KR950010332B1 - 작업툴의 위치설정장치, 작업장치를 작동하는 장치 및 작업장치의 작동방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

작업툴의 위치설정장치, 작업장치를 작동하는 장치 및 작업장치의 작동방법

제1도는 본 발명이 적용되는 광학 디스크 장치의 개략도.

제2도는 본 발명이 적용되고, 피봇 핀상에 회전가능하고 미끄럼 가능하게 장착된 회전식 작동기/렌즈 홀더를 나타내는 도면.

제3도는 제2도에 도시된 회전식 작동기의 평면도로서, 영구자석과 조합된 코일에 의한 트랙 추종 동작과 회전동작의 관계를 나타내는 도면.

제4도는 제2도 및 제3도에 도시된 회전식 작동기에 적용되는 본 발명의 실시예를 나타내는 블럭 다이어그램.

제5도는 제2도 및 제3도에 도시된 회전식 작동기에 실시할 수 있는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면.

제6도는 제2도 및 제3도에 도시된 회전식 작동기에 본 발명을 실시하기 위한 실제회로의 개략적인 회로 다이어그램.

제7도는 본 발명의 제2실시예의 개략적인 회로 다이어그램.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 광학 디스크 13 : 미세조정 작동기

15 : 헤드 캐리지 20 : 본체

21 : 피봇핀 22 : 대물렌즈(작업툴)

24 : 포커싱용 코일 26 : 트랙킹용 코일

28 : 자석 32 : 바이어스자계

34 : 광축 36,37 : 자계

52 : 트랙추종 및 탐색회로 55,56 : 아날로그 합산회로(합산 증폭기)

57 : 바이어스 회로 59 : 증폭기

71,72 : 제너 다이오드

본 발명은 작동기(actuators)에 관한 것으로, 특히, 진동 및 요동이 제어될 수 있는 회전식 작동기(rotary actuators)에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 장치는 대물렌즈(an objective lens)가 초점위치 및 트랙 추종/ 탐색 방향(focus and track followin g/seeking directions)으로 이동가능하도록 회전 작동기[렌즈 홀더(lens holder)]상에 장착된 광학 디스크 레코더에 적용가능하다.

광학 디스크 레코더에 있어서, 렌즈가 렌즈의 광축을 따라 렌즈 홀더내에서 축방향으로 이동가능한 회전식 렌즈홀더를 종종 사용하였다. 이러한 운동은 대물렌즈의 사용을 통해 초점조절 동작을 가능케 한다. 또한, 렌즈 홀더의 회전 모드(rotational mode)는, 알려져 있는 바와 같이, 트랙 탐색 동작에 의해, 렌즈가 한 기록 트랙(a record track)으로부터 인접 기록 트랙 또는 다수의 기록 트랙으로 이동될 수 한다. 이러한 렌즈 홀더는 통상, 헤드 캐리지(a head carriage)상에 설치되며, 직립한 핀(an upstanding pin)이 렌즈 홀더를 미끄럼 가능하고 회전 가능하게 지지하고 있는 일반 작동기(a coarse actuator)라고도 부른다. 광학 디스크 레코더에 있어서, 극히 높은 트랙 밀도 및 선형 기록 밀도 때문에, 직립한 핀과 렌즈 홀더 사이의 임의의 공차(any tolerances)는 진동을 야기시키고 그리고 서보 회로(servo circuits)에의해 조정되야 하는 독립된 변수를 도입한다. 대부분의 경우, 헤드 또는 변환기 캐리지(head or transducer carriage)에 대해 회전 가능한 렌즈 홀더(또한 작동기라고도 함)의 요동 또는 다른 운동은, 약 1 미크론의 트랙간격에서 및 셀(cells)의 길이가 트랙을 따라 1미크론 또는 그 이하인 상당한 선형 밀도에서는 증대하게 된다.

유사한 문제점은 자기 변환기가 트랙 횡단 및 트랙 탐색을 위해 회전 가능하게 장착되어 있는 하드 디스크 레코더(hard disk recorders)라고 불리우는 다른 레코더에서도 발생한다. 이러한 자기식 하드 디스크의 트랙 밀도가 증가할 때, 피봇 회전 지지부재의 공차에 대한 민감성은 더욱 커지게 된다. 따라서, 회전식 작동기가 그러한 작동기를 이용하는 장치의 헤드 캐리지 상에 있든지 또는 프레임상에 있든지간에, 회전식 작동 또는 변환기 홀더[또한, 작업툴 홀더(working tool holder)라함]와 그의 지지부재 사이의 관계를 간단하고 효과적으로 제어하는 것이 바람직하다.

테라야마(Terayama)등의 미합중국 특허 제4,687,296호에는, 광학 디스크에 사용되는 회전가능한 대물렌즈 홀더가 개시되어 있다. 탄성 압력 부재는 회전식 작동기/ 렌즈 홀더를 지지하는 프레임상에 접속되어, 렌즈 홀더가 피봇운동 또는 회전할 때, 이 탄성 압력 부재가 왜곡되어 트랙 추종 또는 탐색 방향의 진동, 즉 대물렌즈의 광축에 수직한 방향의 진동을 제거하도록 되어 있다. 또한, 탄성 압력 부재(이 참조 특허의 제5도에 도시됨)는 회전식 렌즈 홀더가 피봇 핀(a pivot pin)을 중심으로 회전하는 피봇핀에 대해서 회전식 렌즈 홀더를 탄성적으로 끌어당긴다. 이 특허에 개시된 장치에 따르면, 탄성 압력 부재는 트랙킹 방향, 즉 대물렌즈 홀더의 회전운동 방향의 진동을 감소시킨다. 회전식 대물렌즈 홀더에 의한 피봇핀상의 힘이, 렌즈 홀더가 피봇핀 주위를 회전할 때 렌즈 홀더의 회전을 추종하는 것과는 역행해서 피봇핀위의 일정한 위치에 나타나도록, 탄성 압력 부재에 의해서 회전식 렌즈 홀더상에 작용하는 힘은 렌즈 홀더가 피봇핀의 중심주변에서 회전할 때 변화되므로, 즉 탄성 압력 부재의 힘은 대물 렌즈 홀더의 회전에 따르지 않으므로, 따라서 상기 탄성 압력 부재는 핀의 피봇축과 렌즈의 광축 사이의 축위에 일정한 힘을 제공하지 못한다. 회전식 작동기/ 렌즈 홀더와 피봇 핀 사이의 구름 접촉과 정렬되는 힘을 유지시키는 것은 상기 회전식 작동기/ 렌즈 홀더와 피봇핀 사이의 최적 동작관계를 제공하는 것으로 믿어지고 있었다. 더우기, 상기 접촉이 상기 참조 특허의 장치에 의해 제공되는 작동기의 구름운동을 추종할 때, 피봇핀과 회전식 작동기 사이에 포함되는 마찰력은 일정하고 예측가능한 값으로 유지되는 것으로 믿어지고 있었다. 통상, 대물 렌즈는 회전식 작동기상의 가장 무거운 요소이며, 이것은 피봇 핀에 대해 렌즈 홀더를 지지하는 힘을 대물 렌즈의 무게 중심과 정렬되게 유지시키는 역할을 한다. 이것은 진동을 감소시키고, 그리고 렌즈 홀더의 회전운동 및 피봇 핀상에서 렌즈 홀더의 피봇 축 미끄럼 가능한 운동의 일관되고 예측 가능한 결과를 제공하기 위한 최적의 방법이라고 믿어지고 있었다.

반로스메일런(VanRosmalen)의 미합중국 특허 제4,638,471호에는, 두세트의 자기 코일(two sets of magnet coils)을 갖는 대물렌즈의 초점 제어가 개시되어 있는데, 이 장치에서, 신호들은 동일한 진폭 및 동일한 주파수를 갖지만, 이들 신호의 위상은 대물 렌즈가 방사 빔의 광축에 대한 주광선에 대해서 두 축충한 축을 중심으로 주기적으로 경사지도록 반대로 되어 있다. 상기 특허의 장치의 다수의 신호와, 대물렌즈를 제어하기 위한 중첩 신호의 위상 관계를 개시하고 있다. 상기 특허의 장치에 의해 제공된 기능은 본 발명에 개시되고 청구범위에 기재된 것과는 아주 다르다. 기젠(Gijzen)등의 미합중국 특허 제4,773,055호에도 상술한 것과 같은 장치가 개시되어 있는데, 제1코일은 대물렌즈의 축운동을 야기시키고, 반면에 제2코일은 대물렌즈의 경사 운동을 야기시킨다. 이 특허에는, 피봇 핀과 회전식 작동기 간의 관계를 제어하는 것에 관한 기재는 없다.

쯔루시마(Tsurushima)등의 미합중국 특허 제4,482,988호는 회전식 작동기상에 포커싱용 및 트랙추종/ 탐색용 코일을 갖는 광학 디스크 장치의 회전식 렌즈 캐리어/ 작동기를 개시하고 있다. 이 특허에는, 본 발명에 개시된 바와 같은 피봇핀에 대해서 회전 부재를 가압하는 것은 설명되어 있지 않다.

무스하(Musha)의 미합중국 특허 제4,386,823호는 직사각형 마운트(a rectan gualr mount)에 대물렌즈를 위치시키는 자기 코일을 개시하고 있다. 이 특허는 본 발명과는 다른 대물렌즈를 제어하는 장치를 개시하고 있다.

스쯔끼(Suzuki)의 미합중국 특허 제4,861,138호는 회전식 작동기가 지지핀을 중심으로 회전하고 그리고 지지핀상에서 축방향으로 미끄럼이동하는 광학 디스크 레코더용 회전식 작동기를 개시하고 있다. 이 특허는 특정한 자석/ 코일의 배열을 이용하고 있지만, 피봇핀과 그것을 지지하는 회전식 작동기사이의 공차를 어떠한 방법으로 조절하는지에 대해 개시되어 있지 않다.

이찌까와(Ichikawa)등의 미합중국 특허 제4,838,649호는 피봇핀으로부터 편위되고(off-set) 피봇 핀에 대해서 평행한 광축을 갖는 대물렌즈를 구비하며, 피봇 핀을 중심으로 회전하는 다른 회전식 작동기에 관하여 기술하고 있다. 이 특허는 회전식 작동기의 무게 중심을 피봇 핀에 두는 것을 개시하고, 또한 트랙 추종 방향으로의 이동(광축과 피봇축으로의 이동)에 대해서 높은 강성과 슬라이드 축을 직각으로 교차하는 평면의 회전에 대해서 낮은 강성을 갖는 스프링 부재를 개시하고 있다.

유무라(Yumura)등의 미합중국 특허 제4,862,441호에는 선형으로 이동가능한 조악한 조정 작동기 또는 변환기 캐리지(a linearly translatable coarse actuator or tranducer carriage)상에 설치된 다른 광학 디스크 대물 렌즈 작동기/홀더가 개시되어 있다.

에스테스(Estes)의 미합중국 특허 제4,799,766호는 자기 공중부양(magnetic levitation)만을 이용하는 초점방향 및 트랙추종 방향의 양방향에 대물렌즈 위치시키는 것에 관해 기술하고 있다. 반로스메일런(VanRosmalen)이 미합중국 특허 제4,557,564호에는 회전식 작동기가 개시되어 있지만, 이 회전식 작동기는 본 발명과 같은 동작을 제공하지 못한다. 이 특허에는 광학 디스크 뿐만 아니라 상기 언급한 하드 디스크에도 사용할 수 있는 회전식 작동기가 개시되어 있다.

본 발명에 따라서, 자기 변환기, 대물렌즈 또는 트랙추종 미러등과 같은 작업 툴(a working tool)을 갖는 회전식 작동기는 피봇 핀의 주변에 이동가능하게 장착된다. 헤드 캐리지와 같은 지지수단은 회전식 작동기와 프레임 부재를 상호 결합하고 있다. 헤드 캐리지상의 배열은, 회전식 작동기가 그 회전식 작동기의 회전을 추종하는 지점에서 피봇 핀에 대해 가압되도록 되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 회전식 작동기는 피봇 핀을 중심으로 회전가능하게 되어 있을 뿐만 아니라 그 피봇 핀위에서 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 되어 있다. 본 발명의 양호한 구성에서, 회전식 작동기의 트랙추종/탐색 동작 또는 회전 동작은 영구 자석과 자기적인 협동 관계로 배치되는 작동기상의 한 세트의 코일에 의해 행해진다. 하나 또는 그 이상의 코일을 통해 흐르는 전류는, 코일의 전류에 의해 발생된 자계와 영구자석의 자계의 상호 작용에 의해서 회전식 작동기의 회전을 야기시킨다.

한 실시예에 있어서, 코일을 통해 흐르는 바이어스 전류(a bias electric current)는 회전식 작동기를 피봇 핀쪽으로 가압한다. 이러한 장치에 있어서, 회전을 발생시키는 전류는 바이어스 전류상에 중첩되어, 코일이 피봇 핀에 대한 회전식 작동기의 회전 제어 뿐만 아니라 피봇 핀에 대해서 회전식 작동기를 바이어싱시키는 것을 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 작업 툴의 회전을 일으키는 전기 신호가 측부 바이어스를 제공한다. 본 발명의 장치에 있어서, 대물렌즈 또는 변환기와 같은 작업 툴의 중심점을 통하여 피봇 축으로부터 반경방향으로 연장되는 라인에 접촉점이 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 및 기타 목적, 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면에 도시된 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예 대한 다음의 설명으로 부터 명백해질 것이다.

첨부된 도면에 있어서, 동일한 번호는 여러 도면에서 동일한 부분 및 구조적 특징을 표시한다. 광학 디스크(10)는 회전축(12)을 중심으로 화살표 방향(11)으로 회전한다. 디스크(10)는 적당한 전기 모터(도시되지 않음)에 의해 회전하도록 적절하게 장착된다. 미세조정 작동기(a fine actuator)(13)는 헤드 캐리지(head carriage)(15)의 선단부에 장착되어 있다. 헤드 캐리지(15)는 장치 제어기(제어부)(14)에 의해 제어되며, 또한 통상의 방법으로 장치의 프레임(도시되지 않음)상에서 이동가능하다. 도시된 실시예에서, 미세조정 작동기(13)는 작업 툴(작업기구)(a working tool)(22)을 갖는다. 작업 툴(22)은 자기 변환기, 광학 미러, 대물렌즈 또는 다른 작업 제공 요소일 수 있다. 이하에 기술되는 작업 툴(22)는 대물렌즈(22)로서 설명한다. 미세조정 작동기(13)는, 포커싱 동작, 즉 대물렌즈의 광축을 따라서 디스크(10)쪽으로 가까워지는 동작 및 디스크(10)로 부터 멀어지는 동작과, 화살표(25)(제2도)로 표시된 바와 같이, 대물렌즈(22)의 광축(23)에 대하여 수직인 회전 운동에 의해 트랙 추종 및 탐색 동작을 가능케하는 방식으로 대물렌즈(22)를 갖고 있다. 화살표(25)는 일련의 트랙을 가로지르도록 디스크(10)의 반경방향으로 연장되어 있다. 또한, 헤드 캐리지(15)는 디스크(10)의 소정의 반경방향 영역에 미세조정 작동기(13)를 위치시키도록 반경방향으로 이동이 가능하다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 피봇 핀(21)은 미세조정 작동기(13)의 지지 프레임인 헤드 캐리지(15)상에 장착된다. 미세조정작동기는(13)는, 대물렌즈(22)가 디스크 카트리지(도시되지 않음)내에 삽입되도록 오프-세트된 빔 형상(a beam shape)을 갖는, 바람직하게는 몰드 성형된 본체(20)를 포함하고 있다. 포커싱용 코일(a focusin g coil)(24)은 본체(20)상에서 피봇 핀(21) 주변에 연장된다. 한쌍의 트랙킹용 코일(26)은 제3도에 도시된 바와 같이 본체(20)의 대향측면에 배치되어 있다. 한쌍의 자석(28)이 트랙킹용 코일(26) 및 포커싱용 코일(24)과 근접한 자기관계에 있도록 헤드 캐리지(15)상에 직립한 방식으로 장착되어 있다. 몇몇 응용에 있어서, 본체상에 장착된 경화삽입부재(a hardened insert)(30)는, 미세조정 작동기(13)가 피봇 핀(21)을 중심으로 회전하고, 피봇 핀(21)의 중심축인 피봇 축의 축방향으로 미끄럼이동하게 가능하기 위해서, 피봇핀의 주변에 슬라이드 베어링(a slide bearing)을 형성한다. 포함된 엄격한 공차 때문에, 피봇핀(21)과 경화 삽입부재(30)사이에 간격(31)이 조금이라도 존재하면, 피봇 핀(21)에 대해서 본체(20)의 요동이나 또는 진동의 문제를 일으킬 가능성이 있다. 이러한 운동을 저렴한 비용으로 그리고 효과적인 방법으로 최소화시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라서, 코일(26)은 미세조정 작동기(13)에 대한 회전 운동을 제공하는데 사용될 뿐만 아니라, 화살표(32)로 표시된 바와같이 자력을 발생하도록 그 코일을 통해 흐르는 바이어스 전류에 의해 바이어스 자계(a bias magnetic field)를 제공하는데 사용된다. 이러한 자력은 렌즈(22)의 광축(34)를 통해 지나는 라인(33)으로 표시된 지점에서 피봇 핀(21)에 대해 본체(20)를 가압하도록 화살표(32)의 방향으로 본체(20)에 힘을 가한다. 화살표(32)로 표시된 바이어스 자력은 작동기(13)의 회전 운동을 수행하도록 트랙킹용 코일(26) 및 자석(28)에 의해 발생된 자력(36,37)과 중첩된다. 코일(26)을 통해 흐르는 제어 전류는 동일 회전 방향을 갖는 힘을 발생하도록 동작한다. 즉, 본체(20)를 반시계 방향으로 회전시키기 위해서, 화살표(36,37)로 표시된 자력은 본체(20)와 자석(28)사이에 반력을 발생시킨다. 시계방향으로 회전시키기 위해서는, 화살표(36,37)로 표시된 자력은 반전된다. 이점에 관련해서, 화살표(32)로 표시된 바이어스 자력은 반대의 회전 방향을 갖기 때문에, 작동기(13)에는 회전운동을 일으키지 않게 된다. 회전발생 자력과 바이어스 힘을 중첩시키면, 본체(20)과 핀(21)사이의 접촉을 항시 라인(33)상에 두는 바이어스 힘을 유지시키기 위한 중첩힘을 발생시킨다. 따라서, 본체(20)가 회전할때, 바이어스힘은 본체(20)가 피봇 핀(21)을 중심으로 회전 또는 피봇운동함에 따라 그 회전에 추종한다. 이 장치는, 본체(20)가 대물렌즈(22)에 가장 가까운 피봇핀(21)의 측면상에 있거나 또는 반대측면상에 있든지 간에, 피봇 핀(21)과 본체(20)를 라인(33)을 따라 유지시키기 위한 바이어스힘을 유지한다. 또한, 이러한 장치는 미세조정 회전식 작동기(13)에 최고의 평형을 제공해 준다. 자석(28)은 작동기상에 장착되고, 코일(26)은 지지체(헤드 캐리지)(15)상에 장착될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

코일(26)의 권선 방향 및 코일을 통해 흐르는 전류 방향은, 회전방향과 발생되는 바이어스 힘의 방향을 결정한다. 이러한 관계는 당업자라면 용이하게 이해할 수 있는 사항이고 또한 설계 사항이므로, 그것에 대해 더이상 기술하지 않겠다. 제4도는 제3도와 관련해서 설명한 자력을 발생하는 기능표시를 나타낸 것이고, 제6도는 이 기능을 수행하는 회로의 실시예를 나타낸 도면이다. 전류가 코일(26)을 통해 흐를 때, 전류(40,41)에 의해 화살표(36,37)의 자력으로 표시된 바와같이 본체(20)를 회전시키기 위한 상술한 바와같은 자력을 발생하도록, 코일(26)을 배열시킨다. 코일의 권선 방향을 반대로 하면, 전류 방향도 역으로 된다. 제4도에서, 화살표(40,41)로 표시된 전류방향은 미세조정 작동기(13)에 회전 토오크를 발생시키도록 반대방향의 자력(36,37)을 발생한다. 이것과는 반대로, 화살표(32)로 표시된 바이어스 자력을 발생하기 위해, 전류는 화살표(42,43)로 표시된 바와같이 동일 방향으로 흐른다. 코일의 단부(50,51)로부터 코일(26)을 통해 흐르는 전류를 중첩(superposition)시키는 것은 각기 아날로그 합산 회로(analog sum circuits)(55,56)를 사용한다. 트랙 추종 및 탐색 회로(52)는 화살표(53)로 표시된 바와같이 장치 제어기(제어부)(14)로부터 제어 신호를 수신한다. 상기 트랙 추종 및 탐색 회로(52)는, 작동기(13)의 회전을 일으키는 코일(26)에 대해서, 아날로그 합산 회로(55,56)를 통해 각기 코일의 단부(50,51)에 제어 신호를 공급한다. 이것과는 반대로, 바이어스 회로(57)는 각각, 아날로그 합산 회로(55,56)를 통해 코일(26)의 단부(50,51)에 접속되어, 두 코일(26)에서 전류를 중첩시킨다.

본 발명의 양호한 실시예는 제4도 및 제6도에 도시된 바와같이 트랙킹용 코일을 사용하지만, 필요하다면 바이어스 회로용 분리된 코일을 사용하는 것도 가능하다. 제5도에 도시된 바와같이, 트랙추종 및 탐색 회로(52)는 회전을 발생시키는 자력을 제공하는 코일(26)에 직접 접속되어 있다. 바이어스 회로(57)는 코일(26)에 접속되지 않고, 화살표(32)로 표시된 바이어스 자력을 제공하는 한세트의 바이어스 코일(61)에 접속된다. 이 바이어스 코일(61)은 코일(26)의 내부에 설치될 수 있다.

제6도는 본 발명의 실시예를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다. 한쌍의 트랙킹용 코일(26)은 합산 증폭기 회로(55,56)에 의해 제어되는 반전 신호 증폭기(a revers e signal amplifier)(59)에 대한 공통 접속을 가진다. 바이어스 회로(57)는 액티브 입력(active input)인 전류 합산 노드(current summing node)(60)에서 합산 증폭기(55)에 인가되는 가변 배터리(DC) 원이다. 합산 증폭기의 제2입력은 기준 신호원(61)이다. 전류 합산 노드(60)의 제2입력은 트랙 추종 및 탐색 회로(52)로부터 수신된 라인(63)상의 트랙킹 구동 신호이다. 제4도는 합산 증폭기(55,56)에 차동 신호를 제공하는 회로(52)를 도시하지만, 제6도의 실시예는 단일 입력을 사용한다. 차동신호의 동작은 합산 증폭기(56)의 차동 증폭기(65)를 통해서 동작된다. 합산 증폭기(56)에 있어서, 신호 합산 노드(60)에서 트랙 추종 및 탐색 신호와 바이어스 신호를 합산하지는 않고, 차동 증폭기(65)는 한 입력측에서 바이어스 신호와, 제2입력측 또는 두신호를 빼기 위한 차동입력에서 라인(63)상의 트랙 추종 및 탐색 신호를 수신한다. 합산 증폭기(55,56)의 출력신호는 코일(26)의 외부 접속점(extreme connections)에 공급되는 것뿐만 아니라 반전 신호 증폭기(59)의 합산 노드(67)에도 공급된다. 이러한 접속은 반전 신호 증폭기(59)를 제어하여, 두 코일(26)에서의 역방향 전류 흐름이 트랙추종 및 탐색용 자력(36,37)을 발생시키도록 한다. 양 증폭기(55,56)의 바이어스 신호 입력은 코일에서의 전류 흐름이 자력(32)을 발생시키도록 한다. 제6도에서, 코일(26)의 중앙 접속부(70)는 제4도 처럼 접지되어 있지 않음을 주목해야 한다. 반전 신호 증폭기(59)는 신속한 트랙 추종 동작을 행하도록 코일의 단부에 높은 진폭의 반대 전압(higher ampli tude opposing voltages)을 발생시킨다. 제5도의 아날로그 합산 회로(55,56)는 제6도에 도시된 회로와 유사한 액티브 증폭기를 포함한다. 필요하다면, 다른 회로를 사용하는 것도 가능하다.

제7도는 에너지의 이용효율을 높인 본 발명의 다른 실시예의 회로도이다. 분리된 바이어스 전류를 트랙킹용 코일(26)에 인가하는 것 대신에, 트랙 추종 및 탐색 회로(52)로부터의 위치설정용 전류는 피봇 핀(21)에 대해 회전 본체(20)를 바이어스시킨다. 이러한 회로는 바이어스 회로(57) 및 합산 증폭기(55,56)의 필요성을 제거한다. 바이어스의 방향과 동일한 소정방향, 즉 바이어스 힘이 본체(20)의 회전을 추종하는 방향이 유지된다. 제1실시예에서, 두 트랙킹용 코일에서의 위치설정 전류는 동일하고, 그 결과 피봇 핀(21)에 대해 본체(20)의 정미의 바이어스 힘(net biasing)은 없다. 제7도의 회로는 보다 큰 회전-유도 토오크(rotation-inducing torque)를 제공하며 동시에 피봇핀(21)에 대해서 본체(20)에 바이어스를 제공하기 위해 한 트랙킹용 코일을 구비한다.

한쌍의 제너 다이오드(71,72)는 트랙킹용 코일(26c)[본체(20)를 시계방향으로 회전]및 (26cc)[본체를 반시계 방향을 회전]을 서보회로(52)에 각각 접속시킨다. 시계방향으로의 회전에 대해서, 토오크-유도 전류는 코일(26c)를 통해 흘러 토오크 력을 발생시킴과 아울러 피봇 핀(21)에 대해 본체(20)를 밀어내는 사이드 바이어스 힘(side bias)을 발생시킨다. 본체(20)에 반시계 방향으로의 회전에 대해서, 토오크-유도 전류는 코일(26cc)을 통해 흘러 회전력과 사이드 바이어스 힘을 발생시킨다. 따라서, 모든 코오크는 두개의 트랙킹용 코일(26c,26cc)중 하나의 코일에 의해서 제공된다. 이들의 코일은 반대 극성을 갖고 있으므로, 역 방향 전류(reverse direction currents)는 동일 방향의 사이드 바이어스 힘을 발생시킨다.

제너 다이오드(71,72)는 사이드 바이어스 힘을 제한한다. 구동 신호가 제너 다이오드의 역방향 전류의 발생 한계치(reverse current-conductiong threshold)를 초과할 때마다, 비-도통 제너 다이오드(non-conducting Zener diode)는 순방향-도통 제너 다이오드(forward-conducting Zener diode)로부터 역전 전류를 도통하기 시작한다. 역방향 도통 제너 다이오드를 통해 흐른 전류를 바이어스 힘에 대항하는 힘을 발생하여, 사이드 바이어스 힘을 제한한다(감소시킨다). 이러한 작용은 본체(20)와 피봇 핀(21) 사이의 마찰력을 제한한다(감소시킨다). 즉, 다이오드(71)가 순방향으로 도통할 때, 코일(26c)은 본체(20)에 대해 회전 유도 토오크와 사이드 바이어스 힘 모두를 제공하며, 코일(26cc)에는 전류가 흐르지 않는다. 제너 다이오드(72)의 역방향 전류-도통조건의 한계치(reverse current-condition threshold)가 초과될 때, 코일(26c)의 전류에 의해 발생된 바이어스 힘 및 토오크 력에 대항하는 전류를 코일(26cc)을 통해 공급하는 전류 도통이 시작된다.

다이오드(71,72)가 제너 다이오드 이외의 다이오드로 선택되는 경우, 역방향 전류 한계치는 제공되지 않는다. 이러한 회로는 보다 큰 사이드 바이어스 힘이 제공되는 것을 의미한다. 이러한 회로는, 피봇 핀(21)이 수평으로 놓여질 때에, 본체(20)상에 사이드 바이어스힘을 발생시키는 중력을 극복하는데 유용하게 이용된다. 본 발명의 기술사상을 벗어나는 일없이 토오크 력 및 사이드 바이어스 힘의 제어에 있어서 유사한 변화를 발생하는 다른 회로가 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 이탈하는 일 없이 구조 및 세부사항에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (22)

1. 작업툴(a working tool)이 축을 따라 이동가능하며, 작업툴 지지부재(a tool holder member)가 상기 작업툴을 지지하고 피봇축(a pivot axis)을 갖는 원형 개구를 구비하며, 상기 작업툴 및 원형 개구는 상기 피봇축으로부터 연장되는 제1공통 반경방향 라인(a first common radial line)상에 있으며, 프레임 부재(a frame member)를 구비하고, 직립한 원통형 핀(an upstanding cylindrical pin)이 핀축(a pin axis)을 가지며, 상기 프레임 부재상에 장착되고, 또한 상기 피봇축을 중심으로 회전하도록 상기 작업툴 지지부재를 회전가능하게 장착하기 위해 상기 원형 개구를 통해 연장되며, 상기 원형개구는 상기 직립한 원통형 핀보다 큰 직경을 갖고 있어 상기 피봇축과 핀축이 항상 정렬되지 않는, 작업장치의 작업툴을 위치 설정하기 위한 장치에 있어서 : 상기 작업툴 지지부재의 회전을 상기 직립한 원통형 핀을 중심으로 발생시키는 제1수단을 포함하여, 상기 작업툴 지지부재의 상기 회전작용을 발생시키기 위해 상기 작업툴 지지부재와 상기 프레임 부재를 작동적으로 상호 결합시키는 수단과 ; 상기 프레임 부재에 대해 상기 작업툴 지지부재의 회전위치와는 무관하게, 상기 제1공통 반경방향 라인과 실질적으로 정렬되는 사전설정된 바이어스 힘(a predetermined bias force)을 상기 작업툴 지지부재와 상기 직립한 원통형 핀사이에 인가하기 위해 상기 작업툴 지지부재와 상기 프레임 부재를 효과를 결합시키는 바이어스 수단(bias means)을 포함하는 작업툴의 위치설정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1수단은, 상기 피봇축쪽으로 연장되는 라인(a line)상에서 상기 양부재중 한 부재상에 배치되어 있는 한쌍의 자석(a pair of magnets)과, 상기 양부재중 다른 한 부재상에 배치되어 있는 한쌍의 코일(a pair of coils)을 포함하며, 상기 한쌍의 코일은 그 코일에 흐르는 전류를 각기 제어함으로써, 발생되는 자기토오크(magnetic torques)에 의해서 상기 작업툴 지지부재를 회전시키기 위해 상기 자석과 자기적으로 협동하도록 배열되어 있으며 ; 상기 바이어스 수단은, 상기 자기 토오크중 한 자기 토오크에는 부가되고 상기 토오크중 다른 한 자기 토오크와는 반대되는 자기 토오크를 제공하기 위해, 상기 제1수단과 자기적으로 협동관계에 있는 자기 수단(magnetic means)을 구비하는 작업툴의 위치설정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 바이어스 수단은, 상기 각 코일로부터 반대 토오크(opposing torques)를 발생하기 위해 상기 양 코일에 연속적인 DC전류를 공급하는 전기 회로(an electrical circuit)를 구비하며 ; 상기 제1수단은, 상기 코일에 상기 제어전류를 공급하고 상기 연속적인 DC전류에 상기 제어 전류를 중첩시키는 전기 회로를 포함하는 작업툴의 위치 설정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 바이어스 수단은, 상기 양부재중 상기 한 부재상에 있고 상기 피봇축의 대향 측면상에 배치된 한 세트의 바이어스 코일(a set of bias coils)과, 상기 바이어스 코일에 바이어스 전류를 공급하기 위해 상기 바이어스 코일에 접속된 회로를 포함하며, 상기 각 코일에서의 바이어스 전류가 상기 작업툴 지지부재의 회전하는 영향을 미치지 않지만, 상기 직립한 원통형 핀에 대해 상기 작업툴 지지부재를 자기적으로 가압하기 위해 상기 작업툴 지지부재상에 반대 토오크(opposing torques)를 발생시키도록 되어 있는 작업툴의 위치설정장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 작업툴은 변환기(a transducer)이며, 상기 작업 장치는 기록 부재상에 기록된 신호를 감지하도록 변환기를 사용하는 신호 레코더(a signal rec order)인 작업툴의 위치설정장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 작업툴은 대물렌즈(an objective lens)이며, 상기 작업장치는 기록 표면을 갖는 디스크를 구비한 광학 디스크 레코더(an optiacl disk recoder)이고, 상기 작업툴 지지부재는 상기 기록 표면에 대해 대물렌즈의 초점을 맞추기 위해 상기 직립한 원통형 핀상에 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 장착되어 있는 작업툴의 위치설정장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1수단은 상기 작업툴 지지부재의 대향 측면상에 장착된 한쌍의 코일을 포함하며 ; 상기 바이어스 수단은, 상기 코일에 각기 접속되고 상기 코일에 서로 반대방향의 전류가 흐르도록 역병렬로 배열된 두개의 다이오드를 포함하는 작업툴의 위치설정장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 다이오드는 제너 다이오드(Zener diodes)인 작업툴의 위치설정장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1수단은 상기 작업툴 지지부재의 외측에서 대향 측면상에 장착된 한쌍의 코일을 포함하며, 상기 각 코일은 제1 및 제2단부를 가지며 또한 각 코일에서의 반대방향 전류(opposing currents)가 상기 작업툴 지지부재를 회전시키기 위해 반대방향 회전 유도 토오크(opposing rotation-inducing torques)를 발생도록 장착되고, 상기 각 코일의 제2단부는 함께 접속되어 있으며 ; 상기 바이어스 수단은 캐소드(a cathode) 및 애노드(an anode)를 각기 갖는 제1 및 제2다이오드를 포함하며, 상기 제1다이오드의 캐소드는 상기 제2다이오드의 애노드에 접속되고, 상기 제1다이오드의 애노드는 상기 코일중 한 코일의 제1단부에 접속되고, 상기 제2다이오드의 캐소드는 상기 코일중 다른 한 코일의 제1단부에 접속되며, 서보 회로 수단(servo circuit means)은 상기 각 코일의 제2단부와 상기 다이오드의 애노드-캐소드 접속점에 각각 접속된 제1 및 제2출력 단자를 갖는 작업툴의 위치설정장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 다이오드는 제너 다이오드인 작업툴의 위치설정장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 제1수단은, 시계방형의 회전을 발생하기 위해 작업툴 지지부재의 일측에 회전발생 토오크(a rotation effecting torque)를 인가하고, 상기 작업툴 지지부재의 반시계방향의 회전을 발생하기 위해 상기 작업툴 지지부재의 상기 일측에 대향하는 다른측에 회전 발생 토오크를 인가하여, 상기 회전발생 토오크가 상기 직립한 핀에 대해 상기 작업툴 지지부재를 바이어스시키도록 하며 ; 상기 바이어스 수단은, 상기 직립한 핀에 대한 상기 작업툴 지지부재의 바이어스 힘을 사전설정된 바이어스 힘으로 제한하기 위해, 상기 제1수단에 접속된 한계치 부여 수단(threshold means)을 포함하는 작업툴의 위치설정장치.
12. 피봇축을 중심으로 회전 가능한 지지 부재(a holder member)상에 장착되고, 상기 피봇축에서 연장되는 제1반경 방향라인(a first radial line)상에 있는 작업요소(a work element)와, 프레임 부재상에 있고, 상기 피봇축을 따라 연장되는 축(an axis)을 갖는 직립한 핀과, 상기 지지부재는 상기 피봇축을 중심으로 회전운동을 하고 상기 피봇축을 따라 미끄럼 운동을 하도록 상기 직립한 핀상에 회전가능하고 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 장착되고, 상기 회전운동 및 미끄럼운동은 의도없이(unintentionally)사전설정된 불소망의 운동(predetermined undesired motions)을 포함하며, 상기 양부재중 한 부재상에 있고 그리고 피봇축쪽으로 연장되는 제2공통 반경방향 라인상의 지지부재의 대향측면에 배치되어 있는 한 세트의 코일 수단과, 상기 양부재중 다른 한 부재상에 있고, 제어 전류가 상기 코일 수단을 통해 흐를때 상기 회전운동을 발생시키기 위해 상기 코일수단에 자기적으로 결합되어 있는 자석 수단(magnet means)을 구비한 작업 장치를 작동하는 장치에 있어서 : 상기 양코일 수단이 상기 자석수단과 조합되어 상기 지지부재를 상기 피봇핀을 중심으로 회전시키도록 상기 지지부재에 동일한 회전방향의 토오크를 제공하기 위해, 상기 코일 수단에 결합되어 상기 양 코일 수단에 상기 제어전류를 공급하는 제1회로수단과 ; 상기 양 코일수단이 상기 자석수단과 조합되어 상기 지지부재가 상기 제2공통 반경방향 라인을 양분하는 반경방향 라인을 따라 상기 피봇핀에 대해 자기적으로 가압되도록 상기 지지부재에 반대 회전방향의 토오크를 제공하기 위해, 상기 양 코일수단에 결합되어 상기 양 코일수단에 바이어스 전류를 공급하는 바이어스 회로수단을 포함하는 작업장치를 작동하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 각 코일 수단은 단일의 코일 조립체(a single coil asse mbly)이며 ; 상기 코일 조립체와 상기 제1회로수단 및 상기 바이어스 회로수단사이에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 각 코일 조립체에 상기 제어 전류와 바이어스 전류를 공급 및 중첩하는 수단(superposing means)을 구비하는 작업 장치를 작동하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 한 부재는 상기 지지부재이고, 상기 다른 한 부재는 상기 프레임 부재이며 ; 상기 주어진 반경방향 라인은 상기 제1반경방향 라인과 실질적으로 일치하고, 상기 제2반경방향 라인은 상기 제1반경방향 라인과 실질적으로 수직으로 되어 있는 작업장치를 작동하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 작업 장치는 기록 부재상에 기록된 신호를 감지하는 수단을 갖는 신호 레코더(a signal recorder)이며 ; 상기 감지 수단내의 광 통로 수단(a light path means)은 상기 기록 부재에 광학적으로 결합되며 ; 상기 작업 요소는 상기 감지 수단내의 상기 광 통로 수단의 일부에 해당되는 광학 요소인 작업장치를 작동하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 신호 레코더는 광학 디스크 플레이어이며, 상기 기록 부재는 광학 디스크이고, 상기 광학 요소는 대물렌즈이며 ; 상기 지지부재는, 상기 대물렌즈의 포커싱 동작(focussing action)을 행할 수 있도록 상기 직립한 핀상에 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 되어 있는 작업장치를 작동하는 장치.
17. 작업장치(a work apparatus)를 작동하는 방법으로, 상기 작업장치는 프레임과, 상기 프레임상에 장착되고 피봇축을 갖는 직립한 피봇 핀과, 작업툴 지지부재상에 있는 작업툴(a working tool)을 회전시킬 수 있도록 상기 직립한 피봇 핀에 회전가능하고 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 장착된 작업툴 지지부재를 포함하고, 상기 작업툴은 상기 피봇 축으로 부터 변위되는 사전설정된 축(a predetermined axis)과 상기 피봇 축쪽으로 연장되는 직경방향 라인(a diametric line)을 가지는, 작업장치의 작동 방법에 있어서 ; 작업툴 지지부재를 상기 피봇 축을 중심으로 회전시키기 위해 상기 작업툴 지지부재에 회전 토오크를 인가하는 단계와 ; 상기 작업툴 지지부재의 회전 위치에 관계없이 상기 피봇 핀으로부터 연장되는 사전설정된 라인(a predetermined line)을 따라 상기 피봇 핀에 대해 상기 작업툴 지지부재을 실질적으로 연속해서 가압하기 위해, 상기 피봇 축을 통해 연장되는 상기 직경방향 라인을 따라 바이어스 힘(a bias force)을 실질적으로 연속해서 인가하는 단계를 포함하는 작업 장치의 작동방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 사전설정된 축에서 상기 작업툴을 실질적으로 교차하도록 상기 피봇 핀의 상기 피봇 축으로부터 연장하기 위해 상기 직경방향 라인을 선택하는 단계를 포함하는 작업장치의 작동방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 직경방향 라인이 상기 코일 사이에 연장되는 라인(a line)을 양분하도록 상기 작업툴 지지부재상에 한 세트의 코일을 장착시키는 단계와, 상기 회전 토오크 및 연속적인 반대방향의 토오크를 발생하기 위해 상기 코일에 전류를 인가하는 단계를 포함하는 작업 장치의 작동방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 작업툴 지지부재가 상기 피봇핀을 중심으로 회전하는 동안 상기 바이어스 힘이 연속적으로 가해지도록, 상기 작업툴 지지부재를 반대 방향으로 회전시키기 위해 작업툴 지지부재의 대향 측면에 교대로 상기 회전 토오크를 반복적으로 인가하는 단계를 포함하는 작업 장치의 작동 방법.
21. 제1 및 제2코일 지지측면과, 상기 지지측면의 중간에 있는 피봇 개구(a pivot aperture)와, 피봇 축을 중심으로 회전하도록 회전 부재(a rotary member)를 지지하기 위해 상기 피봇 개구를 통해 연장된 피봇 핀 수단을 포함하는 회전 부재상에 장착된 작업툴을 위치설정하기 위한 장치에 있어서 : 상기 제1 및 제2지지측면상에 각각 장착되고, 제1 및 제2코일 단부를 각기 갖는 제1 및 제2코일 수단과 ; 각 코일에 흐르는 전류가 반대방향의 회전 토오크를 발생시키도록 코일을 통한 전류 발생을 한쪽 방향만으로 제한하기 위해 상기 코일에 각각 전기적으로 접속되며, 상기 회전부재의 각 반대회전방향에 상기 코일중 한 코일에만 토오크 발생전류를 제한하는 일방향 전류 도통수단(unidierctional current conducting means)과 ; 상기 코일과 상기 일방향 전류 도통수단에 접속되어, 이들에 전기 신호를 공급하는 회로수단을 포함하는 작업툴의 위치설정장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 일방향 전류 도통 수단은, 제너 다이오드의 역방향 전류 도통 임계치(reverse current conduction threshold)까지 상기 코일을 통해 흐르는 전류를 한 방향으로 제한하기 위해 상기 코일 수단에 각각 접속된 두개의 제너 다이오드를 갖는 작업툴의 위치설정장치.