JP2003346436A

JP2003346436A - ディスク装置のヘッド駆動装置

Info

Publication number: JP2003346436A
Application number: JP2002151824A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sudo; 慎一須藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: TWI244643B; US6918129B2; DE10323446A1; TW200400491A; US20030218961A1; JP3864848B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッドを駆動するためのラックとピニオ
ンとの間の噛合状態の変動を解消して、高速かつスムー
ズな移動を可能にする。【解決手段】記録ディスクに対してスライド移動され
る記録ヘッド１に設けられたラック６と、ラック６に噛
合され駆動モータ１０によって回転動作されるピニオン
１１とを備えるヘッド駆動装置において、ラック６に設
けられてラック歯６Ａと平行に延長された凹溝８と、凹
溝８に案内される剛性体のガイド１８を一体に有して揺
動される揺動アーム１４にピニオン１１の回転軸部１７
を備える。ラック６が移動方向に傾斜している場合に、
揺動アーム１４がラック６の傾斜に追従して揺動され、
ラック６とピニオン１１との間隔を一定に保持する。揺
動アーム１４は剛性体であるため、バネ力を利用してピ
ニオンやラックの一方を他方に当接させる必要はなく、
ラックとピニオンとのギヤ歯面に余計な力が加わること
がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディスク記録装置、
特にＣＤやＤＶＤと云われる記録ディスクに情報を記録
又は再生を行うためのディスク装置に関し、特に記録ヘ
ッドを記録ディスクに対して移動するためのヘッド駆動
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスク記録装置として光ディス
ク装置の開発が進められているが、特に光ディスク記録
装置における高速記録が要求され、光ディスクに情報信
号を記録するための光ヘッドをディスクの半径方向に移
動する駆動装置での送り精度にも高精度化が求められて
いる。このような光ヘッド駆動装置としてラック・ピニ
オン機構を用いたものが提案されている。図１１はその
概念構成を示す正面図であり、シャーシ２上には図外の
光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータ４が
配設され、またシャーシ２には一対のガイドレール３，
３によって光ヘッド１が光ディスクの径方向に対して往
復スライド移動可能に支持されている。また、光ヘッド
１にはスライド移動方向に沿う一側にラック６がネジ７
により固定的に設けられており、このラック６のラック
歯６Ａに対向するシャーシ２の領域には前記ラック歯６
Ａに噛み合うピニオン１１と、このピニオン１１を回転
駆動するための駆動モータ１０及び中間ギヤ１２が配設
されている。この構成では、駆動モータ１０の回転出力
軸に取着された出力ギヤ１３を回転し、中間ギヤ１２を
介してピニオン１１を回転することで、ピニオン１１と
ラック６との噛合によりラック６、すなわち光ヘッド１
をスライド移動させることが可能になる。

【０００３】この種の光ヘッド駆動装置では、光ヘッド
１にラック６を固定する構造として、図には表れないが
光ヘッド１に設けられた穴とラック６に設けられたボス
を嵌合して位置決めを行っている。そのため、穴とボス
との間に製造上の寸法誤差が生じていると、ラック６が
光ヘッド１のスライド移動方向に対して傾いた状態で取
着されてしまうことがある。このような状態では光ヘッ
ド１がスライド移動したときに、ラック６とピニオン１
１との間の距離が変動し、両者が接近したときにはピニ
オン１１の回転が不能な状態となり、また両者が離れ過
ぎたときには両者間にバックラッシュが生じ、異音の発
生や光ヘッド送り負荷の変動、光ヘッドの移動精度の低
下をまねき、光ディスク装置の信頼性が低下されること
になる。

【０００４】このようなラックとピニオンとの噛合状態
を好適に保つために、特開２００１−１９５８４８号公
報、特開２００１−２３３２２号公報に記載の技術が提
案されている。前者の技術は、ピニオンをバネ力によっ
てラック側に付勢する一方で、ピニオンの円柱面をラッ
クに設けた平面部に当接させており、この当接によって
バネ力によるピニオンのラックに対する予圧を調整する
ことで、ラックの取着状態が変動した場合でもピニオン
とラックとの好適な噛み合い状態を確保することを可能
にしている。また、後者の技術は、モータ、中間ギヤ、
ピニオンを一体に保持するモータ取付板をバネ力によっ
てラックに向けて付勢することで、中間ギヤの回転方向
に係わりなく一定の回転負荷で光ヘッドを往復移動可能
としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように公報に記載
の技術は、いずれもピニオンをバネ力によってラックに
向けて付勢してピニオンとラックとを噛合させる構成で
あるため、ラックの取着方向が光ヘッドのスライド移動
方向に対して傾斜された場合でも、両者の好適な噛合状
態が確保でき、前記したようなピニオンが回転不能にな
り、あるいは両者間におけるバックラッシュを防止する
ことは可能である。しかしながら、ピニオンとラックと
の間には、常にバネ力が作用しているため、光ヘッドを
高速移動させる場合にスムーズな移動を行う上で問題が
生じている。

【０００６】すなわち、光ヘッドを高速移動させるため
には効率のよいギヤ比によって高いモータトルクで駆動
させる必要があるが、これを実現しようとするとピニオ
ンとラックとの噛合面でピニオンがラックから逃げよう
とする力が作用し、ピニオンがラックとの噛合から外れ
てしまうことがある。公報に記載の技術ではバネ力をも
ってピニオンをラック側に付勢しているため、このバネ
力によってピニオンとラックとの噛合の外れを防止する
上では有効であるが、そのためにはモータに最大出力を
与えて光ヘッドの移動を行った場合でもピニオンがラッ
クから逃げないだけの大きなバネ力が必要となる。これ
は、前者の技術ではピニオンとラックとのギヤ歯面の力
を調整してはいるが、その場合でもピニオンがラックか
ら逃げないだけのバネ力は必要である。一方、光ヘッド
における記録特性向上のためには、光ヘッドをスムーズ
に移動させることが要求され、そのためにはピニオンと
ラックのギヤ歯面に余計な力が加えられないことが好ま
しいが、前記公報の技術ではバネ力によってピニオンと
ラックの当接力を増大しているため、ピニオンとラック
のギヤ歯面に余計な力が加えられ、光ヘッドの高速でか
つスムーズな移動を行う上で問題となる。

【０００７】本発明の目的は、このような従来装置の問
題点に鑑み、ラックとピニオンとのギヤ歯面に余計な力
を加えることなくラックとピニオンとの好適な噛合状態
を確保して高速かつスムーズな記録ヘッドの移動を可能
にしたヘッド駆動装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録ヘッドを
記録ディスクに対してスライド動作させて当該記録ディ
スクに情報の記録再生を行うディスク装置に設けられ、
記録ヘッドに設けられたラックと、ラックに噛合され駆
動源によって回転動作されるピニオンとを備えるヘッド
駆動装置において、剛性体によりピニオンの回転軸とラ
ックとを一定の間隔に保持する軸間隔保持手段を備える
ことを特徴とする。

【０００９】本発明における軸間隔保持手段は、確動カ
ム機構で構成される。例えば、軸間隔保持手段は、ラッ
クに設けられてラック歯と平行に延長された凹溝と、凹
溝に案内される剛性体のガイドを一体に有して揺動され
る揺動アームを備え、揺動アームの一部にピニオンの回
転軸を備える構成とする。この場合、揺動アームはピニ
オンを回転駆動する駆動側ギヤの回転軸を中心に揺動可
能な構成とする。例えば、ピニオンを駆動する駆動モー
タと、駆動モータの回転出力軸に設けられた出力ギヤ
と、出力ギヤの回転力をピニオンに伝達する中間ギヤと
を備え、揺動アームは中間ギヤの回転軸を中心に揺動可
能な構成とする。

【００１０】本発明によれば、ラックの延長方向が記録
ヘッドの移動方向に対して傾斜されている場合には、記
録ヘッドが移動されたときに軸間隔保持手段としての揺
動アームがランクの傾斜に追従して揺動され、揺動アー
ムに支持されているピニオンの回転軸が移動されるた
め、ラックとピニオンの回転軸の間隔は一定に保持され
る。一方で軸間隔保持手段は剛性体であるため、バネ力
を利用してピニオンやラックの一方を他方に当接させる
必要はなく、ラックとピニオンとのギヤ歯面に余計な力
が加わることがなくなる。これにより、ラックとピニオ
ンとの噛合状態を常時好適な状態に確保し、高速かつス
ムーズな記録ヘッドの移動が可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明を光ディスク装置に適
用した実施形態における光ヘッド駆動装置の正面図、図
２は背面図である。また、図３は要部の拡大正面図、図
４は図３のＡＡ線に沿う断面図である。これらの図にお
いて、矩形板状をしたシャーシ２にヘッド移動窓２ａが
設けられ、このヘッド移動穴２ａ内には前記シャーシ２
に支持された一対の平行なガイドレール３，３が延設さ
れ、これらのガイドレール３，３に光ヘッド１がスライ
ド移動可能に支持されている。また、前記シャーシ２に
はスピンドルモータ４が支持されており、同図に破線で
示す光ディスクＤを高速回転するようになっている。前
記ガイドレール３，３は前記光ディスクＤの半径方向に
延長されており、したがって光ヘッド１は前記ガイドレ
ール３，３に沿って光ディスクＤの半径方向に往復スラ
イド可能に支持されている。前記光ヘッド１の背面側に
は対物レンズ５が配設されており、光ヘッド１内に内装
された光学手段により前記光ディスクＤに対して情報の
記録、再生を行うように構成されているが、ここではそ
の詳細な説明は省略する。

【００１２】前記光ヘッド１のスライド移動方向に沿う
一側にはラック６が取り付けられている。前記ラック６
は従来と同様に、光ヘッド１にガイドレール３，３と平
行な方向に所要の間隔で設けられた一対の穴１ａと、こ
れらの穴１ａに対応するようにラック６に設けられた一
対のボス６ａをそれぞれ嵌合して位置決めを行った上
で、光ヘッド１の正面側から固定ネジ７を螺合させてラ
ック６を光ヘッド１に対して固定している。このラック
６は光ヘッドと反対側の直線状の面にラック歯６Ａが形
成され、後述するピニオンに噛合される。また、前記
ラック６の正面には前記ラック歯６Ａと平行に延長され
た直線状の凹溝８が形成されている。

【００１３】一方、前記ラック６のラック歯６Ａに対向
する前記シャーシ２の背面領域には、図５に要部の部分
分解斜視図を示すように、前記ラック６に噛合するピニ
オン１１と、当該ピニオン１１の回転駆動源となる駆動
モータ１０と、前記駆動モータ１０の回転力を前記ピニ
オン１１に伝える第１及び第２のギヤ１２ａ，１２ｂで
構成された中間ギヤ１２とが配設されている。この実施
形態では、前記駆動モータ１０はシャーシ２の正面側に
取着されており、シャーシ２の背面側に突出された回転
出力軸１０ａに出力ギヤ１３が固定されている。また、
前記シャーシ２の背面には前記回転出力軸１０ａに隣接
する位置に揺動アーム１４がシャーシ面に沿って所要の
角度範囲で揺動可能に支持されている。

【００１４】前記揺動アーム１４は本発明における軸間
隔保持手段を構成するものであり、図６に正面側から見
た斜視図を示すように、剛性体で構成され、長円形をし
た揺動板１５の一端部に細径の先端部１６ａを有する中
間ギヤ軸部１６が立設され、他端部にピニオン軸部１７
が立設されている。また、前記ピニオン軸部１７に隣接
する位置の前記揺動板１５の一側には先端部１８ａが背
面方向に向けて９０度に曲げられたＬ字型をしたガイド
１８が突出されている。この先端部１８ａは前記ラック
６に設けた凹溝８の幅寸法よりも若干小さい径寸法をし
た円柱状に形成されている。そして、図３に示したよう
に、前記揺動アーム１４は前記中間ギヤ軸部１６の細径
の先端部１６ａにおいて前記シャーシ２に軸回り方向に
回動可能に軸支されるとともに、当該中間ギヤ軸部１６
に前記中間ギヤ１２が回動可能に軸支されている。ま
た、前記ピニオン軸部１７は前記シャーシ２の正面上で
移動可能とされており、このピニオン軸部１７には前記
中間ギヤ１２に噛合されるピニオン１１が回動可能に軸
支されている。そして、前記中間ギヤ１２の大径の第１
ギヤ１２ａは前記駆動モータ１０の出力ギヤ１３に噛合
され、小径の第２ギヤ１２ｂは前記ピニオン１１に噛合
されている。また、前記揺動アーム１４は前記ガイド１
８の先端部１８ａが前記ラック６の正面に設けられた凹
溝８内に内挿されており、揺動アーム１４のかかる状態
において前記ピニオン１１は前記ラック６のラック歯６
Ａに噛合されている。

【００１５】以上の構成の光ディスク装置によれば、従
来の装置と同様に、駆動モータ１０が回転されて出力ギ
ヤ１３が回動されると、その回転力は中間ギヤ１２の第
１ギヤ１２ａに伝えられ、これと一体の第２ギヤ１２ｂ
が回動され、さらにこの第２ギヤ１２ｂに噛合されてい
るピニオン１１が回動される。したがって、ピニオン１
１に噛合されているラック６がピニオン１１に対して移
動されるため、これと一体の光ヘッド１はガイドレール
３に沿って移動され、光ヘッド１に内装されている光学
手段によって光ディスクＤに対する情報の記録、再生が
行われる。

【００１６】このとき、図７に示すように、光ヘッド１
に対して取着しているラック６の方向、すなわちラック
歯６Ａの延長方向がガイドレール３の延長方向に対して
傾斜されている場合、例えば、光ヘッド１に設けた穴１
ａとラック６に設けたボス６ａとの間に寸法誤差等が生
じてラック６が正しい方向で光ディスクＤに対して取着
されていないような場合には、光ヘッド１がガイドレー
ル３に沿って移動することによってピニオン１１に対す
るラック歯６Ａの相対位置が変化される。しかしなが
ら、ラック６の移動に伴って揺動アーム１４のガイド１
８は先端部１８ａが凹溝８により案内されて凹溝８内で
摺動されるため、これら凹溝８と揺動アーム１４とで確
動カム機構が構成されることになり、この確動カム機構
によって揺動アーム１４は中間ギヤ軸部１６を中心にし
て凹溝８に追従して揺動される。この揺動によってピニ
オン軸部１７は中間ギヤ軸部１６を中心に微小角度だけ
回動されてラック６に対する距離、すなわち間隔が一定
に保持されるため、ピニオン１１はラック歯６Ａに対し
て常に一定の状態で噛合されることになる。このときピ
ニオン１１と中間ギヤ１２の第２ギヤ１２ｂも一定の状
態で噛合される状態が保持されることは言うまでもな
い。

【００１７】これにより、ラック６が傾斜した状態で移
動されるのにもかかわらず、ラック歯６Ａとピニオン１
１との好適な噛合状態を確保することができ、また一方
で剛性体の揺動アーム１４によってラック６に対するピ
ニオン１１の軸位置が保持されるため従来のようにバネ
力を利用してピニオンやラックの一方を他方に当接させ
る必要はなく、ラック６とピニオン１１とのギヤ歯面に
余計な力が加わることがなくなり、ラック６とピニオン
１１との噛合状態を常時好適な状態に確保して高速かつ
スムーズな光ヘッド１の移動が可能になる。

【００１８】ここで、本発明の変形例について説明す
る。図８は前記凹溝８内におけるガイド１８の先端部１
８ａの摺動に際して、先端部１８ａの外面と凹溝８の内
面との摩擦を緩和するために、ガイドの先端部１８ａに
軸転可能なコロ２０を配設した第１の変形例の斜視図で
ある。このコロ２０が凹溝８内で転動することで凹溝８
とガイド１８とをころがり接触させ、両者間の摩擦力を
低減して光ヘッド１のさらなる高速かつスムーズな移動
を可能にする。

【００１９】図９は前記凹溝８の両側面８ａをテーパ面
とした第２の変形例の断面図である。図９（ａ）のよう
に、凹溝８の両側面８ａを底部に向けて狭めたテーパ面
とすることでガイド１８の先端部１８ａは常時凹溝８の
両側面１８ａに接することになり、これらガイド１８と
凹溝８との間に寸法誤差によるガタが生じることがな
く、揺動アーム１４を安定した状態で揺動させることが
できる。また、両側面８ａのテーパ角を左右対称にする
ことで、凹溝８の中心とガイド１８の先端部１８ａの中
心とを常時一致させることができ、ピニオン１１とラッ
ク６との間隔を高精度に保持することが可能になる。な
お、図９（ｂ）のように、ガイド１８の先端部１８ａを
球面部１８ｂとして構成してもよい。

【００２０】図１０は確動カム機構の変形例として、前
記凹溝８に代えてラック６の正面に長突部２１を設ける
一方、揺動アーム１４はガイド１８の先端部において当
該長突部２１を両側から挟み込む二股部２２を設けた第
３の変形例の斜視図である。この実施形態では、ラック
６の方向がガイドレール３に対して傾いた場合には、二
股部２２が長突部２１を挟んだ状態で移動されることに
より揺動アーム１４が揺動され、ラック６とピニオン１
１との間隔を一定に保持することになる。長突部２１は
ラック６とは別体に形成したものをラック６に固定して
製造することも可能であり、前記実施形態及び変形例の
ようなラック６に対する凹溝８の加工が不要となり、従
来の既存のラックをそのまま利用して本発明を適用する
ことが可能になる。また、長突部２１と二股部２２との
接触抵抗を低減するために二股部２２の内面を円弧状の
面とすることが好ましい。

【００２１】ここで、本発明は光ディスク装置の光ヘッ
ド駆動装置に限られるものではなく、磁気ディスクを用
いた磁気ヘッドのヘッド駆動装置にも同様に適用できる
ことは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、記録ディ
スクに対してスライド動作される記録ヘッドに設けられ
たラックと、ラックに噛合され駆動源によって回転動作
されるピニオンの回転軸との間隔を剛性体により一定の
間隔に保持する軸間隔保持手段を備えているので、ラッ
クの延長方向が記録ヘッドの移動方向に対して傾斜され
た状態で記録ヘッドが移動されたときに軸間隔保持手段
としての揺動アームがラックの傾斜に追従して揺動され
てラックとピニオンの回転軸の間隔を一定に保持し、ま
た、軸間隔保持手段は剛性体であるため、バネ力を利用
してピニオンやラックの一方を他方に当接させる必要は
なく、ラックとピニオンとのギヤ歯面に余計な力が加わ
ることがなくなる。これにより、ラックとピニオンとの
噛合状態を常時好適な状態に確保し、高速かつスムーズ
な記録ヘッドの移動が可能なヘッド駆動装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ヘッド駆動装置の正面図であ
る。

【図２】図１の光ヘッド駆動装置の背面図である。

【図３】要部の拡大正面図である。

【図４】図３のＡＡ線に沿う断面図である。

【図５】ピニオンを含む要部の部分分解斜視図である。

【図６】揺動アームの背面方向の斜視図である。

【図７】本発明の動作を説明するためのピニオンを含む
要部の拡大正面図である。

【図８】第１変形例の要部の斜視図である。

【図９】第２変形例の要部の断面図である。

【図１０】第３変形例の要部の斜視図である。

【図１１】従来の光ヘッド駆動装置の一例の正面図であ
る。

【符号の説明】

１光ヘッド２シャーシ３ガイドレール４スピンドルモータ５対物レンズ６ラック８凹溝１０駆動モータ１１ピニオン１２中間ギヤ１３出力ギヤ１４揺動アーム１６中間ギヤ軸部１７ピニオン軸部１８ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドを記録ディスクに対してスラ
イド動作させて当該記録ディスクに情報の記録再生を行
うディスク装置に設けられ、前記記録ヘッドに設けられ
たラックと、前記ラックに噛合され駆動源によって回転
動作されるピニオンとを備えるヘッド駆動装置におい
て、剛性体により前記ピニオンの回転軸と前記ラックと
を一定の間隔に保持する軸間隔保持手段を備えることを
特徴とするディスク装置のヘッド駆動装置。
【請求項２】前記軸間隔保持手段は、確動カム機構で
構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク
装置のヘッド駆動装置。
【請求項３】前記軸間隔保持手段は、ラックに設けら
れてラック歯と平行に延長された凹溝と、前記凹溝に案
内される剛性体のガイドを一体に有して揺動される揺動
アームを備え、前記揺動アームの一部に前記ピニオンの
回転軸を備えることを特徴とする請求項２に記載のディ
スク装置のヘッド駆動装置。
【請求項４】前記揺動アームは前記ピニオンを回転駆
動する駆動側ギヤの回転軸を中心に揺動可能であること
を特徴とする請求項３に記載のディスク装置のヘッド駆
動装置。
【請求項５】前記ピニオンを駆動する駆動モータと、
前記駆動モータの回転出力軸に設けられた出力ギヤと、
前記出力ギヤの回転力を前記ピニオンに伝達する中間ギ
ヤとを備え、前記揺動アームは前記中間ギヤの回転軸を
中心に揺動可能であることを特徴とする請求項４に記載
のディスク装置のヘッド駆動装置。