(57)【要約】【課題】ディスク１が所定の回転数の時に固有モードで振動し、光学ヘッド５とディスク１間の相対傾き変動により、ディスク駆動装置２の記録再生性能が劣化した。【解決手段】本発明のディスク駆動装置は、ディスク１の固有モードに起因するディスク１の接線方向の相対傾き角度と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３３と、ディスク回転数検出回路３１と、チルト駆動回路３５を具備する。対物レンズ１１を傾けることで相対傾き角度を補正することで、ディスク駆動装置２の安定な記録再生性能を図る。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク回転数検出手段と、ディスク接線方向に対物レンズを傾ける手段と、ディスク回転数が所定の回転数の時に、該所定の回転数に対応した角度で対物レンズをディスク接線方向に傾けるチルト駆動回路とを有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に記載のディスク駆動装置において、前記ディスクは直径１２０mm，厚さ1.2
mmのポリカーボネート製であり、ディスクの回転数が毎分６９００回転，毎分７８００回転，９９００回転，１１７００回転付近の光学ヘッド上のディスク接線方向の傾き角度を記憶したデータベースを具備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１に記載のディスク駆動装置において、前記ディスクは直径１２０mm，厚さ1.2
mmのポリカーボネート製であり、ディスク回転時のディスク（０，２）振動モード，（０，３）振動モード，（０，４）振動モード，（０，５）振動モードによる光学ヘッド上のディスク接線方向の傾き角度を記憶したデータベースを具備す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に記載のディスク駆動装置において、前記所定の回転数以外では前記チルト駆動回路は前記対物レンズをディスク接線方向に傾かせる動作を行わないディスク駆動装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載のディスク駆動装置において、トップカバーとボトムカバーとを含む筐体と、前記対物レンズを搭載した光学ヘッドと、該光学ヘッドをディスクの半径方向へ駆動する手段と、ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、ディスク搬入出時のディスクを載置するディスクトレイと、該ディスクトレイが設置されたメカベースと、を有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、記録再生の性能劣化の一要因であるディスク高速回転時に生じるディスク傾き特性を補正する機能を持たせたディスク駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
特許文献１には、ディスク駆動装置に装着されたディスクに対してレーザパワーなどの各種調整時に、調整を行う光学ヘッドの位置又はディスク回転数において既定量だけ対物レンズをシフトさせてレーザ光線を照射し、この対物レンズシフト量とプッシュプルトラッキングエラー信号のオフセット量との関係を学習させて、記録再生時にこの学習した関係が維持されるようにチルト（傾き）制御を行う方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１７１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、プッシュプルトラッキングエラー信号を用いているので、ディスクの内外周方向のそりなど、ディスク半径方向の傾き情報の検出はできても、ディスク接線方向の傾き情報の検出が困難である。また、ディスク駆動装置に装着されるディスク毎に対物レンズシフト量とプッシュプルトラッキングエラー信号のオフセット量の関係を学習するものであり、ディスク全般に共通した学習結果というものはない。
【０００６】
規格が定められているＣＤやＤＶＤのディスクは直径１２０mm，厚さ１.２mm のポリカーボネート製である。これらのディスクには固有な円板の振動モードが存在し、特にディスクの直径節のディスク振動モードはディスクの所定の回転数により励振される。ＣＬＶ方式では、該所定のディスク回転数で回転するため、ディスクが振動し、振動モードに伴うディスクの変形が生じる。このため、光学ヘッドからのレーザ光線の光軸とディスクの記録再生面で相対的な角度変動が生じる。この角度変動は、ディスクの直径節モードによるものでディスク面内で、半径方向に垂直な方向（以下、ディスクの接線方向と呼ぶ）の傾きであり、半径方向の線を回転軸とした傾きである。本発明で解決したい課題は、前述したディスク振動に伴うディスク傾きに対し、記録再生性能の安定化である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のディスク駆動装置は、ディスク回転数検出手段と、ディスク接線方向に対物レンズを傾ける手段と、ディスク回転数が所定の回転数の時に、該所定の回転数に対応した角度で対物レンズをディスク接線方向に傾けるチルト駆動回路とを具備した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ディスクの高速回転時に発生するディスク振動に伴う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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、ディスク駆動装置２による本発明の一実施例を、ＣＤやＤＶＤ装置等のディスク駆動装置２を例にとって説明するが、本発明は他のディスク駆動装置にも適用できるものである。
【００１１】
パソコンなどに組み込まれているＣＤやＤＶＤなどのディスク駆動装置２は、直径120
mm，板厚１.２mm の円板形状の媒体（以下、ディスク１と呼ぶ。）に情報記録あるいは、その媒体の情報を再生する装置であり、装置の寸法は約幅１５０mm，奥行き１９５mm，装置厚４０mmの箱型形状である。
【００１２】
装置筐体は、樹脂成形品のメカベース３と圧延鋼材などの金属板でプレス加工したボトムカバー９，トップカバー８により構成されている。装置内部にはディスク１を搬入，搬出するためのディスクトレイ４が該メカベース３に備えたガイド機構により支持されている。該ディスクトレイ４にはディスク１載置時の位置決め用としてディスク１外径より僅かに大きな円溝が設けられている。ディスクトレイ４下部には、ディスク１を回転させるスピンドルモータ７と、ディスク１の情報を再生したり、新たな情報を記録する光学ヘッド５を備えたユニットメカがメカベース３に複数のインシュレータ１６を介して弾性支持されている。
【００１３】
記録再生動作時は、装置内に搬入されたディスク１をスピンドルモータ７のターンテーブル部へトップカバー８部に備えたディスククランパー１３により装着し、スピンドルモータ７にて所定の回転数でディスク１を回転させて、光学ヘッド５でディスク１の情報を再生したり、新たな情報を記録している。装置内部でディスク１を回転させると所定の回転数でディスク１が振動するため、本発明によるディスク駆動装置２では、トップカバー８にディスク１に対向する面に凸部となる絞り構造２０を設けて、光学ヘッド５上のディスク振動による変形形態を抑制するとともに、前述した所定の回転数を通過する際にディスク変形に伴う傾きに合わせて光学ヘッド５、あるいは光学ヘッド５の対物レンズ１１部を傾き補正することでディスク駆動装置２の記録再生性能を向上させている。以下、図２以降を用いて、本発明について詳細を説明する。
【００１４】
図２は、ディスク駆動装置２に用いる一般的なディスク１（円板）の直径節２次，３次および４次の振動モードを模擬的に示したものであり、図中ディスク上の（＋），（−）は面外方向の変形，変位形態を示したものである。（＋），（−）の部分がモードの腹となり、ディスク１中心を通る直線はモードの節を示した。以後、これらのモードをディスク１の（０，２）モード，（０，３）モード，（０，４）モードと呼ぶ。ディスク１を回転させた場合、ディスク１に対して静止系でこの回転現象を観察すると所定の回転数で前記ディスク１の変形モードで静止しているように見える現象が生じる。この回転数は臨界回転数と呼ばれ、ディスク１は外乱に対して不安定な状態となる。特に、ディスク１周辺構造による空気の乱流などにより圧力不均一に起因したディスク１の変形や振動を引き起こす。ディスク駆動装置２においては、記録再生性能が劣化して、エラーを引き起こし、深刻な悪影響をもたらす。
【００１５】
図３にＤＶＤ１２倍速記録でのディスク回転仕様の例を示す。この回転仕様は、ZCLV
（区間線速度一定）方式と呼ばれるものである。ディスク１の半径方向における記録再生位置に応じて、ディスク１の回転数を可変している。ここで、一般的なＣＤやＤＶＤのディスク１は、直径１２０mm，厚さ１.２mm ，ポリカーボネート樹脂性であり、前述した
（０，２）モードの固有振動に対応する臨界回転数は毎分約６９００回転、（０，３）モードでは毎分約７８００回転、（０，４）モードでは毎分約９９００回転である。
【００１６】
したがって、上記ディスク回転仕様では、図に示した如く（０，２）モード，(０，３)モード，（０，４）モードの臨界回転数を記録再生時にディスク１の回転数が通過（図中、○印で示す）することになる。すなわち、これらのディスク回転数を通過する際にはディスク１には瞬間的に大きな振動が発生して上述した問題が生じる。なお、本説明では
ＤＶＤ１２倍速を例にとったが、さらに倍速が高い場合には当然の如く、ディスクの（０，５）モードまでも考慮しなければならないことは言うまでもない。
【００１７】
図４は、ディスク駆動装置２に用いられた一般的なトップカバー８を示したものである。図４（ａ）は斜視図を示したもので、ディスク駆動装置２内に挿入されたディスク１を装着する際にトップカバー８裏面部（下側）に備えたディスククランパー１３によって、スピンドルモータ７のターンテーブル部へディスク１を磁気吸引力を利用して挟み込んで固定している。図中、Ａ方向のディスククランパー１３部を中心としたトップカバー８の断面図を図４（ｂ）に示す。なお、図中には、装着された状態のディスク１とスピンドルモータ７を破線で示している。ディスク１とトップカバー８間の隙間がほぼ均一な場合での臨界回転数通過時のディスク振動について、図５から図７を用い説明する。
【００１８】
図５はディスク駆動装置２内部のディスク１と光学ヘッド５の位置関係を説明するため、ディスク１が装着された状態のトップカバー８を外した上面図を示したものである。光学ヘッド５は、図中矢印で示したディスク１の半径方向に内周，外周と走行する。図６で示す光学ヘッド５位置付近のディスク面外方向の振動，変位形態を示すため、ディスク周方向で光学ヘッド５の走行の位置を基準として、図中左側を＋方向位置、右側を−方向位置とする。
【００１９】
図６には、光学ヘッド５位置を基準とした光学ヘッド５付近のディスク外周部の変形状態を示したものである。図６（ａ）はディスク１の（０，２）モードの変形状態である。図６（ｂ），図６（ｃ）はそれぞれ、ディスク１の（０，３）モード，（０，４）モードを示したものである。ディスク１に対向する面が図４に示した平坦なトップカバー８の場合、臨界回転数を通過時のディスク振動モードの変形形態は、ディスク１の（０，２）モード，（０，３）モード，（０，４）モード全てにおいて光学ヘッド５位置でモードの節の位置となり、ディスク１と光学ヘッド５間の相対的な傾きが最も大きくなる。規格で定められている直径１２０mm，厚さ１.２mm ，ポリカーボネート樹脂性のＣＤやＤＶＤのディスク１では、（０，２）モード，（０，３）モード，（０，４）モードでのディスク接線方向の実際の傾きは、外周部付近でそれぞれ、０.３度程度，０.２度程度，０.２ 度程度である。従って、それらのモードのときにだけ、ディスク接線方向で対物レンズ１１を、モードに対応して、０.３度程度，０.２度程度，０.２度程度傾けさせればよい。
【００２０】
図７は、ディスク１の回転数が臨界回転数を通過する際のディスク１と光学ヘッド５間の相対傾きに対する補正方法を示したものである。臨界回転数通過時のディスク直径節の振動モードが発生した時、図に示したようにディスク１の接線方向に変形する。ディスク１と光学ヘッド５間の相対的な傾き量を補正するためには、光学ヘッド５に組み込まれた対物レンズ１１部をディスク１の傾き量に合わせて傾けるか、光学ヘッド５自体を傾けることが必要となる。
【００２１】
本発明は、図６に示した如く臨界回転数を通過する時の各ディスク振動モードによる光学ヘッド５付近の変形状態をデータベース化することで、あらかじめ、所定の回転数を通過する際に、前述したように対物レンズ１１部、あるいは光学ヘッド５自体を傾けることで、ディスク振動によるディスク１と光学ヘッド５間の相対傾き量の補正を行うものである。各ディスク振動モードでの傾きが既知なので、各ディスク振動モードに対応する傾きをデータベースに記憶させておき、各ディスク振動モード発生時に対応する角度に対物レンズ１１を傾ければ、傾き検出部品が不要になる。つまり、本発明によれば、ディスク１の回転数のみ検出することができれば、ディスク１の傾き等を測定するセンサを設けることなく、所定の回転数通過時に対物レンズ１１部、あるいは光学ヘッド５を所定の方向，傾き量で補正することで、ディスク振動によるディスク１と光学ヘッド５間の相対傾きを低減することができ、記録再生性能の向上を図ることができる。
【００２２】
本発明は、所定のディスク回転数でディスク１傾きに対する補正を行うものであり、該所定の回転数以外ではディスク接線方向の傾き補正動作は行わない。
【００２３】
図８に本発明によるディスク１と光学ヘッド５間の傾き補正を行うための手順を示す。ディスク駆動装置２内部にディスク１が挿入されると、ディスク回転を開始する。ディスク１の種類判別などの情報を取得し、光学ヘッド５とディスク１間のサーボ系追従制御の準備が完了した後、所定の記録・再生を開始する。図中左の列はディスク１のそりなどの変形による従来技術であるディスク１と光学ヘッド５間の傾き補正を行う流れを示している。一般的には光学ヘッド５（実際は対物レンズ１１）とディスク１の相対傾きを別途光学ヘッド５などに設けた検出器を用いて傾き検出を行い、その情報を基に対物レンズ１１部または、光学ヘッド５自体の傾き補正を行う。一方、本発明による臨界回転数を通過する際のディスク振動に伴うディスク１の変形による傾き補正を図中右の列に示す。このディスク振動は、ディスク１形状や、材質（剛性）によるディスク固有振動数とディスク１の周辺構造により、発生するディスク回転数や光学ヘッド５上でのディスク変形形態は決定する。したがって、ディスク１の変形に伴う傾き補正にディスク１の変形状態を検出する検出器等は必要とせず、発生するディスク回転数と、その時のディスク変形形態をデータベース化することが重要である。ディスク駆動装置ではディスク回転数を検出し、該データベースを基に、所定の回転数通過時に対物レンズ１１部または、光学ヘッド５自体の傾き補正を行う。これらの光学ヘッド５，ディスク１間の相対傾きを補正することで、安定な記録再生を行うことが可能となる。
【００２４】
図９は、前述した光学ヘッド５，ディスク１間の相対傾きを補正する本発明の構成を示した図である。スピンドルモータ７には、例えばホール素子などのディスク回転検出器を備え、該検出器の信号によって、ディスク回転数検出回路３１により回転情報をディスク駆動装置のコントローラ３０に送っている。コントローラ３０では、ディスク１の種類，記録再生倍速，該倍速によるディスク回転仕様，ディスク１の記録再生位置（ディスク半径方向での光学ヘッド５位置）などの情報より、ディスク回転制御回路３２によってスピンドルモータ７を駆動制御している。一方、本発明によるディスク振動モードによる光学ヘッド５上でのディスク１傾き補正については、ディスク駆動装置の形態によるディスク回転数と光学ヘッド５上での光軸との傾き角度情報をディスク傾きデータベース３３とし、前述したディスク回転数検出回路３１からのディスク回転数情報とを常に監視する比較回路３４を備え、所定の回転数では、コントローラ３０を介してチルト（傾き）駆動回路３５により、光学ヘッド５に備えた対物レンズ１１を駆動して、光学ヘッド５，ディスク１間の相対傾きを補正する構成とした。
【００２５】
図１０は、ディスク駆動装置２に挿入されたディスク１の対向面となる裏面部に凸部となる絞り構造２０を設けたトップカバー８である。その斜視図を図１０（ａ）に示す。ディスク１中心部となる位置にはディスククランパー１３が取り付けられている。図中Ａ方向からのトップカバー８の断面図を図１０（ｂ）に示す。図中にディスク駆動装置２に挿入されたディスク１とスピンドルモータ７は、破線で示した。ディスク１が高速で回転するとディスク上面部において表面の流れが前述したトップカバー８の絞り構造２０により乱流化され、臨界回転数通過時のディスク振動の変形形態が変化する。
【００２６】
図１１に絞り構造２０を設けた図１０に示したトップカバー８によるディスク１の光学ヘッド５位置を基準とした光学ヘッド付近のディスク変形状態をディスク１の（０，２）モード，（０，３）モード，（０，４）について示した。ディスク１に対向する面が平坦なトップカバー８では、光学ヘッド５上のディスク１の振動モードは直径節モードによる節の位置にあったものが上記乱流化により、節の位置が移動し、（０，２）モードでは腹の位置となる。また、（０，３）モードや（０，４）モードではディスク振動振幅が減少する。すなわち、ディスク１に対向する面に凸部の絞り構造２０を設けることで、光学ヘッド５上のディスクの変形形態が変わり、光学ヘッド５とディスク１間の相対傾きを低減することができる。本発明によるトップカバー８構造は一実施例であるが、このようにトップカバー８の形状に伴って光学ヘッド５位置付近の臨界回転数通過時のディスク振動挙動を基に光学ヘッド５とディスク１間の相対傾き量をデータベース化して図８に示した補正手順を行うことで、安定な記録再生が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、光ディスク駆動装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ディスク駆動装置の構造を示す図である。
【図２】ディスクの直径節の振動モードを示す図である。
【図３】ディスクの回転仕様を示す図である。
【図４】一般的なトップカバー構造を示す図である。
【図５】ディスク駆動装置内部のディスク変形と光学ヘッドの位置関係を示す図である。
【図６】ディスク振動による光学ヘッド付近のディスク傾き特性を示す図である。
【図７】ディスク傾きと光学ヘッドの関係を示す図である。
【図８】本発明による傾き補正手順を示す図である。
【図９】本発明の傾き補正構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例であるトップカバー構造を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例であるトップカバーを用いた時のディスク振動による光学ヘッド付近のディスク傾き特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ディスク、２…ディスク駆動装置、３…メカベース、４…ディスクトレイ、５…光学ヘッド、７…スピンドルモータ、８…トップカバー、９…ボトムカバー、１０…フロントパネル、１１…対物レンズ、１３…ディスククランパー、１５…メカシャシ、１６…インシュレータ、２０…トップカバーの絞り構造、３０…コントローラ、３１…ディスク回転数検出回路、３２…ディスク回転制御回路、３３…ディスク傾きデータベース、３４…比較回路、３５…チルト駆動回路。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008065947.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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