JP3869564B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はディスク駆動装置に関するもので、特にカートリッジ内に収納されたディスクを安定的に駆動することができるようにしたディスク駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にディスク、特に記録可能なディスクは高密度化にともなって、埃、指紋などの汚染物質やスクラッチなどの物理的な損傷に対して敏感である。これにつれて、汚染源のなどからディスクの表面を保護するために、ディスクはプラスチックなどのような材質のカードリッジに収納されるのが一般的である。
【０００３】
ディスクのカートリッジには通常情報記録面の一部分を露出させる開口部が設けられていて、この開口部はこれに対応するように形成されたシャッターにより開閉される。このシャッターは、カートリッジがディスク駆動装置に挿入されるときシャッターオプナーにより開放される。ディスクは開放された一部分だけが露出された状態で回転される。これによって、ディスクが回転しているカートリッジ内では回転軸を中心に非対称性の空気流動が発生する。この非対称性の空気流によってカートリッジ内部に圧力差が発生し、カートリッジ内で回転されるディスクは所定の振幅で揺動し続ける。特に、このようなディスクの揺動現象は、ディスクの回転速度が早いほど、そしてディスクの厚さが薄いほどよりひどく現れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、カートリッジ内でディスクが回転するときに発生するディスク揺動現象は、ディスク駆動装置の情報記録及び再生動作を不安定にさせ、その結果として情報の信頼性を損なうという問題をもたらす。また、ディスクの揺動が深刻になると、ディスクの記録面がカートリッジの内部面に衝突して記録面にスクラッチなどのような物理的な損傷を負うという致命的な問題が発生する。そのため、従来からディスクの揺動を最小にする方法が求められている。
本発明は、このような現状を考慮してなされたもので、カートリッジ内のディスクを安定的に駆動して記録及び再生される情報の信頼性を確報することのできるディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるディスク駆動装置は、ディスクが回転される時発生するカートリッジ内での空気圧力の差による力がディスクをクランピングする力の方向と同一の方向に発生するようにディスクをカートリッジ内に位置させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明によるディスク駆動装置は、ディスクがカートリッジ内でカートリッジの半分の高さより上に位置なるようにディスクを支持するディスク支持手段を具備することを特徴とする。
また、本発明によるディスク駆動装置は、ディスクがカートリッジ内でカートリッジの半分の高さより上に位置するようにカートリッジを支持手段を具備することを特徴とする。
また、本発明によるディスク駆動装置はディスクがカートリッジの半分の高さより上に位置された状態で回転させることを特徴とする。
また、本発明によるディスク駆動装置はディスクを収納するためのディスク収納手段と、ディスクを回転させるための駆動手段とを具備して、ディスクが収納手段の半分の高さより上になる位置となるように収納手段と駆動手段の位置関係が設定されたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
上述した構成では、本発明によるディスク駆動装置はディスクが回転される時発生するカートリッジ内での空気圧力の差による力がディスクをクランピングする力の方向と同一の方向に発生するようにディスクをカートリッジ内に位置させているので、ディスクの回転時にディスクの揺れを少なくすることができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を説明する前に本発明が発生した背景を先に説明する。本発明は、カートリッジ内で回転するディスクの揺動振幅の大小及びその傾向を考察する中、カートリッジ内部の垂直軸に対するディスクの位置とディスクの揺動振幅の関係を認識することから始まった。観察されたカートリッジの高さに対するディスクの位置とディスクの揺動振幅の関係を図１に示す。図１はディスクの位置がディスクを収納する収納手段、すなわちカートリッジの半分の高さ以下の位置からその半分の高さより上の位置に行くほどディスクの揺動振幅が著しく小さくなるということを示している。図１のδは「ディスクの位置オフセット」と言われ、ディスクの高さをカートリッジの半分の高さから減算した値として得られる。すなわち、δ＝０はちょうどカートリッジの高さの半分の位置に、δ＞０は半分の位置より高い位置に、δ＜０は半分の位置より低い位置にディスクがあることを意味する。
【０００８】
図２は通常の光磁気ディスクが収納されたカートリッジの断面図である。
光磁気ディスク（１２）の中心面を「Ｙプレーン（１２ａ）」、カートリッジ（１０）内部の半分の高さに該当する仮想面を「Ｘプレーン（１０ａ）」と仮定して、カートリッジ（１０）の高さまたは全体厚さをＷ、カートリッジのＸプレーン（１０ａ）からカートリッジ（１０）の上面と下面までの距離それぞれをＷ１とＷ２、ディスク（１２）の厚さをｔ、ディスクの下面からカートリッジ（１０）の外側の下面までの距離をｕとする。ここで、光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）は内周の方で相対的に高く形成されたクランピング領域（１２ｂ）の中心面を基準とする。光磁気ディスク（１２）は通常磁気ヘッドをディスク上面に近接させて記録しなければならないので記録層を上側に向けるために他の光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）に比べて薄い厚さ（即ち、０．６mm）に設定された記録領域（１２ｃ）と、異なる光ディスクと互換性を考慮して他の光ディスクの厚さ（即ち、１．２mm）と同一に設定されたクランピング領域（１２ｂ）とを具備する。この光磁気ディスク（１２）が回転すと、光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）が図２Ａのようにカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より上の方に位置するほど光磁気ディスク（１２）の揺動が著しく小さくなり、逆にＣのように、光磁気ディスクのＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より下に位置するほど光磁気ディスク（１２）の揺動は次第に大きくなる。例えば、カートリッジ（１０）の高さ（Ｗ）が８mmとするとカートリッジのＸプレーン（１０ａ）からカートリッジ（１０）の外側面までの距離（Ｗ１、Ｗ２）４mmであり、光磁気ディスク（１２）の厚さ（ｔ）が０．６mmである場合光磁気ディスク（１２）の下面とカートリッジ（１０）の外側の下面間の距離（ｕ）は３．４mm以上になる時ディスクの揺動振幅が少なくなる。
【０００９】
図３は図２Ａ〜Ｃに図示されたカートリッジ（１０）Ｘプレーン（１０ａ）に対する光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）の位置とそのディスク（１２）の揺動振幅との関係を回転速度を変化させて表したグラフである。図３はカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）に対する光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）の位置の変化によるディスク（１２）の揺動振幅の変化の関係は、回転速度とほぼ関係なく維持されていることを示している。
【００１０】
図３では光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）のカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）に対する位置は、図２Ａのように基準より上に位置する場合正数（＋）のオフセット値、図２Ｃのように下に位置する場合負数（−）のオフセット値、そして図２Ｂのように同一の位置である場合「０」のオフセットの値として表示されている。図３を通して、カートリッジ（１０）内での光磁気ディスク（１２）の揺動振幅は、ディスク（１２）の回転速度が違ってきても、光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）を基準より下の（−１mm）から上（＋１mm）に行くほど小さくなっていくことがわかる。すなわち、カートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）に対する光磁気ディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）の位置と揺動振幅の関係は、光磁気ディスク（１２）の回転速度が１５００ｒｐｍ、１８００ｒｐｍ、２１００ｒｐｍ、２４００ｒｐｍまたは３０００ｒｐｍに変わってもそのまま維持される。
【００１１】
また、図４、５はディスクとカートリッジの厚さを変えて同じように考察した場合の図とグラフであり、これらの図を参照するとカートリッジの半分の高さに対するディスクの位置と揺動振幅の関係は、ディスクの厚さ（ｔ）、カートリッジの厚さ（ｔ）などが変わってもそのまま維持されることを確認することができた。
【００１２】
図４Ａ乃至図４Ｃは通常のＤＶＤ（３２）が収納されたカートリッジ（３０）の縦断面図を図示したものであり、図５は図４に図示されたカートリッジ（３０）のＸプレーン（３０ａ）に対するＤＶＤ（３２）のＹプレーン（３２ａ）の位置と揺動振幅との関係を回転速度を変化させて表したグラフである。
【００１３】
図４Ａ〜Ｃに図示されたＤＶＤ（３２）は図２に図示された光磁気ディスク（１２）と異なる厚さ（即ち、１．２mm）で全体的に平坦に形成されている。このＤＶＤ（３２）の中心面であるＹプレーン（３２ａ）はＤＶＤ（３２）の高さに対する中心面に仮定することができる。このディスクカートリッジ（３０）でもＤＶＤ（３２）の揺動振幅は図５で図示されたようにＤＶＤ（３２）の回転速度が違ってきても、ＤＶＤ（３２）のＹプレーン（３２ａ）が図４Ｃのように下の位置（−０．８mm）から図４Ａの上の位置（＋０．８mm）に行くほど小さくなっていくことの分かる。
【００１４】
このように、カートリッジ内の上の方にディスクを配置するとディスクの揺動が低減される主な原因の一つを例に挙げると次のように考えらる。通常のディスクの駆動装置でカートリッジ内のディスクはクランパーによりターンテーブルに載せられ、かつ固定するクランピング力はディスクの空気流動によりディスクの上の方から下へ作用している。この時、ディスクが上側にある場合、空気流動によりディスクの上下側で発生する圧力差による力の方向が前記クランピング力と同一の方向に向き、クランピング力と合算されてディスクの揺動を低減させる役割を果たしている。
【００１５】
以上説明したカートリッジ内での垂直軸に対するディスクの位置とディスクの揺動振幅の関係から、ディスクの取付位置がカートリッジの垂直軸の上側になるとディスクの揺動を著しく減らせることができるという本発明の基本的な技術的思想が生まれてくる。
【００１６】
この技術的思想は、ディスク駆動装置のディスクの支持体の高さを高くする方法と、カートリッジを保持する支持体の高さを相対的に低くさせる方法とで具体化することができる。
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を図６を参照して説明する。
図６は本発明によるディスクの駆動装置の断面図を図示したものである。すなわち、ディスクが回転される時、カートリッジ内で発生する空気圧力の差による力がディスクをクランピンクする力の方向と同一の方向に発生するようにディスクのカートリッジに対する垂直方向の位置を設定した状態を示している。図のディスク駆動装置は、図２に図示されたディスクカートリッジ（１０）を駆動装置内で支持するトレイ（１４）と、カートリッジ（１０）内に収納されたディスク（１２）を載せ、かつ固定して回転させるスピンドルモータ（１６）とを具備する。
【００１８】
図６に図示されたディスク駆動装置でトレイ（１４）は紙面の前後方向に直線運動のできるように駆動装置に設置され、ロードまたはアンローディング動作によりカートリッジ（１０）を駆動地点または駆動装置の外に運ぶ役割を果たす。スピンドルモータ（１６）は、カートリッジ（１０）内のディスク（１２）が載るターンテーブル（１６ｂ）が含まれる回転子部と、磁気回路部として構成される回転子部へ回転駆動力を発生させる固定子部とに構成されている。ターンテーブル（１６ｂ）はディスクが載せられることで上面に摩擦係数が高いゴムペルトを具備してディスク（１２）のスリップを防いでいる。また、スピンドルモータ（１６）は、ターンテーブル（１６ｂ）と一体化され、ディスク（１２）の内側に形成されている孔内に挿入されるセンターコア（１６ａ）を具備する。このセンターコア（１６ａ）とターンテーブル（１６ｂ）は図示しない回転軸に圧入されている。スピンドルモータ（１６）は、トレイ（１４）のローディングまたはアンローディング動作のときトレイ（１４）に搭載されたカートリッジ（１０）に干渉されないように、デッキ（２４）に上下に移動できるように設置されている。
【００１９】
そのため、図６に図示されたディスク駆動装置は、スピンドルモータ（１４）を支持してヒンジ軸２２を中心に回動運動、すわわちヒンジ運動ができるようにスレードベース（１８）と、スレードベース（１８）のヒンジ運動をさせる役割を果たすスレード支持レバー（２０）と、スレード支持レバー（２０）のヒンジ軸の役割を果たすヒンジ軸（２２）を具備する。スレードベース（１８）はカートリッジ（１０）が搭載されたトレイ（１４）の移送の時、図示しないロードモータの駆動力に連動してヒンジ軸（２２）を中心にヒンジ運動することでスピンドルモータを上昇及び下降させる。
【００２０】
このディスク駆動装置において、デッキ（２４）の最下面を基準面（Ａ）と仮定して、基準面（Ａ）からヒンジ軸（２２）中心までの高さをａ、基準面（Ａ）からカートリッジ（１０）の下面までの高さをｂ、基準面（Ａ）からディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）までの高さをｃ、基準面（Ａ）からカートリッジ（１０）内部の上面までの高さをｄ、カートリッジ（１０）の内部の上面とディスクのＹプレーン（１２ａ）間の距離（ｌ）と仮定する。そして、従来と対比してディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より上になるようにする本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
本発明の第１実施形態は、図６のディスク駆動装置でディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より上に位置するようにディスクの支持体、即ちディスク（１２）が載せられるターンテーブル（１６ｂ）の載置面を高くする。
【００２２】
詳細に説明すると、カートリッジ（１０）の内部の上面とディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）との距離（ｌ）が従来に比べてΔａだけ減少するようにターンテーブル（１６ａ）の載置面を高くする。このターンテーブル（１６ｂ）の載置面をΔａだけ高める例の一つは、基準面（Ａ）からヒンジ軸（２２）中心までの高さａをΔａだけ高くすることである。これはスピンドルモータ（１６）を支持するスレードベース（１８）をΔａだけ高く設置する方法で達成されることができる。他の例としては、ターンテーブル（１６ｂ）の最初の成形時に従来より厚く成形してターンテーブル（１６ｂ）の載置面をΔａだけ高くする。またさらに他の例としては、ターンテーブル（１６ｂ）の厚さは従来と同一にしてターンテーブル（１６ｂ）に圧入されてターンテーブル（１６ｂ）を支持するスピンドルモータ（１６）の回転軸（図示しない）を長くすることである。これによって、カートリッジ（１０）のロード完了状態で基準面（Ａ）からカートリッジ（１０）の内側の上面までの高さ（ｄ）と、基準面（Ａ）からディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）までの高さ（ｃ）との差（ｄ−ｃ）が、従来のカートリッジ（１０）の内側上面とディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）間の距離を（ｌ）とすると、本発明ではｌーΔａとなる。
【００２３】
本発明の他の実施形態としては、図６のディスク駆動装置でディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より上に位置するように、カートリッジ（１０）が載せられるトレイ（１４）の載置面を従来より低くする。
【００２４】
これについて詳細に説明する。図６において基準面（Ａ）からカートリッジ（１０）の下面までの高さｂをΔｂだけ減少させる。そのためには、カートリッジ（１０）が載せられるトレイ（１４）の載置面をΔｂだけ低くすればよい。これによって、基準面（Ａ）からカートリッジ（１０）の下面までの高さがｂ−Δｂになり、カートリッジ（１０）の内側でディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）までの距離はｌ−Δｂになる。
【００２５】
要するに、本発明は、ディスク（１２）を支持する支持部材、またはカートリッジ（１０）を支持する支持部材の高さを調整してカートリッジ（１０）内部の上面からディスクのＹプレーン（１２ａ）までの距離（ｌ）を減らすことでディスク（１２）の中心面であるＹプレーン（１２ａ）がカートリッジ（１０）の半分の高さに該当するＸプレーンである（１０ａ）より上に位置させている。
【００２６】
一方、ディスク駆動装置が図６に図示されたトレイロード方式と違って使用者が直接カートリッジをディスク駆動装置にロードする挿入方式である場合、カートリッジを支持する支持部材即ち、シャッシの高さを低くしたりディスク支持部材即ち、ターンテーブル、スピンドルモータ、またはスレードベース等の高さを上げることでディスク（１２）のＹプレーン（１２ａ）をカートリッジ（１０）のＸプレーン（１０ａ）より上に位置させることができる。
【００２７】
このように、本発明のディスク駆動装置にカートリッジがロードされるとディスクの中心面であるＹプレーンがカートリッジの半分の高さに該当するＸプレーンより上に位置することで、ディスクの回転の時の揺動が低減する。
【００２８】
一方、本発明ではディスクの駆動装置に着脱可能なカートリッジに対してだけ説明したが、ディスクが収納される収納装置が駆動装置内に固定されている場合でも、本発明が適用されることは明白である。もう一度言うと、ディスクの収納装置が駆動装置に固定されている場合、ディスクの収納装置と駆動手段、即ちスピンドルモータの位置関係を前述したようにディスクがディスク収納装置の垂直軸の中心位置より上に位置するように設定すると同一の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によるディスク駆動装置によると、カートリッジ内のディスクがカートリッジの半分の高さより上に位置するようにカートリッジまたはディスクを支持する支持部材を配置することで、回転の時ディスクの揺動が最小化になる。したがって、本発明によるディスク駆動装置によると、ディスクの揺動が最初化され、安定的に回転することで記録及び再生される情報の信頼性を確保することができる。
【００３０】
以上説明した内容を通して当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正のできることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載された内容に限らず特許請求の範囲により定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カートリッジ内で垂直上ディスクの位置とディスクの揺動振幅の関係を現す特性図である。
【図２】 通常の光磁気ディスクカートリッジを現す断面図である。
【図３】 ディスク回転速度により図２Ａ乃至図２Ｃに図示されたカートリッジ内で光磁気ディスクの垂直位置と光磁気ディスクの揺動振幅の関係を現すグラフである。
【図４】 通常のＤＶＤカートリッジを現す断面図等である。
【図５】 ディスク回転速度により図４Ａ乃至図４Ｃに図示されたカートリッジ内でＤＶＤ垂直位置とＤＶＤの揺動振幅の関係を現すグラフである。
【図６】 本発明によるディスクの駆動装置を現す断面図である。
【符号の説明】
１０：光磁気ディスクカートリッジ
１０ａ，３０ａ：Ｘプレーン
１２：光磁気ディスク
１２ａ，３２ａ：Ｙプレーン
１４：トレイ
１６：スピンドルモータ
１６ａ：センタコア
１６ｂ：ターンテーブル
１８：スレードベース
２０：スレード支持レバー
２２：ヒンジ軸
２４：デッキ
３０：ＤＶＤカートリッジ
３２：ＤＶＤ

Claims (2)

1. 収納したディスクの情報記録面の一部分を露出させる開口部を有するカートリッジが水平に装着されると、装着された前記カートリッジに収納されている前記ディスクを１５００ｒｐｍ〜３６００ｒｐｍの速度で高速駆動する駆動手段を備えるとともに、前記ディスクの回転中に前記開口部の開口に基づき前記カートリッジ内で発生する前記ディスクの回転軸を中心とした非対称性の空気流動により、前記ディスクが所定の振幅で揺動する駆動装置において、
   前記ディスクを支持するディスク支持手段を具備し、
   前記ディスク支持手段は、
   前記ディスクを載せるターンテーブルと、
   前記ターンテーブルと一体化された前記駆動手段を支持するとともに、ヒンジ軸を有し、前記ヒンジ軸を中心にしたヒンジ運動を行うことにより前記駆動手段の上昇または下降が可能なスレードベースと、
   前記スレードベースに前記ヒンジ運動をさせるスレード支持レバーと
   を含み、
   前記駆動装置の最下面を基準面とし、前記基準面からヒンジ軸中心までの高さをａ、前記基準面から前記カートリッジ内部の下面までの高さをｂ、前記基準面から前記カートリッジ内のディスクの位置までの高さをｃ、前記基準面から前記カートリッジ内部の上面までの高さをｄとしたとき、前記スレードベースの高さを示す前記値ａを、（ｄ−ｃ）＜（ｄ−ｂ）／２の条件を満たす値に定め、前記ディスクの揺動を低減することを特徴とするディスク駆動装置。
2. 収納したディスクの情報記録面の一部分を露出させる開口部を有するカートリッジが装着されると、装着された前記カートリッジに収納されている前記ディスクを１５００ｒｐｍ〜３６００ｒｐｍの速度で高速駆動する駆動手段を備えるとともに、前記ディスクの回転中に前記開口部の開口に基づき前記カートリッジ内で発生する前記ディスクの回転軸を中心とした非対称性の空気流動により、前記ディスクが所定の振幅で揺動する駆動装置において、
   前記ディスクを支持するディスク支持手段を具備し、
   前記ディスク支持手段は、
   前記ディスクを載せるターンテーブルと、
   前記ターンテーブルと一体化された前記駆動手段を支持するとともに、ヒンジ軸を含み、前記ヒンジ軸を中心にしたヒンジ運動を行うことにより前記駆動手段の上昇または下降が可能なスレードベースと、
   前記スレードベースに前記ヒンジ運動をさせるスレード支持レバーと、
   前記カートリッジを水平方向に移送し装着するトレーと
   を含み、
   前記駆動装置の最下面を基準面とし、前記基準面から前記スレードベースまでの高さをａ、前記基準面から前記カートリッジ内部の下面までの高さをｂ、前記基準面から前記カートリッジ内のディスクの位置までの高さをｃ、前記基準面から前記カートリッジ内部の上面までの高さをｄとしたとき、前記カートリッジが載せられる前記トレーの載置面の位置を、（ｄ−ｃ）＜（ｄ−ｂ）／２の条件を満たす位置に定め、前記ディスクの揺動を低減することを特徴とするディスク駆動装置。

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