(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスク初期変形に対してディスク回転数に対応したディスクチルト補正を行うことで、記録再生性能の安定化を図る。【解決手段】ディスク反り状態とディスク回転によるディスク変形量をデータベース２４とし、初期変形状態の上反り，下反り判定手段２３を備え、実動状態におけるディスク回転時のディスクチルト値を算出してディスクチルト補正２６を行うことで、ディスク駆動装置の信頼性の向上が図れる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップカバーとボトムカバーとからなる筐体と、この筐体の内部に設けられて記録または再生を行う光学ヘッドと、この光学ヘッドが装着されてディスクの半径方向に駆動する手段とディスクを回転駆動するスピンドルモータとから構成されたユニットメカと、前記ディスクの搬入出時のディスクを載置案内するディスクトレイと、前記ディスクの初期変形を検出する手段と、その初期変形状態から前記ディスクの上反りと下反りの判別手段とを備えたディスク駆動装置において、
前記ディスクの回転情報と前記判別手段によるディスクの上反り及び下反り情報とディスクの回転に伴うディスク変形情報とにより、ディスク半径方向の光学ヘッドとディスク間の相対的な傾きとなるディスクチルト補正値を算出してなり、この算出した結果から前記光学ヘッドに備えられた対物レンズの傾きを補正することを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスク駆動装置において、
ディスク半径方向から前記ディスクの初期変形を検出し、前記ディスクの回転によるディスク上下空間の圧力差と遠心力によって生じるディスク変形をデータベースとし、前記初期変形と前記データベースによりディスク半径方向の光学ヘッドと前記ディスクとの間のディスクチルト補正値を算出し、この算出した結果から前記光学ヘッドに備えられた対物レンズの傾き補正をすることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載のディスク駆動装置において、
前記データベースとなるディスク回転時の下反りと上反りの変形によるディスクチルト補正量の比が２：１から４：３であることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載のディスク駆動装置において、
前記ディスクの初期変形検出は前記ディスクの回転を低速モードで行うことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載のディスク駆動装置において、
前記ディスクの回転情報はホール素子などのディスク回転数検出手段で検出することを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクの初期変形による記録再生の性能劣化防止を図るためのディスクチルト補正機能を有するディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置の安定な記録再生には、ディスク面上に収差の生じない光スポットを形成することであり、対物レンズとディスク記録再生面の相対的な位置・傾きの高精度な制御技術が必要となる。ビームの光軸が光ディスク記録再生面に対して傾いていると光学的な収差が発生し、クロストークの増大による記録再生信号の劣化が生じる。
【０００３】
また、光ディスク装置は高密度記録化が進んでおり、高密度記録再生のためには解像度を高め、ＮＡ（開口数）の大きな対物レンズの使用が要求されている。対物レンズの口径が大きくなり、光ディスクの記録再生面に対するビーム光軸の傾きに伴う収差の割合はＮＡの３乗に比例して大きくなる。
【０００４】
したがって、ディスク駆動装置においては記録再生時にディスクの反りや曲げ変形、振動の固有モードなどによるディスク記録再生面に対するビーム光軸の傾きを低減することが必要となる。
【０００５】
従来技術として、ディスク記録再生面に対するビーム光軸の相対傾きを低減する方法として、対物レンズと対向するディスクの記録再生面の傾き情報を検出し、その情報により対物レンズを傾かせる構造がある。
【０００６】
特許文献１には、ディスクの固有振動モードに起因するディスクの接線方向の相対傾き角度と、この固有振動モードが発生するディスク回転数を記録したディスク傾きデータベースをもとに対物レンズを傾けることでディスクとの相対傾きを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６５９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された技術は、ディスクの固有振動モードによるディスクの特定回転数で発生する光学ヘッド、ディスク間の相対傾き補正を行うものであり、可換媒体となるディスクの初期変形に対応した相対傾き補正を行うものではない。
【０００９】
ＣＤやＤＶＤ，ＢＤなどの光ディスクは直径１２０mm，厚さ１.２mmのポリカーボネー
ト製であり、プレス成形加工で製作されている。このため、光ディスクは外周部が上反り若しくは下反りが必ず存在すると言っても過言ではない。
【００１０】
これらの光ディスクを用いて記録や再生を行うと、ディスクの反り変形に応じて光学ヘッドとディスク間の相対傾きが変動し、記録再生性能が劣化する。また、ディスク駆動装置内部でディスクが回転すると回転数に応じて変形状態が変化する。これはディスク上下空間の圧力変動によって発生する負圧力，ディスク自体の遠心力によるものである。
【００１１】
一般的なディスク駆動装置ではディスク下面空間と比較して、上面空間の圧力低下が大きい。そのため、負圧力が作用してディスク外周部では上方向に変形する。遠心力はディスク面内で外周方向に作用するため、上反りディスクでは下方向に、下反りディスクでは上方向に変形する。したがって、初期変形とディスクの回転数に応じたディスクチルト補正が必要となる。
【００１２】
本発明の目的は、ディスク初期変形に対してディスク回転数に対応したディスクチルト補正を行うことで、記録再生性能の安定化を図ることができるディスク駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、トップカバーとボトムカバーとからなる筐体と、この筐体の内部に設けられて記録または再生を行う光学ヘッドと、この光学ヘッドが装着されてディスクの半径方向に駆動する手段とディスクを回転駆動するスピンドルモータとから構成されたユニットメカと、前記ディスクの搬入出時のディスクを載置案内するディスクトレイと、前記ディスクの初期変形を検出する手段と、その初期変形状態から前記ディスクの上反りと下反りの判別手段とを備えたディスク駆動装置において、前記ディスクの回転情報と前記判別手段によるディスクの上反り及び下反り情報とディスクの回転に伴うディスク変形情報とにより、ディスク半径方向の光学ヘッドとディスク間の相対的な傾きとなるディスクチルト補正値を算出してなり、この算出した結果から前記光学ヘッドに備えられた対物レンズの傾きを補正することにより達成される。
【００１４】
また上記目的は、ディスク半径方向から前記ディスクの初期変形を検出し、前記ディスクの回転によるディスク上下空間の圧力差と遠心力によって生じるディスク変形をデータベースとし、前記初期変形と前記データベースによりディスク半径方向の光学ヘッドと前記ディスクとの間のディスクチルト補正値を算出し、この算出した結果から前記光学ヘッドに備えられた対物レンズの傾き補正をすることにより達成される。
【００１５】
また上記目的は、前記データベースとなるディスク回転時の下反りと上反りの変形によるディスクチルト補正量の比が２：１から４：３であることにより達成される。
【００１６】
また上記目的は、前記ディスクの初期変形検出は前記ディスクの回転を低速モードで行うことにより達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ディスク初期変形による記録再生性能の劣化を防止でき、信頼性の高いディスク駆動装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ディスク駆動装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２】ディスクを装着した時のディスク周辺の気流状態を示すディスク駆動装置断面図である。
【図３】ディスク初期変形状態を示すディスク断面図である。
【図４】ディスク初期変形に対するディスク回転時の変形状態の変化を示す模擬図である。
【図５】ディスク回転によるディスクチルト補正量の関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施例であるディスクチルト補正のフローチャート図である。
【図７】本発明の一実施例であるディスクチルト補正のブロック図である。
【図８】機種ごとの回転数に応じたチルト補正量の変化を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。
【００２０】
図１〜図７は、本発明の実施の形態や、実施の形態を説明するための図であり、これらの図において同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。
【００２１】
まず、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置１の構成について説明する。  
パソコン内蔵型ドライブ（以下、ディスク駆動装置という）にはフルハイト型（高さ：３.２インチ（８.１３cm））とハーフハイト型（高さ：１.６インチ（４.０６cm））とがある。これに対して薄型パソコン用としてスリム型（１２.７mm〜９mm）がある。
【００２２】
本発明はスリム型を対象として説明する。
【００２３】
図１は、スリム型ディスク駆動装置の分解斜視図である。  
図１において、ディスク駆動装置１は直径１２０mm，厚さ１.２mmのＣＤ，ＤＶＤ，Ｂ
Ｄ（ブルーレイ・ディスク）等の記録媒体（以下、ディスク２と呼ぶ）の記録面に対して情報の記録再生を行うものである。ディスク駆動装置１はおおむね、幅１３０mm，奥行き
１３０mm，装置厚１２.７mm（あるいは、９.５mm）の薄厚箱型形状であって、モバイル型
パーソナルコンピュータに装備されているスリム型（あるいは、スーパスリム型ともいう）ドライブと呼ばれているディスク駆動装置１である。
【００２４】
ディスク駆動装置１は、トップカバー３とボトムカバー４を嵌合及びネジ締結により組み立てて成形された筐体で構成されている。トップカバー３とボトムカバー４とは、薄板鋼板をプレス成形することにより製造されている。この筐体内部（ディスク駆動装置１内部）には、樹脂成形品のディスクトレイ５が配置されている。ディスクトレイ５の前端には、フロントパネル（図示せず）が装着されている。ディスクトレイ５の下面にユニットメカ６が装着されている。
【００２５】
ユニットメカ６は、弾性部材からなる複数のインシュレータを介してディスクトレイ５に取り付けられている。このインシュレータによって、装置外部からユニットメカ６へ伝わる振動や衝撃或いは、ユニットメカ６から外部へ伝わる振動や衝撃を減衰している。ユニットメカ６は、ベースとなるユニットメカシャシ（図示せず）を有し、このユニットメカシャシにディスク２を回転駆動するスピンドルモータ８が装着されている。また、このユニットメカシャシにはディスク２の記録面の情報を再生又は記録面に情報を記録するための光学ヘッド７、光学ヘッド７をディスク２半径方向に沿って移動させるための駆動手段、これらの部品への接触防止や電気的なノイズを遮断するユニットカバー１０が装着されている。
【００２６】
ディスクトレイ５の中央には、ディスク２の外径より僅かに大きな円形溝が形成されている。この円形溝の底面の一部に切欠き孔を備え、ユニットメカ６のユニットカバー１０，光学ヘッド７，スピンドルモータ８が露出している。ディスク２の装着や離脱には該ディスクトレイ５の両側に備えたガイド機構９ａ，９ｂにより、ディスクトレイ５がディスク駆動装置１外部にスライドして突出する。
【００２７】
本発明では、このようなディスク駆動装置１において、ディスク２の記録再生動作時に生じる光学ヘッド７と装着されたディスク２の相対傾きを補正して、記録再生性能の向上を図るものである。特に、ディスク２の初期変形に伴う傾きと、ディスク２の回転によって生じるディスク２の変形分をも考慮したディスク２傾き補正に関するものである。
【００２８】
以下、このディスク２と光学ヘッド７間の相対傾きをディスクチルト値或いはディスクチルト補正値とする。
【００２９】
図２はディスク駆動装置の断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。  
図２において、破線による矢印はディスク２が装着され回転した時のディスク駆動装置１内部、特にディスク２周囲の部品間隙間に生じる気流状態を示したものである。図２を用いてディスク２回転時の気流状態によるディスク２変形への作用を説明する。
【００３０】
ディスク２は下面中央部のみでスピンドルモータ８に支持されており、ディスク２下面中央部を除く上面，下面，側面部はひじょうに狭い隙間（実際のディスク駆動装置１では２mmから３mm程度）の空間となっている。
【００３１】
ここでディスク２上面の空間を空間Ａ、下面の空間を空間Ｂとする。ディスク２が高速で回転すると、ディスク２上面の空間Ａではディスク２表面の粘性抵抗により気流は図中破線矢印で示したようにディスク２中心部から外周部へ向かう。この際、ディスク２上面と対向するトップカバー３上に空気の出入りがないために空間Ａでは圧力が低下することになる。
【００３２】
一方、ディスク２下面の空間Ｂにおいても同様にディスク２表面の粘性抵抗によりディスク２中心部から外周部へ図中破線矢印で示したように気流が向かう。しかしながら、図１に示したディスクトレイ５の円溝部に備えた切欠き部や、ディスクトレイ５とユニットメカ６の隙間から空気が空間Ｂへ流入するため、圧力低下は空間Ａと比較すると小さいものになる。したがって、ディスク駆動装置１内部でディスク２が高速で回転すると空間Ｂと空間Ａの圧力差によって、実際には空間Ａ部でディスク２がトップカバー３側へ引き寄せられる。この引き寄せる力を負圧力とする。ディスク２は中心部でスピンドルモータ８に支持されているため、ディスク２外周部が上に反る変形となる。
【００３３】
図３は、一般的なディスク２の初期変形状態を示すディスク２の断面図である。  
図３において、ディスク２は直径１２０mm，厚さ１.２mmのポリカーボネート製であり
、中央部にはスピンドルモータ８の固定するための内径１５mmのセンターホールが成形さ
れている。ディスク２は一般的にはプレス成形加工で製作されている。ディスク２の初期変形は、円環状に外周部が上に反ったもの、下に反ったものが存在する。
【００３４】
図３（ａ）は初期変形がほとんど無い平坦なディスク２を示したものであり、図３（ｂ），図３（ｃ）はそれぞれディスク２の外周部が中心部に対して上に反ったディスク２，下に反ったディスク２を示している。
【００３５】
図３（ｂ），図３（ｃ）に示すディスク２に情報を記録する場合、或いは記録された情報を再生する場合、光学ヘッド７はガイドバー１１に沿ってディスク２半径方向に移動するため、内周から外周に向けて該光学ヘッド７（実際には光学ヘッド７に備えた対物レンズアクチュエータの対物レンズ部１２）とディスク２間の相対傾きが変化するため記録再生性能が劣化する。この相対傾きとなるディスクチルト値に対して、一般的な補正方法はディスク２の半径方向による反り変形、或いは半径方向によるディスクチルト値をあらかじめ学習することで、実際の記録再生時のディスクチルト補正を行っていた。しかしながら、図２で説明したようにディスク駆動装置１内部でディスク２が高速回転すると、ディスク２上下面隙間の圧力差など、他の要因によって、学習したディスク２変形、ディスクチルト値と異なったディスクチルト補正値が必要となる。
【００３６】
そこで本発明では図４以降で説明するような、ディスク２初期変形に対してディスク駆動装置１内部で回転するディスク２の変形状態と、これらを考慮したディスクチルト補正を行うようにしたものである。
【００３７】
以下、本発明の一実施例について説明する。
【実施例１】
【００３８】
図４は、ディスクの初期変形に対するディスクの回転時における変形状態の変化を示す模擬図である。
【００３９】
図４において、実線はディスク２中心から外周までのディスク２の初期変形状態を断面として示したものであり、上反りディスク２と下反りディスク２を図に示している。この初期変形のディスク２がディスク駆動装置１内部で高速回転すると、図２で説明したようにディスク２上面，下面空間の圧力差によって、より圧力が低い側へディスク２は変形しようとする力（負圧力）が作用することになる。したがって、この力は上反りディスク２，下反りディスク２によらず常にディスク２を上に反らす力が作用することになる。
【００４０】
図４中、この力を負圧力として上向き方向に作用していることを上向き矢印（白抜き矢印）で示した。また、同時にディスク２が高速で回転すると、ディスク２面内で外周方向に向けた遠心力が作用する。この遠心力は上反りディスク２では下へ反らす力となり、下反りディスク２では上に反らす力として作用する。この遠心力が作用する方向を矢印（白抜き矢印）で示した。
【００４１】
すなわち、下反りディスク２の場合、負圧力と遠心力は常にディスク２を上に反らす力として作用するために下反りの初期変形量が破線で示すように大きく変化する。一方、上反りディスク２の場合は、負圧力はディスク２を上に反らす力となり、遠心力は逆に下に反らす力となって作用するために、力の総和はディスク２を下に反らす力となる。これはディスク２に作用する力としては負圧力よりも遠心力の方が大きいためである。
【００４２】
結果として、上反りディスク２は点線で示したように下方向に反ることになる。このように、初期変形の反り量に対してディスク２回転による反り変形量の変化は上反りディスク２，下反りディスク２ともに変形量が小さくなる。但し、負圧力，遠心力の作用方向によって、その変形量変化は、上反りディスク２に対して下反りディスク２の方がより大きく変形が変化する。
【００４３】
図５は、ディスク２回転によるディスクチルト補正量の関係を上反りディスク２，下反りディスク２について示したものである。  
図５において、横軸はディスク初期変形（反り）量を示しており、図左側が下反りディスク２、図右側が上反りディスク２である。ディスク２を高速で回転させた場合、図４で説明したように負圧力、遠心力によって初期変形状態に対してディスク２は面内方向へと変形する。このディスク２回転によって変化するディスクチルト補正量を縦軸に示した。
ディスク２の初期変形量として外周部の反り変形量を下反りディスク２で−ｘ、上反りディスク２で＋ｘとする。
【００４４】
この時のディスク２回転による初期変形からの変化量をディスクチルト補正量として換算すると、図に示すように下反り、上反りディスク２でディスクチルト補正量θ１，θ２となる。ＣＤ２４倍速相当、毎分５４００回転で回転した場合、ディスクチルト補正量θ１，θ２は２：１から４：３の比となる。このディスクチルト補正量比のバラツキはディスク駆動装置１内部のディスク２上面隙間やディスク２下面部での空気の流れ込みなどによって生じることになる。
【００４５】
ちなみに、例えばハーフハイト型では空間Ａが５〜７mmの空間となっている。空間Ａ部が５〜７mmであると、ディスクの高速回転によって生じる回転風と遠心力によってディスクは水平方向に延びるが回転風は負圧となったディスク中心側に戻る。このため、ディスクの上反りと下反りによるディスクの変化量の差が小さい。ところが上述したように、空間Ａが２〜３mmしかないスリム型では回転風が戻る空間がないため回転風は遠心方向に流出してしまい、空間Ｂとの圧力差が大きくなり図４，図５に示したようにディスクの上反りと下反りによるディスクの変化量に差が出てきてしまう。
【００４６】
このように、ディスクの上反りと下反りによるディスクの変化量は空間Ａが小さいスリム型に顕著に現れることが分かった。
【００４７】
本発明では、対象となるディスク駆動装置１を用いて予め、ディスク２回転によるディスク２初期変形からの変化量、すなわちディスクチルト補正量をデータベース化することである。以降、該データベースを基にした本発明の実施例であるディスク駆動装置１におけるディスクチルト補正について述べる。
【００４８】
図６は、本発明の一実施例であるディスクチルト補正のフローチャート図である。  
図６において、まずディスク回転開始３１を行う。この時、ディスク回転数はディスク駆動装置１として最も低い回転数がよい。これは、ＣＤやＤＶＤのディスク回転数を低速倍速モードにすることで負圧力や遠心力によるディスク２への変形影響を極力抑えるためである。
【００４９】
次に、ディスク２の回転中に光学ヘッド７をディスク２の最内周から最外周に移動させて、ディスク２と光学ヘッド７間の挙動変化よるフォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号，チルト信号を利用してディスクの初期変形計測３２を行う。測定データよりディスク２中心から外周に向けてディスク２の変形状態が上反り，下反りかの判定３３を行う。
【００５０】
一方、ディスク駆動装置１には、図５で説明したディスク反り状態（上反り，下反り）とディスク回転数によるディスクチルト補正値３５（データベース）を有し、先のディスク初期変形計測データ，上反り，下反りの判定３３結果と、実際のディスクチルト補正時のディスク回転情報３４より、ディスク半径位置（内周から外周）のディスクチルト補正値の算出３６を行う。記録再生動作時には該ディスクチルト補正値を基にディスクチルト補正３７を行う。これによって、ディスク回転によるディスク初期変形からの変化分を考慮したディスクチルト補正が可能となり、ディスク駆動装置１の記録再生性能が向上する。
【００５１】
図７は、本発明の一実施例であるディスクチルト補正のブロック図である。  
図７において、光学ヘッド７は回転しているディスク２に対して内周から外周位置に移動し、ディスク初期変形検出手段２２によりディスク２と光学ヘッド７間の挙動変化をフォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号，チルト信号を利用してディスク２の初期変形を計測する。該計測データより、ディスク反り判定手段２３によってディスク２内周から外周に向かい反り状態が上反りか、下反りを判定する。該ディスク初期変形とディスク反り判定結果をディスクチルト補正値算出手段２５へ送る。
【００５２】
一方、ディスク２を回転させるスピンドルモータ８には、例えばホール素子などのディスク回転数検出手段２１を備え、該検出手段の信号によってディスク回転情報をディスクチルト補正値算出手段２５に送る。本実施例ではスピンドルモータ８から回転情報を得る構成で記載しているが、光学ヘッド７によってディスク２回転時のフォーカスエラー信号やトラッキング信号を基にディスク回転情報を得るものであってもよい。
【００５３】
さらに、図５で説明したディスク２反り状態（上反り，下反り）とディスク２回転によるディスクチルト補正量のデータベース２４を基に、ディスクチルト補正値算出手段２５において該ディスク初期変形計測データ，上反り，下反りの判定結果と、実際のディスクチルト補正時のディスク回転情報より、ディスク半径位置（内周から外周）のディスクチルト補正値の算出を行う。この値を基にディスクチルト補正手段２６によって、光学ヘッド７に備えた対物レンズ１２を該チルト方向に制御することで、ディスク２と光学ヘッド７間のディスクチルト補正を行う。図示していないが光学ヘッド７自体を傾ける手段によって、ディスク２と光学ヘッド７間のディスクチルト補正を行ってもよい。
【００５４】
図８は機種ごとの回転数に応じたチルト補正量の変化を示した図である。
【００５５】
図８において、フルハイト型とハーフハイト型については上反り下反りに関わらず圧力の変化が少なく回転数の変化に対してもチルト補正量変化がなく良好である。
【００５６】
しかしながらスリム型に関しては回転数が大きいほど下反りディスクの負圧力が大きく、チルト補正量が大きくなることが分かった。
【００５７】
以上の実施形態により、ディスク２の初期変形・反り状態やディスク２回転数によらず、安定なディスクチルト補正が可能となり、記録再生性能の向上が図れ、信頼性の高いディスク駆動装置１が提供できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  ディスク駆動装置
２  ディスク
３  トップカバー
４  ボトムカバー
５  ディスクトレイ
６  ユニットメカ
７  光学ヘッド
８  スピンドルモータ
９  ガイド機構
１０  ユニットカバー
１１  ガイドバー
１２  対物レンズ
２１  ディスク回転数検出手段
２２  ディスク初期変形検出手段
２３  ディスク反り判定手段
２４  データベース
２５  ディスクチルト補正値算出手段
２６  ディスクチルト補正手段
３１  ディスク回転開始
３２  ディスク初期変形計測
３３  ディスクの上反り，下反り判定
３４  ディスク回転情報
３５  ディスク反り状態とディスク回転数によるディスクチルト補正値
３６  ディスク半径位置（内周〜外周）のディスクチルト補正値算出
３７  記録再生時のディスクチルト補正
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011034618.tif 000008
【図７】
2011034618.tif 000009
【図８】
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