KR100615466B1

KR100615466B1 - 디스크장치

Info

Publication number: KR100615466B1
Application number: KR1020050115316A
Authority: KR
Inventors: 다카시 고노; 요시히로 사토; 요시아키 야마우치; 쇼조 사에구사; 시게키 모리; 시노부 요시다; 히사히로 미키; 구니유키 기무라
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2006-08-25
Also published as: CN1177813A; US6198715B1; KR19980024427A; EP0829872A2; DE69729358D1; EP0829872B1; KR100571030B1; CN1128446C; EP0829872A3; KR20060086822A; DE69729358T2; MY119454A; SG53069A1

Abstract

원반형상의 교환가능형 기록매체를 고속으로 회전시켜 적어도 정보의 재생을 실행하는 디스크장치에 관한 것으로서, 고속회전시의 진동의 발생을 억제하고 정보의 고속전송을 가능하게 하고 신뢰성을 향상시키기 위해, 교환가능한 원반형상의 기록매체를 회전시키는 모터를 구비한 디스크장치에 있어서, 모터의 회전에 의해 발생하는 진동을 억제하는 불균형 보정기구를 기록매체의 유지부에 마련하였다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 불균형 진동에 의해서 발생하는 포커스에러나 트랙킹에러를 억제할 수 있음과 동시에 장치의 진동 및 소음을 작게할 수 있고, 또 고속정보전송화에 따른 디스크의 고속회전화를 도모할 수 있고 정보의 고밀도화에 따른 위치결정의 정밀도 향상도 도모할 수 있다는 효과가 얻어진다.

원반형상, 교환가능형, 기록매체, 정보, 재생, 디스크장치, 진동, 모터, 불균형 보정기구, 소음

Description

디스크장치{DISC APPARATUS}

도 1은 본 발명의 1실시예의 디스크장치의 외관도,

도 2는 도 1의 유닛기구부의 외관도,

도 3은 불균형 보정기구를 클램퍼부에 마련한 경우의 장치의 단면도,

도 4는 불균형 보정기구부의 상세한 단면도,

도 5는 불균형용 보정체와 전동홈의 1실시예를 도시한 도면,

도 6a는 균형이 잡혀 있을 때의 디스크와 모터축의 모식도,

도 6b는 균형이 잡혀 있지 않을 때의 회전계의 고유진동수 ω이 회전주파수 ω보다 클 때의 모식도,

도 6c는 균형이 잡혀 있지 않을 때의 회전계의 고유진동수 ωn이 회전주파수 ω보다 작을 때의 모식도,

도 7a는 균형이 잡혀 있지 않을 때의 보정체와 회전중심이나 무게중심(重心)등의 위치관계를 도시한 도면,

도 7b는 균형 보정 도중의 상태를 도시한 도면,

도 7c는 균형 보정후의 상태를 도시한 도면,

도 8은 불균형 보정기구를 턴테이블에 마련한 1실시예의 단면도,

도 9는 지지계의 변위응답과 위상관계를 도시한 도면,

도 10은 불균형 보정기구내의 보정체의 배치를 도시한 도면,

도 11은 점성감쇠계의 진동에 대한 진동수와 진폭비 등의 관계를 도시한 도면,

도 12는 탄성부재의 재질에 따른 전달특성의 차이를 도시한 도면,

도 13은 방진다리의 1실시예를 도시한 단면도,

도 14는 클램퍼부에 불균형 보정기구를 마련한 다른 실시예를 도시한 도면,

도 15는 불균형 보정기구를 모터의 회전자부에 마련한 실시예를 도시한 도면,

도 16은 보정체의 유지부재를 마련한 실시예를 도시한 도면.

본 발명은 원반형상의 교환가능형 기록매체를 고속으로 회전시켜 적어도 정보의 재생을 실행하는 디스크장치, 예를 들면 CD-ROM, DVD, MO, 이동가능한 HDD 등의 디스크 교환가능형 디스크장치에 관한 것으로서, 특히 고속회전에 유효한 디스크장치에 관한 것이다.

종래의 CD-ROM장치는 디스크를 회전시키는 스핀들모터계와 이 디스크에서 정보를 리드하는 픽업계로 이루어진다. 디스크는 스핀들모터에 의해 회전구동된다. 디스크상에는 나선형상 또는 동심형상으로 기록피트가 형성되어 있고, 디스크에 대해서 직경방향으로 구동되는 픽업계에서 레이저를 조사하고, 그 반사에 의해 정보 를 리드한다. 이 정보피트의 직경방향의 기록피치는 1.6μm로 매우 미세하여 디스크와 픽업 사이의 고정밀도의 위치결정을 필요로 한다.

위치결정 정밀도를 저해하는 요인은 크게 나누어 다음의 2가지가 있다.

[1] 스핀들 구동계나 픽업 구동계가 발생하는 진동.

[2] 외부에서 부가되는 외란진동.

[1]의 대표적인 것으로서는 회전계의 불균형(언밸런스)진동, 모터전자진동, 픽업구동계의 구동반력 등이 있다. 이들 요인하에서 필요한 위치결정 정밀도를 확보하는 것이 장치설계상 가장 중요한 사항의 하나이다. 특히 상술한 회전계의 불균형진동은 데이타의 고속전송화에 따라 디스크의 고속회전화가 급속하게 진전되고 있어 상기 진동의 문제가 나타나게 되었다. 자기디스크장치에 있어서는 일본국 특허공개공보 평성3-86968호에 기재되어 있는 바와 같은 유체에 의한 균형의 수정이 제안되고 있다.

디스크장치의 정보전송속도는 화상이나 동화상정보를 다량으로 취급하는 멀티미디어화에 따라 고속화가 요구되고 있다. 디스크장치의 정보전송속도는 디스크의 회전수를 높이는 것에 의해 고속화할 수 있다. 이 때문에 근래 광디스크의 회전수의 고속화가 급속하게 진전되고 있다.

회전속도를 고속화하기 위해 극복해야 하는 가장 중요한 과제는 불균형진동의 증가이다. CD-ROM등의 광디스크장치에서는 하드디스크장치(HDD)와는 달리 기록 매체인 디스크에 호환성이 있는 것이 특징의 하나이다. 디스크는 대량으로 프레스 제작되므로, 제작정밀도는 그만큼 높게 할 수 없어 두께의 편차나 디스크의 내경과 외경과의 동심도의 편차가 크다. 또, 디스크상에 문자나 모양을 인쇄하는 것에 의해 발생하는 중량의 불균형도 무시할 수 없다.

이러한 불균형이 큰 계(系)를 회전시키면 회전계의 무게중심과 회전중심이 일치하지 않는 것을 원인으로 하는 불균형진동이 발생한다. 불균형진동을 발생시키는 힘 F는 무게중심과 회전중심의 거리를 ε, 회전체의 질량을 m, 회전수(회전주파수)를 ω로 하면 다음식으로 표시된다.

[식 1]F=m×ε×ω²식 1로 표시되는 바와 같이, 불균형진동은 회전수의 2승과 비례하므로, 고속회전화를 실행하면 급격하게 커진다. 불균형진동은 픽업계에 진동을 가해서 신호의 리드라이트를 저해할 뿐만 아니라 소음의 발생이나 장치가 부착되어 있는 시스템 자체를 진동시켜 시스템 자체의 신뢰성을 현저하게 저하시키는 원인으로 된다.

이것은 상술한 바와 같이 정보의 고속전송화에 따라 디스크의 회전수가 높아졌기 때문이며, 예를 들면 8배속 CD-ROM 드라이브에 있어서는 매분 4200 회전으로 회전하기 때문에 상술한 디스크 불균형진동의 문제가 나타나게 되었다.

본 발명의 목적은 디스크나 구동장치로 이루어지는 회전계의 불균형을 자동적으로 수정하는 기구를 회전계에 마련하는 것에 의해, 고속회전시의 진동의 발생을 억제하고 정보의 고속전송을 가능하게 하고 신뢰성이 높은 디스크장치를 제공하 는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 회전계에 있어서 그의 회전계의 고유진동수 ωn, 회전주파수 ω로 하면 ωn을 ω보다 낮게 되도록 설정하고, 또 회전축주위에 원활하게 회전할 수 있는 질량계로 이루어지는 불균형 보정기구를 마련하고, 회전구동하면 회전계 특유의 자동 중심조정작용에 의해 회전체 자체의 불균형을 보정할 수 있다.

또, 상기 불균형 보정기구에 부가해서 회전구동계와 광헤드를 유지하는 중간유지부재와 케이스 또는 유닛기구베이스 사이를 탄성체(방진(防振)다리)를 거쳐서 지지하도록 구성하였다. 또한, 중간유지부재와 탄성체로 이루어지는 지지계의 고유진동수를 30Hz 이상이고 또한 70Hz 이하로 하고 공진점에서의 전달특성의 향상량을 8dB 이상으로 하고 있다. 그 때문에, 상기 탄성체로서는 감쇠비가 작은 실리콘계 고무 또는 불소계의 고무를 사용하여 중간유지부재의 외주측의 3점 또는 4점에서 탄성체를 거쳐서 지지하는 구성으로 하였다.

또, 불균형 보정기구는 디스크를 고정시키는 클램퍼부 또는 디스크를 유지하는 디스크 유지부(턴테이블)내 또는 모터의 회전자 측면 또는 회전자 내부에 회전축을 중심으로 하는 링형상의 홈을 마련하고, 이 홈에 2개 이상의 구형(球形)의 보정체를 삽입한 구성으로 하였다.

도 1은 본 발명의 1실시예를 사용한 광디스크(CD-ROM)장치의 외관을 도시한 것이다. 광디스크장치의 기본적인 동작은 다음과 같다.

디스크(2)를 디스크장치내로 들여보내기 위한(또는 디스크장치밖으로 내보내기 위한) 디스크트레이(31)를 디스크장치의 앞면 패널(1)에 마련한 운반출입구에서 돌출시킨다. 이 디스크트레이(31)는 도시하지 않은 디스크로딩기구에 의해 돌출 및 수납을 실행한다. 다음에, 이 돌출시킨 디스크트레이(31)상에 디스크(2)를 탑재한다. 그 후, 디스크트레이(31)는 상술한 로딩기구에 의해 디스크장치내에 수납되고, 디스크(2)는 모터(스핀들모터)축에 마련된 디스크유지부인 턴테이블(15)상에 탑재된다. 턴테이블(15)상에 탑재된 디스크(2)는 클램퍼홀더(4)에 부착되어 있는 디스크클램퍼(3)에 의해서 자기흡인력에 의해 턴테이블(15)과의 사이에 고정된다.

또한, 중간유지부재인 유닛기구샤시(11)상에는 스핀들모터 등의 회전구동기구나 디스크상의 정보를 리드라이트하는 광헤드 및 그의 구동기구가 마련되어 있다.

다음에, 스핀들모터에 의해 디스크(2)는 규정된 회전수로 회전을 개시하고, 디스크(2)의 하부에 배치되어 있는 유닛기구샤시(11)상의 도시하지 않은 광헤드에 의해서 디스크(2)상에 정보를 라이트하거나 리드를 실행한다. 광헤드에는 대물렌즈 구동기구가 탑재되어 있고 또한 디스크(2)의 반경방향으로 이동하는 이동수단을 구비한 구성으로 되어 있다. 유닛기구샤시(11)는 유닛기구베이스(18)에 고정된 유닛기구홀더(12)에 탄성부재로 구성된 방진다리(13a),(13b),(13c),(13d)를 거쳐서 지지되어 있다. 또한, 유닛기구홀더(12)를 거치지 않고 케이스(유닛기구케이스)의 베이스에 방진다리를 거쳐서 지지해도 좋은 것은 물론이다.

본 발명은 광디스크장치의 내진(耐振)성능 향상을 목적으로 해서 디스크(2) 가 갖는 불균형을 자동보정하는 불균형 보정기구를 마련한 것이다. 또, 불균형 보정기구를 유효하게 동작시키기 위해, 상기 방진다리 등을 포함한 진동계의 고유진동수를 소정의 값으로 설정한 것이다.

CD-ROM이나 DVD장치에 사용되는 디스크(2)는 교환가능 매체이다. 그 때문에, 디스크(2)는 대량으로 프레스 등에 의해 제작되고 제작정밀도는 그만큼 높게 할 수 없어 두께의 편차나 디스크내경과 외경과의 동심도의 편차가 크다. 또, 디스크(2)상에 문자나 모양을 인쇄하거나 사용자가 디스크판별용으로 붙이는 레이블(label) 등에 의해 발생하는 무게중심의 불균형도 무시할 수 없다. 즉, 디스크(2) 자체의 중량의 불균형을 갖고 있고, 최대 1gcm 정도의 불균형을 갖는 디스크(2)가 있다. 이와 같은 디스크(2)를 고속으로 회전시키면 디스크(2)를 지지하고 있는 스핀들모터에는 회전에 따라 현저하게 증가한 불균형하중이 가해진다. 이 불균형하중에 의한 디스크(2)의 회전 1차성분의 진동이 스핀들모터를 거쳐서 유닛기구샤시로 전파되고, 그 진동에 의해 장치 자체의 진동 또는 각 부품간의 접촉간섭 등에 의해 소음으로 된다.

다음에, 불균형 보정기구의 원리에 대해서 도 6 및 도 7을 사용해서 설명한다.

도 6은 모터에 디스크를 부착했을 때의 모식도이다.

축받이의 회전중심을 O, 디스크면에 있어서의 디스크의 회전중심을 S, 디스크의 무게중심을 G로 한다. 불균형이 없는 이상적인 회전체에서는 도 6a와 같이 O, S, G는 완전히 일치하고 있지만, 불균형을 갖는 회전체에서는 불균형의 원심력에 의해 축이 외측으로 끌어당겨져 축이 쓰러지거나 축이 휘어지게 된다.

O에 대한 S, G의 위상은 회전계의 고유진동수 ωn과 회전주파수 ω의 관계에 의해 변화한다. 이 상태를 도 6b 및 도 6c에 도시하고 있다. ωn이 ω보다 큰 경우(도 6b), G는 S의 외측에 위치한다. ωn과 ω가 일치한 조건(크리티컬)에서는 S, G는 일직선상에 정렬한다. ω가 ωn보다 큰 경우(도 6c)(오버크리티컬:over-critical)로 되면 이 관계는 역전하여 S가 G의 외측에 위치하게 된다. 불균형의 보정에는 이 오버크리티컬의 특징을 이용한다.

도 7은 불균형 보정용 질량인 보정체(구체)를 회전계에 마련했을 때 구체와 회전중심이나 무게중심 등의 관계를 모식적으로 도시한 도면이다.

디스크상에 2개의 균형 중첩부인 보정체 M1, M2를 중심이 S궤도상을 원활하게 회전이동할 수 있도록 마련한다. 오버크리티컬 상태로 될 때까지 균형 중첩부 M1, M2는 도 7a에 도시한 바와 같은 상태로 고정되어 있다고 가정한다. 회전이 증가하여 오버크리티컬 상태로 정속 회전으로 이행한다. 이 상태로 M1, M2에 작용하는 원심력 F1, F2 및 O, S, G의 배치를 도 7a에 도시한다. 여기에서 무게중심 G는 M1, M2를 포함한 회전계 전체의 무게중심을 나타낸다. 이 상태로 M1, M2의 고정을 분리하면 M1, M2는 원심력 F1, F2의 둘레방향 분력에 의해 도 7a의 상태에서 도 7b의 상태로 이동한다. M1, M2가 이동하면 이것에 의해 무게중심 G도 지면의 위쪽방향 즉 S방향으로 이동하고, 이것에 의해 S와 G가 접근하여 차가 작아진다. 이것은 불균형이 작아지는 방향이며 이 M1, M2의 이동은 S와 G와 O가 일치한다. 즉, 불균형이 완전하게 없어지는 상태인 도 7c까지 계속된다. 이와 같이 해서 회전계의 초 기에 갖고 있던 불균형은 M1, M2에 의해 자동적으로 보정된다.

이상과 같은 회전체의 자동 불균형 보정기구를 마련하는 것에 의해 불균형이 큰 디스크라도 진동을 발생시키는 일 없이 고속으로 회전시킬 수 있고, 신뢰성을 손상시키는 일 없이 정보의 고속전송이 가능하게 된다.

상기 불균형 보정기구를 구비한 디스크장치(도 1)의 유닛기구부의 외관을 도 2에 도시한다.

본 실시예에서는 불균형 보정기구로서 스핀들모터의 디스크유지부(턴테이블)에 홈을 마련하고 그 홈내에 여러개의 보정구(균형볼)(7)를 마련한 것이다. 대물렌즈 액츄에이터를 구비한 광헤드(8)는 가이드레일(16)을 따라서 디스크 반경방향으로 이동가능한 구성으로 되어 있다. 유닛기구샤시(11)는 본 실시예에서는 대략 사각의 형상이고, 그의 외주측의 4모서리에 마련한 방진다리(13a),(13b),(13c),(13d)에 의해 유닛기구홀더(12)에 부착되어 있다.

다음에 불균형 보정기구의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.

도 3은 디스크 클램퍼측에 불균형 보정기구를 마련한 경우의 CD-ROM장치의 단면도이다.

기록매체인 디스크(2)는 트레이 또는 로딩장치에 의해 앞면 패널(1)측에서 장치내로 삽입된다. 스핀들모터(14) 및 픽업(8)과 이 구동계로 이루어지는 유닛기구계는 디스크(2)의 장착을 방해하지 않도록 대피되어 있다. 디스크(2)가 완전하게 장치내로 들어간 시점에서 상기 유닛기구계는 이동을 개시하고, 스핀들모터(14)에 부착되어 있는 턴테이블(15)의 높이가 디스크(2)의 높이와 일치한 시점에서 정지한 다. 동시에 턴테이블(15)상의 자석(27)과 클램프(3)에 마련되어 있는 자성체(6)의 흡인력에 의해 디스크(2)를 끼워넣고, 클램프홀더(4)와 클램프고정부(5)에 의해 고정시킨다. 이들의 동작에 의해 디스크(2)는 스핀들모터(14)에 의해 회전가능하게 되고, 동시에 유닛기구계에 부착되어 있는 광헤드(8)에 의해 디스크(2)상의 광학정보를 리드할 수 있게 된다. 또한, 유닛기구계는 유닛기구 케이스(10)내에 수납되고 톱커버(9)로 덮여져 있다.

상기 유닛기구베이스(18)는 유닛기구샤시(11)보다 유연한 고무 또는 스프링으로 구성되어 있는 방진다리(13)에 의해 지지되어 있다. 방진다리(13)의 목적은 디스크(2)의 불균형진동을 장치 외부로 전달하지 않고, 장치 외부로부터의 진동을 상기 유닛기구베이스(18)로 전달하지 않으며, 또한 불균형 보정기구를 유효하게 동작시키기 위한 것이다.

도 5에 불균형 보정기구의 일예를 도시한다. 이 도면에서는 전동(轉動)홈을 2개 마련하고 각각의 홈에 1개씩 보정체를 마련한 구성으로 하고 있지만, 물론 1개의 홈으로 보정체를 2개 마련하는 것에 의해서도 실현할 수 있다. 이하의 설명은 홈이 1개인 것으로 상정해서 설명한다.

본 실시예의 제1의 특징은 상기 클램프(3)와 일체로 불균형 보정기구를 마련하고 있는 것이다. 불균형 보정기구는 원호형상의 보정체의 전동홈(17)을 갖는 볼가이드와 2개의 보정체(균형볼(7a),(7b))로 이루어진다.

볼가이드에는 보정체(7)의 직경보다 약간 폭이 큰 전동홈(17)이 원주형상으로 파여져 있고, 이 전동홈(17)내에 2개의 보정체(7a),(7b)가 삽입되어 있다. 전동 홈(17)의 측면 및 바닥면과 보정체(7)의 표면은 매우 매끄럽게 마무리되어 있어 보정체(7)는 전동홈(17)내를 자유롭게 이동할 수 있다.

보정체(7)의 재질은 비자성인 것, 밀도가 높은 것, 마모, 부식 등의 표면의 경시변화가 거의 발생하지 않는 것 등을 고려하여 결정되어야 한다. 자성인 것이면 클램프(3)에는 클램프용 자석(27)이 있기 때문에 자기를 띠게 되어 2개의 보정체가 흡착한다는 문제가 발생한다. 밀도가 낮으면 수정할 수 있는 불균형이 작아져 버린다. 표면의 경시변화는 마찰력을 크게 하여 보정체(7)의 이동을 방해한다는 문제를 일으킨다. 이상을 고려하여 보정체(7)의 재질은 비자성의 스테인레스 또는 유리가 적당하다.

보정체(7)의 무게 mb 및 보정체(7)의 전동반경 r로 한 경우의 수정가능한 최대의 불균형량 w는 2개의 볼이 일체로 된 상태에서 다음식으로 표시된다.

w=2×mb×r

디스크(2)의 최대 불균형 w는 경험상, 1gcm 정도를 고려하면 충분하다. 전동반경을 클램프(3)의 외경과 대략 동일한 r=1.75cm로 하면 보정체(7)의 1개당 필요한 중량 mb는

mb=w/(2×r)=1/(2×1.75)=0.28g

직경이 4mm인 스테인레스볼의 무게는 0.27g이므로 이것을 사용하면 상기한 최대 불균형의 디스크(2)에 대해서도 충분히 대응할 수 있다.

본 실시예의 제2의 특징은 상기 방진다리의 강성 K와 상기 유닛기구(18)의 질량 M으로 이루어지는 고유진동수 ωn

ωn=√(M/K)

를 장치의 정격회전수 ω보다 작게 하고, 오버크리티컬 상태로 운전하는 것이다. 불균형 보정기구를 상기한 바와 같이 구성하고, 이러한 오버크리티컬 상태로 운전하는 것에 의해 상기한 보정체(7)는 무게중심과 축의 회전중심의 위상이 반전되므로 디스크(2)의 불균형과는 반대 방향으로 이동하여 불균형을 자동적으로 보정할 수 있다.

CD-ROM장치의 경우, 일주 속도가 일정하게 되도록 스핀들모터(14)의 회전수는 제어되어 있다. 즉, 픽업(8)이 내주에 있는 경우 회전수는 빨라지고, 외주에 있는 경우에는 회전수는 느려진다. 오디오용 CD를 재생할 때의 회전수를 표준속이라 부르고 이 회전주파수는 외주 3.8Hz, 내주 8.3Hz의 범위이다. 현재에는 전송속도의 고속화의 요청으로 인해 표준속의 12배(외주 45Hz, 내주 100Hz)까지 계획되어 있다. 고유진동수 ωn은 표준속의 내주측 회전주파수보다 크고, 사용회전수의 외주측 회전주파수보다 낮게 설정된다. 표준속의 회전수보다 ωn을 작게 설정하는 것은 방진다리의 강성을 매우 작게하지 않으면 안되어 외주진동이 가해진 경우에 크게 변형해서 디스크(2) 등을 지지할 수 없게 되는 것이 예측되어 실현은 곤란하다. 또, 표준속 정도의 회전수이면 불균형 진동도 작게 수정되지 않더라도 문제로는 되지 않는다.

ωn의 설정에 있어서 주의해야할 점은 방진다리의 감쇠율이다. 방진의 관점에서는 진동피크의 배율을 작게 하기 위해 감쇠율이 큰 재료를 사용하는 것이 유효하지만, 본 실시예에서는 감쇠율이 큰 재료로 방진다리를 구성하면 폐해가 발생한 다. 그것은 감쇠율이 큰 재료에서는 위상의 반전이 지연된다는 점이다. 앞서 기술한 바와 같이, 본 발명의 불균형 보정기구에서는 오버크리티컬시의 회전중심과 무게중심의 위상반전을 사용하고 있지만, 감쇠율이 큰 재료를 사용하면 이 위상 반전을 완전하게 할 수 없어 보정의 효과가 작아진다. 감쇠율이 25%인 경우, ωn을 ω의 1/3로 설정해도 위상은 160도밖에 회전하지 않는다. 이 조건에서는 불균형보정의 효과가 작다. 실시예에서는 감쇠율을 5%, ωn을 ω의 1/2로 설정하는 것에 의해 대략 180도의 위상반전을 실현하여 불균형보정을 충분히 기대할 수 있다.

도 4에 디스크 클램프부에 불균형 보정기구를 마련한 실시예를 도시한다.

이 실시예에서는 보정체(7)에 의한 불균형 보정기구를 제1클램프(19)상에 마련하고, 또 이 제1클램프(19)에 동축상에서 상하이동가능한 볼의 고정기구를 마련한 제2클램프(20)를 마련한 것을 특징으로 하고 있다. CD-ROM장치의 경우, 디스크(2)의 회전은 일주속도가 일정한 조건에서 구동되므로, 회전속도는 피크(8)의 위치에 따라 스핀들모터(14)의 가감속을 실행하여 변화시키지 않으면 안된다. 보정체(7)의 고정기구가 없는 경우, 이 가감속시에 보정체(7)는 그의 관성에 의해 일정 회전으로 회전하려고 하므로, 디스크(2)와의 사이에서 상대적으로 회전을 발생시키게 된다. 계의 진동주파수 ωn과 회전수 ω의 범위를 상기한 바와 같이 주의해서 설계해 두면, 회전수가 변화해도 보정체(7)는 원래의 수정위치에 최종적으로는 자리잡게 된다(고정된다). 그러나, 보정체(7)에 가해지는 마찰의 영향을 작게하기 위해 전동홈(17)의 전동면과 보정체(7) 사이의 마찰력을 낮게 하고 있으므로, 보정체(7)가 자리잡을 때까지 어느 정도의 시간이 필요하다. 이 보정체(7)가 가감속에 의 해 회전하기 시작해서 자리잡을 때까지의 시간이 픽업(8)이 이동하는 시크시간보다 커지면 진동이 불안정한 상태에서 데이타의 리드를 실행하지 않으면 안되게 되어 장치 자체의 신뢰성을 열화시키는 것으로 이어진다. 그래서, 보정체(7)의 고정기구를 마련하고 한번 수정을 실행하여 이 상태에서 보정체(7)를 고정시킬 수 있으면 이상과 같은 문제를 해결할 수 있다.

제2클램프(20)는 제1클램프(19)와 동시에 회전하면서 상하로 이동할 수 있도록 제1클램프에서 연장한 중공에 있어서 외측에 제1클램프홈(24)을 갖는 제1클램프의 중공축(22)에 제2클램프의 돌기(23)부가 정확히 끼워맞춰지도록 조립된다. 또, 제1클램프(19)와 제2클램프(20) 사이에는 스프링(26)이 마련되어 있고, 상하에 힘이 가해지지 않는 상태에서는 제1클램프(19)와 제2클램프(20)는 열린 상태로 되어 있다. 제1클램프(19)에 마련되어 있는 보정체(7)의 전동홈(17)과 정면으로 대향하는 제2클램프(20)의 위치에는 제2클램프(20)가 내려오면 제1클램프(19)의 볼의 전동홈(17)의 전체 둘레에 걸쳐서 삽입되도록 전동홈(17)보다는 폭이 좁은 다수의 톱니(21)이 마련되어 있다. 이 톱니(21)의 간격은 보정체(7)의 직경보다 약간 넓게 원주상에 등분할되어 있다. 톱니(21)의 높이는 제1클램프(19)와 제2클램프(20)가 닫힌 상태에서 전동홈(17)의 바닥과 톱니(21)의 선단의 간극이 보정체(7)의 반경보다 작아지도록 구성된다.

제1클램프(19)와 제2클램프(20)가 열린 상태에서는 보정체(7)는 전동홈(17)내를 자유롭게 이동할 수 있지만, 이것이 닫히면 보정체(7)는 제2클램프(20)의 톱니(21)와 톱니(21) 사이에 끼여 이동할 수 없게 된다. 제1클램프(19)와 제2클램프 (20)를 연 상태에서 오버크리티컬 조건에 의해 불균형보정을 실행하고, 보정체(7)를 고정된 상태로 제1, 제2클램프(19),(20)를 닫으면 이 보정체(7)의 보정된 조건을 유지할 수 있다. 제1, 제2클램프(19),(20)의 개폐는 상기 유닛기구(18)의 디스크(2)의 이젝트시의 상하이동을 사용해서 실행한다. 종래의 장치에서는 디스크(2)의 삽입시에 스핀들모터(14)가 디스크(2)를 방해하지 않도록 유닛기구(18)가 하측으로 대피하고, 디스크(2)의 삽입이 완료한 시점에서 유닛기구를 동작상태 높이까지 들어올리고, 스핀들모터(14)에 마련한 자석(27)과 클램퍼에 마련한 자성체(6)의 흡인력에 의해 디스크(2)를 클램프하고 있었다. 이들 동작은 샤시(11) 및 유닛기구(18)에 마련된 기어, 캠기구와 모터에 의해 실행된다. 본 실시예에서는 대피상태에서 유닛기구(18)가 위쪽 방향으로 이동하고, 상기 제1클램프(19)는 스핀들모터(14)의 자석(27)에 의해 흡착되고, 디스크(2)를 고정시켜 디스크(2)가 회전 가능하지만, 제1클램프(19)와 제2클램프(20)는 열리고 보정체(7)는 자유롭게 움직일 수 있는 상태(이하, 보정모드) 및 유닛기구(18)가 또 이동하여 제1클램프(19)와 제2클램프(20)가 닫히고 보정체(7)가 고정되는 상태(이하, 정격모드라 한다, 도 5b 참조)를 만드는 것을 특징으로 한다.

이하, 동작에 대해서 설명한다. 디스크(2)가 삽입될 때에는 유닛기구(18)는 가장 내려간 상태에 있다. 디스크(2)의 삽입에 따라 유닛기구(18)는 위쪽으로 이동하고, 상기 보정모드에서 일단 정지한다. 이 상태에서는 제1클램프(19)가 동작하고 디스크(2)는 클램프된다. 이 상태에서 제1클램프(19)와 제2클램프(20)는 도 4a에 도시한 바와 같이 열린 상태이고 보정체(7)는 전동홈 (17)내를 자유롭게 이동할 수 있다. 픽업(8)은, 디스크(2)의 위치관계는 확립되어 있다. 스핀들모터(14)에 의해 디스크(2)의 회전을 개시하고, 회전계의 고유진동수 ωn을 초과한 오버크리티컬상태에서 정속 회전을 실행한다. 이 회전수는 상기한 방진다리(13)의 감쇠특성을 고려하여 결정되지만, 이 장치 자체의 정격회전수와는 관계없이 결정할 수 있다. 보정체(7)가 보정위치에 고정된 시점에서 회전을 유지한 채로 유닛기구(18)는 더 위쪽으로 이동하고 정격모드에서 정지한다. 제1클램프(19)와 제2클램프(20)는 유닛기구(18)의 이동에 의해 서서히 닫혀져 정격모드에 있어서 보정체(7)는 제2클램프(20)에 마련되어 있는 톱니(21)에 의해 보정위치에서 고정된다. 이와 같이 균형보정이 실행된 위치에서 보정체(7)를 고정시켜 버리면 선속도를 일정하게 위기 위해 픽업(8)의 위치에 따라 회전수를 변동시켜도 보정체(7)가 이동하는 일이 없어 시크성능을 열화시키는 일은 없다.

본 실시예에서 가속도 센서 등의 진동센서를 부가하는 것에 의해, 조작성을 개선할 수 있다. 예를 들면, 진동센서를 유닛기구(18)에 부착한다. 진동센서를 마련한 경우의 동작을 이하에 설명한다. 디스크(2)가 삽입되면 유닛기구(18)는 정격위치까지 이동하고, 보정체(7)는 임의의 위치에서 고정된다. 그 후, 모터가 회전을 개시한다. 이 상태에서 진동측정을 실행하여 진동의 레벨이 작다고 판단된 경우에는 이대로 데이타의 리드를 실행한다. 진동레벨이 큰 경우에는 보정모드까지 유닛기구(18)를 내리고, 그 후에는 상기한 진동센서가 없는 상태와 마찬가지의 순서로 불균형보정을 실행한다. 이와 같이 진동센서가 있는 경우에는 모든 디스크(2)에 대해서 보정을 실행할 필요가 없으므로 이 경우에는 디스크(2)의 삽입부터 데이타의 리드개시까지를 신속하게 실행할 수 있다.

다음에, 도 5에 도시한 반경이 다른 2개의 전동홈(17a),(17b)을 마련하고 이 각각의 전동홈에 보정체(7a),(7b)를 1개씩 삽입한 경우에 대해서 설명한다.

1개의 전동홈(17)에 여러개의 보정체(7)를 삽입하면 각각의 보정체(7)가 불균형 보정시에 서로 충돌하여 불안정한 현상을 발생한다는 문제가 있다. 또, 자성의 보정체(7)를 사용한 경우에는 자성을 띠고 있으므로 보정체(7)끼리 흡착해 버리는 문제가 있다. 전동홈(17)을 여러개 마련하고 1개의 전동홈에 1개의 보정체(7)를 삽입하는 것에 의해 이상의 문제를 해결할 수 있어 보정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 불균형 보정기구를 스핀들모터의 턴테이블에 마련한 경우에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다.

광디스크에 있어서의 디스크 회전계는 스핀들모터, 기록매체로 되는 원반형상의 디스크(2) 및 턴테이블(15)에 디스크(2)를 고정시키기 위한 디스크 클램퍼(3) 및 디스크 미끄럼방지용 고무(39) 등으로 구성되어 있다. 스핀들모터는 디스크(2)를 유지하는 턴테이블(15)과 이 턴테이블(15)에 압입되어 있는 회전축으로 되는 축(37), 또 축(37)에 고정된 회전자(36)부로 이루어진다. 이 회전자(36) 내부에는 스핀들모터의 회전구동력을 발생하는 자기회로가 구성되어 있고, 회전부로 되는 회전자(36)부에는 다극의 자성을 띤 원통형의 자석이 부착되어 있다. 회전자 내부에는 고정부로 되는 코어 및 코일이 고정자 기판(38)에 고정되어 있다.

축(37)은 고정측보다 볼 축받이 또는 미끄럼 축받이로 이루어지는 축받이 (43)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 또, 고정부는 스핀들모터 제어기판이 부착되어 있는 고정자기판(38)상에 고정되어 있다. 여기에서, 도면에 도시한 불균형 보정기구를 내장한 턴테이블(15)에 대해서 상세하게 설명한다.

턴테이블(15)상에는 링형상의 홈이 마련되어 있고, 이 링형상의 홈내에 디스크 고정자석(41)이 마련되어 있다. 턴테이블(15)에 디스크(2)를 탑재한 상태로 위쪽에서 디스크 클램퍼(3)에 의해 디스크(2)를 사이에 끼워넣어 고정한다. 이것은 디스크 고정자석(41)과 대향한 디스크 클램퍼(3)내의 흡인용 철판(34)에 의한 자기흡인력을 이용하고 있다. 턴테이블(15)의 더욱 외측에도 링형상의 홈(전동홈)을 마련하고, 이 홈내에 불균형을 보정하기 위한 보정체(균형볼)(7)가 삽입되어 있다. 이 보정체를 삽입한 홈은 외부에서 먼지 등이 침입하지 못하도록 방진커버(35)에 의해 완전히 밀봉상태로 되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 디스크(2)의 불균형에 의해서 발생하는 불균형 진동은 축(37)의 진동회전에 의해 디스크의 직경방향으로 작용한다. 턴테이블(15)내에 불균형 보정기구를 내장하면 상술한 보정체(7)도 회전축에 대해서 원심방향으로 작용한다. 이 2가지 힘은 대략 한 평면내에 구성할 수 있으므로 축(37)에 회전모멘트를 발생시키지 않고 불균형을 보정할 수 있다. 또, 턴테이블(15)내에 마련하는 링형상의 홈은 완전히 회전축으로 되는 축(37)에 고정되어 있어, 회전축에 대한 동심원 가공이 용이하고 회전에 대한 링형상 홈의 편심을 작게할 수 있다.

다음에, 삽입하는 보정체(7)의 동작을 도 10을 사용해서 설명한다.

도 10은 상기 턴테이블(15)에 마련한 링형상의 홈에 삽입되는 보정체(7)의 구성에 대해서 도시한 도면이다.

본 불균형 보정기구에는 보정체(7)가 적어도 2개 이상 삽입되어 있다. 또, 보정체(7)로서는 자계의 영향을 받지 않도록 비자성의 진원(眞圓) 강철구를 사용하고 있다. 예를 들면, 도면중의 아래쪽 방향에 디스크 불균형이 있는 경우, 디스크 불균형력은 원심력방향(도면중 화살표방향)으로 작용한다. 이에 반해, 이상적인 보정상태에서는 도면에 도시한 바와 같이 각 보정체(7)는 디스크 불균형과는 반대방향에 위치한다. 이 때의 불균형 보정력은 각 보정체(7)에 작용하는 원심력의 디스크 불균형방향과는 반대의 분력이다. 보정체가 여러개인 경우에는 각 보정체의 분력의 총합이 불균형 보정력으로 된다. 따라서, 링형상의 홈에 배치된 보정체가 원심력에 의해 부착되는 궤도면과 접하고 각 보정체가 인접한 상태에서 양끝의 보정체(7a),(7b)의 위치가 회전중심에 대해서 디스크 불균형과는 직각방향인 경우에는 보정방향의 성분이 0으로 된다. 즉, 여러개의 보정체가 보정방향에 배치되어 있는 경우, 양끝의 보정체는 링형상의 홈내에서 180도 이하로 되도록 보정체의 형상과 수를 결정할 필요가 있다. 본 실시예에서는 일반적인 CD-ROM용 디스크 불균형량을 가미해서 최악의 경우라도 1gcm 정도로 하고, 현상태(現狀)의 스핀들모터용 턴테이블(15)에 의해 실현가능한 홈형상(균형볼 궤도의 외경 25mm 정도)으로서 보정체(7)는 직경이 2~3mm 정도인 스테인레스제의 강철구(剛球)를 8~15개 정도로 하였다. 이 보정체에 의한 보정효과는 0.5~0.8gcm 정도이고, 1gcm의 디스크 불균형의 경우에도 0.5~0.2gcm의 불균형 하중에 상당하는 진동으로 억제할 수 있다. 보정체에 비중이 무거운 재질이나 보정궤도 직경을 크게 하는 것에 의해 더욱 보정력을 높이는 것도 가능하다. 또, 불균형보정에 보정체로서 균형볼과 같은 구체를 사용해서 설명했지만 구체에 한정되지 않고, 보정홈을 마찰력이 작게 이동가능한 것이면 좋고, 또 유체를 사용해도 좋은 것은 물론이다.

또한, 앞서 기술한 클램프부에 불균형 보정기구를 마련한 실시예와 마찬가지로, 디스크의 교환빈도가 적은 경우에는 불균형 보정후에 보정체를 고정시키는 구성으로 해도 좋다.

본 실시예의 장치에서는 도 2에 도시한 유닛기구샤시(11)를 유닛기구홀더(12)에 4개의 방진다리(13a),(13b),(13c),(13d)를 사용해서 지지한 지지계 구성으로 되어 있다. 이 지지계의 고유진동수를 ωn으로 하면, 스핀들모터가 회전을 개시하고 회전주파수 ω가 상기 고유진동수 ωn을 초과하기 전의 영역 ωnω에 있어서, 보정체(7)는 디스크 불균형측으로 이동한다. 지지계는 1차의 진동계로서 고유값을 초과하면 위상이 180도 반전하므로, 스핀들모터가 지지계의 고유진동수 ωn을 초과하는 회전주파수 ω의 경우에는 보정체에는 디스크 불균형방향과는 반대측을 향하는 힘이 작용한다. 따라서, ωnω의 영역으로 되는 스핀들모터의 회전수일 때, 보정체는 불균형을 보정하는 방향으로 이동한다. 이 원리를 이용한 본 실시예의 불균형보정은 지지계, 특히 방진다리(13)의 특성으로서 지지계의 고유진동수의 설정, 고유진동수를 초과한 주파수대역에 있어서의 위상의 회전법 등이 매우 중요하게 되고 있다.

도 9는 앞서 설명한 방진다리의 진동전달특성을 도시한 도면이다. 도 8에 기재한 링형상 홈에 배치되어 있는 보정체(7)는 스핀들모터의 회전주파수 ω가 방진 다리(13)에 의한 고유진동수 ωn 이하인 영역에 있어서 디스크 불균형에 의한 원심력에 의해 도면에 도시한 바와 같이 불균형방향으로 작용한다. 고유진동수 ωn을 초과하면 위상이 반전해서 180도 회전하므로, 상기 원심력은 불균형과는 반대방향으로 작용하고 보정체는 불균형 보정방향으로 이동한다.

다음에, 지지계의 고유진동수의 설정에 대해서 설명한다. 불균형 보정기구의 작용에 대해서 설명한 바와 같이, 지지계의 고유진동수는 디스크의 회전주파수보다 낮게 설정되어야 한다. CD-ROM 또는 DVD 등의 대물렌즈 액츄에이터는 대물렌즈를 디스크의 면진동 또는 디스크의 편심에 추종시키기 위해, 대물렌즈에는 2축방향의 자유도를 부여하고 있다. 구체적으로는 상기 각 방향에 자유도를 갖는 서스펜션에 의해 지지하고 있는 것이 일반적이다.

이 서스펜션계의 고유진동수는 디스크(2)의 사양인 면진동 ±500μm, 편심 ±70μm의 회전 1차성분에 추종시킬 수 있도록 액츄에이터의 직류감도를 결정하므로, 약 30Hz 이상으로 설정한다. 또, 최근 불균형진동이 나타나게 된 8배속 CD-ROM 이상의 회전수로 불균형보정을 실행하므로 8배속의 회전주파수를 70Hz 이하로 하였다.

다음에, 지지계의 감쇠특성에 대해서 설명한다. 방진다리(13)에 감쇠가 큰 재료를 사용한 경우, 감쇠효과에 의해 지지계의 고유진동수를 회전주파수가 초과한 상태에서의 위상의 회전이 느려 점선으로 나타낸 바와 같은 특성으로 된다. 즉, 보정체(7)는 불균형방향에 대해서 위상이 완전히 회전되지 않는 분만큼 이상적인 위치에 고정되지 않아 충분한 보정효과가 얻어지지 않는다. 그래서, 보정체(7)를 사 용한 불균형보정에서는 도면중의 실선으로 나타낸 바와 같이 종래의 방진다리(13)보다 감쇠가 작은 탄성부재에 의해 지지하는 것이 바람직하다. 이 감쇠는 작은 탄성부재에서는 회전주파수가 고유진동수를 초과하면 감쇠가 큰 방진다리에 비해 위상의 회전이 빨라 거의 이상적인 보정위치로 보정체(7)가 이동한다.

그래서, 진동수비(회전주파수 ω/지지계의 고유진동수 ωn)과 감쇠율에 의한 진폭배율 및 위상특성에 대해서도 도 11을 사용하여 설명하고, 본 균형보정에 필요한 방진다리(13)의 특성에 대해서는 도 12를 사용하여 설명한다.

예를 들면, 방진다리(13)에 의한 지지계의 고유진동수를 30Hz로 하고, 10배속의 CD-ROM 상당의 매분 5500회전(약 90Hz)의 디스크회전수를 상정한다. 진동수비는 90/30=3배로 되고, 위상의 회전이 170도 이상인 경우를 고려하면 감쇠비 ζ는 0.2 이하로 해야 한다. 감쇠비 ζ가 0.2일 때, 진폭배율은 2.5배 정도이다. 따라서, 상기 조건에서는 방진다리(7)의 공진점에서의 전달특성의 상승량을 2.5배(8dB) 이상으로 해야 한다.

도 12는 구체적인 방진다리에 사용하는 탄성부재의 재질에 의한 공진점에서의 전달율을 도시한 것이다. CD-ROM 또는 DVD드라이브 등의 방진다리의 탄성부재는 일반적으로 부틸계 고무가 사용되고 있다. 이것은 앞에서도 기술한 바와 같이 외부로부터의 여진력을 내부로 전달하지 않도록 감쇠율이 큰 방진다리로 하기 위해서이다. 예를 들면, 실제의 장치에 조립되어 있는 고무의 경도가 30도인 부틸계의 고무를 사용한 방진다리에서는 도면에 있어서 실선으로 나타낸 바와 같이 공진점에서의 진폭배율(전달율)이 2배 정도이다. 이 경우, 도 11에서 감쇠비 ζ가 0.25 정도로 되고 진동수비가 3배인 것으로 상정하면, 위상이 160도 정도밖에 회전하지 않아 불균형 보정용의 보정체(7)가 이상적인 보정상태로는 되지 않는다.

이에 반해, 고무 경도가 20도인 실리콘계의 고무를 사용한 경우에도 도면중 점선으로 나타낸 바와 같이 7배(도 11의 특성에서 밴드폭방향에 따라 감쇠율을 구하면 ζ=0.0.6) 정도이고, 또 고무 경도가 30인 실리콘계 고무에서는 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 약 20배(도 11의 특성에서 감쇠율을 구하면 ζ=0.03)이다. 이와 같이 실리콘계의 방진다리에서는 감쇠비 ζ를 0.06~0.03 정도로 하는 것이 용이하며, 실리콘계의 방진다리를 사용한 경우에는 상기와 마찬가지의 조건에서 위상은 대략 180도 회전하고, 보정체는 이상적인 보정위치로 이동한다. 일반적인 방진다리의 형상으로 공진점에서의 진폭배율을 2.5배 정도로 높이는 것은 부틸계의 고무에서는 곤란하고, 실리콘계의 고무를 사용하는 쪽이 좋다는 것을 알 수 있다. 또, 실리콘계 고무는 온도특성도 우수하고 신뢰성이 높은 디스크장치를 제공할 수 있다. 또한, 마찬가지의 효과를 얻기 위해 실리콘계의 고무 이외에 감쇠율이 작은 불소계의 고무를 사용해도 좋다.

도 13은 방진다리의 1실시예의 단면형상을 도시한 도면이다. 방진다리(13)는 중앙에 잘록한 부분(necking)을 마련한 구조로 하고 있다. 상기 방진다리의 잘록한 부분을 유닛기구샤시(11)로 지지하고, 유닛기구홀더(12)상에 마련한 보스부(44)에 방진다리(13)를 위에서부터 고정나사(40)에 의해 고정하고 있다. 고정나사(40)과 방진다리(13)의 내면측에는 간극을 마련하고 있다. 이와 같은 구조에 의해 유닛기구샤시(11)과 유닛기구홀더(12)는 방진다리(13)에 의해 탄성지지되고 있다. 이 방 진다리(13)의 재료로서 앞서 기술한 실리콘계 고무 또는 불소계 고무를 사용하는 것에 의해, 앞서 기술한 불균형 보정기구를 동작시켜 고정밀도의 불균형 보정을 실행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 불균형 보정기구를 턴테이블(15)에 내장한 구성으로 하는 것에 의해 드라이브기구를 대폭으로 개조하는 일 없이 불균형보정을 실행할 수 있다. 또, 턴테이블(15)에 홈을 마련하므로 홈가공은 회전중심에 대해서 편심하지 않아 진원을 만들기 쉽다. 보정체(7)에 비자성의 강철구를 사용하는 것에 의해, 보정량은 각 보정체의 질량점(mass point)계의 합계로 되므로 보정량을 크게 취할 수 있다. 또, 비자성이므로 각 보정체가 자기흡착하지 않아 전동에 대한 신뢰성이 높다. 또, 감쇠가 작은 실리콘계 또는 불소계의 고무를 방진다리에 사용하는 것에 의해 지지계의 고유값 계산이 용이하고 고주파수 대역에 있어서의 방진효과가 크다. 또, 실리콘계 또는 불소계 고무를 사용하는 것에 의해 온도특성이 안정하게 되고 경시변화가 작으므로 수명이나 신뢰성이 향상한다.

도 14는 불균형 보정기구의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 본 실시예는 도 3의 실시예와 마찬가지로 불균형 보정기구를 디스크 클램퍼(3)부에 마련한 것이다.

도 3의 실시예와 다른 점은 클램퍼홀더(4)측에 보정체(균형볼)를 고정시키기 위한 톱니(21)를 마련하지 않은 구성으로 한 점이다. 즉, 본 구성에서는 앞서 기술한 실시예와 마찬가지로 방진다리에 의해 지지계의 진동을 이용해서 불균형 볼을 180도 위상이 역전하는 원리를 사용해서 불균형을 보정하도록 한 것이다.

효과 등은 상기한 설명과 마찬가지이다. 단, 보정체를 삽입하는 홈이 회전중 심에 대해서 진원으로 되기 어렵다는 결점이 있다.

도 15는 불균형 보정기구를 모터의 회전자(36)의 측면에 마련한 실시예이다. 보정체의 삽입홈을 마련한 링형상의 부재(42)를 회전자(36)에 끼워넣은 것이다. 회전자(36)내부에 링형상의 홈을 갖는 부재(42)와 상기 홈내에 보정체(7)를 마련한 구조로 하는 것도 가능하다.

이 경우, 회전자(36)내에 축(37)을 지지하고 있는 축받이(43)이 있으므로, 축(37)에 가해지는 모멘트를 작게할 수 있어 축받이의 수명이 향상한다. 보정체(7)에 유체를 사용한 경우에는 상하방향의 치수를 크게 취할 수 있으므로 보정체의 체적을 증가시킬 수 있어 보정효과를 크게할 수 있다. 또, 도시하지는 않지만 축(37)을 축받이(43)부보다 아래쪽으로 연장하고, 이 축(37)부에 상술한 불균형 보정기구를 마련해도 좋다.

도 16에 본 발명의 다른 실시예의 단면도를 도시한다. 본 실시예에서는 불균형 보정기구를 턴테이블(15)에 마련하고, 보정체(7)를 유지하는 유지부재(45)를 마련한 것이다. 그밖의 부분은 도 8과 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 여기에서는 이 유지부재(45)의 동작과 그 효과에 대해서 설명한다. 본 도면의 상태는 디스크의 회전수가 회전지지계의 공진점에 도달하기 전의 상태를 도시한 것이다.

본 실시예에서는 유지부재(45)는 탄성재로 외주부(선단부)에 구부림부를 마련한 판스프링에 의해 제작되어 있다. 회전지지계의 공진점까지의 디스크회전수에서는 보정체(7)를 상기 판스프링에 의해서 전동홈쪽으로 눌러 이동하지 않도록 유지하고 있다. 이 누름력은 보정체와 궤도면과의 회전저항, 접촉마찰력을 약간 상회 하고 있는 정도로 좋다.

디스크의 회전수가 공진점을 초과한 회전수에 도달하면, 상기 판스프링의 선단부에 회전에 의한 원심력이 작용하고, 구부림선단부가 수평방향으로 변형하기 시작한다. 이 때문에, 보정체(7)에 작용하고 있던 누름력이 없어져 보정체(7)가 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 공진점을 초과한 회전수일 때에는 앞서 설명한 바와 같이 보정체는 디스크 불균형 방향과는 180도 반대방향으로 이동하게 되어 불균형을 보정할 수 있는 것이다.

이와 같이, 공진점 앞까지 보정체를 유지하는 이유는 디스크 회전수 가변제어방식(예를 들면, 선속도 일정방식을 사용한 CD-ROM 또는 DVD-ROM, RAM드라이브 등)의 경우에 있어서 회전지지계의 공진점을 통과할 때 발생하는 보정체의 전동에 의한 진동을 억제하기 위함이다. 또, 디스크 일정 회전 제어방식(예를 들면, 각(角)속도 일정방식을 사용한 MO 또는 고속 CD-ROM드라이브등)의 경우는 회전수가 급격히 상승하지만, 전자와 마찬가지로 회전지지계의 공진점 통과시에 발생하는 보정체(7)의 전동에 의한 진동을 억제하기 위함이다. 또, 공진점을 완전히 통과한 후에 보정체(7)를 해방시키므로 불균형방향에 작용하는 힘이 작용하지 않고 보정방향에만 힘이 작용하도록 할 수 있으므로 안정하게 디스크의 불균형보정을 실행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 디스크장치는 디스크의 불균형을 포함하는 회전계의 불균형을 자동으로 보정할 수 있고, 회전계에서 발생하는 불균형 진동을 작 게할 수 있다. 이것에 의해, 불균형 진동에 의해서 발생하는 포커스에러나 트랙킹에러를 억제할 수 있음과 동시에 장치의 진동 및 소음을 작게할 수 있다. 또, 본 불균형 보정기구를 사용한 디스크장치는 고속정보전송화에 따른 디스크의 고속회전화를 도모할 수 있고, 정보의 고밀도화에 따른 위치결정의 정밀도 향상도 도모할 수 있다.

Claims

교환가능한 기록매체를 회전시키는 스핀들 모터와; 상기 스핀들 모터에 상기 교환가능한 기록매체를 클램핑하는 클램프와; 상기 기록매체상에서 광학 데이터를 판독하는 픽업과; 상기 픽업용 구동시스템과; 상기 스핀들 모터의 회전 중심과 동심의 회전 궤도를 이동하는 적어도 1개의 불균형 보정요소를 가지고, 상기 기록매체의 불균형을 회전에 의해 수정하는 불균형 보정기구를 구비하고, 기록매체의 삽입시에, 상기 스핀들 모터, 픽업 및 구동계로 이루어진 유닛기구를 기록매체의 회전축방향에 있어서 상기 클램프의 반대측으로 퇴피시켜, 기록매체의 클램프 시에 상기 유닛기구를 상기 회전축방향에 있어서 상기 클램프측으로 이동시켜, 기록매체의 주속도(周速度)가 일정한 조건하에서 상기 기록매체를 구동하는 디스크형 기억장치에 있어서,

상기 회전 궤도는 상기 클램프상에 형성되고, 상기 회전 궤도의 주변방향에서 등간격으로 상기 궤도와 대향하는 위치에 설치된 티스(teeth: 톱니)를 가지고, 상기 회전 궤도 내로 들어가는 상기 티스 사이에서 상기 불균형 보정기구를 고정하는 고정부재가 설치되며, 상기 유닛기구는 상기 이동기구에 의해 상기 기록매체가 클램프된 위치로부터 상기 회전축의 방향으로 더 이동될 때, 상기 고정부재의 상기 티스가 상기 회전 궤도 내로 들어가게 되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기억장치.
제 1 항에 있어서,

상기 불균형 보정기구는, 상기 기록매체와 상기 스핀들 모터로 구성되는 회전시스템의 진동주파수가 상기 기록매체의 회전주파수보다 낮은 상태에서 동작되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록장치.
제 1 항에 있어서,

상기 불균형 보정기구는, 각각 상이한 반지름의 회전 궤도를 갖는 적어도 2개의 상기 불균형 보정요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록장치.
제 1 항에 있어서,

적어도 1개의 진동 검출수단(진동 센서)을 설치하여, 상기 기록매체가 로드된 후, 임의의 속도로 회전될 때 생성되는 진동을 상기 진동 검출수단에서 검출하고, 상기 검출수단의 출력이 소정의 값 이하일 때, 상기 불균형 보정기구의 동작없이 상기 기록매체에 대해서 데이터가 기록되거나 또는 재생되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기록매체의 속도는, 4,000rpm 이상인 것을 특징으로 하는 디스크형 기록장치.