Abstract
Through the data transfer race in industry since 1990s, the operational speed of optical disk drive(ODD) becomes commonly over 10,000 rpm. Such high speed operation inevitably causes the vibration, which is also the disturbances in the read-write process of pick-up servo-controller. Generally the vibration disturbance problem can be solved by the vibration isolation using the rubber mount and the increase of robustness of the pick-up servo-controller. Optical disk itself has not been targeted for the vibration reduction, because it is manufactured under the standardized format. In this paper we focused on the increase of critical speed of optical disk, that is, the improvement of dynamic characteristics, with the control of residual stresses which are come from the injection molding process. To do this, first, the residual stresses induced from the injection molding process are calculated using finite element method. The major design parameters of the process conditions are flow rate and melt temperature, which control the residual stresses in optical disk. Second, the critical speed of optical disk is calculated with modal analysis considering residual stress distributions. It was found out that the critical speed can be improved by the control of operational parameters in the injection molding process.
현재 광디스크 드라이브는 오랜 기간 지속된 산업계의 데이터 전송률 경쟁을 통하여 10,000 rpm 이상의 고속으로 구동되고 있다. 고속 구동은 필연적으로 시스템의 진동을 유발하여 픽업의 데이터 읽기/쓰기 서보 제어에 외란을 야기하는데, 통상 진동외란은 방진고무를 통한 진동의 절연 및 서보 제어의 강인성 개선을 통해 해결되고 있다. 본 연구에서는 산업계에서 일상으로 이루어지는 광디스크 드라이브 시스템의 동특성 개선에서 한걸음 더 나아가 광디스크의 동특성을 개선하는데 주목하였다. 이를 위하여 사출성형 공정해석을 수행하여 공정 조건(유량, 사출온도)이 잔류응력에 미치는 영향을 조사하였고, 이 잔류응력의 변화가 광디스크의 진동 모드 및 임계속도 즉, 동특성에 미치는 영향을 모달해석을 통해 살펴보았다. 이러한 일련의 과정을 통해 사출성형 시 발생하는 광디스크의 잔류응력을 제어하여 광디스크의 임계속도를 잔류응력이 없는 경우 대비 약 14.4% 높일 수 있음을 확인하였다.