CN1128446C - 光盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光盘装置，其中，在用于保持光盘的保持部设有不平衡补偿机构，该不平衡补偿机构由其回转中心与光盘回转中心相同的回转轨道与可在上述回转轨道中移动的补偿体构成，并且以防振支脚支承在用于保持回转系以及磁头系的支承构件与壳体之间，该防振支脚的固有频率为30Hz以上、70Hz以下，共振点处的振幅倍率为8dB以上。这样，可以补偿不平衡，抑制振动的发生。

Description

光盘装置

本发明涉及一种使圆盘状的可换型记录媒体高速回转、至少可以进行信息再生的装置，例如CD-ROM、DVD、MO、可取下的HDD等光盘可换型光盘装置，特别是涉及对于高速回转有效的光盘装置。

现有的CD-ROM装置由使光盘回转的主轴电动机系和从该光盘读取信息的磁头系构成。光盘由主轴电动机驱动进行回转。在光盘上呈螺旋状或同心状地形成记录凹坑，从相对光盘沿径向驱动的磁头系照射激光，由其反射读取信息。该信息凹坑的径向记录节距为1.6μm，非常微细，所以在光盘与磁头之间进行高精度的定位。

妨害定位精度的因素大体分为以下2类。(1)主轴驱动系和磁头驱动系产生的振动。(2)从外部施加的外乱振动。

作为(1)的典型例子有回转系的不平衡振动、电动机电磁振动、磁头驱动系的驱动反力等。根据这些因素来确保必要的定位精度是装置设计上最重要的一个事项。特别是对于上述回转系的不平衡振动来说，随着数据的高速传送化，光盘的高速回转化急速进展，使上述振动的问题进一步明显化。对于磁盘装置，有日本专利公报特开平3-86968号所记载的采用流体修正平衡的方案。

大量地进行画像和动画信息处理的多媒体化对光盘装置的信息传送速度提出了高速化的要求。通过提高光盘的转速可以使光盘装置的信息传送速度高速化。因此，近年来光盘的转速高速化急速发展。

为了使转速高速化所必须解决的最大难题是不平衡振动的增加。CD-ROM等光盘装置的一个特征在于与硬盘装置(HDD)不同，作为记录媒体的光盘具有互换性。由于光盘大量地用压力机制作，所以制作精度不能那样高，厚度偏差和光盘外径与内径的同心度偏差大。另外，印刷在光盘上的文字和模样所导致的重量不平衡也不能忽视。

回转这样的不平衡大的系统时，由于回转系的重心与回转中心不一致而发生不平衡振动。设重心与回转中心的距离为ε，回转体的质量为m，转速(回转频率)为ω时，产生不平衡振动的力F由下式表示

F＝m×ε×ω²     ……(1)

如式(1)所示，不平衡振动由于与转速的平方成正比，所以进行高速回转化时急剧上升。不平衡振动不仅使磁头振动、妨碍信号的读/写，而且还使产生噪声，使安装有装置的系统自身振动，明显降低系统自身的可靠性。

这是如前述那样由于随着信息的高速传送化而产生的光盘转速提高的原因，例如，对于8倍速CD-ROM驱动器来说，由于每分4200转，所以上述光盘不平衡振动的问题明显化。

本发明的目的在于提供一种可以进行信息的高速传送、可靠性高的光盘装置，该光盘装置通过在回转系中设置可以自动修正光盘和驱动装置组成的回转系的不平衡的机构，来抑制高速回转时振动的发生。

为了达到上述目的，在回转系中，设该回转系的固有频率为ωn，回转频率为ω，使ωn比ω低，并设置可在回转轴周围平滑地回转的质量系构成的不平衡补偿机构，当驱动回转时，由回转系特有的自动调心作用可以补偿回转体自身的不平衡。

另外，在上述不平衡补偿机构的基础上，将弹性体(防振支脚)支承在中间保持构件与壳体或组合机构底座之间，该中间保持构件用于保持回转驱动系和磁头。而且，使中间保持构件与弹性体组成的支承系的固有频率在30Hz以上和70Hz以下，使共振点处的传递特性的提升量为8d B以上。因此，采用衰减比小的硅系橡胶或氟系橡胶作为上述弹性体，在中间保持构件的外周侧的3点或4点用弹性作支承。

另外，不平衡补偿机构在固定光盘的夹持器部或保持光盘的光盘保持部(转台)内，或者在电动机的转子侧面或转子内部，以回转轴为中心设置圆环状的槽，在该槽中插入2个以上的球形补偿体。

附图的简单说明

图1为本发明一实施例的光盘装置的外观图。

图2为图1中组合机构部的外观图。

图3为将不平衡补偿机构设在夹持器部的场合下的装置的断面图。

图4为不平衡补偿机构部的详细断面图。

图5示出不平衡补偿用补偿体与转动槽的一实施例的图。

图6a为取得平衡时光盘与电动机轴的示意图。

图6b为没有取得平衡时回转系的固有振动频率ωn大于回转频率ω时的示意图。

图6c为没有取得平衡时回转系的固有振动频率ωn小于回转频率ω时的示意图。

图7a为没有取得平衡时补偿体与回转中心以及重心等的位置关系图。

图7b为不平衡补偿过程中的状态图。

图7c为不平衡补偿后的状态。

图8为将不平衡补偿机构设在转台上的一个实施例的断面图。

图9为支承系的位移响应与相位的关系。

图10为不平衡补偿机构内的补偿体的配置图。

图11为相对于粘性衰减系的振动的频率与振幅比等的关系图。

图12为弹性构件材质不同导致传递特性不同的说明图。

图13为示出防振支脚一实施例的断面图。

图14为在夹持器部设置不平衡补偿机构的其它实施例。

图15为在电动机转子部设置不平衡补偿机构的实施例的图。

图16为设置补偿体保持构件的实施例的图。

图1示出采用本发明一实施例的光盘(CD-ROM)装置的外观。光盘装置的基本动作如下。

盘架31从设于光盘装置前部面板1的出入口向外突出，该盘架31用于将盘2送入到光盘装置内(或送出到光盘装置外)。该盘架31由图中未示出的光盘装载机构使其突出和收入。接着，将盘2放在盘架31上。然后，盘架31由前述装载机构收入到光盘装置内，而盘2被放在设在电动机(主轴电动机)轴的作为光盘保持部的转台15上。放在转台15上的盘2由安装在夹持器架4上的光盘夹持器3的磁吸引力固定在与转台15之间。

在作为中间保持构件的组合机构支架11上设有主轴电机等回转驱动机构和在盘上读写信息的磁头及其驱动机构。

在主轴电机的驱动下，盘2开始以规定的转速回转，由配置于盘2下部的组合机构支架11上的没有图示出的磁头在盘2上进行信息的读写。在磁头上载有物镜驱动机构，而且具有在盘2的径向上移动的移动装置。组合机构支架11通过由弹性构件构成的防振支脚13a、b、c、d支承在组合机构支座12上，该组合机构支座固定在组合机构底座18上。当然也可以不通过组合机构支座12而通过防振支脚支承在壳体(组合机构壳体)的底座上。

本发明出于提高光盘装置的耐振性能的目的，设有用于自动补偿盘2的不平衡的不平衡补偿机构。为了使不平衡补偿机构有效地工作，将包含上述防振支脚在内的振动系的固有频率设定为一定的值。

在CD-ROM和DVD装置中使用的盘2为可换媒体。因此，盘2用压力机等大量地进行制作，制作精度不能很高，厚度的偏差以及盘内径与外形的同心度偏差大。另外，在盘2上印刷文字和图样，使用者粘贴用于判别盘的标签等，会产生重心的不平衡，这也不能忽视。亦即，盘2自身具有重量的不平衡，有的盘2最大可具有1gcm左右的不平衡量。当使这样的盘2高速回转时，在支承盘2的主轴电机上施加了随着回转而显著增加的不平衡负荷。该不平衡负荷所导致的盘2的回转一次成分的振动通过主轴电机传播到组合机构支架，该振动造成装置自身的振动，或各部件间的接触干涉等产生噪音。

下面，利用图6和图7说明不平衡补偿机构的原理。

图6为在电机上安装了盘时的示意图。

设轴承的回转中心为O，盘面上的盘的回转中心为S，盘的重心为G。在没有不平衡的理想回转体中，如图6a所示那样，O、S、G完全一致；但在具有不平衡的回转中，不平衡的离心力将轴向外侧拉，导致轴倒下或轴挠曲。

S、G相对于O的相位根据回转系的固有频率ωn与回转频率ω的关系变化。该情况如图6b、图6c所示。在ωn大于ω的场合(图6b)，G在S的外侧。在ωn与ω相同的情况(临界)下，S、G排在一直线上。在ω大于ωn的场合(图6c)(超临界)时，该关系逆转，  S位于G的外侧。不平衡的补偿利用该超临界的特征。

图7为在回转系设置了作为不平衡补偿用质量的补偿体(球体)时球体与回转中心、重心等的关系的示意图。

在盘上设有2个作为平衡配重的补偿体M1、M2，该补偿体M1、M2可以平滑地在S轨道上回转移动。假设在进入超临界状态之前将平衡配重M1、M2固定在图7a所示状态下。然后使回转加快，并在超临界的状态下转移到恒速转动。在该状态下，作用于M1、M2的离心力F1、F2以及O、S、G的配置如图7a所示。这里，重心G表示包含M1、M2的回转系全体的重心。如在该状态下解除M1、M2的固定，M1、M2则在离心力F1、F2的周向分力的作用下从图7a的状态转移到图7b的状态。M1、M2移动时，使得重心G也朝纸面上方向亦即朝S的方向移动，从而使S和G接近，减小差别。该M1、M2在不平衡减小的方向上移动，使S、G、O一致。即，继续进行直到不平衡完全消失的状态，即图7c的状态。这样，回转系初期具有的不平衡由M1、M2自动地加以补偿。

通过设置上述那样的回转体不平衡自动补偿机构，即使是不平衡程度大的盘，也可以不产生振动地使其高速回转，从而可以不丧失可靠性地高速传送信息。

具有上述不平衡补偿机构的光盘装置(图1)的组合机构部的外观如图2所示。

在本实施例中，作为不平衡补偿机构，在主轴电动机的光盘保持部(转台)设置有槽，在该槽内设置多个补偿球(平衡球)7。具有物镜促动器的磁头8可以沿着导轨16在光盘径向上移动。组合机构支架11在本实施例中大体为方形，通过设在其外周侧4角上的防振支脚13a、b、c、d安装于组合机构支座12上。

下面，对不平衡补偿机构的具体实施例进行说明。

图3为在光盘夹持器侧设置了不平衡补偿机构的场合的CD-ROM装置的断面图。

作为记录媒体的盘2由托架或装载装置从前部面板1侧插入到装置内。主轴电动机14、磁头8以及其驱动系所构成的组合机构系需要避免对盘2的安装产生妨碍。在盘2完全装入到装置内时，上述组合机构系开始移动，在安装在主轴电动机14上的转台15的高度与盘2的高度一致时停止。同时，由与设在转台15上的磁体装置27和夹持器3的磁性体6之间的吸引力将盘2夹入，并通过夹持器架4和夹持器固定件5固定。由这些动作，使得盘2可由主轴电动机14回转，同时可以由安装在组合机构系的磁头8读取盘2上的光信息。组合机构系收容于组合机构壳体10内，并由顶部盖板9罩住。

上述组合机构底座18通过由软橡胶或弹簧构成的防振支脚13从组合机构支架11加以支承。防振动脚13的目的在于不使盘2的不平衡振动传递到装置外部，也不使来自装置外部的振动传递到上述组合机构底座18，以及使不平衡补偿机构有效地工作。

图5示出不平衡补偿机构的一例。该图中设有2条转动槽，分别在每个槽中设置1个补偿体，当然，也可以在一个槽中设2个补偿体。以下的说明是在假设槽为一条的情况下进行的。

本实施例的第1个特征在于，与上述夹持器3成一体地设置不平衡补偿机构。不平衡补偿机构由具有圆弧形的补偿体转动槽17的球轨与2个补偿体(平衡球)7a、7b组成。

在球轨处呈圆周状地刻有宽度稍大于补偿体7直径的转动槽17，在该转动槽17中插入有2个补偿体7a、7b。转动槽17的侧面和底面以及补偿体7的表面加工得非常光滑，补偿体7可在转动槽17中自由移动。

在决定补偿体7的材质时，必须考虑到它应为非磁性，密度要大，磨损、腐蚀等表面的经时变化应不易发生。如果为磁性，由于在夹持器3部有用于夹持的磁体装置27，所以会发生带磁而使2个补偿体被吸住的问题。密度低时，可修正的不平衡量变小。表面的经时变化会导致摩擦力增大、妨碍补偿体7的移动的问题。考虑到以上情况，补偿体7的材质为非磁性的不锈钢或玻璃时比较适合。

当补偿体7的重量为mb以及补偿体7的转动半径为γ时，可修正的最大不平衡量w在2个球为一体的状态下由下式表示。

w＝2×mb×γ

盘2的最大不平衡量从经验上考虑有1gcm左右就已足够。当转动半径与夹持器3的外径大体相同、设为γ＝1.75cm时，每个补偿体7的必要重量mb为

mb＝w/(2×γ)＝1/(2×1.75)＝0.28g直径为4mm的不锈钢球的重量为0.27g；所以如使用它即使对于最大的不平衡量的盘2，也足以对应。

本实施例的第2个特征在于，运行是在超临界状态下进行的，此时使由上述防振支脚的刚性K与上述组合机构18的质量M构成的固有频率ωn

ωn＝(M/K)小于装置的额定转速ω。通过如前述那样构成不平衡补偿机构，在这样的超临界状态下运行，由于重心与轴的回转中心的相位反转，因而使得上述补偿体7在与盘2的不平衡相反的方向上移动，自动补偿不平衡。

在CD-ROM装置的场合，将主轴电动机14的转速控制得使周向速度恒定。即，在磁头8位于内周时，转速增快，在外周时转速降低。再生声频用CD时的转速称为标准速度，该回转频率为在周3.8Hz、内周8.3Hz的范围。现在出于传送速度高速化的要求，计划到标准速度的12倍(外周45Hz、内周100Hz)。固有频率ωn可以设定得比标准速度的内周侧回转频率还大，也可设定得比使用转速的外周侧回转频率还低。将ωn设定得比标准速度的转速还小时，必须使防振支脚的刚性非常小，在施加外部振动的场合产生大的变形，可以预测不能支承盘2等，所以实现起来很困难。另外，如为标准速度左右的转速，不平衡振动也小，即使不作修正也没有问题。

ωn的设定必须注意的点是防振支脚的衰减率。从防振的观点看，为了使振幅的倍率减小，虽然采用衰减率大的材料更有效，但在本实施例中用衰减率大的材料构成防振支脚时，产生危害。这是因为衰减率大的材料使相位的反转变迟。如前所示，在本发明的不平衡补偿机构中，虽然采用了超临界时的回转中心与重心的相位反转，但如使用衰减率大的材料，则该相位反转不能完全进行，补偿的效果变小。在衰减率为25％的场合，即使将ωn设定为ω的1/3，相信也只能回转160度。在该条件下，不平衡补偿的效果小。在实施例中，通过设定衰减率为5％、ωn为ω的1/2，则可实现大体180度的相位反转，能够期望获得足够的不平衡补偿。

图4示出在光盘夹持部设置不平衡补偿机构的实施例。

该实施例的特征在于，在第1夹持器19上设置采用补偿体7的不平衡补偿机构，并在该第1夹持器19上同轴地设置第2夹持器20，该第2夹持器20设有可上下移动的球固定机构。在CD-ROM装置的场合，由于盘2的转速在周向速度恒定的条件下加以驱动，所以回转速度必须根据磁头8的位置通过对主轴电动机14加减速来加以改变。在没有补偿体7的固定机构的场合，进行该加减速时由于补偿体7在其惯性作用下仍要以恒定转速回转，所以在与盘2之间产生相对回转。如果事先如前述那样注意到系统的振动频率ωn与转速ω的范围地进行设计，则即使转速变化，补偿体7也最终稳定在原来的修正位置上。然而，由于为了减小加在补偿体7上的摩擦的影响而降低了转动槽17的转动面与补偿体7之间的摩擦力，所以在补偿体稳定之前需要一定时间。当在加减速作用下该补偿体7从滚动开始到稳定下来的时间大于磁头8移动的查找时间时，必须在振动不稳定的状态下读取数据，从而使装置自身的可靠性降低。因此，如果设定补偿7的固定机构，进行一次修正，然后在该状态下固定补偿体7，则可解决以上那样的问题。

第2夹持器20与第1夹持器19同时回转，并且第2夹持器的凸起23部正好可上下移动地配合于第1夹持器的中空轴22上，该中空轴22从第1夹持器延伸出并且在外侧具有第1夹持器槽24。另外，在第1夹持器19与第2夹持器20之间设有弹簧26，在沿上下不施加力的状态下第1夹持器19与第2夹持器20处于打开的状态。在正好与设于第1夹持器19的补偿体7的转动槽17相向的第2夹持器20的位置上，设有宽度比转动槽17窄的多个齿21，当第2夹持器20降下时该多个齿21沿第1夹持器19的球滚动槽17的全周进入到球滚动槽17。该齿21的间隔比补偿体7的直径稍大，在圆周上进行等分割。齿21的高度在第1夹持器19与第2夹持器20关闭的状态下可使转动槽17的底与齿21顶端的间隙小于补偿体7的半径。

在第1夹持器19与第2夹持器20打开的状态下，补偿体7可在转动槽17内自由移动，但当其关闭时，补偿体7被夹在第2夹持器20的齿21与齿21之间不能移动。在第1夹持器19和第2夹持器20打开的状态下由超临界条件进行不平衡补偿，在补偿体稳定的状态下关闭第1、2夹持器19、20，即可保持该补偿体7的补偿条件。第1、2夹持器19、20的开闭由上述组合机构将盘2推出时的上下移动来进行。在现有装置中，插入盘2时为了不使主轴电动机14妨碍盘2而使组合机构退避到下侧，在盘2的插入完了时，将组合机构抬高到工作状态高度，由设在主轴电动机14的磁体装置27与设在夹持器的磁性体6的吸引力将盘2夹持住。这些动作由设在支架11和组合机构上的齿轮、凸轮机构和电动机进行。在本实施例中，组合机构从退避状态朝上方移动，上述第1夹持器19由主轴电动机14的磁体装置27吸引而将盘2固定，盘2可以回转；其特征在于形成了2个状态，1个状态当第1夹持器19和第2夹持器20打开时，补偿体7可自由移动(以下称补偿状态)；另1个状态是在组合机构进一步移动，第1夹持器19与第2夹持器20闭合时，补偿体7被固定(以下称额定状态)。

下面说明动作。插入盘2时，组合机构处于最向下的状态。随着插入盘2，组合机构向上方移动，在上述补偿状态下暂时停止。在该状态下，第1夹持器19动作，将盘2夹持住。在该状态下，第1夹持器19和第2夹持器20如图4a所示那样处于打开状态，补偿体7可以在转动槽17内自由移动。磁头8、盘2的位置关系确定。在主轴电动机14的作用下盘2开始回转，在超过回转系固有频率ωn的超临界状态下恒速转动。该转速虽然是在考虑上述防振支脚13的衰减特性的情况下加以决定，但可以与该装置自身的额定转速无关系地决定。在补偿体7稳定在补偿位置时，可以在保持回转的状态下使组合机构进一步向上方移动，在额定状态下停止。第1夹持器19和第2夹持器20由组合机构的移动而慢慢闭合，在各额定状态下补偿体7由设在第2夹持器20的齿21固定在补偿位置。如这样地在进行3个平衡补偿的位置固定补偿体7，则即使为了使线速度一定而根据磁头8的位置改变转速，也不会移动补偿体，不会使查找性能降低。

在本实施例中，可以通过增加加速度传感器等振动传感器来改善操作性。例如，在组合机构上安装振动传感器。现把设置振动传感器的场合下的动作说明如下。插入盘2时，组合机构移动到额定位置，补偿体7在任意的位置固定。之后，电动机开始回转。在该状态下进行振动测定，在判断出振动程度小的场合，在原有状态下读入数据。在振动程度大的场合，组合机构下降到补偿状态，然后以与没有上述振动传感器的状态相同的顺序进行平衡补偿。这样，在有振动传感器的场合，没有必要对所有的盘2进行补偿，所以在该场合，从插入盘2到开始读入数据可以快速进行。

下面说明如图5所示的场合，在该场合中，设有半径不同的2个转动槽17a、17b，在该转动槽中分别放入1个补偿体7a、7b。

在一个转动槽17中放入多个补偿体时，存在着各补偿体7在不平衡补偿时相互撞击而产生不稳定现象的问题。另外，在使用磁性补偿体7的场合，由于带有磁性，会出现补偿体7相互吸在一起的问题。通过设置多个转动槽17，在一个转动槽中放入一个补偿体，可以解决以上问题，提高补偿的可靠性。

下面利用图8说明在主轴电动机的转台设置不平衡补偿机构的情形。

光盘回转系由主轴电动机、作为记录媒体的圆盘状的盘2以及用于将盘2固定在转台15上的光盘夹持器3和防光盘打滑用橡胶39等构成。主轴电动机由保持盘2的转台15、压入该转台15中的作为回转轴的轴37和固定在该轴37上的转子36部构成。在该转子36内部构成产生主轴电动机的回转驱动力的磁回路，在作为回转部的转子36部安装有多极磁化的圆筒形磁铁。在转子内部作为固定部的铁芯和线圈固定在定子基板38上。

轴37由轴承43从固定侧可自由转动地支承，该轴承43由滚球轴承或滑动轴承构成。另外，固定部被固定在定子基板38上，在该基板38上设有主轴电动机控制基板。下面将详细说明图中所示的内藏不平衡补偿机构的转台15。

在转台15上设有圆环状的槽，在该圆环状的槽内设有光盘固定磁铁41。在将盘2安放在转台15的状态下由光盘夹持器3从上面夹住光盘2加以固定。这是使用了与光盘固定磁铁41相向的光盘夹持器3内的吸引用铁板34产生的磁吸引力。在转台15的更向外的位置也设有圆环状的槽(转动槽)，在该槽内插入有用于补偿不平衡的补偿体(平衡球)7。插入该补偿球的槽由防尘盖35将其置于完全密封的状态，以使尘土等不从外部进入。

如前面说明的那样，由盘2的不平衡产生的不平衡振动由轴37的振摆回转作用在盘的径向。在转台15内装有不平衡补偿机构时，上述补偿体7也对回转轴在离心方向作用。由于该2个力可以大体在一平面内构成，所以在不在轴37上产生回转力矩的情况下即可补偿不平衡。另外，设在转台15内的圆环状槽可以完全地固定在作为回转轴的轴37上，对于回转轴的同心圆加工容易，所以圆环槽对于回转的偏心可以减小。

下面，用图10说明插入补偿体7的动作。

图10示出插入设于上述转台15的圆环状槽的补偿体7的构成。

在本不平衡补偿机构中至少插入2个以上的补偿体7。另外，为了不受磁场的影响，补偿体7采用非磁性的正圆刚性球。例如在图中下方存在光盘不平衡的场合，光盘不平衡力作用在离心力方向上(图中箭头方向)。对于这一情况，在理想的补偿状态下，如图中所示那样各补偿体位于与光盘不平衡相反的方向上。这时的不平衡补偿力，为作用在各补偿体7上的离心力于与光盘不平衡方向相反的方向上的分力。在补偿体为多个的场合，各补偿体的分力的合力成为不平衡补偿力。因此，圆环状槽中配置的补偿体在离心力作用下接触在轨道面上，在补偿体相邻接的状态下，如果两端的补偿体的位置在相对于回转中心与光盘不平衡成直角的方向上时，补偿方向的成分为0。亦即，在多个补偿体配置在补偿方向的场合，有必要决定补偿体的形状与个数，以使两端的补偿体在圆环状的槽内为180度以下。在本实施例中，考虑进去一般的CD-ROM用光盘的不平衡量，最坏的情形设为1gcm左右，在现状的主轴电动机用转台15可实现的槽形状(平衡球轨道外径25mm左右)下，补偿体7采用8-15个左右的直径约为2～3mm的不锈钢制刚性球。该补偿体的补偿效果为0.5～0.8gcm左右，即使在1gcm的光盘不平衡的场合，也可以将其抑制为相当于0.5～0.2gcm的不平衡负荷的振动。也可以通过采用材质比重大的补偿体或增大补偿轨道来进一步提高补偿力。在进行不平衡补偿的说明中作为补偿体采用的是平衡球那样的球体，但也不限于球体，只要是能以小摩擦力进行移动的物体即可，采用流体也可。

另外，与前面说明的在夹持部设置不平衡补偿机构的实施例相同，在光盘的更换频率小的场合，也可以在补偿不平衡之后将补偿体固定。

在本实施例中，采用图2所示的支承系构成，其中，用4个防振支脚13a、b、c、d将组合机构支架11支承于组合机构支座12上。设该支承系的固有频率为ωn，在主轴电动机开始回转、回转频率ω超过上述固有频率ωn之前的领域ωn＞ω，补偿体7移动到光盘不平衡一侧。支承系为一次的振动系，由于超过固有值时相位反转180度，所以在主轴电动机超过支承系的固有频率ωn的回转频率ω的场合，在补偿体上作用朝着与光盘不平衡方向相反一侧的力。因此，在进入ωn＜ω的领域的主轴电动机的转速时，补偿体沿着补偿不平衡的方向移动。在利用这一原理的本实施例的不平衡补偿中，作为支承系特别是防振支脚13的特性，支承系的固有频率的设定以及超过固有频率的频带中相位的反转方式等非常重要。

图9示出前面所说的防振支脚的振动传递特性。配置于图8中所记载的圆环槽中的补偿体7，在主轴电动机的回转频率ω为防振支脚13所形成的固有频率ωn以下的数值的领域中，在光盘不平衡产生的离心力的作用下如图中所示那样向不平衡补偿方向作用。由于超过固有频率ωn时相位反转，转过180度，所以上述离心力作用在与不平衡相反的方向上，补偿体沿不平衡补偿方向移动。

下面，说明支持系的固有频率的设定。正如对不平衡补偿机构的作用所作的说明那样，支持系的固有频率必须设定得比光盘的回转频率低。由于CD-ROM或DVD等的物镜促动器使物镜追随光盘的面摆动或光盘偏心，所以物镜2具有轴向自由度。具体地说，一般采用在上述各方向具有自由度的吊架支承。

该吊架系的固有频率设定在约30Hz以上，以便能追随盘2的作为技术规格的面偏摆±500μm、偏心±70μm的回转一次成分。另外，最近为了以不平衡振动明显化的8倍速CD-ROM以上的转速进行不平衡补偿，设置在8倍速的回转频率70Hz以下。

下面对支承系的衰减特性进行说明。在采用衰减大的材料制作防振支脚13的场合，衰减效果使得回转频率超过支承系固有频率的状态下的相位反转变成虚线所示那样的特性，相位反转变迟。亦即，补偿体7相对于不平衡方向没有进行充分的相位反转，结果没到达理想的位置，没有获得足够的补偿效果。因此，在采用补偿体7的不平衡补偿中，如图中实线所示，最好采用衰减比现有防振支脚13小的弹性构件加以支承。采用该衰减小的弹性构件，当回转频率超过固有频率时，与衰减大的防振支脚相比，相位的反转快，可以移动到大体理想的补偿位置。

下面，利用图11说明频率比(回转频率ω/支承系的固有频率ωn和衰减率对振幅倍率和相位特性的影响，并说明本不平衡补偿中所需要的防振支脚13的特性。

例如，设防振支脚13所形成的支承系的固有频率为30Hz，光盘转速为与10倍速的CD-ROM相当的5500转/分(约90Hz)。如频率比为90/30＝3倍，相位反转在170度以上，则衰减比ζ必须在0.2以下。衰减比ζ为0.2时的振幅倍率为2.5倍左右。因此，在上述条件下，必须将防振支脚7在共振点处的传递特性的提升量在2.5倍(8dB)以上。

图12示出具体的在防振支脚采用的弹性构件的材质所形成的共振点处的传递率。CD-ROM或DVD驱动器等的防振支脚的弹性构件一般采用丁基系橡胶。这是由于如前面所述的那样，为了防止来自外部的励振力传递到内部而采用衰减率大的防振支脚。例如，在组装到实际装置中的采用橡胶硬度30度的丁基系橡胶的防振支脚中，如图的实线所示的那样，共振点处的振幅倍率(传递率)为2倍左右。在这一场合，由图11可知，假设衰减比ζ为0.25左右、频率比为3倍时，相位仅能转过不到160度一点，不平衡补偿用的补偿体7不能达到理想的补偿状态。

与此相反，在采用橡胶硬度20度的硅系橡胶的场合，如图中波状线所示那样，大约为7倍(从图11的特性，由频带宽度求衰减率ζ时ζ＝0.06)；而在橡胶硬度30的硅系橡胶中，如一点划线所示那样，约为20倍(从图11的特性求衰减率时，ζ＝0.03)。这样，对于硅系的防振支脚，易于将衰减比ζ设在0.06到0.03左右，在使用硅系的防振支脚的场合，以与上述相同的条件可使相位大体反转180度，使补偿体移动到理想的补偿位置。在一般的防振支脚的形状下，对于丁基系橡胶，难以将共振点处的振幅倍率提高到2.5倍左右，因而最好采用硅系的橡胶。硅系橡胶的温度特性也很优良，可以提供可靠性大的光盘装置。为了获得同样的效果，除了硅系的橡胶之外，也可以采用衰减率小的氟系橡胶。

图13示出防振支脚的一个实施例的断面形状。防振支脚13为在中央带有缩颈的构造。用组合机构支架11支承上述防振支脚的缩径部，从上面用固定螺钉40将防振支脚13固定在设于组合机构支座12上的凸台部44。在固定螺钉40与防振支脚13的内侧面设有间隙。通过这样的构造，使得组合机构支架11和组合机构支座12由防振支脚13进行弹性支承。通过将前面所述的硅系橡胶或氟系橡胶作为该防振支脚13的材料，可以使上述的不平衡补偿机构动作，进行高精度的不平衡补偿。

如以上说明那样，通过将不平衡补偿机构内装于转台15内，不用大幅度改造驱动机构就可进行不平衡补偿。另外，由于在转台15设置槽，所以槽加工时不会对回转中心偏心，易于获得真圆度。通过将非磁性的刚性球用作补偿体7，由于补偿量为各补偿体的质点系的合计，所以可获得大的补偿量。另外，由于是非磁性，所以补偿体不产生磁性吸着，相对于转动的可靠性高。另外，通过采用衰减小的硅系或氟系橡胶，使得支承系的固有值计算容易，在高频带的防振效果大。另外，通过采用硅系或氟系橡胶，由于使温度特性稳定，经时变化小，所以寿命和可靠性提高。

图14是不平衡补偿机构的另一实施例。与本实施例图3的实施例相同，在光盘夹持部设置了不平衡补偿机构。

与图3的实施例不同的点在于没有在夹持器架4侧设置用于固定补偿体(平衡球)的齿21。亦即，在本构成中，采用了使平衡球逆转180度的原理对不平衡进行补偿，该相位逆转是通过如前述实施例相同地利用来自防振支脚的支承系振动来进行的。

效果等与前面的说明相同。但是，存在插入补偿体的槽相对于回转中心难以获得真圆度的缺点。

图15为将不平衡补偿机构设于电动机转子36侧面的实施例。其中，在转子36配合圆环状部件42，在该圆环状部件42中设有补偿体进入的槽。也可以在转子36内部设置具有圆环状槽的构件42以及在上述槽内的补偿体7。

此时，由于在转子36内部具有支承轴37的轴承43，所以可以减小作用在轴37上的转矩，提高轴承寿命。在将流体用作补偿体7的场合，由于可以增大上下方向上的尺寸，所以可增大补偿体的体积，提高补偿效果。另外，虽然未在图中示出，但也可以使轴37从轴承43部向下方延伸，在该轴37部设置不平衡补偿机构。

图16示出本发明的其它实施例的断面图。在本实施例中，将不平衡补偿机构设在转台15，并设置用于保持补偿体7的保持构件45。其它部分与图8具有大体相同的构成。这里将对该保持构件45的动作及其效果进行说明。本图的状态为光盘转速达到回转支承系共振点之前的状态。

在本实施例中，保持构件45由板簧制作，该板簧由弹性材料在外周部(前端部)设置弯曲部。在回转支承系的共振点之前的光盘转速下，由上述板簧将补偿体7推压在转动槽中，使其不能移动地将其加以支承。该推压力大约比补偿体和轨道面之间的滚动阻力、接触摩擦力稍大一点为好。

当光盘转速到达超越共振点的转速时，回转产生的离心力作用在上述板簧的前端部，弯曲前端部开始沿水平方向变形。因此，作用在补偿体7上的推压力消失，补偿体7可自由地移动。超过共振点的转速时，如前面所说明的那样，补偿体朝与光盘不平衡180度相反的方向移动，从而可以补偿不平衡。

这样，在共振点之前保持补偿体的理由，在光盘转速可变控制方式(例如采用了线速度一定方式的CD-ROM或DVD-ROM、RAM驱动器)的场合，是为了抑制通过回转支承系的共振点时发生补偿体转动导致的振动。另外，在光盘回转一定的控制方式(例如采用角速度一定的方式的MO或高速CD-ROM驱动器)的场合，虽然转速急速增加，但与前者一样也是为了抑制通过回转支承系共振点时发生的补偿体7转动导致的振动。另外，由于在完全通过共振点后解放补偿体7，又由于作用在不平衡方向的力不产生作用，而仅是在补偿方向上产生作用力，所以可稳定地进行光盘的不平衡补偿。

如前如述，本发明的光盘装置可以自动补偿包含光盘不平衡的回转系的不平衡，可以减小回转系产生的不平衡振动。这样，可以抑制不平衡振动所产生的聚焦错误和跟踪误差，并可减少装置的振动及噪音。另外，采用本不平衡补偿机构的光盘装置可以实现与高速信息传送化相伴随的光盘的高速回转化，而且可以提高与信息高密度化所伴随的信息高密度化。

Claims (7)

1.一种光盘装置，它具有使可更换的圆盘状记录媒体回转的回转驱动机构和至少可再生信息的磁头，其特征在于，

上述回转驱动机构包括由至少一个槽和多个在上述槽中移动的球状体组成的不平衡补偿装置，每个槽用作与回转驱动机构回转中心同心的回转点轨道，并设在用于承载记录媒体转台上或固定记录媒体的夹持器上；

上述回转驱动机构与夹持磁头的保持构件通过由弹性构件构成的支承构件支承在壳体或机构底座上。

2.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述球状体为两个以上，当在回转状态下上述两个以上的球状体相互邻接地成排配置于上述槽侧壁，两端的球状体相对于回转中心成180度以下的角度。

3.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述不平衡补偿装置适合在高于振动频率的频率下动作，该振动频率由保持具有记录媒体的回转驱动机构的保持构件来决定。

4.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述支承构件的固有频率在30Hz以上，70Hz以下，将共振点处的传递特性的提升量设在8dB以上。

5.如权利要求3所述的光盘装置，其特征在于，上述支承构件支承上述保持构件外周部的3点或4点，并采用硅系橡胶作为上述弹性构件。

6.如权利要求3所述的光盘装置，其特征在于，上述支承构件支承上述保持构件外周部的3点或4点，并采用氟系橡胶作为上述弹性构件。

7.如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述回转驱动机构包括安置在电机线圈侧边附近而不是夹持器附近的回转部件。

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