JP3477355B2 - ガルバノミラー - Google Patents

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、ガルバノミラー
に関し、特に光学式情報記録再生装置の微動トラッキン
グに用いるのに好適なガルバノミラーに関するものであ
る。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】近時、面記録密度が１
０Ｇビット／（インチ）²を越える光磁気ディスク装置
の開発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクの
トラックと交差する方向に例えば回動する粗動用アーム
の先端部に設けた対物光学系に対するレーザ光束の入射
角をガルバノミラー等の偏向手段により微調整して、微
動トラッキングを例えば０.３４μmと狭いトラックピッ
チレベルで正確に行うようなことが考えられている。と
ころで、このような粗動用アームに通常用いられるガル
バノミラーとして、ピボット支持方式のものがあるが、
この方式のものでは可動部を円滑に動作させるために与
圧バネを利用していたため、ガルバノミラーの軸方向の
小型化に限界があるばかりか、可動部の摩擦トルクを調
整することが難しかった。 【０００３】 【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な背景に鑑みてなさせたものであり、請求項１の発明
は、電磁駆動により偏向ミラーを取り付けた可動部を回
転軸を中心に所定角度範囲回動させるガルバノミラーで
あって、前記可動部の回転軸を、固定側に前記可動部を
挟んで設けた２つのセンターピンと、これらのセンター
ピンの各先端部を夫々受ける前記可動部側に設けた２つ
の軸受とによって構成すると共に、一方のセンターピン
を非磁性材料で形成し、且つこのセンターピンの前記軸
受と接触する側と反対の端部に強磁性材料又は永久磁石
で構成した作用部を設け、このセンターピンをリング状
の電磁コイルを介して軸方向に摺動自在に支持し、前記
リング状の電磁コイルの前記作用部に対する吸引力によ
り前記摺動自在なセンターピンを前記軸受けに対して軸
方向に押圧するようにしたことを特徴とする。 【０００４】 【発明の実施の形態】まず、近年のコンピューターにま
つわるハード，ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要
求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案され
たニア・フィールド記録（NFR： near field recordin
g） 技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気ディス
ク記録再生装置の概要を図１乃至図５を参照して説明す
る。 【０００５】図１はその光ディスク装置の全体概要図で
ある。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示
しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一
方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回
動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平
行になるように取り付けられている。この回動アーム３
はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心
として回動可能となっている。この回動アーム３の光デ
ィスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上
型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３
の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを
備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一
体となって駆動する構成となっている。 【０００６】図２、図３は回動アーム３の先端部を説明
するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に説明
するものである。浮上型光学ユニット６はフレクシャー
ビーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向し
て配置されている。また、フレクシャービーム８は他端
で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム
８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６を光ディ
スク２に接触させる方向に加圧している。 【０００７】浮上型光学ユニット６は浮上スライダー
９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（Ｓ
ＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、光源
モジュール７から出射された平行なレーザー光束１３を
光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回
動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型
光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着
されている。 立ち上げミラー３１により対物レンズ１
０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈
折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッド
イマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、
前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光
ディスク２に照射させる。 【０００８】また、光ディスク２に面したソリッドイマ
ージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録
方式で記録するための磁気コイル１２が形成されてお
り、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に
印加出来るようになっている。このエバネッセント光１
５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な
記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニッ
ト６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮
上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従す
る。このため従来の光ディスク装置では必要であった対
物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっ
ている。 【０００９】以下、図４，図５を用いて回動アーム３上
に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニッ
ト６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム
３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端には
ボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１
６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイル
であり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置さ
れている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７，
１７により回動自在に締結されており、駆動コイルに電
流を印加すると磁気回路との電磁作用により回転軸５を
回転中心として回動アーム３を回動させることができ
る。 【００１０】回動アーム３上に搭載された光源モジュー
ル７には半導体レーザー１８，レーザー駆動回路１９，
コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，レ
ーザーパワーモニターセンサー２２，反射プリズム２
３，データ検出センサー２４，およびトラッキング検出
センサー２５が配置されている。半導体レーザー１８か
ら放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメー
トレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状
であり、光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むに
は都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。こ
のためコリメートレンズ２０から出射された断面長円状
の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させる
ことにより平行光束の断面形状を整形する。 【００１１】複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａ
は入射光軸に対して所定の斜面を形成しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレ
ーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１の
ハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー
面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検
出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５
に導くために設定されているが、往路においては半導体
レーザー１８から出射されたレーザーの出力パワーを検
出するためのレーザーパワーモニターセンサー２２への
光束を分離する役目を果たす。 【００１２】レーザーパワーモニターセンサー２２は受
光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せ
ぬレーザーパワーコントロール回路にこの出力を帰還さ
せることにより半導体レーザー１８の出力を安定化させ
ることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射さ
れた略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミ
ラー２６に照射され、レーザー光束１３の進行方向が変
えられる。この偏向ミラー２６は紙面に垂直な軸を回動
中心とするガルバノモーター２７に取り付いており、レ
ーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振ること
が出来るようになっている。 【００１３】また、ガルバノモーター２７には偏向ミラ
ー２６の回転角度を検出する偏向ミラー位置検出センサ
ー２８が配設されている。偏向ミラー２６を反射したレ
ーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２
のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立
ち上げミラー３１で反射後浮上型光学ユニット６に至
る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレ
ンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニ
ット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平
面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレ
ーレンズ光学系を形成するものである。すなわち光ディ
スク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれ
た場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより
対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾か
せ、光ディスク２上の焦点を移動させて補正するもので
ある。しかしながら、この方式で焦点の補正を行う時、
偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場
合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移
動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる
場合がある。 【００１４】この様な現象を回避するため、第１のリレ
ーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、
偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関
係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回
動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３は
移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるように
している。なお、光ディスク２の内周／外周に渡るアク
セス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム
３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏
向ミラー２６を回動させて行う。 【００１５】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２
６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。
その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２の
ハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面
２１ｃは、トラッキング検出センサー２５へ向かう透過
光と、データ検出センサー２４へ向かう反射光を生成
し、復路のレーザー光束を分離する。第２のハーフミラ
ー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出
センサー２５へ照射され、トラッキング誤差信号を出力
する。 【００１６】一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射
されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により
偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変
換後、反射プリズム２３で反射されてデータ検出センサ
ー２４に照射される。データ検出センサー２４は２つの
受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２によ
り偏光分離された２つの偏光ビームをそれぞれ受光する
ことにより、光ディスク２に記録されているデータ情報
を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記
トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッ
ドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処
理回路に送られるものである。 【００１７】次に、前述のガルバノモータ２７におい
て、偏向ミラー２６を回動するための構成について説明
する。図６は、ガルバノモータ２７（偏向ミラー２６を
含むユニット：いわゆるガルバノミラー）を示す断面図
である。偏向ミラー２６はミラーホルダ１００によって
保持されており、ミラーホルダ１００はステータ１５０
内に収容されている。なお、偏向ミラー２６を回転駆動
するためのコイル及びマグネットについては記載を省略
する。 【００１８】ミラーホルダ１００は、ステータ１５０に
取り付けられた一対のセンターピン１２２，１２４によ
って図中上下方向両側から挟み込まれている。ミラース
テータ１００の上下面には一対のセンターピン１２２，
１２４を受ける円錐形の孔である軸受部１０６，１０８
が形成されている。一対のセンターピン１２２，１２４
と軸受部１０６，１０８により偏向ミラー２６が所定の
回動軸（Ｚ軸とする）を中心として回動可能に支持され
る。なお、偏向ミラー２６は、そのミラー面２６ａの法
線（Ｙ）が回動軸Ｚに対しに直交するようミラーホルダ
１００に取り付けられている。 【００１９】一対のセンターピン１２２，１２４のう
ち、下側のセンターピン１２４はステータに圧入固定さ
れている。これに対し、上側のセンターピン１２２はフ
ランジ形状を有するブシュ１３０に貫挿された状態で、
ステータ１５０に取り付けられている。このブシュ１３
０の内側にはコイル１４０が設けられている。 【００２０】図７は、上側センターピン１２２とコイル
１４０を示す斜視図及び側断面図である。上側センター
ピン１２２は非磁性材料、具体的には非磁性のステンレ
ス又はセラミックスで構成されている。また、上側セン
ターピン１２２の頂部には、永久磁石からなるチップ１
６０が固定されている。このチップ１６０は上側がＮ
極、下側がＳ極になるよう磁化されている。なお、チッ
プ１６０は、永久磁石の代わりに強磁性材料で構成して
も良い。コイル１４０の給電端子１４１，１４２は図示
しない制御回路に接続されており、コイル１４０には、
図中下方に向かう磁界が生じるよう電流が流される。 【００２１】図８は、上側センターピン１２２とコイル
１４０を示す側断面図である。上側センターピン１２２
は、チップ１６０が永久磁石１４２，１４４よりわずか
に上に位置するよう取り付けられる。コイル１４０の電
流により図中下方に向かう磁界が生じると、チップ１６
０が下方に向かって引き寄せられる。これにより、上側
センターピン１２２が下方に付勢される。なお、チップ
１６０の下側をＮ極、上側をＳ極としても良い。その場
合には、コイル１４０に流れる電流の向きも逆にする。 【００２２】このように構成されているため、簡単な構
成で、センターピン１２２，１２４でミラーホルダ１０
０を挟み込むための与圧を得ることができる。即ち、ス
テータ１５０に与圧ばね等を設けた場合に比べて、ガル
バノモータの構成を簡単化、小型化することが可能にな
る。さらに、コイル１４０に流れる電流値を可変するこ
とによって、センターピンと軸受部との摩擦トルク特性
を自由に調節することができる。従って、ガルバノモー
タの組立後に摩擦トルク特性を調節することが可能にな
る。 【００２３】図９は、第２の実施形態のガルバノモータ
を示す側断面図である。第２の実施形態では、ブシュ１
３０には、上下２つのコイル２４０，２５０が設けられ
ている。図１０及び図１１は、上側センターピン１２２
とコイル２４０，２５０を示す斜視図及び断面図であ
る。図１０に示すように、各コイル２４０，２５０に
は、下方に向かう磁界が生じるよう電流が流される。 【００２４】図１１に示すように、上側センターピン１
２２には永久磁石からなるチップ２６０が設けられてい
る。このチップ２６０は、コイル２４０，２５０の上下
方向ほぼ中間に位置するように配置されており、上側が
Ｎ極、下側がＳ極になるよう磁化されている。従って、
上側センターピン１２２のチップ１６０を挟んだ上下に
は、下方に向かう磁場が生ずる。そして、チップ２６０
は、上側のコイル２４０の磁場からの反発力と下側のコ
イル２５０の磁場からの吸引力により、下方に付勢され
る。なお、チップ２６０は強磁性体で構成しても良い。 【００２５】このように構成されているため、第２の実
施形態によると、センターピン１２２，１２４でミラー
ホルダ１００を挟み込むための与圧をより強力にするこ
とができる。 【００２６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のガルバノ
ミラーによると、与圧ばね等が不要になるため、ガルバ
ノミラーの構成を簡単で且つ小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示
す図である。 【図２】回動アームの先端部を示す図である。 【図３】浮上型光学ユニットを示す断面図である。 【図４】偏向ミラーと浮上型光学ユニットを示す平面図
である。 【図５】回動アームの側断面図である。 【図６】第１実施形態のガルバノモータを示す斜視図で
ある。 【図７】図６の上側センターピンとコイルを示す斜視図
である。 【図８】図６の上側センターピンとコイルを示す断面図
である。 【図９】第２実施形態のガルバノモータを示す斜視図で
ある。 【図１０】図９の上側センターピンとコイルを示す斜視
図である。 【図１１】図９の上側センターピンとコイルを示す断面
図である。 【符号の説明】 ２６ 偏向ミラー ２７ ガルバノモータ １００ ミラーホルダ １０６，１０８ 軸受部 １２２，１２４ センターピン １３０ ブシュ １４０ コイル １６０ チップ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】電磁駆動により偏向ミラーを取り付けた可
   動部を回転軸を中心に所定角度範囲回動させるガルバノ
   ミラーであって、前記可動部の回転軸を、固定側に前記
   可動部を挟んで設けた２つのセンターピンと、これらの
   センターピンの各先端部を夫々受ける前記可動部側に設
   けた２つの軸受とによって構成すると共に、一方のセン
   ターピンを非磁性材料で形成し、且つこのセンターピン
   の前記軸受と接触する側と反対の端部に強磁性材料又は
   永久磁石で構成した作用部を設け、このセンターピンを
   リング状の電磁コイルを介して軸方向に摺動自在に支持
   し、前記リング状の電磁コイルの前記作用部に対する吸
   引力により前記摺動自在なセンターピンを前記軸受けに
   対して軸方向に押圧するようにしたことを特徴とするガ
   ルバノミラー。