(57)【要約】【課題】線速度一定制御の開始時、光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差により、減速方向に大きな回転トルク変動を生じ、スピンドルモータや光ディスクに振動が発生する。【解決手段】光ディスク１の回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲内の場合には第１のスピンドルサーボ回路１０の出力を選択し、前期回転速度の差が所定の範囲を越えたなら、第１のスピンドルサーボ回路１０の出力が減速トルクの電圧の場合は零電圧を、第１のスピンドルサーボ回路１０の出力が加速トルクの電圧の場合は第１のスピンドルサーボ回路１０の出力を選択する駆動信号切り替え手段を設け、大きな回転トルク変動を発生するのを防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上の螺旋状のトラックに線速度一定に記録された信号に基づき、線速度一定制御を行うスピンドルモータ制御装置であって、
再生された信号と所定の基準信号とを比較してスピンドルモータを線速度一定に駆動する線速度一定制御手段と、
前記光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲内の場合には前記線速度一定制御手段の出力を選択し、前記光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲を越えている場合には、前記線速度一定制御手段の出力が減速トルクの電圧の場合は零電圧を、前記線速度一定制御手段の出力が加速トルクの電圧の場合は前記線速度一定制御手段の出力を選択し、前記スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動手段に出力する駆動信号切り替え手段と、
を備えたスピンドルモータ制御装置。
【請求項２】
前記線速度一定制御手段は粗制御を行う第１の線速度一定制御手段と精制御を行う第２の線速度一定制御手段とを有し、
前記駆動信号切り替え手段は、前記光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲を越えている場合には、粗制御を行う前記第１の線速度一定制御手段の出力が減速トルクの電圧の場合は零電圧を、前記第１の線速度一定制御手段の出力が加速トルクの電圧の場合は前記第１の線速度一定制御手段の出力を選択し、前記光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲内の場合には精制御を行う第２の線速度一定制御手段の出力を選択する請求項１記載のスピンドルモータ制御装置。
【請求項３】
スピンドルモータの起動時に所定電圧を前記スピンドルモータ駆動手段に出力する定電圧設定手段を備えた請求項１または２記載のスピンドルモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクの回転を線速度一定に駆動するスピンドルモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスピンドルモータ制御装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図４は前記特許文献に記載された従来のスピンドルモータ制御装置の構成ブロック図、図５は従来のスピンドルモータ制御装置の第１のスピンドルサーボ回路１０と第２のスピンドルサーボ回路１８と駆動モード切り替え回路２１の構成ブロック図を示している。図においては本発明の実施形態のものと対比しやすくするため、特許文献１のものに対して基本原理を損なわない範囲において細部を変更して示している。  従来のスピンドルモータ制御装置について、図４、図５を参照して、以下その動作を説明する。  図４、図５において、螺旋状のトラックを持つ光ディスク１はいわゆるＡＴＩＰ（ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｔｉｍｅ  ｉｎ  ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）フォーマットによるプリグルーブが形成され、スピンドルモータ２により所定の方向に回転駆動されている。なお、データは６．３ｋＨｚのビットクロックでバイフェーズマーク変調すると共に、この変調されたバイフェーズマーク信号をさらに周波数変調することにより、サブキャリア周波数２２．０５ｋＨｚ±１ｋＨｚのＦＭ信号でなるウォブル信号を形成している。
【０００３】
ここで、光学ヘッド３の再生データは、ＲＦ増幅回路４により波形整形され、再生データに加えフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号と、プッシュプル信号とを抽出し出力される。つぎに、光学ヘッドサーボ回路５によりＲＦ増幅回路４から出力される前記フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号によって光学ヘッド３から出力される光スポットのフォーカス、トラッキングの制御を演算し、ドライブ回路６により電流増幅して光学ヘッド３のアクチュエータを駆動し、光ディスク１、光学ヘッド３、ＲＦアンプ４、光学ヘッドサーボ回路５、ドライブ回路６からなる制御ループにより、光学ヘッド３の光スポットが光ディスク１上の所定のトラックに安定にトラッキングされる。
【０００４】
次に、所定の中心周波数で所定の通過帯域幅を有する帯域通過フィルタ（以下ＢＰＦと記す）９により、ＲＦ増幅回路４から出力されるプッシュプル信号からサブキャリア周波数２２．０５ｋＨｚのウォブル信号１０１を抜き出す。次に、第１のスピンドルサーボ回路１０の１／１６分周回路１０ａによりＢＰＦ９から出力されるウォブル信号１０１を１／１６（約１．３７８ｋＨｚ）に分周し、速度差検出回路１０ｂ、図示しない所定の周波数の基準クロック信号でカウントすることにより周期を測定し、第１の速度基準値２０１と比較し差をパルス幅変調信号（以下ＰＷＭ信号）として出力する。次に、切り替えスイッチ１３を介してドライブ回路６に出力し、光ディスク１、光学ヘッド３，ＲＦ増幅回路４，ＢＰＦ９、第１のスピンドル制御回路１０、ドライブ回路６、スピンドルモータ２からなる制御ループにより線速度一定制御がなされる。ここで、ＢＰＦ９から出力されるウォブル信号１０１は、周波数変調されているため、平均すると所定の線速度に制御がなされるが、回転にジッターが含まれるため粗制御と呼ばれる。
【０００５】
このときＢＰＦ９から出力されるウォブル信号１０１をＦＭ復調回路１４によりＦＭ復調されバイフェーズマーク信号として出力する。次に、所定の遮断周波数を持つ低域通過フィルタ（以下ＬＰＦと記す）１５により高域のノイズ成分を除去し、２値化回路１６により２値化する。次に、ＰＬＬで構成されるビットクロック再生回路１７により、２値化回路１６の出力からビットクロックを抽出し出力する。次に、バイフェーズ復調回路１９によりビットクロック再生回路１７の出力のタイミングで２値化回路１６の出力のバイフェーズ復調を行い、ＣＲＣエラー検出回路２０によりバイフェーズ復調回路１９から出力された信号データに含まれるＣＲＣデータからＣＲＣエラーを検出し、ＣＲＣエラーフラグとそのＣＲＣエラー検出クロックを出力する。次に、駆動モード切り替え回路２１により、ＣＲＣエラー検出回路２０からのＣＲＣエラーをＣＲＣエラー検出クロックのタイミングで、ＣＲＣエラーが４回連続以上あるときは第１のスピンドルサーボ回路１０の出力を選択するために”Ｌ”レベルを、ＣＲＣエラーが無いときは第２のスピンドルサーボ回路１８の出力を選択するために”Ｈ”レベルを、ドライブ回路６へ出力する。
【０００６】
ここで、駆動モード切替回路２１は、第１のＤフリップフロップ２１ａと第２のＤフリップフロップ２１ｂと第３のＤフリップフロップ２１ｃとＡＮＤゲート回路２１ｄとＲＳフリップフロップ２１ｅとから構成される。ＣＲＣエラーフラグ１０４は、直列接続されてなる複数段のＤフリップフロップ２１ａ，２１ｂ、２１ｃ（本従来例では３段で構成）に順次入力されると共に、Ｄフリップフロップ２１ａ，２１ｂ、２１ｃのクロツク端にＣＲＣエラー検出クロック１０５が入力されている。Ｄフリップフロップ２１ａ，２１ｂ、２１ｃの各反転出力端ＱＩの出力は、ＡＮＤゲート回路２１ｄに入力されており、その論理出力がＲＳフリップフロップ２１ｅのリセツト端Ｒに入力されている。またＲＳフリップフロップ２１ｅのセット端Ｓには、第１のＤフリップフロップ２１ａの出力端Ｑから得られる非反転出力が入力されている。これにより、ＲＳフリップフロップ２１ｅの出力端ＱからＣＲＣエラーフラグ１０４が”Ｌ”レベルの状態から１回”Ｈ”レベルとなるタイミングで”Ｈ”レベルに変わり、ＣＲＣエラーフラグが”Ｈ”レベルの状態から３回以上連続して”Ｌ”レベルを検出したタイミングで”Ｌ”レベルに変わる。このようにして、駆動モード切り替え回路２１は、ＣＲＣエラー検出回路２０から出力されるＣＲＣエラーフラグに応じて、ＣＲＣエラーが３回以上連続して検出されると、”Ｌ”レベルを切り替えスイッチ１３に出力し、第１のスピンドルサーボ信号１０がドライブ回路６に出力される。また、ＣＲＣエラーがないことが１回検出されると”Ｈ”レベルを切り替え回路１３に出力し、第２のスピンドルサーボ信号１８がドライブ回路６に出力される。したがって、線速度一定制御の開始時や光学ヘッド５のアクセス動作時直後に線速度にずれがあるときには、ＣＲＣエラーが連続４回以上検出され、駆動モード切り替え回路２１の出力は”Ｌ”レベルが出力され、切り替えスイッチ１３により第１のスピンドルサーボ回路１０の出力が選択され、ドライブ回路６を介してスピンドルモータ２を駆動する。
【０００７】
次に、粗制御により線速度がほぼ一定に制御されると、ウォブル信号を復調して得られるデータ信号データが正確に取り出され、ビットクロック再生回路１７から正しくビットクロックが再生され、バイフェーズ復調回路１９によりデータ信号を正しく再生される。このため、ＣＲＣエラー検出回路２０でＣＲＣエラーが検出されなくなり、駆動モード切り替え回路２１と切り替えスイッチ１３によりドライブ回路６の入力は第２のスピンドルサーボ回路１８の出力が選択され、光ディスク１、光学ヘッド３，ＲＦ増幅回路４，ＢＰＦ９、ＦＭ復調回路１４，ＬＰＦ１５，２値化回路１６，ビットクロック再生回路１７，第２のスピンドルサーボ回路１８、ドライブ回路６、スピンドルモータ３からなる制御ループにより線速度一定制御、すなわち回転にジッターのない精制御がなされる。  第２のスピンドルサーボ回路１８では、まず図５において、１／６分周回路１８ａによりＢＰＦ９から出力されるビットクロック信号１０２を１／６分周し、速度差検出回路１８ｂにより所定のクロック信号でカウントし、第２の速度基準値２０２との差から目標の線速度との差を検出する。第２の速度基準値２０２は６．３ｋＨｚの１／６の周期（１．０５ｋＨｚ）を前記所定のクロック信号でのカウント値である。次に、１／２分周回路１８ｃにより１／６分周回路１８ａの出力を１／２し、位相差検出回路１８ｄにより分周回路１８ｃと１／２分周回路１８ｃの出力と図示しない基準信号との位相差を所定のクロックでカウントし、位相基準値２０３との差を検出する。次に、加算回路１８ｅにより速度差検出回路１８ｂの出力と位相差検出回路１８ｄの出力とを加算し、ＰＷＭ信号としてスピンドルモータ２を駆動することにより、ビットクロック信号１０２が６．３ｋＨｚになるように制御する。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２６３８０７９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、線速度一定制御の開始時に、光ディスク１の回転速度が線速度一定制御時の回転速度に対して大きな差があると、第１のスピンドルサーボ回路１０からは目標の線速度になるように加減速のための電圧が出力され、ドライブ回路６を介してスピンドルモータ２に回転トルクを発生させる。この線速度一定制御の開始時の光ディスク１への大きな回転トルク変動はスピンドルモータ２や光ディスク１に振動を発生させ、トラッキング制御に悪影響を与える。特に、小口径の光ディスク装置ではディスクの回転慣性力に対してスピンドルモータ２の減速方向の回転トルクの影響が大きく、振動によってトラッキング制御が外れるなどトラッキング制御に破綻を生じるという課題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲内を越え、前記線速度一定制御手段の出力が減速トルクの電圧の場合は零電圧を前記線速度一定制御手段の出力の代わりにスピンドルモータに出力する。その結果、線速度一定制御の開始時に、光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の回転速度に対して早すぎる場合に、減速方向に大きな回転トルク変動を発生するのを防止するため、スピンドルモータや光ディスクの振動も発生せず、安定にスピンドルモータを線速度一定に制御させる方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のスピンドルモータ制御装置は、
再生された信号と所定の基準信号とを比較してスピンドルモータを線速度一定に駆動する線速度一定制御手段と、前記光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲内の場合には前記線速度一定制御手段の出力を選択し、前記光ディスクの回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲を越えている場合には、前記線速度一定制御手段の出力が減速トルクの電圧の場合は零電圧を、前記線速度一定制御手段の出力が加速トルクの電圧の場合は前記線速度一定制御手段の出力を選択し、前記スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動手段に出力する駆動信号切り替え手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明は、この駆動信号切り替え手段によって、線速度一定制御の開始時に、光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の線速度に対して早すぎる場合には、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動手段に零電位を出力することにより、大きな回転トルク変動を発生するのを防止するように作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるスピンドルモータ制御装置の構成ブロック図、図２は同じくその速度誤差判定回路の構成ブロック図、図３は同じくそのスピンドルモータの駆動波形図と同スピンドルモータの回転速度を示す図である。
【００１４】
図１、図２において、従来の図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１において図４と異なる点は、バイフェーズ復調回路１９、ＣＲＣエラー検出回路２０、駆動モード切り替え回路２１がなくなり、スピンドルモータ２の起動時にドライブ回路６に定電圧を与える定電圧設定回路７、ドライブ回路６の入力を切り替える第３の切り替えスイッチ８、第１のスピンドルサーボ回路１０の出力と“０”データとの比較を行うコンパレータ１１、コンパレータ１１の比較結果によって第２の切り替えスイッチ１３への入力を第１のスピンドルサーボ回路１０か、“０”データにするかを切り替える第１の切り替えスイッチ１２、第１のスピンドルサーボ回路１０から出力される目標の線速度に対する速度誤差信号を入力し、これが所定の範囲にあるかどうかにより第２の切り替えスイッチ１３を切り替える出力速度誤差判定回路２２が加わっていることである。
【００１５】
以上の構成においてその動作を説明すると、まず、図示しないシステムコントローラにより、定電圧設定回路７にスピンドルモータ２の回転を起動させるための定電圧Ｓを設定し、第３の切り替えスイッチ８を介してスピンドルモータ駆動手段であるドライブ回路６に出力し、スピンドルモータ２を回転させる。第３の切り替えスイッチ８は、前記システムコントローラによりトラッキング制御がかかっていないときには定電圧設定手段である定電圧設定回路７の出力が選択され、トラッキング制御がかかっているときには第２の切り替えスイッチ１３の出力が選択される。次に、図３における起動電圧駆動区間Ｔ１経過後、前記システムコントローラにより定電圧設定回路７に光ディスク１を所定の略一定の回転を与えるための定電圧Ｔを設定する。
【００１６】
次に、光ディスク１、光学ヘッド３、ＲＦアンプ４、光学ヘッドサーボ回路５、ドライブ回路６からなる制御ループにより、光学ヘッド３の光スポットが光ディスク１上の所定のトラックに安定にトラッキングさせる。定電圧駆動区間Ｔ２時間経過後、安定にトラッキングされると、第３の切り替えスイッチ８により、第２の切り替えスイッチ１３の出力が選択され、線速度一定制御手段による線速度一定制御がなされる。速度誤差判定回路２２は図２のように第１のスピンドルサーボ回路１０から出力される目標の線速度に対する速度誤差信号を入力し、ウィンドウコンパレータ２２ａ、複数個のＤフリップフロップ（本実施の形態１では３個）２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ＡＮＤゲート回路２２ｅ，２２ｆ、ＲＳフリップフロップ２２ｇとから構成され、ウィンドウコンパレータ２２ａにより、前記速度誤差信号が所定の範囲内にあるなら”Ｈ”レベルを、所定の範囲外なら”Ｌ”レベルが直列接続されてなる複数段のＤフリップフロップ２２ｂ，２２ｃ、２２ｄに順次入力されると共に、Ｄフリップフロップ２２ｂ，２２ｃ、２２ｄのクロック端に、第１のスピンドルサーボ回路１０の処理周期であるウォブル信号の１／１６周期１．３７８ｋＨｚよりも十分低い周波数のクロック（本実施の形態１では１ｋＨｚ）が入力さている。Ｄフリップフロップ２２ｂ，２２ｃ、２２ｄの非反転出力端Ｑの出力は、ＡＮＤゲート回路２２ｅに入力されており、その論理出力がＲＳフリップフロップ２２ｇのセツト端Ｓに入力されている。またＤフリップフロップの個数は、本実施の形態１では３個としているが、個数を増やせば判定までの時間は長くなるが、ノイズによる誤動作や外乱の影響を減らしより確実に判定を行うことができる。
【００１７】
Ｄフリップフロップ２２ｂ，２２ｃ、２２ｄの反転出力端ＱＩの出力は、ＡＮＤゲート回路２２ｆに入力されており、その論理出力がＲＳフリップフロップ２２ｇのリセツト端Ｒに入力されている。これにより、ＲＳフリップフロップ２２ｇの出力端Ｑが、ウィンドウコンパレータ２２ａの出力が”Ｌ”レベルの状態から３回以上連続して”Ｈ”レベルとなるタイミングで”Ｈ”レベルに変わり、ウィンドウコンパレータ２２ａの出力が”Ｈ”レベルの状態から３回以上連続して”Ｌ”レベルを検出したタイミングで”Ｌ”レベルに変わる。このようにして、速度誤差判定回路２２の出力に応じて第２の切り替えスイッチ１３の入力を切り替え、ウォブル信号の周波数が所定の範囲内に入っていなければ第１の速度制御手段に含まれる第１のスピンドルサーボ回路１０の出力でドライブ回路６を介してスピンドルモータ２を駆動し、ウォブル信号の周波数が所定の範囲内に入っていれば第２の線速度一定制御手段に含まれる第２のスピンドルサーボ回路１８の出力でドライブ回路６を介してスピンドルモータ２を駆動させ、線速度一定制御がなされる。
【００１８】
このようにして、定電圧駆動区間Ｔ２が経過した時点で、光ディスク１の線速度が所定の線速度Ｓに対してＳ−Ｘより低いかＳ＋Ｘより高い一定範囲外ならば、ＲＳフリップフロップ２２ｇの出力端Ｑから”Ｌ”レベルが出力されるため、第２の切り替えスイッチ１３により第１のスピンドルサーボ回路１０を含むループによる第１の線速度一定制御、すなわち粗制御がなされる。この粗制御区間Ｔ３の開始時に、実際の線速度が高い場合、第１のスピンドルサーボ回路１０の出力は、図３（ａ）の破線部のように負の出力となるが、第１のスピンドルサーボ回路１０の出力はコンパレータ１１によって”０”データと比較され、正の値ならば”Ｈ”レベルを、負の値ならば”Ｌ”レベルを第１の切り替えスイッチ１２に出力する。第１の切り替えスイッチ１２は、コンパレータ１１の出力が、”Ｈ”の値ならば第１のスピンドルサーボ回路１０の出力を、”Ｈ”の値ならば”０”データを、第２の切り替えスイッチ１３に出力し、スピンドルモータ２には回転方向に対し、減速方向の電圧はかからず、スピンドルモータ２の側圧バネ等の摩擦のみによって安定に減速する。光ディスクが小口径になるほど回転の慣性力の影響は小さくなり、スピンドルモータ２への電圧を零にするだけで十分な減速が行われ、スピンドルモータ２や光ディスク１に振動が発生しない。
【００１９】
次に、粗制御区間Ｔ３経過後、光ディスク１の線速が所定の線速度Ｓに対してＳ−Ｘより高くＳ＋Ｘより低い状態、すなわち所定の範囲内となり、ＲＳフリップフロップ２２ｇの出力端Ｑから、”Ｈ”レベルが出力されると第２の切り替えスイッチ１３により第２のスピンドルサーボ回路１８を含むループによる第２の線速度一定制御、すなわち精制御がなされる。精制御時は、偏心があれば偏心に追従するように、第２のスピンドルサーボ回路１８の出力は正弦波状に変化するが、線速は一定に保たれるため、速度誤差判定回路２２からは安定に”Ｈ”レベルが出力され、第２のスピンドルサーボ回路１８によりビットクロック信号１０２が６．３ｋＨｚになるように線速度一定に制御される。
【００２０】
このように本実施形態によれば、速度誤差判定回路２２の出力に応じて第２の切り替えスイッチ１３の入力を切り替え、ウォブル信号の周波数が所定の範囲内に入っていれば第２のスピンドルサーボ回路１８の出力をドライブ回路６に与えてスピンドルモータ２を駆動させ、ウォブル信号の周波数が所定の範囲内に入っていなければ第１のスピンドルサーボ回路１０の出力をコンパレータ１１によって”０”データと比較し、第１の切り替えスイッチ１２を切り替えて正の値なら第１のスピンドルサーボ回路１０の出力を、負の値なら”０”データをドライブ回路６に与えてスピンドルモータ２を駆動するため、線速度一定制御の開始時やアクセス終了時に、光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の回転速度に対して早すぎる場合でも減速方向の電圧はかからず、摩擦のみによって安定に減速し、スピンドルモータ２や光ディスク１に振動が発生するのを防止することができる。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、速度誤差判定回路２２によって光ディスク１の回転速度と線速度一定制御時の回転速度との差が所定の範囲を越えているかを判定しているが、従来例のようにＣＲＣエラーフラグによって判定しても良いのは言うまでもない。
【００２２】
また本発明の実施の形態の細部は、請求の範囲内で任意に変更して用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスピンドルモータ制御装置によれば、線速度一定制御の開始時やアクセス終了時に、光ディスクの回転速度が線速度一定制御時の回転速度に対して早すぎる場合に、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動手段に零電位を出力することにより減速方向に大きな回転トルク変動を発生するのを防止することができ、スピンドルモータや光ディスクの振動を防止し、安定にスピンドルモータを線速度一定に制御させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスピンドルモータ制御装置の構成ブロック図
【図２】同じくその速度誤差判定回路の構成ブロック図
【図３】同じくそのスピンドルモータの駆動波形図と同スピンドルモータの回転速度を示す図
【図４】従来のスピンドルモータ制御装置の構成ブロック図
【図５】従来のスピンドルモータ制御装置の第１のスピンドルサーボ回路と第２のスピンドルサーボ回路と駆動モード切り替え回路の構成ブロック図
【符号の説明】
６  ドライブ回路
７  定電圧設定回路
８  第３の切り替えスイッチ
１０  第１のスピンドルサーボ回路
１１  コンパレータ
１２  第１の切り替えスイッチ
１３  第２の切り替えスイッチ
１８  第２のスピンドルサーボ回路
２２  速度誤差判定回路
【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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