JPH103743A

JPH103743A - ディスク再生装置

Info

Publication number: JPH103743A
Application number: JP15367796A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Taguchi; 博文田口; Kiyuuichirou Nagai; 究一郎長井; Takeyuki Nomura; 岳之能村; Hisahiro Miki; 久弘三木; Shigeki Mori; 森　　茂樹
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、低振動を実現する高性能、高信頼
性の高回転型ディスク再生装置を提供する。【解決手段】ディスク内の偏心質量による遠心力に起因
する振動レベルを低減するため、装置に振動をキャンセ
ルする回転する偏心質量を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、磁気
ディスク等のディスクを用いて記録および／または再生
を行なう情報処理装置におけるディスクの再生装置に係
り、特にディスクを高速に回転させた場合の装置の安定
性、信頼性を向上させるのに好適なディスク再生装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク、磁気ディスク等のデ
ィスクを用いた記録および／または再生装置は、パーソ
ナルコンピュータの普及に伴い、大容量化、高密度記録
化、アクセスの高速化およびデータ転送レートの高速化
の進展により急速に発展している。その様な状況の中、
例えば、データ転送レートの高速化に関しては、更なる
高速アクセスを実現するため、ＣＤ−ＲＯＭ装置を例に
とると通常速（サステインの転送レート１５０ｋＢｙｔ
ｅｓ／ｓｅｃ）に対して２倍、４倍、８倍速に続いて１
２倍速、１６倍速と高速化が進んでいる。

【０００３】ディスクとしては回転させた場合にアンバ
ランスの生じないものが理想的であるが、現実はディス
ク成形時に発生する質量の偏り、つまり偏心質量が多少
なりとも発生する。ディスクが回転すると、この偏心質
量により遠心力が発生し、ディスクを再生する装置に振
動を発生させる原因となる。この遠心力は回転数の２乗
に比例して増加することになるため、８倍速、１２倍
速、１６倍速となるにつれて加速度的に増加する。これ
に伴い、装置に発生する振動も急激に増加する。

【０００４】ここで、例えば、特開平２−１６８４６５
に記載されている様に偏心質量のキャンセル機構が無い
場合、ディスクの高回転化に伴い、装置全体が大きく振
動し、ディスクからの信号のやり取りをつかさどるピッ
クアップも揺らされるため、信号のやり取りも不安定に
なりやすくなる。また、振動が原因で装置を揺らすた
め、大きな騒音も発生してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ディスク駆動方法においては、ディスク自体の偏心質量
を回転時に打ち消すことが不可能なため、ディスク高速
回転時には装置の振動が大きく、性能の劣化の原因にも
なっていた。

【０００６】本発明の目的は、前記のような問題点を解
決すべく、低コスト、高性能、高信頼性のディスク再生
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、ディスクの回転に同期してディスクが
有する偏質量に見合う質量を回転させる手段を用いるこ
とにより、ディスク回転時の偏心質量に起因する遠心力
に対抗する力を発生させて、装置の振動をキャンセルす
る構成とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をＣＤ
−ＲＯＭドライブ装置に適用した場合について図１、図
２を用いて説明する。図１は本発明に関る光ディスクの
一種である１２ｃｍＣＤ−ＲＯＭドライブの側面図、で
あり、図２は図１を矢印Ｍ方向から見た上面図、であ
る。

【０００９】図１、図２において、１はターンテーブ
ル、２はターンテーブルを回転させるためのスピンドル
モータ、２aはスピンドルモータ２の回転軸、６はＣＤ
−ＲＯＭディスク、（以下、ディスクと記す。）、７は
ディスク内にある質量の偏りを模式的に示した偏心質
量、３はディスク６をターンテーブル１と挟持して固定
するクランパ、８はディスクと同期して回転を行なう回
転体、９は回転体８に一体に形成された偏心質量、１０
は回転体８を回転させるモータ、２０はスピンドルモー
タ２、およびモータ１０を締結用ねじ１１によって固定
しているメカシャーシ、２５はメカシャーシの振動を感
知するセンサであり例えば加速度ピックアップ、であ
る。

【００１０】本発明のディスク再生装置の概略動作につ
いて前掲図１、図２を用いて説明する。

【００１１】ディスク６は図示ないディスク移送手段に
よりターンテーブル１上に運ばれ、引き続きターンテー
ブル１に対し、相対的にディスク６とクランパ３が接近
する。ここで、ターンテーブルには図示しない磁石が埋
め込まれており、また、クランパ３内には磁石に吸着さ
れる金属板が接着されている構造であるため、ディスク
６は上下両面から挟み込まれるかたちで保持が完了す
る。

【００１２】引き続きスピンドルモータ２が図示しない
駆動回路により矢印Ａ方向に回転を開始する。ここで、
アンバランスの尺度となる偏心質量は、図２中７の偏っ
ている質量ｍ、に回転中心からの距離ｒを乗じた値、つ
まりｍ・ｒで記述することができる。また、偏心質量に
より発生する遠心力ｆ1は、ディスクの回転角速度をω
とすると、ｆ1＝ｍ・ｒ・ω2 で示すことができる。

【００１３】ここで、ｍ：ディスク内に偏っている質量
が一ヶ所に集中したと仮定した時の質量ｒ：回転中心から集中させた偏心質量までの距離 ω：ディスクの回転角速度である。

【００１４】この遠心力ｆ1はディスクの１回転に伴
い、図２中Ｐ→Ｑ→Ｒ→Ｓの様に作用方向を時々刻々変
化させながらスピンドルモータ２からメカシャーシ２０
に伝達される。この方向の変化する力により装置が加振
され、ディスク６との信号のやり取りを行なう図示しな
いピックアップを振動させ、最悪時には、ディスクから
の信号のやり取りが不可能になる。この状態ではまだ回
転体８は静止している状態なので図１、および図２中の
回転体８上の偏心質量９による遠心力ｆ2の値は０であ
る。

【００１５】引き続き、本発明によるディスクの偏心質
量によって発生する遠心力ｆ1のキャンセル方法につい
て説明する。

【００１６】ディスク６は回転の上昇に伴い、これまで
に述べた通り、遠心力ｆ1を発生し、メカシャーシ２０
を振動させる。この時メカシャーシ２０に取り付けられ
たセンサ２５が振動の加速度を検出する。ここで、セン
サ２５からの出力は遠心力ｆ１の方向がＰ→Ｑ→Ｒ→Ｓ
と変化するにつれて値が変化する。

【００１７】この結果、メカシャーシ２０に取り付けら
れたセンサ２５で検出する加速度は図３に示すように偏
心質量７の位置によって出力値が変化し、時間軸上でみ
ると正弦波状になるため、ディスクの偏心質量の角度的
位置、つまり位相が検出できる。また、振動レベルは加
速度のレベルと対応しているため、本発明の様に振動の
評価に加速度を用いることができる。

【００１８】次に振動レベル、つまりセンサ２５の出力
値がある一定値以上になると、回転体８と一体であるモ
ータがディスクの回転方向と同じ方向に回転を始める。
ここで、回転体８には一体に偏心質量９が構成されてい
るため、回転体８の回転で振動を発生する。

【００１９】この時、図３に示したディスク偏心質量の
位相情報を基に、図示しないモータの駆動（制御）回路
により、ディスクの偏心質量とは１８０度位相が反転す
るようにモータ１０を制御することにより、ディスクで
発生する遠心力ｆ1と偏心質量９によって発生する遠心
力ｆ2がバランスし、メカシャーシ２０に発生する遠心
力はキャンセルすることが可能となり、振動のレベルを
大幅に低減することが可能となる。

【００２０】次に、本発明の偏心質量のキャンセル機構
が動作している時の様子を図４に示す。図４中の各記号
は図２に準ずるものであるので、ここでは省略する。同
図に示すように、ディスク６の回転と回転体８の回転方
向を同じ方向にすることにより、どんな位相時にもお互
いの遠心力ｆ1とｆ2は方向が逆向きになり、力の釣り合
いがとれる状態になる。この結果、偏心質量９のない状
態に比べシャーシ２０上での振動を低減することが可能
となる。

【００２１】ここで、モータ１０が回転を始める振動レ
ベルは装置全体の質量や、装置の使用環境により任意に
設定出来るものである。

【００２２】引き続き別の実施の形態について説明す
る。

【００２３】図５は本発明の第２の実施の形態を示す説
明図である。

【００２４】ここで、１はターンテーブル、２はターン
テーブルを回転させるためのスピンドルモータ、２aは
スピンドルモータ２の回転軸、６はディスク、７はディ
スク内にある偏心質量、３はディスク６をターンテーブ
ル２と挟持して固定するクランパ、８はディスクと同期
して回転を行なう回転体、９は回転体８に一体に形成さ
れた偏心質量、１０は回転体８を回転させるモータ、２
１はスピンドルモータ２を締結用ねじ１１によって固定
しているメカシャーシ、１２はスピンドルモータ２とモ
ータ１０と固定する締結部材、１３はスピンドルモータ
２とモータ１０と固定する締結用ねじ、２５はメカシャ
ーシの振動を感知するセンサ、であり例えば加速度ピッ
クアップ、である。

【００２５】本発明の形態も第１の発明の形態同様の過
程でディスクを挟持し、ディスク６の回転により発生す
るメカシャーシでの振動を検出する。ただし、第１の発
明の形態との違いはスピンドルモータ２とモータ１０が
同軸上に配置させるためモータ１０の回転方向をディス
クの回転Ａ方向に合わせてお互いに発生する遠心力ｆ
1、ｆ2をキャンセルする必要がある。この第２の発明の
形態によっても第１の発明の形態同様の効果を得ること
が可能である。

【００２６】引き続き、第３の実施の形態について説明
する。

【００２７】図６、図７は本発明の第３の実施例の形態
を示す説明図であり、図６は偏心質量のキャンセル機構
が動作していない時、図７は動作中の様子を夫々示して
いる。

【００２８】図６、図７において、１はターンテーブ
ル、２はターンテーブルを回転させるためのスピンドル
モータ、２aはスピンドルモータ２の回転軸、６はディ
スク、７はディスク内にある質量の偏りを便宜的に一ヶ
所に集中させて表わした偏心質量、３はディスク６をタ
ーンテーブル２と挟持して固定するクランパ、２２はス
ピンドルモータ２を締結用ねじ１１によって固定してい
るメカシャーシ、２４はメカシャーシ２２に圧入されて
いる軸受、８はディスクと同期して回転を行なう回転
体、９は回転体８に一体に形成された偏心質量、２６は
回転体８と一体に構成され軸受２４の回りにを回転可能
なシャフト、２５はメカシャーシの振動を感知するセン
サ、であり例えば加速度ピックアップ、３０はスピンド
ルモータ２の回転軸２ａと一体に回転するよう形成され
たギヤ、４０はメカシャーシ２２に植立させたシャフ
ト、３３はシャフト２６と一体に回転するよう構成され
たギヤ、３１はシャフト４０の回りで回転可能で、前記
ギヤ３０とギヤ３３に噛み合うことの可能なギヤ、であ
る。また、５０はギヤ３１の下面に固定され磁石に吸着
される金属板、４５は任意に金属板５０との吸着力を変
化出来る図示しない制御回路を持つ電磁石、５５は電磁
石４５が動作していない時にギヤ３１をギヤ３０および
ギヤ３３の噛み合いから解除する弾性体、である。

【００２９】続いて本実施例の動作の様子について説明
する。

【００３０】図６において、ディスク６の回転数がまだ
低く振動が問題にならないレベルにある時は、弾性体５
５によりギヤ３１は上方に持ち上げられ、ギヤ３０およ
びギヤ３３とは噛み合わない状態にある。この時、回転
体８は静止した状態であり、偏心質量９による遠心力は
発生しない。引き続きディスク６の回転が上昇し、これ
による振動があるレベルに達したことがセンサ２５によ
り検出されると、図示しない制御回路からの司令で電磁
石４５に電流が供給される。そして、金属板５０に対す
る電磁石４５の吸引力が弾性体５５の弾性力に打ち勝つ
と、金属板５０と一体に形成されているギヤ３１が電磁
石４５により吸引され、図７に示すようにギヤ３０およ
びギヤ３３とギヤ３１が噛み合うようになる。この時の
電磁石４５は言うまでもなくディスク６の偏心質量７を
キャンセルすべく回転体８の偏心質量９との位相が１８
０度ずれた状態になるように制御されるものである。こ
の一連の動作により、偏心質量９はディスク６の偏心質
量７をキャンセルするように回転を始める。

【００３１】以上これらの構成により、前記第１および
第２の実施例の形態同様、ディスク高回転時のメカシャ
ーシ２２の振動レベルを低減でき、装置全体の信頼性を
高めることが可能となる。

【００３２】また、本発明の第３の実施形態を拡張し、
スピンドルモータと偏心質量を有した回転体の間を複数
奇数個のギヤ列により回転を伝達する方式とし、ディス
クと偏心質量の位相を１８０度反転できる構成とするこ
とによっても、これまでの実施例と同様な効果を得るこ
とが可能である。さらに、ギヤに限らず、ベルト等の回
転を伝達できる手段であれば他の手段でもよい。

【００３３】また、これまで述べた本実施例の３つの形
態では、センサ２５として加速度を検出する加速度ピッ
クアップを用いた場合について説明したが、速度情報、
変位情報は加速度を夫々１階積分、２階積分した関係で
あるため、センサは速度を検出するものでもよいし、変
位を検出するものでも本発明に適用することが可能であ
る。

【００３４】なお、これら本発明の実施形態では、一例
としてＣＤ−ＲＯＭドライブ装置に適用した場合につい
て説明したが、本発明の用途はこれに限られず、音楽用
ＣＤプレーヤ、レーザーディスクプレーヤ、ディジタル
バーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の種々ディスクを使
用した情報処理装置に適用することが可能である。

【００３５】

【発明の効果】ディスクの偏心質量と回転体の偏心質量
の回転位相を１８０度ずらすことにより、低コストで、
振動レベルの低い高性能、高信頼性の高回転型ディスク
再生装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスク再生装置の第１の実施形態を
示す説明図である。

【図２】本発明のディスク再生装置の第１の実施形態を
示す説明図である。

【図３】本発明のディスク再生装置のセンサ出力を示す
説明図である。

【図４】本発明のディスク再生装置の第１の実施形態を
示す説明図である。

【図５】本発明のディスク再生装置の第２の実施形態を
示す説明図である。

【図６】本発明のディスク再生装置の第３の実施形態を
示す説明図である。

【図７】本発明のディスク再生装置の第３の実施形態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…ターンテーブル２…スピンドルモータ３…クランパ６…ディスク７…ディスクの偏心質量８…回転体９…回転体の偏心質量１０…モータ２０、２１、２２…メカシャーシ２５…センサ３０、３１、３３…ギヤ４５…電磁石５５…弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者能村岳之神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者三木久弘茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者森茂樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像情報メディア事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録および／または再生用のディスク状媒
体を載置するターンテーブルと、該ターンテーブルを装
着した回転軸を有するスピンドルモータと、前記スピン
ドルモータと同期して回転する回転体とを備え、前記回転体が前記ディスク状媒体のアンバランスを打ち
消すように回転する構成とすることを特徴とするディス
ク駆動装置。
【請求項２】請求項１記載のディスク再生装置におい
て、前記回転体は前記スピンドルモータとは別個に設け
たモータにより回転することを特徴とするディスク再生
装置。
【請求項３】請求項１記載のディスク再生装置におい
て、前記回転体は、前記スピンドルモータの回転軸と同
一の軸を回転軸として回転することを特徴とするディス
ク再生装置。
【請求項４】請求項１記載のディスク再生装置におい
て、前記スピンドルモータの回転力を伝達する回転力伝達手
段を備え、前記回転体は、該回転力伝達手段により回転することを
特徴とするディスク再生装置。