号を示す。図１７は、このパルス信号によってモータ２に発生する上記発生トルクの特性を実線で示し、その最大発生トルクはＴ６である。また、図１５に示した乗り越えるべきコギングトルクを一点鎖線で示す。図１８は、上記の方法によってモータ２が回転したときの回転速度特性を示している。
【００８２】
まず、側圧を与えない場合の動作について説明する。
【００８３】
モータ２に図１０に示すような電圧ｅ５および電圧供給時間ｔ３で構成されるパルス信号を印加することにより、図１１に実線で示すような発生トルクを発生させる。
【００８４】
この発生トルクによって、モータ２は、図７のｂ−１の位置から回転し始め、図９に示す最大コギングトルクＴｃ３ｍａｘであるｂ−２の位置を乗り越え、ｂ−３には至らないある位置に達したとする。
【００８５】
このとき、図８に示すように、モータ２のコギングトルクは、まだモータ２の回転と同方向に作用している。このため、モータ２は、位置エネルギーが最小となるｂ−３の位置まで引き続き回転する。
【００８６】
このときの図１２に示される回転速度特性は次の式で表される。
【００８７】
ωａ（ｔ）＝ω１・｛１＋ωｎ・Ｋ／（２・√（ζ２−１））・［ｅｘｐ｛（−ζ・ωｎ＋ωｎ・√（ζ２−１））・ｔ｝／（−ζ・ωｎ＋ωｎ・√（ζ２−１））−ｅｘｐ｛（−ζ・ωｎ−ωｎ・√（ζ２−１））・ｔ｝／（−ζ・ωｎ−ωｎ・√（ζ２−１））］｝      ・・・（３）
ただし、上式は立ち上がり領域（ｔ＝０〜ｔ３）について示している。ここに、ω１は、図１０に示す電圧ｅ５を印加し続け、インデシアル応答としたときに上昇して一定値に落ち着くモータ２の回転速度であり、ωｎは非減衰固有角周波数（ωｎ＝√（１／τｍ／τｅ）、ζは減衰係数（ζ＝１／２・√（τｍ／τｅ））、Ｋは定数、τｍはモータ２の機械的時定数、τｅはモータ２の電気的時定数とする。
【００８８】
次に、側圧を与える場合の動作について説明する。
【００８９】
モータ２に図１６に示すような電圧ｅ６および電圧供給時間ｔ４で構成されるパルス信号を印加することにより、図１７に実線で示すような発生トルクを発生させる。
【００９０】
この発生トルクによって、モータ２は、図１３のｃ−１の位置から回転し始め、図１５に示す最大コギングトルクであるｃ−２の位置を乗り越え、ｃ−３には至らないある位置に達したとする。
【００９１】
このとき、図１４に示すように、モータ２のコギングトルクは、まだモータ２の回転と同方向に作用している。このため、モータ２は、位置エネルギーが最小となるｃ−３の位置まで引き続き回転する。
【００９２】
このときの図１８に示される回転速度特性は次の式で表される。
【００９３】
ωｂ（ｔ）＝ω２・｛１＋ωｎ・Ｋ／（２・√（ζ２−１））・［ｅｘｐ｛（−ζ・ωｎ＋ωｎ・√（ζ２−１））・ｔ｝／（−ζ・ωｎ＋ωｎ・√（ζ２−１））−ｅｘｐ｛（−ζ・ωｎ−ωｎ・√（ζ２−１））・ｔ｝／（−ζ・ωｎ−ωｎ・√（ζ２−１））］｝      ・・・（４）
ただし、上式は立ち上がり領域（ｔ＝０〜ｔ４）について示している。ここに、ω２は、図１６に示す電圧ｅ６を印加し続け、インデシアル応答としたときに上昇して一定値に落ち着くモータ２の回転速度であり、ωｎは非減衰固有角周波数（ωｎ＝√（１／τｍ／τｅ）、ζは減衰係数（ζ＝１／２・√（τｍ／τｅ））、Ｋは定数、τｍはモータ２の機械的時定数、τｅはモータ２の電気的時定数とする。
【００９４】
ここで、図１０および図１６のパルス信号において、電圧供給時間をｔ３＝ｔ４であるとする。このとき、モータ２に与える側圧すなわち負荷トルクＴｃ４の値としては、以下のような値を選択している。すなわち、電圧はｅ５≧ｅ６であっても、図１１および図１７にそれぞれ実線で示す発生トルクによって、図９および図１５のコギングトルクをそれぞれ乗り越えて回転することが可能であるような、図１３に示すＴｃ４の値を選択している。
【００９５】
パルス信号を与える際に、例えば、図７に示すコギングトルクに対して図１３に示す負荷トルクＴｃ４を与える。それによって、図１１および図１７に示すように、パルス信号が同じであっても発生トルクでコギングトルクを乗り越えてモータ２を回転させることが可能になる。なお、ここで加えるパルス信号は、ｅ５＝ｅ６およびｔ３＝ｔ４であるか否かにかかわらない。
【００９６】
ここで仮に、パルス信号の電圧をｅ５＝ｅ６であるとする。ここで、モータ２は、与えられる側圧の負荷トルクの増加とともに、回転速度が直線的に下降する性質を有する。上記のように側圧を与えた場合に、モータ２に一定の負荷トルクＴｃ４を与えているので、上記（４）式に示す回転速度ω２が減少する。その結果、上記（３）の回転速度ω１と上記（４）式の回転速度ω２との間には
ω１＞ω２
の関係が成り立つ。つまり、図１２および図１８に示すような回転速度特性となる。
【００９７】
ここで、図１２に示す回転速度特性の立ち上がり部分の最大の傾きは、上記（３）式を微分したその最大値であり、ここでは（ｄωａ／ｄｔ）ｍａｘとする。同様に、図１８に示す回転速度特性の立ち上がり部分の最大の傾きは、上記（４）式を微分したその最大値であり、ここでは（ｄωｂ／ｄｔ）ｍａｘとする。図中、ω１＞ω２であるので、
（ｄωａ／ｄｔ）ｍａｘ＞（ｄωｂ／ｄｔ）ｍａｘ
の関係が成り立つ。
【００９８】
回転速度特性曲線の傾きは加速度を表す。これらのことから分かるように、モータ２に上記のような負荷トルクＴｃ４すなわち側圧を与えることによって、モータ２の回転による最大加速度を減少させることができる。
【００９９】
以上のように、モータ２の出力軸２ａに最適な側圧を選択して与えることによって、モータ２の回転による光ピックアップ６のアクチュエータに伝達される加速度を低減し、ディスクに対する光ピックアップの追従性の向上したディスク記録再生装置を提供することができる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のディスク記録再生装置は、光ディスクのトラックを追従するように移動する光ピックアップと、上記光ピックアップに加速度を与えて光ピックアップを移動させるように駆動するアクチュエータと、固定子と回転子との間の磁気的吸引力および反発力によって出力軸を回転させるモータを有し、上記モータから上記アクチュエータに、光ピックアップに与えるための加速度を伝達するためのモータ装置とを備えたディスク記録再生装置であって、上記モータ装置には、モータの出力軸に側圧を与えることよりモータに負荷トルクを重畳することによって、光ピックアップを、目的とする移動先の位置に到達させる際に、モータから光ピックアップのアクチュエータに伝達される加速度を低減する側圧付与手段が設けられており、上記側圧付与手段は、上記磁気的吸引力または反発力に基づくトルクムラに上記負荷トルクを含めたコギングトルクがゼロであることにより回転子が静止できる回転位置の個数が、上記モータの１回転中のコギングトルクの波の数より多くなるように、上記モータの出力軸に側圧を与える構成である。
【０１０１】
それゆえ、モータの出力を従来より微速送りとすることができる一方で、光ピックアップの連続高速移動の際の移動速度を高速にすることができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、ディスクに対する光ピックアップの追従性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１０３】
さらに、モータ装置の振動や騒音を抑えることができるという効果を奏する。
【０１０４】
本発明の請求項２記載のディスク記録再生装置は、請求項１の構成に加えて、上記モータ装置は、上記モータの出力軸に、円環状の軸受けが環装されて固定されており、上記側圧付与手段が、上記軸受けを介して出力軸に側圧を付与する構成である。
【０１０５】
それゆえ、常に安定的に、モータの出力を従来より微速送りとすることができるという効果を奏する。
【０１０６】
また、常に安定的に、ディスクに対する光ピックアップの追従性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１０７】
本発明の請求項３記載のディスク記録再生装置は、請求項１の構成に加えて、上記負荷トルクは、モータに供給するパルス信号の電圧と電圧供給時間とによってモータに発生する発生トルクによって、コギングトルクを乗り越えてモータが回転することが可能な値である構成である。
【０１０８】
それゆえ、側圧付与手段を備えるディスク記録再生装置において、モータを回転させることができ、光ピックアップを移動させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ装置の一構成例を示す斜視図である。
【図２】図１のモータ装置を備えたディスク記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。
【図３】モータに入力されるパルス信号を示すグラフである。
【図４】モータに発生する発生トルクを示すグラフである。
【図５】モータのコギングトルク特性を示すグラフである。
【図６】モータのコギングトルクの作用する力および方向を示すグラフである。
【図７】モータのコギングトルク特性を示すグラフである。
【図８】モータのコギングトルクの作用する力および方向を示すグラフである。
【図９】モータを回転させるために最低限乗り越えなければならないコギングトルク成分を示すグラフである。
【図１０】モータに入力されるパルス信号を示すグラフである。
【図１１】モータに発生する発生トルクおよびコギングトルクを示すグラフである。
【図１２】モータの回転速度特性を示すグラフである。
【図１３】モータのコギングトルク特性を示すグラフである。
【図１４】モータのコギングトルクの作用する力および方向を示すグラフである。
【図１５】モータを回転させるために最低限乗り越えなければならないコギングトルク成分を示すグラフである。
【図１６】モータに入力されるパルス信号を示すグラフである。
【図１７】モータに発生する発生トルクおよびコギングトルクを示すグラフである。
【図１８】モータの回転速度特性を示すグラフである。
【図１９】従来のモータ装置の構成例を示す斜視図である。
【図２０】従来のモータに入力されるパルス信号を示すグラフである。
【図２１】従来のモータに発生する発生トルクを示すグラフである。
【図２２】従来のモータのコギングトルク特性を示すグラフである。
【図２３】従来のモータのコギングトルクの作用する力および方向を示すグラフである。
【符号の説明】
１    モータ取り付けアングル
２    モータ
２ａ  出力軸
２ｂ  突起
３    円筒ウォームギア（アクチュエータ）
４    平歯車（アクチュエータ）
５    シャーシ
６    光ピックアップ
７    ラックギア（アクチュエータ）
８    ねじりコイルばね（側圧付与手段）
８ａ  円筒コイル
８ｂ  腕
８ｃ  腕
９    軸受け
【図１】
0003634031.tif 000002
【図２】
0003634031.tif 000003
【図３】
0003634031.tif 000004
【図４】
0003634031.tif 000005
【図５】
0003634031.tif 000006
【図６】
0003634031.tif 000007
【図７】
0003634031.tif 000008
【図８】
0003634031.tif 000009
【図９】
0003634031.tif 000010
【図１０】
0003634031.tif 000011
【図１１】
0003634031.tif 000012
【図１２】
0003634031.tif 000013
【図１３】
0003634031.tif 000014
【図１４】
0003634031.tif 000015
【図１５】
0003634031.tif 000016
【図１６】
0003634031.tif 000017
【図１７】
0003634031.tif 000018
【図１８】
0003634031.tif 000019
【図１９】
0003634031.tif 000020
【図２０】
0003634031.tif 000021
【図２１】
0003634031.tif 000022
【図２２】
0003634031.tif 000023
【図２３】
0003634031.tif 000024