JP2001184684A - 光学読み書きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエーターの磁気浮上位置を精確に制
御するとともに、曲面磁性部材の製造が簡単で、組立精
度の高いアクチュエーターの磁気浮上装置を提供する。 【解決手段】 光学読み書きヘッド・アクチュエーター
が、対物レンズホルダー１０４を磁気浮上装置を介して
ベース１００上に浮上させるものであって、磁気浮上装
置が、ベース周辺に位置する磁石１０６と、対物レンズ
ホルダー中に配設された曲面磁性部材１１２とからなる
とともに、曲面磁性部材である球形磁性部材とベース周
辺に位置する磁石とが対応するように配置され、球形磁
性部材の球形構造により磁石の形成する磁場との相互作
用を点接触とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学読み書きヘ
ッド・アクチュエーターの磁気浮上（中国語原文は「磁
浮」）装置に関し、特に、曲面磁性部材を採用した光学
読み書きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光学読み書きヘッドは、光学記録／再生
装置における重要な構成要素の１つであり、アクチュエ
ーター（Actuator）は、光学読み書きヘッドの制御動作
に用いられ、光学読み書きヘッドの心臓部と言うことが
できるので、いかにして限りあるスペース中に効率の良
い磁場と組み合わせて、高速で安定したアクチュエータ
ーを設計するかが、当面の重要な課題となっている。現
在、市場にある光学読み書きヘッドが採用しているアク
チュエーターとしては、４タイプに大別することがで
き、４−ｗｉｒｅ、Ｒｏｔａｒｙ、ＥＤ Ａｒｍ、Ｌｅ
ａｆ−Ｓｐｒｉｎｇの４種類があるものの、４−ｗｉｒ
ｅおよびＲｏｔａｒｙの２タイプのみがアクチュエータ
ー設計の主流となっている。

【０００３】一般的に、４−ｗｉｒｅアクチュエーター
は、４本の相互に平行な細い銅線をサスペンション装置
として、対物レンズホルダー（Lens Holder）を吊り下
げるために用いている。この種のアクチュエーターは、
摩擦力の影響がないものの、光ディスクドライブの回転
速度が日増しに高速化していることから、そのサスペン
ションシステムは、すでに高周波数振動のもたらす影響
を克服することができなくなっており、しかも組立が難
しいので、量産における歩留りを向上させることができ
なかった。従って、耐震性が高く、しかも組立が容易な
Ｒｏｔａｒｙアクチュエーターを考慮に入れなければな
らなくなってきた。

【０００４】Ｒｏｔａｒｙアクチュエーターにおいて、
対物レンズホルダーは可動部分の主体であり、対物レン
ズを駆動してフォーカッシング（Focusing）およびトラ
ッキング（Tracking）動作を担当するものとなってい
る。そして、可動部分は、対物レンズと、フォーカッシ
ング／トラッキングコイルと、磁気浮上鉄片と、プラス
チック本体とからなっている。対物レンズホルダーの動
作は、永久磁石およびコイルからなるボイスコイルモー
ター（Voice Coil Motor = VCM）の駆動によるもので、
コイルを流れる電流がボイスコイルモーター内部の磁場
を通過する時に発生する作用力が対物レンズホルダーを
駆動して、フォーカッシングあるいはトラッキング方向
への相対運動を行わせるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ｒｏｔａｒｙアクチュ
エーターが、動作中に良好な移動精度を備えたものであ
るようにするために、浮上鉄片の設計ならびに選定が重
要な要素となる。理論上、浮上鉄片のサスペンション位
置は、永久磁石の中央エリア、つまり磁力の最大点であ
るから、対物レンズホルダー内部の浮上鉄片が当該位置
に留まれば、バランスの取れた安定状態となる。しかし
ながら、浮上鉄片の製造および組立時の誤差によって、
異なる浮上鉄片の間におけるサスペンション力が同等な
ものとはならずに、１つの実効作用力を発生させて、対
物レンズホルダーと軸（Shaft）との間に作用し、両者
間の摩擦力を増大（実効作用力に正比例）させていたの
で、対物レンズホルダーと軸との間の摩擦力を回避する
ことができず、アクチュエーターの動態特性に影響を及
ぼすものとなっていた。

【０００６】市場においては、Ｓａｎｋｙｏ社が独特な
「工字形」磁気浮上鉄片構造を採用してアクチュエータ
ー内部の磁気浮上部材としており、Ｍａｔｓｕｓｈｉｔ
ａ社が「方形」の磁気浮上スチールピースをアクチュエ
ーター内部の磁気浮上部材としており、Ｈｉｔａｃｈｉ
社の採用しているのが「十字形」薄板であり、国内（中
華民国・台湾）の鴻景科技公司が「円形」の薄型鉄片を
採用してアクチュエーター内部の磁気浮上部材としてい
た。

【０００７】しかしながら、上述した磁気浮上鉄片と永
久磁石との相互作用は、いずれも線接触であって、点接
触ではなく、磁気浮上鉄片の寸法誤差によって、しばし
ば２つの磁気浮上鉄片間のサスペンション力が同等なも
のではなくなって、磁気浮上位置が十分に精確なもので
はなくなっていた。技術的には、磁気浮上薄板の寸法を
縮小すること、あるいは磁気浮上薄板のエッジを円弧面
として、磁気浮上位置に対する鋭敏性を増大させること
は可能であるものの、小さい寸法の鉄片ならびに円弧面
薄板は製造が困難なだけでなく、組立精度がコントロー
ルしにくく、時には浮上効果そのものが実現しがたいば
かりか、円弧構造は磁場について言えば、やはり線接触
に属するものであった。

【０００８】そこで、この発明の目的は、幾何学的に磁
気浮上部材と磁場との間を点接触として、アクチュエー
ターの磁気浮上を精確に制御するとともに、曲面磁性部
材の製造が簡単で組立精度の高いものとなる、曲面を有
する磁気浮上部材を備えた光学読み書きヘッド・アクチ
ュエーターの磁気浮上装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、所望
の目的を達成するために、この発明にかかる光学読み書
きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置は、その光
学読み書きヘッド・アクチュエーターが、主軸に取り付
けられた対物レンズホルダーを磁気浮上装置を介してベ
ース上に浮上させるものであり、その磁気浮上装置が、
ベース周辺に位置する磁石ならびに対物レンズホルダー
中に配設された曲面磁気部材を備えるものである。そし
て、曲面磁気部材とベース周辺に位置する磁石とが相互
に対応するように配置され、曲面磁気部材の曲面構造に
より磁石の発生する磁場との相互作用を点接触として、
対物レンズホルダーの磁気浮上バランス位置の精度を向
上させるとともに、対物レンズホルダーおよび主軸間の
摩擦力を低減させて、光学読み書きヘッド・アクチュエ
ーターの動態特性を改善するものである。

【００１０】上記手段に基づいて、この発明にかかる光
学読み書きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置
は、曲面磁気部材がベース周辺の磁石と相互に対応して
おり、幾何学的に言って、曲面磁気部材を光学読み書き
ヘッド・アクチュエーターの磁気浮上要素として採用す
ることにより、磁石の発生させる磁場との間に形成され
る相互作用を点接触とすることができ、アクチュエータ
ーの磁気浮上位置を精確にコントロールして、対物レン
ズホルダーの浮上バランス位置の精度を向上させるとと
もに、主軸と対物レンズホルダーとの摩擦力を低減させ
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１と図２とにおいて、この発明の好適な
実施の形態にかかる光学読み書きヘッド・アクチュエー
ターの磁気浮上装置は、主軸１０２および磁石１０６を
有するベース１００と、ベース１００上の主軸１０２に
取り付けられた対物レンズホルダー１０４とを主要な構
成要素としている。そして、主軸１０２がベース１００
上に形成されて、ベース１００と互いに垂直となってお
り、磁石１０６がベース１００の周辺に配置され、主軸
１０２と磁石１０６とがいずれもベース１００の同一側
（図上側）に配設されている。

【００１３】図１と図２とに示したように、対物レンズ
ホルダー１０４には貫通孔１１４が設けられ、対物レン
ズホルダー１０４が貫通孔１１４を介してベース１００
上の主軸１０２に取り付けられている。主軸１０２底部
はベース１００上に固定されているから、主軸１０２に
取り付けられた対物レンズホルダー１０４は、主軸１０
２に沿った上下移動もしくは主軸１０２を中心とする回
転運動を行うことができるので、少なくとも２種類の運
動性を備えている。また、対物レンズホルダー１０４の
材質を非磁性材料、例えば磁性を有さないプラスチック
材料としているので、対物レンズホルダー１０４自体
は、ベース１００周辺に位置する磁石１０６が発生させ
る磁場とは相互作用を持たない。なお、対物レンズホル
ダー１０４は、光学読み書きヘッド構造の必要により各
種の異なる形態、例えば円柱形とすることができる。

【００１４】対物レンズホルダー１０４には、トラッキ
ングコイル１０８ならびにフォーカッシングコイル１１
０が備えられ、それぞれベース１００上の磁石１０６に
対応するように配置されて、対物レンズホルダー１０４
の主軸１０２方向に沿った運動および主軸１０２を中心
とする回転運動を制御する。図１と図２とに示したよう
に、フォーカッシングコイル１１０は、対物レンズホル
ダー１０４の内周表面１０４ａに配置されてベース１０
０上の磁石１０６に対応し、トラッキングコイル１０８
は、対物レンズホルダー１０４の外周表面１０４ｂに配
置されてベース１００上の磁石１０６に対応している。
そして、この発明の重要な特徴の１つは、対物レンズホ
ルダー１０４中に配置された曲面磁性部材１１２であ
り、ベース１００上の磁石１０６に対応した配置となっ
ている。この曲面磁性部材１１２は、磁性材料からなる
とともに曲面を備えており、例えば球形（Sphere）磁性
鋼球または楕円体（Ellipsoid）磁性鋼球とすることが
できる。図１と図２とに示した曲面磁性部材１１２は、
トラッキングコイル１０８とフォーカッシングコイル１
１０との間に配置されている。

【００１５】しかしながら、図１と図２とに示したよう
に、対物レンズホルダー１０４中のトラッキングコイル
１０８、フォーカッシングコイル１１０、曲面磁性部材
１１２の配設位置ならびに３者の相対的な位置関係は、
この発明の好適な実施の形態を説明するためのものであ
って、この発明の範囲を限定するためのものではない。
従って、トラッキングコイル１０８、フォーカッシング
コイル１１０、曲面磁性部材１１２は、必要に応じて、
それぞれ又は２者あるいは同時に対物レンズホルダー１
０４の内周表面１０４ａまたは外周表面１０４ｂに配設
することもできるし、対物レンズホルダー１０４内部に
配設することもできる。対物レンズホルダー１０４は、
非磁性材料からなるため、対物レンズホルダー１０４自
体は、磁石１０６の発生させる磁場とは相互作用を持た
ない。対物レンズホルダー１０４中に配設された曲面磁
性部材１１２は、磁石１０６の発生させる磁場と相互作
用を持ち、対物レンズホルダー１０４をベース１００上
に浮上させる。磁石１０６の中央部分が磁場強度の最大
となる位置であるから、幾何学的に言えば、曲面磁性部
材１１２である球形磁性鋼球または楕円体磁性鋼球が磁
場との間で点接触を形成する。従って、この発明にかか
る曲面磁性部材１１２は、他の形状の磁気浮上鉄片と比
べて精確かつ安定して磁石１０６の中央部分、すなわち
磁場強度が最大である位置に定位することができる。つ
まり、磁石１０６と曲面磁性部材１１２との相互作用を
介して、対物レンズホルダー１０４を上昇させることが
できるとともに、ベース１００上の特定高さ位置に浮上
させることができる。

【００１６】対物レンズホルダー１０４は、磁石１０６
の発生させる磁場中にあって、対物レンズホルダー１０
４中のトラッキングコイル１０８および／またはフォー
カッシングコイル１１０に対して特定な方向ならびに大
きさを有するパルス電流を印加する時、それにより発生
する相互作用によって対物レンズホルダー１０４に主軸
１０２方向への上下運動および／または主軸１０２を中
心とする回転運動を行わせて、トラッキングおよび／ま
たはフォーカッシング動作を行うことができる。電流が
無くなった時には、曲面磁性部材１１２である球形磁性
鋼球または楕円体磁性鋼球が対物レンズホルダー１０４
を初期のバランス位置に復帰させる。

【００１７】以上のごとく、この発明を好適な実施の形
態により開示したが、もとより、この発明を制限するた
めのものではなく、当業者であれば容易に理解できるよ
うに、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変
更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その
特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均
等な領域を基準として定めなければならない。

【００１８】

【発明の効果】上記構成により、この発明にかかる光学
読み書きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置は、
制御精度を向上させることができるとともに、曲面磁性
部材の製造が簡単であり、組立精度も良好であるから、
光学読み書きヘッド・アクチュエーターの動態特性を改
善すると同時に、アクチュエーターの安定性を向上させ
ることができる。また、デジタル・バーサタイル・ディ
スク・プレイヤー（Digital Versatile Disc Player =
DVD Player）および繰り返し読み書き可能なデジタル・
バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）ドライブの
光学読み書きヘッドに適用することができる。従って、
産業上の利用価値が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる好適な実施の形態の分解斜視
図である。

【図２】この発明にかかる好適な実施の形態の組立断面
図である。

【符号の説明】

１００ ベース １０２ 主軸 １０４ 対物レンズホルダー １０４ａ 内周面 １０４ｂ 外周面 １０６ 磁石 １０８ トラッキングコイル １１０ フォーカッシングコイル １１２ 曲面磁性部材 １１４ 貫通孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、 ベースと、 前記ベース上に配置された主軸と、 前記ベースの周辺に配置された複数個の磁石と、 前記主軸に取り付けられ、前記した複数個の磁石間に位
   置する対物レンズホルダーと、 前記対物レンズホルダー中に配設されるとともに、前記
   した複数個の磁石にそれぞれ対応する複数個のトラッキ
   ングコイルと、 前記対物レンズホルダー中に配設されるとともに、前記
   した複数個の磁石にそれぞれ対応する複数個のフォーカ
   ッシングコイルと、 前記対物レンズホルダー中に配設され、かつ前記した複
   数個の磁石にそれぞれ対応する複数個の曲面磁性部材と
   を具備することを特徴とする光学読み書きヘッド・アク
   チュエーターの磁気浮上装置。
2. 【請求項２】 上記した複数個の曲面磁性部材が、複数
   個の球形磁性鋼球を含むものであることを特徴とする請
   求項１記載の光学読み書きヘッド・アクチュエーターの
   磁気浮上装置。
3. 【請求項３】 上記した複数個の曲面磁性部材が、複数
   個の楕円体磁性鋼球を含むものであることを特徴とする
   請求項１記載の光学読み書きヘッド・アクチュエーター
   の磁気浮上装置。
4. 【請求項４】 上記ベースの材質が、非磁性材料を含む
   ものであることを特徴とする請求項１記載の光学読み書
   きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置。
5. 【請求項５】 上記ベースの材質が、プラスチック材料
   を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学
   読み書きヘッド・アクチュエーターの磁気浮上装置。
6. 【請求項６】 少なくとも、 ベースと、 前記ベース上に配置される主軸と、 前記ベースの周辺に配置される複数個の磁石と、 内周面および外周面を有して、前記主軸に取り付けられ
   るとともに、前記した複数個の磁石間に位置する対物レ
   ンズホルダーと、 前記内周面に配設されるとともに、前記した複数個の磁
   石にそれぞれ対応する複数個のトラッキングコイルと、 前記外周面に配設されるとともに、前記した複数個の磁
   石にそれぞれ対応する複数個のフォーカッシングコイル
   と、 前記対物レンズホルダー中に配設され、前記した複数個
   のトラッキングコイルならびに前記した複数個のフォー
   カッシングコイル間に位置し、かつ前記した複数個の磁
   石にそれぞれ対応する複数個の曲面磁性部材とを具備す
   ることを特徴とする光学読み書きヘッド・アクチュエー
   ターの磁気浮上装置。