(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、
前記ディスクへの情報の記録もしくは再生を行うヘッドと、
前記ヘッドを起点位置から目標位置へと移動させるヘッド移動手段と、
前記ディスクの内周の温度と、前記ディスクの外周の温度との差を算出する温度算出手段と、
前記温度算出手段によって算出された温度差に応じて、前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを備えるディスク装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記温度算出手段によって算出された温度差が予め設定されたしきい値を超えると、前記ディスク駆動手段への駆動電流を低減する請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
ディスクの種類を判別するディスク判別手段を備え、
前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更する請求項１に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作を許可及び禁止する請求項３に記載のディスク装置。
【請求項５】
ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定する回転設定手段を備え、
前記回転設定手段によって設定された回転数もしくは回転線速度に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更する請求項１に記載のディスク装置。
【請求項６】
前記回転数設定手段は、ディスクの回転方式がＣＡＶ方式、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のいずれであるかに応じて該ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定する請求項５に記載のディスク装置。
【請求項７】
ディスクの回転方式がＣＡＶ方式である場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止される請求項６に記載のディスク装置。
【請求項８】
ディスクの回転方式がＺＣＬＶ方式であって、同一ゾーン内でシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止され、
他のゾーンへのシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって回転数が変更され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が許可される請求項６に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体のディスクを回転させつつ記録ヘッドを移動させ、該記録ヘッドによって該ディスクに対する情報の記録再生を行うディスク装置に関し、特に温度上昇を抑制する温度制御機構を有するディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のディスク装置においては、記録ヘッドを所望の位置に高速に移動させる動作をシークと称し、このシークを頻繁に繰り返すことがある。このシーク中は、ヘッドの高速移動を伴わない通常の記録再生状態と比較して消費電力が極めて大きい。このため、シークが長時間連続して行われた場合、ディスク装置内が高温になることがある。シーク時の主な発熱源は、ディスクをＣＡＶ（ Constant Angular Velocity）制御している場合にはヘッドの移送モータ駆動系であり、ＣＬＶ（ Constant Linear Velocity ）制御している場合にはヘッドの移送モータ駆動系に加えてディスクモータ駆動系が挙げられる。
【０００３】
こうしたシーク時の駆動系の発熱に伴う温度上昇によって、ディスクまたは装置の構成要素がそれらの耐熱温度を越えてしまうので、この温度上昇の解決が図られてきた。
【０００４】
例えば、特開平６−１１９００８号公報には、光ディスク装置内部に温度センサを設けて、該装置の温度を検出し、該装置の温度が予設定温度を越えたときに該装置の動作を制限し、これによって過度の温度上昇を防止する構成が開示されている。
【０００５】
また、温度センサの取付けに伴う部品コストや組立工数を削減するために、あるいは直接温度センサを取り付けるのが困難な箇所の温度を知るために、所望の箇所の温度予測を演算によって行う技術も提案されている。例えば特開平７−１５３２０８号公報には、ヘッド移送モータであるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）への電流指示値からＶＣＭの温度上昇を演算によって予測する構成が開示されている。
【０００６】
図５は、演算により温度上昇を予測する従来のディスク装置の一例を示している。
【０００７】
図５において、１０１は磁気ディスク装置、１０２はディスクエンクロージャ（以下「ＤＥ」と記す）、１０３はディスクモータ、１０４はスピンドル、１０５は磁気ディスク、１０６はボイスコイルモータ（以下「ＶＣＭ」と記す）、１０７は磁気ヘッドである。ＶＣＭ１０６は、磁気ヘッド１０７を磁気ディスク１０５の半径方向に移動させて位置決めするものである。また、１１４はＶＣＭの温度を予測する温度検出部、１１５は位置決め制御部、１１８はサーボコントローラ、１２２はＲＡＭ、１３５はＶＣＭ制御部を示す。
【０００８】
ＲＡＭ１２２には、Ｉv （ＶＣＭ電流指示値）、ΔＱv1（温度上昇分の熱量）、ΔＱv2（自然放熱分の熱量）、Ｑv （測定対象の熱量）、Ｔv （測定対象の温度）等のデータが更新可能に格納される。更に、ＲＡＭ１２２には、タイマ（ソフトタイマ）が設定される。図示しないＲＯＭには、Ｋ（定数）、θ（熱抵抗による定数）、Ｃv （測定対象の熱容量）、Ｔe （周囲の環境温度）、ｔS（サンプリング時間）、ａ（定数）、ｂ（定数）等のデータが予め格納される。
【０００９】
以上のように構成したディスク装置において、温度検出部１１４は以下の手順でＶＣＭ温度の予測演算を行う。
【００１０】
ＶＣＭ制御部１３５は、６６μｓｅｃのサンプリング時間ｔｓ毎に通常のシーク制御に対して割り込み処理を行い、磁気ヘッド１０７の位置検出とＶＣＭ電流指示値Ｉvの更新を行う。次に、温度検出部１１４は、ＶＣＭ電流指示値Ｉv の２乗に係数Ｋ，ｔS 、を掛けた値を測定対象の温度上昇分の熱量ΔＱv1（＝Ｉv2×Ｋ・ｔS）として求め、この温度上昇分の熱量ΔＱv1から測定対象の自然放熱分の熱量ΔＱv2を差し引いた値を積分（Ｑv ←Ｑv ＋ΔＱv1−ΔＱv2）して、測定対象の熱量Ｑv を求めることにより、前記測定対象の温度Ｔv を検出する（Ｔv ＝Ｑv ／Ｃv ）。
【００１１】
以上の処理をサンプリング時間ｔｓ毎に行って、温度Ｔvを検出してＲＡＭ１２２に格納しておく。そして、シークを行うときには、ＲＡＭ１２２から温度Ｔvを読み出し、この温度Ｔvに基いてシーク制御を行う。
【００１２】
このシーク制御においては、検出した温度Ｔvが基準値よりも大きかったら、該温度Ｔvに応じてシークの開始を遅らせ、これによって温度上昇を抑制する。
【００１３】
シークの開始を遅らせるディレイ量Ｄを温度Ｔvの一次関数としてＤ＝ａＴv −ｂと設定する（但し、ａ、ｂはＲＯＭに格納されている定数）。この場合、ディレイ量Ｄは、温度Ｔv に応じて次の様に設定される。すなわち、温度Ｔv に対する基準値をＴ１とし、Ｔv ≦Ｔ１の領域ではＤ＝０と設定され、Ｔv ＞Ｔ１の領域では、Ｄ＝ａＴv −ｂと設定される。
【００１４】
従って、温度Ｔv が基準値Ｔ１以下ならば、シークの命令を受けたら直ちにシークを開始し、温度Ｔv が基準値Ｔ１を越えていたら、その温度Ｔv に比例したディレイ量Ｄだけ遅らせてシークを開始する。これによって、ＶＣＭ温度の上昇が抑制され、ＶＣＭの過熱や破壊が防止される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、以下の様な課題があった。
【００１６】
第１に、温度予測に必要な演算量が多いため、制御部の負担が大きいという問題があった。つまり、温度予測演算を行うためにサンプリング周期６６μｓｅｃといった極めて頻繁な周期で割り込み処理を行い、その度に、電流指示値Ivの取込み、発熱量ΔＱv1、放熱量ΔＱv2、温度Ｔvを求めるための計算を行う必要があった。しかも、この割り込み処理は、記録動作中やシーク中を問わず常時行う必要があった。この様に頻繁に割り込み処理を行うことは、ディスク装置の制御部の負担を著しく増大させ、制御部の処理能力の低下を招いた。
【００１７】
第２に、ＶＣＭ温度が耐熱温度を越えない様に制御を行っているが、特定のケースでは温度そのものではなく、周囲との温度差が問題になることがわかった。これは、すなわちディスクモータの発熱に伴い、ディスクに反りが発生するという問題である。ディスクモータが発熱すると、ディスクモータに近いディスクの内周側は外周側よりも加熱され、ディスクの内外周に温度勾配が生ずる。ディスク全体が均一に加熱された場合は、ディスクにほとんど変形を生じないが、ディスクの各部位に温度差がある場合は、ディスクに反りが生ずる。光ディスクの反りは、光ヘッドから光ビームが照射されてディスクに形成された光スポットの収差の増大を招き、記録再生の信頼性の低下につながる。従来は、ディスクの各部位の温度差を検出しておらず、ディスクの反りを有効に防止してはいなかった。
【００１８】
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、演算量が少なくて、制御部の負担が小さくて済むディスク装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明は、ディスク反りを精度良く抑えることが可能な温度制御を行うディスク装置を提供することを目的とする。
【００５２】
本発明のディスク装置は、ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記ディスクへの情報の記録もしくは再生を行うヘッドと、前記ヘッドを起点位置から目標位置へと移動させるヘッド移動手段と、前記ディスクの内周の温度と、前記ディスクの外周の温度との差を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段によって算出された温度差に応じて、前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを備えている。
【００５３】
１実施形態では、前記制御手段は、前記温度算出手段によって算出された温度差が予め設定されたしきい値を超えると、前記ディスク駆動手段への駆動電流を低減している。
【００５４】
１実施形態では、ディスクの種類を判別するディスク判別手段を備え、前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更している。
１実施形態では、前記ディスク判別手段によって判別されたディスクの種類に応じて、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作を許可及び禁止している。
１実施形態では、ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定する回転設定手段を備え、前記回転設定手段によって設定された回転数もしくは回転線速度に応じて、前記温度算出手段による温度変化の算出方法、もしくは前記制御手段による前記ディスク駆動手段もしくは前記ヘッド移動手段の制御方法を変更している。
１実施形態では、前記回転数設定手段は、ディスクの回転方式がＣＡＶ方式、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のいずれであるかに応じて該ディスクの回転数もしくは回転線速度を設定している。
１実施形態では、ディスクの回転方式がＣＡＶ方式である場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止される。
１実施形態では、ディスクの回転方式がＺＣＬＶ方式であって、同一ゾーン内でシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって一定の回転数が設定され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が禁止され、他のゾーンへのシークが行われる場合は、前記回転設定手段によって回転数が変更され、前記温度算出手段もしくは前記制御手段の動作が許可される。
【００５５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第１実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにヘッド移送モータ７の発熱により内部温度が上昇するので、シークを一時的に禁止することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【００５６】
図１において、光ディスク装置１は、ＣＤ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）−ＲＯＭ等の再生専用の光ディスクやＰＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録再生可能な光ディスク２を図示しないローディング機構により導入し、光ディスク２の種類を判別して、光ディスク２に対する情報の記録もしくは再生を行う。導入された光ディスク２は、ターンテーブル３上に載せられ、ディスクモータ４により回転駆動される。光ヘッド５は、光ディスク２への情報の記録及び再生を行う。また光ヘッド５は、ガイドシャフト６により光ディスク２の半径方向に移動自在に支持され、ヘッド移送モータ７により往復移動される。ヘッド移送モータ７は、送りネジ７ａと、送りネジ７ａを回転させるステッピングモータ７ｂとから成り、送りネジ７ａと光ヘッド５に固定されたラック８を噛み合わせ、ステッピングモータ７ｂによって送りネジ７ａを回転させることによりラック８を移動させ、これに伴い光ヘッド５を移動させている。ディスクモータ４、ガイドシャフト６及びヘッド移送モータ７は、シャーシ９に取り付けられている。ケース１０は、防塵のためにシャーシ９と共に他の各部分を封止する。
【００５７】
回路部１１は、ヘッド信号処理回路１２、上位コントローラ１３、サーボコントローラ３０、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３を備える。
【００５８】
ヘッド信号処理回路１２は、光ヘッド５によって光ディスク２から読み出された信号を入力し、該信号からサーボ信号とデジタル化したデータ信号とを作成するものである。このデータ信号は、ディスクの記録位置情報であるアドレス情報を含んでいる。
【００５９】
上位コントローラ１３は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（図示せず）により構成され、ＲＯＭに予め格納されたプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ１３は、ＳＣＳＩインターフェース（図示せず）を介してホスト装置２３との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路１２、サーボコントローラ３０の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行う。また、上位コントローラ１３は、温度算出手段１４とシーク制御手段２０とを備えている。
【００６０】
温度算出手段１４は、起点位置算出手段１５、目標位置算出手段１６、発熱量算出手段１７、計時手段１８、積算手段１９から成り、ヘッド移送モータ７の温度上昇を予測する。上位コントローラ１３は、ホスト装置２３から発行されたシーク命令を実行開始する直前に、温度算出手段１４により温度予測を行い、この温度予測値に応じた制御を行う。すなわち、電源投入時等の初期状態から数えてｎ回目のシーク命令が実行される直前に、温度算出手段１４は、ｎ回目の温度予測演算を行い、温度予測値を更新する。ただし、ｎは自然数である。以降の説明において、出力等を示す記号に添えた(n) は、ｎ回目の温度予測時での出力であることを示す。
【００６１】
起点位置算出手段１５は、ヘッド信号処理回路１２が出力するアドレス情報から光ヘッド５の起点位置ｒs(n)を算出する。起点位置ｒs(n)は、現在記録／再生しているトラックの半径を表す。
【００６２】
目標位置算出手段１６は、ホスト装置２３からのシーク命令で与えられる目標アドレス情報に基いて光ヘッド５の目標位置ｒd(n)を算出する。目標位置ｒd(n)は、シーク完了時のトラックの半径を表す。
【００６３】
本実施形態のディスク装置においては、複数の種類の光ディスクに対する記録再生が可能であり、このため光ディスクの種類毎に、アドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルがＲＯＭに予め記憶されている。
【００６４】
発熱量算出手段１７は、目標位置ｒd(n)と起点位置ｒs(n)との差をヘッド移送距離ｓ(n)＝│ｒｄ(n)−ｒｓ(n)│として求め、このヘッド移送距離ｓ(n)に基いて、１回のシークを実行したときのヘッド移送モータ７の発熱量Ｅ(n) を予測する。ヘッド移送距離ｓ(n) と発熱量Ｅ(n) との関係は、実験的に予め求められ、近似式あるいはデータテーブルとしてＲＯＭに格納されている。本実施形態では、発熱量Ｅ(n) とヘッド移送距離ｓ(n) との関係は、（数６）に示す２次の近似式で与えている。
【００６５】
Ｅ(n)＝−C１・ｓ(n)2＋C2・ｓ(n)     ……（６）
ただし、C１、C２は正の定数である。
【００６６】
計時手段１８は、ＣＰＵの動作クロックを用いた計時機能を備えており、ｎ−１回目の温度予測時からｎ回目の温度予測時までの経過時間ｔ(n-1) を測定して出力する。
【００６７】
積算手段１９は、ｎ−１回目の温度予測値Ｔ(n-1) と経過時間ｔ(n-1)と発熱量Ｅとを用い、（数７）に示す漸化式に従ってｎ回目の温度予測値Ｔ(n) を算出する。温度予測値Ｔ(n)は、制御対象の温度自身ではなく、制御対象と制御対象の周囲との温度差を示すことになる。厳密には、周囲の熱容量が十分に大きく、制御対象の温度変化に比べて周囲の温度変化が緩やかであることを前提とする。
【００６８】
（数７）の右辺第１項は、自然放熱による温度低下を示す。第２項は、シーク１回分の発熱による温度上昇を示す。τ、ｋは、それぞれ制御対象の時定数、熱容量を表す定数であり、これらの定数の値は、実験により予め求められてＲＯＭに格納されている。
【００６９】
Ｔ(n)＝exp｛−ｔ(n-1)／τ｝・Ｔ(n-1)＋ｋ・Ｅ(n)     ……（７）
ただし、τ、ｋは正の定数である。
【００７０】
シーク制御手段２０は、温度予測値Ｔ(n)と許容値Ｔth(n) とを比較し、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth(n) 以下の場合はインターバル時間ｔi(n)を設定せず（又はインターバル時間ｔi(n)＝０と設定する）、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth(n) よりも大きい場合は（数８）に従ってインターバル時間ｔi(n)を算出する。
【００７１】
ｔi(n)＝τ・ｋ・Ｅ(n)／Ｔth(n)     ……（８）
上述したように温度予測値Ｔ(n)は、制御対象の温度ではなく、制御対象と周囲との温度差を示している。従って、温度差の許容値を意味する許容値Ｔth(n) は、ヘッド移送モータ７の耐熱温度から周囲の温度を引いた値として設定される。具体的には、シャーシ９に取り付けられたサーミスタ２１の出力を図示しないＡＤ変換器により温度データに変換して周囲温度値Ｔc(n)とし、ＲＯＭに予め設定された耐熱温度を示す値から該周囲温度値Ｔc(n)を引くことにより許容値Ｔth(n) を設定している。
【００７２】
インターバル時間ｔi(n)が設定されなかった（又はインターバル時間ｔi(n)＝０と設定した）場合は、シーク制御手段２０は、ホスト装置２３からのシーク命令に応答してシークを直ちに実行できる様にシークの実行許可を上位コントローラ１３に与える。
【００７３】
また、インターバル時間ｔi(n)が（数８）に基いて設定された場合は、第２計時手段（図示せず）によってｎ回目の温度予測時からの経過時間を計時する。シーク制御手段２０は、該経過時間がインターバル時間ｔi(n)よりも大きくなった時点で、ホスト装置２３からのシーク命令に応答してシークを実行できる様にシークの実行許可を上位コントローラ１３に与える。これによって、ｎ回目のシーク命令実行開始時点からｎ＋１回目のシーク命令実行開始時点までは、少なくともインターバル時間ｔi(n)が設される。
【００７４】
サーボコントローラ３０は、ヘッド信号処理回路１２から出力されるサーボ信号と上位コントローラ１３の指令に基づいて、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３に対する制御を行うものである。ヘッドドライバ３１は、光ヘッド５のレーザ駆動を行うと共に、フォーカス／トラッキング制御アクチュエータの駆動を行う。移送モータドライバ３２は、ヘッド移送モータ７を駆動し、ディスクモータドライバ３３は、ディスクモータ４を駆動する。
【００７５】
以上のように構成したディスク装置の動作について説明する。
【００７６】
最初に上位コントローラ１３は、サーボコントローラ３０及び移送モータドライバ３２を介してヘッド移送モータ７を駆動制御し、光ヘッド５を光ディスク２の内周の所定位置に移動させた後、サーボコントローラ３０及びヘッドドライバ３１を介して光ヘッド５を駆動制御して、光ディスク２から信号を読み出し、ヘッド信号処理回路１２の出力に基いて光ディスク２の有無を検出し、更にサーボコントローラ３０及びディスクモータドライバ３３を駆動制御し、ディスクモータ４を回転させつつ、ヘッド信号処理回路１２の出力からディスクの種類を示すデータ信号を抽出して、光ディスク２の種類を判別する。
【００７７】
起点位置算出手段１５及び目標位置算出手段１６は、光ディスク２の種類に応じてアドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルをＲＯＭから選択する。
【００７８】
計時手段１８は、温度予測が行われていないものの、ｎ＝０として経過時間ｔ(0) の計時を開始する。また、積算手段１９は、温度予測値Ｔの初期値Ｔ(0) ＝0としてＲＡＭに格納する。ディスクモータ４は、ディスク種類に応じた回転数で光ディスク２を回転させる。
【００７９】
こうして光ディスク２の記録再生が可能な状態となり、この状態でホスト装置２３から初回のシーク命令が発行されると、起点位置算出手段１５は、起点位置ｒs(1)を算出し、目標位置算出手段１６は、目標位置ｒd(1)を算出する。発熱量算出手段１７は、目標位置ｒd(1)と起点位置ｒs(1)との差からヘッド移送距離ｓ(1) を求め、（数６）に基いてヘッド移送モータ７の発熱量Ｅ(1) を予測する。計時手段１８は、経過時間の計測を終了して計測結果ｔ(0) を出力すると共に、新たに次の経過時間ｔ(1) の計測を開始する。積算手段１９は、（数７）に基いて温度予測値Ｔ(1) を出力する。シーク制御手段２０は、温度予測値Ｔ(1) と許容値Ｔth(1)とを比較し、温度予測値Ｔ(1) が許容値Ｔth(1) 以下の場合はインターバル時間ｔi(n)を設定せず（又はインターバル時間ｔi(n)＝０と設定する）、温度予測値Ｔ(1) が許容値Ｔth(1) よりも大きい場合は（数８）に従ってインターバル時間ｔi(1)を算出する。
【００８０】
そして、初回のシーク命令に応答してシークを実行開始してからインターバル時間ｔi(1)を経過するまでは２回目のシークが実行されない様に、上位コントローラ１３への次回シーク実行許可フラグをインターバル時間ｔi(1)だけ禁止状態にする。一方、初回のシーク命令に対しては上位コントローラ１３からサーボコントローラ３０に対して実行指令が発行され、移送モータドライバ３２によりヘッド移送モータ７が駆動されて光ヘッド５が移送される。
【００８１】
２回目以降のシーク命令が発行されたときにも、１回目のシーク命令と全く同様の処理が行われる。
【００８２】
ｎ回目のシーク命令が発行されると、上記と同じ過程を経てインターバル時間ｔi(n)が算出され、上位コントローラ１３は、ｎ回目のシークの実行開始からインターバル時間ｔi(n)を経過するまではｎ＋１回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。
【００８３】
こうした制御により、ホスト装置２３からシーク命令が過度に頻繁に与えられた場合にのみ、必要なインターバル時間が設定され、シークによる温度上昇が許容値以下に抑えられる。
【００８４】
通常、１回のシークによる温度上昇は許容値Ｔthに比べてかなり小さく、1000回オーダーのシーク命令がホスト装置２３から連続して発行された場合に初めて温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越える。従って、実質上、こうした多数回シーク命令が頻繁に発生した場合のみ、インターバル時間を付与する制御が行われる。また、シーク制御手段２０がシーク命令の実行をインターバル時間ｔi(n)だけ禁止しているときにも、シーク以外の命令が実行され、再生／記録等の実行が可能である。そのため、例えば再生／記録のデータ量が多いときには、再生／記録の動作を実施完了するまでに、インターバル時間ｔi(n)が経過してしまうことがあり、この場合は待ち時間が実質的に発生しない。すなわち、ｎ回目のシーク命令が発行された時点から、実際にｎ回目のシークを実行し記録／再生等を完了するのに要する時間ｔp(n)がインターバル時間ｔi(n)よりも短い場合のみ、その差が実質的な待ち時間になる。
【００８５】
以上説明した様に本発明の第１実施形態によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、温度算出手段１４が光ヘッド５の起点位置ｒs と目標位置ｒd とを用いて温度予測値Ｔを算出しており、シーク命令が発行される頻度が低く、この頻度で演算を繰り返すだけなので、演算量が少なくて、温度算出手段１４の負担が小さくて済む。また、自然放熱による温度低下を考慮しているので、精度良く温度予測を行うことができ、直接温度測定を行うことが困難な部位についても温度上昇を耐熱温度以下に制限する制御を行うことができる。
【００８６】
従来の様にサンプリング周期６６μｓｅｃといった頻繁な割り込み処理と比較すると、ホスト装置２３からのシーク命令を実行するときのみに温度予測を行うので、最も頻繁にシーク命令が発行される場合でも10〜100 ms程度の周期で温度予測を行えば良く、温度算出手段１４の負担を極めて小さくすることができる。しかもシーク命令が発行されない場合は温度予測演算を行わなくとも良いため、さらに温度算出手段１４の負担を軽減することができる。
【００８７】
また、従来では、例えば記録／再生に際し、制御部がデータ転送やエラー処理等で極めて繁忙な状態であっても、温度予測のために割り込み処理を行う必要があったのに対し、本実施形態では、温度予測がシーク命令の実行開始時点で実質的に完了するため、繁忙な記録／再生を避けて温度予測演算が行われる。このため、上位コントローラ１３全体での制御、演算を平均化し、上位コントローラ１３の負担を軽減することができる。
【００８８】
さらに、温度算出手段１４は、ヘッド移送距離ｓ(n)から温度予測値を算出するため、過去の全情報を蓄積しておく必要が無く、情報を順次更新することができる。従って、温度予測を実行するために必要な記憶容量と演算量を極めて小さくすることができ、装置のコストを低減することができる。そのため、制御対象の時定数がシーク間隔に比べて大きく、1000回オーダーの極めて多数の過去のシーク履歴が全て現在の予測温度に影響を及ぼすような系においても、かつ各シークが全くランダムなタイミングで発生し、１シーク毎の発熱量が例えばシーク距離によって異なるという複雑な系においても温度予測のための制御部の負担を極めて小さくすることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、起点位置算出手段１５がｎ回目の温度予測時の起点位置ｒs(n)を算出するにあたって、光ディスク２からのアドレス情報を用いたが、ｎ−１回目の温度予測時の目標位置ｒd(n-1)をｎ回目の温度予測時の起点位置ｒs(n)の値として用いてもよい。この場合、実質的に起点位置ｒs(n)を外部から入力する必要はなく、目標位置ｒd(n)だけが与えられれば良く、シークの発行頻度が高ければ起点位置ｒs(n)の誤差は小さく、逆に温度予測が重要になるのはこうしたシーク頻度が高いときだけなので、実用性は十分である。
【００９０】
また、本実施形態では、積算手段１９が（数７）に従ってｎ回目の温度予測値Ｔ(n) を算出しているが、これと実質的に同等な近似式によっても同様の効果が得られることは言うまでもない。特に、（数７）の右辺第１項を１次近似した（数９）は、簡単な計算で十分精度の良い制御結果が得られる。
【００９１】
・ｔ(n-1)≦τの場合
Ｔ(n)＝［１−｛ｔ(n-1)／τ｝］・Ｔ(n-1) ＋  ｋ・Ｅ(n)
・ｔ(n-1)＞τの場合
Ｔ(n)＝  ｋ・Ｅ(n)                                       ……（９）
また、本実施形態では、シーク命令が１回発行される度に温度算出手段１４による温度予測演算を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シーク命令が所定回数発行される度に、温度算出手段１４による温度予測演算を行うことも可能である。
【００９２】
さらには、所定時間間隔（例えば１秒）の間に行われたシークの起点位置と目標位置との全情報から、温度算出手段１４による温度予測を行うこともできる。従って、計時手段１８の出力である経過時間ｔは変数であることに限定されるものでもない。
【００９３】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第２実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにディスクモータ４の発熱により内部温度が上昇するので、シークを一時的に禁止することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【００９４】
図２において、光ディスク２、ターンテーブル３、ディスクモータ４、光ヘッド５、ガイドシャフト６、ヘッド移送モータ７、ラック８、シャーシ９、ケース１０、ヘッド信号処理回路１２、目標位置算出手段１６、計時手段１８、積算手段１９、サーボコントローラ３０、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３は、第１実施形態と同一である。
【００９５】
光ディスク装置３９は、ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生用の光ディスクやＰＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録再生可能な光ディスク２を図示しないローディング機構により導入し、光ディスク２の種類を判別して、光ディスク２に対する情報の記録または再生を行う。
【００９６】
回路部４０は、ヘッド信号処理回路１２、上位コントローラ４１、サーボコントローラ３０、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３を備える。
【００９７】
上位コントローラ４１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（図示せず）により構成され、ＲＯＭに予め格納されたプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ４１は、外部インターフェス（図示せず）を介してホスト装置２３との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路１２、サーボコントローラ３０の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行う。また、上位コントローラ４１は、温度算出手段４２、シーク制御手段５１、ディスク回転設定手段４３、及びディスク判別手段５０を備えている。
【００９８】
温度算出手段４２は、目標位置算出手段１６、発熱量算出手段４４、計時手段１８、積算手段１９から成り、ディスクモータ４自身の温度とディスクモータ４周辺の環境温度との差（ディスクモータ４の発熱により生ずる光ディスク２の内周と外周の温度差に相当する）を示す温度予測値Ｔを出力する。
【００９９】
ディスク判別手段５０は、ヘッド信号処理回路１２の出力からディスク種類を示すデータ信号を抽出して、ディスク種類を判別する。ディスク回転設定手段４３は、ディスク判別手段５０によって判別されたディスクの種類に応じて、ディスクの回転方式としてＣＡＶ（ Constant Angular Velocity）方式、ＣＬＶ（ Constant Linear Velocity ）方式、ＺＣＬＶ（ Zone Constant Linear Velocity）方式のいずれかを選択し、光ディスク２の回転数もしくは線速度を指定する。
【０１００】
また、ディスク回転設定手段４３は、後述する様にディスクの種類または回転方式に応じて、温度算出手段４２内の定数の値を変化させて目標位置ｒｄと温度予測値Ｔとの対応関係を変化させたり、シーク制御手段５１の動作状態を変化させて温度予測値Ｔとシークとの対応関係を変化させる。これはディスクモータ４の温度上昇が回転方式や回転速度に依存するためである。
【０１０１】
ディスク回転方式がＣＡＶ方式の場合は、シークの有無によらずディスクモータ４の温度上昇は一定で許容値以下となる。このため、ディスク回転設定手段４３は、温度算出手段４２とシーク制御手段５１の動作を禁止する。この場合、シークに対して制限を与えることはない。
【０１０２】
また、ディスク回転方式がＣＬＶ方式またはＺＣＬＶ方式の場合は、ディスク回転設定手段４３は、温度算出手段４２とシーク制御手段５１の動作を許可する。このとき、ディスク回転設定手段４３は、選択したディスク線速度ｖを発熱量算出手段４４に指定する。ＺＣＬＶ方式の場合は、各ゾーン毎に角速度が異なるが、全ゾーンの線速度を一定の値に近似して、この近似された線速度をディスク線速度ｖとして発熱量算出手段４４に指定する。例えば、光ディスク２がＤＶＤ−ＲＯＭディスクの場合は、ＣＬＶ１倍速では線速度3.49m/s 、ＣＬＶ２倍速では線速度6.98m/s であり、 2.6ＧＢの容量を持つＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合は、ＺＣＬＶの近似線速度6.16m/s となる。ディスク線速度ｖはこれらの速度を示すデータである。
【０１０３】
ディスク回転設定手段４３が温度算出手段４２の動作を許可した場合、上位コントローラ４１は、ホスト装置２３からのシーク命令を実行する度に、温度算出手段４２により温度予測を行い、この温度予測値に応じた制御を行う。ただし、初回のシーク命令については温度予測を行わず、２回目のシーク命令実行開始時に前回のシークによる温度上昇を予測する。つまり、シーク１回分だけ温度予測の結果が得られるタイミングが遅れることになり、ｎ回目の温度予測時の温度予測値Ｔ(n) は、ｎ＋１回目のシーク命令実行開始時点で得られる。以降の説明において、出力等を示す記号に添えた(n) は、ｎ回目の温度予測時での出力を示すことは第１実施形態と同様である。
【０１０４】
発熱量算出手段４４は、目標角速度算出手段４５、起点角速度算出手段４６、目標到達時間算出手段４７、比較手段４８、ディスクモータ発熱量算出手段４９から成り、目標位置算出手段１６によって求められた目標位置ｒd(n)、ディスク回転設定手段４３によって求められたディスク線速度ｖ、計時手段１８によって計時されている前回の温度予測時（実質的にシーク開始時と同時）からの経過時間ｔを入力し、１回のシークを実行したときのディスクモータ４の発熱量Ｅ(n) を出力する。発熱量算出手段４４の構成上の特徴は、２点あり、第１に光ディスク２の角速度変化を基に発熱量Ｅを計算する構成であること、第２にジッターフリー再生時に対応するために、光ディスク２が目標角速度に達する前に次のシークを行ったか否かを計時手段１８の経過時間ｔを用いて判別して発熱量Ｅを算出することである。
【０１０５】
目標角速度算出手段４５は、目標位置算出手段１６からの目標位置ｒd(n)とディスク回転設定手段４３からのディスク線速度ｖとを入力し、目標位置ｒd(n)における光ディスク２の目標角速度ωd(n)を算出するものである。ＣＬＶ方式の場合、目標角速度ωd(n)は、（数１０）により算出される。ＺＣＬＶ方式の場合は、目標位置が属するゾーン中央のトラックの半径を目標位置ｒd(n)として用い、（数１０）に従って目標角速度ωd(n)をゾーン単位で算出する。従って、同一ゾーン内では目標角速度ωd(n)は同じである。
【０１０６】
ωd(n)＝ｖ／ｒd(n)      ……（１０）
本実施形態のディスク装置においては、複数種類の光ディスクに対する記録再生が可能であるため、光ディスクの種類毎に、アドレス情報とトラック半径位置との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルがＲＯＭに予め記憶されており、アドレス情報が分かれば、目標位置ｒd(n)を求めることができる。
【０１０７】
起点角速度算出手段４６は、ｎ回目の温度予測演算時点での光ディスク２の起点角速度ωs(n)を算出するものである。起点角速度ωs(n)は、（数１１）に従い、ｎ−１回目の温度予測演算時点での起点角速度ωs(n-1)にディスクモータ４の通電時間ｔs(n-1)から予測される角速度変化を加えることにより算出する。通電時間ｔs(n-1)は、後述する様に比較手段４８により求められる。ただし、定数Ｃは、ディスクモータ４の発生トルクとディスク慣性モーメントから決まる正の定数であり、実験的に予め求められＲＯＭに格納されている。
【０１０８】
ωs(n)＝ωs(n-1)  ＋  C・ｔs(n-1)      ……（１１）
目標到達時間算出手段４７は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから、光ディスク２が目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間ｔd(n)を（数１２）に従い算出するものである。目標到達時間ｔd(n)は、光ディスク２の加速方向、減速方向によって正負いずれかの値をとる。
【０１０９】
ｔd(n)＝｛ωd(n)−ωs(n)｝／Ｃ      ……（１２）
比較手段４８は、目標到達時間ｔd(n)と計時手段１８による経過時間ｔ(n) とを比較し、より短い時間の方を実際の通電時間ｔs(n)として出力するものである。通電時間ｔs(n)の絶対値は、目標到達時間ｔd(n)の絶対値と経過時間ｔ(n) との短い方に等しく、通電時間ｔs(n)の正負の符号は目標到達時間ｔd(n)の正負の符号と同じになるように決定される。この通電時間ｔs(n)は起点角速度算出手段４６とディスクモータ発熱量算出手段４９とに与えられる。
【０１１０】
ディスクモータ発熱量算出手段４９は、（数１３）に従い、ディスクモータ４の消費電力を示す定数Ｗに通電時間ｔs(n)を乗じて、発熱量Ｅ(n) を算出するものである。定数Ｗは実験的に予め求められＲＯＭに格納されている。
【０１１１】
Ｅ(n)＝Ｗ・ｔs(n)      ……（１３）
ここで、ジッターフリー再生においては、光ディスク２が目標角速度に達していなくても、光ディスク２から信号の読み取りを行う。このため、光ディスク２が目標角速度ωd(n)に達する前にシークが終了し、引き続いて次のシークが開始されることがある。従って、光ディスク２が目標角速度ωd(n)に達する前に、次のシークを行ったか、又は光ディスク２が目標角速度ωd(n)に達した後に、次のシークを行ったかにより、ディスクモータ４の発熱量Ｅ(n) が変化する。
【０１１２】
まず、光ディスク２が目標角速度ωd(n)に達した後に、次のシークが行われた場合は、計時手段１８による経過時間ｔ(n) が目標到達時間ｔd(n)よりも長く、（数１３）は（数１４）と等しくなり、発熱量Ｅ(n) は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)との差の関数として表すことができる。
【０１１３】
Ｅ(n)＝Ｗ・(ωd(n)−ωs(n)) / Ｃ      ……（１４）
また、目標角速度ωd(n)に達する以前に次のシークが行われた場合は、目標到達時間ｔd(n)が計時手段１８による経過時間ｔ(n) よりも長く、（数１３）は（数１５）と等しくなり、発熱量Ｅ(n) は計時手段１８による経過時間ｔの関数として表すことができる。
【０１１４】
Ｅ(n)＝Ｗ・ｔ(n)       ……（１５）
ただし、光ディスク２の回転方式をＺＣＬＶ方式に設定し、同一ゾーンでシークさせる場合には、光ディスク２の回転数が変化しないので、（数１４）が適用され、発熱量Ｅ(n) は０になる。
【０１１５】
シーク制御手段５１は、実験的に予め求められＲＯＭに格納された固定値の許容値Ｔthを用いることと、ディスク回転設定手段４３によって動作を許可又は禁止されることの２点を除き、第１実施形態におけるシーク制御手段２０と同一である。ディスク回転設定手段４３によって動作を禁止された場合は、シーク制御手段５１は、インターバル時間ｔiの設定を行わない。
【０１１６】
以上のように構成したディスク装置の動作について説明する。
【０１１７】
最初に上位コントローラ４１は、光ヘッド５が光ディスク２内周の所定位置ｒd(0)に移動する様にヘッド移送モータ７を駆動制御し、光ヘッド５を通じて光ディスク２の有無を検出後、ディスクモータ４を回転させつつ、ヘッド信号処理回路１２の出力に基いて光ディスク２の種類を判別する。ここでは、光ディスク２の種類がＤＶＤ−ＲＡＭと判定されたものとする。
【０１１８】
ディスク回転設定手段４３は、光ディスク２の種類がＤＶＤ−ＲＡＭであるため、ディスクモータ４の回転方式をＺＣＬＶ方式に設定し、温度算出手段４２とシーク制御手段５１との動作を許可すると共に発熱量算出手段４４にディスク線速度ｖを出力する。
【０１１９】
起点角速度算出手段４６は、（数１６）に従い、初期値としての起点角速度ωs(1)を設定する。起点角速度ωs(1)は、光ヘッド５が前記の所定位置ｒd(0)にあるときのディスク角速度を示すデータである。
【０１２０】
ωs(1)＝ｖ／ｒd(0)      ……（１６）
目標位置算出手段１６は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのアドレス情報と目標位置ｒd との対応関係を示す近似式もしくはデータテーブルをＲＯＭから選択する。計時手段１８は、経過時間ｔ(0) の計時を開始する。積算手段１９は、温度予測値Ｔの初期値Ｔ(0) をＴ(0)＝０としてＲＡＭに格納する。
【０１２１】
こうして光ディスク２の記録再生が可能な状態となり、この状態でホスト装置２３から初回のシーク命令が発行されると、目標位置算出手段１６は、アドレス情報から目標位置ｒd(1)を算出する。目標角速度算出手段４５は、目標位置ｒd(1)を入力し、目標位置ｒd(1)における光ディスク２の目標角速度ωd(1)を算出する。目標到達時間算出手段４７は、目標角速度ωd(1)と起点角速度ωs(1)を入力し、目標角速度ωd(1)に到達するまでに必要な通電時間ｔd(1)を算出する。
【０１２２】
ホスト装置２３から２回目のシーク命令が発行されると、計時手段１８は、計時を終了して経過時間ｔ(1) を出力すると共に、次の経過時間ｔ(2) の計測を新たに開始する。比較手段４８は、目標到達時間ｔd(1)と経過時間ｔ(1) とを比較して、実際にディスクモータ４に通電を行った時間ｔs(1)を算出する。ディスクモータ発熱量算出手段４９は、通電時間ｔs(1)を入力し、（数１３）に従い、発熱量Ｅ(1) を算出する。積算手段１９は、発熱量Ｅ(1) から温度予測値Ｔ(1) を出力する。シーク制御手段５１は、温度予測値Ｔ(1) と許容値Ｔth(1)とを比較し、（数８）に従いインターバル時間ｔi(1)を算出し、２回目のシーク命令に応答してシークを実行開始してからインターバル時間ｔi(1)内は３回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。ここで、許容値Ｔthは、光ディスク２の反り角度が許容限界値に達する温度を示し、実験的に予め求められＲＯＭに格納された固定値である。
【０１２３】
一方、起点角速度算出手段４６は、通電時間ｔs(1)を入力し、次の起点角速度ωs(2)を出力する。また１回目のシーク命令時と同様に、目標位置算出手段１６は目標位置ｒd(2)を算出し、目標角速度算出手段４５は目標角速度ωd(2)を算出し、目標到達時間算出手段４７は目標到達時間ｔd(2)を算出する。
【０１２４】
３回目以降のシーク命令が発行されたときにも、２回目のシーク命令と全く同様の処理が行われる。
【０１２５】
ｍ回目のシーク命令が発行されると、上記と同じ過程を経てインターバル時間ｔi(m-1)が算出され、上位コントローラ４１は、インターバル時間ｔi(m-1)の時間以内はｍ＋１回目のシーク命令を実行しないように制御を行う。前述したように、シーク１回分だけ温度予測の結果が得られるタイミングが遅れているため、シークが禁止されるタイミングも遅くなるが、通常はシーク１回分のディスクモータ４の温度上昇が許容値Ｔthに比べてかなり小さいため、実質的には全く問題ない。
【０１２６】
こうした制御により、ホスト装置２３からシーク命令が過度に頻繁に与えられた場合にのみ、必要なインターバル時間が設定され、シークによるディスクモータ４の温度上昇が許容値以下に抑えられる。
【０１２７】
以上説明した様に本発明の第２実施形態によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、温度予測値Ｔを算出しており、シーク命令が発行される頻度が低く、この頻度で演算動作を繰り返すだけなので、演算量が少なくて、温度算出手段４２の負担が小さくて済む。また、自然放熱による温度低下を考慮しているので、精度良く温度予測を行うことができ、直接温度測定を行うことが困難な部位についても温度上昇を耐熱温度以下に制限する制御を行うことができる。
【０１２８】
さらに、本実施形態では、ディスクモータ４の温度予測を行っているので、以下の効果がある。
【０１２９】
まず第１に、ジッターフリー再生を行うディスク装置においても精度の高い温度予測を行うことができる。ジッターフリー再生は、光ディスク２が目標回転数に達する前に光ディスク２から信号の読取りを行う方式である。この方式を用いたディスク装置においてシークを複数回連続的に頻繁に繰り返すと、ディスクモータ４が目標回転数に到達する前に次のシークを開始することになり、目標回転数の推移とディスクモータ４の実際の回転数の推移との乖離が大きくなる。従って、単純に前回の目標回転数を次回の起点回転数と等しいとみなしてディスクモータ４の温度予測値を求めると、予測精度が極めて悪くなる。ところが、本実施形態によれば、比較手段４８によってディスクモータ４の通電時間を求め、起点角速度算出手段４６が該通電時間を用いてディスクの起点角速度を算出しているため、ジッターフリー再生においてシークを頻繁に繰り返したときでも、ディスクモータ４の温度予測値を精度良く算出することができる。
【０１３０】
第２に、光ディスク２の反り角度と相関性の高い温度予測値を提供することができ、この反り角度を精度良く許容値以下に抑えることができる。前述した様に、光ディスク２の反りは光ディスク２全体の温度ではなく、光ディスク２の各部位の温度差、特に光ディスク２の内周と外周の温度差に起因することが判っている。温度算出手段４２によって求められた温度予測値Ｔは、光ディスク２の内周と外周の温度差を表しているので、この温度予測値Ｔと光ディスク２の反り角度とは高い相関がある。従って、許容値Ｔthを光ディスク２の反り角度の許容限界値を与える温度として予め実験的に求めてＲＯＭに設定しておけば、温度予測値Ｔが許容値Ｔth以下に抑えられるので、光ディスク２の反り角度を精度良く許容値以下に抑えることができる。
【０１３１】
第３に、各種のディスク回転方式及び回転速度への対応が容易である。複数の種類の光ディスクの記録再生を行うディスク装置、あるいはディスク回転速度を予設定の複数の回転速度から選択するディスク装置においては、光ディスクの回転方式や回転速度に応じて、シーク時のディスクモータ４の発熱量が異なり、温度予測が煩雑となったり、温度予測の精度の低下を招く傾向にある。本実施形態においては、ディスク判別手段５０がディスクの種類を判別し、この判別結果に応じてディスク回転設定手段４３が温度算出手段４２とシーク制御手段５１との動作を禁止又は許可したり、温度算出手段４２がディスク線速度ｖを用いて温度予測を行っているため、各種のディスク回転方式及び回転速度に対しても実用性の高い制御を行うことができる。
【０１３２】
なお、本実施形態では、目標位置算出手段１６がホスト装置２３からのシーク命令で与えられる目標のアドレス情報に基いて光ヘッド５の目標位置ｒd(n)を算出し、目標角速度算出手段４５が目標位置ｒd(n)とディスク線速度ｖとを用いて目標位置ｒd(n)における目標角速度ωd(n)を算出しているが、目標角速度算出手段４５がホスト装置２３からの目標のアドレス情報に基いて目標角速度ωd(n)を直接算出してもよい。また、温度算出手段４２には、目標位置を表す情報であれば、目標のアドレス情報に限らず、目標のゾーン等のいかなる情報でも良い。
【０１３３】
また、ディスク判別手段５０が光ディスク２のディスク径を判別し、各種の光ディスクの慣性モーメントに対応して温度算出手段４２の定数Ｃを変更しても良い。この場合、直径の異なる該各種の光ディスクの反りを確実に防止することができる。
【０１３４】
また、本実施形態では、温度予測値Ｔが光ディスク２の内周と外周の温度差を表すが、図２に示す様に例えばサーミスタ等の第１測温素子２１及び第２測温素子２２を光ディスク２の内周部近傍と外周部近傍とに２箇所設置しておき、該各測温素子２１，２２の検出出力を温度算出手段４２に入力し、該温度算出手段４２によって該各測温素子２１，２２の検出出力の差、つまり光ディスク２の内周と外周の温度差を求めても良く、この温度差に応じてシーク命令を実行しないインターバル時間を設定すれば、光ディスク２の反りを防止することができる。第２測温素子２２は、光ディスク２の外周部に限らず、光ディスク２の内周部から離間していれば、どの様な位置の温度を検出しても構わない。
【０１３５】
尚、第１実施形態と第２実施形態を並行させることは勿論可能である。
【０１３６】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３実施形態である光ディスク装置の概略構成図である。第３実施形態においては、シークを連続的に複数回繰り返したときにディスクモータ４の発熱により内部温度が上昇するので、ディスクモータ４の駆動電流を一時的に低減することによって温度上昇を抑制することを目的としている。
【０１３７】
図３において、光ディスク２、ターンテーブル３、ディスクモータ４、光ヘッド５、ガイドシャフト６、ヘッド移送モータ７、ラック８、シャーシ９、ケース１０、ヘッド信号処理回路１２、目標位置算出手段１６、計時手段１８、積算手段１９、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３、ディスク回転設定手段４３、目標角速度算出手段４５、比較手段４８、ディスク判別手段５０は、第２実施形態と同一である。
【０１３８】
光ディスク装置５９は、ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生用の光ディスクやＰＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録再生可能な光ディスクを図示しないローディング機構により導入し、ディスクの種類を判別して、光ディスク２に対する情報の記録または再生を行う。
【０１３９】
回路部６０はヘッド信号処理回路１２、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３、上位コントローラ６１、サーボコントローラ７０を備える。
【０１４０】
上位コントローラ６１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（図示せず）により構成され、ＲＯＭに予め格納したプログラムやデータに基いて制御を行うものである。例えば上位コントローラ６１は、外部インターフェス（図示せず）を介してホスト装置２３との間でコマンドのやりとりをしたり、データ転送等を行ったり、或いはヘッド信号処理回路１２、サーボコントローラ７０の制御を含めた光ディスク装置内の各種制御を行うものである。また、上位コントローラ６１は、ディスク回転設定手段４３、ディスク判別手段５０、温度算出手段６２、シーク制御手段６３を備えている。
【０１４１】
温度算出手段６２は、目標位置算出手段１６、計時手段１８、積算手段１９、発熱量算出手段６４から成り、第２実施形態と同様に、ディスク回転設定手段４３が温度算出手段６２の動作を許可した場合にのみ動作し、上位コントローラ６１がホスト装置２３からのシーク命令を実行する度に、温度予測値Ｔ(n) を出力する。この温度予測値Ｔ(n) は、ディスクモータ４の発熱による光ディスク２の内周と外周の温度差を示している。
【０１４２】
シーク制御手段６３は、上位コントローラ６１がホスト装置２３からのシーク命令を実行する度に、ＲＯＭに予め格納した許容値Ｔthと温度予測値Ｔ(n) とを比較し、温度予測値Ｔ(n) が所定値Ｔth以下の場合は、フラグ０をサーボコントローラ７０に出力し、所定値Ｔthを越える場合は、フラグ１をサーボコントローラ７０に出力する。
【０１４３】
発熱量算出手段６４は、目標角速度算出手段４５、比較手段４８、起点角速度算出手段６６、目標到達時間算出手段６７、ディスクモータ発熱量算出手段６９から成る。
【０１４４】
起点角速度算出手段６６は、ｎ回目の温度予測時点での起点角速度ωs(n)を算出するものである。起点角速度ωs(n)は、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下の場合は（数１１）に従い算出され、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越えた場合は（数１７）に従い算出される。（数１７）は（数１１）における定数Ｃを別の値の定数Ｃ’に置換したものである。これは、後述するようにＴ(n) ＞Ｔthのときにはディスクモータ４への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるので、駆動電流を制限しない状態と制限した状態に応じてそれぞれの角速度予測を行うためである。定数Ｃ’は、駆動電流を制限した状態におけるディスクモータ４の発生トルクと光ディスク２の慣性モーメントから予め決まる正の定数であり、（数１１）における定数Ｃよりも小さな値となる。定数Ｃ’は、実験的に予め求められてＲＯＭに格納されている。
【０１４５】
ωs(n)＝ωs(n-1)  ＋  Ｃ'・ｔs(n-1)      ……（１７）
目標到達時間算出手段６７は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから、光ディスク２が目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間ｔd(n)を算出するものである。ここでも、後述するようにＴ(n) ＞Ｔthのときにはディスクモータ４への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるため、温度予測値Ｔ(n) と許容値Ｔthとを比較し、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下の場合は、（数１２）に従い、目標到達時間ｔd(n)が算出され、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越えた場合は、（数１８）に従い、目標到達時間ｔd(n)が算出される。（数１８）は、（数１２）における定数Ｃを上述の定数Ｃ’に置換したものである。
【０１４６】
ｔd(n)＝｛ωd(n)−ωs(n)｝／Ｃ'     ……（１８）
ディスクモータ発熱量算出手段６９は、ディスクモータ４の消費電力を示す定数に通電時間ｔs(n)を乗じて、発熱量Ｅ(n) を算出するものである。ここでも、後述するようにＴ(n) ＞Ｔthのときにはディスクモータ４への駆動電流を制限してモータトルクを低下させるため、温度予測値Ｔ(n) と許容値Ｔthとを比較し、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下の場合は、（数１３）に従い、発熱量Ｅ(n) が算出され、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越えた場合は、（数１９）に従い、発熱量Ｅ(n) が算出される。（数１９）は、（数１３）における定数Ｗを別の値の定数Ｗ’に置換したものである。定数Ｗ’は、（数１３）における定数Ｗよりも小さな値であり、（数２０）の条件を満足するように決定され、この値は予めＲＯＭに格納されている。
【０１４７】
Ｅ(n)＝Ｗ’・ｔs(n)      ……（１９）
Ｗ’≦Ｔth／（τ・ｋ）      ……（２０）
サーボコントローラ７０は、ヘッド信号処理回路１２から出力されるサーボ信号と上位コントローラ６１の指令に基づいて、ヘッドドライバ３１、移送モータドライバ３２、ディスクモータドライバ３３に対する制御を行うものである。サーボコントローラ７０は、ＤＳＰ等で構成され、例えばディスクモータ４をＺＣＬＶ回転方式に基いて制御するときには、ディスクモータドライバ３３から入力したＦＧ信号（回転数検出信号）と目標回転数とに基いて、ディスクモータ４が目標回転数で回転する様にディスクモータドライバ３３への電流指令値を生成する。このサーボコントローラ７０には電流指令値制限手段７１が備えられている。電流指令値制限手段７１は、シーク制御手段６３からのフラグに応じて動作を変えるようプログラムされている。シーク制御手段６３からのフラグが０（温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下）の場合は、サーボコントローラ７０が生成した電流指令値をそのまま出力するが、シーク制御手段６３からのフラグが１（温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越える）の場合は、サーボコントローラ７０が生成した電流指令値を予設定の制限値Ｘlim以下に制限して出力する。この制限値Ｘlimは、ＲＯＭに予め格納されている。電流指令値制限手段７１の出力（電流指令値もしくは制限値Ｘlim）は、Ｄ／Ａ変換された後、ディスクモータドライバ３３に与えられ、該出力に応じた駆動電流がディスクモータ４に供給される。
【０１４８】
図４は、電流指令値制限手段７１の出力とディスクモータ４への駆動電流との関係を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は電流指令値制限手段７１の出力Ｘ、縦軸はディスクモータ４への駆動電流Ｉである。出力Ｘは、８ビットであって、−１２７〜１２７の範囲の値を示す。出力Ｘとディスクモータ４への駆動電流Ｉとはほぼ比例関係にあるが、Ｘ＝０近傍にはＩ＝０となる不感帯が設けられ、Ｘの最大と最小値（±Ｘmax）近傍ではＩは飽和値（±Ｉmax）になる。ここで駆動電流Ｉの符号は電流の方向を表しており、Ｉ＞０はモータの加速方向、Ｉ＜０はモータの減速方向への通電を示している。
【０１４９】
電流指令値制限手段７１は、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下であれば、サーボコントローラ７０が生成した電流指令値をそのまま出力するので、−Ｘmax〜Ｘmaxの範囲の電流指令値を出力し、これに応じて−Ｉmax〜Ｉmaxの範囲の駆動電流がディスクモータ４に供給される。以降、値の大小を比較する際には絶対値での比較を意味するものとし、方向性による正負は考慮しない。
【０１５０】
また、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越えた場合、電流指令値制限手段７１は電流指令値を制限値Ｘlim以下に制限する。ここで、制限値Ｘlimは最大の電流指令値Ｘmaxよりも小さな値であり、この制限値Ｘlimに対しては最大の駆動電流Ｉmaxよりも小さな駆動電流Ｉlimが発生される。すなわち、サーボコントローラ７０が生成した電流指令値がＸlimよりも大きければ、電流指令値制限手段７１から制限値Ｘlimが出力され、駆動電流Ｉlimがディスクモータ４に供給される。また、サーボコントローラ７０が生成した電流指令値が制限値Ｘlim以下であれば、電流指令値制限手段７１から該電流指令値がそのまま出力され、−Ｉlim〜Ｉlimの範囲の駆動電流がディスクモータ４に供給される。
【０１５１】
この結果、Ｔ(n) ＞Ｔthの場合は、ディスクモータ４への駆動電流がＩlimに制限される。Ｉlimの値は、電流制限後のディスクモータの消費電力Ｗ’が（数２０）に従い設定した値と一致するように実験的に求められる。この様なディスクモータ４の駆動電流の制限状態においては、シークを連続で間断無く行っても、温度予測値Ｔ(n) を許容値Ｔth以下に抑えることが可能となる。
【０１５２】
この消費電力Ｗ’の要因は、ディスクモータ４のコイル抵抗による発熱、モータの機械的な損失等幾つかあるが、シーク時の損失の大半はコイル抵抗による発熱であるため、コイル抵抗値をＲとすると近似的に（数２１）の関係が成り立つ。
【０１５３】
Ｗ’  ＝  Ｒ・Ｉlim2     ……（２１）
図３を再び参照して、以上のように構成したディスク装置の動作を例えば光ディスク２の種類がＤＶＤ−ＲＡＭであるものとして説明する。
【０１５４】
温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下の場合は、光ディスク２の有無の判別から温度算出手段６２による温度予測値Ｔ(n) の計算動作に至るまでの上位コントローラ６１の動作は、第２実施形態における上位コントローラ４１の動作とほぼ同じである。温度算出手段６２は、ホスト装置２３からｎ＋１回目のシーク命令が発行された時点で、以下の手順でｎ回目の温度予測値Ｔ(n)を算出する。
【０１５５】
まず、目標位置算出手段１６がｎ回目のシークの目標のアドレス情報から目標位置ｒd(n)を算出し、目標角速度算出手段４５が（数１０）に従ってディスクの目標角速度ωd(n)を算出する。目標到達時間算出手段６７は、目標角速度ωd(n)と起点角速度ωs(n)とから（数１２）に従って目標角速度ωd(n)に到達するまでに必要な通電時間ｔd(n)を算出する。計時手段１８はｎ回目のシーク命令発行時点からの経過時間ｔ(n) を出力し、比較手段４８は目標到達時間ｔd(n)と経過時間ｔ(n) とを比較して実際にディスクモータ４に通電を行った時間ｔs(n)を算出する。
【０１５６】
ディスクモータ発熱量算出手段６９は通電時間ｔs(n)から（数１３）に従って発熱量Ｅ(n) を算出する。積算手段１９は発熱量Ｅ(n) から（数９）に従って温度予測値Ｔ(n) を出力する。
【０１５７】
シーク制御手段６３は、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下と判定し、フラグ０をサーボコントローラ７０に出力する。起点角速度算出手段６６は、通電時間ｔs(n)から（数１１）に従い、次の起点角速度ωs(n+1)を出力する。サーボコントローラ７０は、シーク制御手段６３からのフラグ０を入力すると、電流指令値制限手段７１を非動作とする。この結果、シークに際し、最大Ｉmaxの駆動電流がディスクモータドライバ３３からディスクモータ４に供給される。
【０１５８】
一方、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthよりも大きい場合は、シーク制御手段６３は、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthよりも大きいことを示すフラグ１をサーボコントローラ７０に出力する。
【０１５９】
サーボコントローラ７０は、電流指令値制限手段７１を動作させて電流指令値を制限値Ｘlim 以下に制限し、これによりディスクモータドライバ３３からディスクモータ４に供給される駆動電流をＩlim 以下に制限する。また、上位コントローラ６１は、起点角速度算出手段６６、目標到達時間算出手段６７、ディスクモータ発熱量算出手段６９で用いる各定数Ｃ、Ｗを各定数Ｃ’、Ｗ’に変更する。
【０１６０】
次のｎ＋２回目のシーク命令が発行され、ｎ＋１回目の温度予測値Ｔ(n+1)を算出する際には、目標位置算出手段１６がｎ＋１回目のシークの目標のアドレス情報から目標位置ｒd(n+1)を算出し、目標角速度算出手段４５が（数１０）に従ってディスクの目標角速度ωd(n+1)を算出する。起点角速度算出手段６６は通電時間ｔs(n)から（数１７）に従い次の起点角速度ωs(n+1)を出力する。目標到達時間算出手段６７は、目標角速度ωd(n+1)と起点角速度ωs(n+1)とから（数１８）に従って目標到達時間ｔd(n+1)を算出する。計時手段１８はｎ＋１回目のシーク命令発行時点からの経過時間ｔ(n+1) を出力し、比較手段４８は目標到達時間ｔd(n+1)と経過時間ｔ(n+1) とを比較して、実際にディスクモータ４に通電を行った時間ｔs(n+1)を算出する。ディスクモータ発熱量算出手段６９は通電時間ｔs(n+1)から（数１９）に従って発熱量Ｅ(n+1) を算出する。積算手段１９は発熱量Ｅ(n+1) から（数９）に従って温度予測値Ｔ(n+1) を出力する。
【０１６１】
この様にホスト装置２３からシーク命令が発行される度に、温度算出手段６２は温度予測値Ｔ(n) を算出して、シーク制御手段６３による許容値Ｔthとの比較を行い、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔthを越える場合は、電流指令値制限手段７１を動作させて、ディスクモータ４への駆動電流を制限すると共に温度算出手段６２で用いる各定数をＣ’、Ｗ’に設定する。また、温度予測値Ｔ(n) が許容値Ｔth以下の場合は、電流指令値制限手段７１を非動作として、ディスクモータ４への駆動電流の制限を解除すると共に温度算出手段６２で用いる各定数をＣ、Ｗに設定する。
【０１６２】
以上説明した第３実施形態においては、第２実施形態で説明したものと同じ効果を得ることができるだけでなく、さらに以下のような効果がある。
【０１６３】
まず第１に、シーク制御によるディスク装置の平均シーク時間の長期化を低減することができる。この平均シーク時間について、第２実施形態で説明したインターバル時間を挿入する方法と本実施形態で説明したモータ駆動電流を低減する方法をモータの発熱量を同一として比較する。
【０１６４】
第２実施形態のインターバル時間を挿入する方法では、例えばモータの平均発熱量を半分に低減しようとすると、駆動時間とほぼ同じ時間のインターバル時間を挿入する必要がある。従って、平均シーク時間は２倍に伸びてしまう結果となる。
【０１６５】
これに対し、本実施形態の駆動電流を低減する方法では、（数２１）に示すように駆動電流を0.71倍（＝１／２の平方根）すれば、モータの平均発熱量は半分になる。一方、平均シーク時間はモータトルクに反比例し、モータトルクは駆動電流に比例するので、平均シーク時間は約１．４倍の増加にとどまる。従って、平均シーク時間の長期化を抑えることができる。
【０１６６】
第２に、ジッターフリー再生を行うディスク装置においては特に顕著に平均シーク時間の長期化を抑えることができる。一般に、ジッターフリー再生を行う場合、ディスクの回転数が目標回転数に達する以前に情報を読み取って、次のシークに移行することが可能である。
【０１６７】
ところが、第２実施形態の様なインターバル時間を挿入する方法では、ディスクが目標回転数に達するのを待って、ディスクモータ４への駆動電流を十分低減させた上で、インターバル時間を挿入するので、インターバル時間を挿入するときにはジッターフリー再生が実質的に利かず、このためインターバル時間を挿入したときの平均シーク時間の長期化が特に大きかった。
【０１６８】
これに対して、本実施形態のモータ駆動電流を低減する方法では、単位時間当りの発熱量自身を低減しているため、インターバル時間の挿入を必要とせず、簡単にジッターフリー再生に対応することが可能である。このため、本実施形態によれば、ジッターフリー再生を行うディスク装置において特に顕著に平均シーク時間の長期化を抑えることができる。
【０１６９】
また、本実施形態では、ディスクモータ４の駆動電流の低減に伴い、温度算出手段６２で用いる各定数Ｃ、Ｗをこれより小さい各定数Ｃ’、Ｗ’に置換するだけで、駆動電流制限中のディスクモータ４の特性変化に対応しており、高精度の温度予測を行うことができる。
【０１７０】
なお、本実施形態では、電流指令値制限手段７１がディスクモータ４への駆動電流を制限しているが、これと全く同様に、移送モータドライバ３２への電流指令値を制限することにより、ヘッド移送モータ７への駆動電流を制限することもできる。
【０１７１】
また、第１実施形態と第３実施形態を並行させることは勿論可能である。
【０１７２】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明のディスク装置によれば、シーク命令が発行されたときにのみ、ヘッドの目標位置を用いて、温度予測値を算出しているため、シーク命令の発行頻度と同じ低頻度で演算を行うだけで、精度良く温度予測値の算出を行うことができ、温度予測を行うために必要な装置の負担を極めて小さくすることができる。
【０１７３】
また、本発明のディスク装置によれば、ディスクの各部位の温度差に基いて、ディスクの反り角度を精度良く予測でき、温度算出手段の出力に応じてディスク駆動手段またはヘッド移動手段の動作を制御するため、ディスクの反りを有効に抑えることができ、ヘッドによる記録／再生時の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】第３実施形態における電流指令値制限手段の出力とディスクモータへの駆動電流との関係を示すグラフである。
【図５】従来のディスク装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，３９，５９  光ディスク装置
２  光ディスク
４  ディスクモータ
５  光ヘッド
７  ヘッド移送モータ
１１，４０，６０  回路部
１２  ヘッド信号処理回路
１３，４１，６１  上位コントローラ
１４，４２，６２  温度算出手段
１５  起点位置算出手段
１６  目標位置算出手段
１７，４４，６４  発熱量算出手段
１８  計時手段
１９  積算手段
２０，５１，６３  シーク制御手段
３０，７０  サーボコントローラ
７１  電流指令値制限手段
３１  ヘッドドライバ
３２  移送モータドライバ
３３  ディスクモータドライバ
【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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