JPH06267093A

JPH06267093A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JPH06267093A
Application number: JP8013993A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ogura; 学小倉; Yutaka Hashioka; 豊橋丘; Satoru Yamamoto; 哲山本; Kiyoshi Funai; 潔船井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】アクチュエータを増やすことなく、フォーカ
ス系機構の低振動化を実現して低消費電力化および低価
格化ならびに構成の簡素化を図る。【構成】光学ヘッド３のフォーカシング時にキャリッ
ジ８系に初せいする１つまたは複数の共振の共振周波数
と光ディスク１とベース系６０の慣性との相関関係で発
生する光ディスク１の共振の共振周波数が３００Ｈｚ以
上に遠ざかるように構成した。【効果】キャリッジ系および光ディスク系の共振の振
動レベルを小さく抑えることができ、フォーカシングサ
ーボ系の安定化、装置の小型軽量化、低消費電力化、低
価格化などを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光または磁気を用い
て情報の記録・再生・消去を行うべくドライブされる光
ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２５は従来の一般的な光ディスク装置
を示す斜視図である。図において、１は光ディスク、２
はその光ディスク１を高速回転駆動するディスク駆動手
段としてのスピンドルモータであり、このスピンドルモ
ータ２はディスクサーボ系で回転制御されるようになっ
ている。３は光学ヘッド、４はその光学ヘッドから出射
された出射光、５は対物レンズ、６はシャーシであり、
このシャーシ６と前記スピンドルモータ２と光学ヘッド
３とによってベース系６０が構成されている。

【０００３】次に動作について説明する。光ディスク１
をスピンドルモータ２で高速回転させ、この状態におい
て、光学ヘッド３から出射された出射光４は対物レンズ
５で集光されて光ディスク１の記録面に照射され、これ
によって、前記光ディスク１に対する情報の記録・再生
・消去が行われる。

【０００４】ここで、前記光ディスク１は、回転中に面
振れやトラック振れが生じるため、情報の高精度な記録
・再生・消去を確実に行うには、面振れやトラック振れ
に追従して対物レンズ５を駆動する。これによって、光
スポットを記録面上に正確に照射するフォーカシング、
トラッキング動作において安定性の高いサーボ系を実現
する必要がある。

【０００５】かかる光ディスク１の面振れに追従して前
記対物レンズ５を駆動するフォーカシング用の対物レン
ズアクチュエータにおいては、その駆動反力がシャーシ
６やスピンドルモータ２などから成るベース系に伝わ
り、前記光ディスク１の駆動モードを励振し、フォーカ
シングサーボ系を不安定にしてしまう。

【０００６】図２６は従来の光ディスク装置に用いられ
る駆動反力の補償器を備えたフォーカシング用対物レン
ズのアクチュエータを示す側断面図である。図におい
て、７はシャーシ６上に敷設されたガイドレール、８は
キャリッジであり、このキャリッジ８は前記ガイドレー
ル７上を転動する車輪としてのベアリング９を有して光
ディスク１の半径方向に往復移動するようになってい
る。ここで、前記ガイドレール７とベアリング９は、前
記キャリッジ８を前記光ディスク１の径方向に案内する
ガイド機構７０を構成している。

【０００７】１０は前記キャリッジ８上に設けられた取
付基板、１１はその取付基板１０の中心部に植設された
支軸、１２はその支軸１１を底部中心部に貫通させて前
記取付基板１０上に設置された外側ヨークであり、この
外側ヨーク１２は底部ヨーク１２ａから起立して離間位
置で内周面が対向する円弧状を成した一対の外周側ヨー
ク１２ｂ，１２ｃを有する構成となっている。

【０００８】１３ａ，１３ｂは前記底部ヨーク１２ａ上
に配置されたマグネット、１４ａ，１４ｂはそれらのマ
グネット１３ａ，１３ｂ上に配置された一対の内周側ヨ
ークであり、これらの内周側ヨーク１４ａ，１４ｂは前
記外周側ヨーク１２ｂ，１２ｃの内周面のそれぞれに離
間対向した円弧状を成して同心円状に配置されている。

【０００９】１５は前記支軸１１に摺動自在に取り付け
られたレンズ保持体であり、このレンズ保持体１５は、
短寸円筒状の円筒部１５ａと、この円筒部１５ａの上底
面１５ｂと、この上底面１５ｂの略中央部で前記支軸１
１を挿通させた軸受部１５ｃとから成っており、前記上
底面１５ｂに対物レンズ５が取り付けられている。

【００１０】１６は前記底部ヨーク１２ａと前記レンズ
保持体１５との間に配設され、該レンズ保持体１５を弾
性的に保持しているコイルスプリング、１７は前記外周
側ヨーク１２ｂ，１２ｃ相互の外周面に円筒状に巻回さ
れて前記対物レンズ５を駆動する第１の駆動コイル、１
８は前記支軸１１の上端に取り付けられた固定座、１９
はその固定座１８により中心部が支持された円板状のジ
ンバルバネであり、このジンバルバネ１９の外周縁部は
前記外周側ヨーク１２ｂ，１２ｃの内周面位置より僅か
に内周側に位置している。

【００１１】２０は前記ジンバルバネ１９の外周縁部に
上端部が取り付けられたバランスウエイトであり、この
バランスウエイト２０は円筒体から成っている。２１は
そのバランスウエイト２０の下面内周面側位置に上端部
が取り付けられたボビンであり、このボビン２１は前記
バランスウエイト２０の軸方向に延出する円筒状を成し
て前記外周側ヨーク１２ｂ，１２ｃと第１の駆動コイル
１７との間に介入している。

【００１２】２２は前記ボビン２１の外周面部に円筒状
に巻回されて前記外周側ヨーク１２ｂ，１２ｃに対向
し、前記バランスウエイト２０を駆動する第２の駆動コ
イルである。

【００１３】ここで、前記第１の駆動コイル１７と第２
の駆動コイル２２は、それぞれの巻回方向が同一の場
合、互いに逆向きの電流を流し、巻回方向が異なる場合
には、同一方向の電流を流すことにより、それらの第１
の駆動コイル１７と第２の駆動コイル２２とが前記支軸
１１の長さ方向に平行して互いに反対方向へ駆動される
ようになっている。

【００１４】また、第１の駆動コイル１７と第２の駆動
コイル２２には、それぞれの駆動力が等しくなるように
同時に駆動電流が通電され、且つ、その駆動力が作用し
てレンズ保持体１５とバランスウエイト２０とが変位し
た場合に生じるコイルスプリング１６およびジンバルバ
ネ１９の復元力も等しくなるようにしてある。

【００１５】次に、上記構成のフォーカシング用対物レ
ンズのアクチュエータが搭載された光ディスク装置の動
作について説明する。いま、第１の駆動コイル１７と第
２の駆動コイル２２のそれぞれに駆動電流を流すと、第
１の駆動コイル１７により磁界が生じ、この磁界とマグ
ネット１３ａ，１３ｂによって空隙２３に生じている磁
界とにより、対物レンズ５，レンズ保持体１５，第１の
駆動コイル１７が共に昇降動作する。この場合、バラン
スウエイト２０および第１の駆動コイル２２も、前記対
物レンズ５などとは逆位相でやはり昇降動作する。

【００１６】これにより、前記対物レンズ５は駆動電流
に応じて移動量が制御され、その対物レンズ５が投射す
る光の合集点を光ディスク１面上に結ぶことができる。
そして、例えば第１の駆動コイル１７を駆動して上昇作
動させた場合、図２６中に白抜き矢印で示す反力Ｆ１が
取付基板１０に印加される。この時、第２の駆動コイル
２２は下降動作し、黒塗り矢印で示すＦ２が取付基板１
０に印加される。この場合、前記反力Ｆ１とＦ２は大き
さが等しく向きが逆であるため、これらの反力はキャン
セルされ、前記取付基板１０には等価的に力が加わらな
いことになる。

【００１７】従って、フォーカシング用対物レンズのア
クチュエータの駆動反力によって、取付基板１０は加振
されず、反力がキャリッジ８，および、該キャリッジ８
が光ディスク１の半径方向に移動する際のガイド機構で
あるベアリング９とガイドレール７、さらにシャーシ
６、スピンドルモータ２を経由して光ディスク１の共振
を励振することなく、安定したフォーカシングサーボ系
が実現できる。

【００１８】図２７は従来の他の光ディスク装置を示す
側断面図であり、図において、１は光ディスク、２はそ
の光ディスク１を回転駆動するディスク駆動手段として
のスピンドルモータ、２５はそのスピンドルモータ２と
ベース７０とを接合しているフランジ、２６は光学ヘッ
ド等を搭載して前記光ディスク１を径方向に移動するヘ
ッド移送手段としてのリニアモータであり、このリニア
モータ２６の駆動回路（図示せず）は前記ベース７０に
取り付けられている。なお、図２８は図２７の光ディス
ク装置の振動モードを示す図である。

【００１９】次に動作について説明する。光ディスク１
のフォーカシングに際しては、該光ディスク１の径方向
にリニアモータ２６が移動するが、このとき、ベース７
０に取り付けられたリニアモータ駆動磁気回路が前記リ
ニアモータ２６の駆動反力を受けることにより、その駆
動反力は前記ベース７０に伝わると共に、フランジ２５
にも伝達される。これによって、そのフランジ２５は図
２８に示すように振動変形する。

【００２０】このようなフランジ２５を有するベース７
０の振動変形を抑制するために、従来は、前記ベース７
０およびフランジ２５の肉厚を増加したり、それらに補
強用リブを形成するなどの対策を講じている。また、前
記リニアモータ２６に前記駆動反力を打ち消す機構を付
設することによって、その駆動反力による前記振動変形
を抑制することも行っていた（特開平１−２３８４５０
号および特開平２−１８７６５号公報）。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
は以上のように構成されているので、図２６に示す逆向
きの駆動反力Ｆ₁ ，Ｆ₂ を作用させて該駆動反力Ｆ₁ ，
Ｆ₂ 相互をキャンセルすべくフォーカシング用手部のア
クチュエータの駆動力作用位置に別のアクチュエータを
設けなければならず、このため、２つのアクチュエータ
が必要となって構造が複雑化することにより、装置が大
型化し、かつ、消費電力が増大するという問題点があっ
た。

【００２２】また、近年の光ディスク装置は、薄型化や
構成要素の密集化が図られているため、図２７，２８に
示すベース７０やフランジ２５の肉厚を厚くしたり、そ
れらに補強用リブを設けること、或いは、リニアモータ
２６に駆動反力を打ち消すための新たな機構を設けるこ
とは非常に困難となる。

【００２３】さらに最近は、光ディスク１を回転駆動す
るスピンドルモータ２とベース７０との接合面であるフ
ランジ２５の変形が原因となって生じる共振ピークが、
制御径にアクチュエータ影響を及ぼすことが明らかにな
っており、同部分は装置全体としての基準面にも成り得
る部分であるが、前記光ディスク１を半径方向に走査す
る光学ヘッドとの最内周面における干渉回避等の構造上
の制約を受ける。このため、前記フランジ２５をリブ形
成によって補強する等の対策は困難であり、また、それ
らの手段がそれほど効果的ではないという問題点があっ
た。

【００２４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、請求項１の発明は、アクチュエ
ータを増やすことなく、フォーカス系機構の低振動化が
可能となって低消費電力化および低価格化が実現できる
光ディスク装置を得ることを目的とする。

【００２５】請求項２〜請求項４の発明は、より効果的
な低振動化が実現できる光ディスク装置を得ることを目
的とする。

【００２６】請求項５および請求項６の発明は、効果的
な低振動化を図ることにより、フォーカシングサーボ系
を安定化することができる光ディスク装置を得ることを
目的とする。

【００２７】請求項７の発明は、光学ヘッドのフォーカ
シング時にキャリッジ系に発生する１つまたは複数の共
振のピークレベルを下げることができる光ディスク装置
を得ることを目的とする。

【００２８】請求項８の発明は、シャーシにフォーカシ
ングアクチュエータの駆動反力が伝達されても前記シャ
ーシの１次曲げ振動モードが励振されることのない光デ
ィスク装置を得ることを目的とする。

【００２９】請求項９の発明は、フォーカシングアクチ
ュエータの駆動反力でシャーシの曲げ振動が励振されて
も、光ディスクの節円のみを持つ振動モードが励振され
ないようにした光ディスク装置を得ることを目的とす
る。

【００３０】請求項１０の発明は、ディスク駆動手段の
スピンドルに捩り振動が発生しても、その振動成分を検
出しないセンサー信号により、ディスク駆動手段の理想
的な回転制御を可能としてディスクサーボ系の安定化を
図った光ディスク装置を得ることを目的とする。

【００３１】請求項１１の発明は、サイズの異なる光デ
ィスク使用によりターンテーブル系の慣性モーメントが
変化して振動モードの節点位置が移動しても、該節点の
移動に対応してセンサー位置を可変調整することがで
き、これにより、前記節点近傍でディスク駆動手段の回
転量を的確に検出することができる光ディスク装置を得
ることを目的とする。

【００３２】請求項１２の発明は、光ディスクがフォー
カス方向に加振されず、且つ、光ディスクの節円のみを
持つ第１次モードも励振されないようにして、フォーカ
スサーボ系に光ディスクの共振による面振れ外乱が生じ
ることなく、サーボエラーが減少する光ディスク装置を
得ることを目的とする。

【００３３】請求項１３〜請求項１５の発明は、ディス
ク駆動手段とベースとを接合しているフランジの変形が
原因で発生する共振ピークを抑えることができ、安定し
た動作が行える光ディスク装置を得ることを目的とす
る。

【００３４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
ディスク装置は、キャリッジ系の慣性に比べてディスク
駆動手段やシャーシ等からなるベース系の慣性が比較的
大きい場合に、前記キャリッジ系の慣性と前記ガイド機
構の剛性との関係から、前記光学ヘッドのフォーカシン
グの際に前記キャリッジ系に発生する１つまたは複数の
共振の共振周波数と前記光ディスクと前記ベース系の慣
性との関係によって発生する光ディスクの共振の共振周
波数を３００Ｈｚ以上遠ざけるように構成したものであ
る。

【００３５】請求項２の発明に係る光ディスク装置は、
光学ヘッドのフォーカシングの際、キャリッジ系の共振
の影響によって、フォーカシングに用いるフォーカスア
クチュエータの駆動力から前記光ディスクの変位までの
周波数応答伝達関数に現われる複数の共振間に反共振が
生じるようにし、かつ、該キャリッジ系の共振間に前記
光ディスクの共振が位置するように構成したものであ
る。

【００３６】請求項３の発明に係る光ディスク装置は、
光学ヘッドのフォーカシングの際、キャリッジ系に発生
する複数の共振の共振周波数が、互いに４００Ｈｚ以上
離れるように構成したものである。

【００３７】請求項４の発明に係る光ディスク装置は、
光学ヘッドのフォーカシングの際に発生する光ディスク
の共振の共振周波数が、前記キャリッジ系の共振間に発
生する反共振の反共振周波数に対し、２００Ｈｚ以内に
位置するように構成したものである。

【００３８】請求項５の発明に係る光ディスク装置は、
光学ヘッドのフォーカシングの際、前記キャリッジ系の
共振、および、前記光ディスクの共振の影響によって、
フォーカシングサーボ系の開ループ特性に現われる位相
回りの最大値が可及的に小さくなるように構成したもの
である。

【００３９】請求項６の発明に係る光ディスク装置は、
光ディスクのフォーカシングの際、前記キャリッジ系の
共振および前記光ディスクと該光ディスクの共振の影響
でフォーカシングサーボ系の閉ループ特性に現われる共
振ピークが５ｄＢ以下となるように構成したものであ
る。

【００４０】請求項７の発明に係る光ディスク装置は、
光学ヘッドのフォーカシングの際、前記キャリッジ系に
発生する１つまたは複数の共振のピークレベルを下げる
ために、キャリッジ上に動吸振器を備えたものである。

【００４１】請求項８の発明に係る光ディスク装置は、
ガイド機構の構成要素であるガイドレールが前記キャリ
ッジの移動範囲の両端で前記シャーシに接地固定され、
その固定部が前記シャーシの曲げ振動モードの節とほぼ
一致するように構成したものである。

【００４２】請求項９の発明に係る光ディスク装置は、
ディスク駆動手段のシャーシに対するマウント位置が該
シャーシの曲げ振動モードの節とほぼ一致するように構
成したものである。

【００４３】請求項１０の発明に係る光ディスク装置
は、ディスク駆動手段を、ロータと光ディスク支持用タ
ーンテーブルとをスピンドルで連結した構成とし、その
ディスク駆動手段の回転量を検出するセンサーを設け、
該センサーの取付位置を、前記スピンドル上に存在する
振動モードの節点位置に設定したものである。

【００４４】請求項１１の発明に係る光ディスク装置
は、前記センサーを、前記スピンドルの軸方向に移動調
整可能としたものである。

【００４５】請求項１２の発明に係る光ディスク装置
は、フォーカス方向の外部振動加速度に対するディスク
駆動手段のシャーシへのマウント位置のフォーカス方向
加速度応答のゲイン特性に現われる反共振周波数に光デ
ィスクの節円のみを持つ第１次モードの共振周波数をほ
ぼ一致させたものである。

【００４６】請求項１３の発明に係る光ディスク装置
は、フランジに変形によって制御系に現われる共振ピー
クのレベルを低下させるための動吸振器をフランジに直
接付加したものである。

【００４７】請求項１４の発明に係る光ディスク装置
は、前記フランジに変形によって制御系に現われる共振
ピークのレベルを低下させるために圧電素子などによる
アクティブダンパーを前記フランジに直接付加したもの
である。

【００４８】請求項１５の発明に係る光ディスク装置
は、前記フランジを前記ベースに接合する止め位置が、
前記動吸振器またはアクティブダンパーから外れように
構成したものである。

【００４９】

【作用】請求項１の発明における光ディスク装置は、光
学ヘッドのフォーカシング時にキャリッジ系に発生する
１つまたは複数の共振の共振周波数と光ディスクとベー
ス系の慣性との相関関係によって発生する光ディスクの
共振の共振周波数が３００Ｈｚ以上に遠ざかるので、デ
ィスク共振周波数におけるピークレベルを下げることが
でき、これによって、低振動化が実現する。

【００５０】請求項２の発明における光ディスク装置
は、キャリッジ系の共振間に光ディスクの共振が位置す
るので、キャリッジ共振とディスク共振の干渉を避ける
ことができ、これにより、ディスク共振が大きく励振さ
れるようなことがなくなり、従って、より効果的な低振
動化を実現できる。

【００５１】請求項３の発明における光ディスク装置
は、光学ヘッドのフォーカシング時にキャリッジ系に発
生する複数の共振の共振周波数が、互いに４００Ｈｚ以
上に離れるので、上記請求項１の場合と同様に、ディス
ク共振周波数におけるピークレベルを下げることがで
き、これによって、低振動化が実現する。

【００５２】請求項４の発明における光ディスク装置
は、光ディスクのフォーカシング時に発生する光ディス
クの共振の共振周波数が４００Ｈｚ以内に位置するの
で、上記請求項１および請求項３の場合と同様に、ディ
スク共振周波数におけるピークレベルを下げることがで
き、これによって、低振動化が実現する。

【００５３】請求項５および請求項６の発明における光
ディスク装置は、光学ヘッドのフォーカシング時に、キ
ャリッジ系の共振、および、光ディスクの共振の影響に
よって、フォーカシングサーボ系の開ループ特性に現わ
れる位相回りの最大値が可及的に小さくなるので、同様
に低振動化が図れる。

【００５４】請求項７の発明における光ディスク装置
は、キャリッジが備える動吸振器によって、光学ヘッド
のフォーカシング時に前記キャリッジ系に発生する１つ
または複数の共振のピークレベルを下げることができ、
これによって、同様の低振動化が実現できる。

【００５５】請求項８の発明における光ディスク装置
は、ガイド機構のガイドレールがキャリッジの移動範囲
の両端でシャーシに接地固定され、その固定部が前記シ
ャーシの曲げ振動モードの節とほぼ一致するので、シャ
ーシにフォーカシングアクチュエータの駆動反力が伝達
されても、シャーシの１次曲げ振動モードが励振されよ
うなことがなく、従って、低振動化が図れる。

【００５６】請求項９の発明における光ディスク装置
は、ディスク駆動手段のシャーシに対するマウント位置
が外シャーシの曲げ振動モードの節とほぼ一致するの
で、フォーカシングアクチュエータの駆動反力でシャー
シに曲げ振動が励振されても、光ディスクの節円のみを
持つ振動モードが励振されず、従って、同様に効果的な
低振動化を実現できる。

【００５７】請求項１０の発明における光ディスク装置
は、ディスク駆動手段の回転量を検出するセンサーの取
付位置が前記ディスク駆動手段のスピンドル上に存在す
る振動モードの節点位置に設定されていることにより、
前記スピンドルに捩り振動が発生しても、その振動成分
を前記センサーが検出するようなことがなくなり、従っ
て、前記センサーの検出信号で前記ディスク駆動手段の
理想的は回転制御を行うことができる。

【００５８】請求項１１の発明における光ディスク装置
は、サイズの異なる光ディスク使用によりターンテーブ
ル系の慣性モーメントが変化して振動モードの節点が移
動した際に、該節点に移動に対応してセンサー位置を移
動することにより、前記節点近傍で前記ディスク駆動手
段の回転量を的確に検出することができる。

【００５９】請求項１２の発明における光ディスク装置
は、シャーシに対するディスク駆動手段のマウント位置
のフォーカス方向加速度応答のゲイン特性に現われる反
共振周波数に、光ディスクの節円のみを持つ第１次モー
ドの共振周波数がほぼ一致しているので、光ディスクが
フォーカス方向に加振されたり、光ディスクの節円のみ
を持つ第１次モードが励振されたりするようなことがな
る。従って、フォーカスサーボ系に光ディスクの共振に
よる面振れ外乱が生じるようなことがなく、サーボエラ
ーが減少する。

【００６０】請求項１３の発明における光ディスク装置
は、ヘッド移送手段の稼動によってフランジが変形振動
すると、動吸振器も設定周波数に応じて共振し、これに
よって、制御系では、前記フランジの変形が原因で生じ
る共振ピークのレベルが低減され、より安定した制御系
を実現できる。

【００６１】請求項１４の発明における光ディスク装置
は、フランジに直接設けられたアクティブダンパーによ
って、上記請求項１３の場合と同様に、フランジの変形
が原因で生じる共振ピークのレベルが低減され、より安
定した制御系を実現できる。

【００６２】請求項１５の発明における光ディスク装置
は、ベースに対するフランジの接合止め位置が、前記動
吸振器またはアクティブダンパーから外れているため、
上記請求項１３および請求項１４の場合と同様に、より
安定した制御系を実現することができる。

【００６３】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１による光ディスク装置を
実現するために用いたキャリッジ・ベース・ディスク系
の振動を表わす６自由度マス−ばねのモデル図であり、
まず、実施例１の説明の前に、そのモデルについて説明
する。なお、図１において、図２５〜図２９と同一また
は相当部分には同一符号を付して説明する。図１におい
て、ｘ₁ はキャリッジ８のフォーカス方向への自由度
（以下、フォーカス方向変位という）、θ₁ は前記キャ
リッジ８のローリング方向への自由度（以下、単にロー
リングという）であり、図１のモデルでは、前記キャリ
ッジ８がそれらのフォーカシング方向変位ｘ₁ とローリ
ングθ₁ の２自由度を持つ剛体から成るものと仮定す
る。

【００６４】ｋ₁ ，ｋ₂ は前記キャリッジ８のガイド機
構７０をモデル化したバネであり、これらのバネｋ₁ ，
ｋ₂ を介して前記キャリッジ８がベース系６０にＢ点で
接続されたものとしている。ｘ₂ は前記ベース系６０の
フォーカス方向への自由度（以下、フォーカス方向変位
という）、θ₂ は前記ベース系６０のピッチング方向へ
の自由度（以下、単にピッチングという）である。従っ
て、ベース系６０にあっても、前記フォーカス方向変位
ｘ₂ と前記ピッチングθ₂ との２自由度を持った剛体か
ら成るものと仮定し、Ａ点で光ディスク１の中心付近と
結合している。

【００６５】ｘ₃ ，ｘ₄ ，ｘ₅ は光ディスク１のフォー
カス方向変位（自由度）である。ここで、前記光ディス
ク１は、節円のみを持つ振動モードの内の２次目のモー
ドまでをモデル化するために、前記フォーカス方向変位
ｘ₃ ，ｘ₄ ，ｘ₅ の３自由度であるとし、その内のｘ₃
は前記ベース６０上のＡ点と同様のフォーカス方向変位
を取るものとした。

【００６６】以上において、前記ベース６０系の慣性
が、光ディスク１およびキャリッジ８の慣性に比べ比較
的大きい場合、それらの共振周波数の振動モードについ
て、前記光ディスク１とキャリッジ８との間には連性が
殆どなく、それぞれ独立の共振周波数を持つと考えるこ
とができる。また、それらの共振周波数、およびそのと
きの振動モードは、ベース６０の慣性が無限大であると
した時の共振周波数や振動モードとそれほど大きく変わ
らない。

【００６７】図２はフォーカシング用対物レンズのアク
チュエータ駆動反力Ｆ1 に対する光ディスク１のフォー
カス方向変位Ｘｄまでの周波数応答伝達関数Ｇ₁ （Ｓ）
のゲイン特性図である。周波数応答伝達関数Ｇ₁ （Ｓ）
には、図２６に示すアクチュエータ駆動反力Ｆ1 によっ
て励振された光ディスク１の共振およびキャリッジ８の
共振の両方が現われる。この例では、光ディスク１の共
振とキャリッジ８系共振の１つの共振周波数がほぼ一致
しており、図２中に矢印Ｐ１，Ｐ２で示す共振ピーク
は、両者が接近してできた共振ピークである。キャリッ
ジの共振周波数では、図２６において、アクチュエータ
駆動反力Ｆ1 が増幅されてベース６０および光ディスク
１に伝達され、このキャリッジ８の共振が光ディスク１
の共振に接近している場合、それらは互いに干渉し合っ
て共振のピークレベルが大きくなる。

【００６８】ここで、前記光ディスク１は規格化されて
いるため、該光ディスク部の共振周波数は略一意に決定
され、光ディスク１の径および厚さによって差がある
が、節円のみを持つ振動モードの内の２次目のモード
は、おおよそ５００〜２ｋＨｚ付近に存在する。また、
キャリッジ８の慣性とガイド機構の剛性で決定されるキ
ャリッジ部の共振周波数も５００〜２ｋＨｚ付近に存在
することが多く、光ディスク部とキャリッジ部の共振周
波数が接近する可能性は極めて高い。

【００６９】前記光ディスク１は規格化の制約から共振
周波数を自由に移動させることは不可能である。従っ
て、光ディスク部とキャリッジ部の共振の共振周波数を
接近させないためには、キャリッジ部およびガイド機構
の構造を工夫することにより、キャリッジ部の共振周波
数をずらす必要がある。

【００７０】図３はベース部の質量が無限大である場合
（すなわち、ベース部の慣性が光ディスクおよびキャリ
ッジ部の慣性に比べ比較的大きい場合）のキャリッジ８
系の解析モデルである。このモデルにおいても、キャリ
ッジ８はフォーカス方向変位ｘ₁ とローリングθ₁ の２
自由度を持つ剛体と仮定している。

【００７１】図３において、ｍ₁ はキャリッジ８系の質
量、Ｉ₁ はキャリッジ８系の慣性モーメント、ｋ₁ ，ｋ
₂ はキャリッジ８のガイド機構のバネ定数、ｘ₁ はフォ
ーカス方向変位、θ₁ はローリング角変位、ｌ₁ ，ｌ₂
はキャリッジ８の準信号からガイド機構６０までの距
離、ｌ₃ はキャリッジ８の重心からアクチュエータ駆動
反力Ｆ1 の作用位置までの距離をそれぞれ示す。なお、
図３および下記の運動方程式においては、ガイド機構部
の減衰項を単純化するために省略しているが、シミュレ
ーションでは考慮している。

【００７２】図３において、フォーカシング用対物レン
ズのアクチュエータ駆動反力Ｆ1 がＣ点に作用する場合
のキャリッジ径の運動方程式は、次式（１）で表わされ
る。Ｉ₁ θ₁ ＋ａθ₁ ＋ｂｘ₁ ＝ｌ₃ Ｆ₁ ｍ₁ ｘ₁ ＋ｂθ₁ ＋ｃｘ₁ ＝Ｆ₁ ・・・（１）ここで、ａ＝ｋ₁ ｌ₁ ＋ｋ₂ ｌ₂ 、ｂ＝ｋ₂ ｌ₂ −ｋ₁ ｌ₁ 、ｃ＝ｋ₁ ＋ｋ₂ また、固定部Ｄに加わる力Ｆ3 は次式（２）で表わされ
る。Ｆ₃ ＝（ｋ₁ ＋ｋ₂ ）ｘ₁ ＋（ｋ₂ ｌ₂ −ｋ₁ ｌ₁ ）θ₁ ・・・（２）よって、式（１），（２）より、Ｆ1 からＨ3 までの伝
達関数Ｇ₂ （ｓ）は、次式（３）で表わされる。Ｇ₂ （Ｓ）＝Ｆ₃ ／Ｆ₁ ＝｛（ｃＩ₁ ＋ｂＩ₃ ｍ₁ ）ｓ² ＋ａｃ−ｂ² ｝／｛ｍ₁ Ｉ₁ ｓ⁴ ＋（ａｍ₁ ＋ｃＩ₁ ）ｓ² ＋ａｃ−ｂ² ｝・・・（３）上式（３）から一般に、伝達関数Ｇ₂ （ｓ）の周波数応
答特性上には、共振２つと反共振１つが現われる。

【００７３】図４は図３におけるアクチュエータ駆動反
力Ｆ₁ から固定部に加わる力Ｆ₃ までの周波数応答伝達
関数Ｇ₂ （ｓ）のゲイン特性図である。このゲイン特性
は、フォーカシング用対物レンズのアクチュエータ駆動
反力Ｆ₁ の大きさが周波数に拘らず一定であったとして
も、固定部を押す力Ｆ₃ 、すなわちベース６０系を加振
する力は周波数に大きく依存することを表わしている。

【００７４】このことから、前記ベース６０系がフォー
カシング方向に加振されると、光ディスク１も加振され
ることとなり、これによって、節円のみを有する振動モ
ードが顕著に励振される。このため、前記アクチュエー
タ駆動反力Ｆ₁ に対する光ディスク１のフォーカス方向
変位Ｘｄまでの周波数応答伝達関数Ｇ₁ （ｓ）には、キ
ャリッジ８系の共振と光ディスク１系の共振の両方が現
われ、それらの共振の周波数軸上での相対的な位置関係
によって共振ピークのレベルに大きな差が現われる。

【００７５】上述のように、周波数軸上におけるキャリ
ッジ８系の共振と光ディスク１系の共振の相対的な位置
関係を適当に設定するためには、キャリッジ８系の共振
の周波数を動かす必要がある。

【００７６】上記式（３）から、キャリッジ系の共振周
波数、および反共振周波数は、キャリッジ部の質量ｍ
₁ 、慣性モーメントＩ₁ 、ガイド機構のバネ定数ｋ₁ ｋ
₂ （ベアリングの種類、サイズ、ガイドレールの太さ、
長さ、ガイドレールの固定強さなどで決定される）、キ
ャリッジ８の重心からガイド機構７０までの距離ｌ₁ ，
ｌ₂ 、キャリッジ８の重心からフォーカシング用対物レ
ンズ５のアクチュエータ駆動反力の作用位置までの距離
ｌ₃ などのキャリッジ系の諸パラメータを変更すること
により移動可能である。

【００７７】そこで、請求項１の発明に対応した実施例
１では、図２５，２６における光ディスク１と、この光
ディスク１を回転駆動するディスク駆動手段（スピンド
ルモータ）２と、光学ヘッド３を搭載して前記光ディス
ク１の径方向に移動するキャリッジ８と、該キャリッジ
８をその所定移動方向に案内するガイド機構７０と、該
ガイド機構７０や前記キャリッジ８および前記ディスク
駆動手段２ならびに光学ヘッド３がマウントされるシャ
ーシ６とを備えた光ディスク装置を前提構成要件とし
た。そして、この光ディスク装置において、前記キャリ
ッジ８系の慣性に比べて前記シャーシ６を含むベース６
０系の慣性が比較的大きい場合に、前記キャリッジ８系
の慣性とガイド機構７０の剛性との相関関係から、前記
光学ヘッド３のフォーカシング時に前記キャリッジ８系
に発生する１つまたは複数の共振と光ディスク１とベー
ス６０系の慣性との関係によって発生する光ディスク１
の共振の共振周波数を３００Ｈｚ以上に遠ざけたことを
特徴とするものである。

【００７８】図５は上記実施例１による光ディスク装置
の周波数応答伝達関数Ｇ₁ （ｓ）のゲイン特性の一例を
示す図である。このゲイン特性で明らかなように、キャ
リッジ系の２つの共振の共振周波数をディスク共振の共
振周波数よりも高くなるように前記キャリッジ８および
ガイド機構７０を構成し、上述のように、ディスク共振
とキャリッジ系共振の共振周波数を３００Ｈｚ以上離す
と、ピークレベルを約１０ｄＢ以上に下げることが可能
となり、顕著な低振動化の効果を得ることができる。

【００７９】実施例２．請求項２の発明に対応した実施
例２による光ディスク装置は、前記実施例１における光
学ヘッド３のフォーカシング時のキャリッジ８系の共振
間に光ディスク１の共振が位置するように構成したこと
を特徴とする。

【００８０】実施例３．請求項３の発明に対応した実施
例３では、前記光学ヘッド３のフォーカシング時の前記
キャリッジ８系に発生する複数の共振の共振周波数が、
互いに４００Ｈｚ以上離れるように構成したことを特徴
とする。

【００８１】実施例４．請求項４の発明に対応した実施
例４では、前記光学ヘッド３のフォーカシング時に発生
する前記光ディスク１の共振の共振周波数が、前記キャ
リッジ８の共振間に発生する反共振の反共振周波数に対
し、２００Ｈｚ以内に位置するように構成したことを特
徴とする。

【００８２】図６は上記実施例２〜４による光ディスク
装置の周波数応答伝達関数のゲイン特性図である。光デ
ィスク１の剛性が高い場合、周波数応答伝達関数Ｇ₁
（ｓ）には、光ディスク部共振は現われず、キャリッジ
部の共振のみが現われる。この場合に、図６中に破線で
示すように、２つのキャリッジ共振の間に反共振を持つ
ように前記キャリッジ８およびガイド機構７０を構成
し、そのキャリッジ共振間に光ディスク１が本来持つ共
振の共振周波数が位置していると、キャリッジ共振とデ
ィスク共振の干渉を避けることができるだけでなく、図
６中に実線で示すようにディスク共振が大きく励振され
なくなる。従って、実施例２によれば、より効果的な低
振動化が実現できる。この場合、上記実施例３の発明の
ように、キャリッジ共振を互いに４００Ｈｚ以上離して
おくと、その間に生じる反共振によるゲイン落ち込みが
充分大きくなる。これによって、光ディスク共振のピー
クレベルを下げる効果が大きくなる。

【００８３】また、上記実施例４の発明の場合のよう
に、キャリッジ共振間に生じる反共振と光ディスク共振
の周波数を２００Ｈｚ以内に接近させておけば、光ディ
スク共振のピークレベルを十分に抑えることが可能とな
り、低振動化の効果が更に高まる。

【００８４】図７はフォーカシングアクチュエータ駆動
力に対するフォーカシングアクチュエータと光ディスク
の相対変位の伝達関数Ｇ₃ （ｓ）の周波数応答伝達関数
を表わす特性図である。この伝達関数Ｇ₃ （ｓ）と位相
補償器の伝達特性によって、フォーカスサーボ系の開ル
ープ特性が決定される。

【００８５】従って、光ディスク部およびキャリッジ部
の共振などによって、光ディスク側のゲインがフォーカ
シングアクチュエータ側のゲインに接近すると、開ルー
プ特性にもその影響が共振、位相回りとして現われる。
図中、矢印の部分にその影響が現われている。低振動化
を考えた場合、仮に光ディスク発明ワークの３つの共振
の内、２つの共振のピークレベルが大きい場合には、そ
の周波数で開ループ特性に共振、位相回りが現われ、安
定なサーボ系が得られないことがある。

【００８６】よって、低振動化を図るためには、光ディ
スク側の各共振ピークを平均的に小さくする必要があ
る。

【００８７】実施例５．そこで、請求項５の発明に対応
した実施例３では、前記キャリッジ８系の共振および前
記光ディスク１の共振の影響によって、フォーカシング
サーボ系の開ループ特性に現われる位相回りの最大値が
出来るだけ小さくなるように構成した。この場合、共振
による位相遅れの許容値は周波数によって異なるが、１
０〜１５ｄＢ以下に抑える必要がある。

【００８８】図８はフォーカシングサーボ系のブロック
図である。このブロック図のようなフィードバック制御
系を構成した場合、開ループ周波数特性におけるクロス
オーバー周波数近傍に共振や位相回りが存在するとサー
ボ系が不安定となり易い。この傾向はクロスオーバー周
波数に近ければ近いほど強く、開ループ系で同じ高さの
共振ピーク、あるいは位相回りであっても閉ループ系で
はクロスオーバー周波数に近いものほど大きな共振（Ｍ
ｐ）となって現われる。

【００８９】実施例６．そこで、請求項６の発明に対応
した実施例６では、フォーカシングの際、キャリッジ部
や光ディスク部の共振の影響によって、周波数応答伝達
関数Ｇ₁ （ｓ）のゲイン特性上に現われる共振ピーク
が、フォーカシングサーボ系のクロスオーバー周波数に
近いほど出来るだけ小さくなるようにし、図９に示すよ
うに閉ループ系の共振部における大きな共振（Ｍｐ）が
５ｄＢ以下となるようにキャリッジ部およびガイド機構
部を構成している。共振などによる局部的な上記Ｍｐが
５ｄＢ以下となるように設計されていれば、サーボの安
定性への影響は殆どないと考えられる。

【００９０】実施例７．図１０は請求項７の発明に対応
した実施例７による光ディスクを実現するためのモデル
図である。この実施例７では、キャリッジ８の質量ｍ_d
とバネ定数ｋ_dが適当に設定されたマスーバネ系を動吸
振器として前記キャリッジ８に取り付けた構成としてい
る。

【００９１】このように、前記キャリッジ８上に動吸振
器を取り付けると、フォーカシング時に発生する前記キ
ャリッジ８系の共振の振動レベルを低減することが可能
となる。なお、の実施例７では、キャリッジ８上に１つ
の動吸振器を取り付けて説明したが、この動吸振器は複
数を取り付けてもよく、この場合、複数のキャリッジ部
の共振の低振動化が図れる。

【００９２】実施例８．図１１は請求項８の発明に対応
した実施例８による光ディスク装置の概略側面図であ
り、図において、Ｐ₁ ，Ｐ₂ はガイド機構の構成要素で
あるガイドレール７の接地固定点（固定部）である。こ
の実施例８では、前記ガイドレール７を、該ガイドレー
ル７上におけるキャリッジ８の移動範囲両端でシャーシ
６に接地固定し、その固定部Ｐ₁ ，Ｐ₂ が前記シャーシ
６の曲げ振動モードの節と一致するように構成したもの
である。

【００９３】ここで、フォーカシングの際、フォーカシ
ングアクチュエータの駆動反力はキャリッジ８、ガイド
機構（ガイドレール７）を経由してシャーシ６に伝達さ
れ、一般にシャーシ６の曲げ振動モードを励振する。シ
ャーシ６の曲げ振動が励振されると、光ディスクの振動
モードを励振してしまう可能性が出てくる。

【００９４】しかるに、上記実施例８では、上述のよう
に、シャーシ６の１次曲げ振動モードの節（Ｐ₁ ，Ｐ
₂ ）の近傍でガイドレール７が接地固定されているた
め、前記シャーシ６にフォーカシングアクチュエータの
駆動反力が伝達されても、シャーシ６の１次曲げ振動モ
ードが励振されるようなことがなくなる。

【００９５】実施例９．図１２は請求項９の発明に対応
した実施例９による光ディスク装置の概略側面図であ
る。この実施例９では、ディスク駆動手段であるスピン
ドルモータ２のシャーシ６に対するマウント位置が、該
シャーシ６の曲げ振動モードの節Ｐとほぼ一致するよう
に構成したものである。

【００９６】この実施例９によれば、上記実施例８の場
合と同様に、フォーカシングアクチュエータの駆動反力
によって、シャーシ６の曲げ振動が励振されたとして
も、光ディスク１の節円のみを持つ振動モードが励振さ
れるようになことがなくなる。

【００９７】実施例１０．図１３は請求項１０および請
求項１１の発明に対応した実施例による光ディスク装置
の要部を示す斜視図であり、図において、２はディスク
駆動手段であるスピンドルモータ、２ａはそのスピンド
ルモータ２のロータ、２ｂはそのロータ２ａの接続され
て出力回転するスピンドル（回転軸）、２ｃはそのスピ
ンドル２ｂに連結されて光ディスク１が着脱可能にセッ
トされるターンテーブル、３０は前記スピンドル２ｂの
回転量を検出するセンサーである。

【００９８】ここで、スピンドルモータ２は、上述のよ
うに、ロータ２ａ系とターンテーブル２ｃ系の２つの回
転体がスピンドル２ｂで結合された系統となっており、
この系統では、加減角速時に前記２つの回転体の慣性モ
ーメントとスピンドル２ｂの捩り剛性とで共振周波数と
振動モードが決定される捩り振動が発生する。この捩り
振動では、前記スピンドル２ｂの節点（線）Ｐが存在
し、該スピンドル２ｂの質量を無視できるとすれば、こ
の節点Ｐの位置は、前記回転体の慣性モーメントやスピ
ンドル２ｂの寸法・形状および横弾性係数によって決定
される。

【００９９】そこで、上記実施例１０では、スピンドル
モータ２の角変位や角速度および角加速度などの回転量
を検出する前記センサー３０を、前記節点Ｐ位置とほぼ
一致するように配置したものである。

【０１００】この実施例１０によれば、スピンドルモー
タ２に捩り振動が発生しても、前記センサー３０にはそ
の成分が検出されず、従って、そのセンサー信号を用い
てスピンドルモータ２の回転制御を円滑かつ的確に行う
ディスクサーボ系の安定化が図れる。

【０１０１】実施例１１．請求項１１の発明に対応した
実施例１１では、上記実施例１０におけるセンサー３０
を、前記スピンドル２ｂの軸方向に調整移動可能とした
ものである。

【０１０２】この実施例１１によれば、例えばサイズの
異なる光ディスク１を使用することにより、光ディスク
１のターンテーブル２ｃ系の慣性モーメントが変化し、
節点Ｐの位置が移動した場合などに、その節点Ｐの移動
に対応して前記センサー３０を前記ターンテーブル２ｃ
の軸方向に手動あるいは自動で移動調整することによ
り、常に前記節点Ｐ近傍での回転量を的確に検出するこ
とができる。

【０１０３】実施例１２．通常、光ディスク装置は、高
い周波数域の外部振動の影響を除去するために、複数の
インシュレーターでシャーシその他の装置全体をフロー
ティングし、防振系を構成している。このため、装置の
慣性インシュレータの剛性とでバネ−質量系が構成さ
れ、外部振動に対し特定の固有振動数で共振する。

【０１０４】図１４はフォーカス方向外部振動加速度に
対する光ディスク部の振動加速度の周波数応答のゲイン
特性図である。一般に、防信系の共振周波数との共振周
波数は接近しているため、この光ディスク共振のピーク
レベルを下げることは難しい。

【０１０５】図１５は請求項１２の発明に対応した実施
例１２による光ディスク装置の要部を概略的に示す側面
図であり、図において、３１はシャーシ６全体をフロー
ティング支持する複数のインシュレータである。この実
施例１２では、フォーカス方向の外部振動加速度に対す
るスピンドルモータ（ディスク駆動手段）２のシャーシ
６に対するマウント位置のフォーカス方向加速度応答の
ゲイン特性に現われる反共振周波数に光ディスク１の節
円のみを持つ第１次モードの共振周波数をほぼ一致させ
たものである。

【０１０６】図１６は図１５のフォーカス方向の外部振
動加速度に対する光ディスクの振動加速度の周波数応答
特性を示すゲイン特性図である。このゲイン特性からも
明らかなように、上記実施例１２によれば、光ディスク
１はフォーカス方向には加振されず、光ディスクの節円
のみを持つ第１次モードも加振されない。従って、フォ
ーカスサーボ系にも光ディスク共振による面振れ外乱が
加わるようなことはなく、サーボエラーも増加しないと
いう効果を奏する。

【０１０７】実施例１３．図１７は請求項１３の発明の
基本原理である動吸振器を説明するためのモデル図であ
る。図において、４１は重り、４２はその重り４１を支
持するバネ定数ｋ₁ のバネ、４３は付加する重り、４４
は前記重り４１と４３とを連結するバネ定数ｋ₂ のバ
ネ、４５は前記重り４１と４３との間の減衰ｃの減衰器
である。前記重り４１とバネ４２は基礎を含むを機械構
造物に相当し、前記重り４３とバネ４４と減衰器４５と
は動吸振器に相当する。

【０１０８】図１８は図１７における構造系の周波数応
答を示す特性図である。図１８において、（ア）は動吸
振器を付加しない時の状態、（イ）は動吸振器を付加し
た時の或る状態、（ウ）は動吸振器を付加した前記
（イ）とは異なる状態を示すそれぞれの周波数応答特性
である。

【０１０９】動吸振器を付加した場合、その周波数応答
は、定留点Ｐ，Ｑを通る。従って、動吸振器を設計する
上では、周波数特性が前記定留点Ｐ，Ｑで高さが等し
く、且つそれらの点Ｐ，Ｑで最大共振を持つように調整
を行うことが肝要である。その条件は式（４），（５）
となる。 ν＝１／（１＋Ｒ）・・・・・・・・（４） ζ＝√３Ｒ／（８（１＋Ｒ）³ ・・・（５）このときの周波数応答の最大共振倍率は式（６）とな
る。Ｍ_p ＝√１＋（２／Ｒ）・・・・・・（６）式（６）より、動吸振器の効果を上げるためにはＲを大
きく取ればよいことがわかる。ただし、ｍ_d ：重り４３
の質量、ｍ：重り４１の質量、Ｒ＝ｍ_d ／ｍ、ω_o ＝√
ｋ₁ ／ｍ、ω_d ＝√ｋ₂ ／ｍ_d 、ν＝ω_d ／ω_o 、ζ＝
ｃ／２ｍ_d ω_oである。

【０１１０】図１９は請求項１３の発明に対応した実施
例１３による光ディスク装置の概略的な側面図である。
図において、４６はスピンドルモータ（ディスク駆動手
段）２とベース６０とを接合しているフランジで、この
フランジ４６は、前記スピンドルモータ２および光学ヘ
ッドを搭載して光ディスク１の半径方向に移動するヘッ
ド移送手段としてのリニアモータ８０を支持している。
４７は前記フランジ４６に直接付加された板バネ、４８
はその板バネ４７に取り付けられた付加マスであり、こ
れらの板バネ４７と付加マス４８とによって動吸振器が
構成されている。

【０１１１】このように動吸振器を構成する前記板バネ
４７の厚み・幅・長さと付加マス４８の重量は、図２８
で説明した振動モードの共振周波数を考慮して前記式
（４）（５）（６）より決定し、調節されたものとす
る。

【０１１２】この実施例１３によれば、リニアモータ８
０の移動で前記フランジ４６が変形振動した際に、前述
にように板バネ４７と付加マス４８とから成る動吸振器
も設定周波数に応じて共振するため、制御系では、前記
フランジ４６の変形が原因で生じる共振ピークのレベル
が低減し、より安定した制御系を実現できる。

【０１１３】実施例１４．なお、上記実施例１３では、
１つの動吸振器を設ける場合について述べたが、これに
限らず、複数の動吸振器を設けてもよい。また、上記実
施例１３では、動吸振器の構成要素である板バネ４７の
長さを固定したが、簡単かつ容易な調整機構を設けても
差し支えない。さらに、上記実施例１３による動吸振器
は、フランジ４６に対して直角方向に取り付けてもよ
い。

【０１１４】実施例１５．図２０は請求項１４の発明の
基本原理であるアクティブダンパーについて説明するた
めのモデル図である。図において、４１は重り、４２は
その重り４１を支持するバネ定数ｋのバネ、４３は付加
する重り、４４は前記重り４１と４３とを連結するバネ
定数ｋ_d のバネ、４９はｆ_d の大きさを持つ外力、５０
はその外力４９の制御を行うフィードバック伝達関数の
制御機構である。

【０１１５】図２１は図２０における構造系の周波数応
答を示す特性図である。図２１において、（ア）はダン
パーを付加しない時、（イ）はダンパーを付加してフィ
ードバックを加えた時の状態を示すそれぞれの周波数応
答特性である。

【０１１６】ダンパーを付加した時の重り４１に加わる
外力４９と前記重り４１の変位に関する伝達関数は、次
式（７）となる。Ｇ＝Ｘ／ｆ＝（ｍ_d ｓ² ＋ｋ_d ）／｛（ｍｓ² ＋ｋ＋ｋ_d ＋Ｇ_c ）（ｍ_d ｓ² ＋ｋ_d ）−ｋ_d （ｋ_d ＋Ｇ_c ）｝・・・（７）

【０１１７】図２２は請求項１４の発明に対応した実施
例１５による光ディスク装置の概略的な側面図である。
図において、５１は圧電素子であり、この圧電素子５１
は上記実施例１４における板バネ４７に取り付けられ、
その圧電素子５１に付加マス４８が取り付けられてい
る。もって、それらの板バネ４７と圧電素子５１と付加
マス４８は一体的にユニット化されてアクティブダンパ
ーを構成している。このように構成されたアクティブダ
ンパーがフランジ４６に直接付加されている。

【０１１８】この実施例１５によれば、リニアモータ８
０の駆動により、フランジ４６が振動変形を起こすと、
その変形量を基に圧電素子５１の駆動回路で圧電素子５
１が駆動されることにより、前記フランジ４６の変形が
原因となる制御系の共振ピーク値が抑圧される。従っ
て、安定した動作を確保することができる。

【０１１９】実施例１６．図２３は請求項１５の発明に
対応した実施例１６による光ディスク装置のフランジ部
とベース部の接合部を示す裏面図、図２４は図２３の要
部となる動吸振器の斜視図である。図において、５２，
５３はフランジ４６をベース６０に止着しているビスで
あり、この実施例１６では、それらのビス５２，５３に
よる前記フランジ６０の止め位置を、板バネ４７と付加
マス４８とから成る動吸振器の長手方向から外した位置
に設定している。

【０１２０】このように、動吸振器の効果に影響を与え
る該動吸振器の長手方向には前記フランジ６０の止め位
置がないことから、動吸振器の効果は、より大きなもの
となって制御系の共振ピーク値も効果的に抑制される。
従って、より安定した動作を得ることができる。

【０１２１】なお、上記実施例１６では動吸振器につい
て述べたが、この動吸振器は上記実施例１５で述べたア
クティブダンパーに置換してもよく、同様の効果が期待
できる。

【０１２２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、光学ヘッドのフォーカシング時にキャリッジ系に発
生する１つまたは複数の共振の共振周波数と光ディスク
とベース系の慣性との相関関係によって発生する光ディ
スクの共振の共振周波数が３００Ｈｚ以上に遠ざかる構
成としたので、アクチュエータを増やすことなくフォー
カシング用対物レンズのアクチュエータの駆動反力によ
って励振されるキャリッジ系共振および光ディスク共振
の振動レベルを小さく抑えることが可能となる。このた
め、フォーカシングサーボ系の安定化が図れるばかりで
なく、装置の小型軽量化と低消費電力化、低価格化の実
現が可能になるという効果がある。

【０１２３】請求項２の発明によれば、キャリッジ系の
共振間に光ディスクの共振が位置するように構成したの
で、キャリッジ共振とディスク共振の干渉を避けること
ができ、これにより、ディスク共振が大きく励振される
ようなことがなくなり、従って、より効果的な低振動化
を実現できるという効果がある。

【０１２４】請求項３の発明によれば、光学ヘッドのフ
ォーカシング時にキャリッジ系に発生する複数の共振の
共振周波数が、互いに４００Ｈｚ以上離れるように構成
したので、上記請求項１の場合と同様に、ディスク共振
周波数におけるピークレベルを下げることができ、これ
によって、低振動化が実現するなどの効果がある。

【０１２５】請求項４の発明によれば、光ディスクのフ
ォーカシング時に発生する光ディスクの共振の共振周波
数が４００Ｈｚ以内に位置するように構成したので、上
記請求項１および請求項３の場合と同様に、ディスク共
振周波数におけるピークレベルを下げることができ、こ
れによって、低振動化が実現するなどの効果がある。

【０１２６】請求項５および請求項６の発明によれば、
光学ヘッドのフォーカシング時に、キャリッジ系の共
振、および、光ディスクの共振の影響によって、フォー
カシングサーボ系の開ループ特性に現われる位相回りの
最大値が可及的に小さくなるので、同様に低振動化が実
現などの効果がある。

【０１２７】請求項７の発明によれば、キャリッジが備
える動吸振器によって、光学ヘッドのフォーカシング時
に前記キャリッジ系に発生する１つまたは複数の共振の
ピークレベルを下げることができ、これによって、同様
の低振動化が実現できるなどの効果がある。

【０１２８】請求項８の発明によれば、ガイド機構のガ
イドレールがキャリッジの移動範囲の両端でシャーシに
接地固定され、その固定部が前記シャーシの曲げ振動モ
ードの節とほぼ一致するように構成したので、シャーシ
にフォーカシングアクチュエータの駆動反力が伝達され
ても、シャーシの１次曲げ振動モードが励振されような
ことがなく、従って、低振動化が図れるという効果があ
る。

【０１２９】請求項９の発明によれば、ディスク駆動手
段のシャーシに対するマウント位置が該シャーシの曲げ
振動モードの節とほぼ一致するように構成したので、フ
ォーカシングアクチュエータの駆動反力でシャーシに曲
げ振動が励振されても、光ディスクの節円のみを持つ振
動モードが励振されず、従って、同様に効果的な低振動
化を実現できる。

【０１３０】請求項１０の発明によれば、ディスク駆動
手段の回転量を検出するセンサーの取付位置が前記ディ
スク駆動手段のスピンドル上に存在する振動モードの節
点位置に設定されているので、前記スピンドルに捩り振
動が発生しても、その振動成分を前記センサーが検出す
るようなことがなくなり、従って、前記センサーの検出
信号で前記ディスク駆動手段の理想的は回転制御を行う
ことができるという効果がある。

【０１３１】請求項１１の発明によれば、サイズの異な
る光ディスク使用によりターンテーブル系の慣性モーメ
ントが変化して振動モードの節点が移動した際に、該節
点に移動に対応してセンサー位置を移動することによ
り、前記節点近傍で前記ディスク駆動手段の回転量を的
確に検出することができるという効果がある。

【０１３２】請求項１２の発明によれば、シャーシに対
するディスク駆動手段のマウント位置のフォーカス方向
加速度応答のゲイン特性に現われる反共振周波数に、光
ディスクの節円のみを持つ第１次モードの共振周波数が
ほぼ一致するように構成したので、光ディスクがフォー
カス方向に加振されたり、光ディスクの節円のみを持つ
第１次モードが励振されたりするようなことがなる。従
って、フォーカスサーボ系に光ディスクの共振による面
振れ外乱が生じるようなことがなく、サーボエラーが減
少するという効果がある。

【０１３３】請求項１３の発明によれば、ヘッド移送手
段の稼動によってフランジが変形振動すると、動吸振器
も設定周波数に応じて共振し、これによって、制御系で
は、前記フランジの変形が原因で生じる共振ピークのレ
ベルが低減されることによって、より安定した制御系を
実現できるという効果がある。

【０１３４】請求項１４の発明によれば、フランジに直
接設けられたアクティブダンパーによって、上記請求項
１３の場合と同様に、フランジの変形が原因で生じる共
振ピークのレベルが低減され、より安定した制御系を実
現できるという効果がある。

【０１３５】請求項１５の発明によれば、ベースに対す
るフランジの接合止め位置を、前記動吸振器またはアク
ティブダンパーから外した構成としたので、上記請求項
１３および請求項１４の場合と同様に、より安定した制
御系を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例１による光ディスク装
置を実現するために用いたキャリッジ・ベース・ディス
ク系の振動を表わす６自由度マス−ばねのモデル図であ
る。

【図２】フォーカシング用対物レンズのアクチュエータ
駆動反力に対する光ディスクのフォーカス方向変位まで
の周波数応答伝達関数のゲイン特性図である。

【図３】キャリッジ系の解析モデル図である。

【図４】図３におけるアクチュエータ駆動反力から固定
部に加わる力までの周波数応答伝達関数のゲイン特性図
である。

【図５】この発明の実施例１による光ディスク装置の周
波数応答伝達関数のゲイン特性図である。

【図６】請求項２〜４の発明に対応した実施例２〜４に
よる光ディスク装置の周波数応答伝達関数のゲイン特性
図である。

【図７】フォーカシングアクチュエータ駆動力に対する
フォーカシングアクチュエータと光ディスクの相対変位
の伝達関数の周波数応答伝達関数を表わす特性図であ
る。

【図８】フォーカシングサーボ系のブロック図である。

【図９】フォーカシングサーボ系の閉ループ特性図であ
る。

【図１０】請求項７の発明に対応した実施例７による光
ディスク装置を実現するためのモデル図である。

【図１１】請求項８の発明に対応した実施例８による光
ディスク装置の概略的な側断面図である。

【図１２】請求項９の発明に対応した実施例９による光
ディスク装置の概略的な側断面図である。

【図１３】請求項１０および請求項１１の発明に対応し
た実施例１０による光ディスク装置の要部を示す斜視図
である。

【図１４】図１３のゲイン特性図である。

【図１５】請求項１２の発明に対応した実施例１２によ
る光ディスク装置の要部を示す概略的な側面図である。

【図１６】図１５のフォーカシング外部振動加速度に対
するディスク振動加速度の周波数応答ゲイン特性図であ
る。

【図１７】請求項１３の発明の基本原理である動吸振器
を説明するためのモデル図である。

【図１８】図１７における構造系の周波数応答を示す特
性図である。

【図１９】請求項１３の発明に対応した実施例１３によ
る光ディスク装置の概略的な側面図である。

【図２０】請求項１４の発明の基本原理であるアクティ
ブダンパーについて説明するためのモデル図である。

【図２１】図２０における構造系の周波数応答を示す特
性図である。

【図２２】請求項１４の発明に対応した実施例１５によ
る光ディスク装置の概略的な側面図である。

【図２３】請求項１５の発明に対応した実施例１６によ
る光ディスク装置のフランジ部とベース部の接合部を示
す裏面図である。

【図２４】図２３の要部となる動吸振器の斜視図であ
る。

【図２５】従来の一般的な光ディスク装置を示す斜視図
である。

【図２６】従来の光ディスク装置に用いられる駆動反力
の補償器を備えたフォーカシング酔う対物レンズのアク
チュエータを示す側断面図である。

【図２７】従来の他の光ディスク装置を示す側断面図で
ある。

【図２８】図２７の光ディスク装置の振動モードを示す
図である。

【符号の説明】

１光ディスク２スピンドルモータ（ディスク駆動手段）２ａロータ２ｂスピンドル２ｃターンテーブル３光学ヘッド５対物レンズ６シャーシ７ガイドレール８キャリッジ３０センサー３１インシュレータ４６フランジ４７板バネ（動吸振器構成要素）４８付加マス（動吸振器構成要素）５１圧電素子（アクティブダンパー構成要素）５２，５３止めビス（フランジ止め位置）６０ベース７０ガイド機構８０リニアモータ（ヘッド移送手段）Ｐ₁ ，Ｐ₂ 節点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者船井潔尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社産業システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクと、この光ディスクを回転駆
動するディスク駆動手段と、前記光ディスクの記録面に
光源から対物レンズを介して光を照射し、情報の消去・
記録再生を光学的に行う光学ヘッドと、この光学ヘッド
を搭載して前記光ディスクの径方向に移動するキャリッ
ジと、このキャリッジを前記所定の移動方向に案内する
ガイド機構と、このガイド機構や前記キャリッジおよび
前記ディスク駆動手段や光学ヘッドがマウントされるシ
ャーシとを備えた光ディスク装置において、前記キャリ
ッジ系の慣性に比べ、前記ディスク駆動手段や前記シャ
ーシ等からなるベース系の慣性が比較的大きい場合に、
前記キャリッジ系の慣性と前記ガイド機構の剛性との関
係から、前記光学ヘッドのフォーカシングの際に前記キ
ャリッジ系に発生する１つまたは複数の共振の共振周波
数と前記光ディスクと前記ベース系の慣性との関係によ
って発生する光ディスクの共振の共振周波数を３００Ｈ
ｚ以上遠ざけるように構成したことを特徴とする光ディ
スク装置。
【請求項２】前記光学ヘッドのフォーカシングの際、
前記キャリッジ系の共振の影響によって、前記フォーカ
シングに用いるフォーカスアクチュエータの駆動力から
前記光ディスクの変位までの周波数応答伝達関数に現わ
れる複数の共振間に反共振が生じるようにし、かつ、該
キャリッジ系の共振間に前記光ディスクの共振が位置す
るように構成したことを特徴とする請求項１記載の光デ
ィスク装置。
【請求項３】前記光学ヘッドのフォーカシングの際、
前記キャリッジ系に発生する複数の共振の共振周波数
が、互いに４００Ｈｚ以上離れるように構成したことを
特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】前記光学ヘッドのフォーカシングの際に
発生する前記光ディスクの共振の共振周波数が、前記キ
ャリッジ系の共振間に発生する反共振の反共振周波数に
対し、２００Ｈｚ以内に位置するように構成したことを
特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項５】前記光学ヘッドのフォーカシングの際、
前記キャリッジ系の共振、および、前記光ディスクの共
振の影響によって、フォーカシングサーボ系の開ループ
特性に現われる位相回りの最大値が可及的に小さくなる
ように構成したことを特徴とする請求項１記載の光ディ
スク装置。
【請求項６】前記光ディスクのフォーカシングの際、
前記キャリッジ系の共振および前記光ディスクと該光デ
ィスクの共振の影響でフォーカシングサーボ系の閉ルー
プ特性に現われる共振ピークが５ｄＢ以下となるように
構成したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】前記光学ヘッドのフォーカシングの際、
前記キャリッジ系に発生する１つまたは複数の共振のピ
ークレベルを下げるために、キャリッジ上に動吸振器を
備えたことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装
置。
【請求項８】光ディスクと、この光ディスクを回転駆
動するディスク駆動手段と、前記光ディスクの記録面に
光源から対物レンズを介して光を照射し、情報の消去・
記録再生を光学的に行う光学ヘッドと、この光学ヘッド
を搭載して前記光ディスクの径方向に移動するキャリッ
ジと、このキャリッジを前記所定の移動方向に案内する
ガイド機構と、このガイド機構や前記キャリッジおよび
前記ディスク駆動手段や光学ヘッドがマウントされるシ
ャーシとを備えた光ディスク装置において、前記ガイド
機構の構成要素であるガイドレールが前記キャリッジの
移動範囲の両端で前記シャーシに接地固定され、その固
定部が前記シャーシの曲げ振動モードの節とほぼ一致す
るように構成したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】光ディスクと、この光ディスクを回転駆
動するディスク駆動手段と、前記光ディスクの記録面に
光源から対物レンズを介して光を照射し、情報の消去・
記録再生を光学的に行う光学ヘッドと、この光学ヘッド
を搭載して前記光ディスクの径方向に移動するキャリッ
ジと、このキャリッジを前記所定の移動方向に案内する
ガイド機構と、このガイド機構や前記キャリッジおよび
前記ディスク駆動手段や光学ヘッドがマウントされるシ
ャーシとを備えた光ディスク装置において、前記ディス
ク駆動手段のシャーシに対するマウント位置が該シャー
シの曲げ振動モードの節とほぼ一致するように構成した
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】光ディスクと、この光ディスクを回転
駆動するディスク駆動手段と、前記光ディスクの記録面
に光源から対物レンズを介して光を照射し、情報の消去
・記録再生を光学的に行う光学ヘッドと、この光学ヘッ
ドを搭載して前記光ディスクの径方向に移動するキャリ
ッジと、このキャリッジを前記所定の移動方向に案内す
るガイド機構と、このガイド機構や前記キャリッジおよ
び前記ディスク駆動手段や光学ヘッドがマウントされる
シャーシとを備えた光ディスク装置において、前記ディ
スク駆動手段は、ロータと光ディスク支持用ターンテー
ブルとをスピンドルで連結した構成とし、そのディスク
駆動手段の回転量を検出するセンサーを設け、該センサ
ーの取付位置を、前記スピンドル上に存在する振動モー
ドの節点位置に設定したことを特徴とする光ディスク装
置。
【請求項１１】前記センサーは、前記スピンドルの軸
方向に移動調整可能となっていることを特徴とする請求
項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１２】光ディスクと、この光ディスクを回転
駆動するディスク駆動手段と、前記光ディスクの記録面
に光源から対物レンズを介して光を照射し、情報の消去
・記録再生を光学的に行う光学ヘッドと、この光学ヘッ
ドを搭載して前記光ディスクの径方向に移動するキャリ
ッジと、このキャリッジを前記所定の移動方向に案内す
るガイド機構と、このガイド機構や前記キャリッジおよ
び前記ディスク駆動手段や光学ヘッドがマウントされる
シャーシと、該シャーシ全体をフローティングする複数
のインシュレータを備えた光ディスク装置において、前
記フォーカス方向の外部振動加速度に対する前記ディス
ク駆動手段のシャーシへのマウント位置のフォーカス方
向加速度応答のゲイン特性に現われる反共振周波数に光
ディスクの節円のみを持つ第１次モードの共振周波数を
ほぼ一致させたことことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】光ディスクを回転駆動するディスク駆
動手段と、前記光ディスクに対して光学ヘッドを半径方
向に移動するヘッド移送手段と、少なくともそれらを支
持するベースとを備え、該ベース部と前記ディスク駆動
手段とをフランジで接合した光ディスク装置において、
前記フランジに変形によって制御系に現われる共振ピー
クのレベルを低下させるための動吸振器を前記フランジ
に直接付加したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】光ディスクを回転駆動するディスク駆
動手段と、前記光ディスクに対して光学ヘッドを半径方
向に移動するヘッド移送手段と、少なくともそれらを支
持するベースとを備え、該ベース部と前記ディスク駆動
手段とをフランジで接合した光ディスク装置において、
前記フランジに変形によって制御系に現われる共振ピー
クのレベルを低下させるために圧電素子などによるアク
ティブダンパーを前記フランジに直接付加したことを特
徴とする光ディスク装置。
【請求項１５】前記フランジは、前記ベースに接合す
る止め位置が、前記動吸振器またはアクティブダンパー
から外れていることを特徴とする請求項１３または１４
記載の光ディスク装置。