JPH07128351A - 速度むら測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度むら測定時の誤差を小さくし、高精度に
速度むらを測定する。 【構成】 偏差カウンタ３１のカウント値Ｐを演算装置
１３において予め設定した一定時間ｔ毎に読み込み、今
回のカウント値と前回のカウント値との偏差を求め、速
度変化ΔＶとしてメモリ１４に格納し、一定時間ｔ毎に
この動作を繰り返し行って求めた速度変化ΔＶを順次メ
モリ１４に格納し（ステップＳ１〜Ｓ２）、キーボード
１６から測定終了指令を入力したとき（ステップＳ
３）、メモリ１４に格納した各速度変化ΔＶに対して予
め設定した一定時間Ｔ毎に最大速度変化ΔＶｍａｘを求
め、制御装置２からの指令速度Ｖｍに対する最大速度変
化ΔＶｍａｘの割合から速度変動率を求め（ステップＳ
４）、メモリ１４に格納した所定の速度変化ΔＶに対し
一定時間Ｔ毎に速度変動率を求め（ステップＳ５）、求
めた速度変動率を速度むらとして、表示装置１５に表示
する（ステップＳ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク原盤書き込
み装置（以下、光ディスク書き込み装置という。）の直
動速度制御装置等の速度むらを測定する速度むら測定装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクへの書き込みは、光
ディスク書き込み装置によって行われ、光ディスク書き
込み装置では、光ディスクの外周から内周方向に書き込
みを行っており、光ディスクを回転させ、レーザでなる
書き込みヘッドを外周から内周方向に移動させて、光デ
ィスクに等間隔の書き込みを行うようになされている。

【０００３】ここで、光ディスクは高密度に記録を行う
ために、書き込み時には、書き込みヘッドを高精度に一
軸方向に移動制御することが要求され、そのため、書き
込みヘッドの駆動源としてのモータを高精度に速度制御
する必要がある。このモータの速度変動、すなわち、速
度むらを測定するのが、速度むら測定装置である。

【０００４】従来、例えば、光ディスク書き込み装置の
一軸方向の速度制御を行う直動速度制御装置の速度むら
を測定する場合には、例えば、図６に示すように、オシ
ロスコープ９によって測定するようになされており、図
６において、１は、直動速度制御装置であり、例えば、
マイクロコンピュータ等の制御装置２と、ボイスコイル
モータ４を駆動するドライバ３と、ボイスコイルモータ
４と、ボイスコイルモータ４の移動量を検出するセンサ
部５とから構成されている。

【０００５】制御装置２は、ボイスコイルモータ４の速
度を指定する指令パルスを生成してドライバ３に出力
し、ドライバ３では、センサ部５からのフィードバック
信号Ｐｆをもとに速度検出パルスを生成し、生成した速
度検出パルスと制御装置２からの指令パルスとの偏差を
求め、これをアナログ信号に変換して駆動電流としてボ
イスコイルモータ４に供給する。

【０００６】センサ部５は、レーザリニアエンコーダ６
と、プリアンプ７と、分割器８とから構成され、レーザ
リニアエンコーダ６は、ボイスコイルモータ４に取り付
けられ、ボイスコイルモータ４の駆動に伴って、位相の
異なる２種の検出パルスをプリアンプ７を介して分割器
８に出力し、分割器８において、検出パルスを分割及び
波形整形し、フィードバック信号Ｐｆとして、ドライバ
３に出力する。

【０００７】そして、この直動速度制御装置１の速度む
らを測定する場合には、ドライバ３にオシロスコープ９
を接続し、ドライバ３において、センサ部５からのフィ
ードバック信号Ｐｆをもとに生成した速度検出パルスを
Ｆ／Ｖ変換し、この変換した信号をオシロスコープ９に
よってモニタし、速度むらを測定している。図７は、オ
シロスコープ９によって、直動速度制御装置１の速度む
らを測定した測定結果の一例である。

【０００８】図７において、Ｘ軸方向は時間で１メモリ
が１０ｍｓ、Ｙ軸方向は速度検出パルスをＦ／Ｖ変換す
ることによって、速度を電圧に変換した値であり１メモ
リが５ｍＶである。そして、この場合、平均速度Ｖ＝９
０ｍＶであるのに対して、その速度のむらΔＶは、ΔＶ
＝２ｍＶであり、速度むらΔＶ／Ｖは、 ΔＶ／Ｖ＝（２ｍＶ／９０ｍＶ）＊１００＊０．５ ＝±１．１％ となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、オシロスコープ９によって速度むらを測定
する場合には、ドライバ３において、速度検出パルスを
Ｆ／Ｖ変換し、デジタル的なパルス信号をアナログ信号
に変換しているため、温度ドリフトやオフセット等の問
題で信頼性が悪くなり、速度のむら、すなわち、図７の
ΔＶが誤差を多く含んだデータになってしまうという未
解決の課題がある。

【００１０】また、普通の一般的なオシロスコープで、
常時変動するアナログ電圧を測定することは困難であ
り、また、オペレータによる測定誤差等からも、ΔＶが
誤差を多く含んだデータになってしまうという問題もあ
る。そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着
目してなされたものであり、速度むらを高精度に測定す
ることのできる速度むら測定装置を提供することを目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に関わる速度むら測定装置においては、モー
タを超低速度で駆動するための指令値に応じた指令パル
スと前記モータの駆動に応じてエンコーダから発生され
る検出パルスとを偏差カウンタに入力してモータの駆動
制御を行う速度制御装置の速度むら測定装置において、
前記偏差カウンタのカウント値（たまりパルス量）を一
定時間毎に読み込む読込手段と、該読込手段からのカウ
ント値をもとに前記モータの速度変化を求め、前記指令
値に対する前記速度変化の割合から速度むらを求める演
算手段とを備えることを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明においては、例えば、１μｍ／ｓ〜１０
０μｍ／ｓ程度の超低速度で移動する直動速度制御装置
のモータを駆動するための指令パルスと、モータの駆動
に応じてエンコーダから発生される検出パルスとを偏差
カウンタでカウントし、そのカウント値を読込手段によ
り、予め設定した一定時間毎に読み込み、読み込んだ偏
差カウンタのカウント値をもとに、演算手段によりモー
タの速度変化を求め、指令パルスに対する速度変化の割
合を求めることによってモータの速度むらを求める。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。図２において、１は、例えば、光ディスク書き込
み装置の一軸速度制御装置等の速度制御装置としての直
動速度制御装置、１１は、直動速度制御装置１の速度む
らを測定する速度むら測定装置である。

【００１４】直動速度制御装置１は、従来と同様に、例
えば、ボイスコイルモータ４の制御を行うマイクロコン
ピュータ等の制御装置２と、ボイスコイルモータ４に駆
動電流を供給するドライバ３と、ボイスコイルモータ４
と、ボイスコイルモータ４の移動量を検出するセンサ部
５とから構成されている。そして、制御装置２は、ボイ
スコイルモータ４の速度を指定する指令値、すなわち、
指令速度Ｖｍに応じた指令パルスＰｔを生成してドライ
バ３に出力する。

【００１５】ドライバ３は、偏差カウンタ３１と、駆動
部３２とから構成され、偏差カウンタ３１は、制御装置
２からの指令パルスＰｔと、センサ部５からのフィード
バック信号Ｐｆとを入力してこれらの偏差を求め、５ビ
ットのパラレルデータからなるカウント値Ｐとして、駆
動部３２及び速度むら測定装置１１に出力する。また、
偏差カウンタ３１は、起動時に、カウント値Ｐが予め設
定した基準値以下になったとき、読込開始指令Ｓａを速
度むら測定装置１１に送信する。

【００１６】駆動部３２では、偏差カウンタ３１からの
カウント値Ｐに基づいて駆動電流を生成し、ボイスコイ
ルモータ４に供給する。センサ部５は、レーザリニアエ
ンコーダ６と、プリアンプ７と、分割器８とから構成さ
れ、レーザリニアエンコーダ６は、ボイスコイルモータ
４に取り付けられ、ボイスコイルモータ４の駆動に伴
い、位相が９０度異なる２種の検出パルスをプリアンプ
７を介して分割器８に出力する。そして、分割器８にお
いて、各検出パルスを分割及び波形整形し、フィードバ
ック信号Ｐｆとして偏差カウンタ３１に出力する。

【００１７】一方、速度むら測定装置１１は、インタフ
ェースボード１２と、パーソナルコンピュータ等の演算
装置１３と、メモリ１４と、ＣＲＴディスプレイ等の表
示装置１５と、キーボード１６とから構成されている。
速度むら測定装置１１は、直動速度制御装置１の偏差カ
ウンタ３１からのカウント値Ｐを、インタフェースボー
ド１２を介して演算装置１３に入力する。

【００１８】演算装置１３では、偏差カウンタ３１から
読込開始指令Ｓａを入力したとき、インタフェースボー
ド１２を介して入力した偏差カウンタ３１からのカウン
ト値Ｐを、予め設定した一定時間ｔ毎に読み込み、予め
保持している前回のカウント値と今回のカウント値との
偏差を求め、速度変化ΔＶとしてメモリ１４に格納し、
キーボード１６等から測定終了指令を入力したとき、メ
モリ１４に格納した一定時間ｔ毎の各速度変化ΔＶに対
し、予め設定した一定時間Ｔ毎に、速度変化ΔＶの最大
値ΔＶｍａｘを求め、指令速度Ｖｍに応じた指令パルス
Ｐｔに対する速度変動値から速度変動率を求め、これを
速度むらとして表示装置１５に表示する。

【００１９】そして、演算装置１３では、速度むらを求
めるこれらの演算処理を、Ｃ言語、或いは、ベーシック
等によるソフトウェアによって行っている。図３は、演
算装置１３の処理手順を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１において、偏差カウンタ３１から読込
開始指令Ｓａを入力したか否かを判定し、読込開始指令
Ｓａを入力した場合には、ステップＳ２に移行する。

【００２０】次いで、ステップＳ２では、偏差カウンタ
３１からのカウント値Ｐをインタフェースボード１２を
介して、予め設定した一定時間ｔ毎に読み込み、予め保
持している前回のカウント値と今回のカウント値との偏
差を求め、速度変化ΔＶとしてメモリ１４に格納する。
次いでステップＳ３に移行し、キーボード１６等から測
定終了指令を入力したか否かを判定し、測定終了指令を
入力しない場合には、ステップＳ２に戻り、測定終了指
令を入力した場合には、ステップＳ４に移行する。

【００２１】ステップＳ４では、メモリ１４に格納した
一定時間ｔ毎の速度変化ΔＶに対し、予め設定した一定
時間Ｔ毎に、速度変化ΔＶの最大値ΔＶｍａｘ及び速度
変動値を求め、これらをもとに、速度変動率を求め、こ
れを速度むらとする。ここで、速度変動値は、 速度変動値 ＝最大速度変化ΔＶｍａｘ＊レーザリニアエンコーダ６
の１パルス当たりの変位／一定時間ｔ により求まる値とする。

【００２２】また、速度変動率、すなわち、速度むら
は、 速度変動率＝速度変動値／指令速度Ｖｍ により求まる値とする。次いで、ステップＳ５におい
て、メモリ１４に格納した所定の速度変化ΔＶに対し、
速度変動率を求める演算処理を行ったか否かを判定し、
演算処理を行っていない場合には、ステップＳ４に戻
り、演算処理を行った場合には、ステップＳ６に移行し
て、メモリ１４に格納した一定時間Ｔ毎の速度変動率、
すなわち、速度むらを、例えば、グラフ表示等によって
表示装置１５に表示し、処理を終了する。

【００２３】ここで、ステップＳ１〜Ｓ３が読込手段に
対応し、ステップＳ４〜Ｓ６が演算手段に対応してい
る。次に、上記実施例の動作を、図４及び図５に基づい
て説明する。例えば、今、図２に示すような構成の直動
速度制御装置１の速度むらを測定するものとする。

【００２４】この状態で直動速度制御装置１及び速度む
ら測定装置１１を起動させた場合には、直動速度制御装
置１では、制御装置２から偏差カウンタ３１にボイスコ
イルモータ４の駆動制御を行う指令速度Ｖｍに応じた指
令パルスＰｔが出力され、偏差カウンタ３１から駆動部
３２に出力されて、駆動部３２で指令パルスＰｔをＦ／
Ｖ変換し、駆動電流としてボイスコイルモータ４に出力
する。

【００２５】ボイスコイルモータ４は、駆動電流の大き
さに応じて駆動され、ボイスコイルモータ４の駆動に伴
い、ボイスコイルモータ４に取り付けられたレーザリニ
アエンコーダ６からプリアンプ７を介して分割器８に、
ボイスコイルモータ４の移動量を表す検出パルスが出力
され、分割器８では、入力した検出パルスを所定数に分
割し、波形整形を行い、偏差カウンタ３１にフィードバ
ック信号Ｐｆとして出力する。

【００２６】次いで、偏差カウンタ３１では、制御装置
２からの指令パルスＰｔと、分割器８からのフィードバ
ック信号Ｐｆとの偏差を求め、駆動部３２において、こ
れをＦ／Ｖ変換し駆動電流を生成してボイスコイルモー
タ４に供給し、この動作を繰り返し行い、ボイスコイル
モータ４の速度制御を行う。そして、制御装置２からの
指令パルスＰｔと、分割器８からのフィードバック信号
Ｐｆとの偏差が予め設定した基準値以下になったとき、
偏差カウンタ３１から速度むら測定装置１１の演算装置
１３に読込開始指令Ｓａを出力する。

【００２７】速度むら測定装置１１では、偏差カウンタ
３１から読込開始指令Ｓａを入力したとき処理を開始
し、例えば、偏差カウンタ３１からのカウント値Ｐの変
化を表した図４のグラフに示すように、まず、時点ｔ１
で偏差カウンタ３１からのカウント値Ｐ（ｔ１）をイン
タフェースボード１２を介して演算装置１３で入力し保
持する。そして、予め設定した一定時間ｔ後、例えば、
１ｍｓ後の、時点ｔ２でカウント値Ｐ（ｔ２）を読み込
み、時点ｔ１でのカウント値Ｐ（ｔ１）と時点ｔ２での
カウント値Ｐ（ｔ２）との偏差を求め、これを速度変化
ΔＶ（ｔ２）として、メモリ１４に格納し、カウント値
Ｐ（ｔ２）を保持する。

【００２８】続いて、一定時間ｔ経過後の時点ｔ３でカ
ウント値Ｐ（ｔ３）を読み込み、前回と同様に、カウン
ト値Ｐ（ｔ２）とカウント値Ｐ（ｔ３）との偏差を求
め、速度変化ΔＶ（ｔ３）として、メモリ１４に格納
し、カウント値Ｐ（ｔ３）を保持する。この動作を繰り
返し行い、例えば、キーボード１６から測定終了指令を
入力したとき、カウント値Ｐの読込処理を終了し、続い
て、メモリ１４に格納した一定時間ｔ毎の各速度変化Δ
Ｖに対し、予め設定した一定時間Ｔ毎、例えば、１００
ｍｓ毎にその最大値ΔＶｍａｘを求める。

【００２９】そして、例えば、時点ｔ２から一定時間Ｔ
の間での最大速度変化ΔＶｍａｘが、図５の実線で示す
ように、時点ｔ７で求めた速度変化ΔＶ（ｔ７）＝３で
あるものとし、直動速度制御装置１のレーザリニアエン
コーダ６の１パルスの変位が、１パルス＝０．０１μｍ
であるものとすると、速度変動値は、 速度変動値 ＝最大速度変化ΔＶｍａｘ＊レーザリニアエンコーダ６
の１パルス当たりの変位／一定時間ｔ ＝３パルス＊０．０１（μｍ／パルス）／１ｍｓ ＝０．０３ｍｍ／ｓ となる。

【００３０】そして、指令パルスＰｔの周波数を１００
ｋＨｚとすると、指令速度Ｖｍは、 指令速度Ｖｍ ＝１００ｋＨｚ＊０．０１μｍ ＝１ｍｍ／ｓ となり、速度変動率は、 速度変動率 ＝速度変動値／指令速度Ｖｍ＊１００ ＝０．０３（ｍｍ／ｓ）／１（ｍｍ／ｓ）＊１００ ＝３．０％ ＝±１．５％ となる。

【００３１】この動作を、メモリ１４に格納された一定
時間ｔ毎の各速度変化ΔＶに対して一定時間Ｔ毎に順次
行い、一定時間Ｔ毎の速度変動率を求めてメモリ１４に
格納しておき、メモリ１４の所定の速度変化ΔＶに対し
て演算処理が終了したとき、表示装置１５に、例えば、
一定時間Ｔ毎の速度変動率を、横軸に時間、縦軸に速度
変動率として、直動速度制御装置１の速度むらを表すグ
ラフ表示を行う。

【００３２】したがって、速度むら測定装置１１では、
演算装置１３において、偏差カウンタ３１からのカウン
ト値Ｐをもとに、デジタル的なパルス信号のまま、速度
むらを算出するので、アナログ信号に変換する場合のよ
うに、温度ドリフトや、オフセット等の問題により、速
度算出時に誤差を含んでしまうことを回避することがで
き、ボイスコイルモータ４を１μｍ／ｓ〜１００μｍ／
ｓ程度の超低速度で速度制御をする場合でも、高精度に
速度むらを求めることができ、信頼性を高めることがで
きる。

【００３３】また、演算装置１３においては、インタフ
ェースボード１２を介して偏差カウンタ３１から入力し
たカウント値Ｐを、Ｃ言語、或いは、ベーシック等のソ
フトウェアによる処理プログラムにより演算処理を行っ
ているので、カウント値Ｐを読み込む一定時間ｔや、最
大速度変化ΔＶｍａｘを求める一定時間Ｔ等の計測サイ
クルの変更や、測定結果のグラフ化等を容易に行うこと
ができる。

【００３４】なお、上記実施例においては、速度むら測
定装置１１では、一定時間ｔ毎に読み込んだ偏差カウン
タ３１のカウント値Ｐから速度変化ΔＶを求めてメモリ
１４に格納し、読込処理終了後、メモリ１４に格納した
速度変化ΔＶをもとに、速度むらを求めるようになされ
ているが、一定時間ｔ毎に偏差カウンタ３１のカウント
値Ｐを読み込んで順次メモリ１４に格納し、読込処理終
了後に、メモリ１４に格納した各カウント値Ｐから速度
変化ΔＶを求めて、速度むらを求めるようにすることも
可能であり、また、偏差カウンタ３１からのカウント値
Ｐを読み込んだ時点で速度変化ΔＶを求め、予め設定し
た一定時間Ｔ毎に順次速度むらを求めるようにすること
も可能である。

【００３５】さらに、偏差カウンタ３１のように、デジ
タル的な値をカウントする場合には、どうしても、±１
パルスの誤差を含んでしまうので、これを考慮して、図
５に破線で示すように、速度変化ΔＶを算出するとき
に、速度変化ΔＶを絶対値で１カウント分小さくし、こ
れをもとに速度むらを求めるようにすることにより、偏
差カウンタ３１の測定誤差を考慮した速度むらを求める
ことも可能である。

【００３６】また、上記実施例では、速度制御装置とし
て直動制御装置を適用した場合について説明したが、例
えば、光ディスク書き込み装置等の光ディスクの回転制
御を行う回転制御装置に適用することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる速
度むら測定装置によれば、モータを超低速度で駆動する
ための指令値に応じた指令パルスとモータの駆動に応じ
てエンコーダから発生される検出パルスとの偏差である
偏差カウンタのカウント値を、予め設定した一定時間毎
に読込手段で読み込み、演算手段によって、読込手段で
読み込んだカウント値をもとに速度変化を求め、指令値
に対する速度変化の割合から速度むらを求めることによ
って、演算手段では、パルス信号をアナログ信号に変換
することなく、デジタル的なパルス信号をもとに速度む
らの検出を行うので、超低速度の速度制御を行う直動速
度制御装置の速度むらを求める場合でも、高精度に速度
むらを測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す基本構成図である。

【図２】直動速度制御装置１に本発明による速度むら測
定装置１１を適用した場合の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】演算装置１３の処理手順を示すフローチャート
である。

【図４】本発明の動作説明に供する説明図である。

【図５】本発明の動作説明に供する説明図である。

【図６】従来の速度むら測定時の構成を示すブロック図
である。

【図７】従来の速度むら測定の説明に供する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 直動速度制御装置 ４ ボイスコイルモータ ６ レーザリニアエンコーダ １１ 速度むら測定装置 １３ 演算装置 ３１ 偏差カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを超低速度で駆動するための指令
   値に応じた指令パルスと前記モータの駆動に応じてエン
   コーダから発生される検出パルスとを偏差カウンタに入
   力してモータの駆動制御を行う速度制御装置の速度むら
   測定装置において、前記偏差カウンタのカウント値を一
   定時間毎に読み込む読込手段と、該読込手段からのカウ
   ント値をもとに前記モータの速度変化を求め、前記指令
   値に対する前記速度変化の割合から速度むらを求める演
   算手段とを備えることを特徴とする速度むら測定装置。