JPH0896377A - 電磁駆動装置およびこれを用いた対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガイドレールとラジアルヨークとの隙間を従来
よりも大幅に小さくし、磁気回路の磁気抵抗をできるだ
け小さくすることのできる電磁駆動装置の提供を目的と
する。 【構成】キャリッジ5 を直線移動させるガイドレール7
a,7b にはラジアル駆動コイル12a,12b が挿通され、こ
のラジアル駆動コイル12a,12b に磁束を付与するラジア
ル駆動磁石13a,13b はラジアルヨーク14a,14b に固定さ
れている。ラジアルヨーク14a,14b はガイドレール7a,7
b の両端付近の側面を覆うように接続されて磁気回路を
構成している。したがって、ラジアルヨーク14a,14b と
ガイドレール7a,7bとの接触面積はガイドレール7a,7b
の側面に沿って伸ばすことにより容易に広くすることが
でき、ガイドレール7a,7b とラジアルヨーク14a,14b と
の隙間および磁気回路の磁気抵抗を従来よりも小さくす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可動体を電磁力により駆
動する電磁駆動装置に係り、特に光情報記録媒体に情報
を記録・再生するために用いられる対物レンズ駆動装置
に適用可能な電磁駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク、磁気ディスク、光カードな
どの情報記録媒体から情報を読み出したり、または記録
したりする装置では、情報記録媒体面上の所望の位置に
情報を記録再生するため、情報を記録再生するヘッドを
移動させるヘッド移動装置が用いられる。

【０００３】このようなヘッド移動装置の一例として、
光ディスクに対して情報の記録・再生を行うための対物
レンズ駆動装置が知られている。図５は従来の対物レン
ズ駆動装置を示す斜視図、図６は図５の対物レンズ駆動
装置に使用される電磁駆動装置の一部を示す斜視図であ
る。

【０００４】レーザ発光源（図示せず）から出射したレ
ーザ光は、コリメートレンズ，ビームスプリッタ，立ち
上げミラーなどの光学素子を経て対物レンズ1 に導か
れ、光ディスク2 上に焦点を結ぶ。光ディスク2 上で反
射したレーザ光は、対物レンズ1 を通り、立ち上げミラ
ー，ビームスプリッタなどの光学素子を経て、受光素子
（図示せず）に到達する。受光素子に導かれた反射レー
ザ光は電気信号に変換され、情報再生用信号や、対物レ
ンズ1 のフォーカスオフセット信号，トラックオフセッ
ト信号としてフォーカス方向制御およびトラック方向制
御にそれぞれ利用される。

【０００５】光ディスク2 に対して光ビームの焦点を結
ぶための対物レンズ1 は、対物レンズホルダ3 に固定さ
れている。対物レンズホルダ3 は、平行に配置された２
枚の板バネ4a,4b によってキャリッジ5 に接続され、光
ディスク2 面と垂直な方向に移動可能に保持されてい
る。

【０００６】対物レンズホルダ3 には、平面的に巻装さ
れた矩形状の２枚のフォーカス駆動コイル8a,8b がそれ
ぞれ取り付けられている。これらフォーカス駆動コイル
8a,8b には、ベース（図示せず）に固定されたフォーカ
スヨーク9a,9b に取り付けられたフォーカス磁石10a,10
b,11a,11b が対向している。フォーカス磁石10a,10b,11
a,11b は光ディスク2 の周方向に着磁され、フォーカス
磁石10a,10b とフォーカス磁石11a,11b は着磁方向がそ
れぞれ逆になっている。

【０００７】そして、フォーカス駆動コイル8a,8b に電
流を流すことにより、フォーカス駆動コイル8a,8b には
光ディスク2 に垂直な方向のローレンツ力が発生し、こ
れによって対物レンズ1 を光ディスク2 面に垂直な方向
に移動することができる。

【０００８】そして制御系によりレーザ光の焦点が光デ
ィスク2 上に常に合うように対物レンズ1 が移動制御さ
れる。キャリッジ5 には、光ディスク2 の径方向に平行
に延設された２本のガイドレール7a,7b に接するよう
に、４対８個のベアリング6 が取り付けられており、ベ
アリング6 がガイドレール7a,7b 上を転動することによ
ってキャリッジ5 は光ディスク2 の径方向に移動可能で
ある。

【０００９】キャリッジ5 の両側面部にはラジアル駆動
コイル12a,12b が取り付けられている。これらラジアル
駆動コイル12a,12b は中空筒状に形成されており、この
中空部内には、前記ガイドレール7a,7b が通っている。
なお、ガイドレール7a,7b は強磁性体からなっている。
また、コの字形のラジアルヨーク114a,114b がガイドレ
ール7a,7b の両端を磁気的に接続するように配置され、
さらにラジアル駆動磁石13a,13b がラジアルヨーク114
a,114b に取り付けられている。

【００１０】ラジアル駆動コイル12a,12b に電流を流す
ことによって、ラジアル駆動コイル12a,12b の一部（ラ
ジアル駆動磁石13a,13b とガイドレール7a,7b に挟まれ
る部分，磁気ギャップ内に配置された部分）にローレン
ツ力が発生し、キャリッジ5は光ディスク2 の径方向に
移動することができる。そして、レーザ光の焦点を光デ
ィスク2 上の所望の位置に移動させることができる。

【００１１】なお、このような装置構造において、コイ
ルと磁気回路からなる要素（ローレンツ力を発生させる
ための要素）を、一般に電磁駆動装置と呼んでいる。以
上のような構成の対物レンズ駆動装置においては、ガイ
ドレール7a,7b に対するベアリング6 の接触位置の直線
性が損なわれると、ラジアル方向位置によってはキャリ
ッジ5 が傾いてしまい、その結果として光ディスク2 に
対する光ビームの光軸が傾いて情報の記録・再生の障害
となってしまう。そのため、ガイドレールには高い直線
性が要求されている。

【００１２】このようなことから、ガイドレールを製作
する場合には、例えばセンタレス研磨で仕上げ加工がで
きるように円柱形状の部品を用い、これによって製作精
度を上げて量産を可能としている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】一般に対物レンズ駆動
装置を含む情報記録再生装置では、光ディスクなどの情
報記録媒体上の所望の位置に対物レンズからの光軸を短
時間に移動し位置決めすることが望まれている。そのた
め、ラジアル磁気回路の駆動力はできるだけ強くする必
要がある。特に図５，図６に示した従来技術のような装
置構成の場合は、ガイドレール7a,7b がラジアル磁気回
路の一部を兼用する構成であるため、ガイドレール7a,7
b とラジアルヨーク114a,114b との接合部分にはできる
だけ隙間が生じないように組み立てる必要がある。これ
は、両者に隙間が生じると磁気抵抗が大きくなるため、
ラジアル駆動磁石13a,13b からガイドレール7a,7b に伝
わるべき磁束が減少してしまい、設計上の駆動力が発生
しないことになるからである。

【００１４】しかしながら、ガイドレール7a,7b とラジ
アルヨーク114a,114b は一般に鉄系の部材で形成される
ため剛性が高い。また、ラジアルヨーク114a,114b に対
してガイドレール7a,7b を嵌込み、ガイドレール7a,7b
の端面がラジアルヨーク114a,114b と接続するようにし
てラジアル磁気回路を製作している。そのため、製造時
の組立誤差を考慮すると、どうしてもラジアルヨーク11
4a,114b の長さに対してわずかに短いガイドレール7a,7
b を用意しなければならず、微小な隙間の存在を許容せ
ざるを得ない。

【００１５】そこで本発明は、ガイドレールとラジアル
ヨークとの隙間を従来よりも大幅に小さくし、磁気回路
の磁気抵抗をできるだけ小さくすることのできる電磁駆
動装置、およびこれを用いた対物レンズ駆動装置の提供
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、可動体と、磁性体からなり前記可動体の
移動方向に延設されるガイドレールと、前記ガイドレー
ルの側面を介して接続され前記ガイドレールとともに磁
気回路を構成するヨークと、前記ヨークに固定され前記
ガイドレールに対向配置される磁石と、前記可動体に固
定されるとともに前記ガイドレールと前記磁石との間に
介在され、磁束を受けて前記可動体を電磁駆動する駆動
コイルと、を有する電磁駆動装置とした。

【００１７】また、光情報記録媒体上に光ビームを集束
させるための対物レンズを搭載するキャリッジと、磁性
体からなり、前記光情報記録媒体の径方向に延設される
ガイドレールと、前記ガイドレールの側面を介して接続
され前記ガイドレールとともに磁気回路を構成するヨー
クと、前記ヨークに固定され前記ガイドレールに対向配
置される磁石と、前記キャリッジに固定されるとともに
前記ガイドレールと前記磁石との間に介在され、磁束を
受けて前記キャリッジを電磁駆動する駆動コイルと、を
有する対物レンズ駆動装置とした。

【００１８】なお、前記ヨークを前記ガイドレールの側
面にほぼ沿った形状としたり、あるいは前記ガイドレー
ルを円柱形状としたり、あるいは前記ヨークを前記ガイ
ドレールを挟み込む形状とすることができる。

【００１９】

【作用】上記のようにガイドレールの側面を介してヨー
クを接続する構成を採用すれば、ヨークとガイドレール
との接触面積はガイドレール側面（ガイドレール周り、
およびガイドレールの軸方向）に沿って伸ばすことによ
り容易に広くすることができる。したがって、ガイドレ
ールとラジアルヨークとの隙間および磁気回路の磁気抵
抗を従来よりも小さくすることができる。そして駆動力
の大きな電磁駆動装置とすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の電磁駆動装置の第１実施例であ
り、対物レンズ駆動装置に適用した状態を示す斜視図で
ある。また、図２は図１の電磁駆動装置の一部を示す斜
視図である。

【００２１】レーザ発光源（図示せず）から出射したレ
ーザ光は、コリメートレンズ，ビームスプリッタ，立ち
上げミラーなどの光学素子を経て対物レンズ1 に導か
れ、光ディスク2 上に焦点を結ぶ。光ディスク2 上で反
射したレーザ光は、対物レンズ1 を通り、立ち上げミラ
ー，ビームスプリッタなどの光学素子を経て、受光素子
（図示せず）に到達する。受光素子に導かれた反射レー
ザ光は電気信号に変換され、情報再生用信号や、対物レ
ンズ1 のフォーカスオフセット信号，トラックオフセッ
ト信号としてフォーカス方向制御およびトラック方向制
御にそれぞれ利用される。

【００２２】光ディスク2 に対して光ビームの焦点を結
ぶための対物レンズ1 は、対物レンズホルダ3 に固定さ
れている。対物レンズホルダ3 は、平行に配置された２
枚の板バネ4a,4b によってキャリッジ5 に接続され、光
ディスク2 面と垂直な方向に移動可能に保持されてい
る。

【００２３】対物レンズホルダ3 には、平面的に巻装さ
れた矩形状の２枚のフォーカス駆動コイル8a,8b がそれ
ぞれ取り付けられている。これらフォーカス駆動コイル
8a,8b には、ベース（図示せず）に固定されたフォーカ
スヨーク9a,9b に取り付けられたフォーカス磁石10a,10
b,11a,11b が対向している。フォーカス磁石10a,10b,11
a,11b は光ディスク2 の周方向に着磁され、フォーカス
磁石10a,10b とフォーカス磁石11a,11b は着磁方向がそ
れぞれ逆になっている。

【００２４】そして、フォーカス駆動コイル8a,8b に電
流を流すことにより、フォーカス駆動コイル8a,8b には
光ディスク2 に垂直な方向のローレンツ力が発生し、こ
れによって対物レンズ1 を光ディスク2 面に垂直な方向
に移動することができる。

【００２５】そして制御系によりレーザ光の焦点が光デ
ィスク2 上に常に合うように対物レンズ1 が移動制御さ
れる。キャリッジ5 には、光ディスク2 の径方向に平行
に延設された２本のガイドレール7a,7b に接するよう
に、４対８個のベアリング6 が取り付けられており、ベ
アリング6 がガイドレール7a,7b 上を転動することによ
ってキャリッジ5 は光ディスク2 の径方向に移動可能で
ある。

【００２６】キャリッジ5 の両側面部にはラジアル駆動
コイル12a,12b が取り付けられている。これらラジアル
駆動コイル12a,12b は中空筒状に形成されており、その
巻装方向は光ディスク2 面と垂直方向となっている。ラ
ジアル駆動コイル12a,12b の中空部内には、前記ガイド
レール7a,7b が通っている。なお、ガイドレール7a,7b
は強磁性体からなっている。

【００２７】ここで、ガイドレール7a,7b と磁気的に接
続するラジアルヨーク14a,14b は、それぞれ２枚のヨー
ク材15a,15b,15c,15d を重ね合わせた状態からなり、そ
の隅に設けられた固定用ネジ穴16を介して一体化される
とともにベースに固定されている。ヨーク材15a,15b,15
c,15d は、プレス加工によりあらかじめ所定の形状に型
抜きされた薄い板状材料からなっている。

【００２８】ラジアルヨーク14a,14b の端部は、それぞ
れのヨーク材15a,15b,15c,15d が曲面状に曲げられてい
るため、ガイドレール7a,7b の端部曲面にほぼ添った形
状をなしている。そして、ラジアルヨーク14a,14b の端
部はガイドレール7a,7b の端部を覆うように配置されて
いる。なお、固定用ネジ穴16を介してヨーク材15a,15b,
15c,15d が位置決めされるとともにガイドレール7a,7b
が挟み込まれ、これによってラジアルヨーク14a,14b と
ガイドレール7a,7b とが固定されている。

【００２９】また、ラジアルヨーク14a,14b にはラジア
ル駆動磁石13a,13b がラジアルヨーク14a,14b に取り付
けられている。ラジアル駆動磁石13a,13b の着磁方向は
光ディスク2 の径方向に一致している。

【００３０】ラジアル駆動コイル12a,12b に電流を流す
ことによって、ラジアル駆動コイル12a,12b の一部（ラ
ジアル駆動磁石13a,13b とガイドレール7a,7b に挟まれ
る部分，磁気ギャップ内に配置された部分）にローレン
ツ力が発生し、キャリッジ５は光ディスク２ の径方向
に移動することができる。そして、レーザ光の焦点を光
ディスク2 上の所望の位置に移動させることができる。

【００３１】なお、ガイドレール7a,7b ，ラジアルヨー
ク14a,14b ，ラジアル駆動磁石13a,13b などが、例えば
鋼などの比較的酸化されやすい材料からなる場合には、
その表面にメッキ処理などを施すことにより酸化防止膜
を作ることが好ましいが、通常はこの酸化防止膜はきわ
めて薄いため、非磁性体であったとしても磁気抵抗に対
する影響は無視することができる。

【００３２】ここで、ガイドレール7a,7b とラジアルヨ
ーク14a,14b からなる磁気回路を製作する手順を説明す
る。まず、可動体に固定されたラジアル駆動コイル12a,
12b 内にガイドレール7a,7b を挿通した状態で、ガイド
レール7a,7b の端面をベースに固定する。そして、この
固定されたガイドレール7a,7b を基準に組立てを行う。

【００３３】次に、あらかじめ適当な形状に加工したヨ
ーク材15a,15c とヨーク材15b,15dを貼付け、ラジアル
ヨーク14a,14b を製作する。そしてラジアルヨーク14a,
14bにラジアル駆動磁石13a,13b を貼付ける。

【００３４】次に、上述のラジアルヨーク14a,14b をガ
イドレール7a,7b 端部の接触部分にそれぞれ押し当て、
ガイドレール7a,7b の径方向に対するラジアルヨーク14
a,14b の位置決めを行う。ラジアルヨーク14a,14b には
すでにラジアル駆動磁石13a,13b が貼付けられているた
め、その吸着力によって、ガイドレール7a,7b とラジア
ルヨーク14a,14b とが容易に位置決めされる。

【００３５】そして、ガイドレール7a,7b の中心軸に対
するラジアルヨーク14a,14b の回転方向の位置決めは、
ラジアルヨーク14a,14b をベースに固定することによっ
て行う。

【００３６】このような製作手順を採用すれば、ラジア
ルヨーク14a,14b とガイドレール7a,7b との隙間発生を
より少なくすることができ、磁気抵抗が小さくできる。
また、磁力による吸着力が作用しているため、組立て後
に衝撃が加わったり、固定用ネジがゆるんでも、位置ズ
レが発生しにくくなる。

【００３７】そして上述した本発明によれば、ガイドレ
ールの側面を介してヨークを接続する構成を採用してい
るため、ヨークとガイドレールとの接触面積はガイドレ
ール側面（ガイドレール周り、ガイドレールの軸方向）
に沿って伸ばすことにより容易に広くすることができ
る。したがって、ガイドレールとラジアルヨークとの隙
間および磁気回路の磁気抵抗を従来よりも小さくするこ
とができる。そして駆動力の大きな電磁駆動装置とする
ことができる。

【００３８】また、ラジアルヨークは、プレス加工など
で所定形状に型抜きした薄い板状材料から製作すること
ができるため、簡単にかつ大量に生産できるのみなら
ず、磁気回路の高さを薄くすることができ装置の薄型
化，軽量化に寄与する。また、従来のようにガイドレー
ルとの間に微小な隙間を設けるような設計を避けること
ができる。

【００３９】続いて、図３を参照して本発明の第２実施
例について説明する。図３は電磁駆動装置を構成する磁
気回路の部分を示す斜視図である。本実施例では、前述
の実施例におけるヨーク材15a,15c およびヨーク材15b,
15d はそれぞれ一枚の部材から形成されている。まず、
平面状に形成されたヨーク材15を用意し、その中心部分
にガイドレール7 が位置するように配置する。次にガイ
ドレール7 を境にヨーク材15を折り曲げてガイドレール
7 を挟み込む。位置決めを行った後に固定用ネジを固定
用ネジ穴16に螺合して固定する。最後にラジアル駆動磁
石13を取り付ける。完成したラジアルヨーク20はガイド
レール7 を巻き込むように製作される。

【００４０】このような本実施例においても、ガイドレ
ールの側面を介してヨークを接続する構成を採用してい
るため、ヨークとガイドレールとの接触面積はガイドレ
ール側面（ガイドレール周り、ガイドレールの軸方向）
に沿って伸ばすことにより容易に広くすることができ
る。したがって、ガイドレールとラジアルヨークとの隙
間および磁気回路の磁気抵抗を従来よりも小さくするこ
とができる。そして駆動力の大きな電磁駆動装置とする
ことができる。

【００４１】また、本実施例のように構成した場合に
は、ラジアルヨーク20とガイドレール7 との接触面積を
より大きくすることができるので、両者の磁気抵抗を一
層少なくすることができる。

【００４２】なお、この実施例において、あらかじめヨ
ーク材15を折り曲げてラジアルヨーク20を形成してお
き、最後にガイドレール7 を挿通する手順で磁気回路を
製作することもできる。

【００４３】続いて、図４を参照して本発明の第３実施
例について説明する。図４は電磁駆動装置を構成する磁
気回路の部分を示す斜視図である。本実施例におけるラ
ジアルヨーク21は、一枚のヨーク材15の各部を折り曲げ
た状態で形成されている。ラジアル駆動磁石13との接触
部は90゜に折り曲げられ、ちょうどガイドレール7 とラ
ジアル駆動磁石13とが同じ高さとなるように構成されて
いる。また、ラジアルヨーク21のガイドレール7 端部と
の接触部分は、わずかな曲面となるように折り曲げら
れ、ガイドレール7 が位置決めされている。

【００４４】このように構成した場合には、ヨーク材を
重ねたり厚い板材を用いることなしにラジアル駆動磁石
13との接触面積を増やすことができる。そのため、ヨー
ク材の厚さに制限されることなく、光ディスク2 面に対
して垂直な方向に厚い磁石を用いことができ、電磁駆動
装置の駆動力を増やすことができる。

【００４５】なお、本発明は上述の各実施例の形態に限
定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、
ここでは図示しないベースをラジアルヨークとともに強
磁性体で一体に製作してもよい。また、ガイドレール上
を転動するベアリングの代わりに滑り軸受による摺動方
式を採用してもよい。

【００４６】また、上記実施例では本発明の電磁駆動装
置の応用例として対物レンズ駆動装置について説明した
が、電磁駆動装置を利用することができる装置であれば
他の分野（例えば磁気ディスク装置など）への適用もも
ちろん可能である。

【００４７】なお、ここではガイドレールの断面形状を
円形としてあるが、楕円形状や、部分的に直線状に切り
欠かれた形状などとしても本発明が容易に適用できる。
また、ラジアルヨークとガイドレールとの接触部分のみ
断面形状を矩形とし、ベアリングや滑り軸受が移動する
部分の断面形状を円形とするなど、断面形状に変化を持
たせてもよい。さらに、ガイドレールは直線状である必
要はなく、曲線状に形成することにより円運動を発生さ
せるようにすることもできる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明よれば、ヨー
クとガイドレールとの接触面積はガイドレール側面（ガ
イドレール周り、およびガイドレールの軸方向）に沿っ
て伸ばすことにより容易に広くすることができる。した
がって、ガイドレールとラジアルヨークとの隙間および
磁気回路の磁気抵抗を従来よりも小さくすることができ
る。そして駆動力の大きな電磁駆動装置とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁駆動装置の第１実施例であり対物
レンズ駆動装置に適用した状態を示す斜視図。

【図２】図１の電磁駆動装置の一部を示す斜視図。

【図３】本発明の電磁駆動装置の第２実施例に係る磁気
回路を示す斜視図。

【図４】本発明の電磁駆動装置の第３実施例に係る磁気
回路を示す斜視図。

【図５】従来の対物レンズ駆動装置を示す斜視図。

【図６】図５の対物レンズ駆動装置に使用される電磁駆
動装置の一部を示す斜視図。

【符号の説明】

１…対物レンズ ２…光ディスク ５…キャリッジ 7a,7b …ガイドレール 12a,12b …ラジアル駆動コイル 13,13a,13b…ラジアル駆動磁石 14a,14b,20,21 …ラジアルヨーク 15,15a,15b,15c,15d…ヨーク材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動体と、 磁性体からなり前記可動体の移動方向に延設されるガイ
   ドレールと、 前記ガイドレールの側面を介して接続され前記ガイドレ
   ールとともに磁気回路を構成するヨークと、 前記ヨークに固定され前記ガイドレールに対向配置され
   る磁石と、 前記可動体に固定されるとともに前記ガイドレールと前
   記磁石との間に介在され、磁束を受けて前記可動体を電
   磁駆動する駆動コイルと、 を有することを特徴とする電磁駆動装置。
2. 【請求項２】前記ヨークは前記ガイドレールの側面にほ
   ぼ沿った形状をなしていることを特徴とする請求項１記
   載の電磁駆動装置。
3. 【請求項３】前記ガイドレールは円柱形状をなしている
   ことを特徴とする請求項１記載の電磁駆動装置。
4. 【請求項４】前記ヨークは前記ガイドレールを挟み込む
   形状をなしていることを特徴とする請求項１記載の電磁
   駆動装置。
5. 【請求項５】光情報記録媒体上に光ビームを集束させる
   ための対物レンズを搭載するキャリッジと、 磁性体からなり、前記光情報記録媒体の径方向に延設さ
   れるガイドレールと、 前記ガイドレールの側面を介して接続され前記ガイドレ
   ールとともに磁気回路を構成するヨークと、 前記ヨークに固定され前記ガイドレールに対向配置され
   る磁石と、 前記キャリッジに固定されるとともに前記ガイドレール
   と前記磁石との間に介在され、磁束を受けて前記キャリ
   ッジを電磁駆動する駆動コイルと、 を有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
6. 【請求項６】前記ヨークは前記ガイドレールの側面にほ
   ぼ沿った形状をなしていることを特徴とする請求項５記
   載の対物レンズ駆動装置。
7. 【請求項７】前記ガイドレールは円柱形状をなしている
   ことを特徴とする請求項５記載の対物レンズ駆動装置。
8. 【請求項８】前記ヨークは前記ガイドレールを挟み込む
   形状をなしていることを特徴とする請求項５記載の対物
   レンズ駆動装置。