JP2878752B2 - 磁界発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光磁気ディスク装置において、バイアス
磁界を発生させるための磁界発生装置に関するものであ
る。

（従来の技術） コンパクトディスク、光学式ビデオディスクなど再生
専用の光ディスク装置に対して、データの書き替えが可
能な光磁気ディスク装置では、データの記録媒体である
光磁気ディスクに照射するレーザー光線のパワーを変化
させることによって記録、再生、消去を行う光変調方式
と呼ばれる方式のものがある。この方式はレーザー光線
の他に記録媒体面に垂直に記録と消去によってその方向
が異なるバイアス磁界を与える必要がある。一般に媒体
面の片側はレーザー光線を極めて小さなスポットに絞る
対物レンズが接近して設けられているため、バイアス磁
界を発生させる装置は媒体の反対側に配置されるのが普
通である。

第８図はこのような従来の磁気発生装置の一例を示す
ものである。光磁気ディスク81の上面に対し一定の距離
をおいて細長い直方体状の永久磁石82が配置され、光磁
気ディスク81の下面には図示しない光ピックアップ装置
が光磁気ディスク81の半径方向へ移動自在に配設されて
いる。

永久磁石82はこの光ピックアップの可動領域と同じで
ある光磁気ディスク81のデータ記録領域に均一に磁界を
与えるように光磁気ディスク81の半径方向に長い形状で
あり、その長手方向に直交する方向に磁化されている。
さらに、その長手方向を回転軸としてモータ83によって
回転駆動され、光磁気ディスク81に付与する磁界の方向
が反転される構成になっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記したような構成ではモータ83など比較的高価な機
構部品を必要とし、また高速に磁界を反転させるために
は、極めて駆動力の大きくかつ回転慣性の小さいモータ
を必要とする。

また小形化され高密度に実装された光磁気ディスク装
置では、磁性を有する構造部品が前述したバイアス磁界
を発生させる永久磁石の近傍に近接した構造になってお
り、永久磁石にはこれらの磁性体との相互作用によって
力が働き、所定の位置に定まらず、駆動用のモータ83に
大きな保持力が必要になる。したがって装置が大形化
し、高速に磁界を反転させるためには、高度な位置制御
装置と大きな電力を供給する電源を必要としていた。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされた
もので、比較的簡単な構成で消費電力を低減し得るとと
もに小形でかつ高速切換えの容易な磁界発生装置を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためこの発明の磁界発生装置は、
固定部を形成するヨークに、回転可能に磁性体を支持さ
せ、この磁性体には回転軸に直交する方向に磁化された
永久磁石を少なくとも二つ設けて磁極付回転体を形成
し、この回転体およびヨークとにより磁気回路を構成す
ると共に、この磁気回路中には前記永久磁石の起磁力を
打ち消す方向に起磁力を発生させるための電磁コイルを
配置し、かつ、前記磁気回路は、前記磁極付回転体の磁
極の少なくとも一つが前記磁気回路から解放された位置
で他の永久磁石とヨークとの間に働く磁力により安定保
持状態となり、前記解放された位置にある磁極から磁気
回路外部に磁界を発生させるべく磁極およびヨークが配
置される構成とすることを特徴としている。

また上記した回転可能な磁性体に対して、その回転軸
と直交しかつ互いに所定の角度をなす方向を磁化方向と
するように、二つの永久磁石を取り付けたことも特徴と
している。

また、固定部を形成するヨークに、回転可能に磁性体
を支持させ、この磁性体には回転軸に直交する方向に磁
化された永久磁石を設けて磁極付回転体を形成し、この
回転体およびヨークとにより磁気回路を構成すると共
に、この磁気回路は前記回転体の磁極と前記ヨークとの
磁力によって回転体の力学的安定点が少なくとも二方向
に存在する構成とし、かつこの磁力を打ち消す方向に起
磁力を発生するための電磁コイルを前記磁気回路に備え
ることも特徴としている。

さらに、ヨークの二つの磁極を永久磁石の回転軸に対
して略直交す方向に配置することも特徴としている。

これらの磁界発生装置は、回転体とヨークその他の固
定部との間にダンパー材を配置することもできる。

また、これらの磁界発生装置は、一方向の磁界を光ピ
ックアップアクチェータの磁気回路から供給し、反対方
向の磁界をこれらの磁界発生装置より供給するような構
成もとれる。

（作用） 上記したように、この発明による磁界発生装置は、磁
界発生用の永久磁石とこの永久磁石駆動用のモータの回
転子とを兼用とした構造としたものであり、このように
した結果、駆動専用のモータを別に設ける必要がなく、
構成が小型簡略化でき、しかも、回転部の回転慣性も非
常に小さい機構とすることができる。

また、回転子は何もしなくともヨークと回転子に設け
た永久磁石との作用で、磁気的、力学的に釣り合いが保
たれる位置が少なくとも二方向存在し、釣り合いが保た
れる位置によっては、磁気回路から解放される位置に永
久磁石の一つが来る状態であったり、磁性体部分のみが
来る状態であったりする。そして、永久磁石が解放位置
にあるときはこの解放位置の永久磁石により磁界が磁気
回路の外に発生できるようになり、磁性体部分のみが来
るときは磁力を磁気回路の外部に作用させないようにで
きる。このことは、永久磁石により光磁気ディスクに磁
気バイアスを与える装置として、磁気バイアスを与える
状態に保持したり、磁気バイアスを与えない状態に保持
するにあたり、その期間は電磁コイルを全く励磁する必
要のない構成を実現しており、従って、この構造によ
り、極めて有効な省電力構造を提供することができる。

本装置においては、電磁コイルを励磁するのは安定化
状態を解除して磁気バイアス状態を変更する時点のみで
あり、この場合には回転子の駆動のためにヨークの電磁
コイルに電流を一瞬流し、磁気回路中の永久磁石の起磁
力を一瞬だけ、打ち消す。このことで、回転子を磁気回
路外の永久磁石の磁力をヨークに作用させるようにし、
回転子を高速に次の安定位置に回転駆動させることがで
き、永久磁石の位置をこの回転によって変更して磁気回
路外に与える磁気バイアス状態を変えることができる。

このように、本装置においては励磁は一瞬で良く、し
かも、電流を切った後は永久磁石の自らの磁気的吸引力
で力学的に安定な停止状態になって磁気回路外に与える
磁気バイアス状態を決定付ける。

また、本発明の場合、回転体の永久磁石とヨークとの
かかわりで、電磁コイルの非励磁での回転体の回転停止
位置は定まり、高度の位置制御を必要としないので制御
の仕組みも簡単なものでよく、必要電力を小さくでき
る。

基本的には本発明では、磁界発生用の永久磁石とこの
永久磁石駆動用のモータの回転子とを兼用化した構造を
採用している。故に、駆動専用のモータを別に設ける必
要がなく構成が小形簡略化でき、かつ回転部の回転慣性
も非常に小さい機構とすることができる。

また、回転子の駆動にあたってはヨークをコイルに一
瞬電流を流し磁化させることで、容易にかつ高速に回転
駆動させることができ、電流を切っても永久磁石の自ら
の磁気的吸引力で力学的に安定な停止状態になる。また
停止に至る過度状態にあるときもダンパー材を配置する
ことにより速やかに振動を減衰させて停止状態にするこ
とができる。

また、この磁界発生装置に必要な電力は反転時の瞬間
的な時間のみであり、また高度の位置制御を必要としな
いので電源回路も簡単なものでよく必要電力は極めて小
さい。

（実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の一実施例を説明
する。第１図はこの実施例の構成を説明するための斜視
図であり、第２図はその磁気回路を説明するための断面
図である。これらの図において、１は直方体状の回転磁
性体で、軟磁性材料よりなり、その相接する二つの側面
にそれぞれ厚肉状の永久磁石2aと2bが設けられており、
光磁気ディスクのデータ記録領域に均一に磁界を与える
ようにディスクの半径方向に細長い形状をしている。こ
の回転磁性体１は回転軸1aによりヨーク３と非磁性材料
よりなる保持具４との間で回転可能に支持されている。
側面に設けられた厚肉状の永久磁石2aおよび2bは厚肉状
の方向に磁化されており、その磁気極性は永久磁石2aの
方は例えば、回転磁性体１に接する面がＳ極で反対面が
Ｎ極に、また永久磁石2bは永久磁石2aとは反対に回転磁
性体１に接する面がＮ極に反対面がＳ極になるように設
けられている。

ヨーク３の内側鉄芯には駆動用のコイル５が巻かれて
おり、ヨークの外側磁極3a,3bは回転磁性体１に対向す
るように形成されている。このヨーク３は駆動用のコイ
ル５に電流を流すことにより例えば第２図に示すような
方向の磁路が形成される。また回転磁性体１と駆動用の
コイル５が巻かれているヨーク３の内側鉄芯との間には
両者間の磁気抵抗を少なくするためと回転磁性体１が駆
動されたときの振動を速やかに減衰させるために粘性特
性の大きい例えば磁性流体のようなダンパー６を挿入し
ている。

このような構成になる磁界発生装置はヨーク３が第３
図に示すように光磁気ディスクの記録媒体７の上に面に
平行に固定されて設けられており、永久磁石2aまたは永
久磁石2bの磁界を記録媒体７に垂直に作用させるように
なっている。また記録媒体７の下面側には光ピッアップ
の対物レンズアクチュエータ８が近接して設けられてお
り、レーザー光を極めて細く絞って記録媒体７の下面を
照射している。

このように構成されたこの実施例の磁界発生装置にお
いて、第４図（ａ）に示す動作状態にあるときは、永久
磁石2aがヨーク3aに引付けられて力学的に安定状態とな
っており、永久磁石2bの磁界が記録媒体７に作用してい
る。この状態にあるときは永久磁石2aによるヨーク３内
に対する磁界は第２図の（イ）に示す方向を示してい
る。

第４図（ａ）に示す動作状態にあるときコイル５に、
電流による磁界方向が（イ）に示す永久磁石2aによる磁
界方向と反対方向になる（ロ）に示す方向の電流を流す
と、両者による磁界は反発しあい、第４図（ｂ）に示す
ように、永久磁石2aにはヨーク3aより遠ざかる方向の力
が作用し、また永久磁石2bにはヨーク3bに近づく力が作
用して、回転磁性体１は回転軸1aを中心にヨーク３内を
回転し、第４図（ｃ）に示すように永久磁石2bがヨーク
3bに引付けられて、コイル５の電流を切っても力学的に
安定な停止状態となり、永久磁石2aの磁界が記録媒体７
に作用するようになる。

この間、ダンパー６（例えば磁性流体）および第４図
（ｃ）の矢印に示す回転軸1aとヨーク３との間の摩擦力
が作用して回転磁性体１の振動を速やかに減衰させる。

なお、第４図（ａ）と（ｃ）に示すヨーク3aおよびヨ
ーク3bのS,N極はコイル５に電流を流したことによる磁
界極性でなく、永久磁石2aまたは2bがヨーク3aおよびヨ
ーク3bに近接して対向したことにより形成されるミラー
イメージ磁極を表している。

光変調方式においては、記録媒体面７に垂直に作用さ
せるバイアス磁界は記録と消去によってその方向が異な
る磁界を与える必要があるが、一方の方向の磁界は他の
磁気回路、例えば光ピックアップの対物レンズアクチュ
エータの磁気回路から供給される場合には、磁界発生装
置が発生させる磁界は一方向のみでよく、以下の実施例
はこのような場合に適用できるものを示す。

第５図に示す第２の実施例はこのような場合に対応し
た一実施例である。同図において2cは回転磁性体１の周
囲を囲む円筒状の永久磁石であり、180゜で対向する外
周部にN,S両極が着磁されている。永久磁石2cの周囲に
近接して設けられるヨーク3a,3bは90゜の角度をもって
配置されおり、図示しないコイルに必要とする極性の電
流を流すことにより、その極性によって磁極3a,3bのそ
れぞれがＮ極またはＳ極の磁界となる。

第５図（ａ）は永久磁石2cのＳ極がヨーク3aに吸引さ
れて力学的に安定している状態を示しており、この状態
にあるときは記録媒体７に対して永久磁石2cのＮ極,S極
双方が記録面より離れた位置にあり、記録媒体７には図
示しない他の磁気回路からの磁界が作用するようになっ
ている。同図（ｂ）は永久磁石2cを駆動するため図示し
ないコイルに電流を流し、ヨーク3a,3bのそれぞれをＳ
極の磁界とした状態を示しており、このような状態にな
るとヨーク3aに吸引されていた永久磁石2cのＳ極は反発
され、反対に永久磁石2cのＮ極はヨーク3bのＳ磁界に吸
引されて、同図（ｃ）に示す位置に永久磁石2cが駆動さ
れる。この状態では永久磁石2cのＳ極の磁界が、図示し
ない他の磁気回路からの磁界に抗して記録媒体７に作用
するようになる。

第６図は第二の実施例を変形した第三の実施例の動作
説明図である。この実施例では永久磁石2c上に着磁され
た磁極N,Sがそれぞれ90゜の角度の間隔をもって交互に
配置され、ヨーク3a,3bは135゜の角度をもって配置され
ている。

第６図（ａ）は永久磁石2cのＳ極がヨーク3aに吸引さ
れて力学的に安定している状態を示しており、この状態
にあるときは記録媒体７に対して永久磁石2cのＮ極の磁
界が作用するようになっている。同図（ｂ）は永久磁石
2cを駆動するため図示しないコイルに電流を流し、ヨー
ク3a,3bのそれぞれをＳ極の磁界とした状態を示してお
り、このような状態になるとヨーク3aに吸引されていた
永久磁石2cのＳ極は反発され、反対に永久磁石2cのＮ極
はヨーク3bのＳ磁界に吸引されて、同図（ｃ）に示す位
置に永久磁石2cが駆動される。この状態では永久磁石2c
のN,S極の磁界は記録媒体７に作用せず、図示しない他
の磁気回路からの磁界が記録媒体７に作用するようにな
る。

第７図は第四の実施例の動作説明図であり、この実施
例は回転磁性体１の周囲に磁極N,Sが90゜の角度をもっ
て着磁されて永久磁石2cが設けられ、ヨークとしては単
極のヨーク3aが一つ設けられている実施例である。

第７図（ａ）は永久磁石2cのＳ極がヨーク3aに吸引さ
れて力学的に安定している状態を示しており、この状態
にあるときは記録媒体７に対して永久磁石2cのＮ極の磁
界が作用するようになっている。同図（ｂ）は永久磁石
2cを駆動するため図示しないコイルに電流を流し、ヨー
ク3aをＳ極の磁界とした状態を示しており、このような
状態になるとヨーク3aに吸引されていた永久磁石2cのＳ
極は反発され、反対に永久磁石2cのＮ極はヨーク3aのＳ
磁界に吸引されて、同図（ｃ）示す位置に永久磁石2cが
駆動される。この状態では永久磁石2cのN,S極の磁界は
記録媒体７に作用せず、図示しない他の磁気回路からの
磁界が記録媒体７に作用するようになる。

第二〜第四の実施例において、第５図〜第７図（ａ）
と（ｃ）に示すヨーク3a,3bのS,N極は、第４図（ａ）と
（ｃ）に示すものと同様にコイル電流を流したことによ
る磁極ではなく、永久磁石の磁極がヨークに近接して対
向したことにより形成されるミラーイメージ磁極を表し
ている。

また第二〜第四の実施例においても、コイルに流す電
流は回転磁性体１の駆動が終了したら切ってもよく、回
転磁性体１の位置は永久磁石2cの自らの磁気的吸引力で
ヨーク3aまたは3bに吸引されて、力学的に安定した停止
状態を保つ。

なお、この発明は、上記各実施例に限定されるもので
はなく、要旨を変更しない範囲で変形して実施できる。

［発明の効果］ この発明によれば、磁界発生装置を極めて単純な構成
で形成でき、小形化され高密度実装が可能になるばりで
なく、構成が単純であるので信頼性も高く、また小電力
で簡単な駆動回路で高速な磁界反転動作が可能である。

また閉じた磁気回路によって永久磁石の磁極を保持す
るため保持力が大きく、磁気的に閉路を形成しているの
で装置内の他の磁性体との相互作用を少なくすることが
できる。したがって光ピックアップアクチュエータ等の
他の磁気回路と協調した記録媒体面の磁界制御が容易に
なる。

さらに、光ピックアップアクチュエータ等の他の磁気
回路と協調した構成とした場合には、永久磁石の回転角
が小さくてすむため、高速駆動や小形化が一層容易に実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一の実施例の斜視図、第２図は同
実施例の磁気回路を説明するための断面図、第３図は同
じく回転軸方向より見た断面図、第４図（ａ）（ｂ）
（ｃ）は同実施例の各状態および動作を説明するための
回転軸方向より見た動作説明図、第５図は（ａ）（ｂ）
（ｃ）は第二の実施例の各状態および動作を説明するた
めの回転軸方向より見た動作説明図、第６図は（ａ）
（ｂ）（ｃ）は第三の実施例の各状態および動作を説明
するための回転軸方向より見た動作説明図、第７図は
（ａ）（ｂ）（ｃ）は第四の実施例の各状態および動作
を説明するための回転軸方向より見た動作説明図、第８
図は従来の磁界発生装置の斜視図である。 １……回転磁性体 2a,2b,2c……永久磁石 3a,3b……ヨーク ４……保持具、５……コイル ６……ダンパー、７……記録媒体 ８……対物レンズアクチュエータ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定部を形成するヨークに、回転可能に磁
   性体を支持させ、この磁性体には回転軸に直交する方向
   に磁化された永久磁石を少なくとも二つ設けて磁極付回
   転体を形成し、この回転体およびヨークとにより磁気回
   路を構成すると共に、この磁気回路中には前記永久磁石
   の起磁力を打ち消す方向に起磁力を発生させるための電
   磁コイルを配置し、かつ、前記磁気回路は、前記磁極付
   回転体の磁極の少なくとも一つが前記磁気回路から解放
   された位置で他の永久磁石とヨークとの間に働く磁力に
   より安定保持状態となり、前記解放された位置にある磁
   極から磁気回路外部に磁界を発生させるべく磁極および
   ヨークが配置される構成とすることを特徴とする磁界発
   生装置。
2. 【請求項２】固定部を形成するヨークに、回転可能に磁
   性体を支持させ、この磁性体には回転軸に直交する方向
   に磁化された永久磁石を設けて磁極付回転体を形成し、
   この回転体およびヨークとにより磁気回路を構成すると
   共に、この磁気回路は前記回転体の磁極と前記ヨークと
   の磁力によって回転体の力学的安定点が少なくとも二方
   向に存在する構成とし、かつこの磁力を打ち消す方向に
   起磁力を発生するための電磁コイルを前記磁気回路に備
   えることを特徴とする磁界発生装置。
3. 【請求項３】前記磁性体に対して前記回転軸と直交し、
   かつ、互いに所定の角度をなす方向を磁化方向とするよ
   うに、二つの永久磁石を取り付けたことを特徴とする請
   求項１記載の磁界発生装置。
4. 【請求項４】前記ヨークを前記回転軸に対して略直交す
   る方向に配置することを特徴とする請求項１または請求
   項２いずれか１項記載の磁界発生装置。
5. 【請求項５】前記回転体と固定部との間にダンパー材を
   配置したことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項
   記載の磁界発生装置。