JPH041948B2

JPH041948B2 -

Info

Publication number: JPH041948B2
Application number: JP58198737A
Authority: JP
Inventors: Shoji Takahashi
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1983-10-24
Filing date: 1983-10-24
Publication date: 1992-01-14
Also published as: JPS6089867A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明はフロツピデイスクドライブのインデツ
クス信号検出装置、特に光反射を用いて高精度で
インデツクス信号を検出することのできる改良さ
れた装置に関するものである。

［従来技術］コンピユータ特に小型コンピユータ用の情報記
録装置としてフロツピデイスクが周知であり、小
型軽量で取扱いが容易なためにパソコンあるいは
ワープロ等のデータメモリとして広範囲に使用さ
れている。

この種のフロツピデイスクには各種の大きさが
あり、またシート状にパツケージされたものから
ハードカートリツジ内に収納されたものまで種々
の形式を有するが、いずれも、プラスチツク基板
上に磁気記憶膜が塗布された記憶デイスクをスピ
ンドルモータによつて直接あるいはベルト駆動等
を介して回転駆動しながら表面に記憶された磁気
信号をヘツドにて読取り、また外部からの記憶情
報に基づいて書込が行われる。

前述したフロツピデイスクの表面の情報記憶領
域は通常の場合所定の形式によつてフオーマツテ
イングされ、これによつて、記憶領域は各トラツ
クごとあるいは各トラツク内で所定フオーマツト
に分割及び識別番号付けされ、任意高速度で情報
の書込／読出作用が行われる。

しかしながら、前述したフロツピデイスク面の
フオーマツテイングとは別個にデイスクの所定回
転位置を機械的に検出することが必要であり、こ
の信号をインデツクス信号と言う。そして、この
インデツクス信号により、フロツピデイスクの初
期化、書込／読取位置の較正その他種々の制御作
用を可能とし、フロツピデイスクの適正な利用に
資するところが大である。

従来のフロツピデイスクドライブにおいて、前
記インデツクス信号はスピンドルモータの回転位
置の検出から得られており、機械的接点スイツ
チ、磁気センサあるいは光センサにてスピンドル
モータの回転部の所定位置を検出する構成からな
る。

しかしながら、これらの従来装置においては、
インデツクスマークの検出精度が低く比較的検出
精度の高い光センサを用いた装置においても、反
射型にあつては、単なる反射面の反射率変化のみ
によつては充分な検出精度を得ることができず、
特に光センサ及び検出回路の検出特性の温度、電
圧経年変化を考慮した場合、インデツクス信号の
検出位相に大きな誤差が生じてしまい、フロツピ
デイスクドライブの寿命を著しく低下させてしま
うという欠点を有していた。

従つて、従来装置において、光センサを使用す
る場合は、検出精度の優れた光透過方式を用いる
ことが実用上必要であるが、このような光透過方
式では、スピンドルモータに透過孔あるいは透過
溝を設け、その両側に発光源及び受光源を設ける
必要があり、装置が大型化してしまい、特に近年
のように電池駆動が要求される小型フロツピデイ
スクドライブには到底対応することができないと
いう問題があつた。

［発明の目的］本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、光反射型のセンサを用いて検
出精度の高いインデツクス信号を得ることのでき
る小型フロツピデイスクドライブに適した改良さ
れたインデツクス信号検出装置を提供することに
ある。

［発明の構成］上記目的を達成するために、本発明はスピンド
ルモータ回転面に該回転面から突出した突起部か
らなるインデツクスマークを設け、このインデツ
クスマークに反射型の光センサを近接対向配置
し、前記回転面からのインデツクスマークの突出
長により、反射面の近接効果及び光センサの視野
角効果に基づいて高い検出精度を確保することを
特徴とする。

［実施例の説明］以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第１，２図にはハードカートリツジ内にフロツ
ピデイスクが収納されたいわゆるマイクロコンピ
ユータ用の小型フロツピデイスクドライブのスピ
ンドルモータ付近の要部が示されており、実施例
におけるスピンドルモータはフロピデイスクをダ
イレクトドライブする。

ドライブ基板１０にはスピンドルモータ軸１２
が軸受１４によつて回転自在に軸支されており、
該モータ軸１２の上方にフロツピデイスクカート
リツジ１６が載置保持され、図示していないホル
ダ手段によつて前記スピンドルモータ軸１２の回
転がカートリツジ１６内に収納されているフロツ
ピデイスクに伝達される。

前記モータ軸１２には平板カツプ状のロータヨ
ーク１８が固定されており、該ロータヨーク１８
の内面にはロータ磁石２０が固定されている。

一方、ドライブ基板１０側にはステータヨーク
２２及びステータコイル２４が固定されており、
前記ロータ磁石２０とステータコイル２４との電
磁作用によつてスピンドルモータが回転駆動され
ている。

本発明において特徴的なことは、前記スピンド
ルモータの回転面、実施例においてはロータヨー
ク１８の外周面にインデツクスマーク２６が突起
部として設けられていることであり、該インデツ
クスマーク２６の表面とロータヨーク１８の表面
とが反射率の極めて異なる反射面として利用さ
れ、インデツクスマーク２６の固定位置によつて
フロツピデイスクのインデツクス信号位置が定ま
る。

前記インデツクスマーク２６は反射率の高いロ
ータヨーク１８の表面をコイニング、研削その他
の機械的手段によつて突出させ、またその表面に
反射率の低い例えば黒色の塗料を付着させること
によつても形成することができるが、一般的に
は、前記インデツクスマークはロータヨーク１８
の表面にプラスチツク等からなる黒色テープを貼
着することが好適であり、これによつて、ロータ
ヨーク１８の外周面の任意位置にインデツクスマ
ークを形成することができ、その位置を装置の組
立後あるいは検査後に正しく位置決めすることが
可能である。

前記プラスチツクテープとしても、ロータヨー
ク１８の表面のほぼ白色反射面と対応させて黒色
の反射率の低いテープが好適であり、また必要に
応じてインデツクスマーク２６を梨地仕上げその
他によつて光の散乱を利用した反射率低下面とす
ることも好適である。

一方、前記インデツクスマーク２６が設けられ
たスピンドルモータ回転面すなわち実施例におけ
るロータヨーク１８の外周面近傍には光センサ２
８が設けられており、本発明の光センサ２８はそ
の内部に発光源と受光源とを設けた光反射型のセ
ンサからなり、その発受光面が前述したインデツ
クスマーク２６の通過面に近接して配置されてい
る。

実施例における光センサ２８はドライブ基板１
０に固定された回路基板３０に直接固定されてお
り、回路基板３０に担持されたインデツクス信号
検出回路と直接電気的に接続され得る。

また、前記回路基板３０は実施例において、２
本のねじ３２，３４によつて固定されているが、
この固定部の基板３０には長孔３０ａ，３０ｂが
設けられ、回路基板３０の固定位置が微調整可能
とされている。そして、この微調整の方向は、光
センサ２８がロータヨーク１８の接線方向へ移動
可能に設定されており、これによつて、光センサ
２８のロータヨーク１８に対する固定位置を微調
整することができ、装置の組立後においても、イ
ンデツクス信号の検出位置を任意に微調整可能で
ある。実際上、コンピユータのインデツクス信号
は書込／読取作用においてその精度が極めて重要
であり、本実施例のごとく最終的な装置組立後に
おいてもその微調整ができることは極めて有益で
ある。

第３図には前述した光センサ２８の本発明にお
けるインデツクス信号検出作用が示され、センサ
２８内には発光器３６及び受光器３８が並列して
設けられている。

第３図において、反射型光センサ２８の光検出
作用を考えると、まず発受光器３６，３８がほぼ
同様の光学特性を有している場合、原理的に、そ
の発光及び受光角はそれぞれθ₀で示される。そし
て、この光は反射面であるロータヨーク１８の表
面にて反射されるが、実際に受光器３８で受光さ
れる視野角は前記発受光角θ₀の一部であるθ₁にな
ることが理解される。従つて、ロータヨーク１８
の表面において有効反射領域はR₀の長さを有す
る。従つて、この有効反射領域R₀においてロー
タヨーク１８の表面が白色面として高い反射率が
検出される。

第４図にはロータヨーク１８の表面に単にイン
デツクスマークとして例えば黒色塗料を塗布した
ような場合の特性が実線で示されており、スピン
ドルモータの移動量に対して受光器３８から得ら
れる検出信号がＶで示されており、前述したロー
タヨーク１８の表面からの反射は白レベルにて示
されている。

第４図において、仮に前述した単なる黒色塗料
の塗布ではこれが前記反射領域R₀に入つた時に
V₁で示される黒色反射値となるが、この場合、
センサ２８と反射面１８との距離は白色面と同一
であるため、外部からの散乱光等が入射し、その
検出電圧V₁は黒レベルより相当量大きな値とな
る。また、ロータヨーク１８の表面では前述した
有効反射領域R₀なる長さがあるため、例えばこ
の中で誤差範囲を考えた場合、有効長R₀に対し
て半値が検出限度と考えれば、第３図の黒色反射
領域R₁で示される無視できない長さの誤差を生
じることとなり、従来のごとく単なる反射マーク
の塗布のみによつては十分に検出精度を得ること
ができないことが理解される。更に、第４図にお
いて、光センサ及び駆動回路の温度、電圧経年変
化により特性が鎖線で示されるごとく変化する
と、インデツクス信号検出のためのスレシヨルド
電圧Vpは不変であるため、回転方向においてΔl
なる検出誤差が必然的に生じてしまうことが理解
される。

一方、本発明においては、インデツクスマーク
２６がｔなる突出長を有し、このために、黒色イ
ンデツクスマーク２６の表面は光センサ２８の反
射領域に入つた時に急激にその反射面がロータヨ
ーク１８と比して光センサ２８に近接することに
なり、前述散乱等による外部からの入射を防いで
極めて切れのよい反射光減少作用を達成すること
ができる。また、図示のごとく、インデツクスマ
ーク２６の突出長ｔを有するため、前記発受光器
３６，３８の視野角θ₁から判るように、実際の有
効視野角を遮光する時間が短く、また完全に遮光
した時には検出値は黒レベルに極めて近くなるの
で、このような前述した近接効果及び視野角効果
により本発明によれば、極めて高精度でインデツ
クス信号の検出を行うことが可能となる。

第５図には第３図の特性が示され、実線のごと
く、検出波形は極めて急峻な特性を示し、また鎖
線のごとく経年変化が生じた場合には、波形の立
ち下りが急峻でありかつインデツクスマーク反射
時の検出値が黒レベルに近いために経年変化によ
る誤差も従来と比して著しく小さくすることが可
能となる。

もちろん、第３図の近接効果及び視野角効果は
理想的な状態を示し実用上は外部からの入射ある
いは散乱によつてその特性に乱れが生じるが、原
理的に、インデツクスマーク２６の突出長ｔは充
分に実用可能な改善効果を示している。

本発明におけるインデツクスマーク２６の突出
長ｔは光センサ２８の特性から決定することが好
適であり、例えば第３図における発受光器３６，
３８の視野角の交点に該当する突出長以上に設定
することが好適であり、実施例においては、0.2
mm以上に設定して良好な結果を得ることができ
た。

更に、従来においては、光センサと反射面との
間はできるだけ近接させることが好適であると考
えられていたが、この間隙を比較的大きくとり、
インデツクス信号の検出に重要なインデツクスマ
ークのみを他の反射面から充分に突出させインデ
ツクスマークが光センサと対向する時のみ両者の
間隙を極めて小さくすることにより、前述した近
接効果及び視野角効果は最大限に利用され、例え
ば光センサとスピンドルモータ回転面との間を１
mmとしインデツクスマークの突出長を0.8mmとす
ることにより、極めて優れた検出作用を得ること
ができる。

なお、実施例によれば、インデツクスマークは
ロータヨーク外周面に設けられているが、他の任
意のスピンドルモータ回転面に設けることがで
き、例えばロータヨーク上面を用いることも好適
である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、反射型
光センサと突出部からなるインデツクスマークと
の協働によつて高精度の検出作用を行うことがで
き、光センサの経年変化に対しても良好なインデ
ツクス信号を出力可能とし、またスピンドルモー
タ側の構造が簡単であるために装置を小型化でき
るという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインデツクス信号検出装
置の好適な実施例を示す要部平面図、第２図は第
１図の−断面図、第３図は本実施例における
光センサのインデツクス信号検出作用の示す説明
図、第４図は従来の検出特性図、第５図は本発明
に係る検出特性図である。１０……ドライブ基板、１２……スピンドルモ
ータ軸、１６……フロツピデイスクカートリツ
ジ、１８……ロータヨーク、２２……ステータヨ
ーク、２６……インデツクスマーク、２８……光
センサ、３０……回路基板。

Claims

【特許請求の範囲】１フロツピデイスクをスピンドルモータによつ
て回転駆動し前記フロツピデイスクドライブの１
回転中の所定位置をスピンドルモータからインデ
ツクス信号として検出する検出装置において、ス
ピンドルモータの回転面に他とは反射率の異なる
インデツクスマークを設け、前記スピンドルモー
タ回転面と近接したドライブ側に光センサを設
け、前記インデツクスマークは回転面から突出し
た反射率の異なる突起部からなり、インデツクス
マークの回転面からの突出長によつてインデツク
スマークの反射面が光センサに接近することによ
つてインデツクスマークを高精度で検出すること
を特徴とするフロツピデイスクドライブのインデ
ツクス信号検出装置。２特許請求の範囲１記載の装置において、前記
光センサはフロツピデイスクドライブに固定され
た回路基板に設けられ、該回路基板はドライブに
対してその固定位置が微調整可能であり、インデ
ツクス信号の検出位相を回路基板の移動によつて
微調整できることを特徴とするフロツピデイスク
ドライブのインデツクス信号検出装置。