KR100641089B1 - 광디스크드라이버의자동조심장치 - Google Patents

광디스크드라이버의자동조심장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크를 자동으로 조심하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치는 디스크의 구동모드에 따라 자석의 자력을 가변시키는 자력가변수단을 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치는 정선속도 방식(CLV)과 같이 디스크 내/외주간 회전속도가 다른 경우, 다양한 재생모드를 갖는 경우, 이종 디스크들을 재생하는 경우 및 기록모드와 재생모드 각각에서 회전속도가 달라지는 경우에 적응적으로 대응하여 진동을 억제할 수 있게 된다.

Description

광디스크 드라이버의 자동 조심장치
본 발명은 디스크를 광학적으로 억세스하여 정보를 기록하거나 재생하는 광디스크 드라이버에 관한 것으로, 특히 디스크를 자동으로 조심하는 장치에 관한 것이다.
광디스크 드라이버의 정보 전송속도는 화상과 동화상 정보를 다량 처리하게되는 멀티미디어화 추세에 따라 고속화가 요구되고 있다. 광디스크 드라이버의 전송속도는 디스크의 회전수를 높이는 것에 의해 고속화될 수 있다. 최근, 광디스크 드라이버의 회전속도는 꾸준히 고속화되어 가고 있다.
회전속도를 고속화하기 위해 극복하여야만 되는 최대 과제는 회전속도에 따라 지수적으로 증가되는 언발런스 진동이다. 광디스크 드라이버는 디스크를 자유롭게 교체하여 정보를 기록하거나 재생할 수 있다는 것이 하드 디스크 드라이버(Hard Disc Driver : HDD)와 다른 것들 중 하나이다.
통상, 디스크는 대량으로 프레스에 의해 제작된다. 이러한 디스크는 두께의 불균일 정도, 디스크 내경과 외경의 동심도의 불균일 정도는 물론 디스크 상에 인쇄되는 문자들에 의해서도 질량이 언발런스될 수 있다. 이와 같은 언발런스 질량이 크게 되면 디스크 회전시 디스크를 포함한 회전계의 중심과 회전중심이 불일치하게 된다. 회전계의 중심과 회전중심의 불일치는 디스크 회전시 언발런스 진동을 야기시킨다.
언발런스 진동을 발생시키는 원심력 F는 언발런스 질량위치와 회전중심 사이의 거리를 R, 회전체의 질량을 M 및 회전수를 ω라 할 때 다음의 수학식과 같게 된다.
F=MRω2
수학식1을 통하여 알 수 있는 바, 언발런스 진동은 회전수의 제곱승에 비례하여 발생하게 된다. 이에 따라, 고속회전시에는 언발런스 진동이 급격하게 커지게 된다. 이러한 언발런스 진동은 재생모드 또는 기록모드에서 광픽업계를 가진시켜 재생신호의 열화를 초래하고 서보를 어렵게 하는 등 정상적인 정보의 기록/재생을 어렵게 하는 주요한 원인으로 나타난다. 또한, 언발런스 진동은 소음을 유발시키게 되고, 시스템 자체를 진동시켜 시스템의 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다. 이에 따라, 광디스크 드라이버는 언발런스 진동에 의해 어느 한계 회전수 이상으로 고속화되기 어렵게 된다.
이러한 언발런스 진동을 해결하기 위하여, 다수의 볼들이 가지는 질량으로 디스크의 언발런스 질량을 보정함으로써 회전계의 중심과 회전중심을 일치시키기는 자동 조심장치가 개발된 바 있다. 이와 같은 자동 조심장치는 볼 발런서(Ball Valancer)로서 널리 알려져 있으며 고속화될수록 많은 광디스크 드라이버에 장착되고 있다.
도 1을 참조하면, 디스크(1)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(4)와, 디스크(1)를 스핀들 모터(4)의 턴테이블(6)에 밀착·고정시키기 위한 클램프 장치(20)를 구비하는 디스크 회전장치가 도시되어 있다. 이 스핀들 모터(4)와 클램프 장치(20)는 디스크(1)를 포함하여 회전계를 이루게 된다. 스핀들 모터(4)에서 중앙 원추체(8)는 턴테이블(6)에 디스크(1)가 탑재될 때 디스크(1)의 내경홀에 끼워지게 된다. 이 중앙 원추체(8)에는 클램프 장치(20)와 상호 자기적으로 붙으려는 힘에 의해 디스크(1)를 턴테이블(6)에 밀착시키는 자성철편(16)이 취부된다. 클램프 장치(20)는 전술한 볼 발런서가 장착되어 고속 회전시 자동조심 역할을 함과 아울러 디스크 회전시 디스크(1)가 턴테이블(6) 상에서 슬립(slip)되지 않도록 디스크(1)를 턴테이블(6)에 밀착·고정시키게 된다. 이를 위하여, 클램프 장치(20)는 클램퍼(10), 클램프커버(12), 다수의 스틸볼들(14) 및 영구자석(18)을 구비하게 된다. 영구자석(18)은 일반적으로 희토류계열의 소결자석으로 제작되며 자성철편(16)에 붙으려는 자기적인 힘을 발생하게 된다. 이 영구자석(18)은 클램퍼(10)를 사이에 두고 스틸볼들(14)을 회전축 방향으로 끌어당기는 볼유지력 Fm을 발생시키게 된다. 스틸볼(14)은 클램퍼(10)와 클램프커버(12)에 의해 환형띠 형상으로 마련된 궤도(22)를 따라 자유롭게 이동될 수 있게 궤도(22) 상에 수납된다.
기록 또는 재생모드에서 스핀들 모터(4)가 구동되면 스핀들 모터(4)의 회전축에 압입된 턴테이블(6)이 회전함과 아울러, 디스크(1) 및 클램프 장치(20)가 회전하게 된다. 이들로 이루어진 회전계의 중심은 회전중심 사이의 편차가 발생하게 된다. 회전계가 고속으로 회전하여 고유 진동수 ωn을 초과하게되면 회전계의 중심과 회전중심 사이의 편차는 디스크(1)는 물론 회전계를 진동시키게 된다.
스틸볼들(14)은 회전계의 고유 진동수 ωn 내의 회전속도 범위에서는 영구자석(18)으로부터 발생되는 볼유지력 Fm에 구속되어 클램퍼(10)의 내주측 측벽 쪽에 위치하게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 회전계의 회전중심으로부터 최소의 거리로 위치하게 된다. 회전계가 고유 진동수 ωn을 초과하여 회전하게 되면 스틸볼들(14)에 작용되는 원심력 F가 커지게 된다. 이 원심력 F가 영구자석(18)으로부터 발생되는 볼유지력 Fm보다 커지게 될 때 스틸볼들(14)은 외주측으로 이동하게 됨과 아울러 회전계의 회전중심을 사이에 두고 회전계의 언발런스 질량과 반대 위치로 이동하여 회전계의 언발런스를 보정하게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 회전계의 회전중심으로부터 최대의 거리로 위치하게 된다.
볼 발런서를 이용한 자동 조심원리를 도 2 내지 도 6을 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에서 회전축 중심 선 "A-B"상의 회전중심 0와 회전원판의 언발런스 질량점 G 사이의 편심거리가 0G이고 임의의 질량 m을 가진 두 개의 스틸볼들(14)은 궤도(22) 상에서 자유롭게 움직일 수 있게 설치된다. 이 때, 두 개의 스틸볼(14)은 자동적으로 회전원판의 언발런스 질량점 G와 위상차를 가지는 위치에 위치하게 되므로 회전축의 진동 및 스핀들 모터(4)에 포함된 베어링의 동하중을 경감하게 된다. 이를 역학적으로 설명하면, 도 3 및 도 4에서 정지시의 회전계 중심을 0o, 변위시의 회전계 중심을 0라 하면 회전수 ω가 고유 진동수 ωn보다 낮은 회전속도 범위 내에서는 도 3과 같이 정시시와 변위시의 회전계 중심과 언발런스 질량점은 0o, 0, G 순서대로 위치하게 된다. 회전계가 임의의 회전수 ω로 회전하게 되면 스틸볼들(14)에는 원심력 F가 작용하게 된다. 이 원심력 F의 반경 방향과 접선 방향의 분력을 각각 Fn과 Ft라 하면 Fn은 스틸볼들(14)에 작용하는 회전원판의 항력과 평형을 이루게 되지만 접선성분의 분력 Ft에 의해 스틸볼들(14)은 회전계의 언발런스 질량점 G 쪽으로 이동하게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 회전계의 언발런스 질량을 가중시켜 진동을 유발시키된다.
이와 달리, 회전계의 회전수 ω가 고유진동수 ωn을 초과하게 되면 도 4와 같이 정시시와 변위시의 회전계 중심과 언발런스 질량점은 0o, G, 0 순서대로 위치하게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 접선성분의 분력 Ft에 의해 궤도(22)를 따라 이동하게 된다. 이동에 의해 스틸볼들(14)은 언발런스 질량점 G와 반대측에 위치하게 되어 회전계의 언발런스 질량을 자신의 질량으로 상쇄하게 된다. 회전계가 스틸볼들(14)의 질량변위에 의해 평형을 이루게 되면 변위시 회전계 중심 0는 정지시 회전계 중심 0o점에 일치하게 되고 접선성분의 분력 Ft은 "0"이 된다. 이 때, 회전계는 평형상태로 회전하게 된다.
도 5는 회전계가 고유 진동수 ωn을 초과하게 되면서 스틸볼들(14)이 움직이는 궤적을 나타낸다. 스틸볼들(14)은 회전 속도가 클수록 a에서 순차적으로 b 및 c 단계로 진행하게 된다. 즉, 스틸볼들(14)은 회전계의 회전수 ω가 고유 진동수 ωn 보다 낮은 경우 a 지점에 위치하게 되고 회전수가 고유 진동수와 일치될 때 b에 위치하게 된다. 그리고 회전수가 고유 진동수를 초과하게 되면 c에 위치하게 된다. 결과적으로, 스틸볼들(14)은 회전계의 회전수 대 고유 진동수(ω/ωn) 에 따라 a, b, c 각각의 위치에서 언발런스 질량 G에 대하여 각각 0°, 90°,180°의 위상차를 갖게 된다.
종래의 볼 발런서를 이용한 자동 조심장치는 전술한 바와 같이 영구자석(18)의 볼유지력 Fm이 회전수에 무관하게 고정되어 있기 때문에 회전속도가 달라지지 않거나 내/외주간 동일한 회전속도가 동일한 정 각속도 방식(Constant Linear Velocity : CAV)의 광디스크 드라이버에는 효과적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 재생만 가능하기 때문에 회전수가 기록모드 또는 재생모드에 따라 달라지지 않은 CD-ROM 드라이버에서는 볼 발런서가 효과적으로 회전계의 언발런스 질량을 상쇄하여 자동 조심하게 된다.
그러나 종래의 볼 발런서를 이용한 자동 조심장치는 정 선속도 방식(Constant Linear Velocity : 이하 "CLV"라 함)과 같이 디스크 내/외주간 회전속도가 다른 경우, DVD-ROM 등과 같이 다양한 재생 모드를 갖는 경우, 이종 디스크들을 재생하는 경우 및 기록 가능한 디스크에 있어서 기록모드와 재생모드 각각에서 회전속도가 달라지는 경우에는 볼 유지력 Fm이 회전속도의 변화에 따라 가변될 수 없기 때문에 오히려 회전계의 언발런스를 가중시키는 결과를 초래한다. 즉, 디스크 매체의 종류에 따라서 또는 재생모드와 기록모드에서 달라지는 회전속도에서 스틸볼들(14)의 이동시점이 고유 진동수 ωn을 초과하는 회전속도 범위가 아닌 고유 진동수 ωn 이내의 회전속도 범위에서 나타날 수 있다. 이 경우, 스틸볼들(14)의 질량 m에 의해 고유 진동수 ωn 이내의 영역에서 회전계의 언발런스를 가중시키게 되고 고유 진동수 ωn을 초과하는 회전속도 범위에서는 스틸볼들(14)의 전동에 의한 자려 진동이 발생할 수 있다. 여기서, 스틸볼들(14)의 전동이라 함은 회전계의 진동이 스틸볼들(14)의 진동을 유발하게 되는 것을 의미하며 이 스틸볼들(14)의 진동이 다시 회전계의 진동을 가진시키는 자려 진동으로 나타난다. 아울러, 종래의 자동 조심장치는 볼 유지력 Fm이 고정되기 때문에 임의의 회전속도에서 회전계가 진동하게 될 때에도 스틸볼들(14)이 볼 유지력 Fm에 의해 구속되어 진동이 발생하는 시점에 스틸볼들(14)이 이동하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 디스크 회전시 진동 발생을 억제하도록 하며, 특히 자석의 자력을 적절히 가변함으로써 디스크의 구동모드에 따라 다양하게 발생되는 진동 발생을 적절하게 억제할 수 있는 자동 조심장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디스크를 회전 구동하는 부재 중 적어도 하나의 부재에 이동 가능하게 구비되는 금속볼과; 금속볼과의 자력에 의하여 금속볼을 견인하는 전자석과; 전자석의 자력을 가변시키는 자력가변수단을; 포함하여 구성되는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치를 제공한다.
이는 금속볼을 끌어당기는 전자석의 자력을 가변시킴으로써, 디스크의 회전 모드 또는 디스크의 종류에 따라 다양하게 발생되는 디스크의 진동을 효율적이고 확실히 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도 7 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치를 나타내는 종단면도이다.
도 7을 참조하면, 디스크(1)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(40)와, 스핀들 모터(40)에 장착되는 볼 발런서가 도시되어 있다.
스핀들 모터(40)는 크게 회전자부와 고정자부로 나누어진다. 스핀들 모터(40)의 회전자부는 회전축(41), 자성철편이 취부된 중앙 원추체(42), 턴테이블(46), 로터요크(45) 및 주자석(44)으로 구성된다. 회전축(41)은 중앙 원추체(42) 및 턴테이블(46)에 압입되어 진다. 이 회전축(41)은 고정자부에 회전 가능하게 지지된다. 중앙 원추체(42)에 취부된 자성철편은 클램프 장치(110)와 상호 자기적인 힘에 의해 클램핑력(clamping force)을 발생시키는 역할을 한다. 턴테이블(46)은 상면에 디스크(1)가 안착되어 디스크(1)를 아래에서 지지하게 된다. 주자석(44)은 구동력 발생용 코일(43)을 쇄교하는 자속(magnetic flux)을 발생시켜 코일(43)과의 전자기 회로에서 회전자부를 회전시키는 회전력을 발생시키게 된다. 이 주자석(44)은 로터요크(45)의 안쪽 면에 접착된다. 로터요크(45)는 주자석(44)으로부터 발생하는 자속을 구동력 발생용 코일(44) 쪽으로 안내하는 역할을 함과 아울러 주자석(44)을 지지하는 역할을 하게 된다.
스핀들 모터(40)의 고정자부는 회전축(41)의 회전을 원활히 하기 위한 베어링(51), 구동력 발생용 코일(43) 및 볼 발런서로 구성된다. 구동력 발생용 코일(43)은 적층코아에 감겨지게 되고, 베어링(51)은 회전축(41)과 적층코아 사이에 설치된다.
볼 발런서는 회전축(41)이 회전 가능하게 끼워지는 자성체(50), 자성체(50)아래에 설치되는 코아(core)에 감겨진 발런싱용 코일(52), 턴테이블(46)과 로터요크(45) 사이에 설치된 볼 발런서 하우징(47) 및 볼 발런서 하우징(47)에 이동 가능하게 수납되는 다수의 스틸볼들(49)로 구성된다. 자성체(50)는 발런싱용 코일(52)에 전류가 공급되면 자화되어 스틸볼들(49)을 회전축 쪽으로 끌어당기는 볼 유지력(50)을 발생시키게 된다. 발런싱용 코일(52)은 구동력 발생용 코일(43)이 감겨진 적층코아에 함께 감겨질 수도 있고 적층코아 위에 설치되는 별도의 코아에 감겨질 수 있다. 이 발런싱용 코일(52)은 가변 전압원(60)에 접속되어 가변 전압원(60)으로부터 전류가 공급됨에 따라 자성체(50)를 자화시키는 역할을 한다. 즉, 발런싱용 코일(52)에 전류가 공급되면 전기력선의 방향에 직교되는 방향으로 자기력선이 발생하게 되어 자성체(50)를 자화시키게 된다. 볼 발런서 하우징(47)은 스틸볼들(49)이 수납됨과 아울러, 스틸볼들(49)의 이동 경로인 궤도(48)를 마련하게 된다. 스틸볼들(49)은 자신에게 작용되는 원심력이 볼 유지력 Fm을 극복하는 순간 궤도(48)를 따라 회전계의 언발런스 질량과 반대측으로 이동하여 회전계의 언발런스 질량을 자신의 질량으로 상쇄하게 된다.
이들 발런싱용 코일(52)과 자성체(50)는 전자석으로 구성되어 가변 전압원(60)에 의해 가변되는 전류레벨에 의해 볼 유지력 Fm의 크기를 조정함으로써 CLV 방식과 같이 내/외주간 회전속도를 가변하여야 하는 경우 또는 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 이종 디스크들을 재생하는 경우 및 기록 가능한 디스크에 있어서 기록모드와 재생모드 각각에서 회전속도가 달라지는 경우에 대응하여 절절한 시점에 스틸볼들(14)을 이동시켜 회전계의 언발런스 질량을 상쇄시키게 된다.
동작 모드 회전수 ω(rpm) 배속(N) 볼 유지력 Fm
재생 CD-ROM 200×Nc 32 Fm1
DVD-ROM 600×Nd 4 Fm2
CD-Audio 200×Na 12 Fm3
기록/재생 CD-R 200×Nr 4 (기록모드) Fm4
10 (재생모드) Fm5
DVD-R 600×Ndr 1 (기록모드) Fm6
4 (재생모드) Fm7
CD-RW 200×Nrw 2 (기록모드) Fm8
10 (재생모드) Fm9
DVD-RW 600×Ndrw 1 (기록모드) Fm10
2 (재생모드) Fm11
표1에 있어서, 회전수 ω는 배속 Nx에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, DVD-R의 경우에 1 배속 기록시에 대응하는 회전수는 600 rpm이 되고 4 배속 재생시에 대응하는 회전수는 2400 rpm이 된다.
표1에서 알 수 있는 바, 재생모드에서 이종 디스크들 각각에 대한 재생속도는 다르게 되고 또한, 기록 가능한 디스크에 있어서 동일한 디스크에 있어서도 기록모드와 재생모드 각각에서 회전속도가 달라지게 된다. 본 발명은 이들 각각의 회전속도에 대응하여 최적기에 스틸볼들(49)이 회전계의 언발런스 질량 반대측으로 이동할 수 있도록 볼 유지력 Fmx를 발런싱용 코일(52)에 공급되는 전류의 레벨을 조정하여 가변시키게 된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 스틸볼들(49)에 작용하는 원심력 F과 볼 유지력 Fm의 관계에 따라 스틸볼들(49)의 상태를 나타낸다. 스틸볼들(49)에 작용되는 원심력 F이 볼 유지력 Fm보다 작게 되면 도 8a와 같이 스틸볼들(49)은 자성체(50)에 붙어 있게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 회전축 중심으로부터 최소의 반경거리 내에 위치하게 된다. 반면에, 스틸볼들(49)에 작용되는 원심력 F가 볼 유지력 Fm보다 크게 되면 도 8b와 같이 스틸볼들(49)은 자성체(50)로부터 떨어지게 됨과 아울러 궤도(48)를 따라 이동하여 회전계의 언발런스 질량점 G에 대하여 반대측에 위치하게 된다. 이 때, 스틸볼들(14)은 회전축 중심으로부터 최대의 반경거리에 위치하게 되고, 자신의 질량으로 회전계의 언발런스 질량을 상쇄하게 된다.
회전수 ω는 디스크 종류와 동작모드에 따라 달라지게 되므로 볼 유지력 Fm은 발런싱용 코일(52)에 공급되는 전류의 레벨이 조정되므로써 가변된다. 볼 유지력 Fm은 재생모드에서는 원심력(MRω2)에 비례하여 증가됨이 바람직하다. 또한, 볼 유지력 Fm은 기록모드에서는 스틸볼들(49)이 회전축 중심 쪽으로 구속되어 볼 발런서가 동작하지 않도록 원심력보다 항상 크게 설정됨이 바람직하다. 이는 기록 가능한 디스크는 언발런스량이 엄격히 관리되어 디스크 자체에 존재하는 언발런스량이 재생 전용의 디스크에 비하여 작을 뿐만 아니라 정보 기록시 볼 발런서가 동작하게 되면 회전계의 언발런스 질량을 가중하여 진동을 유발함으로써 기록에러를 초래할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치는 가변 전압원(60)을 제어하기 위한 제어수단(도시하지 않음)을 구비한다. 제어수단은 디스크 종류와 동작모드에 대응하는 회전수 ω의 변화에 따라 설정되는 전류값을 ROM 테이블 형태로 저장하여 현재 억세스되는 디스크에 따라 또는 동작모드에 따라 ROM 테이블을 참조하여 가변 전압원(60)을 제어함으로써 적정한 전류레벨로 조정하게 된다. 가변 전압원(60)은 제어수단의 제어에 의해 회전수 ω가 증가할 때마다 볼 유지력 Fm이 증대될 수 있도록 검출되는 회전수 ω를 참조하여 발런싱용 코일(52)에 공급되는 전류의 레벨을 증가시키게 된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치를 나타내는 종단면도이다.
도 9를 참조하면, 디스크(1)를 스핀들 모터의 턴테이블에 밀착·고정시킴과 아울러 볼 발런서가 장착된 클램프 장치(80)와, 디스크(1)의 진동량을 감지하기 위한 진동감지센서(62)와, 클램프 장치(80)와 진동감지센서(62) 사이에 직렬 접속된 비교기(64), 제어기(66) 및 스위치(68)를 구비한다.
클램프 장치(80)는 스위치(68)에 전기적으로 접속된 샤프트(70), 클램프캡(72), 클램프자석(75) 및 볼 발런서로 구성된다. 볼 발런서는 샤프트(70)에 전기적으로 접속되는 전자석(76)과, 클램프캡(72)에 이동 가능하게 수납되는 스틸볼들(74)로 이루어진다. 샤프트(70)는 스위치(68)로부터의 전류가 전자석(76)에 공급될 수 있도록 전류패스를 제공하게 된다. 또한, 샤프트(70)는 클램프캡(72)을 회전 가능하게 지지하게 된다. 이를 위하여, 샤프트(70)는 스위치(68)와 전자석(76) 사이에 전기적으로 접속됨과 아울러, 클램프캡(72)에 형성된 홈에 회전 가능하게 끼워지게 된다. 전자석(76)은 발런싱용 코일과 코일이 감겨진 자성체로 이루어진다. 발런싱용 코일에 전류가 공급되면 자성체가 자화되어 볼 유지력 Fm을 발생시키게 된다. 클램프캡(72)은 스틸볼들(74)의 이동경로인 궤도(73)를 마련하게 되고 클램프자석(75)으로부터 발생되는 클램프력에 의해 디스크(1)를 스핀들 모터 쪽으로 밀착시키게 된다. 클램프자석(75)은 스핀들 모터에 설치되는 자성체와 함께 상호 자기적으로 붙으려는 클램프력을 발생하는 역할을 한다.
진동감지센서(62)는 디스크(1)에 인접되게 설치되어 디스크(1)의 물리적인 진동량을 검출하게 된다. 비교기(64)는 제어기(66)에 의해 설정되는 기준값과 진동감지센서(62)로부터 공급되는 진동량 감지신호를 비교하여 그 차신호를 제어기(66)에 공급하게 된다. 제어기(66)는 비교기(64)로부터 공급되는 차신호에 의해 진동량을 판단하고 그 진동량에 따라 스위치(68)를 제어하여 전자석(76)에 공급되는 전류를 온/오프(on/off)시키게 된다. 또한, 제어기(66)는 전자석(76)의 온/오프 제어와 병행하여 스핀들 모터의 회전속도를 증감할 수 있다. 스위치(68)는 제어기(66)의 제어에 의해 전류 패스를 절환하여 전자석(76)에 전류를 공급하거나 차단하게 된다.
실시 예들을 통하여 알 수 있는 바, 본 발명에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치는 클램프 장치, 스핀들 모터 등의 디스크 회전체 어디든지 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치는 전자석을 이용하여 적응적으로 볼 발런서를 제어할 수 있게 됨으로서 CLV와 같이 디스크 내/외주간 회전속도가 다른 경우, 다양한 재생모드를 갖는 경우, 이종 디스크들을 재생하는 경우 및 기록모드와 재생모드 각각에서 회전속도가 달라지는 경우에 적응적으로 대응하여 진동을 억제할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명은 스틸볼들에 작용되는 원심력에 무관하게 볼 유지력을 온/오프할 수 있으므로 스틸볼들이 이동될 때의 충격을 최소화할 수 있는 최적 시점을 감지된 진동량에 의해 결정할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 볼 발런서가 장착된 디스크 회전장치를 개략적으로 나타내는 종단면도.
도 2는 도 1에 도시된 볼 발런서를 모식적으로 나타내는 도면.
도 3은 회전계의 회전수가 고유 진동수보다 낮은 회전속도 범위 내에 있을 때 도 1에 도시된 볼 발런서의 동작을 모식적으로 나타내는 도면.
도 4는 회전계의 회전수가 고유 진동수를 초과한 후에 도 1에 도시된 볼 발런서의 동작을 모식적으로 나타내는 도면.
도 5는 회전계의 회전수에 따라 이동되는 도 1에 도시된 스틸볼을 나타내는 도면.
도 6은 회전계의 회전수 대 공진 주파수에 따라 변화되는 도 1에 도시된 스틸볼의 위상을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치를 나타내는 종단면도.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 스틸볼에 작용되어지는 볼 유지력과 원심력의 관계에 따른 스틸볼의 동작을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광디스크 드라이버의 자동 조심장치를 나타내는 종단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 디스크 4,40 : 스핀들 모터
6,46 : 턴테이블 8,42 : 중앙 원추체
10 : 클램퍼 12 : 클램프 커버
14,49,74 : 스틸볼 16 : 자성철편
18 : 영구자석 20,80 : 클램프 장치
22,48,73 : 궤도 41 : 회전축
43 : 구동력 발생용 코일 44 : 주자석
45 : 로터요크 47 : 볼 발런서 하우징
50 : 자성체 51 : 베어링
52 : 발런싱용 코일 62 : 진동감지센서
64 : 비교기 66 : 제어기
68 : 스위치 70 : 샤프트
72 : 클램프캡 76 : 전자석

Claims (9)

  1. 디스크를 회전 구동하는 부재 중 적어도 하나의 부재에 이동 가능하게 구비되는 금속볼과;
    상기 금속볼과의 자력에 의하여 상기 금속볼을 견인하는 전자석과;
    상기 전자석의 자력을 가변시키는 자력가변수단을;
    포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은 상기 디스크의 작동되는 각 모드에 따라 상기 전자석의 자력을 다르게 가변시키는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은 상기 디스크 종류에 따라 상기 전자석의 자력을 가변시키는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은, 전자석을 자화시키는 전류신호 레벨을 상기 디스크가 작동되는 각 모드에 따라 다르게 가변시키는 전류 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은 상기 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터의 고정자부에 장착되는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은 상기 디스크를 스핀들 모터에 밀착·고정시키기 위한 클램프 장치에 장착되는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  7. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 디스크가 작동되는 각 모드는 상기 디스크의 진동량에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자력가변수단은,
    상기 진동량을 감지하는 센서와;
    상기 전자석을 자화시키는 전류신호를 상기 진동량에 따라 절환하는 전류 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전류 공급수단은 상기 진동량을 소정 기준값과 비교하는 비교기와,
    상기 전자석에 공급되는 전류신호를 절환하는 스위치와,
    상기 진동량과 소정 기준값의 차에 따라 상기 스위치를 제어하기 위한 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버의 자동 조심장치.
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