JPH05334690A - 可動ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２段サーボ回路や２種類（精密アクチュエー
タとリニアモータ）の駆動機構を排除して、光ディスク
装置のトラックサーボ機構及び制御回路を極めて簡素化
する。 【構成】 対物レンズ等を搭載する可動体と、可動体に
固着された複数のコイルと、可動体の記録媒体（光ディ
スク）面方向の移動領域に渡って配置された磁気回路
と、記録媒体面方向に摺動自在に保持されたスライダ
と、可動体とスライダの間に介在する弾性部材（弾性ワ
イヤ）とから構成される。 【効果】 弾性ワイヤが機械的なローパスフィルタの役
割を演じ、高周波成分の変動には主に可動体が追従し、
低周波成分の変動やアクセス時のような大きな移動時に
はスライダも連動して移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置等の記録
再生装置における可動ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の可動ヘッドは、対物レン
ズを記録媒体のトラック溝に沿って精密にトラッキング
する精密アクチュエータと、大きなシーク動作を行うた
めのリニアモータの共同作業（いわゆる２段サーボ）に
よってアクセスを行っていた。またトラッキングアクチ
ュエータは高周波成分に追従し、リニアモータは低周波
成分に追従していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来手法では、トラックサーボのために２種の電磁機構が
必要で、更に２段サーボを実現するための制御回路も極
めて複雑化していた。本発明はかかる複雑で高価な機構
及び回路を排除する事を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、（１）対物レンズ等を搭載する可動体と、
可動体に固着された複数のコイルと、可動体の移動領域
に渡って配置された磁気回路と、記録媒体面方向に摺動
自在に保持されたスライダと、可動体とスライダの間に
介在する弾性部材とから構成され、可動体は、記録媒体
の面方向及び直交方向に駆動されるよう構成され、スラ
イダは、可動体の移動に従属して間接的に駆動される
事、（２）上記スライダは上記可動体及びコイルの質量
よりも重い事、を特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の上記構成によれば、可動体は磁気回路
と複数のコイルとの電磁作用によって記録媒体面方向
（トラック方向）及び直交方向（フォーカス方向）に駆
動される。また対物レンズを含んだ実質的な可動部質量
は最小限となり、トラックサーボ時には高周波成分に対
してスライダは殆ど動かずに可動体のみが追従し、低周
波成分に対しては可動体とスライダがほぼ一体で移動す
る。なお、弾性部材は機械的なローパスフィルタの役割
を演じる。

【０００６】

【実施例】図１に本発明の実施例における可動ヘッドを
含む光ディスク装置を示す。また図２（ａ），図２
（ｂ）はそれぞれ図１の断面Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂに対応する
断面図である。１０は記録媒体である光ディスク、１２
は光ディスク１０を回動するスピンドルモータ、１０１
はスライダ、１０３は対物レンズ６を搭載する可動体、
２０はメインフレームである。

【０００７】左右２個のスライダ１０１には軸受けとな
る穴が形成され、左右２本のガイド軸１０４を極く僅か
の隙間を持って挿通し、スライダ１０１のガイド機構を
成す。

【０００８】２つのスライダ１０１からは略平行に張ら
れた計８本の弾性ワイヤ１０２が、その一端を固着さ
れ、他端が可動体１０３に接続する。これらの弾性ワイ
ヤ１０２はエラストマ等の弾性樹脂あるいはゴム材質か
ら成るため、図３（ａ）に示すように弾性ワイヤ１０２
が伸縮する事により、可動体１０３はスライダ１０１に
対してα方向に若干動く事ができる構造となっている。

【０００９】可動体１０３の前後にはトラッキングコイ
ル１０８が２個固着されており、トラッキングコイル１
０８の巻線内部及び可動体１０３内部の空間に、内部ヨ
ーク１１１が比較的大きな隙間を持って貫通している
（図２（ｂ）参照）。なお、ガイド軸１０４と内部ヨー
ク１１１はメインフレーム２０に対し、静止して取り付
けられている。また、メインフレーム２０に取り付けら
れた外部ヨーク１１２は、内部ヨーク１１１に平行かつ
トラッキングコイル１０８の両側に配置され、それらに
挟まれた空間に、外部ヨーク１１２に固着された永久磁
石１１３と前述のトラッキングコイル１０８の巻線が配
置される。これら外部ヨーク１１２，内部ヨーク１１
１，永久磁石１１３は磁気回路を構成し、これとトラッ
キングコイル１０８とでいわゆるボイスコイル型のリニ
アモータを構成し、図１のα方向に駆動力を発生する。
また、可動体１０３の左右両側面には、図２（ａ）に示
す様にフォーカシングコイル１０９が固着され、外部ヨ
ーク１１２，内部ヨーク１１１，永久磁石１１３の磁気
回路とで、いわゆるボイスコイル型のアクチュエータを
構成し、図２のβ方向に駆動力を発生する。

【００１０】すなわち本発明では、外部ヨーク１１２，
内部ヨーク１１１，永久磁石１１３で構成される一種類
の磁気回路しか備えていないにも拘らず、上記のトラッ
キングコイル１０８，フォーカシングコイル１０９の２
種類のコイルを使う事により、可動体１０３はα及びβ
の２軸方向に駆動される構造となっている点が特徴的で
ある。

【００１１】なお本実施例では詳細な説明は省略する
が、レーザ光源４や信号検出器５を含む光学系は、図２
（ａ）に示すように可動体１０３の内部に収納されてお
り、可動体１０３と一体で移動する。レーザ光源４から
出射された光束は、対物レンズ６を介して集光され、光
ディスク１０の記録層にスポットを形成し、反射光を信
号検出器５で検出して情報再生する。トラッキングコイ
ル１０８，フォーカシングコイル１０９，レーザ光源
４，信号検出器５等を含めた可動体１０３の総質量は約
５ｇｒと軽量設計されている。また、前述のスライダ１
０１は、真鍮や亜鉛等の比較的比重の高い材質から成
り、一つが約５ｇｒ、即ち左右２個で１０ｇｒ程度の質
量を有する。なお、トラッキングコイル１０８，フォー
カシングコイル１０９，レーザ光源４，信号検出器５等
を含めた可動体１０３と、スライダ１０１と、前述の弾
性ワイヤ１０２とを総合したものが、本発明の可動ヘッ
ド２００となる。

【００１２】次に、以上のように構成された可動ヘッド
２００の駆動制御について説明する。可動体１０３に固
着されたトラッキングコイル１０８，フォーカシングコ
イル１０９には、可動体１０３内部の光学系（詳細は非
図示）で検出したトラックエラー信号及びフォーカスエ
ラー信号に基づいて、サーボ回路（非図示）により制御
される。まずフォーカスサーボについて説明すると、フ
ォーカシングコイル１０８に電流が通電されると、図２
（ａ）に示すように可動体１０３はβ方向に駆動され
る。この時、スライダ１０１はガイド軸１０４で保持さ
れているので、弾性ワイヤ１０２が若干伸縮する。各弾
性ワイヤ１０２（計８本）は同一長さであり、また略平
行に張られているため、可動体１０３はβ方向に平行に
移動する。また本実施例では可動体１０３内部の部品配
置や重量バランスを最適化しており、可動体１０３の周
りに固着されたトラッキングコイル１０８，フォーカシ
ングコイル１０９も対物レンズ６周りに対称に配置され
ているため、これら搭載物を含めた可動体１０３の重心
点はフォーカシングコイル１０８の駆動点１０８ａの線
上にあり、駆動時に不要な回転モーメントが発生しない
よう配慮されている。これはトラッキング方向（図１の
α方向）に関しても同様であり、トラッキングまたはア
クセス時にトラッキングコイル１０８に駆動力が発生し
ても、可動体１０３には不要な回転モーメントが作用し
ない。従って、対物レンズ６を光ディスク１０のトラッ
ク溝（非図示）に沿って追従制御する場合は、トラック
溝のうねりに追従するようにトラッキングコイル１０８
に通電され、可動体１０３は図３（ａ）に示すようにα
方向に微小量移動する。

【００１３】ところで、光ディスク１０のトラック溝の
うねりや偏心量は±数１０μ（ミクロン）程度と小さい
が、周波数的には数１０〜数ｋＨｚと比較的高い成分か
ら構成されている。上記のトラックサーボ制御で、対物
レンズ６即ち可動体１０３をこのトラック溝に追従させ
る時、可動体１０３は弾性ワイヤ１０２のゆるかな復元
力に逆らって往復運動できるが、前述のようにスライダ
１０１は質量が大きいため、スライダ１０１は殆ど移動
できない。これを振動力学的に補足説明すると、可動体
１０３を加振して、その入力振動がスライダ１０１に伝
達する際の伝達関数は、弾性ワイヤ１０２が介在するた
め２次遅れ系となり、弾性ワイヤ１０２の一次共振点
（数１０Ｈｚ以下）をピークに高周波では急激に伝達ゲ
インが低下するからである。またこの場合、一次共振点
付近においてもスライダ１０１の質量が十分大きいた
め、可動体１０３が±数１０μ（ミクロン）振動しても
スライダ１０１は高々数μしか動けないが、スライダ１
０１とガイド軸１０４との摩擦が存在するため、実際に
はスライダ１０１は静止している場合が殆どである。但
し、光ディスク１０のトラック溝は螺旋状に連続してい
るため、毎分１ｍｍのオーダでゆっくりと移動する。そ
の際は図３（ｂ）に示すように、可動体１０３の移動量
がある程度大きくなると、弾性ワイヤ１０２の張力が一
定以上に達し、スライダ１０１は摩擦力に打ち勝ってガ
イド軸１０４に対し摺動する。一方、アクセス時のよう
に数１０から数１０００トラックを一気に移動しなくて
はならない場合も、同様に可動体１０３が有る程度移動
量が大きくなってから、スライダ１０１はガイド軸１０
４に対し摺動する。

【００１４】従って、定常トラックサーボ時のように、
高周波成分の変動に追従する場合は主に可動体１０３が
移動し、一方低周波成分の変動に対しては可動体１０３
とスライダ１０１がほぼ一体となって移動する。これは
弾性ワイヤ１０２が機械的なローパスフィルタの役割を
演じているからとも言える。また可動体１０３等の質量
は前述のように小さいので、十分な制御帯域を得られ
る。なお、本実施例ではスライダ１０１と可動体１０３
との間に介在する弾性部材として弾性ワイヤ１０２を使
用しているが、同様の弾性を有する機構であれば何でも
良く、樹脂製ヒンジや金属製バネ等が適用可能である。
また、スライダ１０１をガイドする機構は滑り軸受に限
らず、耐久性を向上するために転がり軸受を用いる方法
もある。更に、本発明は光ディスク装置を念頭に置いて
いるが、他の記録再生装置例えば磁気ディスク装置にも
応用可能な技術である事は言うまでも無い。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、弾
性ワイヤが機械的なローパスフィルタの役割を演じ、高
周波成分の変動には主に可動体が追従し、低周波成分の
変動やアクセス時のような大きな移動時にはスライダも
連動して移動する。従って、従来のような２段サーボ回
路や２種類（精密アクチュエータとリニアモータ）の駆
動機構が無くとも、トラックサーボが実現できる。更
に、共通の磁気回路でフォーカサーボのための電磁機構
も実現できる。従って、サーボ機構及び制御回路を極め
て簡素化でき、光ディスク装置を低コストで供給でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における可動ヘッドを含む光デ
ィスク装置を示す平面図である。

【図２】図２（ａ），図２（ｂ）はそれぞれ図１の断面
Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂに対応する断面図である。

【図３】本発明の実施例における可動ヘッドの動作を説
明する図である。

【符号の説明】

６ 対物レンズ １０ 光ディスク １０１ スライダ １０２ 弾性ワイヤ １０３ 可動体 １０４ ガイド軸 １０８ トラッキングコイル １０９ フォーカシングコイル １１１ 内部ヨーク １１２ 外部ヨーク １１３ 永久磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズ等を搭載する可動体と、 前記可動体に固着された複数のコイルと、 前記可動体の移動領域に渡って配置された磁気回路と、 記録媒体面方向に摺動自在に保持されたスライダと、 前記可動体と前記スライダの間に介在する弾性部材とか
   ら構成され、 前記可動体は、前記記録媒体の面方向及び直交方向に駆
   動されるよう構成され、前記スライダは、前記可動体の
   移動に従属して間接的に駆動される事を特徴とする可動
   ヘッド。
2. 【請求項２】 前記スライダは前記可動体及びコイルの
   質量よりも重い事を特徴とする請求項１記載の可動ヘッ
   ド。