(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定されるディスクの回転バランスを調整する回転バランス調整方法において、
回転軸にディスクの中心孔を挿入して前記回転軸に仮固定されたディスクが、前記回転軸と共に回転する際に、前記ディスクの第１の半径方向に生じる力の時間変化を測定して、前記測定された力の時間変化に基づいて、前記回転軸に第２の半径方向の加速度を前記ディスクを回転させた状態で付与し、前記力の絶対値を一定の閾値以下に低減することを特徴とする方法。
【請求項２】
回転軸に固定されるディスクの回転バランスを調整する回転バランス調整方法において、
回転軸にディスクの中心孔を挿入して前記回転軸に仮固定されたディスクが、前記回転軸と共に回転する際に、前記ディスクの第１の半径方向に生じる力の時間変化を測定して、前記測定された力の時間変化の周期の整数倍の時間間隔で前記回転軸に第２の半径方向の加速度を前記ディスクを回転させた状態で繰り返し付与し、前記力の絶対値を一定の閾値以下に低減することを特徴とする方法。
【請求項３】
前記第１の半径方向と前記第２の半径方向とを一致させたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転バランス調整方法。
【請求項４】
前記第１の半径方向に生じる力が極大に達した瞬間から前記力の時間変化の周期の整数倍の時間間隔で前記回転軸に繰り返し前記加速度を与えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の回転バランス調整方法。
【請求項５】
前記第１の半径方向に生じる力の極大値が所定の閾値以下になったときにこれを検出し、前記加速度の付与を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の回転バランス調整方法。
【請求項６】
ディスクが回転軸に固定的に装着されているディスクドライブ装置の組立方法において、
回転軸にディスクの中心孔を挿入するステップと、
前記回転軸に前記ディスクを仮固定するステップと、
前記ディスクを前記回転軸と共に回転させて、前記回転軸の軸心に対する前記ディスクの中心の偏心の大きさを求めるステップと、
前記偏心の大きさに応じて、前記回転軸に対して、前記ディスクの所定の半径方向に加速度を前記ディスクを回転させた状態で付与するステップと、
前記ディスクを前記回転軸に固定するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
ディスクが回転軸に固定的に装着されているディスクドライブ装置の組立方法であって、
接着剤をディスク又は回転軸に塗布するステップと、
回転軸にディスクの中心孔を挿入することにより、前記ディスクを前記回転軸に仮固定するステップと、
前記ディスクを前記回転軸と共に回転させて、前記回転軸の軸心に対する前記ディスクの中心の偏心の大きさを求めるステップと、
前記回転軸に対して、前記ディスクの所定の半径方向に加速度を前記ディスクを回転させた状態で付与するステップと、
前記回転軸の軸心に対する前記ディスクの中心の偏心の大きさを所定の閾値以下にするステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
固定手段によりディスクが回転軸に固定的に装着されているドライブ装置の組立方法であって、
回転軸にディスクの中心孔を挿入するステップと、
前記ディスクを前記回転軸に仮固定するために、前記固定手段を締め付けるステップと、
前記回転軸の軸心に対する前記ディスクの中心の偏心の大きさを所定の閾値以下にするために、前記ディスクを前記回転軸と共に回転させつつ、前記回転軸に対して、前記ディスクの所定の半径方向に加速度を前記ディスクを回転させた状態で付与するステップと、
前記ディスクを前記回転軸に固定するために、前記固定手段をさらに締め付けるステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記固定手段はトップクランプであることを特徴とする請求項８に記載のディスクドライブ装置の組立方法。
【請求項１０】
回転軸へ固定されるディスクの回転バランスを調整する回転バランス調整装置であって、
回転軸に挿入されて仮固定されたディスクが、前記回転軸と共に回転する際に前記ディスクの第１の半径方向に生じる力を測定する測定手段と、
前記回転軸に対して第２の半径方向に所定の加速度を前記ディスクを回転させた状態で与える加速度付与手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、前記第２の半径方向に前記加速度を与えるように前記加速度付与手段を制御する制御手段と、
を有する回転バランス調整装置。
【請求項１１】
回転軸へ固定されるディスクの回転バランスを調整するための回転バランス調整装置であって、
回転軸に嵌入され仮固定されたディスクが前記回転軸と共に回転する際に当該ディスクの第１の半径方向に生じる力を測定する測定手段と、
前記回転軸に対して第２の半径方向に所定の加速度を前記ディスクを回転させた状態で与える加速度付与手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、前記測定手段の出力の周期の整数倍の時間間隔で前記回転軸に前記加速度が繰り返し与えられるように前記加速度付与手段を制御する制御手段と、
を有する回転バランス調整装置。
【請求項１２】
前記第１の半径方向と前記第２の半径方向とを一致させたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１３】
前記制御手段が、前記測定手段の出力を監視すると共に、前記測定手段の出力が極大に達した瞬間から当該出力の周期の整数倍の時間間隔で前記回転軸に繰り返し前記加速度が与えられるように前記加速度付与手段を制御する請求項１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１４】
前記測定手段の出力の極大値の時間変化を表示する表示手段を更に有する請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１５】
前記測定手段の出力の極大値が所定の閾値以下になったときにこれを検出して検出信号を発生する検出手段を更に有する請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１６】
前記測定手段の出力の極大値が所定の閾値以下になったときにこれを検出して装置の動作を停止する自動停止手段を更に有する請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１７】
前記測定手段と前記加速度付与手段とが同一の力測定・加速度発生素子により構成された請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１８】
前記力測定・加速度発生素子が、圧電素子、電歪素子または磁歪素子のいずれかで構成されている請求項１７に記載の回転バランス調整装置。
【請求項１９】
前記加速度付与手段は、電磁アクチュエータであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項２０】
回転軸の軸方向に固定される複数のディスクを有するディスクドライブ装置の組立方法において、
それぞれのディスクの中心孔を回転軸に挿入して、複数の前記ディスクを前記回転軸に仮固定するステップと、
複数の前記ディスクが前記回転軸と共に回転する際に、前記回転軸の軸方向の複数の異なる測定位置における第１の半径方向に生じる力の時間変化をそれぞれ測定するステップと、
それぞれの測定位置において測定される力の時間変化に基づいて、前記回転軸の所望の測定位置に第２の半径方向の加速度を前記ディスクを回転させた状態で付与して、それぞれの前記力の絶対値を一定の閾値以下に低減するステップと、
複数の前記ディスクを前記回転軸に固定するステップと
を有することを特徴とするディスクドライブ装置の組立方法。
【請求項２１】
回転軸の軸方向に固定される複数のディスクの回転バランスを調整するための回転バランス調整装置であって、
回転軸に挿入されて仮固定された複数のディスクが前記回転軸と共に回転する際に、前記回転軸の軸方向の複数の測定位置における第１の半径方向に生じる力をそれぞれ測定する測定手段と、
前記回転軸方向における複数の位置において、第２の半径方向に所定の加速度を前記ディスクを回転させた状態で与える加速度付与手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、複数の前記位置のうちの任意の位置に前記加速度が与えられるように前記加速度付与手段を制御する制御手段と
を有する回転バランス調整装置。
【請求項２２】
前記測定手段と前記加速度付与手段とが同一の力測定・加速度発生素子により構成された請求項２１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項２３】
前記力測定・加速度発生素子が、圧電素子、電歪素子または磁歪素子のいずれかで構成されている請求項２１に記載の回転バランス調整装置。
【請求項２４】
繰り返し付与される前記加速度の大きさを徐々に小さくすることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項２５】
繰り返し付与される前記加速度の大きさを徐々に小さくすることを特徴とする請求項１１または１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクの回転バランスの調整方法及びその装置に係り、特にディスクドライブ装置組立時において、ディスクの回転中心を回転軸の中心と一致するようにディスクの位置を調整するための調整方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクドライブ装置は、データを記録するための円板状の磁気ディスクを予め有している。このディスクは、回転軸を介して伝えられた駆動モータからの駆動力により回転させられる。そして、磁気ヘッドがディスク表面上の所望の領域にアクセスすることにより、ディスクに記録されたデータを読み出し、またはデータをディスクに書き込むことができる。このようなディスクの機構上、ディスク回転時においてディスクが回転ぶれを起こさないように、回転軸にディスクの中心が正確に位置づけられて固定されていることが非常に重要である。そのため、磁気ディスクドライブ装置の製造過程において、回転軸の軸心とディスクの中心とが一致するように、すなわちディスクの偏心が許容される誤差より少なくなるようにディスクを位置決めして、回転軸にディスクに固定するという工程が必要となる。
【０００３】
このように、ディスク回転時のディスクの偏心が許容される誤差より少なくなるように調整することは、一般に、回転バランスの調整と呼ばれている。この回転バランスは、より具体的には、静バランスと動バランスとに分類することができる。静バランスとは、回転軸が回転している際に、並進力によって発生する振動成分が小さくなるようにバランスさせることをいう。動バランスとは、回転軸が回転している際に、トルクによって発生する振動成分が小さくなるようにバランスさせることをいう。一般に、回転軸に固定されている複数の質量間の回転軸の軸方向の間隔が短い場合には、動バランスの影響は静バランスのそれに対して、無視することができる程度に小さい。しかしながら、この間隔が長くなるにつれて、動バランスの影響が大きくなってくるのでこれを無視することができなくなる。
【０００４】
ハードディスクについて述べると、回転軸に固定されたディスクの枚数が少ない場合には、回転軸の軸方向の長さが短いため、動バランスは無視することも可能である。しかしながら、ディスクの枚数が多くなるに従って、静バランスと同様に、動バランスをも調整する必要が生じてくる。理想的には、この２つのバランス量が共に０になることが望ましいが、実際には、これらの量を完全に０にすることは非常に困難である。そこで、これらが、ディスクドライブ装置の使用において問題が生じない程度の所定の規定値より小さくなるようにバランス調整する工程が、磁気ディスクドライブ装置の製造過程において設けられている。以下、静バランスの調整及び動バランスの調整についてさらに詳述する。
【０００５】
まず、静バランスの調整について、図を用いてさらに詳細に説明する。図９は、ディスクの偏心により生じる力を説明するための図である。また、図１０は、ディスク回転位置とディスクの偏心により生じる力の向きとの関係を示す図である。磁気ディスクドライブ装置２００には、回転軸２０２に固定された磁気ディスク等のディスク２０４が装備されている。この回転軸２０２の外径は、ディスクの穴の内径よりも大きいため、これらの間には、実際には数百ミクロン程度の隙間が存在している。従って、ディスク２０４を回転軸２０２に固定する場合に、しばしば回転中心とディスクの重心との不一致、すなわちディスクのアンバランスが生じる。このようなディスクのアンバランスが存在すると、ディスク２０４が回転軸２０２と共に回転する際に、並進力が発生する。ディスク２０４と回転軸２０２との間には、図１０の（Ａ）乃至（Ｃ）に示されるように、時々刻々に方向が変化する力Ｐが作用する。このような並進力により生じる振動が大きくなると、データの読み出し時または書き込み時においてエラーを生じる可能性が高くなる。
【０００６】
例えば、図９に示される如く、固定磁気ディスクドライブ装置２００に設けられた回転軸２０２の軸心に対して質量ｍのディスク２０４が寸法ｅだけ偏心した状態で角速度ωで回転しているものとする。この場合、太線矢印で示す偏心力Ｐの鉛直方向分力，即ち、回転軸２０２を介して固定磁気ディスクドライブ装置２００を鉛直方向下向きに付勢する力Ｆは、次式で表される。
【０００７】
【数１】
Ｆ＝ｍｅω2 ｓｉｎ（ωｔ）
【０００８】
上式によれば、例えば２．５インチのアルミニウム製ディスクが０．１ｍｍ偏心した状態で毎分３６００回転すると、力Ｆの最大値は約１０ｇと計算される。
【０００９】
上式から明らかなように、アンバランスによって生じる力Ｆは、回転数が増える程、また、ディスクの枚数が増える程大きくなる。例えば、上記と同一のディスクが毎分４８００回転すると、力Ｆは約１．８倍となる。このような、回転軸が回転している際に、並進力によって発生する振動が小さくなるように調整することが静バランスの調整である。
【００１０】
次に、動バランスの調整について、図を用いてさらに詳細に説明する。図１２は、回転軸２０２に固定された複数のディスク２０４の力学的モデルを示す図である。剛体の運動学によると、図１２（ａ）のような分布質量系の回転アンバランスは、図１２（ｂ）に示すように、軸上に任意にとった２つの面上における２つの集中加重として等価的に表現できる。この系の２つの面上の等価的なアンバランス量ｍ1・ｒ1、ｍ2・ｒ2（但し、ｒ1、ｒ2はベクトル）により、回転軸が回転している際に、トルクによって振動成分が発生する。この振動成分を小さくすることが動バランスの調整である。
【００１１】
最近のように、高速処理の要望に応えるためディスクの回転数がますます高速になり、また、一つの回転軸に取り付けられるディスク枚数を増やすことにより、ディスクドライブ装置自体が記憶できるデータ量が増大するにつれて、ディスクのアンバランスをどのようにして効率的に小さくするかという問題がますます重要な課題となってきている。従って、静バランスまたは動バランスの調整は、ディスクドライブ装置の組立において、ますます重要な工程となってきている。
【００１２】
従来のこのディスクの回転バランスを調整する方法としては、ディスクを回転させて、ディスクのアンバランスの位置と大きさを測定し、回転を止めた後に、その反対側にアンバランスを調整するために、一定質量を有する「調整おもり」（Counter weight）を取り付ける方法が主として採用されていた。
【００１３】
しかしながら、従来用いられていた回転バランスの調整のために一定質量のおもりを使用する方法において、回転バランスをとるために調整おもりを取り付ける工程は、ディスクを停止させた状態で行わなければならず、しかも正確にバランスを調整するためには、何度も繰り返しバランスの調整作業を行わなければならない。従って、ディスクの回転とその停止という動作を繰り返し実行する必要があったため、バランス調整に時間がかかるという問題があった。また、おもりとしてねじを使用する方法も提案されているが、この方法においても同様の問題が存在する他、ねじ穴の位置が予め決まっているために微妙なバランス調整が困難であった。
【００１４】
この他、特開昭６０−１８７９６６号公報参照に開示される如く、偏心状態で危険速度よりも高い回転数で回転を行い、触れ回り量を０に近づけた状態で固定することによってバランスをとる方法も知られている。しかしながら、危険速度よりも高い回転数で回転を行うことは、駆動モータに非常に大きな負担をかけることになるので、ディスクドライブ装置自体の寿命を縮めることともなりかねず、現実的な方法であるとは必ずしもいえない。
【００１５】
最近になって、上記のような不都合を改善し得るであろうものとして、特開平３−６９０６０号公報記載のディスクドライブの偏心補正装置が提案されている。
【００１６】
この偏心補正装置は、ディスクの半径方向への移動を可能にしたマグネット等のクランプと、このクランプを備えたスピンドルモータを半径方向に移動できるように構成されたスピンドルモータ部案内装置と、ディスクの同心円トラック或いはスパイラルトラックが形成する円中心とスピンドルモータ部の回転中心間の偏心量を光学ピックアップから得られるプッシュプル信号とトラッククロス信号に基づいて測定する装置と、このスピンドルモータ部に加速度を与える駆動装置とで構成され、スピンドルモータ部に加速度を与え、ディスクの慣性力を利用してディスクのクランプ位置をずらし、ディスクの同心円トラック或いはスパイラルトラックが形成する円中心とスピンドルモータ部の回転中心とを一致させるものである。
【００１７】
すなわち、上記特開平３−６９０６０号公報記載のディスクドライブの偏心補正装置は、ディスクの同心円トラックまたはスパイラルトラックが形成する円の中心とモータの回転中心とを光学ピックアップの動作に基づいて一致させるという手法が採用されている。換言すれば、ディスクの重心が、トラックが形成する円の中心と一致するものと推定して、この円の中心を回転軸に一致させるものである。一般に、固定的に装着されたディスクの記録密度の方が、ユーザ自身が装置から取り出すことができるディスクの記録密度よりもはるかに高密度である。従って、固定的に装着されたディスクの中心合わせの方が、上記公報に記載されているようなディスクのそれと比べてはるかに高い精度の位置合わせが要求される。ディスク表面上に形成された同心円トラックによる円の中心は、ディスクの重心と厳密に一致しているとは限らないため、上記公報掲載の手法では、記録密度の高い固定的に装着されたディスクの中心合わせにおいては、十分な精度が得られない可能性もある。実際に、上記公報は、装置内部にユーザがディスクを挿入した際に、ディスク中心をいかにして回転中心と一致させるかということを述べており、予めディスクが内部に固定的に装着されているような装置の中心合わせの方法については言及していない。また、この手法は、上述の静バランスの調整について言及しているもので、複数のディスクが回転軸に固定されている場合において必要となってくる動バランスの調整については何ら言及していない。さらに、上記公報掲載の手法では、予めトラックが描かれているディスクに対してしか偏心補正を行うことができないという問題もある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術が有する数々の不都合に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、装置の内部に固定的に装着されたディスクの回転バランスを、装置の組立工程において、高い精度でかつ容易に調整することができる回転バランスの調整方法及び回転バランスの調整装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の第２の目的は、ディスクを回転させた状態で、ディスクの回転バランスを迅速に調整することができる回転バランス調整方法及び回転バランスの調整装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、回転軸に固定されるディスクの回転バランスを調整する回転バランス調整方法において、回転軸にディスクの中心孔を挿入して回転軸に仮固定されたディスクが、回転軸と共に回転する際に、ディスクの第１の半径方向に生じる力の時間変化を測定して、測定された力の時間変化に基づいて、ディスクを回転させた状態で、回転軸に第２の半径方向に加速度を付与し、力の絶対値を一定の閾値以下に低減する方法を提供する。
【００２１】
ここで力の絶対値を低減するために、測定された力の時間変化の周期の整数倍の時間間隔で回転軸に第２の半径方向に加速度を繰り返し付与するようにしてもよい。
【００２２】
また、第２の発明は、ディスクが回転軸に固定的に装着されているディスクドライブ装置の組立方法において、回転軸にディスクの中心孔を挿入するステップと、回転軸に前記ディスクを仮固定するステップと、ディスクを回転軸と共に回転させて、ディスクの半径方向に生じる力を測定して、回転軸の軸心に対するディスクの中心の偏心の大きさを求めるステップと、偏心の大きさに応じて、回転軸に対して、ディスクの所定の半径方向に加速度を付与するステップと、ディスクを回転軸に固定するステップとを有する方法を提供する。
【００２３】
ここで、固定的に装着されているディスクドライブ装置とは、ディスクドライブ装置の組立において、すでにディスクが装置の内部に組み込まれているドライブ装置をいう。
【００２４】
第３の発明は、ディスクが回転軸に固定的に装着されているディスクドライブ装置の組立方法であって、接着剤をディスク又は回転軸に塗布するステップと、回転軸にディスクの中心孔を挿入することにより、ディスクを前記回転軸に仮固定するステップと、ディスクを回転軸と共に回転させて、ディスクの半径方向に生じる力を測定して、回転軸の軸心に対するディスクの中心の偏心の大きさを求めるステップと、回転軸に対して、ディスクの所定の半径方向に加速度を付与するステップと、回転軸の軸心に対するディスクの中心の偏心の大きさを所定の閾値以下にするステップとを有する方法を提供する。
【００２５】
ここで、接着剤によりディスクが回転軸に固定される前に、回転軸の軸心に対するディスクの中心の偏心の大きさを所定の閾値以下にすることが重要である。
【００２６】
第４の発明は、固定手段によりディスクが回転軸に固定的に装着されているディスクドライブ装置の組立方法であって、回転軸にディスクの中心孔を挿入するステップと、ディスクを回転軸に仮固定するために、固定手段を締め付けるステップと、ディスクの半径方向に生じる力を測定して、回転軸の軸心に対するディスクの中心の偏心の大きさを所定の閾値以下にするために、ディスクを回転軸と共に回転させつつ、回転軸に対して、ディスクの所定の半径方向に加速度を付与するステップと、ディスクを回転軸に固定するために、固定手段をさらに締め付けるステップとを有する方法を提供する。
【００２７】
第５の発明は、回転軸へ固定されるディスクの回転バランスを調整する回転バランス調整装置であって、回転軸に挿入されて仮固定されたディスクが、回転軸と共に回転する際にディスクの第１の半径方向に生じる力を測定する測定手段と、回転軸に対して第２の半径方向に所定の加速度を与える加速度付与手段と、測定手段の出力に基づいて、測定手段の出力の周期の整数倍の時間間隔で回転軸に加速度が繰り返し与えられるように加速度付与手段を制御する制御手段とを有する回転バランス調整装置を提供する。
【００２８】
第６の発明は、回転軸の軸方向に固定される複数のディスクを有するディスクドライブ装置の組立方法において、それぞれのディスクの中心孔を回転軸に挿入して、複数のディスクを回転軸に仮固定するステップと、複数のディスクが回転軸と共に回転する際に、回転軸の軸方向の複数の異なる測定位置における第１の半径方向に生じる力の時間変化をそれぞれ測定するステップと、それぞれの測定位置において測定される力の時間変化に基づいて、回転軸の所望の測定位置に第２のの半径方向の加速度を付与して、それぞれの力の絶対値を一定の閾値以下に低減するステップと、複数のディスクを回転軸に固定するステップとを有するディスクドライブ装置の組立方法を提供する。
【００２９】
第７の発明は、回転軸の軸方向に固定される複数のディスクの回転バランスを調整するための回転バランス調整装置であって、回転軸に挿入されて仮固定された複数のディスクが回転軸と共に回転する際に、回転軸の軸方向の複数の測定位置における第１の半径方向に生じる力をそれぞれ測定する測定手段と、回転軸方向における複数の位置において、第２の半径方向に所定の加速度を与える加速度付与手段と、測定手段の出力に基づいて、複数の位置のうちの任意の位置に加速度が与えられるように加速度付与手段を制御する制御手段とを有する回転バランス調整装置を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
《第１の実施例》
以下、本発明の第１の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、第１の実施例のディスク回転バランス調整装置の側面図である。また、図２は、図１に示された第１の実施例のディスク回転バランス調整装置を矢印Ａ方向から見た正面図である。
【００３２】
このディスク回転バランス調整装置１０は、磁気ディスク等を予め内部に固定的に組み込んでいる固定磁気ディスクドライブ装置の組立工程において使用されるものある。より具体的には、本装置は、磁気ディスク１２を回転軸２４に完全に固定するという組立工程において、ディスク回転時の振動を所定の規定値以内に収まるように、ディスク１２の回転バランスを調整する際に使用されるものである。なお、以下の実施例では、磁気ディスクを典型的な例として挙げているが、本発明はこれに限定されず、装置内部に予め固定的に組み込まれるようなすべてのディスクの回転バランスの調整に利用できることは当然である。
【００３３】
このディスク回転バランス調整装置１０は、図１に示されるように所定角度傾斜した状態で固定部１００上に配置された所定の厚さを有する支持部材１４と、この支持部材１４の図２における紙面手前側（図１における左側）の長手方向中央部やや右寄りの位置に支持部材１４に沿って配置された力測定・加速度発生素子としてのピエゾ素子等の圧電素子１６と、支持部材１４の図２における紙面手前側（図１における左側）の長手方向中央部やや左寄りの位置に配置された圧縮コイルばね１８とを備えている。
【００３４】
そして、支持部材１４の上で、圧電素子１６と圧縮コイルばね１８とでハードディスク本体２０が支えられている。このハードディスク本体２０は、支持部材１４の両端に長手直交方向に沿って設けられた２対のガイド２２に沿って矢印Ｂ方向及びこれと反対方向に往復動可能となっている。なお、ガイド２２、支持部材１４とハードディスク本体２０との間の摩擦力は非常に小さいものとする。また、圧電素子１６に電圧が印加されず、且つディスク１２の回転が停止している場合には、ハードディスク本体２０は固定部１００の面と平行な状態で保持されている。
【００３５】
ハードディスク本体２０の内部には、図示しないスピンドルモータが収納されており、このスピンドルモータによって回転駆動される回転軸２４がハードディスク本体２０の面に対して直交して設けられている。この回転軸２４は、円板状のディスク１２の中央部の穴に挿入され、ディスク１２は回転軸２４に仮固定されている。回転軸２４の径は中央部の穴の径よりも若干小さいため、実際には、これら両者間には数百ミクロン程度の隙間、すなわち、クリアランスが存在する。なお、この仮固定された状態では、ディスク１２の中心（重心）は回転軸２４の軸心に対して偏心した状態となっている。なお、ここで仮固定とは、後述するような加速度がディスク装置自身に加わった場合に、回転軸が移動しうる程度の強さで固定された状態をいう。
【００３６】
図３は、このディスク回転バランス調整装置１０の制御系４１の構成図である。本実施例ではこの制御系４１が制御手段を構成する。
【００３７】
この制御系４１は、圧電素子１６からの出力電圧を増幅するアンプ２６と、このアンプ２６の出力信号中のノイズを除去しディスク回転速度に同期した成分のみを取り出すフィルター回路２８と、基準値０Ｖとフィルター回路２８の出力電圧とを比較するコンパレータ３０と、コンパレータ３０の出力がオン（ＯＮ）になった瞬間からΔｔ時間後に短い幅のパルスを発生するパルス発生回路３２と、表示手段としての操作表示装置３５からの選択信号に応じてパルス発生回路３２から出力された複数パルスの内の一つを選択する、即ち、所定回数に１回の割合でパルスを選択すると共にこの選択したパルスを出力するパルス選択回路３４と、このパルス選択回路３４からパルスがリレーコイル３６Ａに入力されたときのみリレースイッチ３６Ｂがオンとなるノーマリオープンタイプのリレー３６と、リレースイッチ３６Ｂの一端に直列抵抗４０を介して接続された電源３８とを有している。また、前記リレースイッチ３６Ｂの他端は圧電素子１６に接続されている。
【００３８】
前記圧電素子１６は、一端が接地されると共に、他端がアンプ２６及びリレースイッチ３６Ｂに共通に接続されている。また、圧電素子１６とアンプ２６及びリレースイッチ３６Ｂとの接続点は、抵抗４２を介して接地されている。このため、この抵抗４２の両端に加わる電圧がアンプ２６への入力電圧となる。
【００３９】
操作表示装置３５は、フィルター回路２８からの出力信号に基づいて波形を表示する図示しないオシロスコープと、オペレータにより操作される各種の指示キーが設けられた図示しない操作パネルとから構成されている。即ち、この操作表示装置３５によれば、オペレータはオシロスコープの画面上に表示されるフィルター回路２８の出力波形の極大値（以下、適宜「不釣合量Ｕ」という）を観察することができ、この不釣合量が所定の閾値以下になったときに、停止キーを操作してパルス選択回路３４の動作を停止させることができるように構成されている。なお、このパルス選択回路３４の動作の停止と共に、スピンドルモータの回転も停止させることが望ましい。
【００４０】
次に、上述のようにして構成されたディスク回転バランス調整装置１０の作用について説明する。図４は、本実施例のディスク回転バランス調整装置のタイミングチャートである。
【００４１】
図１乃至図２に示されるように、回転軸２４がディスクの中心孔に挿入されて仮固定されたハードディスク本体２０が支持部材１４上にセットされる。オペレータがスタートボタンが押すことにより、スピンドルモータの回転が開始される。これによりディスク１２が回転してディスク１２のアンバランスにより前述した如く、時々刻々と向きが変化する力が生じる。この力の矢印Ｂ方向成分が図１に示される力Ｆとして圧電素子１６に作用する。
【００４２】
このため、圧電素子が矢印Ｂ方向及びこれと反対方向に伸縮して前記力Ｆに比例した電圧が抵抗４２の両端に発生する。この抵抗４２の両端に発生する電圧値の変化が図４の波形１で示されている。即ち、ディスク１２の半径方向（矢印Ｂ方向）に作用する力を測定する測定手段として圧電素子１６が機能する。
【００４３】
この圧電素子１６の出力電圧がアンプ２６で増幅され（図４の波形２参照）、更にフィルター回路２８でディスク１２の回転速度に同期した成分だけが取り出される（図４の波形３参照）。このフィルター回路２８の出力がコンパレータ３０で基準電圧Ｖと比較される。本実施例では、この基準電圧は０Ｖとしている。このとき、フィルター回路２８の出力は操作表示装置３５に入力し当該操作表示装置３４を構成する図示しないオシロスコープの画面上に図４の波形３に示されるような信号の波形が表示される。なお、この図４の波形３に力Ｆの極大値、即ち不釣合量Ｕが示されている。
【００４４】
フィルター回路２８の出力信号を基準電圧と比較した結果、コンパレータ３０から図４の波形４に示されるようなパルス信号が出力される。このパルス信号の入力によりパルス発生回路３２では、各パルスの立ち上がり毎に、その立ち上がりからΔｔ時間後に幅の短いパルスを出力する（図４の波形５参照）。なお、このΔｔ時間は、例えば、コンパレータ３０から入力されるパルスの略中央の位置で幅の短いパルスが立ち上がるように、図示しないスピンドルモータの回転数に応じて予め設定されているものとする。
【００４５】
このパルス発生回路３２で断続的に発生する幅の短いパルスがパルス選択回路３４に入力される。この時、オペレータにより、操作表示装置３５におけるパネル上のキーがオペレータにより操作され、所定の選択信号がパルス選択回路３４に入力される。パルス選択回路３４ではこの選択信号に応じて断続的に発生する幅の短いパルスを所定回数に１回の割合で選択する。例えば、図４の波形５で示される中央のパルスが選択されると、リレー３６のリレーコイル３６Ａに図４の波形６に示されるようなパルスが印加される。このパルスの立ち上がりから立ち下がりの間の時間だけリレースイッチ３６Ｂがオンとなって、電源３８から直列抵抗４０を介して図４の波形７に示されるような電圧信号が圧電素子１６に印加される。
【００４６】
このため、圧電素子１６が図１及び図２に記載された矢印Ｂ方向とは反対の方向に、電圧信号に応じた所定量だけ急速に伸びることにより、ハードディスク本体２０に対して、矢印Ｂ方向とは反対の方向に力、すなわち加速度を与える。この加速度は、圧電素子１６に印加された電圧に比例する大きさを有している。このように、本実施例において圧電素子１６は、振動を検出する手段であるのみならず、加速度付与手段としても機能している。
【００４７】
圧電素子により加速度が与えられた時、回転中のディスク１２はその慣性力によりその位置に停まろうとするので、回転軸のみが移動する。そして、結果的にディスク１２と回転軸２４との間の偏心量が小さくなる方向にディスク１２の位置が変化する。
【００４８】
なお、圧電素子１６から回転軸２４に付与される加速度の大きさが所定値よりも大きくなってディスク１２の位置が必要以上に変化させないように、電源３８の電圧又は直列抵抗４０の抵抗値が決められており、圧電素子１６への印加電圧すなわち、加速度の大きさが設定されているものとする。
【００４９】
上記のような各構成部の動作が繰り返し行なうことにより、ディスク１２の回転バランスが徐々に調整される。オペレータは、前記オシロスコープ上に表示される力Ｆの極大値、即ち不釣合量Ｕが小さくなってゆくことを観察することにより、この状態を把握することができる。オペレータがこれを観察しながら、不釣合量Ｕが所定の閾値以下になった時点で操作表示装置を構成するパネル上の停止キーを押せば、パルス選択回路３４のパルス選択動作が停止される。そして、これと同時に図示しないスピンドルモータの停止ボタンを押すことにより、ディスク１２の回転を停止させる。
【００５０】
このようにして、ディスク１２の回転バランスの調整が完了した後、適切な方法によりディスク１２を回転軸２４に確実に固定して、ディスクの回転バランスの調整及び固定という工程が完了する。このように、回転バランスを調整することにより、ディスク回転バランスの不良に起因した読み出しまたは書き込みエラーの発生を有効に低減することができる。
【００５１】
実際のハードディスクの組立工程において、回転バランスの調整後の固定を行う場合には、例えば以下のような方法で行うことが現実的である。
【００５２】
その一つの方法は、一定時間で固まる接着剤や紫外線の照射により硬化する接着剤等をハードディスクの組立時にディスク１２または回転軸２４の周囲に塗布する。次に、図示していない固定手段としてのトップ・クランプを軽く締めつけて、ディスク１２を回転軸２４に仮固定する。この状態で上記の回転バランス調整を行い、バランス調整が終了したら接着剤を硬化させ、最終的にディスク１２を回転軸２４に固定する。
【００５３】
他の方法は、まず最初にディスク１２を回転軸２４に組み付け、軽くトップ・クランプを締めつける。この仮固定された状態で上記の回転バランス調整を行い、バランス調整が終了したら、図示していないトップ・クランプを完全に締め付けてディスク１２を回転軸２４に固定する。
【００５４】
以上説明したように、第１の実施例によると、ハードディスクの組立時にディスク１２の回転バランス調整を効果的にかつ高い精度で行うことができる。また、ディスク１２の偏心により発生する力を圧電素子１６を用いて測定するという手法が採用されているので、ディスクの回転バランスを正確に把握することができる。さらに、予めトラックが描かれていないディスクであっても容易に回転バランスを調整することが可能になる。
【００５５】
なお、第１の実施例では、同一の圧電素子によって、振動を測定する機能及び加速度を加える機能の両方を達成している。しかしながら、振動を測定する手段と加速度を加える手段とを別々にも受けてもよい。これは、以下に説明する実施例についてもいえることである。
【００５６】
また、本実施例では、測定される力の半径方向と、加速度を付与する半径方向とは同一方向を例にして説明したが、異なる方向であってもよい。例えば、振動測定手段と加速度付与手段とを別々に設けるように構成した場合などにおいては、測定方向と加速度付与方向が異なっていても、加速度を加えるタイミングを適切に決定することにより、回転バランスの調整を行うことができる。
【００５７】
また、第１の実施例では、発生する力の極大値が所定の閾値以下になったことをオペレータがオシロスコープの波形を見て確認した段階で回転バランス調整を終了する場合を例示したが、パルス選択回路３４によりパルスが選択された段階で当該パルス選択回路３４から何らかの信号を発生させ、この信号に基づいてその時の力Ｆの極大値、即ち不釣合量Ｕをディジタル表示させるようにしても良い。このようにすれば、オペレータはその表示されたディジタル値が所定の閾値以下であるか否かを簡単に判断できるので、オペレータの操作性が向上する。
【００５８】
《第２の実施例》
次に、本発明の第２の実施例を図５乃至図６に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を用いるものとする。
【００５９】
図５は、第２の実施例のディスク回転バランス調整装置の側面図である。また、図６は、図５に示された第２の実施例のディスク回転バランス調整装置の正面図である。このディスク回転バランス調整装置５０は、支持部材１００上に相互に所定間隔を隔てて配置された一対のリニア・ベアリング４２と、これらのリニア・ベアリング４２上に図５における矢印Ｃ方向及びこれと反対方向に往復動可能に設けられた直方体の支持部材から成るスライダ４４と、このスライダ４４の一端部に設けられたストッパ部材４６と、を備えている。また、このスライダ４４の幅方向の両側には、当該スライダ４４を挟む恰好で所定間隔を隔てて、一対の直方体状のブロック４８，５２が配置されている。当該ブロック４８，５２は、支持部材１００上にねじ止めされている。
【００６０】
前記スライダ４４の上には、一端がストッパ部材４６より当接されたハードディスク本体２０がある。
【００６１】
一方（図５における左側）のブロック４８とハードディスク本体２０との間には、圧電素子１６が設けられており、この圧電素子１６のブロック４８側の端面はブロック４８に固着されている。
【００６２】
他方のブロック５２とストッパ部材４６との間には、ストッパ部材４６を介してスライダ４４を圧電素子１６方向へ付勢する圧縮コイルばね５４が設けられている。その他の制御系等の構成は第１の実施例と同一である。
【００６３】
この第２の実施例によっても前述した第１の実施例と同様の作用・効果を奏する。
【００６４】
《第３の実施例》
次に、本発明の第３の実施例を説明する。図７は、第３の実施例のディスク回転バランス調整装置の斜視図である。ここで、前述した第１，第２の実施例と同一又は同等の構成部分については、同一の符号を用いるものとする。
【００６５】
ディスク回転バランス調整装置７０は、図７に示されるように、支持部材１００上にそれぞれの下側取り付け部６２Ａ，６４Ａが相互に所定間隔を隔てて且つ平行に配置された状態でねじ止めされた断面略Ｚ字状の一対の板ばね６２，６４と、これらの板ばね６２，６４の上面に配置され支持部材１００の面に対し平行に保持されたスライダ４４と、このスライダ４４の一端部近傍（図７における右斜め下側端部近傍）にねじ止めされた断面Ｌ字状のストッパ部材４６と、を備えている。このスライダ４４は、図７における矢印Ｄ方向及びこれと反対方向に往復動可能であると共に板ばね６２，６４の弾性力によって常時矢印Ｄ方向に付勢されている。
【００６６】
スライダ４４の矢印Ｄ方向前方には、所定間隔を隔てて板ばね６２の下側取り付け部６２Ａ及びスライダ４４の端面と平行にブロック６６が配置されており、このブロック６６は支持部材１００上で固定されている。
【００６７】
前記スライダ４４の上面には、ハードディスク本体２０がその一端を前記ストッパ部材４６に当接させた状態で載置さている。
【００６８】
ブロック６６とハードディスク本体２０との間には、圧電素子１６が介装されており、この圧電素子１６のブロック６６側の端面はブロック６６に形成された凹溝６８の内壁面に固着されている。その他の制御系等の構成は第１の実施例と同一である。
【００６９】
この第３の実施例によっても前述した第１，第２の実施例と同様の作用・効果を奏する。
【００７０】
《第４の実施例》
次に、本発明の第４の実施例を説明する。図８は、本実施例のディスク回転バランス調整装置の制御系の構成図である。ここで、前述した第１の実施例と同一又は同等の構成部分については、同一の符号を用いるものとする。
【００７１】
この実施例では第１の実施例における制御系に代えて図示のようなコンピュータ８０を中心として構成された制御系９０が設けられている。
【００７２】
この制御系９０では、抵抗値の異なる複数の抵抗８２1 ，８２2 ，……のそれぞれの一端が電源３８に対し並列に接続され、これらの抵抗８２８２1 ，８２2 ，……の他端がリレースイッチ３６Ｂの一端に各別に接続されている。また、各リレースイッチ３６Ｂの他端は圧電素子１６に共通に接続されている。
【００７３】
前記各リレースイッチ３６Ｂの接点を開閉する各リレーコイル３６Ａへの通電がコンピュータ８０によって制御される構成となっている。また、このコンピュータ８０は電源３８の電圧をも制御可能に構成されている。更に、このコンピュータ８０には、前述した抵抗４２の両端に掛かる電圧が入力されるようになっている。
【００７４】
その他の機構部等の構成は第１の実施例と同一である。第４の実施例では第１の実施例の制御系におけるフィルター回路、コンパレータ、パルス発生回路、パルス選択回路と同様の機能をコンピュータ８０内ＣＰＵの制御プログラムにより実現している。また、コンピュータ８０は電源電圧調整機能及び直列抵抗調整機能をも有している。ここで、直列抵抗の調整は、複数のリレー３６1 ，３６2 ，……を択一的にオンさせることによって実現される。なお、単一の可変抵抗器を抵抗８２1 ，８２2 ，……に代えて設け、この可変抵抗器をコンピュータ８０により制御するようにしても良い。
【００７５】
このようにして構成された第４の実施例によると、前述した第１の実施例と同一の作用・効果を奏する他、第１の実施例と同様にしてディスク回転バランスの調整を行なう際に、前記力Ｆの極大値、即ち不釣合量Ｕが所定の閾値以下となったことをコンピュータ８０内のＣＰＵが検知して自動的に装置を停止することも可能となる。このようなことは、ソフトウェアの変更により容易に実現できる。
【００７６】
なお、上記第１乃至第４の実施例では、ディスクとして磁気ディスク１２を用いる場合を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、ディスクとして光ディスクや光磁気ディスク等を用いてもよい。光ディスクを用いる場合には、予めトラックが形成されていないものを用いることも可能である。その他、回転軸に仮固定され、回転バランスの調整が必要な他のディスクの回転バランス調整用として本発明の回転バランス調整方法及びその装置を適用することは可能である。従って、本発明は、ディスクドライブ装置内部に予め固定的に装着されているようなディスクに対して、広く適用することができる。
【００７７】
また、上記第１乃至第４の実施例では、測定手段と加速度付与手段とを単一の力測定・加速度発生素子としての圧電素子１６を用いて構成する場合について例示したが、本発明はこれに限定されないことは勿論であり、測定手段を適宜な力センサを用いて構成し、電流値に比例した加速度を回転軸２４に作用させることができる電磁アクチュエータ、例えば、電磁石、ソレノイド、ボイスコイルモータ等によって加速度付与手段を構成してもよい。
【００７８】
このような変形においても、測定手段で測定する力の向きと、加速度付与手段により回転軸２４に加える加速度の向きも上記実施例のように必ずしも一致させる必要はなく、これら両者の向きが異なっていてもよい。
【００７９】
また、単一の力測定・加速度発生素子を用いて測定手段と加速度付与手段とを構成する場合であっても、他の力測定・加速度発生素子、例えば電歪素子や磁歪素子を圧電素子１６の代わりに用いても良い。電歪素子を用いる場合には、当該電歪素子は、測定手段として機能する際には、不釣合量の平方根に比例した電圧を時々刻々発生し、加速度付与手段として機能する際には、印加電圧の自乗に比例した加速度を回転軸に作用させる。一方、磁歪素子を用いる場合には、当該磁歪素子は、測定手段として機能する際には、不釣合量に比例した磁界を時々刻々発生し、加速度付与手段として機能する際には、加えられた磁界強度に比例した加速度を回転軸に作用させる。
【００８０】
さて、上述の第１乃至第４の実施例では、回転軸に固定されているディスクの枚数が少ないディスクドライブ装置における静バランスの調整について主として説明した。第５の実施例は、ディスクの枚数が多くなるにつれて問題となってくる動バランスの調整をも考慮したものである。本実施例においては、静バランスと動バランスの両方を調整することが可能である。
【００８１】
《第５の実施例》
図１１は、第５の実施例のディスク回転バランス調整装置の概略的な側面図である。本実施例では、上記の第１乃至第４の実施例を改良して、アクチュエータ及び力センサを２つに増やしたものである。その他の構成部分については、上記の実施例と同一であるため、同一の記号を付して説明を省略する。
【００８２】
固定部材１００上に固定された一対のブロック４８、５２が配置されている。ブロック４８には圧縮コイルばねが取り付けられており、これによりハードディスクドライブ装置本体１０を右方向に押しつけている。このハードディスクドライブ装置は複数のディスクを有している。ハードディスクドライブ装置におけるディスクは、バランス調整中は回転しており、その回転体のアンバランスにより並進振動力及びトルク振動が発生している。このとき、ハードディスクの回転軸に完全には固定されておらず、外部からの衝撃等の加速度によってスリップを起こすことができるようになっている。
【００８３】
ディスクの右側には、プレート１１０を介して少なくとも２つの圧電素子１１２が取り付けられている。この２つの圧電素子１１２は、回転軸方向に所定距離離れて配置されており、ディスクに回転方向の加速度を与えることができるように配置されている。この点は、上述の実施例と同様である。なお、この配置位置は、回転軸の重心に対して、軸方向に互いに相対する位置であってもよい。さらに、右側にはおもり(mass)があり、それと右側のブロック５２の間に少なくとも２つの力センサが挟まれている。この複数のセンサにより、静バランスによる並進力及び動バランスによるトルク振動力を測定する。
【００８４】
本実施例におけるディスクドライブ装置本体１０中の回転軸に仮固定された複数のディスクは、上述の図１２（ｂ）のモデルのように等価的に表現できるものであるが、本実施例によって、アンバランス量ｍ1・ｒ1、ｍ2・ｒ2（但し、ｒ1、ｒ2はベクトル）の２つの値の両方を所定の値以下にすることができる。従って、本実施例では、回転軸が回転している際のトルクによって発生する振動成分を小さくすることのみならず、回転軸が回転している際に、並進力によって発生する振動成分をもまた小さくすることができるため、動バランス及び静バランスの両方を同時に調整することができる。
【００８５】
動バランスを調整するためには、回転軸に固定された複数のディスクのうち、上側のディスクのスリップ量を下側のディスクのそれより選択的に大きくしたり、逆に下側のディスクのスリップ量を上側のディスクのそれより選択的に大きくする必要がある。図１３は、ディスクのスリップ量を選択的に制御する方法を示す概念図である。
【００８６】
図１３（ａ）は、図１１のアクチュエータ部分のみを抽出した図である。この系の力学的モデルは、図１３（ｂ）のようになる。このドライブ全体の重心をＧとし、ここを原点として回転軸方向にｘ軸をとる。また重心Ｇから回転軸の上端までの距離をｈとする。このドライブの右側に取り付けられた平板を介して、ドライブの重心の延長線上から距離ｌだけ離れたところに、上側のアクチュエータにより力Ｆがかかった場合について説明する。この時、ドライブの軸上には、分布した加速度ａ（ｘ）が観測される。このａ（ｘ）は次のようにして求められる。まず、力Ｆによるドライブ全体の並進加速度ａGは、
【００８７】
【数２】
ａG＝Ｆ／Ｍ
（Ｍ＝ドライブ全体の質量）
【００８８】
また、重心Ｇの回りの回転角加速度αは、以下の式のように表現される。
【００８９】
【数３】
α＝（ｌＦ）／Ｉ
（Ｉ＝ドライブ全体の重心Ｇに関する回転モーメント）
【００９０】
この分布を図で表すと図１３（ｃ）のようになる。この図から明らかなように、上側のアクチュエータを動作させると、上側のディスクにより大きな加速度が加わる。そのため、上側のディスクのスリップ量を下側のディスクのそれより大きくなるように制御することが可能となる。さらに、図１３（ｄ）に示すように、下側のディスクに加わる加速度を０にすることもできる。そのためには、以下の式を満たすようなｌを決定すればよい。
【００９１】
【数４】
（ｌ／ｍ−ｌx／Ｉ）＝０
【００９２】
選択的にスリップ量を制御する方法は、理論的な説明は以上に説明したとおりであるが、実際のバランス調整動作は次のようにして行われる。まず、ディスクを回転させ、２つのセンサによって発生する振動を測定する。そして、振動振幅の大きい方を選び、その部分に取り付けられているアクチュエータのみを動作させる。例えば、上側のセンサの方が出力が大きい場合には、上側のアクチュエータを動作させる。適当なタイミングでアクチュエータを動作させれば、上側のディスクのみがスリップし、このセンサの振動の振幅は小さくなる。そして、２つのセンサの出力が、共にある規定値よりも小さくなるまでこの動作を繰り返し実行することにより、ディスクのバランスを調整することができる。
【００９３】
なお、本実施例は、第１の実施例乃至第４の実施例を参酌して数々の変形例が考えられる。そして、これらの実施例で説明した応用または変形も本実施例においても適用できる。
【００９４】
以上説明したように本実施例においては、複数のディスクを回転軸方向に固定する場合において問題となる動バランスによるトルク振動を静バランスと同様に有効に低減することができる。その際、ディスクの回転を停止することなく回転バランスを調整することも可能であるので、調整を効率的に行うことができる。
【００９５】
《第６の実施例》
上記の第１の実施例乃至第５の実施例は、いずれもディスクを回転軸に仮止めして衝撃等の加速度をディスクに与えることによりディスクの回転バランスを調整した後に、ディスクを回転軸に完全に固定するものである。これに対して本実施例は、ディスクに塑性変形する材料で形成された調整おもりを回転軸に取り付けて、加速度を与えることによりディスクが完全に固定された状態においてもバランス調整を行うことが可能な方法を提供するものである。
【００９６】
図１４は本実施例における調整おもりの構造を示す図である。固定部材としてのインナーリング１４４の内径は、ディスクドライブ装置の回転軸の外径よりも大きく形成されている。  支持部材１４２は、その一端がインナーリング１４４の外径領域において固着され、他端がおもり１４０の内径領域において固着されていて、可塑変形可能な材料で形成されている。このおもり１４０は回転体自身に装着されるものであるから、円形であることが好ましいが、必ずしも円形に限定されるものではない。
【００９７】
図１５は、この調整おもりを回転軸に装着したディスクドライブ装置中のディスク組立体を示す図である。この図のように、ディスク組立体１５０において、複数のディスク１５２が回転軸１５４の軸方向にスペーサ１５８を介して固定されており、この回転軸１５４の上端及び下端の両方に調整おもり１５６、１５８が装着されている。
【００９８】
図１６は、調整おもりが装着されたディスクのバランス調整を行うバランス調整装置の概略図である。ディスク組立体１５０のバランス量を測定する力センサ１６２、１６４が回転軸の上端側及び下端側に設けられている。この力センサ１６２、１６４により測定された振動力に関する信号が、測定手段１６６に入力されて、ディスクの不釣り合い量の大きさ及び位置を計算する。そして計算された不釣り合い量の大きさ及び一に関するデータは、タイミング発生手段１６７に入力されて、どちらのソレノイド１６８、１６９をどのすタイミングで動作させるかをディスクの回転周期を考慮に入れて計算する。そして、ソレノイドの動作による磁気的な作用に従って、調整おもりを瞬間的に移動させる。調整おもりの支持部材は塑性変形する材料で形成されているため、調整おもりは、この瞬間的な移動により変形する。その結果、ディスクのアンバランス量は減少する。この動作をアンバランスがスペック値以下になるまで繰り返し実行する。
【００９９】
図１７は、調整おもりがソレノイドにより移動する状態を示した図である。この図から理解できるように、ソレノイドの磁気的な作用により可塑変形する材料が変形し、ディスクのアンバランス量が減少する。例えば、ディスクパック自体の不釣り合い量は通常０．２g・cm程度であり、バランス調整機構のおもりの重量を５ｇと仮定すると、変位量は約０．４mm程度となる。
【０１００】
また、支持部材を構成する塑性変形する材料は、ソレノイドの力で変形するが、その他の外部からの加速度では変形しないような強度に設計することが重要である。若しくは、時間または紫外線により固化する接着剤を予め塗布しておき確実に固定することも可能である。
【０１０１】
図１８は、他の調整おもりの構造を示す図である。回転軸の外径よりも大きな内径を有する円形のインナーリング１８４と、一端がインナーリング１８４の外径領域に固着され、他端がおもり１８０に固着された複数の支持部材１８２より構成される。この支持部材１８２は、熱によって変形または切断可能な材料で形成されている。この場合、図１６に示されたバランス調整装置は、ソレノイド１６８、１６９の代わりにパルス・レーザー発生装置を用いる。
【０１０２】
図１９は、調整おもりを変形又は切断された状態を示す図である。図１９（ａ）は、支持部材に熱によって縮む材料を使った場合における調整後の状態を示している。レーザを支持部材に照射すると、熱によりこの部分が収縮する。そのためその先端に取り付けられたおもりが中心方向に移動する。レーザの強度またはレーザの照射回数によって、この収縮の度合いを制御することができる。従って、ディスクを回転させ、測定を行いながら連続的にレーザを照射し、不釣り合い量が規定値以下に収まるまで続ければよい。
【０１０３】
図１９（ｂ）は、熱によって切断される材料を支持部材に用いた場合の例である。レーザによって支持部材が切断され、この支持部材によりインナーリングに支持されていたおもりが取り除かれる。この場合においても、ディスクを回転させ、測定を行いながらおもりの切断を順々に行ってき、不釣り合い量が規定値以下に収まるまで続ければよい。
【０１０４】
このように、本実施例によればディスクが回転軸に固定された状態においても、修正おもりを変形させることにより、ディスクのバランス調整を行うことができる。
【０１０５】
なお、本実施例では、調整おもりを回転軸の両端に取り付けて動バランスの調整に用いているが、短い回転軸においては、静バランスのみを考慮すれば足りるので、実施例１乃至実施例４における静バランスの調整においても用いることも当然に可能である。この場合、回転軸の一端に設ければ足りるであろう。
【０１０６】
上述の実施例において、回転軸に付与される加速度の大きさは一定の場合について説明したが、この大きさを徐々に小さくしながら、繰り返し付与するように制御してもよい。加速度をどのように繰り返すかについては、数々の方法が考えられる。
【０１０７】
【発明の効果】
このように、本発明においては、ディスク回転時に生じる力を測定して回転バランスを調整しているため、容易かつ精度の高い調整が可能となる。また、ディスクの回転を停止することなく、回転バランスの調整が可能であるため、効率的に調整を行うことが可能となる。さらに、本発明は、予めトラックが形成されていないディスク等の回転バランスをも調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のディスク回転バランス調整装置の側面図である。
【図２】第１の実施例のディスク回転バランス調整装置の正面図である。
【図３】第１の実施例のディスク回転バランス調整装置の制御系の構成図である。
【図４】第１の実施例のディスク回転バランス調整装置のタイミングチャートである。
【図５】第２の実施例のディスク回転バランス調整装置の側面図である。
【図６】第２の実施例のディスク回転バランス調整装置の正面図である。。
【図７】第３の実施例のディスク回転バランス調整装置の斜視図である。
【図８】第４の実施例のディスク回転バランス調整装置の制御系の構成図である。
【図９】ディスクの偏心により生じる力を説明するための図である。
【図１０】ディスク回転位置とディスクの偏心により生じる力の向きとの関係を示す図でである。
【図１１】第５の実施例のディスク回転バランス調整装置の側面図である。
【図１２】複数のディスクの力学的モデルを示す図である。
【図１３】ディスクのスリップ量を選択的に制御する方法を示す概念図である。
【図１４】第６の実施例における調整おもりの構造を示す図である。
【図１５】調整おもりをディスクが固定された回転軸に装着したディスク組立体を示す図である。
【図１６】調整おもりが装着されたディスクのバランス調整を行うバランス調整装置の概略図である。
【図１７】調整おもりがソレノイドにより移動する状態を示した図である。
【図１８】他の調整おもりの構造を示す図である。
【図１９】調整おもりを変形又は切断された状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  回転バランス調整装置
１２  ディスク（回転体）
１６  圧電素子（力測定・加速度発生素子、測定手段、加速度付与手段）
２４  回転軸
４１  制御系（制御手段）
３５  操作表示装置（表示手段）
５０  回転バランス調整装置
７０  回転バランス調整装置
８０  コンピュータ（制御手段、自動停止手段）
【図１】
0003758728.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003758728.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003758728.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003758728.tif 000016
【図１６】
0003758728.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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