JP2008041214A - 光ピックアップユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップレンズが設けられた直動部を更に精度良く移動させることを可能にし、ピックアップレンズの更なる高精度送りを可能にした光ピックアップユニットを提供する。
【解決手段】光ピックアップユニット１において、圧縮コイルバネ２０の他端２０ｂに当接する突起部５０の採用により、圧縮コイルバネ２０自体をガイド面５２に所定の力で接触させることができるので、圧縮コイルバネ２０が伸縮するときに座屈するような撓み現象を引き起こすことが無くなる。それに伴ってバネ圧に微細な変動が発生し難く、その結果として直動部１６を更に精度良く直進運動させることができる。これにより、ピックアップレンズ１７の更なる高精度送りを可能にする。
【選択図】図８

Description

本発明は、光磁気ディスクなどのディスク状記録媒体の光による記録・再生に利用される光ピックアップユニットに関するものである。

従来、このような分野の技術として、実開昭６３−４４２７２号公報がある。この公報に記載された磁気ディスク装置は、モータにより回転駆動される送りねじ軸と、送りねじ軸に設けられた雄ねじ部に螺合するナット部材と、磁気ヘッドを保持すると共にナット部材と一緒に移動する枠体（直動部）とを有している。そして、送りねじ軸が正転又は逆転すると、磁気ヘッドが設けられた枠体は、ガイドシャフトに沿って往復運動する。このとき、この枠体は、圧縮コイルバネにより付勢されている。

実開昭６３−４４２７２号公報

このような従来の磁気ディスク装置に利用されている圧縮コイルバネは、枠体の移動に伴って伸縮運動を行うが、圧縮コイルバネが伸びた状態から徐々に縮んでいくと、コイルバネが座屈するような撓み現象を起こす。このような現象は、バネ圧に微細な変動をもたらし、そのことが、レンズ枠体を精度良く直進運動させる際の妨げになっている。これに対し、光ピックアップ装置は、高精度化が要求されており、ピックアップレンズの送り精度が、読取り／書き込み精度に多大な影響を与えている。

本発明は、ピックアップレンズが設けられた直動部を更に精度良く移動させることを可能にし、ピックアップレンズの更なる高精度送りを可能にした光ピックアップユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る光ピックアップユニットは、ベース上で固定されると共に送りネジを有するモータと、送りネジに螺合するナット部と、ナット部の移動に伴って直線的に移動するピックアップレンズと、ピックアップレンズとナット部とを連結し、直線的に移動する直動部と、一端が直動部によって支持され、他端がベース上で固定されたバネ受け部によって支持された圧縮コイルバネと、圧縮コイルバネの周縁に沿うように延在するガイド面と、圧縮コイルバネの他端に当接すると共に、バネ受け部から、圧縮コイルバネの中心軸線の延在方向に突出し、ガイド面に向けて圧縮コイルバネを押圧する突起部と、を備えたことを特徴とする。

この光ピックアップユニットにおいて、モータの駆動によって送りネジが正回転又は逆回転すると、送りネジに螺合しているナット部は直線的に往復動する。そして、ナット部の直線運動は、直動部を介してピックアップレンズを直線的に往復運動させる。このとき、直動部の移動を確実なものにするために、直動部は圧縮コイルバネにより付勢されている。この圧縮コイルバネは、直動部の移動に伴って伸縮運動を行うが、圧縮コイルバネが伸びた状態から徐々に縮んでいく際、圧縮コイルバネの他端に当接する突起部により、圧縮コイルバネ自体をガイド面に所定の力で接触させることができるので、圧縮コイルバネが伸縮するときに座屈するような撓み現象を引き起こすことが無くなる。それに伴ってバネ圧に微細な変動が発生し難く、その結果として直動部を更に精度良く直進運動させることができる。これにより、ピックアップレンズの更なる高精度送りを可能にする。このような構成は、光ピックアップユニットの小型化に伴って、ピックアップレンズの送り精度を更に高精度化させる場合に特に効果を発揮する。

また、ガイド面は、圧縮コイルバネの周縁に沿って円弧状に形成されると共に、圧縮コイルバネの中心軸線方向に延在すると好適である。このような構成によって、圧縮コイルバネをガイド面に沿ってスムーズに伸縮させることができ、バネ圧の微細な変動を更に減少させ、ピックアップレンズの送り精度を更に高めることができる。

本発明によれば、ピックアップレンズが設けられた直動部を更に精度良く移動させることを可能にし、ピックアップレンズの更なる高精度送りを可能にする。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る光ピックアップユニットの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、光ピックアップユニット１は、光ピックアップ装置の内部で光磁気ディスクなどのディスク状記録媒体の光による記録・再生に利用され、ネジ止めによって光ピックアップ装置への組み付けを容易にしたタイプのレンズ駆動のユニットである。この光ピックアップユニット１は、ネジ止め用の止め穴２ａが設けられた金属製のベース２を有し、このベース２上には、小型のステッピングモータ３が固定されている。このステッピングモータ３は、６ｍｍ程度の直径を有するモータ本体３ａと、モータ本体３ａから突出する出力軸３ｂと、出力軸３ｂに固定された送りネジ３ｃとからなる。

モータ本体３ａには、筒状の金属ケース４が設けられ、金属ケース４内は、Ｎ極及びＳ極が交互に着磁されてなるロータが設けられている。ロータの前後には、ロータに回転力を付与する磁気回路としての一対のステータが配置され、ステータには、磁界を発生させるコイルが収容されたヨークが形成されている。ヨークは、外側ヨークと内側ヨークとを有する。

外側ヨーク及び内側ヨークのそれぞれには、ロータの外周面に対向するように配列された環状の磁極歯が設けられており、各磁極歯は櫛状であり、同一円周上で所定のピッチをもって配置されている。ヨーク内に収容されたコイルは、ステータの端子部に電気的に接続されており、コイルには、端子部を介して外部電源から電流が供給される。そして、コイルに流れる電流の向きを順次切り替えることで、ロータがステップ状に回転し、それにともなって出力軸３ｂ及び送りネジ３ｃがステップ回転する。

また、半球状に形成された出力軸３ｂの先端部は、ピボット軸受８の凹部８ａ内に装填され、このピボット軸受８は、出力軸３ｂの全長に渡って延在するコ字状のシャフト保持金具７に固定されている。そして、このシャフト保持金具７の底部は、枠体６とベース２との間に配置されると共に、枠体６に螺着された止めネジ９によってベース２の上面に固定されている。

さらに、モータ本体３ａ内の後端には第１の予圧手段１０が設けられ、この第１の予圧手段１０は、出力軸３ｂの後端に当接するボール部１１と、このボール部１１を保持する樹脂製のピボット軸受１２と、樹脂製のピボット軸受１２を出力軸３ｂの先端に向けて付勢する圧縮コイルバネ（第１の予圧バネ）１３とからなる。この圧縮コイルバネ１３は、モータ本体３ａの後端部とピボット軸受１２との間に配置され、圧縮コイルバネ（第１の予圧バネ）１３によって、送りネジ３ｃは前端側に向けて付勢されている。この第１の予圧手段１０により、送りネジ３ｃにスラスト方向の予圧を発生させ続けることができる。

この第１の予圧手段１０によって付勢された送りネジ３ｃには、円板状のナット部１４が螺合され、ナット部１４は、送りネジ３ｃの回転によって直線的に移動する。さらに、ナット部１４には、送りネジ３ｃの回転軸線Ｌに対して直交する方向（すなわちナット部１４の径方向）に突出する摺動部１４ａが設けられ、この摺動部１４ａは、回転軸線Ｌに対して直交して延在する可動アーム（直動部）１６に形成されたガイド溝１６ａ内に挿入されている。

このガイド溝１６ａは、回転軸線Ｌの方向に一致して延在すると共に、ナット部１４の回り止めを可能にしている。また、可動アーム１６には、ナット部１４の後端面１４ｂに当接するナット支持部１６ｂが設けられている。その結果、ナット部１４の摺動部１４ａが、ガイド溝１６ａの前端部１６ｃとナット支持部１６ｂとの間に配置されることになり、ナット部１４を、ガイド溝１６ａの端部１６ｃとナット支持部１６ｂとの間で進退させることができる。

さらに、このような可動アーム１６の端部には、ピックアップレンズ１７及びガイド爪１８が設けられている。このガイド爪１８は、枠体６に固定され且つ回転軸線Ｌ方向に延在するガイド軸１９を挟み込んでいる。従って、ガイド爪１８がガイド軸１９に沿って摺動することにより、可動アーム１６を、回転軸線Ｌ方向に確実に案内することができる。これによって、ピックアップレンズ１７を直線的且つ確実に移動させることができる。

さらに、可動アーム１６は、圧縮コイルバネ（第２の予圧バネ）２０によって、第１の予圧バネ１３と同一の方向に付勢されている。圧縮コイルバネ２０の前端は、可動アーム１６から垂下したバネ受け片１６ｄにより支持され、圧縮コイルバネ２０の後端は、枠体６に設けられたバネ受け部２１によって支持され、バネ受け部２１は、枠体６を介してベース２に固定されている（図１参照）。この場合、ステッピングモータ３側の第１の予圧バネ１３と可動アーム１６側の第２の予圧バネ２０とが同じ方向に付勢力を有しているので、可動アーム１６を付勢する第２の予圧バネ２０の付勢力を弱めることができる。これによって、可動アーム１６に無理な負荷が加わり難くなるので、可動アーム１６の変形が防止され、それに伴って、ピックアップレンズ１７の歪みやナット部１４の変形を適切に防止することができる。さらに、バネ受け片１６ｄを貫通するように、ガイド軸２２が回転軸線Ｌ方向に延在し、このガイド軸２２の一端は、バネ受け部２１に固定され、ガイド軸２２の他端は、枠体６に設けられた起立片６ａに固定されている（図８参照）。

このような構成の光ピックアップユニット１の可動アーム（直動部）１６は、送りネジ３ｃの回転力と圧縮コイルバネ２０の付勢力によって、直線的に進退するが、ステッピングモータ３の動作中に制御ソフトが何らかの事情により誤作動を起こし、送りネジ３ｃが回転し続けると、送りネジ３ｃの端部までナット部１４が送られて、送りネジ３ｃとナット部１４との噛み込みを起こし、ナット部１４の再起動を不能にする虞がある。

そこで、送りネジ３ｃの前端及び後端には、ネジ山の無い第１及び第２のナット空転部３１，３２が設けられている。さらに、ピボット軸受８を包囲するように、送りネジ３ｃの前端側にはナット戻しバネ３３が配置されている。このナット戻しバネ３３の一端はピボット軸受８に固定され、ナット戻しバネ３３の他端は遊端になっている。そして、ナット戻しバネ３３は、第１のナット空転部３１の途中まで延在している。従って、前側の第１のナット空転部３１にナット部１４が待機すると、ナット部１４は、ナット戻しバネ３３の遊端によって送りネジ３ｃの後端側に向けて付勢され続ける。

このように、送りネジ３ｃの前後端には、ネジ山の無いナット空転部３１，３２が設けられているので、モータ動作中に制御ソフトが誤作動を起こすことによって、送りネジ３ｃの端部までナット部１４が送られてしまった場合でも、ナット空転部３１，３２によって、送りネジ３ｃとナット部１４との噛み込みを適切に防止することができる。これによって、送りネジ３ｃ及びナット部１４のネジ山が潰されてしまうことが防止される。

さらに、第１のナット空転部３１に待機するナット部１４は、送りネジ３ｃの後端側に向けてナット戻しバネ３３により付勢されている。これによって、制御ソフトが正常動作に戻って、送りネジ３ｃが逆転を開始すると、ナット戻しバネ３３の付勢力によりナット部１４を送りネジ３ｃに素早く螺合させることができ、ナット部１４を正常な動作に素早く復帰させることができる。この場合、ナット空転部３１，３２の直径を、送りネジ３ｃの谷径より僅かに小さくすることで、送りネジ３ｃが逆転すると同時にナット部１４を送りネジ３ｃに確実に螺合させることができる。

なお、枠体６には、前後一対のフォトセンサ４１，４２が固定され、可動アーム１６に設けられた遮光板４３が各フォトセンサ４１，４２の検知光を遮断することによって、ピックアップレンズ１７の初期位置やピックアップレンズ１７の前後のエンドの検出が可能になる。

さらに、前述した光ピックアップユニット１には、ピックアップレンズ１７の更なる高精度送りを可能にするための対策が施されている。

図８に示すように、圧縮コイルバネ２０の一端２０ａは、可動アーム（直動部）１６に設けられたバネ受け片１６ｄによって支持され、圧縮コイルバネ２０の他端２０ｂは、ベース２上で固定されたバネ受け部２１によって支持されている。さらに、この圧縮コイルバネ２０は、捩られた状態で枠体６上に配置されているので、圧縮コイルバネ２０の捩りトルクによって、ガイド爪１８がガイド軸１９に押し付けられるので、可動アーム１６をガタ無く直進運動させることができる。

この圧縮コイルバネ２０は、可動アーム１６の前進時（図３参照）に伸びて、可動アーム１６の後退時（図６参照）に縮む。そして、圧縮コイルバネ２０が伸びた状態から徐々に縮んでいく際、圧縮コイルバネ２０が座屈するような撓み現象を起こす（図１０参照）。これにより、バネ圧に微細な変動がもたらされ、そのことが、可動アーム１６を精度良く直進運動させる際の妨げになる。特に光ピックアップユニット１は、高精度化が要求されており、ピックアップレンズ１７の送り精度が、読取り／書き込み精度に多大な影響を与える。

そこで、バネ受け部２１には、圧縮コイルバネ２０の他端２０ｂに当接する四角柱形状の突起部５０が設けられ、この突起部５０は、バネ受け部２１の上端側に設けられると共に、バネ受け部２１から、圧縮コイルバネ２０の中心軸線Ｌ１の延在方向に突出する。さらに、この突起部５０は、枠体６に設けられたガイド面５２に向けて圧縮コイルバネ２０を押圧する。図９に示すように、このガイド面５２は、枠体６においてガイド軸２２の下方に位置すると共に、圧縮コイルバネ２０の周縁に沿うように円弧状（略半円状）に形成されている。さらに、ガイド面５２は、圧縮コイルバネ２０の中心軸線Ｌ１方向に延在して、圧縮コイルバネ２０が伸長した際の全長に対応できる長さになっている。なお、圧縮コイルバネ２０の中心軸線Ｌ１とガイド軸２２の中心軸線は一致している。

ガイド軸２２の下方にガイド面５２を設け、ガイド軸２２の上方に突起部５０を設けることで、圧縮コイルバネ２０の伸縮時に、圧縮コイルバネ２０をガイド面５２に所定の力で接触させることができるので、圧縮コイルバネ２０が伸縮する際に、座屈するような撓み現象を引き起こすことが無くなる。特に、圧縮コイルバネ２０が伸びた状態から徐々に縮む際に効果を発揮する。その結果として、バネ圧に微細な変動が発生し難く、それに伴って可動アーム（直動部）１６を更に精度良く直進運動させることができる。これにより、ピックアップレンズ１７の更なる高精度送りを可能にする。このような構成は、光ピックアップユニット１の小型化に伴って、ピックアップレンズ１７の送り精度を更に高精度化させる場合に特に効果を発揮する。

さらに、圧縮コイルバネ２０の周縁形状に略対応するように、ガイド面５２を円弧状に形成すると、圧縮コイルバネ２０をガイド面５２に沿ってスムーズに伸縮させることができ、これによって、バネ圧の微細な変動を更に減少させ、ピックアップレンズ１７の送り精度を更に高めることができる。

前述した構成の光ピックアップユニット１の動作について簡単に説明する。

図１〜図３に示すように、通常の使用状態において、先ず、ステッピングモータ３の送りネジ３ｃが正回転すると、これに伴ってナット部１４が前進する。このとき、圧縮コイルバネ（第２の予圧バネ）２０によって可動アーム１６は付勢されているので、可動アーム１６と一体化したナット支持部１６ｂがナット部１４の後端面に当接し続ける。この当接力によって、ナット部１４の前進に追従して可動アーム１６及びピックアップレンズ１７が前進する。また、送りネジ３ｃが逆回転すると、これに伴ってナット部１４が後退する。このとき、ナット部１４がナット支持部１６ｂを押し続けるので、ナット部１４の後退に追従して可動アーム１６及びピックアップレンズ１７が後退する。

また、ステッピングモータ３の動作中に制御ソフトが誤作動を起こして、送りネジ３ｃの正回転が止まらなくなると、ナット部１４も前進し続けることになる。そして、図４及び図５に示すように、ナット部１４が送りネジ３ｃの前端すなわち第１のナット空転部３１に達し、ナット部１４が空転し続けるので、送りネジ３ｃとナット部１４との噛み込みが適切に防止され、送りネジ３ｃ及びナット部１４のネジ山の潰れが防止される。

また、ナット部１４の前進中において、可動アーム１６はエンドストッパなどの機械的ストッパにより所定位置で強制的に停止させられるが、可動アーム（直動部）１６には、回転軸線Ｌ方向に延在してナット部１４を第１のナット空転部３１まで案内するガイド溝１６ａが設けられている。従って、モータ３の誤作動中に、可動アーム（直動部）１６を送りネジ３ｃの前端側でエンドストッパなどにより強制的に停止させた場合、ナット部１４に設けられた摺動部１４ａと可動アーム１６に設けられたガイド溝１６ａとの協働によって、ナット部１４のみが、送りネジ３ｃの前端側の第１のナット空転部３１までスムーズに送られる。従って、第１のナット空転部３１にはナット部１４のみが待機することになるので、ナット戻しバネ３３のバネ力は、ナット部１４のみを押し出す付勢力のみを考慮すれば良く、必要以上に強くする必要がなくなる。

また、制御ソフトの動作が正常に戻って、送りネジ３ｃが逆転を開始すると、ナット戻しバネ３３の付勢力によりナット部１４が送りネジ３ｃに素早く螺合し、ナット部１４を正常な動作範囲に素早く復帰させることができる。

また、ステッピングモータ３の動作中に制御ソフトが誤作動を起こして、送りネジ３ｃの逆回転が止まらなくなると、ナット部１４も後退し続けることになる。そして、図６及び図７に示すように、ナット部１４が送りネジ３ｃの後端すなわち第２のナット空転部３２に達し、ナット部１４が空転し続けるので、送りネジ３ｃとナット部１４との噛み込みが適切に防止され、送りネジ３ｃ及びナット部１４のネジ山の潰れが防止される。

また、制御ソフトの動作が正常に戻って、送りネジ３ｃが正回転を開始すると、圧縮コイルバネ（第２の予圧バネ）２０の付勢力によりナット部１４が送りネジ３ｃに素早く螺合し、ナット部１４を正常な動作範囲に素早く復帰させることができる。

本発明に係る光ピックアップユニットの一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る光ピックアップユニットの断面図である。 本発明に係る光ピックアップユニットの平面図である。 送りネジの前端の第１のナット空転部にナット部が待機している状態を示す平面である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 送りネジの後端の第２のナット空転部にナット部が待機している状態を示す平面図である。 図６のＶII−ＶII線に沿う断面図である。 本発明に係る光ピックアップユニットにおいて、圧縮コイルバネの部分で切断して示す断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 比較例を示す断面図である。

符号の説明

１…光ピックアップユニット、２…ベース、３…ステッピングモータ、３ｃ…送りネジ、６…枠体、１４…ナット部、１６…可動アーム（直動部）、１７…ピックアップレンズ、２０…圧縮コイルバネ、２０ａ…圧縮コイルバネの一端、２０ｂ…圧縮コイルバネの他端、２１…バネ受け部、５０…突起部、５２…ガイド面、Ｌ…回転軸線、Ｌ１…圧縮コイルバネの中心軸線。

Claims (2)

1. ベース上で固定されると共に送りネジを有するモータと、
   前記送りネジに螺合するナット部と、
   前記ナット部の移動に伴って直線的に移動するピックアップレンズと、
   前記ピックアップレンズと前記ナット部とを連結し、直線的に移動する直動部と、
   一端が前記直動部によって支持され、他端が前記ベース上で固定されたバネ受け部によって支持された圧縮コイルバネと、
   前記圧縮コイルバネの周縁に沿うように延在するガイド面と、
   前記圧縮コイルバネの前記他端に当接すると共に、前記バネ受け部から、前記圧縮コイルバネの中心軸線の延在方向に突出し、前記ガイド面に向けて前記圧縮コイルバネを押圧する突起部と、を備えたことを特徴とする光ピックアップユニット。
2. 前記ガイド面は、前記圧縮コイルバネの前記周縁に沿って円弧状に形成されると共に、前記圧縮コイルバネの中心軸線方向に延在することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップユニット。

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