JPH0766638B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報記録再生装置におけるヘッドの移動制御に
関するもので、特に制御が不適性な時にヘッドが暴走す
るのを防止する方法に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク等の情報記録再生装置においては、レーザー
光線を用いて対物レンズにより１μｍ程度にレーザービ
ームを絞り、この微小スポットにより情報を記録あるい
は再生を１情報メモリとして活用されている。

情報の検索速度を上げる為に従来は光ヘッドをボイスコ
イル型のリニアモータ等で移動させる方法が一般に取ら
れている。この種の装置では情報検索時に、光ディスク
のアドレス情報により現在のヘッドの位置を知り、目標
とする情報トラックまでの距離を計算し、該距離を高速
に移動する様にリニアモータを制御する。また、光ヘッ
ドを高速かつ精密に位置決めをする為には、リニアモー
タの位置情報として外部のリニアエンコーダあるいは光
ビームがトラックを横切る時の反射回折光を用いてリニ
アモータの速度あるいは位置制御を行なう方法がとられ
ている。このときなんらかの原因でリニアエンコーダの
信号が不適性となったり、あるいは光スポットの焦点が
ディスク面上からずれてリニアモータの位置情報が得ら
れない場合が起ると、リニアモータは制御不能となり暴
走する。この場合、リニアモータは有限長の作動距離し
か持たない為、通常は機械的なストッパーに激突して停
止することとなる。光ヘッドは精密な部品により構成さ
れているので過度な振動、衝撃を加えると性能劣化を招
き、ひどい場合は壊れ、装置としての機能が失なわれ、
問題である。また、情報記録再生時にもリニアモータは
光スポットが情報トラックに沿う様に駆動され、トラッ
キングエラー信号あるいはトラッキングアクチュエータ
の位置情報によりリニアモータを駆動する。この場合も
不意の外乱等により正常な制御状態を逸脱するとリニア
モータは暴走し、上記と同じ問題が生じる。

〔発明の目的〕

本発明は上述従来例の問題点を鑑みてなされたものであ
り、リニアモータの暴走を検知してリニアモータを停止
させることによりヘッドのストッパーへの衝突を未然に
防ぐことを目的とする。

〔発明の要旨〕

以上のような目的は、情報記録媒体に情報を記録及び／
又は前記媒体に記録された情報を再生するヘッドと、該
ヘッドを前記媒体に対して相対的に移動させる移動手段
と、前記ヘッドの移動速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段で検出された速度が限界値を越えたとき
にヘッドに停止駆動力を加える停止手段とから成る情報
記録再生装置において、前記ヘッドの位置を検出する位
置検出手段と、前記限界値として前記ヘッドの作動範囲
の双方の端点から絶対値が単調増加するように設定され
た速度曲線を記憶したメモリ手段とを備え、前記位置検
出手段で検出されたヘッドの位置に基づいて前記メモリ
手段よりその位置における限界値を導出し、該導出され
た限界値と、そのときに前記速度検出手段から検出され
る速度とを比較して、検出速度が限界値を越えたときに
前記停止手段により前記ヘッドの移動方向に応じた停止
駆動力を加えることを特徴とする情報記録再生装置によ
り達成される。

また、上記本発明の一実施形態として、前記ヘッドの速
度を検出する手段として、前記ヘッド移動手段がリニア
モータ等のように固定磁界とリニアモータコイルに流れ
る電流による電磁作用を用いる場合であれば、リニアモ
ータコイルに発生する逆起電圧によりその速度を検出す
る方法がある。

〔作用〕

以上のような情報記録再生装置によれば、各種の内因、
外因によるヘッドの暴走を検知し、すみやかに停止させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の情報記録再生装置の具体的実施例につい
て図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明に係る一実施例の機構部分の模式図であ
る。

同図において、１は情報担体であるところの光ディスク
であり、該光ディスク１には情報を記録する為の記録媒
体層、光スポットを案内する案内溝、ディスク上の位置
を表わすアドレス情報が設けられている。該アドレス情
報は斜線部1aの範囲にわたって設けられている。光ディ
スク１はスピンドルモータ２によって回転させられ、光
ヘッド３によるレーザービームにより情報の記録あるい
は再生が行なわれる。光ヘッド３には、レーザースポッ
トの焦点位置を光ディスク１の情報記録面上に位置させ
るフォーカスサーボ機構、レーザースポットの照射位置
を案内溝上に制御する為のトラッキングサーボ機構を備
えている。なお、3aは光ヘッド３からのレーザー光を模
式的に表わしている。

４はリニアモータのコイルで、磁石５とヨーク６の間の
磁束とリニアモータコイル４に流す電流との電磁作用に
より光ディスク１の径方向（図中矢印で示す）に光ヘッ
ド３を移動させる働きがある。

情報検索時には、現在光スポットの照射されているトラ
ックのアドレスを再生し、目標のトラックとの距離を不
図示のマイコンで計算し、リニアモータの特性に応じた
例えば第２図に示す様な制御曲線を作成して、該制御曲
線に沿う様にリニアモータコイル４に流す電流を制御す
る。この時リニアモータの位置すなわち光ヘッド３の位
置を検出する為の検出器は、光スポットがトラックを横
断する時に得られるトラッキングエラー信号をカウント
することにより行なう。

また、この検出器では光ヘッド３の速度が検出され、速
度信号として出力される。ヘッドの速度を検出する場合
は、例えばトラッキングエラー信号をカウントして得ら
れたヘッドの位置情報を微分することによって速度信号
を得ることができる。

リニアモータには前述のトラッキングエラー信号のカウ
ントによる速度検出器とは別にもう一つの速度検出器を
つける。該速度検出器は例えばリニアモータコイル４に
発生する逆起電圧を検出して得ることができる。

第４図はそのような検出回路の一例を示すブロック図で
ある。

同図において、４はリニアモータコイルで等価的にイン
ダクタンスＬと内部抵抗ｒ′として表わす。７はリニア
モータコイル４の両端の電圧を検出する電圧検出器ａ、
８はリニアモータコイルと直列に接続された電流検出抵
抗Ｒ、９は電流検出抵抗８の両端の電圧を検出する電圧
検出器ｂ、10は利得がｒ′/R倍の増幅器である。

該増幅器10により電圧検出器ｂの出力は、リニアモータ
コイル４に流れる電流によるリニアモータコイルの電圧
降下となる。該電圧と電圧検出器ａの出力との差をとる
ことにより、リニアモータコイル４の逆起電圧が得られ
る。該逆起電圧はリニアモータ速度に比例した信号であ
る。

第４図の検出回路では、リニアモータコイル４に流れる
電流が直流の時しか正確な速度検出が行なえないが、さ
らに正確な速度を検出する為には増幅器10の特性をリニ
アモータコイル４のインダクタンス分まで含めた の利得を持つものにすれば良い。

また、本実施例では該速度検出器の出力を積分してリニ
アモータの位置信号とする。

なお、以下の説明にあたっては混同を避ける為、トラッ
キングエラー信号によるそれぞれ検出速度、検出位置を
第１の速度信号および第１の位置信号とし、リニアモー
タコイルの逆起電圧によるそれぞれ検出速度、検出位置
を第２の速度信号および第２の位置信号とする。

すでに述べた様に、情報検索の為のリニアモータ制御は
第１の速度信号あるいは第１の位置信号により行なわれ
る。

リニアモータの加速特性あるいは光ヘッドの耐加速度性
並びにリニアモータの作動範囲を考慮に入れて、最大駆
動力を停止方向に印加したとき、リニアモータの作動範
囲の端点で停止することのできるリニアモータの最大の
移動速度をリニアモータの位置の各点で求め、速度曲線
を作成する。

これは、第３図にa,bとして示すように、ヘッドの作動
範囲の双方の端点から絶対値が単調増加するような速度
曲線となり、後述するようにROMにテーブル化される。

なお、第３図において横軸はリニアモータ位置、縦軸は
速度を示している。

この曲線は移動中のリニアモータが端点におけるストッ
パーに衝突せずに停止できる限界の速度を表わしてい
る。例えば最大αの加速度を発生するリニアモータにお
いて、曲線はv:速度,s:距離として となる。

よってリニアモータの各位置における前記限界の速度
は、速度の方向により第３図のａあるいはｂの様な曲線
となり、この２つの曲線にはさまれる領域の速度であれ
ばストッパーへの衝突は回避できる。

この限界曲線を超えたことを判断して、リニアモータに
減速方向の最大駆動力を印加して、リニアモータの速度
が零となった時点で駆動力の印加を打ち切る。この動作
を第３図及び第５図を参照して説明する。

第５図は上記の動作を制御する回路の一例を示したブロ
ック図であり、同図において、13はROMテーブル、14は
リニアモータ位置をデジタル信号に変換するA/D変換
器、15はリニアモータの絶対位置及び速度をモニターす
る加算点、16,21はそれぞれROMテーブル、17,22はそれ
ぞれD/A変換器、18,23はそれぞれスイッチ、19,24はそ
れぞれ比較器である。

アクセス時には、アクセス開始時のアドレスを読みとり
目標トラックまでの距離を算出して、距離に応じた目標
速度曲線を作成する。これは第３図Ｃ〜Ｃ′に相当す
る。

また、開始アドレスをROMテーブル13に入力し、リニア
モータの絶対位置に変換する。これが第３図のアクセス
開始位置に相当する。また、第５図における積分器12を
リセットする。

リニアモータが移動を始めると、第１の速度及び位置信
号により目標速度曲線Ｃ〜Ｃ′に沿う様にリニアモータ
が駆動される。一方、第２の速度及び位置信号が第５図
において前述アクセス開始位置と演算されてリニアモー
タの絶対位置を得る。つまりリニアモータの絶対位置及
び速度をモニターする加算点15の出力がリニアモータの
絶対位置となる。該絶対位置すなわち第３図の横軸にあ
たるリニアモータ位置をROMテーブル16に入力し限界速
度に変換し、D/A変換により限界速度曲線第３図のａを
得る。また、同様にROMテーブル21,D/A変換22により第
３図のｂを得る。

即ち、ROMテーブル16と21には、第３図のa,bのような速
度曲線が格納され、これにリニアモータの位置信号を入
力してその位置に対応した限界速度が読み出される。

今、点ｄにおいてフォーカスサーボがはずれ、トラッキ
ングエラー信号すなわち第１の速度及び位置信号が不適
となるとリニアモータは暴走し、Ｃ″の曲線をたどるこ
とになる。この状態は第２の速度信号ですぐ検出され、
前述D/A変換器17,22の出力と比較され、リニアモータの
速度が、限界速度曲線を超えた場合に比較器19あるいは
24により図示はしないリニアモータのアクセス制御を切
り移動方向に応じた逆方向の最大駆動力をリニアモータ
に印加し、リニアモータを停止させる。

比較器19,24の入力スイッチを切換えることにより、限
界速度を検知すると、リニアモータの速度がグランドレ
ベルすなわち速度零と比較されるので、リニアモータの
速度が零になるまで停止駆動力が印加される。

次に、情報の記録あるいは再生時における動作を説明す
る。記録あるいは再生時にはリニアモータはトラックの
らせんに沿ってゆっくり移動する。この為限界速度曲線
は第６図にあるものを用いて、前述のアクセス時の動作
と同様に限界速度とリニアモータの速度とを比較してリ
ニアモータを停止させる。この時、第５図の開始アドレ
スに相当するアドレスは、情報記録あるいは再生時に読
みとられるアドレスをその都度入力し、積分器をリセッ
トする。

また、リニアモータがディスクの偏心周波数成分によっ
て駆動される、すなわち回転に同期してトラックに追従
する場合は、第２の速度検出器の出力を第７図にあるよ
うな帯域制限フイルタを通してディスクの回転周波数ω
_ｎを抑圧するようにすればよい。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形が可能である。

例えば、限界速度曲線の端点はある程度余裕をもってリ
ニアモータのストッパーからある距離をおいて設定して
もよい。

また、第５図におけるROMテーブル等はコンピュータに
より演算させることも可能である。

また、第３図において限界速度をリニアモータの加速特
性により設定する場合は、リニアモータの重量、摩擦等
の機械的条件を含むことは勿論、リニアモータの各種の
暴走形態におけるそれぞれの場合を考えて設定すること
が必要である。簡単には暴走形態のうち最悪の場合を考
えて設定する方法があるが、各場合において限界速度を
変えて設定してもよい。例えば、限界速度を情報検索時
と情報記録再生時とで変更する様な場合である。

また、前述したように限界速度をヘッドの耐加速特性
（ヘッドの構造的な強さが、リニアモータ駆動力あるい
は別の停止手段、例えば機械的ブレーキ等で発生する衝
撃に耐えられない場合）により設定することも可能であ
る。

さらに、前記実施例では第２の速度信号をヘッドの移動
手段を介してヘッドの速度を検出する場合を示したが、
ヘッド自体の移動速度を直接的に検出する手段を用いて
もよい。ただし、この場合は前記実施例に比べて速度検
出手段を独立して設ける必要がある。

また、第１図に示した実施例では記録媒体がディスク状
である場合を示したが、カード状等の他の形状の記録媒
体にヘッドを介して情報処理する装置においても本発明
の情報記録再生装置を適用できることは明らかである。

さらに、本発明の情報記録再生装置は光学的手段に限ら
ず、磁気的、電機的、化学的手段等による情報記録媒体
に応用できることも明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の情報記録再生装置によれ
ば、リニアモータの暴走を検知してすみやかに停止する
よう制御することより、ヘッド及びリニアモータの損傷
を防ぎ、装置の信頼性を向上させることができる。ま
た、暴走と判断するための限界値をリニアモータの作動
範囲の端点から単調増加するように設定した速度曲線と
したので、他方の端点から移動を開始した直後に限界値
を越えることによる暴走の誤検知も防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る情報記録再生装置の機構部分の模
式図、第２図は情報検索時のリニアモータの速度曲線を
示す図、第３図は限界速度曲線等を示す図、第４図は速
度検出器のブロック図、第５図はリニアモータ暴走を検
知、制御する回路のブロック図である。 第６図は情報記録再生時の限界速度曲線を示す図、第７
図は周波数特性図である。 １……光ディスク、２……モータ、３……光ヘッド、４
……リニアモータコイル、５……磁石、６……ヨーク、
12……積分器、13,16,21……ROMテーブル、14……A/D変
換器、15……加算点、17,22……D/A変換器、19,24……
比較器、18,23……スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記録媒体に情報を記録及び／又は前記
   媒体に記録された情報を再生するヘッドと、該ヘッドを
   前記媒体に対して相対的に移動させる移動手段と、前記
   ヘッドの移動速度を検出する速度検出手段と、該速度検
   出手段で検出された速度が限界値を越えたときにヘッド
   に停止駆動力を加える停止手段とから成る情報記録再生
   装置において、 前記ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記限界
   値として前記ヘッドの作動範囲の双方の端点から絶対値
   が単調増加するように設定された速度曲線を記憶したメ
   モリ手段とを備え、前記位置検出手段で検出されたヘッ
   ドの位置に基づいて前記メモリ手段よりその位置におけ
   る限界値を導出し、該導出された限界値と、そのときに
   前記速度検出手段から検出される速度とを比較して、検
   出速度が限界値を越えたときに前記停止手段により前記
   ヘッドの移動方向に応じた停止駆動力を加えることを特
   徴とする情報記録再生装置。