JP3831288B2 - 光学ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、いわゆる浮上スライダ方式の光学ヘッド、およびそのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
本明細書において、単に「光ディスク」という場合には、データ読み出し専用のＣＤなどの光ディスクに限らず、データの読み出しまたは書き込みに際して光を利用するタイプの種々のディスクを含む。したがって、光磁気ディスクや相変化記録方式のディスクも、本明細書でいう「光ディスク」に含まれる。
【０００３】
【従来の技術】
浮上スライダ方式の光ディスク装置においては、光ディスクが高速回転するときにこの光ディスクとスライダとの間に流れ込む高速空気流の作用によってスライダを光ディスク上に浮上させている。このような光ディスク装置においては、光ディスクとスライダとの間隔を微小な一定寸法に保たせることができ、フォーカシング制御を不要にすることができるといった利点が得られる。とくに、磁界変調記録方式の光磁気ディスク装置において、スライダに磁界発生用のコイルを搭載させた場合には、このコイルを光ディスクの記録面にかなり接近させることができるために、コイルの小型化によるインダクタンスの低減化を図り、コイルを高い周波数で駆動することにより、データ転送速度の高速化を促進することもできる。
【０００４】
このような浮上スライダ方式が用いられた光ディスク装置の具体例としては、特表２００１−５２４２４６号公報に所載のものがある。同公報に所載のものは、図４に示すように、揺動アーム９０の先端部にサスペンション９１が取り付けられ、かつこのサスペンション９１の先端部に、ジンバルバネ９２を介してスライダ９３が支持された構造を有している。ジンバルバネ９２は、スライダ９３が図示されていない光ディスクの傾きに追従して種々の方向に傾くことを許容する役割を果たす。スライダ９３には、対物レンズ９４が搭載されており、レーザ光源９５から出射したレーザ光は、揺動アーム９０に別途支持されているミラー９６によって反射されることにより、対物レンズ９４に入射するように構成されている。対物レンズ９４は、レーザ光を集束させることにより、光ディスクの記録面上にビームスポットを形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のような不具合があった。
【０００６】
第１に、従来においては、レーザ光がジンバルバネ９２によって邪魔されることなく対物レンズ９４に適切に入射させるための手段として、対物レンズ９４を避けた位置にジンバルバネ９２を取り付けている。このため、ジンバルバネ９２の全長（サスペンション９１が延びる方向の長さ）は、対物レンズ９４を避けた分だけ、短くせざるを得なくなっていた。ところが、このようにジンバルバネ９２の全長が短くなったのでは、ジンバルバネ９２のねじり変形などを生じる部分の寸法も短くなって、ジンバルバネ９２の弾性変形量を大きくとることができなくなる結果、スライダ９３の追従性が悪化する虞れがある。また、図５に示すように、スライダ９３とジンバルバネ９２との接着幅Ｓ１または接着面積も小さくなるために、それらの接着強度を十分に確保することも難しくなる。
【０００７】
なお、ジンバルバネ９２の全長を単に長くするだけであれば、スライダ９３を光ディスクのタンジェンシャル方向（図４および図５においてはサスペンション９１が延びる方向に相当する）に細長い形状に形成すればよい。ところが、スライダ９３の形状とその浮上特性とは密接に関連しており、スライダ９３を極端に細長くしたのでは、その浮上特性が悪化する。一般的には、光ディスクのタンジェンシャル方向をスライダ９３の縦とすると、スライダ９３の縦横寸法の比率は、５：４程度が良好とされており、これを大きく逸脱することは好ましくない。したがって、単にスライダ９３を細長くしただけでは、上記した不具合を適切に解消することはできない。
【０００８】
第２に、レーザ光を対物レンズ９４を利用して集束させることにより光ディスク上にビームスポットを形成する方式においては、いわゆる固体イマージョンレンズを利用してこの固体イマージョンレンズからの漏れ光（近接場光）を光ディスクに照射させる方式とは異なり、対物レンズ９４に入射するレーザ光を予め絞ることが望ましい。上記前者の方式において、レーザ光を絞らないと、ビームスポットの形成に不必要な光が光ディスクに到達したり、あるいは大きな収差が発生するなどして、ビームスポットを微小径に形成することが困難となる。そこで、従来においては、図５に示すように、開口制限用の部材９９をスライダ９３に搭載していたのが実情であるが、このような手段によれば、光学ヘッド全体の重量が増大し、機械共振点の低下や慣性質量の増加を招くために、シーク動作などに際しての高速動作性が損なわれ、アクセスタイムが長くなるといった虞れがある。
【０００９】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、スライダに対するジンバルバネの取り付けを確実かつ簡易に行なうことができるとともに、スライダの追従性能に優れた光学ヘッドおよび光学ヘッドを備えた光ディスク装置を提供することをその課題としている。また、本願発明は、光学ヘッドの全体の重量の増大を抑制しつつ、対物レンズの開口制限を行なうことができるようにすることを他の課題としている。
【００１０】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本願発明の第１の側面によって提供される光学ヘッドは、対物レンズを搭載したスライダと、このスライダに取り付けられたジンバルバネと、を備えている、光学ヘッドであって、上記ジンバルバネには、上記対物レンズに向けて進行する光ビームを通過させるための貫通孔が形成されているとともに、上記貫通孔は、上記対物レンズよりも小径に形成されていることにより、上記対物レンズの外周縁への光ビームの入射が阻止されるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
本願発明においては、上記ジンバルバネは、上記スライダに重ね合わされて取り付けられるベース部を有しており、かつこのベース部に、上記貫通孔が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
本願発明によれば、従来とは異なり、ジンバルバネが対物レンズを覆わないようにするための手段としてジンバルバネの全体を対物レンズから位置ずれさせる必要がなくなる。このため、スライダを極端に細長い形状に形成するといったことなく、ジンバルバネの全長を従来よりも長くすることができる。その結果、ジンバルバネの弾性変形量を十分に確保し、スライダの追従性を良好なものにすることができる。また、スライダに対するジンバルバネの接着幅あるいは接着面積を従来よりも大きくとることも可能となるため、それらの取り付けの確実化および容易化も図られる。さらに、後述するように、ジンバルバネ自体に対物レンズの開口制限機能をもたせることも可能となる。
【００１４】
本願発明においてはまた、上記貫通孔は、上記対物レンズよりも小径に形成されていることにより、上記対物レンズの外周縁への光ビームの入射が阻止されるように構成されているので、ジンバルバネを利用して対物レンズの開口制限を図ることができ、開口制限を行なうための専用の部品をスライダに搭載する必要がなくなる。したがって、光学ヘッド全体の重量が増加することを抑制し、シーク動作などに際しての高速動作性を優れたものにすることができる。
【００１５】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通孔の周縁部は、上記光ビームを受けたときのこの光ビームの反射方向が上記貫通孔の半径方向外方となるように、上記貫通孔の軸長方向に対して傾斜した面を有している。このような構成によれば、上記貫通孔の周縁部によって遮られ、かつ反射された光が、上記光ビームの光路中に戻されないようにすることができる。光ディスク装置においては、光ディスクに照射された光ビームの戻り光に基づいてデータの再生や各種の制御を行なっているために、この戻り光のなかに、上記周縁部によって反射された光が混入することは好ましくないが、上記構成によれば、そのようなことを適切に回避することができる。
【００１６】
本願発明の第２の側面によって提供される光ディスク装置は、光学ヘッドと、この光学ヘッドを光ディスクに対向させるようにして支持するサスペンションと、上記光学ヘッドが上記光ディスクの半径方向に移動するように上記サスペンションを移動させる手段とを備えている、光ディスク装置であって、上記光学ヘッドとしては、本願発明の第１の側面によって提供される光学ヘッドが用いられていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によれば、本願発明の第１の側面によって提供される光学ヘッドについて述べたのと同様な効果が得られることとなる。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明の一実施形態を示している。本実施形態の光ディスク装置Ａは、光磁気ディスクとして構成された光ディスクＤへのデータの記録再生が可能な光磁気ディスク装置として構成されている。この光ディスク装置Ａは、光ディスクＤを支持して矢印Ｎａ方向に回転させるためのスピンドル１、光学ヘッドＨ、サスペンション２、および揺動アーム３を具備して構成されている。
【００２１】
揺動アーム３は、たとえばボイスコイルモータ（図示略）を備えた駆動部３０が駆動することにより、軸３１を中心として水平方向に揺動自在である。サスペンション２は、光ディスクＤのタンジェンシャル方向（トラック方向）に延びており、その基端部は揺動アーム３に連結され、かつその先端部は光学ヘッドＨを支持している。揺動アーム３が揺動すると、光学ヘッドＨは矢印Ｎｂに示すように、光ディスクＤの上方において光ディスクＤのラジアル方向（トラッキング方向）に移動し、これによりシーク動作が行なえるようになっている。
【００２２】
揺動アーム３上には、ミラー４０が設けられており、レーザ光源を備えた固定光学部４１から発せられたレーザ光は、このミラー４０に照射されるように構成されている。このミラー４０によって反射されたレーザ光は、光学ヘッドＨの上方に配されたミラー４２によって下向きに反射されることにより、光学ヘッドＨの後述する対物レンズ６ａに入射するように構成されている。ミラー４２は、揺動アーム３に対してサスペンション２とは異なる部材（図示略）によって支持されており、このミラー４２の荷重がサスペンション２や光学ヘッドＨに負担しないようにされている。固定光学部４１には、光ディスクＤからの戻り光に基づいてデータの再生を行なうためのＲＦ検出系や、トラッキングエラーの検出などを行なう各種のエラー信号検出系が設けられている。トラッキング制御は、たとえばミラー４０を回転させてレーザ光の反射方向を調整することにより行なうことができる。
【００２３】
光学ヘッドＨは、図２および図３に示すように、磁界発生用のコイル８を備えた光磁気ヘッドとして構成されており、スライダ５、対物レンズとしての第１および第２のレンズ６ａ，６ｂ、およびジンバルバネ７を具備している。
【００２４】
スライダ５は、略矩形のプレート状であり、光ディスクＤのタンジェンシャル方向をこのスライダ５の縦方向とした場合に、その縦横の寸法比は、５：４程度とされている。既述したとおり、このような寸法比とされていれば、スライダ５の浮上特性を良好なものにすることができる。第１のレンズ６ａは、スライダ５の厚み方向に貫通する孔５０の上部開口部を塞ぐようにしてスライダ５の上面部に固定して取り付けられている。第２のレンズ６ｂは、スライダ５の下面に接合されたプレート状の透明部材６９の片面に接合されていることにより孔５０内に配されている。
【００２５】
コイル８は、たとえば渦巻き状にパターニングされた金属膜からなり、第２のレンズ６ｂよりも光ディスクＤ寄りに位置するように透明部材６９内に埋設されている。このコイル８の中心部分は、第１および第２のレンズ６ａ，６ｂを通過してきたレーザ光を透過させる透光部として形成されている。この光ディスク装置Ａにおいては磁界変調方式が採用されており、データの書き込みを行なうときには、光ディスクＤを回転させながら、この光ディスクＤの目的のトラックの記録層上にレーザ光のビームスポットを形成し続ける。このビームスポットの形成により、目的の記録層の磁性層をキュリー温度まで上昇させる。一方、コイル８には高周波電流を流して磁界の向きを切り替える。このような制御により記録層の磁性膜の磁化の向きを制御し、データの書き込みを行なうことができる。
【００２６】
ジンバルバネ７は、略プレート状のベース部７０と、このベース部７０に繋がった略Ｕ字状の補助部７１とを有している。ベース部７０は、スライダ５の上面に接着されているとともに、補助部７１の一部は、サスペンション２の下面に接着されている。このことにより、スライダ５は、ジンバルバネ７を介してサスペンション２に支持されており、第１および第２のレンズ６ａ，６ｂが搭載されている部分およびその近傍部分がサスペンション２の先端部前方にはみ出した格好となっている。ジンバルバネ７の補助部７１は、サスペンション２の長手方向に延びる一対の梁部７１ａを有している。これら一対の梁部７１ａが弾性変形することにより、スライダ５はピボット７２を中心として種々の方向に傾くことが可能である。
【００２７】
ジンバルバネ７のベース部７０には、レーザ光を通過させるための貫通孔７３が形成されている。この貫通孔７３の中心軸は、第１および第２のレンズ６ａ，６ｂの軸Ｃと略一致しており、この貫通孔７３を通過したレーザ光が第１のレンズ６ａに入射するように構成されている。貫通孔７３の開口径は、第１のレンズ６ａの直径よりも小さくされており、第１のレンズ６ａの外周縁に向かうレーザ光は貫通孔７３の周縁部７３ａによって遮られるようになっている。周縁部７３ａは、先端寄りになるほど窄んだ筒状となるようにベース部７０から斜めに起立している。このため、レーザ光を受ける周縁部７３ａの上向きの面７３a'は、レーザ光の進行方向に対して傾斜した傾斜面となっている。第１のレンズ６ａは、スライダ５の上面部のうち、周縁部７３ａによって囲まれた空間部内に少なくとも一部分が収容されたかたちに設けられている。
【００２８】
次に、上記構成の光ディスク装置Ａの作用について説明する。
【００２９】
まず、ジンバルバネ７には、レーザ光を通過させるための貫通孔７３が設けられている。このため、ジンバルバネ７のベース部７０をスライダ５の上面に接着させる場合、従来技術とは異なり、ジンバルバネがレーザ光の進行を不当に妨げないようにするための手段としてベース部７０の全体を第１のレンズ部６ａから位置ずれさせる必要がなくなる。たとえば、図３の記号ｎ１で示すクロスハッチングが入れられている広い面積の領域を、ベース部７０とスライダ５との接着領域とすることができる。したがって、ジンバルバネ７とスライダ５とは、接着剤を利用するなどして強固にかつ容易に接着することができる。
【００３０】
また、上記した理由によりジンバルバネ７のベース部７０を大きくすることができるために、これに伴わせて一対の梁部７１ａを長くすることも可能となる。これら一対の梁部７１ａを長くすれば、その部分の弾性変形量を大きくし、スライダ５の姿勢変更角度を大きくすることが可能となる。したがって、光ディスクＤを高速回転させてスライダ５を光ディスクＤから浮上させた場合に、たとえば光ディスクＤに回転振れなどが生じても、これに対してスライダ５を十分に追従させることができる。
【００３１】
ジンバルバネ７の貫通孔７３の周縁部７３ａは、第１のレンズ６ａに向けて進行するレーザ光の一部を遮り、第１のレンズ６ａの開口制限を行なう役割を果たす。したがって、従来技術とは異なり、スライダ５上に開口制限を行なうための専用部品を別途搭載する必要はない。その結果、光学ヘッドＨの総重量の増加を抑制し、その慣性質量を小さくすることによって光学ヘッドＨの高速動作性能を良くすることができる。たとえば、光学ヘッドＨを光ディスクＤの目的のトラックに合わせるシーク動作を高速で行い、アクセス速度を速くするといった利点が得られることとなる。また、一般に、遮光材を利用して対物レンズの開口制限を図る場合、遮光材を対物レンズにできる限り接近させることが好ましい。これに対し、本実施形態においては、貫通孔７３の周縁部７３ａが先端寄りになるほど窄んだ筒状に形成されているために、この周縁部７３ａを第１のレンズ６ａの凸状曲面状のレンズ面に対してかなり接近させることができ、第１のレンズ６ａに入射する光ビームの径を所望の径に正確に規定することも可能となる。
【００３２】
周縁部７３ａの上向きの面７３a'は傾斜しており、この面７３a'によってレーザ光が反射されると、この反射光は、図２の符号ｎ２で示すように、貫通孔７３の半径方向外方に向けて進行する。このため、この反射光は、レーザ光の元の光路には戻らないこととなる。周縁部７３ａによって反射された光が元の光路に戻ったのでは、この光が最終的に固定光学部４１に戻されてノイズとなってしまうため、好ましくない。これに対し、本実施形態においては、そのような虞れも無くすことができる。
【００３３】
本願発明は、上述の実施形態に限定されない。本願発明に係る光学ヘッドおよび光ディスク装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３４】
光学ヘッドを光ディスクのラジアル方向に移動させる方式としては、たとえば上述の実施形態のような揺動アーム方式と、これとは別のいわゆる直動方式（たとえば往復直進動作が可能なキャリッジにサスペンションを介して光学ヘッドを支持させた構造のもの）とがあり、一般的には、前者は後者に比べて、駆動性能に優れ、また外乱振動にも強いため、高速化に適するといわれている。ただし、本願発明は前者の方式に限定されず、後者の方式を採用してもかまわない。
【００３５】
ジンバルバネの具体的な形状や、ジンバルバネに設けられる光ビーム通過用の貫通孔の具体的な配置やサイズなども限定されない。対物レンズは、開口数を大きくする観点からすると、複数のレンズを組み合わせて構成することが好ましいが、やはりこれに限定されず、レンズの数を１つにすることもできる。
【００３６】
本願発明に係る光ディスク装置は、適用対象となる光ディスクの種類は問わない。したがって、データ再生専用の装置、および再生と記録との双方の処理が可能な装置のいずれのタイプのものとしても構成することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本願発明によれば、スライダに対するジンバルバネの取り付けを確実かつ簡易に行なうことができるとともに、スライダの追従性能を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態を示す要部斜視図である。
【図２】図１に示された光学ヘッドの要部断面図である。
【図３】図１および図２に示された光学ヘッドの分解斜視図である。
【図４】従来技術の斜視図である。
【図５】従来技術の要部断面図である。
【符号の説明】
Ａ 光ディスク装置
Ｄ 光ディスク
Ｈ 光学ヘッド
２ サスペンション
３ 揺動アーム
５ スライダ
６ａ 第１のレンズ（対物レンズ）
７ ジンバルバネ
７０ ベース部
７１ 補助部
７３ 貫通孔
７１ａ 梁部
７３ａ 周縁部（貫通孔の）
７３a' 面（周縁部の）

Claims (4)

1. 対物レンズを搭載したスライダと、このスライダに取り付けられたジンバルバネと、を備えている、光学ヘッドであって、
   上記ジンバルバネには、上記対物レンズに向けて進行する光ビームを通過させるための貫通孔が形成されているとともに、
   上記貫通孔は、上記対物レンズよりも小径に形成されていることにより、上記対物レンズの外周縁への光ビームの入射が阻止されるように構成されていることを特徴とする、光学ヘッド。
2. 上記貫通孔の周縁部は、上記光ビームを受けたときのこの光ビームの反射方向が上記貫通孔の半径方向外方となるように、上記貫通孔の軸長方向に対して傾斜した面を有している、請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 上記貫通孔の周縁部は、上記対物レンズと反対側に筒状に延び、かつ、先端に向かうほど窄んでいる、請求項１に記載の光学ヘッド。
4. 光学ヘッドと、この光学ヘッドを光ディスクに対向させるようにして支持するサスペンションと、上記光学ヘッドが上記光ディスクの半径方向に移動するように上記サスペンションを移動させる手段と、を備えている、光ディスク装置であって、
   上記光学ヘッドとしては、請求項１ないし３のいずれかに記載の光学ヘッドが用いられていることを特徴とする、光ディスク装置。

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