光ディスク装置
【課題】 光ディスク等の可換型ディスク装置では、ディスク個々の偏重心のバラツキが大きく、転送速度を大きくするために高速回転を行った場合、大きな振動や騒音を発生し、装置信頼性を著しく損なう。
【解決手段】 ディスク６の偏重心をプランジャ２を用いて偏重心補正用クランパ１を偏心させて補正し、かつ高速回転時に偏重心補正用クランパ１が補正位置を移動しないようにチャッキング力を可変できる機構を付加した偏重心補正機構を光ディスク装置に設ける。そのため、偏重心量の大きなディスクでも振動を発生させることなく高速で回転させることができ、データ転送速度の向上が図れる。偏重心量の大きなディスクを高速回転しても振動、騒音を押さえつつ補正量の経時変化が少ないため、高信頼性の偏重心補正機構およびこれを備えた光ディスク装置を実現できる。
【解決手段】 ディスク６の偏重心をプランジャ２を用いて偏重心補正用クランパ１を偏心させて補正し、かつ高速回転時に偏重心補正用クランパ１が補正位置を移動しないようにチャッキング力を可変できる機構を付加した偏重心補正機構を光ディスク装置に設ける。そのため、偏重心量の大きなディスクでも振動を発生させることなく高速で回転させることができ、データ転送速度の向上が図れる。偏重心量の大きなディスクを高速回転しても振動、騒音を押さえつつ補正量の経時変化が少ないため、高信頼性の偏重心補正機構およびこれを備えた光ディスク装置を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可換型媒体を用いる光ディスク装置に係り、特に、高速回転型ＣＤ−ＲＯＭ装置またはＤＶＤ ＲＯＭ／ＲＡＭ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置は、スピンドルモータに直結したターンテーブル上にディスクをのせて、ターンテーブル内あるいはクランパ内に内蔵される永久磁石の磁気力でクランプし、回転させ、半導体レーザを用いたピックアップでデータの読みとりを行っている。光ディスク装置は、互換性のあるディスクを用いているため、そのディスクサイズおよび重量は規制されている。特に重量に関しては、１４〜３３ｇとかなり幅広く設定されている。
【０００３】一方、光ディスク装置、特にＣＤ−ＲＯＭ装置は、データ転送速度を向上させる直接的な効果となっているディスク回転速度の向上が図られている。標準速度は２００〜５００回転（線速度一定のため）であるが、標準速度の１２倍以上、すなわち６０００ｒｐｍ以上の回転数が実現されようとしている。従来の例としては、特開昭５７−１９８５８４号公報、特開昭６３−１５２０５６号公報、特開昭６３−１５２０５７号公報、特開平３−４６１５４号公報、特開昭３−２３７６４７号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したように、ディスク重量の規格にかなり幅広く設定されているがゆえに、一般に配布されているディスクは、それ自体が持つ偏重心はかなり大きい。たとえば偏重心のないディスクに、ユーザが任意の情報を認識するためにラベルを貼付すると、それだけで数ｇ・ｍｍの偏重心が発生する。偏重心の最悪値は経験的に１０ｇ・ｍｍで、このようなディスクを回転させると、当然ながら偏重心による振動が発生する。
【０００５】８倍速程度なら最大回転数は約４０００ｒｐｍなので、偏重心による振動はアクチュエータあるいはシャシに対して小さいものであり、さほど問題とはならない。しかし、それ以上の高速回転になると、ディスクの持つ偏重心により振動は急激に増大し、アクチュエータの追従性能マージン低下のためのエラーレート増加、さらにシャシが振動し、それを搭載するコンピュータ本体が共鳴するといった現象が発生し、コンピュータユーザに不快感を与えることになる。
【０００６】上記課題を解決するために、本発明者らは、ディスクをチャッキングする偏重心補正用クランパを移動して、回転中心と偏重心を一致させ、ディスク回転時の振動低減機構を提案した。１０ｇｒ・ｍｍの偏重心量を補正するためには、偏重心補正用クランパの偏心可能量が、数１００μｍであることを考慮すると、偏重心補正用クランパ重量は１００ｇｒ必要である。しかし、６０００ｒｐｍ以上の高速回転となると、偏重心補正用クランパは、遠心力で偏重心補正位置に静止できず、ディスク上を移動してしまう問題がクローズアップされてくる。
【０００７】図１２は、ディスク、偏重心補正用クランパに作用する力を説明する図である。偏重心補正用クランパは回転中心からεずれ、ディスク偏重心をｍ・εで補正する。一方、偏重心補正用クランパをディスク上に静止させている力は、チャッキング力Ｎ１と偏重心補正用クランパ重量Ｎ２の和と、両者の間の最大静止摩擦係数の積であり、この力が偏重心補正用クランパにかかる遠心力Ｆ＝ｍεω２（ω：回転数）に勝っている限り、偏重心補正用クランパは暴れることなくディスクの偏重心量を補正できることとなる。
【０００８】偏重心補正用クランパをディスクに静止させることができる力は不変であるが、偏重心補正用クランパにかかる遠心力は、回転数の２乗に比例して増大することを考慮すると、Ｎ１＋Ｎ２＜ｍεω２／μ となったとき、偏重心補正用クランパはディスク上に静止不可能な状態となってしまう。たとえば、重量が３０ｇの偏重心補正用クランパが、回転中心より２００μｍずれた状態で偏重心を補正できたとし、この状態でディスクが６０００ｒｐｍで回転すると、遠心力は２.４Ｎとなる。
【０００９】一方、チャッキング力が２５０ｇ、偏重心補正用クランパとディスク間の摩擦係数を０.４とすると、偏重心補正用クランパをディスク上に静止させることができる力は１.１Ｎである。これらを比較すると、明らかに遠心力が偏重心補正用クランパを静止させることができる力を上回っている。このような状況では、偏重心補正用クランパは、ディスク上の補正位置から遠心力で動かされ、振動を大きくしてしまう。
【００１０】チャッキング力を可変にする従来技術では、いずれもその機構は外部より力を加えるものであり、スピンドルモータのスラスト軸受けの予圧を変えることになり、その軸受けの寿命を著しく損なう恐れがある。以上のような状態を回避するためには、偏重心補正用クランパのディスクチャッキング力を増大させることが必須課題となる。
【００１１】本発明の目的は、上記問題点を回避しつつ、偏重心を補正する機構に、偏重心補正用クランパのディスクチャッキング力を増大させる機構を付加し、信頼性を損なうことなく、ディスクの回転による振動を減少させながら、ディスクの高速回転化を実現し、データ転送速度が向上する光ディスク装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を以下のように解決した。すなわち、ディスクを支持するターンテーブルと、前記ディスクをターンテーブルに押し付けるクランパとを備え、前記ターンテーブルまたはクランパのいずれか一方に磁石を内蔵し、いずれか他方に鉄部材を内蔵する光ディスク装置において、前記磁石または鉄部材のうち、少なくともいずれか一方が、ディスク回転軸の半径方向に複数個に分割され、かつ、回転軸方向に弾性部材により移動可能に支持されるとともに、前記移動可能な磁石または鉄部材を内蔵するターンテーブルまたはクランパは、前記ディスク面に向かって拡径した形状であることを特徴とし、ディスク回転速度の増大時には、鉄部材と磁石が接近することによって、クランプ力を増大させるようにした。
【００１３】以下、まず、本発明の構成を、図１を参照して具体的に説明する。スピンドル構造体８はディスク６を回転させるスピンドルモータ５とディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７と一体構造となっており、外部に伝達される振動を絶縁するために、ベース構造体１０とダンピングをもった支持脚９で支持されている。また支点１８を中心にスピンドル構造体８は回転可能に支持されているのでターンテーブル５ｂは上下動することができる。この動きを用いてディスク６の装置内への出し入れを行い、さらに偏重心補正用クランパ１とターンテーブル５ｂとでディスク６をチャッキングする。スピンドル構造体８の面内あるいは面外方向にディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定するセンサ３が取りつけられている。この振動センサ３の取付位置はアクチュエータ２の移動方向と同方向が望ましい。振動センサ３の測定する物理量は変位、速度、加速度あるいは力のいずれかが選択される。補正機構系は偏重心補正用クランパ１と、それを移動させるアクチュエータ２と、振動センサ３で測定した信号を変換し、その値とあらかじめ設定されている基準値と比較しかつ制御を行う制御回路４ａとで構成されている。
【００１４】偏重心補正用クランパ５ｂ内のターンテーブル５ｂに内蔵される磁石の磁気力を受ける鉄板１ａは、回転軸断面において偏重心補正用クランパ筐体１とは弾性部材１ｂで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割されており、偏重心補正用クランパ内部１ｃの形状は円錐台形状とする。鉄板１ａはディスク低速回転時すなわち補正時には、図２に示すように弾性部材１ｂによってターンテーブル５ｂ内の磁石から遠ざかる位置にある。したがってチャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は容易に偏重心補正用クランパ１を打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時にはディスク６は高速回転するので、鉄板１ａは強い遠心力を受ける。偏重心補正用クランパ１と鉄板１ａの摺動面１ｃの回転面内断面は磁石方向に面積が広がっているので、図３に示すように鉄板１ａは磁石に近づく方向に移動する。磁力は距離の２乗に反比例するのでチャッキング力は強まり、偏重心補正用クランパ１はディスク７上を遠心力によって移動することはない。
【００１５】偏重心補正用クランパ１はディスク６の偏重心を補正するために、移動可能距離と重量の積はディスク６の偏重心の最悪値と同等以上のアンバランス量となるように設定される。例えば、ディスク７の偏重心量が１０ｇｒ・ｍｍ、偏重心補正用クランパ１の移動可能距離が３００μｍである場合は偏重心補正用クランパ重量は３３ｇｒ以上あることが望ましい。偏重心補正用アクチュエータ２はプランジャ、ソレノイド等で構成されており、偏重心補正用クランパ１に撃力を与えることができる。
【００１６】次に、本発明の解決手段を実際の装置の動作に従い、図１〜３、１０、１１を参照して説明する。光ディスク装置のディスクトレイに置かれたディスク６はユーザの指示により装置内にローディングされ、スピンドルモータ５と直結されているターンテーブル５ｂ上に設置される。その後、ディスク６をターンテーブル５ｂと直結するためにディスク６を載せたスピンドル構造体８はクランパ１とターンテーブル５ｂでディスク６をターンテーブル５ｂ内に内蔵された磁石の磁気力で挟み込みチャッキングする。次にディスク６はスピンドルモータ５により回転される。この時点でピックアップアクチュエータ７の状態はディスクデータ面に焦点を合わせておらず、稼働していない状態とする。このときディスク６が偏重心を持っていれば、回転することにより振動が発生するので、その振動をスピンドル構造体８内に内蔵する振動センサ３により測定する。
【００１７】測定する振動は変位、速度、加速度あるいは力のいずれでもよい。例えば、変位振動を測定する場合には光プローブあるいは静電センサ等が使用される。速度信号を測定する場合にはソレノイドあるいはピックアップアクチュエータに内蔵されるピックアップ駆動コイル等が使用される。加速度信号を測定する場合には加速度ピックアップあるいは半導体プロセスにより形成された片持ち梁等が使用される。力信号を測定する場合にはロードセル等が使用される。測定した信号は偏重心補正回路４ａに於いてあらかじめ設定されている振動の許容値と比較される。このとき、偏重心からの振動が許容値内の時は偏重心補正回路４ａはアクチュエータドライバ４ｂには補正信号を出力せず直ちにスピンドルモータ５は高速回転を始め、データの転送を行う。
【００１８】一方、振動測定時に許容値を越えたときには、偏重心補正回路４ａは補正信号をアクチュエータドライバ４ｂに出力して偏重心補正用クランパ部１を偏重心補正用アクチュエータ２により回転中心からディスク６の持つ偏重心方向とは逆方向に移動させる。アクチュエータ２の動作タイミングはスピンドル５からの回転インデックスと測定した振動を比較し、かつアクチュエータ２が偏重心補正用クランパ１と接触するまでの時間を加味して決定される。このとき、一度の動作で偏重心が発生する振動が許容値内に収まらないときには複数回に分けて補正動作を行ってもよい。このようにして、偏重心が発生する振動が許容値に収まれば、スピンドルモータ５は高速回転を始め、データの転送を行う。
【００１９】以上の補正により偏重心による振動が低減され高速回転時に耐えうるチャッキング力を得られるので、読みとり誤差を低減することができ、さらにコンピュータ内のほかの構成部品に悪影響を与えることなく、偏重心量の大きなディスクに対しても高速回転、すなわち高データ転送が可能でかつ高信頼性の光ディスク装置を構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１〜３、１０、１１は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。まず、本発明の構成を、図１〜３を用いて説明する。スピンドル構造体８はディスク６と、偏重心補正用クランパ１と、これを磁力によって吸引する磁石を内蔵したターンテーブル５ｂを持ち、ディスク６を自転駆動するスピンドルモータ５と、ディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７からなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３は、スピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３は、プランジャ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００２１】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能で、ターンテーブル５ａ内の磁石の磁力を受ける鉄板１ａを内蔵した偏重心補正用クランパ１と、それを撃力を用いて移動させるプランジャ２と、振動センサ１で測定した信号を比較判断する回路４ａ、およびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂとで構成されている。偏重心補正用クランパ５ｂ内のターンテーブル５ｂに内蔵される磁石の磁気力を受ける鉄板１ａは、回転軸断面において偏重心補正用クランパ筐体１とは弾性部材１ｂで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割されており、偏重心補正用クランパ１の内部の形状は円錐台形状とする。
【００２２】鉄板１ａはディスク低速回転時、すなわち補正時には、図２に示すように弾性部材４ｂによって、ターンテーブル５ｂ内の磁石から遠ざかる位置にある。したがって、チャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は、容易に偏重心補正用クランパ１を打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時にはディスク６は高速回転するので、鉄板１ａは強い遠心力を受ける。偏重心補正用クランパ１と鉄板１ａの摺動面１ｃの回転面内断面は、磁石方向に面積が広がっているので、図３に示すように、鉄板１ａは磁石に近づく方向に移動する。したがって、チャッキング力は強まるので、偏重心補正用クランパ１は、ディスク６上を遠心力によって移動することはない。
【００２３】以下に、本実施形態の補正動作を、図１、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ディスク６は偏重心補正用クランパ１によってチャッキングされる。その後、ディスク６を回転させ、ディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は、偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定し、低速回転とする。このことで、チャッキング力は補正に適した力となる。偏重心補正回路４ａは測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７と比較する。このときに、図１０のように、振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。このときは、既に偏重心補正用クランパ１内の鉄板１ａは、磁石に近づいているので、高速回転に適したチャッキング力となっている。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時にデータをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００２４】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａは、アクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、ディスク回転数を高速化して、データを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００２５】以上の機構は簡便な構造で、偏重心補正用クランパを回転遠心力で移動させることはないので、高回転時に安定してディスク偏重心を補正できる。したがって、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性の高い偏重心補正機構とそれを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００２６】図４〜７、１０、１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。まず、本実施形態の構成を、図４〜７を用いて説明する。スピンドル構造体８は移動可能な磁石５ｃを内蔵したターンテーブル５ｅと、偏重心補正用クランパ１と、磁石５ｃの磁力を用いてディスク６をクランプし回転させるスピンドルモータ５と、ディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７とよりなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３はスピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３はアクチュエータ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００２７】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能な偏重心補正用クランパ１と、それを撃力を用いて移動させるプランジャ２と、振動センサ３で測定した信号を比較判断する回路４ａ、およびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂとで構成されている。ターンテーブル５ｅ内に内蔵される磁気力を発生する磁石５ｃは、回転軸断面においてターンテーブル５ｅ上部とは弾性部材５ｄで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割され、ターンテーブル５ｅ内部形状は円錐台形状とし、リブ５ｆが設けられて、凹部に磁石５ｃが入っている。
【００２８】磁石５ｃはディスク低速回転時、すなわち補正時には、図５に示すように、弾性部材５ｄによって偏重心補正用クランパ１内の鉄板から遠ざかる位置にある。したがって、チャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は、容易に偏重心補正用クランパ１を、打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時には、ディスク６は高速回転するので、磁石５ｃは強い遠心力を受ける。ターンテーブル５ｅと磁石５ｃの摺動面の回転面内断面は、偏重心補正用クランパ１方向に面積が広がっているので、図７に示すように、磁石５ｃは鉄板に近づく方向に移動する。したがって、チャッキング力は強まるので、偏重心補正用クランパ１は、ディスク６上を遠心力によって移動することはない。
【００２９】以下、本実施形態の補正動作を図４、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ディスク６は偏重心補正用クランパ１によってチャッキングされる。その後、ディスク６を回転させディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定し、低速回転とする。このことで、チャッキング力は補正に適した力となる。偏重心補正回路４ａは、測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７と比較する。このときに、図１０の振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。このときは、既にターンテーブル５ｅ内の磁石５ｃは、偏重心補正用クランパ１の鉄板に近づいているので、高速回転に適したチャッキング力となっている。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時に、データをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００３０】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａは、アクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００３１】以上の機構は、回転中心が決まっているターンテーブル内を、磁石が移動してチャッキング力を大きくするので、高速回転時のチャッキング力のバラツキを少なくできる。したがって、高回転時に安定してディスク偏重心を補正することができ、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性の高い偏重心補正機構と、それを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００３２】図８〜１１は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。ひしまず、本発明の構成を、図８、９を用いて説明する。スピンドル構造体８はディスク６と、偏重心補正用クランパ１と、これを磁力によって吸引する電磁石１４を内蔵したターンテーブル５ａを持ち、ディスク６を自転駆動するスピンドルモータ５とディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７とからなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３はスピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３はアクチュエータ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００３３】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能な偏重心補正用クランパ１を、撃力を用いて移動させるプランジャ２と、モータ５への電磁石１４の磁気漏洩を防ぐ磁気シールド板１３と、ドライバ４ｃと電磁石１４を電気的に接続し、電力を供給するためのブラシ１２ａおよびスリップリング１２と、振動センサ３で測定した信号を比較判断して、制御を行う偏重心補正回路４ａおよびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂおよび電磁石１４を駆動するドライバ４ｃとで構成されている。
【００３４】電磁石１４は磁力を用いて、偏重心補正用クランパ１をターンテーブル５ａ側に引き寄せ、ディスク６をチャッキングするものであり、偏重心補正時には、プランジャ２が偏重心補正用クランパ１を容易に移動させることができるように、チャッキング力を小さく、データ読み取り時には高速回転するので、偏重心補正用クランパ１が遠心力によってディスク６上を移動してしまわないように、チャッキング力を大きくする制御を行う。
【００３５】以下、本実施形態の偏重心補正動作を図８R>８、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ターンテーブル５ａ内に内蔵された電磁石１４は、プランジャ２で偏重心補正用クランパ１を移動できる磁力をドライバ４ｃによって発生し、ディスク６をチャッキングする。その後、ディスク６を回転させ、ディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は、偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定される。偏重心補正回路４ａは、測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７とを比較する。このときに、図１０の振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即座に電磁石１４は磁力を大きくして、チャッキング力を増し、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時に、データをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００３６】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａはアクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、電磁石１４は磁力を大きくしてチャッキング力を増し、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００３７】以上の機構で、偏重心補正用クランパはディスク上を遠心力で移動することはなく、チャッキング力制御機構がターンテーブル内にあるので、高回転時に安定してディスク偏重心を補正することができ、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性が高く、コンパクトな偏重心補正機構と、それを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、ディスクチャッキング力を制御できる機能を付加し、ディスクの偏重心を補正する機構を、光ディスク装置に搭載することにより、安定に偏重心補正を行うことができ、高速回転が可能となる。これにより、データの高速転送化および偏重心補正効果の信頼性向上を実現できる。また、高速あるいは高密度光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態において、ディスク低速回転時の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態において、ディスク高速回転時の動作を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態において、ディスク低速回転時の動作を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態の回転面内断面を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態において、ディスク高速回転時の動作を説明する図である。
【図８】本発明の第３実施形態の構成を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施形態を補足説明する図である。
【図１０】本発明の振動波形を説明する図である。
【図１１】本発明の偏重心補正手順を説明する図である。
【図１２】本発明のディスク回転時でのクランパに作用する力を説明する図である。
【符号の説明】
１ 偏重心補正用クランパ
１ａ 回転面内方向に複数分割された鉄板
１ｂ 弾性支持部材
１ｃ クランパ内部摺動面
１ｄ 鉄板１ａが発生する磁力を受けるための部材
２ プランジャ
３ 振動センサ
４ａ 偏重心補正回路
４ｂ プランジャドライバ
４ｃ 電磁石ドライバ
５ スピンドルモータ
５ａ、５ｂ ターンテーブル
５ｃ 回転面内方向に複数分割された磁石
５ｄ 弾性支持部材
５ｅ ターンテーブル筺体
５ｆ 磁石固定用リブ
６ ディスク
７ ピックアップアクチュエータ
８ スピンドル構造体
９ スピンドル構造体支持脚
１０ ベース構造体
１１ クランパホルダ
１２ スリップリング
１２ａ ブラシ
１３ 磁気シールド板
１４ 電磁石
１５ ディスク偏重心が大きい場合の振動波形
１６ ディスク偏重心が小さい場合および偏重心補正後の振動波形
１７ 振動許容値
１８ スピンドル構造体がディスクをローディングするための回転中心
１９ 偏重心補正用クランパの重心
２０ スピンドルの回転中心
２１ 偏重心補正用クランパの回転中心
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可換型媒体を用いる光ディスク装置に係り、特に、高速回転型ＣＤ−ＲＯＭ装置またはＤＶＤ ＲＯＭ／ＲＡＭ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置は、スピンドルモータに直結したターンテーブル上にディスクをのせて、ターンテーブル内あるいはクランパ内に内蔵される永久磁石の磁気力でクランプし、回転させ、半導体レーザを用いたピックアップでデータの読みとりを行っている。光ディスク装置は、互換性のあるディスクを用いているため、そのディスクサイズおよび重量は規制されている。特に重量に関しては、１４〜３３ｇとかなり幅広く設定されている。
【０００３】一方、光ディスク装置、特にＣＤ−ＲＯＭ装置は、データ転送速度を向上させる直接的な効果となっているディスク回転速度の向上が図られている。標準速度は２００〜５００回転（線速度一定のため）であるが、標準速度の１２倍以上、すなわち６０００ｒｐｍ以上の回転数が実現されようとしている。従来の例としては、特開昭５７−１９８５８４号公報、特開昭６３−１５２０５６号公報、特開昭６３−１５２０５７号公報、特開平３−４６１５４号公報、特開昭３−２３７６４７号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したように、ディスク重量の規格にかなり幅広く設定されているがゆえに、一般に配布されているディスクは、それ自体が持つ偏重心はかなり大きい。たとえば偏重心のないディスクに、ユーザが任意の情報を認識するためにラベルを貼付すると、それだけで数ｇ・ｍｍの偏重心が発生する。偏重心の最悪値は経験的に１０ｇ・ｍｍで、このようなディスクを回転させると、当然ながら偏重心による振動が発生する。
【０００５】８倍速程度なら最大回転数は約４０００ｒｐｍなので、偏重心による振動はアクチュエータあるいはシャシに対して小さいものであり、さほど問題とはならない。しかし、それ以上の高速回転になると、ディスクの持つ偏重心により振動は急激に増大し、アクチュエータの追従性能マージン低下のためのエラーレート増加、さらにシャシが振動し、それを搭載するコンピュータ本体が共鳴するといった現象が発生し、コンピュータユーザに不快感を与えることになる。
【０００６】上記課題を解決するために、本発明者らは、ディスクをチャッキングする偏重心補正用クランパを移動して、回転中心と偏重心を一致させ、ディスク回転時の振動低減機構を提案した。１０ｇｒ・ｍｍの偏重心量を補正するためには、偏重心補正用クランパの偏心可能量が、数１００μｍであることを考慮すると、偏重心補正用クランパ重量は１００ｇｒ必要である。しかし、６０００ｒｐｍ以上の高速回転となると、偏重心補正用クランパは、遠心力で偏重心補正位置に静止できず、ディスク上を移動してしまう問題がクローズアップされてくる。
【０００７】図１２は、ディスク、偏重心補正用クランパに作用する力を説明する図である。偏重心補正用クランパは回転中心からεずれ、ディスク偏重心をｍ・εで補正する。一方、偏重心補正用クランパをディスク上に静止させている力は、チャッキング力Ｎ１と偏重心補正用クランパ重量Ｎ２の和と、両者の間の最大静止摩擦係数の積であり、この力が偏重心補正用クランパにかかる遠心力Ｆ＝ｍεω２（ω：回転数）に勝っている限り、偏重心補正用クランパは暴れることなくディスクの偏重心量を補正できることとなる。
【０００８】偏重心補正用クランパをディスクに静止させることができる力は不変であるが、偏重心補正用クランパにかかる遠心力は、回転数の２乗に比例して増大することを考慮すると、Ｎ１＋Ｎ２＜ｍεω２／μ となったとき、偏重心補正用クランパはディスク上に静止不可能な状態となってしまう。たとえば、重量が３０ｇの偏重心補正用クランパが、回転中心より２００μｍずれた状態で偏重心を補正できたとし、この状態でディスクが６０００ｒｐｍで回転すると、遠心力は２.４Ｎとなる。
【０００９】一方、チャッキング力が２５０ｇ、偏重心補正用クランパとディスク間の摩擦係数を０.４とすると、偏重心補正用クランパをディスク上に静止させることができる力は１.１Ｎである。これらを比較すると、明らかに遠心力が偏重心補正用クランパを静止させることができる力を上回っている。このような状況では、偏重心補正用クランパは、ディスク上の補正位置から遠心力で動かされ、振動を大きくしてしまう。
【００１０】チャッキング力を可変にする従来技術では、いずれもその機構は外部より力を加えるものであり、スピンドルモータのスラスト軸受けの予圧を変えることになり、その軸受けの寿命を著しく損なう恐れがある。以上のような状態を回避するためには、偏重心補正用クランパのディスクチャッキング力を増大させることが必須課題となる。
【００１１】本発明の目的は、上記問題点を回避しつつ、偏重心を補正する機構に、偏重心補正用クランパのディスクチャッキング力を増大させる機構を付加し、信頼性を損なうことなく、ディスクの回転による振動を減少させながら、ディスクの高速回転化を実現し、データ転送速度が向上する光ディスク装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を以下のように解決した。すなわち、ディスクを支持するターンテーブルと、前記ディスクをターンテーブルに押し付けるクランパとを備え、前記ターンテーブルまたはクランパのいずれか一方に磁石を内蔵し、いずれか他方に鉄部材を内蔵する光ディスク装置において、前記磁石または鉄部材のうち、少なくともいずれか一方が、ディスク回転軸の半径方向に複数個に分割され、かつ、回転軸方向に弾性部材により移動可能に支持されるとともに、前記移動可能な磁石または鉄部材を内蔵するターンテーブルまたはクランパは、前記ディスク面に向かって拡径した形状であることを特徴とし、ディスク回転速度の増大時には、鉄部材と磁石が接近することによって、クランプ力を増大させるようにした。
【００１３】以下、まず、本発明の構成を、図１を参照して具体的に説明する。スピンドル構造体８はディスク６を回転させるスピンドルモータ５とディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７と一体構造となっており、外部に伝達される振動を絶縁するために、ベース構造体１０とダンピングをもった支持脚９で支持されている。また支点１８を中心にスピンドル構造体８は回転可能に支持されているのでターンテーブル５ｂは上下動することができる。この動きを用いてディスク６の装置内への出し入れを行い、さらに偏重心補正用クランパ１とターンテーブル５ｂとでディスク６をチャッキングする。スピンドル構造体８の面内あるいは面外方向にディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定するセンサ３が取りつけられている。この振動センサ３の取付位置はアクチュエータ２の移動方向と同方向が望ましい。振動センサ３の測定する物理量は変位、速度、加速度あるいは力のいずれかが選択される。補正機構系は偏重心補正用クランパ１と、それを移動させるアクチュエータ２と、振動センサ３で測定した信号を変換し、その値とあらかじめ設定されている基準値と比較しかつ制御を行う制御回路４ａとで構成されている。
【００１４】偏重心補正用クランパ５ｂ内のターンテーブル５ｂに内蔵される磁石の磁気力を受ける鉄板１ａは、回転軸断面において偏重心補正用クランパ筐体１とは弾性部材１ｂで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割されており、偏重心補正用クランパ内部１ｃの形状は円錐台形状とする。鉄板１ａはディスク低速回転時すなわち補正時には、図２に示すように弾性部材１ｂによってターンテーブル５ｂ内の磁石から遠ざかる位置にある。したがってチャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は容易に偏重心補正用クランパ１を打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時にはディスク６は高速回転するので、鉄板１ａは強い遠心力を受ける。偏重心補正用クランパ１と鉄板１ａの摺動面１ｃの回転面内断面は磁石方向に面積が広がっているので、図３に示すように鉄板１ａは磁石に近づく方向に移動する。磁力は距離の２乗に反比例するのでチャッキング力は強まり、偏重心補正用クランパ１はディスク７上を遠心力によって移動することはない。
【００１５】偏重心補正用クランパ１はディスク６の偏重心を補正するために、移動可能距離と重量の積はディスク６の偏重心の最悪値と同等以上のアンバランス量となるように設定される。例えば、ディスク７の偏重心量が１０ｇｒ・ｍｍ、偏重心補正用クランパ１の移動可能距離が３００μｍである場合は偏重心補正用クランパ重量は３３ｇｒ以上あることが望ましい。偏重心補正用アクチュエータ２はプランジャ、ソレノイド等で構成されており、偏重心補正用クランパ１に撃力を与えることができる。
【００１６】次に、本発明の解決手段を実際の装置の動作に従い、図１〜３、１０、１１を参照して説明する。光ディスク装置のディスクトレイに置かれたディスク６はユーザの指示により装置内にローディングされ、スピンドルモータ５と直結されているターンテーブル５ｂ上に設置される。その後、ディスク６をターンテーブル５ｂと直結するためにディスク６を載せたスピンドル構造体８はクランパ１とターンテーブル５ｂでディスク６をターンテーブル５ｂ内に内蔵された磁石の磁気力で挟み込みチャッキングする。次にディスク６はスピンドルモータ５により回転される。この時点でピックアップアクチュエータ７の状態はディスクデータ面に焦点を合わせておらず、稼働していない状態とする。このときディスク６が偏重心を持っていれば、回転することにより振動が発生するので、その振動をスピンドル構造体８内に内蔵する振動センサ３により測定する。
【００１７】測定する振動は変位、速度、加速度あるいは力のいずれでもよい。例えば、変位振動を測定する場合には光プローブあるいは静電センサ等が使用される。速度信号を測定する場合にはソレノイドあるいはピックアップアクチュエータに内蔵されるピックアップ駆動コイル等が使用される。加速度信号を測定する場合には加速度ピックアップあるいは半導体プロセスにより形成された片持ち梁等が使用される。力信号を測定する場合にはロードセル等が使用される。測定した信号は偏重心補正回路４ａに於いてあらかじめ設定されている振動の許容値と比較される。このとき、偏重心からの振動が許容値内の時は偏重心補正回路４ａはアクチュエータドライバ４ｂには補正信号を出力せず直ちにスピンドルモータ５は高速回転を始め、データの転送を行う。
【００１８】一方、振動測定時に許容値を越えたときには、偏重心補正回路４ａは補正信号をアクチュエータドライバ４ｂに出力して偏重心補正用クランパ部１を偏重心補正用アクチュエータ２により回転中心からディスク６の持つ偏重心方向とは逆方向に移動させる。アクチュエータ２の動作タイミングはスピンドル５からの回転インデックスと測定した振動を比較し、かつアクチュエータ２が偏重心補正用クランパ１と接触するまでの時間を加味して決定される。このとき、一度の動作で偏重心が発生する振動が許容値内に収まらないときには複数回に分けて補正動作を行ってもよい。このようにして、偏重心が発生する振動が許容値に収まれば、スピンドルモータ５は高速回転を始め、データの転送を行う。
【００１９】以上の補正により偏重心による振動が低減され高速回転時に耐えうるチャッキング力を得られるので、読みとり誤差を低減することができ、さらにコンピュータ内のほかの構成部品に悪影響を与えることなく、偏重心量の大きなディスクに対しても高速回転、すなわち高データ転送が可能でかつ高信頼性の光ディスク装置を構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１〜３、１０、１１は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。まず、本発明の構成を、図１〜３を用いて説明する。スピンドル構造体８はディスク６と、偏重心補正用クランパ１と、これを磁力によって吸引する磁石を内蔵したターンテーブル５ｂを持ち、ディスク６を自転駆動するスピンドルモータ５と、ディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７からなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３は、スピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３は、プランジャ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００２１】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能で、ターンテーブル５ａ内の磁石の磁力を受ける鉄板１ａを内蔵した偏重心補正用クランパ１と、それを撃力を用いて移動させるプランジャ２と、振動センサ１で測定した信号を比較判断する回路４ａ、およびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂとで構成されている。偏重心補正用クランパ５ｂ内のターンテーブル５ｂに内蔵される磁石の磁気力を受ける鉄板１ａは、回転軸断面において偏重心補正用クランパ筐体１とは弾性部材１ｂで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割されており、偏重心補正用クランパ１の内部の形状は円錐台形状とする。
【００２２】鉄板１ａはディスク低速回転時、すなわち補正時には、図２に示すように弾性部材４ｂによって、ターンテーブル５ｂ内の磁石から遠ざかる位置にある。したがって、チャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は、容易に偏重心補正用クランパ１を打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時にはディスク６は高速回転するので、鉄板１ａは強い遠心力を受ける。偏重心補正用クランパ１と鉄板１ａの摺動面１ｃの回転面内断面は、磁石方向に面積が広がっているので、図３に示すように、鉄板１ａは磁石に近づく方向に移動する。したがって、チャッキング力は強まるので、偏重心補正用クランパ１は、ディスク６上を遠心力によって移動することはない。
【００２３】以下に、本実施形態の補正動作を、図１、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ディスク６は偏重心補正用クランパ１によってチャッキングされる。その後、ディスク６を回転させ、ディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は、偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定し、低速回転とする。このことで、チャッキング力は補正に適した力となる。偏重心補正回路４ａは測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７と比較する。このときに、図１０のように、振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。このときは、既に偏重心補正用クランパ１内の鉄板１ａは、磁石に近づいているので、高速回転に適したチャッキング力となっている。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時にデータをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００２４】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａは、アクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、ディスク回転数を高速化して、データを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００２５】以上の機構は簡便な構造で、偏重心補正用クランパを回転遠心力で移動させることはないので、高回転時に安定してディスク偏重心を補正できる。したがって、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性の高い偏重心補正機構とそれを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００２６】図４〜７、１０、１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。まず、本実施形態の構成を、図４〜７を用いて説明する。スピンドル構造体８は移動可能な磁石５ｃを内蔵したターンテーブル５ｅと、偏重心補正用クランパ１と、磁石５ｃの磁力を用いてディスク６をクランプし回転させるスピンドルモータ５と、ディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７とよりなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３はスピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３はアクチュエータ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００２７】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能な偏重心補正用クランパ１と、それを撃力を用いて移動させるプランジャ２と、振動センサ３で測定した信号を比較判断する回路４ａ、およびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂとで構成されている。ターンテーブル５ｅ内に内蔵される磁気力を発生する磁石５ｃは、回転軸断面においてターンテーブル５ｅ上部とは弾性部材５ｄで結合され、回転面内方向において回転中心対称に複数分割され、ターンテーブル５ｅ内部形状は円錐台形状とし、リブ５ｆが設けられて、凹部に磁石５ｃが入っている。
【００２８】磁石５ｃはディスク低速回転時、すなわち補正時には、図５に示すように、弾性部材５ｄによって偏重心補正用クランパ１内の鉄板から遠ざかる位置にある。したがって、チャッキング力は弱い状態にあるので、プランジャ２は、容易に偏重心補正用クランパ１を、打撃により移動させることができる。また、データ読み取り時には、ディスク６は高速回転するので、磁石５ｃは強い遠心力を受ける。ターンテーブル５ｅと磁石５ｃの摺動面の回転面内断面は、偏重心補正用クランパ１方向に面積が広がっているので、図７に示すように、磁石５ｃは鉄板に近づく方向に移動する。したがって、チャッキング力は強まるので、偏重心補正用クランパ１は、ディスク６上を遠心力によって移動することはない。
【００２９】以下、本実施形態の補正動作を図４、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ディスク６は偏重心補正用クランパ１によってチャッキングされる。その後、ディスク６を回転させディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定し、低速回転とする。このことで、チャッキング力は補正に適した力となる。偏重心補正回路４ａは、測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７と比較する。このときに、図１０の振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。このときは、既にターンテーブル５ｅ内の磁石５ｃは、偏重心補正用クランパ１の鉄板に近づいているので、高速回転に適したチャッキング力となっている。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時に、データをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００３０】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａは、アクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００３１】以上の機構は、回転中心が決まっているターンテーブル内を、磁石が移動してチャッキング力を大きくするので、高速回転時のチャッキング力のバラツキを少なくできる。したがって、高回転時に安定してディスク偏重心を補正することができ、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性の高い偏重心補正機構と、それを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００３２】図８〜１１は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。ひしまず、本発明の構成を、図８、９を用いて説明する。スピンドル構造体８はディスク６と、偏重心補正用クランパ１と、これを磁力によって吸引する電磁石１４を内蔵したターンテーブル５ａを持ち、ディスク６を自転駆動するスピンドルモータ５とディスク６のデータを読み出すピックアップアクチュエータ７とからなり、外部振動を絶縁するために、ベース構造体１０上にダンピングをもった支持脚９で支持されている。振動センサ３はスピンドル構造体８に取り付けられ、ディスク６の持つ偏重心が発生する振動を測定する。この振動センサ３はアクチュエータ２の移動方向と同方向に設置されるのが望ましいが、不可能なときはその限りではない。
【００３３】補正機構の主な系は、ベース構造体１０に固定されたクランパホルダ１１に支持され、回転可能な偏重心補正用クランパ１を、撃力を用いて移動させるプランジャ２と、モータ５への電磁石１４の磁気漏洩を防ぐ磁気シールド板１３と、ドライバ４ｃと電磁石１４を電気的に接続し、電力を供給するためのブラシ１２ａおよびスリップリング１２と、振動センサ３で測定した信号を比較判断して、制御を行う偏重心補正回路４ａおよびプランジャ２を動作させるドライバ４ｂおよび電磁石１４を駆動するドライバ４ｃとで構成されている。
【００３４】電磁石１４は磁力を用いて、偏重心補正用クランパ１をターンテーブル５ａ側に引き寄せ、ディスク６をチャッキングするものであり、偏重心補正時には、プランジャ２が偏重心補正用クランパ１を容易に移動させることができるように、チャッキング力を小さく、データ読み取り時には高速回転するので、偏重心補正用クランパ１が遠心力によってディスク６上を移動してしまわないように、チャッキング力を大きくする制御を行う。
【００３５】以下、本実施形態の偏重心補正動作を図８R>８、１０、１１を用いて説明する。光ディスク装置にディスク６をローディングした後、ターンテーブル５ａ内に内蔵された電磁石１４は、プランジャ２で偏重心補正用クランパ１を移動できる磁力をドライバ４ｃによって発生し、ディスク６をチャッキングする。その後、ディスク６を回転させ、ディスク６の偏重心による振動を振動センサ３で測定する。なお、このときの回転数は、偏重心補正用アクチュエータ２の時定数の大きさで決定される。偏重心補正回路４ａは、測定した値とあらかじめ設定されている基準値１７とを比較する。このときに、図１０の振動レベルが基準値１７以下の波形１６であれば、即座に電磁石１４は磁力を大きくして、チャッキング力を増し、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。基準値１７は、少なくともディスク高速回転時に、データをピックアップアクチュエータ７が十分読み出しできる振動レベルである。
【００３６】一方、図１０の振動レベルが基準値を満たさない波形１５の場合、偏重心補正回路４ａはアクチュエータドライバ４ｂに動作命令を出力して、偏重心補正用アクチュエータ２を動作させ、偏重心補正用クランパ１を測定した振動方向とは逆方向に移動させる。その後、再度振動の測定を行い、偏重心補正回路４ａで基準値１７以下であることを確認した後、電磁石１４は磁力を大きくしてチャッキング力を増し、ディスク回転数を高速化してデータを読み出す。偏重心補正ルーチンは複数回に分けて実行してもよい。
【００３７】以上の機構で、偏重心補正用クランパはディスク上を遠心力で移動することはなく、チャッキング力制御機構がターンテーブル内にあるので、高回転時に安定してディスク偏重心を補正することができ、データ転送速度を向上することができると同時に、信頼性が高く、コンパクトな偏重心補正機構と、それを備えた光ディスク装置を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、ディスクチャッキング力を制御できる機能を付加し、ディスクの偏重心を補正する機構を、光ディスク装置に搭載することにより、安定に偏重心補正を行うことができ、高速回転が可能となる。これにより、データの高速転送化および偏重心補正効果の信頼性向上を実現できる。また、高速あるいは高密度光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態において、ディスク低速回転時の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態において、ディスク高速回転時の動作を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態において、ディスク低速回転時の動作を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態の回転面内断面を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態において、ディスク高速回転時の動作を説明する図である。
【図８】本発明の第３実施形態の構成を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施形態を補足説明する図である。
【図１０】本発明の振動波形を説明する図である。
【図１１】本発明の偏重心補正手順を説明する図である。
【図１２】本発明のディスク回転時でのクランパに作用する力を説明する図である。
【符号の説明】
１ 偏重心補正用クランパ
１ａ 回転面内方向に複数分割された鉄板
１ｂ 弾性支持部材
１ｃ クランパ内部摺動面
１ｄ 鉄板１ａが発生する磁力を受けるための部材
２ プランジャ
３ 振動センサ
４ａ 偏重心補正回路
４ｂ プランジャドライバ
４ｃ 電磁石ドライバ
５ スピンドルモータ
５ａ、５ｂ ターンテーブル
５ｃ 回転面内方向に複数分割された磁石
５ｄ 弾性支持部材
５ｅ ターンテーブル筺体
５ｆ 磁石固定用リブ
６ ディスク
７ ピックアップアクチュエータ
８ スピンドル構造体
９ スピンドル構造体支持脚
１０ ベース構造体
１１ クランパホルダ
１２ スリップリング
１２ａ ブラシ
１３ 磁気シールド板
１４ 電磁石
１５ ディスク偏重心が大きい場合の振動波形
１６ ディスク偏重心が小さい場合および偏重心補正後の振動波形
１７ 振動許容値
１８ スピンドル構造体がディスクをローディングするための回転中心
１９ 偏重心補正用クランパの重心
２０ スピンドルの回転中心
２１ 偏重心補正用クランパの回転中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ディスクを支持するターンテーブルと、前記ディスクをターンテーブルに押し付けるクランパとを備え、前記ターンテーブルまたはクランパのいずれか一方に磁石を内蔵し、いずれか他方に鉄部材を内蔵する光ディスク装置において、前記磁石または鉄部材のうち、少なくともいずれか一方が、ディスク回転軸の半径方向に複数個に分割され、かつ、回転軸方向に弾性部材により移動可能に支持されるとともに、前記移動可能な磁石または鉄部材を内蔵するターンテーブルまたはクランパは、前記ディスク面に向かって拡径した形状であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記ターンテーブルに内蔵される磁石の磁気力を受ける偏重心補正用クランパ内の鉄板が、回転軸を中心とした半径方向に２個以上に分割され、かつ回転軸方向に偏重心補正用クランパの筐体と弾性部材で結合され、前記偏重心補正用クランパの内部形状が、円錐台形状で面積の大きい面をディスク側にした構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記ターンテーブルに内蔵される磁石が、回転軸を中心とした半径方向に２個以上に分割され、かつ回転軸方向にターンテーブルの筐体と弾性部材で結合され、前記ターンテーブルの内部形状が、円錐台形状で面積の大きい面をディスク側にした構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記偏重心補正用クランパのクランプ力を可変にするクランプ力可変手段を、前記ターンテーブル内に有する構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】 請求項４に記載の光ディスク装置において、前記クランプ力可変手段は、偏重心補正時にディスククランプ力をデータ読み出し時より小さくすることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１】 ディスクを支持するターンテーブルと、前記ディスクをターンテーブルに押し付けるクランパとを備え、前記ターンテーブルまたはクランパのいずれか一方に磁石を内蔵し、いずれか他方に鉄部材を内蔵する光ディスク装置において、前記磁石または鉄部材のうち、少なくともいずれか一方が、ディスク回転軸の半径方向に複数個に分割され、かつ、回転軸方向に弾性部材により移動可能に支持されるとともに、前記移動可能な磁石または鉄部材を内蔵するターンテーブルまたはクランパは、前記ディスク面に向かって拡径した形状であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記ターンテーブルに内蔵される磁石の磁気力を受ける偏重心補正用クランパ内の鉄板が、回転軸を中心とした半径方向に２個以上に分割され、かつ回転軸方向に偏重心補正用クランパの筐体と弾性部材で結合され、前記偏重心補正用クランパの内部形状が、円錐台形状で面積の大きい面をディスク側にした構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記ターンテーブルに内蔵される磁石が、回転軸を中心とした半径方向に２個以上に分割され、かつ回転軸方向にターンテーブルの筐体と弾性部材で結合され、前記ターンテーブルの内部形状が、円錐台形状で面積の大きい面をディスク側にした構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】 ディスクを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータ上に固定され、前記ディスクを支持するターンテーブルと、それらとは別体にディスクをターンテーブルに押し付ける偏重心補正用クランパと、前記偏重心補正用クランパを回転面内方向に移動可能とするアクチュエータと、前記ディスク回転時の振動の計測手段と、前記振動に基づく制御量を、前記アクチュエータを介して前記偏重心補正用クランパの押し付け手段に出力する制御回路とから構成される偏重心補正手段を備えた光ディスク装置において、前記偏重心補正手段は、前記偏重心補正用クランパのクランプ力を可変にするクランプ力可変手段を、前記ターンテーブル内に有する構造であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】 請求項４に記載の光ディスク装置において、前記クランプ力可変手段は、偏重心補正時にディスククランプ力をデータ読み出し時より小さくすることを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開平１１−６６７１７
【公開日】平成１１年（１９９９）３月９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２２４５６９
【出願日】平成９年（１９９７）８月２１日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【公開日】平成１１年（１９９９）３月９日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）８月２１日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
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