JP3893996B2 - 光ディスク装置の光ヘッド駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はCDやDVDと云われる光ディスクに情報を記録又は再生を行うための光ディスク装置に関し、特に光ヘッドを光ディスクに対して移動するための光ヘッド駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ディスク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における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6はその一例の斜視図であり、2シャーシ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5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5が固定的に設けられており、これに対向するシャーシ2の領域には前記ラック5と噛み合うピニオン6と、このピニオン6を回転駆動するための駆動モータ7及び中間ギヤ8が配設されている。これにより、駆動モータ7によりピニオン6を回転することで、ピニオン6とラック5との噛合によりラック5、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5が固定的に取着されているため、装置の組立誤差等によってラック5とピニオン6とのかみ合わせ誤差、特にバックラッシュが生じたときに光ヘッド1の駆動速度やスライド移動量の変動等の、駆動精度が低下するおそれがある。そこで、このような光ヘッドの駆動精度を高めるために、ラックとピニオンの間のバックラッシュの影響を除去することが臨まれる。このような構成として、例えば、特開2000−243047号公報に記載の技術では、図7に示すように、光ヘッド101を凹型をした支持部103においてガイドバー102にスライド移動可能に支持するとともに、当該ガイドバー102に凹型をしたラック104を枢支して光ヘッド101と共にスライド移動可能とし、かつ当該ラック104を光ヘッド101のスライド方向と直交する図示の上下方向に揺動可能とし、ラック104と光ヘッド101との間に掛装したバネ105によってラック104のラック歯面をピニオン106に対して押圧させる構成がとられている。この構成によれば、ラック104はバネ105の付勢力によってピニオン106に対して常時押圧されるため、ラック104とピニオン106との密接な噛合を確保し、両者間におけるバックラッシュの影響を無くすことが可能になる。
【0004】
また、実開昭63−24762号公報に記載の技術では、図8に示すように、光ヘッド201の一側にラック202をテーパ溝203及びピン204によってスライド方向に対して平面上で傾斜した方向に相対移動可能に支持するとともに、光ヘッド201とラック202との間にバネ205を介挿し、このバネ205によりラック202を光ヘッド201の移動方向に付勢することで、テーパ溝203とピン204との楔作用によってラック202をピニオン206に対して押圧させる構成がとられている。この構成においても、ラック202はバネ205の付勢力によって常時ピニオン206に対して押圧されるため、ラック202とピニオン206との間のバックラッシュの影響を無くすことが可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の光ヘッド駆動装置では、ラックをバネ力をもってピニオンに押圧する構成であるため、バックラッシュの影響を無くす上では有効であるが、常にラックとピニオンの噛合面にはバネ力が加えられているため、両噛合面での摩擦力が大きくなり、ピニオンにおける負荷が増大し、光ヘッドを高速駆動する際の障害になるという問題がある。また、摩擦によって両噛合面の磨耗が進行され易く、信頼性、寿命の点で問題が生じることがある。
【0006】
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間のバックラッシュの影響を無くすとともに、高速駆動が可能でかつ磨耗を抑制した光ディスク装置の光ヘッド駆動装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ヘッドに支持されたラックと、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光ヘッド駆動装置において、ラックは長さ方向の中間部に設けた軸を中心として光ヘッドのスライド方向と平行な面内においてスライド方向と垂直な方向に回動可能に支持され、かつ光ヘッドとの間に介挿されたバネ手段により当該ラックの両端部がピニオンに向けて付勢され、さらにラックは当該軸の位置においてピニオンに対して正しい位置関係となるように位置調整された構成とする。バネ手段は、光ヘッドとラックの両端部との間にそれぞれ介挿された一対の圧縮コイルバネで構成する。あるいは、光ヘッドとラックの背面との間にラックの長さ方向にわたって延在された板バネで構成する。
【0008】
また、本発明においては、ラックの回転角度を微小範囲に制限するための制限手段を備えることが好ましい。例えば、制限手段は、光ヘッドとラックの一方に設けた所用の内径を有する制限穴と、他方に設けられて前記制限穴内に嵌入され、前記制限穴の内径よりも小径の外径を有する制限突起とで構成される。
【0009】
本発明によれば、光ヘッドのスライド方向に誤差が生じていない場合にはラックは回動されることがなく、ラックはバネ手段によって中立状態が保持される。また、スライド方向に誤差が生じた場合にはラックはバネ手段に抗して回動される。これにより、常時ラックとピニオンの好適な噛合状態が確保されてバックラッシュの影響を無くすことができるとともに、ピニオンに対するラックの押圧力を最小限に抑制し、特に、ラックが長さ方向の中間部においてピニオンに噛合しているときにはラックの押圧力はほとんど零であり、両者間の摩擦を少なくして光ヘッドの高速スライド動作を可能にするとともにラック及びピニオンの磨耗による信頼性及び寿命の低下を防止する。
【0010】
【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は本発明にかかる光ディスク装置の光ヘッド駆動装置の斜視図である。なお、以降の説明では図1を基準にして上面側、下面側と称する。シャーシ2に取り付けられた一対の平行なガイドレール3,3に光ヘッド1が支持されている。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、同図に鎖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。
【0011】
前記光ヘッド1のスライド方向に沿う一側には詳細を後述するラック5が取り付けられている。また、このラック5に対向する前記シャーシ2上の領域には前記ラック5に噛合するピニオン6と、このピニオン6を回転駆動するための駆動モータ7及び第1ないし第3のギヤ8a,8b,8cからなる中間ギヤ8が配設されている。すなわち、この実施形態では、前記駆動モータ7はシャーシ2の下面側に取着されており、シャーシ2の上面側に突出された回転出力軸7aに第1ギヤ8aが固定されている。また、前記シャーシ2には前記回転出力軸7aと平行に所用の間隔をおいて3本の固定軸9a,9b,9cが立設され、各固定軸には中間ギヤとしての前記第2ギヤ8b、第3ギヤ8c、及び前記ピニオン6がそれぞれ軸支されている。前記第1ギヤ8aから第3ギヤ8c及びピニオン6は順次噛合されており、これにより駆動モータ7の回転力は中間ギヤ8を介してピニオン6に伝達され、ピニオン6を回転させる。
【0012】
一方、前記光ヘッド1に支持されている前記ラック5の構造を図2ないし図4を参照して説明する。図2は光ヘッド1を上面側から見た部分分解斜視図、図3は下面側から見た部分分解斜視図、図4(a)は組立状態におけるラックの平面図である。光ヘッド1は内部に図には表れない光源、光学系、受光素子等を筐体内に内蔵しており、図3に示されるように光ヘッド1の筐体11の下面に光学系の対物レンズ12が配設されている。この対物レンズ12から出射されるレーザ光が光ディスクDに投射され、その反射光が対物レンズ12を通して受光されることで光ディスクDに対して情報の記録再生が行われることは言うまでもない。
【0013】
前記光ヘッド1の筐体11の一側には、光ヘッド1のスライド方向に延長され、両端部が厚肉に形成されたステム13が一体に形成されており、前記ラック5はこのステム13において可動状態に支持されている。すなわち、前記ステム13にはスライド方向に沿って中央に中空の円形ボス14が上方に突出形成され、この円形ボス14の両側位置にそれぞれ所用の内径寸法をした一対の制限穴15が開口されている。さらに、前記ステム13の両外側の前記筐体11の一側面にはそれぞれ側方に突出したバネ支持突起16が突出形成されている。
【0014】
一方、ラック5は一側面にラック歯51が形成され、このラック歯51の背面に前記ステム13に載置される厚肉の支持部52が形成される。この支持部52には、ラック歯51の配列方向に沿って中央に前記円形ボス14が嵌入されるボス穴53が開口され、その両側位置にそれぞれ前記制限穴15に嵌入可能な一対の制限突起54が突出形成されている。ここで、前記円形ボス14の外径とボス穴53の内径はほぼ同じであり、制限突起54の外径は制限穴15の内径よりも若干小さくされている。また、図4(a)に示すように、前記ラック5の背面の前記支持部52の両外側には前記光ヘッド1のバネ支持突起16に対応したバネ支持突起55がそれぞれ突出されている。
【0015】
そして、ラック5を光ヘッド1に組み立てる際には、ラック5のボス穴53が円形ボス14に嵌入されるようにラック5をステム13上に載置し、同時に両側の制限突起54をそれぞれ制限穴15に嵌入する。そして、ラック5の上面側から円形ボス14にネジ17を螺合してラック5をステム13上に支持させる。また、このとき光ヘッド1の一側面のバネ支持突起16とラック5の背面のバネ支持突起55の間にそれぞれ等しいバネ力を有する一対の圧縮コイルバネ18を介挿する。この組立状態では、図4(a)のように、ラック5は円形ボス14とボス穴53とがほぼ隙間なく嵌合する一方で、両側の制限突起54はそれぞれ制限穴15内に緩く嵌入されている。したがって、この制限突起54と制限穴15の径寸法差(クリアランス)により、ラック5はシャーシ2と平行な平面内、すなわち光ヘッド1のスライド方向と平行な面内において、円形ボス14を中心にしてラック5の長手方向と垂直な方向、すなわち光ヘッド1のスライド方向と垂直な方向に微小角度で回動することが可能とされている。また、同時に両側のバネ支持突起16,55間にそれぞれ支持された圧縮コイルバネ18によってラック5の両端部はそれぞれラック歯51が前面方向に向けて付勢されていることになる。
【0016】
そして、前記シャーシ2上に光ヘッド駆動装置を組み立てるに際しては、図4(a)に示すように、ラック5の長さ方向の中間位置、すなわち円形ボス14が存在する位置においてラック5とピニオン6とが正しい位置関係となるように位置調整を行う。例えば、ピニオン6を支持している固定軸9cの位置、あるいはガイドレール3に対する光ヘッド1の位置を調整する。これにより、ラック5とピニオン6は正しい状態で噛み合うことになり、しかもこの位置ではラック5は円形ボス14により支持されている箇所であるためラック5がピニオン6に対して押圧される際に圧縮コイルバネ18による押圧力は殆ど作用しない状態となる。また、その一方でラック5は圧縮コイルバネ18によってその両端部がラック歯51の前方に向けて付勢されており、ラック歯51が光ヘッド1のスライド方向に平行な中立位置とされている。
【0017】
この状態から光ヘッド1がガイドレール3上でスライドされると、これに伴ってピニオン6に対するラック5の噛合位置が変化される。このとき、光ヘッド1のスライド方向に誤差が生じていない場合にはラック5は中立状態が保たれており、ラック5とピニオン6の好適な噛合状態が確保されるため、バックラッシュの影響を無くすことができる。また、ピニオン6に対するラック5の押圧力は最小限なものとなり、両者間の摩擦は少なく、ラック5とピニオン6における磨耗を抑制することができる。
【0018】
一方、光ヘッド1のスライド方向に誤差が生じた場合、特にラック5とピニオン6との間隔が狭くなって両者の摩擦が大きくなる方向の誤差が生じた場合には、図4(b)のように、光ヘッド1の移動に伴ってラック5は圧縮コイルバネ18を撓めながら円形ボス14を中心にして微小角度で回動される。そのため、ラック5とピニオン6との好適な噛合状態を確保しバックラッシュの影響を無くすことができる。また、この場合には制限穴15と制限突起54とのクリアランス内でラック5の回動が行われるため、ラック5がピニオン6側に向けて大きく回動されることが防止され、ピニオン6に対するラック5の押圧力に制限を受けることになり、これによりラック5とピニオン6との摩擦の増大を防ぎ、光ヘッド1の高速駆動を可能にするとともにラック5とピニオン6における磨耗を抑制することができる。
【0019】
図5は本発明の第2実施形態を示す光ヘッドの斜視図であり、前記実施形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。この実施形態では光ヘッド1に対してラック5を微小角度で回動可能に支持していることは前記実施形態と同じであるが、前記実施形態の一対の圧縮コイルバネ18に代えて板バネ19を用い、この板バネ19によってラック5を前面方向に付勢したものである。ここでは、板バネ19は一枚の短冊状をした金属片を板厚方向に波型に曲げ加工しており、ラック5の背面に形成したリブ56と光ヘッド1のステム13の前面との間に介挿させている。この実施形態においても、ラック5を円形ボス14を中心にして両端部を板バネ19によって前面方向に付勢することが可能であり、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このように板バネを用いる場合には、樹脂製の板バネを用いることも可能であり、装置の軽量化を図る上で有効である。
【0020】
ここで、前記円形ボス14とボス穴53の間にも微小なクリアランスを設けておき、このクリアランスに相当する微小寸法だけラック全体をピニオン側に付勢するように構成してもよい。このようにすれば、光ヘッドとピニオンとの初期位置の設定時に、ラックとピニオンとの間にクリアランス分の余裕が確保でき、位置設定を調整する際の作業を容易に行うことが可能になる。
【0021】
なお、ラックの回動角度を制限する制限手段は必ずしも必要ではないが、前記実施形態の制限穴と制限突起のように備えることが好ましい。この制限手段としては、前記した制限突起と制限穴による構成に限られるものではなく、ラック又は光ヘッドの一方にストッパを設け、ラックが所定角度だけ回動したときに当該ストッパによってラックの回動が係止されるように構成してもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、光ヘッドに支持するラックを長さ方向の中間部において光ヘッドのスライド方向と平行な面内において垂直な方向に回動可能とし、かつバネ手段により両端部をピニオンに向けて付勢した構成としているので、光ヘッドのスライド方向に誤差が生じていない場合にはラックは回動されることがなく、またスライド方向に誤差が生じた場合にはラックはバネ手段に抗して回動されるので、常時ラックとピニオンの好適な噛合状態が確保されてバックラッシュの影響を無くすことができるとともに、ピニオンに対するラックの押圧力を最小限に抑制し、特に、ラックが長さ方向の中間部においてピニオンに噛合しているときにはラックの押圧力はほとんど零であり、両者間の摩擦を少なくして光ヘッドの高速駆動を可能にするともに、磨耗による信頼性及び寿命の低下を防止することが可能になる。
【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外観斜視図である。
【図2】光ヘッドを上方から見た部分分解斜視図である。
【図3】光ヘッドを下方から見た部分分解斜視図である。
【図4】光ヘッドのラック部分の平面図である。
【図5】本発明の他の実施形態の外観斜視図である。
【図6】従来の光ヘッド駆動装置の外観斜視図である。
【図7】従来の改善された光ヘッド駆動装置の一例の概略斜視図である。
【図8】従来の改善された光ヘッド駆動装置の他の例の概略平面図である。
【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 ラック
6 ピニオン
7 駆動モータ
8 中間ギヤ
12 対物レンズ
13 ステム
14 円形ボス
15 制限穴
16 バネ支持突起
17 ネジ
18 圧縮コイルバネ
19 板バネ
51 ラック歯
52 支持部
53 ボス穴
54 制限突起
55 バネ支持突起
D 光ディスク
Claims (5)
- 光ヘッドを光ディスクの径方向にスライド動作させて情報の記録再生を行う光ディスク装置に設けられ、前記光ヘッドに支持されたラックと、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光ヘッド駆動装置において、前記ラックは長さ方向の中間部に設けた軸を中心として前記光ヘッドのスライド方向と平行な面内において前記スライド方向と垂直な方向に回動可能に支持され、かつ前記光ヘッドとの間に介挿されたバネ手段により当該ラックの両端部が前記ピニオンに向けて付勢され、さらに前記ラックは前記軸の位置において前記ピニオンに対して正しい位置関係となるように位置調整されていることを特徴とする光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
- 前記バネ手段は、前記光ヘッドと、前記ラックの両端部との間にそれぞれ介挿された一対の圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
- 前記バネ手段は、前記光ヘッドと、前記ラックの背面との間にラックの長さ方向にわたって延在された板バネであることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
- 前記ラックの回転角度を微小範囲に制限するための制限手段を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
- 前記制限手段は、光ヘッドとラックの一方に設けた所用の内径を有する制限穴と、他方に設けられて前記制限穴内に嵌入され、前記制限穴の内径よりも小径の外径を有する制限突起とで構成されることを特徴とする請求項4に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
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