JP4975192B2 - 制振装置および制振装置を備えたディスク装置 - Google Patents

Description

この発明は、光ディスクならびに磁気ディスク等のディスク状媒体を用いて記録あるいは再生を行う装置において、ディスクを高速に回転させた場合に発生する装置の振動ならびに装置外部から作用する不要な振動の影響を、コンパクトなサイズの装置で効果的に抑制する制振装置に関するものである。

近年の情報記録再生装置あるいは情報再生装置においては、格納する情報の大容量化、情報転送レートの高速化および装置の小型軽量化が進んでいる。磁気ディスクや光ディスクでは、転送レートの高速化に伴い、記録あるいは再生する際のディスク回転速度の高速化が進展している。ディスクは、回転軸と重心位置とが完全には一致せず、所定の誤差を持つ。一般的には、この回転軸と重心位置との誤差量を、偏重心と定義する。この偏重心によって、ディスクの回転に伴って不要な遠心力が発生する。この不要な遠心力は、運動エネルギであるから、回転速度の２乗に比例する。従って、ディスク回転の高速化によって、不要な遠心力は２次関数的に急激に増加する。さらに装置の小型軽量化によって、ディスク装置は、外部から加えられる振動に対して装置の加速度変動や位置変動が発生しやすい形態となる。そのため、偏重心ディスクを記録あるいは再生する際、装置全体がディスク回転と同期した自励振動を発生し、情報の記録あるいは再生が不可能になる問題があった。

この問題に対し、ディスクを交換可能とした光ディスク装置における対処方法として、補助質量と弾性部材とを用いた制振機構が提案されている。補助質量として機能するサブフレームは、ディスク回転機構を収納するメインフレームに対して弾性部材を介して結合している。サブフレームの共振周波数をディスクの回転周波数よりも若干大きい周波数に設定すると良好な防振効果を得ることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この開示された技術は、ダイナミックダンパを特定の構造物に付加することにより、ダイナミックダンパの固有振動数に等しい振動数の加振入力に対して、その構造物の振動を局所的に抑制する公知の原理に基づくものである。

また、補助質量と弾性部材とを用いた制振機構に加えて、バネと並列にアクチュエータを設け、振動体と補助質量との相対変位を検出してアクチュエータを駆動制御する制振機構が提案されている。しかし、この制振機構は大きな補助質量（可動質量）を使用している。アクチュエータは、バネ定数を減ずる方向にバネの変異量に比例した力を加える制御を行なっている（例えば、特許文献２参照）。なお、バネは弾性部材として機能している。

特開平１１−３２８９４４号公報（段落００２１、００４２、図３） 特開昭６０−６０３４４号公報（第３頁、第２図）

補助質量による共振系を用いた振動対策は、付加する補助質量の質量によって制振効果が制限されていた。すなわち、大きな制振効果を得るためには、補助質量を大きく設定する必要があり、この振動対策は制振装置の軽量化を行うには不向きであるという問題があった。

また、補助質量による共振系にアクチュエータを取り付けた振動対策は、依然として大きな補助質量を使用しており、制振装置の軽量化を実現できないという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、偏重心ディスクに基づいて発生する振動を小さな補助質量により抑制し、大きな補助質量と同等の制振効果を得て、軽量な制振装置を得るものである。

この発明に係る制振装置は、振動源を有するメインフレーム部と、補助質量と緩衝部とを有し前記メインフレーム部に前記緩衝部を介して支持される動吸振器とを備え、前記動吸振器の共振周波数は前記振動源の振動の周波数であり、緩衝支持部を介して前記メインフレーム部を支持する筐体と、前記緩衝部を介して前記メインフレーム部から前記補助質量に伝達される伝達力を検出する伝達力検出部と、前記伝達力検出部の検出結果に基づき前記補助質量を駆動する補助質量駆動部とをさらに備え、前記伝達力は、前記緩衝部の粘弾性特性の粘性係数に前記筐体に対する前記メインフレーム部の速度の値を乗じた値と、前記緩衝部の粘弾性特性の弾性係数に前記筐体に対する前記メインフレーム部の制振方向の変位量を乗じた値とを加算した式で定義されることを特徴とする。

この発明は、小さな補助質量で大きな補助質量と同等の制振効果を得ることが可能となり、軽量な制振装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態１による補助質量駆動部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による補助質量駆動部を示す斜視分解図である。 この発明の実施の形態１による補助質量駆動部の磁気回路の構造を示す断面図である。 この発明の実施の形態１による補助質量駆動部の磁気回路の磁束の方向を示した説明図である。 この発明の実施の形態１によるメインフレーム部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による補助質量駆動部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態１による制振装置の外乱に対する補助質量への伝達力の検出特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態１による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態１による制振装置の筐体とメインフレーム部との相対位置を検出する相対位置検出器を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による制振装置の相対位置検出器の回路構成を示したブロック図である。 この発明の実施の形態１による制振装置の相対位置検出器の出力特性をしめした特性図である。 この発明の実施の形態２による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態２による制振装置を示す質点系モデル図である。 この発明の実施の形態２による制振装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による制振装置の外乱推定器を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による制振装置の外乱に対する補助質量への伝達力の検出特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態２による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態２による制振装置の補助質量とメインフレーム部との相対位置を検出する相対位置検出器を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態３による制振装置の伝達力検出部を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による制振装置の外乱に対する補助質量への伝達力の検出特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態３による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態４による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態４による制振装置の外乱に対する補助質量への伝達力の検出特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態４による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態５による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態５による制振装置の位相補償部の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態５による制振装置の位相補償部を示す回路図である。 この発明の実施の形態５による制振装置の位相補償部の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態５による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態６による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態６による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態７による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態７による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態８による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態８による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態９による制振装置を示すモデル図である。 この発明の実施の形態９による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置のモデル図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置を示す質点系モデル図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置を示すブロック図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置を示すブロック図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置を示すブロック図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置を示すブロック図である。 補助質量と緩衝部材による制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 補助質量を可変させた場合の制振装置の外乱に対するメインフレーム部の加速度の周波数特性を示す特性図である。 この発明の基本構成を示す伝達力の検出結果を増幅係数倍して補助質量に力の次元で加算した制振装置を示すブロック図である。 この発明の基本構成を示す伝達力の検出結果を増幅係数倍して補助質量に力の次元で加算した制振装置を示すブロック図である。 この発明の基本構成の制振装置において伝達力の増幅係数を変えた場合の特性図である。 この発明の実施の形態１０による制振装置を示すモデル図である。

まず、本発明に係る実施の形態について述べる前に、その前提となる補助質量３００による振動対策についての解析を行なう。つまり、補助質量３００と緩衝部材３５０とを備える動吸収器による振動対策は、付加する補助質量３００の大きさによって制振効果が制限されている。この振動対策が大きな制振効果を得るためには、補助質量３００を大きく設定する必要がある。以下に、その理由を述べる。

図４１は、補助質量３００を用いた制振装置９１０のモデル図である。筐体１は、メインフレーム部１００、緩衝支持部材２００、補助質量３００および緩衝部材３５０を支持している。メインフレーム部１００は緩衝支持部材２００を介して筐体１に支持されている。補助質量３００は緩衝部材３５０を介してメインフレーム部１００に支持されている。緩衝支持部材２００は緩衝支持部であり、緩衝部材３５０は緩衝部である。

メインフレーム部１００は、スピンドルモータ、情報ピックアップおよびフレーム類などを具備した部ユニットで、その総質量は質量ｍ_１である。スピンドルモータはディスクを回転させる機能を有する。情報ピックアップはディスクに情報を記録する、あるいはディスクの情報を読み取る機能を有する。フレーム類はスピンドルモータおよび情報ピックアップなどを保持する機能を有する。また、メインフレーム部１００は緩衝支持部材２００を介して筐体１に支持されている。緩衝支持部材２００は、筐体１に作用する外部からの振動がメインフレーム部１００に伝達することを緩衝する機能を持つ。また、補助質量３００は緩衝部材３５０を介してメインフレーム部１００に支持されている。緩衝部材３５０は後述する共振特性となる物性値を有している。

さらに、力Ｆ_０［Ｎ］は、外部からの振動に基づいて発生する力で、緩衝支持部材２００を介して筐体１からメインフレーム部１００へ伝達する力である。力Ｆ_１［Ｎ］は偏重心ディスクの回転に基づいて発生する力である。伝達力Ｆ_１＿２［Ｎ］は、緩衝部材３５０を介してメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。

図４２は、図４１を質点系モデルとして表現した図である。図４２において、メインフレーム部１００は質量ｍ_１［ｋｇ］で表記している。緩衝支持部材２００は粘弾性モデルで表記している。緩衝支持部材２００のバネ２００ａの弾性係数はｋ_１［Ｎ/ｍ］、緩衝支持部材２００のオイルダンパ２００ｂの粘性係数はｃ_１［Ｎ・ｓ/ｍ］である。補助質量３００は質量ｍ_２［ｋｇ］で表記している。緩衝部材３５０は粘弾性モデルで表記している。緩衝部材３５０のバネ３５０ａの弾性係数はｋ_２［Ｎ/ｍ］、緩衝部材３５０のオイルダンパ３５０ｂの粘性係数はｃ_２［Ｎ・ｓ/ｍ］である。

位置ｘ_１［ｍ］はメインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の振動方向の位置を示す。位置ｘ_２［ｍ］は補助質量３００を質点ｍ_２として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_２の振動方向の位置を示す。筐体１はＧＮＤとして定義されている。力Ｆ_０［Ｎ］は緩衝支持部材２００を介してメインフレーム部１００に作用する力として定義される。力Ｆ_１［Ｎ］は、偏重心ディスクの回転に基づいてメインフレーム部１００に作用する力である。

図４２に示した振動モデルに対し、各質点の運動方程式は次の式（１）、式（２）で表される。

図４３は上記２つの運動方程式（１）（２）をブロック図で表現したものである。図４３において、機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００共振系の基本モデルである。機能ブロック１１０は、加減算器７００ｂ、加算器７００ｃ、機能ブロック１００ａ、積分器７０１ａ，７０１ｂ、機能ブロック２００ａおよび機能ブロック２００ｂで表現される。機能ブロック１００ａはメインフレーム部１００の質量ｍ_１の逆数で表される。機能ブロック２００ａは緩衝支持部材２００の弾性係数ｋ_１で表される。機能ブロック２００ｂは衝支持部材２００の粘性係数ｃ_１で表される。

力Ｆ_０の値と力Ｆ_１の値とは加減算器７００ａで加算され、伝達力Ｆ_２＿１の値は減算され、その後加減算器７００ｂに出力される。伝達力Ｆ_２＿１の値は機能ブロック３１０から出力される。機能ブロック３１０は補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。ここで、力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される力の総和である。逆に、力Ｆ_２＿１は補助質量３００からメインフレーム部１００に伝達される力である。すなわち力Ｆ_２＿１はメインフレーム部質量１００に対する制振力の総和である。

加算器７００ｃは、位置ｘ_１の値をｋ_１倍した値と、メインフレーム部１００の速度ｄ（ｘ_１）／ｄｔをｃ_１倍した値とを加算する。位置ｘ_１は、メインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の位置を示す。加減算器７００ｂは、加算器７００ｃの出力値と加減算器７００ａの出力値とを加算する。加減算器７００ｂの出力値は、機能ブロック１００ａで１／ｍ_１倍され、積分器７０１ａに出力される。機能ブロック１００ａはメインフレーム部１００の質量ｍ_１の逆数で表される。積分器７０１ａは、入力された値を積分し、速度ｄ（ｘ_１）／ｄｔを出力する。速度ｄ（ｘ_１）／ｄｔは積分器７０１ｂに入力され、位置ｘ_１の値を出力する。位置ｘ_１はメインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の位置を示す。

機能ブロック２１０は、メインフレーム部１００の位置と速度とを補助質量３００に伝達する力に変換する。機能ブロック２１０は、加算器７００ｄ、機能ブロック３５０ａおよび機能ブロック３５０ｂで表現される。機能ブロック３５０ａは緩衝部材３５０の弾性係数ｋ_２で表される。機能ブロック３５０ｂは緩衝部材３５０の粘性係数ｃ_２で表される。加算器７００ｄは、位置ｘ_１の値をｋ_２倍した値と、メインフレーム部１００の速度ｄ（ｘ_１）／ｄｔをｃ_２倍した値とを加算する。位置ｘ_１はメインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の位置を示す。加算器７００ｄの出力値は、加減算器７００ｅに出力される。

機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。機能ブロック３１０は、加減算器７００ｅ、加算器７００ｆ、機能ブロック３００ａ、積分器７０１ｃ，７０１ｄ、機能ブロック３５０ａおよび機能ブロック３５０ｂで表現される。機能ブロック３００ａは補助質量３００の質量ｍ_２の逆数で表される。機能ブロック３５０ａは緩衝部材３５０の弾性係数ｋ_２で表される。機能ブロック３５０ｂは緩衝部材３５０の粘性係数ｃ_２で表される。

加算器７００ｆは、位置ｘ_２の値をｋ_２倍した値と、補助質量３００の速度ｄ（ｘ_２）／ｄｔをｃ_２倍した値とを加算する。位置ｘ_２は補助質量３００を質点ｍ_２として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_２の位置を示す。加算器７００ｆの出力値は、加減算器７００ｅで減算される。加算器７００ｄの出力値は、加減算器７００ｅで加算される。加減算器７００ｅの出力値は、機能ブロック３００ａで１／ｍ_２倍され、積分器７０１ｃに出力される。機能ブロック３００ａは、補助質量３００の質量ｍ_２の逆数で表される。積分器７０１ｃは入力された値を積分し、速度ｄ（ｘ_２）／ｄｔを出力する。速度ｄ（ｘ_２）／ｄｔは積分器７０１ｄに入力され、補助質量３００を質点として定義した場合の筐体１を基準とした位置ｘ_２の値を出力する。位置ｘ_２は、補助質量３００を質点ｍ_２として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_２の位置を示す。

ここで、力Ｆ_１＿２ならびに力Ｆ_２＿１は、次の式（３）、式（４）で表される。

ここで、機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００共振系の基本モデルである。機能ブロック１１０は、図４３の機能ブロック１００ａを含む破線で囲った領域である。機能ブロック１００ａはメインフレーム部１００の質量ｍ_１の逆数で表される。さらに機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。機能ブロック３１０は、機能ブロック３００ａを含む破線で囲った領域である。機能ブロック３００ａは補助質量３００の質量ｍ_２の逆数を表わされる。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系に印加される力に基づいてメインフレーム部１００に作用する力の伝達特性モデルを示す。また機能ブロック２１０は、緩衝部材３５０がメインフレーム部１００の位置と速度とを補助質量３００に伝達する力に変換する変換特性を示す。この機能ブロック２１０の出力値は、伝達力Ｆ_１＿２［Ｎ］の値となる。伝達力Ｆ_１＿２［Ｎ］は、機能ブロック１１０から機能ブロック３１０へ伝達する力の総和である。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。伝達力Ｆ_２＿１は、機能ブロック３１０から機能ブロック１１０へ伝達される力である。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。

図４４は、図４３を等価に変換して伝達関数で表示したブロック図である。加減算器７００ａで力Ｆ_０の値と力Ｆ_１の値とが加算され、伝達力Ｆ_２＿１の値が減算される。加減算器７００ａの出力値は、機能ブロック１１０で１／（ｍ_１ｓ^２＋ｃ_１ｓ＋ｋ_１）倍され位置ｘ_１の値を出力する。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００共振系の基本モデルである。機能ブロック２１０は、位置ｘ_１の値を（ｃ_２ｓ＋ｋ_２）倍して伝達力Ｆ_１＿２の値を出力する。位置ｘ_１の値は、機能ブロック２１０の入力値である。機能ブロック３１０は、伝達力Ｆ_１＿２の値をｍ_２ｓ^２／（ｍ_２ｓ^２＋ｃ_２ｓ＋ｋ_２）倍して伝達力Ｆ_２＿１の値を出力する。伝達力Ｆ_１＿２の値は機能ブロック３１０の入力値である。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。

図４５は、図４４に示された機能ブロックのうち、機能ブロック１１０の伝達特性はＧ_１（ｓ）と表し、機能ブロック３１０の伝達特性はＧ_２（ｓ）と表したブロック図である。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００共振系の基本モデルである。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の基本モデルである。

伝達特性Ｇ_１（ｓ）、Ｇ_２（ｓ）は次の式（５）、式（６）で表される。

このため図４５において、機能ブロック１１０では入力信号がＧ_１（ｓ）倍され、機能ブロック３１０では入力信号がＧ_２（ｓ）倍される。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００共振系の基本モデルである。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。

機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の基本モデルである。伝達特性Ｇ_２（ｓ）は、機能ブロック３１０の伝達特性である。図４５ならびに式（６）より、伝達特性Ｇ_２（ｓ）は、入力が伝達力Ｆ_１＿２の値で、出力値が伝達力Ｆ_２＿１の動特性をもつ伝達関数モデルとなっている。また、機能ブロック１１０の入力を力Ｆ_{ｔｏｔａｌ}の値とする。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。伝達特性Ｇ_１（ｓ）は、機能ブロック１１０の伝達特性である。この力Ｆ_{ｔｏｔａｌ}は次の式（７）で表される。

前述の通り、伝達力Ｆ_２＿１は、メインフレーム部１００に対する制振力である。また、機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。図４５を再考すれば、機能ブロック１１０は、補助質量３００を付加することで、力Ｆ_０の値および力Ｆ_１の値の印加に対し、制振力である伝達力Ｆ_２＿１が機能することを表している。つまり、機能ブロック１１０は、補助質量３００を付加することで、メインフレーム１００の振動が抑えられることが表している。従って、制振性能を向上させるためには、少なくとも伝達力Ｆ_２＿１の値を大きく設定することが必要である。

ここで、機能ブロック２１０および機能ブロック３１０の機能は、機能ブロック１１０の所定の周波数帯域の外乱に対する感度を下げることである。なお、機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の基本モデルである。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。本発明に示す実施の形態は、力Ｆ_１に対して有効に機能するように設定された実施の形態である。力Ｆ_１は、偏重心ディスクが回転する際に発生する遠心力である。前述のように力Ｆ_１は、ディスク回転速度の２乗に比例するので、ディスクの回転数の最大値で最大となる。つまり、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］で力Ｆ_１は最大となる。従って、機能ブロック１１０の外乱に対する感度の周波数特性が、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘで低感度となるように設定されれば、制振効果を向上させることができる。機能ブロック１１０は、メインフレーム部１００の共振系の基本モデルである。

所定の周波数において、最小のエネルギで最大の制振特性を得る最適解は、機能ブロック３１０の共振周波数が低感度となるように設定することで得られる。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の基本モデルである。このとき、機能ブロック３１０の共振周波数ｆ_０［Ｈｚ］は次の式（８）で表される。

一方、共振周波数ｆ_０は、次の式（９）で表される。

式（９）から弾性係数ｋ_２は、次の式（１０）で表される。

また、機能ブロック３１０の共振におけるＱ値をＱ_２とすれば、粘性係数ｃ_２は次の式（１１）で表される。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の基本モデルである。なお、Ｑ値は静的加重時の変位に対する共振周波数変位振幅比で与えられる無次元量である。

式（１１）に式（１０）を代入すると、次の式（１２）を得る。

式（６）に、式（１０）、式（１２）を代入すると、次の式（１３）を得る。

・・・（１３）

式（１３）によれば、伝達特性Ｇ_２（ｓ）はディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘとＱ値Ｑ_２とをパラメータとする関数である。Ｑ_２は、補助質量３００の共振系の基本モデルのＱ値である。伝達特性Ｇ_２（ｓ）は、この２つのパラメータによってのみ一意的に決定することがわかる。最高回転周波数ｆ_ｍａｘは伝達特性Ｇ_２（ｓ）の共振周波数を決定するパラメータである。ｆ_ｍａｘはディスクの最高回転周波数であるから装置の仕様で設定される定数となる。このため、ｆ_ｍａｘは補助質量３００共振系の質量ｍ_２に依存しない特性である。

伝達力Ｆ_２＿１は、制振力として機能する。そのため、補助質量３００の共振系の効果を大きくするためには、伝達力Ｆ_２＿１を大きくする必要がある。しかし、伝達特性Ｇ_２（ｓ）の特性は、補助質量３００の質量ｍ_２を大きく変更しても改善しない。伝達力Ｆ_１＿２の値は、伝達特性Ｇ_２（ｓ）の入力信号である。したがって、補助質量３００の共振系の制振効果を大きく改善するためには、伝達力Ｆ_１＿２の値を大きく設定するしかないことが理解できる。

伝達力Ｆ_１＿２の値は、伝達特性Ｇ_２（ｓ）の入力信号である。伝達力Ｆ_１＿２の定義は、式（３）で示したとおりである。つまり、伝達力Ｆ_１＿２は、位置ｘ_１の値をｋ_２倍したものと速度をｃ_２倍したものとの和で定義される。位置ｘ_１はメインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の位置を示す。式（３）に、式（１０）と式（１２）を代入してまとめると次の式（１４）を得る。

ただし、Ｈ（ｓ）は次の式（１５）で表される。

図４６は、図４５を式（１４）で変換した場合のブロック図である。このため図４６で示すように、位置ｘ_１の値は機能ブロック２１０でｍ_２Ｈ（ｓ）倍され伝達力Ｆ_１＿２の値として出力される。位置ｘ_１は、筐体１とメインフレーム部１００との相対的な位置である。

式（１４）から、伝達力Ｆ_１＿２は補助質量３００の質量ｍ_２とＨ（ｓ）との積となっている。式（１５）に示すように、Ｈ（ｓ）はディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘとＱ値Ｑ_２とをパラメータとしている。つまり、Ｈ（ｓ）は、補助質量３００の質量ｍ_２に依存しない関数となっている。Ｑ_２は、補助質量３００の共振系の基本モデルのＱ値である。従って、式（１４）から伝達力Ｆ_１＿２は補助質量３００の質量ｍ_２に比例する量で表される。つまり、大きな制振効果を得るためには、少なくとも補助質量３００の質量ｍ_２を大きく設定する必要がある。以上、数式にて説明したが、以下に解析にて上記の妥当性の確認を行う。

図４７は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示した図である。図４７（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図４７（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図４７中、曲線Ｄ１は補助質量１００の共振系がない場合の特性を示し、曲線Ｄ２は補助質量１００の共振系がある場合の特性を示している。力Ｆ_１［Ｎ］は、外乱入力である。メインフレーム部１００の質量ｍ_１を８５［ｇ］とし、弾性係数ｋ_１を１６８０００［Ｎ/ｍ］とし、粘性係数ｃ_１を１１．７４［Ｎ・ｓ／ｍ］とし、補助質量３００の質量ｍ_２を５０［ｇ］とし、共振周波数ｆ_０に対する共振振幅のピーク値を２０［ｄＢ］とし、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘを６５［Ｈｚ］としている。ｆ_０は、補助質量３００の共振系の基本モデルの共振周波数である。図４７の縦軸はゲインを示し、図４７の横軸は周波数を示している。縦軸のゲインは、「メインフレーム部１００に印加される外力」に対する「メインフレーム部１００の加速度」の感度特性を示し、ゲインが低いほど外力に対し低感度となる。つまり、ゲインが低いほど外力に対してメインフレーム部１００の加速度が小さな変動で済むため、装置にとって好ましい特性であることを示す。

図４７には、比較のため補助質量３００の共振系がある場合と無い場合との両方の特性を記している。力Ｆ_１は、偏重心ディスクの回転に基づいて発生する力である。力Ｆ_１が最大になるディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］において両者を比較する。補助質量３００の共振系が無い場合のゲインは約２２ｄＢである。補助質量３００の共振系がある場合は約５ｄＢである。つまり、外乱による力に対して約１７ｄＢの感度が改善している。

図４８は、図４７と同様の設定条件で、補助質量３００の質量ｍ_２の値を図４７の設定値に対し５分の１倍と５倍とに設定した場合の特性を示している。図４８（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図４８（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図４８中、曲線Ｅ１は質量ｍ_２を変更しない場合の特性を示し、曲線Ｅ２は質量ｍ_２を５分の１倍に設定した場合の特性を示し、曲線Ｅ３は質量ｍ_２を５倍に設定した場合の特性を示している。なお、比較のため、図４７の特性も記載してある。図４８から、補助質量３００の質量ｍ_２が小さいほど、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］における感度の低減効果が小さく、逆に補助質量３００の質量ｍ_２が大きいほど感度の低減効果が大きいことがわかる。これは数式で説明した結果と同じであり、本解析結果より考察の妥当性が検証された。

以上の結果から、大きな制振効果を得るためには、少なくとも質量の大きい補助質量３００が必要である。これは前述のように、装置の小型化・軽量化の要求に対して相反する要求である。大きな制振効果を優先すれば、装置が大型化するとともに重量も重くなる問題があった。

この発明は、上述のような課題を解消するためになされたものである。ここで式（１４）を再考すれば、伝達力Ｆ_１＿２は補助質量３００の質量ｍ_２と比例関係にあるので、伝達力Ｆ_１＿２を大きく設定することと補助質量３００の質量ｍ_２を大きく設定することとは等価である。したがって、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出し、この検出信号を増幅して力の次元で補助質量３００の質量ｍ_２に印加することは、補助質量３００の質量ｍ_２を大きく設定したことと等価となる。つまり、伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅して補助質量３００の質量ｍ_２に印加することは、補助質量３００の質量ｍ_２を大きくした場合と同様の制振効果を得ることができる。このことを、以下に、ブロック図を用いて再考する。

図４９は、図４６に、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する機能と、伝達力Ｆ_１＿２の値の検出結果をα倍して補助質量３００の質量ｍ_２に力の次元で印加する機能とを加えたブロック図である。図４９において、機能ブロック５０１は、検出された伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅する。機能ブロック５０１の増幅係数はαである。機能ブロック５０１を等価変換すると、図５０となる。図５０において、伝達力Ｆ_１＿２の値は機能ブロック５０２の入力値である。機能ブロック５０２は伝達力Ｆ_１＿２の値を（α＋１）倍して出力する。

図５０は、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出し、この検出信号を増幅係数αで増幅して力の次元で補助質量３００の質量ｍ_２に印加することが、補助質量３００の質量ｍ_２を（α＋１）倍したことと等価であることを示している。理想的には増幅係数αは任意の値に設定できるため、増幅係数αを大きく設定すれば補助質量３００の質量ｍ_２の値によらず、大きな制振効果を得ることが可能となる。

図５１に示す解析結果は、図４７と同様の設定条件に、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出し、この検出信号を増幅係数αで増幅して力の次元で補助質量３００の質量ｍ_２に印加する条件を加えている。図５１（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図５１（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図５１中、曲線Ｂ４は増幅係数αを−０．８に設定した曲線である。増幅係数αの値は−０．８、零および４に設定している。なお、この増幅係数αの値は、（α＋１）倍した値が０．２、１および５と、図４７の補助質量３００の質量ｍ_２の倍率と等しくなるように設定した。すなわち、増幅係数αが−０．８の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が０．２倍の場合に、増幅係数αが零の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が１倍の場合に、増幅係数αが４の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が５倍の場合に対応させて設定している。図４７と図５１とを対比すると、図４７における補助質量３００の質量ｍ_２を５分の１に設定した特性は、図５１における増幅係数αを−０．８に設定した特性と全く等しい特性となっている。また図４７における補助質量３００の質量ｍ_２の変更が無い特性は、当然であるが図５１における増幅係数αが零に設定した特性と全く等しくなっている。また、図４７における補助質量３００の質量ｍ_２を５倍に設定した特性は、図５１における増幅係数αを４に設定した特性と全く等しい特性となっている。このことから、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出し、この検出信号を増幅係数αで増幅して力の次元で補助質量３００の質量ｍ_２に印加すれば、補助質量３００の質量ｍ_２が（α＋１）倍したことと等価であることが解析的に実証された。

上記より、補助質量３００の共振系をコンパクトなサイズとし、さらに補助質量３００を小さい質量としても、以下の２つの機能手段により、高い制振性能が実現される。第１に、補助質量３００に対して能動的に駆動できる機能手段、第２に、メインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する機能手段である。

ここで、本発明の基本原理についてまとめる。ディスク装置は、振動の発生源を有する。本発明に係るディスク装置の場合、振動の発生源はメインフレーム部１００上で偏重心ディスクが回転して発生する不要な遠心力Ｆ_１である。この遠心力Ｆ_１は、ディスク回転数の２乗に比例する。このため、遠心力Ｆ_１は、ディスク回転数が最高になった場合に最大値となる。したがって、ディスク装置は、ディスクの最高回転周波数で発生する不要な遠心力Ｆ₁を有効に抑制する機能を必要とする。

ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などでは、情報ピックアップが、トラックの線速度を一定として信号を検出する。このため、ディスクの外周では回転数が小さく、内周では回転数が大きい。遠心力Ｆ_１は、ディスク回転数の２乗に比例するので、情報ピックアップのトラッキング誤りは、ディスクの内周の信号を読み取る際、またはディスクの内周に信号を書き込む際に発生する。つまり、情報ピックアップのトラッキング誤りは、ディスクの内周以外では発生頻度が低く、特に問題とならない。このことから、本発明の目的は、ディスクの内周での情報ピックアップのトラッキング誤りを低減することである。

動吸振器は、特定の周波数帯の外乱振動に対する機構的な対策として従来から知られている。動吸振器の制振効果は、動吸振器の共振周波数を抑制したい周波数に設定すると最も高くなる。ディスク装置の場合、その抑制したい周波数はディスクの最高回転周波数である。動吸振器の共振周波数を特定した場合、制振性能は補助質量３００の大きさと比例する。従って動吸振器を用いた装置は、大きな制振効果を得るために、補助質量３００を大きく設定する必要がある。

アクティブ動吸振器は、動吸振器に制御器およびアクチュエータを加えて、制振性能を向上させるものである。つまり、アクティブ動吸振器は、動吸振器の補助質量３００を能動的に駆動する制振装置である。大きな補助質量３００と等価の信号で補助質量３００を駆動することで、アクティブ動吸振器は、小さな補助質量３００で大きな制振効果を得ることができる。上述のように、この補助質量３００を駆動する信号は、メインフレーム１００から補助質量３００に伝達する伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅した信号である。

式（３）は、この伝達力Ｆ_１＿２が、メインフレーム１００と筐体１との相対位置ｘ₁に動吸振器の共振系の周波数特性を乗じた関数となることを示している。従って、メインフレーム１００と筐体１との相対位置ｘ_１を測定し、式（３）の右辺の括弧内の伝達特性を持つフィルタを電気的に作製することで伝達力Ｆ_１＿２の値を求めることができる。この伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅し、補助質量３００を駆動すれば、補助質量３００は、大きな補助質量と等価となり、制振装置は、大きな制振効果を得ることができる。以下に示す実施の形態で、伝達力Ｆ_１＿２の値を求める具体例を示す。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に示す能動的に動作する補助質量３００を用いた制振装置９００のモデル図である。図１において、伝達力検出部４００は、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する機能を有する。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される力である。増幅器５００は伝達力検出部４００が検出した出力値を後述する増幅係数αで増幅する機能を有する。補助質量駆動部３６０は、メインフレーム部１００に備えられ、可動部に補助質量３００を接続した構成になっている。補助質量駆動部３６０は、増幅器５００の出力信号に基づいてドライバ５１０によって駆動される。なお、増幅器５００の増幅率は、伝達力検出部４００、増幅器５００、ドライバ５１０および補助質量駆動部３６０の総合ゲインが増幅係数αとなるように決められる。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。

なお、図１は機能別に表現したため、補助質量３００、補助質量駆動部３６０および緩衝部材３５０は別要素として表現されている。しかし、実際は補助質量駆動部３６０の固定部の一部はメインフレーム部１００の一部である。また、緩衝部材３５０は同じく補助質量駆動部３６０の可動部と固定部とを連結する要素である。また、補助質量駆動部３６０の可動部の質量は補助質量３００の一部である。

図２は、補助質量駆動部３６０の機能を実現する具体的な実施の形態を示す斜視図である。図３は、図２で示した補助質量駆動部３６０の構造を示す斜視分解図である。図６は、補助質量駆動部３６０をメインフレーム部１００に取り付けた具体的な実施の形態を示す斜視図である。なお、ディスク装置は、図６に示すメインフレーム部１００を、電源、回路基板等の周知の部品とともに筐体１に収めることで作製される。

図２、図３において、補助質量駆動部３６０のベース部材３６１は、図示しないメインフレーム部１００に固定されている。駆動用コイル３６２は、２つの駆動用コイル保持部材３６３ａ，３６３ｂに保持されている。駆動用コイル保持部材３６３ａ，３６３ｂは、補助質量駆動部３６０のベース部材３６１に固定されている。これにより、駆動用コイル３６２は、補助質量駆動部３６０のベース部材３６１に対して位置決めされて固定される。

さらに駆動用コイル３６２は、駆動コイル３６２の配線ターミナル３６４に配線される。配線ターミナル３６４は、駆動用コイル保持部材３６３ａに固定されている。駆動用コイル３６２は、フレキシブルケーブル用コネクタ３６５を介してフレキシブルケーブル３６６に電気的に接続されている。フレキシブルケーブル３６６には、ドライバ５１０からの駆動信号が送られる。既に説明したベース部材３６１、駆動用コイル３６２、駆動用コイル保持部材３６３ａ，３６３ｂ、配線ターミナル３６４、フレキシブルケーブル用コネクタ３６５およびフレキシブルケーブル３６６は、それぞれが接続され一体となっており、可動部分はない。

永久磁石３６７は着磁方向がそれぞれ逆になった２つの領域を有した一体に形成されたものである。図３中では理解を容易にするために３６７ａ，３６７ｂと区別して表示している。この永久磁石３６７はヨーク３６８ｂと対向してヨーク３６８ａ上に固定されている。これら永久磁石３６７およびヨーク３６８ａ，３６８ｂが全体として磁気回路として機能する。以下、永久磁石３６７およびヨーク３６８ａ，３６８ｂを一体とした要素を、単に可動磁気回路３９０と呼ぶ。

図２では図１で示した緩衝部材３５０が板バネで作製されている。可動磁気回路３９０はその板バネ３５０の一端が接続されている。板バネ３５０の他端は、補助質量駆動部３６０のベース部材３６１に接続されている。本実施の形態１では、板バネで作製された緩衝部材３５０は、結合ネジ３６９を用いてヨーク３６８ａおよびベース部材３６１に固定されている。可動磁気回路３９０は、平行に配置した２枚の板バネ（緩衝部材３５０）を介して補助質量駆動部３６０のベース部材３６１に揺動が可能なように支持されている。従って、図２の白矢印で可動磁気回路３９０の移動方向を表示したように、可動磁気回路３９０は板バネ（緩衝部材３５０）のたわみ方向に主に移動できる。

図４は、可動磁気回路３９０の断面図である。永久磁石３６７ａはヨーク３６８ａ側がＳ極に着磁され、ヨーク３６８ｂ側がＮ極に着磁されている。永久磁石３６７ｂはヨーク３６８ａ側がＮ極に着磁され、ヨーク３６８ｂ側がＳ極に着磁されている。永久磁石３６７はヨーク３６８ａ上に固定されている。永久磁石３６７は磁気ギャップを介してヨーク３６８ｂと対向している。駆動用コイル３６２はこの磁気ギャップに配置されている。図５は、図４で示した可動磁気回路３９０の磁束の流れを示した説明図である。図５中矢印が磁束の流れを示している。

磁気ギャップにおいて、永久磁石３６７ａ側の領域（領域Ａという。）では磁束がヨーク３６８ａ側からヨーク３６８ｂ側に流れている。一方、永久磁石３６７ｂ側の領域（領域Ｂという。）では磁束がヨーク３６８ｂ側からヨーク３６８ａ側に流れている。磁束の方向が領域Ａと領域Ｂとでは逆になっている。

図４に示すように、駆動用コイル３６２は、領域Ａと領域Ｂとの磁気ギャップに配置される。駆動用コイル３６２に電流が流れると、フレミングの左手の法則によって力が発生する。その方向は図４の矢印の方向となる。矢印の方向は、図４の左右方向で、永久磁石３６７ａと永久磁石３６７ｂとが並んでいる方向である。図４では、永久磁石３６７ａ側の駆動用コイル３６２は図４の手前側から奥側に電流が流れている。永久磁石３６７ｂ側の駆動用コイル３６２は図４の奥側から手前側に電流が流れている。このため、駆動用コイル３６２は図４中右側に力を受ける。駆動用コイル３６２は補助質量駆動部３６０に位置決めされて固定されているため、可動磁気回路３９０は図４中左側に移動する。

次に補助質量駆動部３６０のメインフレーム部１００への具体的な取り付け方を説明する。図６において、図６（Ａ）はメインフレーム部１００を下面側から見た斜視図である。図６（Ｂ）はメインフレーム部１００を上面側からみた斜視図である。

メインフレーム１２０は、緩衝支持部材２００を介して四隅に配置された支柱１２８により図示しない筐体１に位置決めされて固定されている。スピンドルモータ１２１はメインフレーム１２０に取り付けられている。また、スピンドルモータ１２１は、ディスク１２９を回転させるためのターンテーブル１２２を有している。

スピンドルモータ１２１は、メインフレーム１２０に設けられた図示しない穴部にはめ込むように取り付けられる。スピンドルモータ１２１に設けられたフランジ部をメインフレーム１２０にねじ止めして、スピンドルモータ１２１はメインフレーム１２０に固定される。このため、スピンドルモータ１２１をメインフレーム１２０に固定した状態では、メインフレーム１２０の上面側には、ターンテーブル１２２が配置される。ターンテーブル１２２はスピンドルモータ１２１の回転側の部品である。また、メインフレーム１２０の下面側には、ケースが配置される。ケースはスピンドルモータ１２１の固定側の部品である。

情報ピックアップ６００は、ディスク１２９に情報を書き込みまたはディスク１２９の情報を読み取る機能を有する。情報ピックアップ６００は、シャフト１２３とリードスクリュー１２４とに取り付けられている。情報ピックアップ６００は、シャフト１２３にガイドされて移動することができる。シャフト１２３とリードスクリュー１２４とはメインフレーム１２０に取り付けられている。リードスクリュー１２４の一方の端部にはステッピングモータ１２５が取り付けられている。ステッピングモータ１２５は、リードスクリュー１２４を回転させる機能を有する。

情報ピックアップ６００に設けられた雌ねじ部１２６は、雄ねじであるリードスクリュー１２４と噛み合っている。リードスクリュー１２４の回転により、情報ピックアップ６００はトラッキング制御を行う方向に移動する。トラッキング制御を行う方向とは、ディスク１２９のラジアル方向である。また、情報ピックアップ６００に設けられたＵ字形状をした凹部１２７は、その凹部でシャフト１２３を挟み込んでいる。これにより、情報ピックアップ６００はシャフト１２３にガイドされて移動することができる。

補助質量駆動部３６０はケースに取り付けられている。ケースはスピンドルモータ１２１の固定側である。これは、ディスク１２９を保持しているスピンドルモータ１２１の振動を直接的に抑制するためである。また、図２に示す矢印方向は、ディスク１２９のラジアル方向で、情報ピックアップ６００のトラッキング制御を行う方向となっている。これは、可動磁気回路３９０の移動方向が、情報ピックアップ６００のトラッキング制御を行う方向に選択されるようにするためである。なぜなら、偏重心ディスクの発生力は情報ピックアップ６００のトラッキング制御を行う方向に悪影響を及ぼすからである。また、可動磁気回路３９０は補助質量３００として機能する。

以上の構成によって、補助質量３００を電気信号によって能動的に駆動動作させる機能が実現できる。

上記の構成により、補助質量駆動部３６０は一般的な磁気駆動型のアクチュエータの構成であるため、安価でかつコンパクトに実現することができる。また、補助質量駆動部３６０は、上記のような磁気駆動型に限定されるものではない。つまり、補助質量駆動部３６０は、圧電素子による駆動方式やその他の方式でも良い。バネ部材も板バネに限定されるものではなく、コイルバネやその他の方式でも良い。

たとえば図７はバイモルフ素子（ｂｉｍｏｒｐｈ）を利用した補助質量駆動部３６０の構成例である。バイモルフ素子は、二つの薄い圧電素子を用い、一つの圧電素子が収縮すると他の圧電素子が拡張する圧電変換器である。図７において、バイモルフ３７０が補助質量３００とベース部材３６１とを接続している。バイモルフ３７０は、補助質量駆動部３６０と緩衝部材３５０との機能を兼ねている。このため、この構成は、磁気駆動型に比べると、より簡便な構成でコンパクトな構成となっている。

以下に、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する手段を実現する具体的な実施の形態を示す。伝達力Ｆ_１＿２は、メインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される力である。

実施の形態１では、伝達力検出部４００は、相対位置検出器と、その相対位置検出器が検出した信号を基に伝達力Ｆ_１＿２の値を算出する部分から構成されている。伝達力検出部４００は、メインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する。相対位置検出器は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対位置を示す信号を検出する。

図８は、能動的に動作を行う補助質量３００による制振装置９０１のモデル図である。図８において、図１で説明した制振装置９００の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。位置ｘ_１は筐体１とメインフレーム部１００との相対位置である。伝達力検出部４０１は入力信号が位置ｘ_１である特徴を持つ。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

実施の形態１の特徴である位置ｘ_１に基づいた伝達力検出部４０１の説明を以下に行う。位置ｘ_１は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対位置である。伝達力Ｆ_１＿２の定義式は、式（３）で示したとおりである。ここで、式（３）の右辺の第１項の係数である粘性係数ｃ_２の値を考察する。補助質量３００の質量ｍ_２を図４７で考察した値の十分の一である５［ｇ］として、他の設定条件は同じとした場合、弾性係数ｋ_２の値は式（１０）より次の式（１６）となり、粘性係数ｃ_２の値は式（１２）より次の式（１７）となる。

ここで、メインフレーム部１００の質量ｍ_１は８５［ｇ］として、弾性係数ｋ_１は１６８０００［Ｎ/ｍ］として、粘性係数ｃ_１は１１．７４［Ｎ・ｓ／ｍ］とする。共振周波数ｆ_０に対する共振振幅のピーク値は２０［ｄＢ］として、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘは６５［Ｈｚ］とした。共振周波数ｆ_０は、補助質量３００の共振系の基本モデルの共振周波数である。

式（１６）と式（１７）とを比較すれば、粘性係数ｃ_２は弾性係数ｋ_２に対し小さな値となっている。式（３）の伝達力Ｆ_１＿２の定義式において、粘性係数ｃ_２は筐体１に対するメインフレーム１００の速度の係数である。ラプラス演算子でｓは微分を意味し、1/ｓは積分を意味する。そのため、式（３）において、ｓｘ₁は位置ｘ_１の値を微分して求められる速度を表す。よって、ｃ_２は速度の係数となる。このため、粘性係数ｃ_２は高周波になれば速度が大きくなるため無視できなくなるが、低周波域においては無視することが可能となる。この場合、式（３）で示した、伝達力Ｆ_１＿２の定義式は次の式（１８）となる。

図９は、力Ｆ_１［Ｎ］に対する伝達力Ｆ_１＿２の検出特性を示した図である。図９（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図９（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図９中、曲線Ａ１は理想状態における伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。曲線Ａ２は位置ｘ_１の値に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。伝達力Ｆ_１＿２は、メインフレーム部１００から補助質量３００に伝達される力である。図９には２つの事例がプロットされている。１つの事例は伝達力検出部４０１の検出特性が全帯域にわたって誤差無く精確に検出可能と仮定した理想的状態の特性である。もう一つの事例は、実施の形態１の設定条件で粘性係数ｃ_２を無視し、筐体１とメインフレーム部１００との相対的な位置ｘ_１の値のみによる伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性である。つまり、式（１８）に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性である。

伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性は、巨視的には２次のローパス特性となっている。カットオフ周波数は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の共振周波数となっている。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］で、補助質量３００と緩衝部材３５０とからなる共振系の影響が確認できる。理想状態における特性と、式（１８）に基づいた検出特性とを比較すると、１００Ｈｚ以上の高域において、理想状態の特性は式（１８）に基づいた検出特性に対し、若干位相が進み特性となっている。

これは、理想状態では伝達力Ｆ_１＿２は式（３）に従うため、低域は筐体１とメインフレーム部１００との相対的な位置ｘ_１が支配的になる。一方、高域は筐体１とメインフレーム部１００との相対速度ｄ（ｘ_１）／ｄｔが支配的になる。従って、高域において、伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性は、進み特性になる。理想状態の検出特性と、実施の形態１の式（１８）に基づく検出特性は、制御したい帯域であるディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］以下の帯域においてほぼ同じ特性となっていることが確認できる。

図１０は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示した図である。図１０（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図１０（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。検出特性は図９に示した本実施の形態の式（１８）に基づく特性とし、さらに増幅係数αの値を９に設定している。

図１０の特性は、補助質量３００の値が５［ｇ］の場合の特性である。図４７（補助質量共振系有りの特性）の特性に対し、図１０の特性は、従来の補助質量３００の１０分の１（５［ｇ］）と小さな値にもかかわらず、上記図４７の特性と同等の特性となっている。なお、図４７（補助質量共振系有りの特性）の特性は、従来の補助質量３００のみの特性である。特にディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］のゲインは、上記図４７に対してほぼ等しい値となっている。つまり、制振装置９０１は、小型で軽量の補助質量３００を用いても、大きな制振効果を得ることが可能となる。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］は、ディスクの偏重心による外乱加速度が最大となる周波数である。

図１１は、位置ｘ_１の値を検出する相対位置検出器の機能の具体的な一例を示したものである。位置ｘ_１は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対的な位置である。図１１において、図１１右下に座標図を示す。ｘ軸方向はディスクのタンジェンシャル方向であり、ｙ軸方向はディスクのラジアル方向であり、ｚ軸方向はディスクのフォーカス方向（ディスク面に対し鉛直方向）である。この相対位置検出器は、筐体１とメインフレーム部１００とのディスクのラジアル方向（図１０のｙ軸方向）の相対位置を検出する機能を持つ。一方、相対位置検出器は、メインフレーム部１００のｚ軸方向成分の移動については感度を有さない。ディスクのラジアル方向は、情報ピックアップ６００のトラッキング制御方向である。

まず、相対位置検出器の構成について説明する。永久磁石３７２は、磁石ホルダ３７１に位置決めされて固定されている。磁石ホルダ３７１はメインフレーム部１００に位置決めされて固定されている。すなわち、永久磁石３７２はメインフレーム部１００に対し位置決めされて固定されている。ホール素子３７３ａ，３７３ｂは、回路基板等で作製されたホール素子保持部材３７４に位置決めされて保持されている。ホール素子保持部材３７４は筐体１に位置決めされて固定されている。すなわち、ホール素子３７３ａ，３７３ｂは筐体１に対し位置決めされて固定されている。

永久磁石３７２は、メインフレーム部１００に位置決めされて固定されている。また、ホール素子３７３ａ，３７３ｂは、筐体１に位置決めされて固定されている。本例では、相対位置検出器は、永久磁石３７２の移動量を、ホール素子３７３ａ，３７３ｂを用いて磁束密度の変化として検出する構成となっている。永久磁石３７２は、例えば図１１に示すように、ｘ軸方向に着磁され、かつｙ軸方向の中心位置で、その着磁方向が逆転する特性とする。永久磁石３７２は一体で形成されているが、図１０では理解を容易にするために、この着磁方向の違いを３７２ａ，３７２ｂとして区別して表している。ホール素子３７３ａ，３７３ｂは、永久磁石３７２の着磁方向が切り替わるｙ軸方向の位置に配置される。

次に相対位置検出器の動作について説明する。まず、永久磁石とホール素子との位置関係に対するホール素子の出力変化を説明するため、永久磁石３７２とホール素子３７３ａとを例にとって説明する。永久磁石３７２とホール素子３７３ａとは一定の隙間をもってｘ軸方向に対向して配置されている。上述のようにホール素子３７３ａの中心は、永久磁石３７２の着磁方向の切り替わるｙ軸の位置に位置している。

この永久磁石３７２とホール素子３７３との構成により、永久磁石３７２がｙ軸方向に移動すると、永久磁石３７２に対するホール素子３７３ａの位置変化に対応してホール素子３７３ａの位置での磁束の強さがほぼ線形的に変化する。このため、ホール素子３７３ａの出力値が線形的に変化する。一方、永久磁石３７２がｚ軸方向に変移してもホール素子３７３ａの位置での磁束の変化が無い。つまり、ホール素子３７３ａは、永久磁石３７２のｚ軸方向成分の移動については感度を有さず、ホール素子３７３ａの出力値は変化しない。従ってホール素子３７３ａの磁束検出の出力値は、永久磁石３７２のｙ軸方向成分の変位として扱うことができる。また、ホール素子３７３ａは、ｚ軸方向成分の変位については感度を有さない。ｚ軸方向は情報ピックアップのフォーカス方向である。

偏重心ディスク回転に基づいて発生する外乱によって発生するメインフレーム部１００の位置の変動について検討する。偏重心ディスクの回転によって、発生する外乱は遠心力である。このため、メインフレーム部１００の位置の変動は図１１の上部の矢印で示すように円運動となる。従って永久磁石３７２はｙ軸方向だけでなくｘ軸方向にも移動する。ホール素子３７３ａが単独であれば、永久磁石３７２のｘ軸方向成分の移動により、ホール素子３７３ａの位置での磁束密度が変化するため、そのｙ方向の検出感度特性が変化する。

例えば、ホール素子３７３ａが永久磁石３７２に近づけばｙ方向の検出感度は大きくなる。一方、ホール素子３７３ａが永久磁石３７２から離れればｙ方向の検出感度は小さくなる。このｘ軸方向成分の変移によるｙ方向の検出感度の変動を抑えるため、相対位置検出器は図１１のように一対のホール素子３７３ａ，３７３ｂを所定の間隔で対向して平行に配置させ、さらにホール素子３７３ａとホール素子３７３ｂとの間に永久磁石３７２を挿入する構成とした。

この構成では、例えば永久磁石３７２がｘ軸方向のホール素子３７３ａ側に移動した場合、ホール素子３７３ａと永久磁石３７２のｘ軸方向成分の相対距離が小さくなるためｙ軸方向成分の検出感度は上昇する。逆にホール素子３７３ｂは永久磁石３７２とのｘ軸方向成分の相対距離が大きくなるためｙ軸方向成分の検出感度は低下する。したがって、ホール素子３７３ａ，３７３ｂの検出出力の値の平均をとることで、永久磁石３７２のｘ軸方向成分の変移による検出感度の変動をほぼ無効とすることができる。ホール素子３７３ａ，３７３ｂの検出出力の値の平均は、例えば両検出信号を２分の１して加算する方法などで容易に実現できる。

次に相対位置検出器を動作させる回路構成について説明する。図１２は相対位置検出器の回路構成を示したブロック図である。ホール素子３７３ａの２つの端子は、一方の負の出力が差動アンプ１００１ａの入力端子のマイナス側に接続され、他方の正の出力は差動アンプ１００１ａの入力端子のプラス側に接続されている。差動アンプ１００１ａの出力端子は直流成分除去フィルタ１００２ａに接続されている。同様に、ホール素子３７３ｂの２つの端子は、一方の正の出力が差動アンプ１００１ｂの入力端子のマイナス側に接続され、他方の負の出力は差動アンプ１００１ｂの入力端子のプラス側に接続されている。差動アンプ１００１ｂの出力端子は直流成分除去フィルタ１００２ｂに接続されている。ホール素子３７３ａが検出した信号は、直流成分除去フィルタ１００２ａに出力される。ホール素子３７３ｂが検出した信号は、直流成分除去フィルタ１００２ｂに出力される。

直流成分除去フィルタ３７３ａ，３７３ｂは、直流成分のオフセットが制御の弊害となるため、直流成分のオフセットを除去するために使用している。直流成分除去フィルタ１００２ａ，１００２ｂの他の端子は加算アンプ１００３ａの入力端子に接続されている。加算アンプ１００３ａの出力端子はアッテネータ１００３に接続されている。加算アンプ１００３ａとアッテネータ１００３とで平均回路１００３ｂを構成している。アッテネータ１００３は、入力値を０．５倍した値を永久磁石３７２のｙ軸方向成分の変位信号として出力する。

図１３は相対位置検出器の出力特性を示した特性図である。横軸はホール素子のｙ軸方向成分の位置であり、縦軸はホール素子の出力値である。一点鎖線（１）はホール素子と永久磁石との距離が１ｍｍであり、小さな破線（２）はホール素子と永久磁石との距離が１．５ｍｍであり、大きな破線（３）はホール素子と永久磁石との距離が２ｍｍである。一点鎖線（１）と大きな破線（３）とを平均した値を実線で示している。

図１３の特性図より、実線は、ホール素子と永久磁石との距離が１．５ｍｍの出力値を示した小さな破線（２）とほぼ同等の値を示している。このことより、相対位置検出器は、永久磁石のｘ軸方向成分の変位に基づいた検出感度の変動をほぼ無効とできることがわかる。実線は、一点鎖線（１）と大きな破線（３）とを平均した値を示している。

上記のような構成によって、相対位置検出器は、筐体１とメインフレーム部１００との１軸方向成分（本例ではｙ軸方向成分）のみの相対位置の変動を検出することができる。永久磁石３７２およびホール素子３７３ａ，３７３ｂは安価な素子であるため、本検出系の相対位置検出器は安価で、かつ高性能な特性を実現できる。

なお、一対のホール素子３７３ａ，３７３ｂと永久磁石３７２とを使用した相対位置検出器は、一軸方向成分の相対位置変位量を検出する検出器として広く利用することができる。つまり、実施の形態１では、一対のホール素子３７３ａ，３７３ｂと永久磁石３７２とを使用した相対位置検出器は、筐体１とメインフレーム部１００との相対位置の検出に使用されているが、メインフレーム部１００と補助質量３００との相対位置を検出するために使用されることも可能である。

以上、実施の形態１に係る制振装置９００，９０１は、メインフレーム部１００に緩衝部材３５０を介して補助質量３００を備えている。制振装置９００の伝達力検出部４００は、メインフレーム部１００から補助質量３００への伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する。伝達力検出部４００は、伝達力Ｆ_１＿２の値を、増幅器５００に出力する。増幅器５００は、伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅してドライバ５１０に出力する。ドライバ５１０は、補助質量駆動部３６０を駆動して、伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅した力を補助質量３００に与える。これにより、制振装置９００は、小さな補助質量３００で大きな補助質量３００と同等の制振効果を得ることができる。

また、制振装置９０１の伝達力検出部４０１は、位置ｘ_１の値を検出している。位置ｘ_１は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対的な位置である。伝達力Ｆ_１＿２は、位置ｘ_１の値に緩衝部材３５０の弾性係数ｋ_１を積算して求められる。伝達力Ｆ_１＿２の値は、増幅器５００により増幅係数αで増幅され、ドライバ５１０出力される。ドライバ５１０は、補助質量駆動部３６０を駆動して補助質量３００に力αＦ_１＿２を与える。このように、伝達力Ｆ_１＿２の値を位置ｘ_１の値のみから求めていため、伝達力Ｆ_１＿２の値の算出が容易にできる。位置ｘ_１は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対位置である。

相対位置検出器は、筐体１とメインフレーム部１００との振動方向の相対的な位置ｘ_１の値を検出する。相対位置検出器は、一対のホール素子３７３ａ，３７３ｂを対向して平行に配置している。永久磁石３７２は、一対のホール素子３７３ａ，３７３ｂの間に配置されている。これにより、相対位置検出器は、フォーカス方向成分の変位については感度を有さない。また、相対位置検出器は、ディスク１２９のタンジェンシャル方向成分の信号はキャンセルすることで、ディスク１２９のラジアル方向成分の変位信号のみ検出することができる。

また、図２、図３で示した補助質量駆動部３６０は、駆動用コイル３６２の配線が固定側の駆動用コイル保持部材３６３ａに取り付けられているため、コイル線が繰り返し屈曲されることで破損することを避けることができる。また、図１１で示した相対位置検出器も、ホール素子３７３を保持するホール素子保持部材を固定側の筐体１に取り付けることで、配線に用いる線材が繰り返し屈曲されることで破損することを避けることができる。

以上より、伝達力検出部４００，４０１は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。制振装置９００，９０１は、伝達力検出部４００，４０１が検出する検出信号に基づいて小さく軽い補助質量３００を補助質量駆動部３６０が駆動する。これにより、制振装置９００，９０１は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態１に係る伝達力検出部４０１は、伝達力Ｆ_１＿２の値を筐体１とメインフレーム部１００との相対的な位置ｘ₁の値から求めている。実施の形態２に係る伝達力検出部４０２は、補助質量３００とメインフレーム部１００との相対的な位置（ｘ_２―ｘ_１）の値および補助質量駆動部３６０の駆動信号の２つの信号から伝達力Ｆ_１＿２の値を推定する構成とする。

図１４は、実施の形態２に係る能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０２のモデル図である。図１４において、図１と図８とで説明した制振装置９００，９０１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。

位置ｘ_１は筐体１とメインフレーム部１００との相対位置である。位置ｘ_２は筐体１と補助質量３００との相対位置である。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。位置（ｘ_２―ｘ_１）はメインフレーム部１００と補助質量３００との振動方向の相対位置である。実施の形態１と異なり、伝達力検出部４０２の入力信号は、メインフレーム部１００と補助質量３００との相対的な位置信号および補助質量駆動部３６０の駆動信号の２つの信号である。

実施の形態２の特徴である伝達力検出部４０２の説明を以下に行う。図１５は、図１４を質点系モデルとして変換した図である。補助質量共振系３０は、補助質量３００および緩衝部材３５０で構成される。メインフレーム部共振系１０は、メインフレーム部１００および緩衝支持部材２００で構成される。図１５において、図４２で説明した制振装置９１０の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。

力Ｆ_０［Ｎ］は、外部振動に基づくメインフレーム部１００に作用する外乱による力である。力Ｆ_１［Ｎ］は偏重心ディスクの回転に基づく外乱による力である。力Ｆ_２［Ｎ］は補助質量駆動部３６０が発生する力である。力Ｆ_２の定義は、補助質量駆動部３６０が発生する補正量である。このことから、力Ｆ_２の値は、図４９における検出された伝達力Ｆ_１＿２の値を増幅する機能ブロック５０１の出力値に相当し、その定義は次の式（１９）となる。

図１５をブロック図として表現すると、図１６となる。図１６において、図４３で説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。図４３と比較して図１６は、力Ｆ_２の値が機能ブロック３１０の入力値として加減算器７００ｅに加算されている点で異なっている。力Ｆ_２は、補助質量３００を能動的に補正動作させるために印加される力である。また、機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。

図１７は、図１６の機能ブロック３１０の部分を抜き出し、さらにメインフレーム部１００を仮想的に接地した場合のブロック図である。図１７において、伝達力検出部４０２は外乱推定器である。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。

図１７において、伝達力検出部４０２は、外乱推定器である。伝達力検出部４０２は、力Ｆ_２の値と位置（ｘ_２―ｘ_１）の値を入力して伝達力Ｆ_１＿２の値の推定値Ｆ´_１＿２を出力している。なお、力Ｆ_２は、補助質量駆動部３６０が発生する補正量である。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。位置（ｘ_２―ｘ_１）は、メインフレーム部１００と補助質量３００との振動方向の相対的な位置で、機能ブロック３１０の出力値である。

機能ブロック３１０から見た場合、ドライバ５１０が出力する制御信号は力Ｆ_２と定義され、伝達力Ｆ_１＿２は外乱として定義される。なお、機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。力Ｆ_２は、補助質量駆動部３６０が発生する補正量である。伝達力Ｆ_１＿２は、メインフレーム部１００から補助質量３００に緩衝部材３５０を介して伝達する力である。

図１７に示すとおり、機能ブロック３１０は、一般的な１自由度の共振系である。この１自由度の共振系を制御対象とすれば、制御対象に供給する制御信号と制御対象の状態量である位置信号とを演算することによって、伝達力Ｆ_１＿２の値は、推定される。伝達力Ｆ_１＿２は、制御対象に印加される外乱である。この機構を一般的に外乱推定器という。機能ブロック３１０は、補助質量３００の共振系の伝達特性モデルである。

実施の形態２によれば、制御信号は２つある。制御信号のひとつは、補助質量駆動部３６０が発生する補正量としての力Ｆ_２の値となる。もう一つの制御信号は、補助質量３００とメインフレーム部１００との振動方向の相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値となる。伝達力検出部は、この２つの制御信号に基づいて外乱を推定する。外乱は伝達力Ｆ_１＿２となる。外乱推定器である伝達力検出部４０２は伝達力Ｆ_１＿２の値を推定して出力する。伝達力検出部４０２は、その推定値Ｆ´_１＿２として出力された伝達力Ｆ_１＿２の値を検出値とすることで、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出する機能を実現することができる。

外乱推定器は既知の概念であるため、ここでは説明を省略する。外乱推定器は、同一次元型と最小次元型の２種が存在し、どちらを選択しても良い。ここでは演算負荷が軽い最小次元型とする。

図１８は、力Ｆ_１［Ｎ］に対する伝達力Ｆ_１＿２の検出特性を示している。図１８（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図１８（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図１８中、曲線Ａ１は理想状態における伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。曲線Ａ３は外乱推定器の推定値に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。力Ｆ_１［Ｎ］は、外乱入力である。ここで、伝達力検出部４０２は最小次元型の外乱推定器で実現している。最小次元型の外乱推定器の極配置は、帯域１ｋＨｚの２次のバターワース極に設定した。図１８には２つの事例がプロットされている。１つの事例は伝達力検出部４０２の検出特性が全帯域で誤差無く精確に検出可能と仮定した理想的状態の特性である。もう一つの事例は、実施の形態２に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性である。

理想状態の特性と、実施の形態２の検出特性とを比較する。約１００Ｈｚ以上の高域で、理想状態の特性は実施の形態２の検出特性に対し、若干位相が進み特性となっている。しかし、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］以下の帯域ではほぼ同じ特性となっていることが確認できる。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］以下の帯域は制御したい帯域である。

図１９は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示している。図１９（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図１９（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。伝達力検出部４０２の検出特性は図１８の実施の形態２に基づく特性とし、増幅器５００の増幅係数αの値は９に設定している。力Ｆ_１［Ｎ］は、外乱入力である。

補助質量３００のみの特性である図４７（補助質量共振系有りの特性）で示した特性に対し、図１９で示す特性は、従来の補助質量３００の１０分の１（５［ｇ］）と小さな値にもかかわらず、上記図４７の特性と同等の特性となっている。なお、図４７（補助質量共振系有りの特性）の特性は、従来の補助質量３００のみの特性である。特にディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］のゲインは、上記図４７に対してほぼ等しい値となっている。つまり、制振装置９０２は、小型で軽量の補助質量３００を用いても、大きな制振効果を得ることが可能となる。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］は、ディスクの偏重心による外乱加速度が最大となる周波数である。

図２０は、実施の形態２に係る伝達力検出部４０２の相対位置信号を検出する相対位置検出器の斜視図である。この相対位置検出器は、補助質量３００とメインフレーム部１００との相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値を検出する機能を有する。図２０の構成は、図２の構成に補助質量３００とメインフレーム部１００との相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値を検出する機能を増設している。

図２０において、相対位置検出器は、板バネ（緩衝部材３５０）に歪ゲージ３８０が貼られている。歪ゲージ３８０は、板バネ（緩衝部材３５０）の曲げ方向成分の歪を検出する。なお、相対位置検出器は、伝達力検出部４０２の入力信号となる振動方向の相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値を検出する。補助質量３００とメインフレーム部１００との相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値は、板バネで構成された緩衝部材３５０のたわみ量の値と比例する。板バネ（緩衝部材３５０）に貼られた歪ゲージ３８０は、板バネ（緩衝部材３５０）のたわみ量を検出することができる。このたわみによる歪量は歪ゲージ３８０の抵抗値の変化として検出することができる。この抵抗値変化は微小であるが、検出にはブリッジ回路などを用いて行えば良い。歪ゲージ３８０の端子は配線ターミナル３８１に接続されている。

上記のような構成により、相対位置検出器は、検出精度が精確でありながら小型でかつ安価に実現することができる。相対位置検出器は、補助質量３００とメインフレーム部１００との振動方向の相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値を検出する。

なお、相対位置検出器は、図７で示したようなバイモルフを用いた圧電駆動型のアクチュエータの形態を使用しても実現できる。つまり、バイモルフを用いた相対位置検出器は、歪ゲージを貼ることで補助質量３００とメインフレーム部１００との相対位置（ｘ_２−ｘ_１）の値を検出する形態と同様の機能を実現することができる。さらに図７の構成のアクチュエータは、バイモルフの一部を角度センサとする領域を設けることで、駆動機能と位置検出機能を一体に共用する構成も可能である。例えば、特開２００１−１５６３５２号公報の第３ページから第４ページおよび第１図に記載されたアクチュエータが挙げられる。

以上より、伝達力検出部４０２は、簡便な構成で小型でありながら高い検出精度を有する。制振装置９０２は、伝達力検出部４０２が検出する検出信号に基づいて小さく軽い補助質量３００を補助質量駆動部３６０が駆動する。このため、制振装置９０２は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る伝達力検出部４０３は、伝達力Ｆ_１＿２の値をメインフレーム部１００の加速度情報から推定する。図２１は、実施の形態３の能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０３のモデル図である。図２１において、伝達力検出部４０３の入力信号は、メインフレーム部１００の加速度信号である。図１、図８および図１４で説明した制振装置９００，９０１，９０２の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

メインフレーム部１００の加速度は式（２０）で表される。

実施の形態３に係る制振装置９０３の特徴である伝達力検出部４０３の説明を以下に行う。図２２は、実施の形態３の伝達力検出部４０３をブロック図に変換した図である。図２２において、伝達力検出部４０３は、まず、メインフレーム部１００の加速度の値を入力し、積分器７０１で２度積分して位置ｘ_１の値を求める。伝達力検出部４０３は、機能ブロック３５０ａで位置ｘ_１の値にｋ_２を積算して伝達力Ｆ_１＿２の値を出力する。機能ブロック３５０ａは、緩衝部材３５０の弾性係数ｋ_２を表す。

つまり、入力値であるメインフレーム部１００の加速度信号は積分すれば速度に変換され、さらに積分すれば位置の値に変換される。従って積分器７０１を２回通過した信号は、メインフレーム部１００の位置ｘ_１の値に相当する信号となる。

筐体１を基準としたメインフレーム部１００の位置ｘ_１の値が検出できれば、実施の形態１で説明したシステムが適用できる。つまり位置ｘ_１の値の信号を機能ブロック３５０ａに通すことで、伝達力Ｆ_１＿２の値を検出値として得ることが可能となる。機能ブロック３５０ａは、緩衝部材３５０の弾性係数ｋ_２を表す。伝達力Ｆ_１＿２は、式（１８）に示すようなメインフレーム部１００の筐体１を基準とした位置ｘ_１の値をｋ_２倍した量である。

ただし、ここで得られる位置ｘ_１の値は、積分器７０１の出力値である。しかし、その積分器７０１の初期値が不定であるために絶対位置の値が不定となる。従ってここでは図示しないが、実施の形態３に係る伝達力検出部４０３は、直流成分を除去する機能が信号経路に挿入され、直流成分が除去された伝達力Ｆ_１＿２の推定値を用いる。また伝達力検出部４０３は、積分器を２つ持つのではなく、単に有限な直流成分をもった２次積分手段によって同様の機能を実現できる。

図２３は、伝達力検出部４０３を図２２で示した機能ブロックで実現した場合の力Ｆ_１［Ｎ］に対する伝達力Ｆ_１＿２の検出特性を示した図である。図２３（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図２３（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図２３中、曲線Ａ１は理想状態における伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。曲線Ａ４は加速度情報に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。ここで、力Ｆ_１［Ｎ］は外乱入力である。図２３には２つの事例がプロットされている。１つの事例は伝達力検出部４０３の検出特性が全帯域で誤差無く精確に検出可能と仮定した理想的な状態の特性であり、もう一つの事例は、実施の形態３に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性である。この図の特性は、実施の形態１において図９で示した検出特性と同様の特性となっていることがわかる。

図２４は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示した図である。図２４（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図２４（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。伝達力検出部４０３の検出特性を図２３の実施の形態３に基づく特性とし、増幅器５００の増幅係数αの値は９に設定している。力Ｆ_１［Ｎ］は外乱入力である。これも実施の形態１で示した図１０と同様の特性となっており、制振装置９０３が有効に作用することがわかる。このため、詳細な機能や効果も実施の形態１で示した図１０の場合と同様である。

なお、実施の形態３におけるメインフレーム部１００の加速度を検出する手段は、一般的に実用化されている加速度センサで実現できる。

以上より、伝達力検出部４０３は、簡便な構成で小型でありながら高い検出精度を有する。制振装置９０３は、伝達力検出部４０３が検出する検出信号に基づいて小さく軽い補助質量３００を補助質量駆動部３６０が駆動する。このため、制振装置９０３は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る伝達力検出部４０４は、情報ピックアップ６００と位置追従制御器６０１とを用いた外乱を推定する手段によって構成される。情報ピックアップ６００は、メインフレーム部１００の一部である。位置追従制御器６０１は情報ピックアップ６００の位置追従制御部として機能する。図２５は、実施の形態４の能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０４のモデル図である。図２５において、図１で説明した制振装置９００の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。

情報ピックアップ６００は、光ディスク装置の場合、対物レンズを光ディスクの情報記録面上に形成された情報トラックに対し、合焦動作を行う機能とトラッキング動作を行う機能を持つ。情報ピックアップ６００の位置追従制御器６０１は、情報ピックアップ６００の位置を回転する光ディスクの情報トラックの位置に追従して移動させる位置追従制御を行うものである。

上記のような情報ピックアップ６００は、情報ピックアップ６００に作用する外乱による力の値を、専用のセンサを用いずに検出することが可能である。例えば、特許第３９４９６０９号の第３ページから第１１ページおよび第１図から５図に記載された外乱推定器は、信号ｅｒと信号ｄｒとの２つの信号から情報ピックアップ６００に作用する外乱による力の値を推定しており、専用のセンサを用いていない。信号ｅｒは、情報ピックアップ６００の位置追従制御器６０１の偏差信号である。信号ｄｒは、情報ピックアップ６００の位置追従制御器６０１の情報ピックアップ６００の駆動信号である。伝達力Ｆ１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

この専用のセンサを用いない外乱推定器は、情報ピックアップ６００の動特性を内部モデルに持つ外乱推定器で構成されている。専用のセンサを用いない外乱推定器の推定値は、実施の形態３で示したメインフレーム部１００の加速度と比例した信号である。なぜなら、情報ピックアップ６００に作用する力は、メインフレーム部１００に作用する外乱による力であるからである。従って、実施の形態３と同様に、伝達力検出部４０４は、専用のセンサを用いない外乱推定器の外乱による力の推定値を、２次積分すれば伝達力Ｆ_１＿２の推定値を得ることができる。２次積分を行う手段については、実施の形態３と同様である。

図２６は、力Ｆ_１［Ｎ］に対する伝達力Ｆ_１＿２の検出特性を示した図である。図２６（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図２６（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図２６中、曲線Ａ１は理想状態における伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。曲線Ａ５は情報ピックアップ６００の外乱推定器の外乱推定値出力に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値の検出特性を示す。力Ｆ_１［Ｎ］は、図２５で示した伝達力検出部４０４の外乱入力である。図２６には２つの事例がプロットされている。１つの事例は伝達力検出部４０４の検出特性が全帯域にて誤差無く精確に検出可能と仮定した理想的状態の特性である。もう一つの事例は、実施の形態４に基づいた伝達力Ｆ_１＿２の値検出特性である。図２６の特性は、実施の形態３の図２３で示した検出特性に、専用のセンサを用いない外乱推定器の外乱検出特性を加味した特性となっている。専用のセンサを用いない外乱推定器の検出特性を決定するのは極配置である。この解析例では外乱推定器は最小次元型とし、極配置はカットオフ周波数６００Ｈｚの２次のバターワース極に指定している。

理想状態の特性と、実施の形態４の検出特性とを比較する。約１００Ｈｚ以上の高域で、理想状態の特性は実施の形態４の検出特性に対し、若干位相が進み特性となっている。しかし、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］以下の帯域ではほぼ同じ特性となっていることが確認できる。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］以下の帯域は制御したい帯域である。

図２７は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示した図である。図２７（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図２７（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。伝達力検出部４０４の検出特性を図２６の実施の形態４に基づく特性とし、増幅器５００の増幅係数αの値は９に設定している。力Ｆ_１［Ｎ］は外乱入力である。

実施の形態３で示した図２４の特性と比較すると、伝達力検出部４０４の特性は、８０〜９０Ｈｚの感度が若干高くなっているが、それ以外の帯域における特性はほぼ同一となっており、制振装置９０４が有効に作用することがわかる。このため、実施の形態３の場合と同様に、伝達力検出部４０４は、詳細な機能や効果も実施の形態１で示した図１０の場合と同様である。

以上より、伝達力検出部４０４は、簡便な構成で小型でありながら高い検出精度を有する。制振装置９０４は、伝達力検出部４０４が検出する検出信号に基づいて小さく軽い補助質量３００を補助質量駆動部３６０が駆動する。このため、制振装置９０４は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態５．
上述した従来例の制振装置９１０や実施の形態で示した制振装置９００，９０１，９０２，９０３，９０４は、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ［Ｈｚ］での外乱の影響をキャンセルするように機能する。しかしながら、図４８および図５１に示すように、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘに対して低周波側ならびに高周波側に不要な感度ピークをもつ問題があった。実施の形態５では、これまでに説明した実施の形態に対し、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘでの外乱の影響をキャンセルする効果を維持しつつ、前記の不要な２つの感度ピークを効果的に抑制する方法について説明する。

実施の形態５は、実施の形態１で示した図１の制振装置９００に、位相補償器８００を適用した例である。図２８は、実施の形態５の能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０５のモデル図である。図２８において、図１で説明した制振装置９００の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

実施の形態５に係る制振装置９０５は、補助質量３００を能動的に動作させることを特徴としている。制振装置９０５は、位相補償フィルタを用いて任意の周波数帯の動特性を改善することができる。前記の不要な２つの感度ピークのうち低周波側の感度ピークは、メインフレーム部１００の共振周波数で発生する。この低周波側の周波数を周波数ｆ_１［Ｈｚ］とする。この低周波側の感度ピークは、伝達力検出部４００の出力値の周波数ｆ_１［Ｈｚ］を含む低い帯域の位相を遅らせることで改善することができる。さらに前記不要な２つの感度ピークのうち高周波側の感度ピークは、共振周波数ｆ_０（実施の形態５ではディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ）以上の帯域の位相を進ませることで改善することができる。共振周波数ｆ_０（実施の形態５ではディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ）は、補助質量３００と緩衝部材３５０とからなる共振系の共振周波数である。また、共振周波数ｆ_０は伝達力検出部４００の出力である。

ここで、位相補償器８００の具体的な一例を示す。伝達力検出部４０５の出力値の所定帯域の位相を変化させる手段は、アナログ電気回路やディジタルフィルタを用いた位相補償器８００によって実現できる。

図２９は、位相補償器８００の周波数特性の一例を示した図である。図２９（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図２９（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。位相補償器８００は、低周波側の共振周波数ｆ_１を含む低い帯域の位相を遅らせ、さらに、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ以上の帯域の位相を進ませる機能を有している。共振周波数ｆ_１は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の低周波側の共振周波数である。ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘは、補助質量３００と緩衝部材３５０とからなる共振系の共振周波数である。

図３０は、図２９の特性を実現する位相補償器８００の具体的な例としてのオペアンプを用いたアナログ回路である。図３０において、抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１とは直列に接続されている。抵抗Ｒ_１およびコンデンサＣ_１と並列に抵抗Ｒ_２が接続されている。コンデンサＣ_１の他端はオペアンプＯＰ_１のマイナス側の入力端子に接続されている。オペアンプＯＰ_１のプラス側の入力端子は接地されている。抵抗Ｒ_３とコンデンサＣ_２とは直列に接続されている。抵抗Ｒ_４は抵抗Ｒ_３およびコンデンサＣ_２と並列に接続されている。抵抗Ｒ_４の抵抗Ｒ_３側の端部はオペアンプＯＰ_１のマイナス側の入力端子に接続されている。抵抗Ｒ_４のコンデンサＣ_２側の端部はオペアンプＯＰ_１の出力端子に接続されている。

抵抗Ｒ_１，Ｒ_２およびにコンデンサＣ_１が上述のディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ以上の帯域の位相を進ませるパラメータである。また、抵抗Ｒ_３，Ｒ_４およびコンデンサＣ_２が上述の低周波側の共振周波数ｆ_１を含む低い帯域の位相を遅らせるパラメータとなっている。共振周波数ｆ_１は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の低周波側の共振周波数である。各抵抗の値およびコンデンサの値を図３０に示した値に設定すると、位相補償器８００は、図３１に示すような周波数特性となり、図２９の特性とほぼ等しい特性を得ることが出来る。つまり、抵抗Ｒ_１は２．７ｋΩと設定し、抵抗Ｒ_２は１５ｋΩと設定し、抵抗Ｒ_３は１６ｋΩと設定し、抵抗Ｒ_４は９１ｋΩと設定し、コンデンサＣ_１は０．０５６μＦと設定し、コンデンサＣ_２は０．８２μＦと設定する。図３１の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］および位相［度］である。図３１中、曲線Ｐ１はゲイン特性を示し、曲線Ｐ２は位相特性を示す。

図３２は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性の解析結果を示している。図３２（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図３２（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図３２中、曲線Ｂ１はαを１に設定した曲線であり、曲線Ｂ２はαを９に設定した曲線であり、曲線Ｂ３はαを４９に設定した曲線である。補助質量３００の質量ｍ_２は５ｇである。伝達力検出部４００と増幅器５００とは、実施の形態１で説明した構成と同様の設定条件とし、さらに図２８で示した伝達力検出部４００と増幅器５００との間に図２９で示した周波数特性の位相補償器８００を挿入している。増幅器５００の増幅係数αの値は１、９および４９に設定している。なお、この増幅係数αの値は、（α＋１）の値が２、１０および５０となるように設定されている。つまり、受動型の場合の相当質量が１０［ｇ］、５０［ｇ］および２５０［ｇ］となるように設定した。受動型とは、補助質量３００が能動的に動作しない構成を示す。これらの１、９および４９の増幅係数αの値は図４８で示した補助質量３００の質量ｍ_２の倍率と等しくなるように設定されている。すなわち、増幅係数αの値は増幅係数αが１の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が０．２倍の場合に、増幅係数αが９の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が１倍の場合に、増幅係数αが４９の場合は補助質量３００の質量ｍ_２が５倍の場合に対応して設定されている。

図４８と図３２とを対比すると、図４８でのディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘの両サイドの不要な２つの感度ピークが、図３２ではほぼ零に抑制されていることが確認できる。一方、ディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ付近の帯域における感度低下の効果は、劣化することなく図４８とほぼ同等の抑制特性を維持している。図３２に示すように、この特性は増幅係数αの大小に関係なく実現できる。

なお、実施の形態５では、共振周波数ｆ_０（実施の形態５ではディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ）以上の帯域の位相を進ませて高周波側の感度ピークを改善している。しかし、共振周波数ｆ_０を含まない帯域の位相を進ませることで高周波側の感度ピークを改善することも可能である。共振周波数ｆ_０を含まない帯域とは、共振周波数ｆ_０より大きい帯域である。また、共振周波数ｆ_０（実施の形態５ではディスク最高回転周波数ｆ_ｍａｘ）は、補助質量３００と緩衝部材３５０とからなる共振系の共振周波数である。

実施の形態５に係る制振装置９０５は、位相補償器８００を用いて伝達力検出部４０５の出力を位相補償する構成である。位相補償器８００は、所定の帯域における不要な感度上昇を抑えることが可能である。また、伝達力検出部４００は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。補助質量駆動部３６０は、伝達力検出部４００が検出する検出信号に基づいて小さく軽い補助質量３００を駆動する。以上より、制振装置９０５は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態６．
実施の形態６に係る制振装置９０６は、実施の形態１の図８で説明した制振装置９０１に、実施の形態５で説明した位相補償器８００を適用した事例である。図３３は、実施の形態６に係る能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０６のモデル図である。図３３において、図８で説明した制振装置９０１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。位置ｘ_１は、メインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の位置を示す。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

位相補償器８００は、伝達力検出部４０１と増幅器５００との間に挿入される。位相補償器８００は、伝達力検出部４０１の検出信号に対し、位相補償する機能を持つ。位相補償する機能とは、実施の形態５で示した特性となるようにする機能である。伝達力検出部４０１の検出信号は伝達力Ｆ_１＿２の値である。

図３４は、力Ｆ_１［Ｎ］に基づくメインフレーム部１００の加速度ｄ^２（ｘ_１）／ｄｔ^２の周波数特性に対し、実施の形態６に係る位相補償器８００を適用した解析結果を示した図である。図３４（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図３４（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図３４中、曲線Ｃ１は位相補償器８００の位相補償がない場合の特性を示し、曲線Ｃ２は位相補償器８００の位相補償ある場合の特性を示している。補助質量３００の質量ｍ_２は５ｇである。増幅係数αは９である。力Ｆ_１［Ｎ］は、実施の形態１の図１０に示した外乱入力である。なお、位相補償器８００の周波数特性は図２９で示した特性とした。

図３４には２つの事例がプロットされている。１つの事例は図１０で示した特性である。もう一つの事例は、図１０で示した系に対し実施の形態６の位相補償器８００を適用した特性である。位相補償器８００を持たない制振装置の周波数特性は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の共振周波数付近の帯域（２０Ｈｚ付近）と８０から９０Ｈｚまでの帯域とにゲインピークが存在する。実施の形態６に係る位相補償器８００を適用すれば、これらの２つのゲインピークを効果的に抑制できる。

実施の形態６に係る制振装置９０６は、位相補償器８００を用いて伝達力検出部４０１の出力を位相補償する構成である。位相補償器８００は、所定の帯域における不要な感度上昇を抑えることができる。伝達力検出部４０１は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。伝達力検出部４０１が検出する検出信号に基づいて、補助質量駆動部３６０は、小さく軽い補助質量３００を駆動する。以上より、制振装置９０６は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態７．
実施の形態７に係る制振装置９０７は、実施の形態２の図１４で説明した制振装置９０２に、実施の形態５で説明した位相補償器８００を適用した事例である。図３５は、実施の形態７の能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０７のモデル図である。図３５において、図１４で説明した制振装置９０２の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。位置ｘ_１は、メインフレーム部１００を質点ｍ_１として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_１の振動方向の位置を示す。位置ｘ_２は補助質量３００を質点ｍ_２として定義した場合の筐体１を基準とした質点ｍ_２の振動方向の位置を示す。位置（ｘ_２―ｘ_１）は、補助質量３００とメインフレーム部１００との振動方向の相対的な位置を示す。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

位相補償器８００は、伝達力検出部４０２と増幅器５００との間に挿入される。位相補償器８００は、伝達力検出部４０２の検出信号に対し、位相補償して実施の形態５で例示した特性とする機能を持つ。伝達力検出部４０２の検出信号は、伝達力Ｆ_１＿２の値である。

図３６は、力Ｆ_１［Ｎ］に基づくメインフレーム部１００の加速度の周波数特性に対し、実施の形態７による位相補償器８００を適用した解析結果を示した図である。図３６（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図３６（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図３６中、曲線Ｃ１は位相補償器８００の位相補償がない場合の特性を示し、曲線Ｃ２は位相補償器８００の位相補償ある場合の特性を示している。力Ｆ_１［Ｎ］は、実施の形態２における図１９に示した外乱入力である。なお、位相補償器８００の周波数特性は図２９で示した特性とした。

図３６には２つの事例がプロットされている。１つの事例は図１９で示した特性である。もう一つの事例は、図１９で示した系に対し実施の形態７の位相補償器８００を適用した特性である。位相補償器８００を持たない制振装置の周波数特性は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の共振周波数付近の帯域（２０Ｈｚ付近）と８０から９０Ｈｚまでの帯域とにゲインピークが存在する。実施の形態７に係る位相補償器８００を適用すれば、これらの２つのゲインピークを効果的に抑制できる。

実施の形態７に係る制振装置９０７は、伝達力検出部４０２の出力を位相補償器８００にて位相補償する構成である。位相補償器８００は、所定の帯域における不要な感度上昇を抑制すことができる。伝達力検出部４０２は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。伝達力検出部４０２が検出する検出信号に基づいて、補助質量駆動部３６０は、小さく軽い補助質量３００を駆動する。以上より、制振装置９０７は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態８．
実施の形態８に係る制振装置９０８は、実施の形態３の図２１で説明した制振装置９０３に、実施の形態５で説明した位相補償器８００を適用した事例である。図３７は、実施の形態８に係る能動的に動作を行う補助質量３００を用いた制振装置９０８のモデル図である。図３７において、図２１で説明した制振装置９０３の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

位相補償器８００は、伝達力検出部４０３と増幅器５００との間に挿入される。位相補償器８００は、伝達力検出部４０３の検出信号に対し、位相補償する機能を持つ。位相補償する機能とは、実施の形態５で示した特性になるようにする機能である。伝達力検出部４０３の検出信号は、伝達力Ｆ_１＿２の値である。

図３８は、力Ｆ_１［Ｎ］に対するメインフレーム部１００の加速度の周波数特性に対し、実施の形態８による位相補償器８００を適用した解析結果を示した図である。図３８（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図３８（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図３８中、曲線Ｃ１は位相補償器８００の位相補償がない場合の特性を示し、曲線Ｃ２は位相補償器８００の位相補償ある場合の特性を示している。力Ｆ_１［Ｎ］は、実施の形態３の図２４に示した外乱入力である。なお、位相補償器８００の周波数特性は図２９で示した特性とした。

図３８には２つの事例がプロットされている。１つの事例は図２４で示した特性である。もう一つの事例は、図２４で示した系に対し実施の形態８の位相補償器８００を適用した特性である。位相補償器８００を持たない制振装置の周波数特性は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の共振周波数付近の帯域（２０Ｈｚ付近）と８０から９０Ｈｚまでの帯域とにゲインピークが存在する。実施の形態８に係る制振装置９０８は、位相補償器８００を適用してこれらの２つのゲインピークを効果的に抑制できる。

実施の形態８に係る制振装置９０８は、位相補償器８００を用いて伝達力検出部４０１の出力を位相補償する構成である。位相補償器８００は、所定の帯域における不要な感度上昇を抑えることができる。伝達力検出部４０３は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。以上より、制振装置９０８は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。補助質量駆動部３６０は、伝達力検出部４０３が検出する検出信号に基づいて、小さく軽い補助質量３００を駆動する。以上より、制振装置９０８は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態９．
実施の形態９に係る制振装置９０９は、実施の形態４の図２５で説明した制振装置９０４に、実施の形態５で説明した位相補償器８００を適用した事例である。図３４は、実施の形態９に係る能動的に動作を行う補助質量３００を用いて制振装置９０９のモデル図である。図３９において、図２５で説明した制振装置９０４の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。信号ｅｒは、情報ピックアップ６００の位置追従制御器６０１の偏差信号である。信号ｄｒは、情報ピックアップ６００の位置追従制御器６０１の情報ピックアップ６００の駆動信号である。伝達力Ｆ_１＿２はメインフレーム部１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。

位相補償器８００は、伝達力検出部４０４と増幅器５００との間に挿入される。位相補償器８００は、伝達力検出部４０４の検出信号に対し、位相補償する機能を持つ。位相補償する機能とは、実施の形態５で示した特性となるようにする機能である。伝達力検出部４０４の検出信号は、伝達力Ｆ_１＿２の値である。

図４０は、力Ｆ_１［Ｎ］に基づくメインフレーム部１００の加速度の周波数特性に対し、実施の形態９に係る位相補償器８００を適用した解析結果を示した図である。図４０（Ａ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はゲイン［ｄＢ］である。図４０（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は位相［度］である。図４０中、曲線Ｃ１は位相補償器８００の位相補償がない場合の特性を示し、曲線Ｃ２は位相補償器８００の位相補償ある場合の特性を示している。力Ｆ_１［Ｎ］は、実施の形態４の図２７に示した外乱入力である。なお、位相補償器８００の周波数特性は図２９で示した特性とした。

図４０には２つの事例がプロットされている。１つの事例は図２７で示した特性である。もう一つの事例は、図２７で示した系に対し実施の形態９の位相補償器８００を適用した特性である。位相補償器８００を持たない制振装置の周波数特性は、メインフレーム部１００と緩衝支持部材２００とからなる共振系の共振周波数付近の帯域（２０Ｈｚ付近）と８０から９０Ｈｚまでの帯域とにゲインピークが存在する。実施の形態９に係る位相補償器８００を適用すれば、これらの２つのゲインピークを効果的に抑制できることが確認できる。

実施の形態９に係る制振装置９０９は、位相補償器８００を用いて伝達力検出部４０４の出力を位相補償する構成である。位相補償器８００は、所定の帯域における不要な感度上昇を抑えることができる。伝達力検出部４０４は、高い検出精度でありながら簡便な構成で小型である。伝達力検出部４０４が検出する検出信号に基づいて、補助質量駆動部３６０は、小さく軽い補助質量３００を駆動する。以上より、制振装置９０９は、安価で小型軽量かつ高い制振性能を実現することができる。

実施の形態１０．
本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、周期振動が発生する装置について有効に機能する。一例として、空調装置の室外機が発生する振動に対して、本発明を適用した事例について説明する。図５２に、本発明を空調装置の室外機に対して適用したブロック図を示す。図５２において、図１で説明した制振装置９００の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。

図５２において、地面２００１は、本発明の筐体１に相当する。さらに空調装置の室外機２１００は、本発明のメインフレーム部１００に相当する。また、緩衝支持部材２２００は、本発明の緩衝支持部材２００に相当する。伝達力Ｆ_１＿２は空調装置の室外機２１００から補助質量３００に伝達する力である。α×Ｆ_１＿２は補助質量駆動部３６０が補助質量１００に対して発生する力である。αは増幅係数である。空調装置の室外機２１００は、緩衝支持部材２２００を介して地面２００１に設置されている。緩衝支持部材２２００は空調装置の室外機が発生する振動が地面２００１に伝達することを防止する。このように、図５２に示す空調装置の室外機に対する本発明の適用例は、図１に示した本発明の実施例と等価であるから、同様に制振効果を発揮する。

ただし、この事例の場合、補助質量３５０と緩衝部材３００とから構成される動吸振器の共振周波数は、空調装置の室外機が発生する振動のうち、最も問題となっている周波数に設定される。

上記のように、本発明は光ディスク装置のみならず、自励振動が発生する様々な装置に対し応用が可能で、同様の制振効果を得ることができる。

１ 筐体、 １００ メインフレーム部、 １２１ スピンドルモータ、 １２９ ディスク、 ２００，２２００ 緩衝支持部材、 ３００ 補助質量、 ３５０ 緩衝部材、 ３６０ 補助質量駆動部、 ３６７ 永久磁石、 ３６８ ヨーク、 ３７２ 永久磁石、 ３７３ ホール素子、 ３９０ 可動磁気回路、 ４００，４０１，４０２，４０３，４０４ 伝達力検出部、 ５００ 増幅器、 ５１０ ドライバ、 ６００ 情報ピックアップ ８００ 位相補償器、 ９００，９０１，９０２，９０３，９０４，９０５，９０６，９０７，９０８，９０９ 制振装置、 ２００１ 地面、 ２１００ 空調装置の室外機、 Ｆ_１＿２ 伝達力、 ｆ_ｍａｘ ディスク最高回転周波数。

Claims (17)

1. 振動源を有するメインフレーム部と、
   補助質量と緩衝部とを有し前記メインフレーム部に前記緩衝部を介して支持される動吸振器とを備え、
   前記動吸振器の共振周波数は前記振動源の振動の周波数であり、
   緩衝支持部を介して前記メインフレーム部を支持する筐体と、
   前記緩衝部を介して前記メインフレーム部から前記補助質量に伝達される伝達力を検出する伝達力検出部と、
   前記伝達力検出部の検出結果に基づき前記補助質量を駆動する補助質量駆動部と
   をさらに備え、
   前記伝達力は、前記緩衝部の粘弾性特性の粘性係数に前記筐体に対する前記メインフレーム部の速度の値を乗じた値と、前記緩衝部の粘弾性特性の弾性係数に前記筐体に対する前記メインフレーム部の制振方向の変位量を乗じた値とを加算した式で定義されることを特徴とする制振装置。
2. 前記伝達力検出部は、前記メインフレーム部に対する前記補助質量の制振方向の位置および前記補助質量駆動部の駆動信号に基づき前記伝達力を検出することを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 前記緩衝部は板バネを有し、前記伝達力検出部が用いる前記メインフレーム部に対する前記補助質量の位置の値は、前記板バネに取り付けられた歪ゲージの出力値から求めることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
4. 前記補助質量駆動部はバイモルフを用いた圧電駆動型のアクチュエータであって、前記圧電駆動型のアクチュエータが前記メインフレーム部に対する前記補助質量の位置を測定することを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
5. 前記伝達力検出部は、前記補助質量、前記緩衝部および前記補助質量駆動部の動特性を内部モデルに持つ外乱推定部を備えることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の制振装置。
6. 前記メインフレーム部は、ディスクを回転させるスピンドルモータと前記ディスクに情報を記録しまたは前記ディスクに記録された情報を読み取る情報ピックアップとを有し、前記伝達力検出部は、前記情報ピックアップの位置決め制御で用いる偏差信号と前記情報ピックアップの駆動信号とを用いて前記伝達力を検出することを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
7. 前記伝達力検出部は、情報ピックアップの動特性を内部モデルに持つ外乱推定部で構成されることを特徴とする請求項６に記載の制振装置。
8. 前記伝達力検出部は、前記外乱推定部の出力する外乱推定値を２次積分した値に基づき前記伝達力を検出することを特徴とする請求項７に記載の制振装置。
9. 前記制振装置は位相補償部をさらに有し、
   前記位相補償部は前記伝達力検出部と前記補助質量駆動部との間に所定の帯域で発生する不要なゲインピークを抑制する機能を持つことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の制振装置。
10. 前記位相補償部は、前記補助質量と前記緩衝部とからなる共振系の共振周波数以上の帯域の位相を進ませることを特徴する請求項９に記載の制振装置。
11. 前記位相補償部は、前記メインフレーム部と前記緩衝支持部とからなる共振系の共振周波数以下の低い帯域の位相を遅らせることを特徴する請求項９または１０に記載の制振装置。
12. 前記補助質量はヨークと磁石とからなる可動磁気回路を有し、
    前記補助質量駆動部は前記ヨークと前記磁石との隙間に配置され前記メインフレーム部に支持されるコイルを有し、
    前記緩衝部は前記ヨークと前記メインフレーム部とを揺動可能に連結する弾性体からなることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の制振装置。
13. 前記緩衝部は板バネであることを特徴とする請求項１２に記載の制振装置。
14. 前記補助質量駆動部はバイモルフを用いた圧電駆動型のアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
15. 前記圧電駆動型のアクチュエータは、緩衝部の機能を有することを特徴とする請求項１４に記載の制振装置。
16. 前記伝達力検出部は、異なる着磁方向を有する磁石、前記磁石を挟む一対の磁気感応素子により前記磁石と前記磁気感応素子の相対位置の変化を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
17. 請求項１ないし１６までのいずれか１項に記載の制振装置を備えたディスク装置。

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