JPH0737260A - ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光記録媒体に対してフォーカシング
及びトラッキング制御が行われるヘッド装置に関し、小
型かつ高精度なフォーカシング及びトラッキング制御を
行うことを目的とする。 【構成】 固定部３５よりトラッキング支持機構３３、
フォーカシング支持機構３４、可動部３２が配置連結さ
れる。フォーカシング支持機構３４を２枚の平行なフォ
ーカシング板バネ３４ａ，３４ｂで構成し、トラッキン
グ支持機構３３を固定部３５方向に従って間隔の狭い二
枚のトラッキング板バネ３３ａ，３３ｂにより構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体に対してフ
ォーカシング及びトラッキング制御が行われるヘッド装
置に関する。

【０００２】近年、光ディスク装置、光磁気ディスク装
置等において記録情報の増加に伴い、記録媒体のトラッ
クが高密度化してきている。そのため、記録媒体に対し
て記録再生を行うヘッド装置について、ヘッドを目標位
置に高精度に位置決めすることが要求されている。

【０００３】

【従来の技術】従来、光ディスク装置、光磁気ディスク
装置等において、記録媒体に対して光学ヘッドをフォー
カシング及びトラッキングの二方向の制御を同時に行う
ヘッド装置が備えられる。

【０００４】図７に、従来のヘッド装置の構成図を示
す。図７においてヘッド装置１１は、回動体１２が装置
ベースに設けられた固定軸１３に滑り軸受ブッシュ１４
を介して支持される。この回動体１２は、固定軸１３を
中心に揺動自在であると共に、軸方向に移動する二次元
運動を行う。

【０００５】また、回動体１２の所定部分には対物レン
ズ１５が設けられる。図示しないが装置ベースに設けら
れた反射鏡により光源からのレーザ光が反射され、対物
レンズ１５を介して光ディスクに照射され、該光ディス
クからの反射光が対物レンズ１５、反射鏡を介して受光
される。

【０００６】一方、回動体１２の両側部には、巻回され
た筒状のフォーカシングコイル１６，１７が設けられ、
該フォーカシングコイル１６，１７にそれぞれ離間され
て巻回されたトラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂが設けられる。そして、装置ベースには、フ
ォーカシングコイル１６，１７にそれぞれ対応したヨー
ク１８ａ及びマグネット１８ｂで構成される駆動部１８
₁ ，１８₂ が設けられ、それぞれフォーカシングコイル
１６，１７内にヨーク１８ａが位置される。

【０００７】このヘッド装置１１は、フォーカシングコ
イル１６，１７に電流を流すことにより、回動体１２が
滑り軸受ブッシュ１４を介して固定軸１３を摺動して上
下動する。また、トラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，
１７ａ，１７ｂに電流を流すことにより、固定軸１３を
中心に対物レンズ１５部分を左右方向に揺動させるもの
である。

【０００８】また、図８に、従来の他のヘッド装置の構
成図を示す。図８においてヘッド装置２１は、固定部２
２に左右平行にトラッキング板バネ２３ａ，２３ｂが設
けられ、補強板２４を介して、上下平行にフォーカシン
グ板バネ２５ａ，２５ｂが設けられる。そして、フォー
カシング板バネ２５ａ，２５ｂの先端に対物レンズ２６
を備える可動部２７が設けられる。

【０００９】トラッキング板バネ２３ａ，２３ｂがトラ
ッキング支持機構を構成し、フォーカシング板バネ２５
ａ，２５ｂがフォーカシング支持機構を構成する。

【００１０】すなわち、可動部２７を、媒体の半径方向
に移動させてトラッキング制御する場合には、トラッキ
ング板バネ２３ａ，２３ｂが媒体面に対して水平方向に
撓み、フォーカシング制御する場合にはフォーカシング
板バネ２５ａ，２５ｂが媒体面に対して垂直方向に撓む
ものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示すヘ
ッド装置１１では、可動体１２の固定軸１３に対する軸
受け部分の摩擦やガタがあり、フォーカシングやトラッ
キングの制御性に悪影響を与え、高精度な制御を行うこ
とができないという問題がある。

【００１２】また、図８に示すヘッド装置２１では、ト
ラッキング制御をトラッキング板バネ２３ａ，２３ｂで
行うことから共振を考慮する必要がある。すなわち、当
該トラッキング板バネ２３ａ，２３ｂの一時共振周波数
を媒体回転周波数より低く抑える必要があり、そのため
には板バネの長さを長くしなければならず、機構の小型
化を図ることかできないという問題がある。

【００１３】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、小型かつ高精度なフォーカシング及びトラッキ
ング制御を行うヘッド装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１に、本発明の原理構
成図を示す。図１においてヘッド装置１１は、上方に位
置する記録媒体に対して記録再生を行うための所定の光
学系を備える可動部３２を、該記録媒体の半径方向に揺
動自在とするトラッキング支持機構３３と、該記録媒体
の垂直方向に移動自在とするフォーシング支持機構３４
とを有し、固定部３５より該トラッキング支持機構３
３、該フォーカシング支持機構３４、該可動部３２が配
置連結される。フォーカシング支持機構３４は、二枚の
平行な可撓性板部材であるフォーカシング板バネ３４
ａ，３４ｂにより構成されると共に、トラッキング支持
機構３３は、二枚の可撓性板部材であるトラッキング板
バネ３３ａ，３３ｂであって、固定部３５方向に従って
間隔が狭く構成される。

【００１５】

【作用】図２に、図１のトラッキング方向の動作原理の
説明図を示す。図２（Ａ）に示すように二枚のトラッキ
ング板バネ３３ａ，３３ｂが、固定部３５方向に従って
間隔が狭く構成されており、仮想的交点Ｏ及び交差角θ
で配置される。

【００１６】そして、可動部３２をトラッキング方向
（記録媒体の半径方向）に揺動するように力を加える
と、図２（Ｂ）に示すように、仮想的交点Ｏを中心とし
て揺動する。

【００１７】すなわち、可動部３２のトラッキング方向
の移動をトラッキング板バネ３３ａ，３３ｂの変形によ
る回転運動によって行うことにより、該トラッキング板
バネ３３ａ，３３ｂの長さが短かくても一時共振周波数
が低く抑えられる。

【００１８】従って、装置を小型化することが可能とな
り、かつ高精度にフォーカシング及びトラッキング制御
を行うことが可能になるものである。

【００１９】

【実施例】図３に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図３において、ヘッド装置３１は、ヘッドポジョナ等の
固定部３５にトラッキング支持機構３３が取り付けら
れ、該トラッキング支持機構３３の先端にフォーカシン
グ支持機構３４が連結される。

【００２０】トラッキング支持機構３３は、左右方向に
二枚の可撓性板部材であるトラッキング板バネ３３ａ，
３３ｂにより構成され、フォーカシング支持機構３４側
より固定部３５方向に従って間隔が狭く配置構成され
る。この場合、固定部３５上の間隔をＷ、その延長線上
の仮想中心点Ｏにおける交差角をθ、トラッキング板バ
ネ３３ａ，３３ｂの固定部３５における垂直方向の距離
をＬとする。

【００２１】一方、フォーカシング支持機構３４は上下
平行な二枚の可撓性板部材であるフォーカシング板バネ
３４ａ，３４ｂにより構成され、その先端に可動部３２
が取り付けられる。このフォーカシング板バネ３４ａ，
３４ｂは、可動部３２側よりトラッキング支持機構３３
側が幅広の台形状に形成される。

【００２２】このトラッキング板バネ３３ａ，３３ｂ及
びフォーカシング板バネ３４ａ，３４ｂは、例えば厚さ
数十μｍの金属板を切断し、折曲して一体的に形成さ
れ、これら表面には制御部材である制振樹脂膜が形成さ
れる。また、この厚さを考慮して、トラッキング板バネ
３３ａ，３３ｂとフォーカシング板バネ３４ａ，３４ｂ
の連結部分には補強板４１が接着又は溶接接合により介
在される。

【００２３】フォーカシング板バネ３４ａ，３４ｂの先
端は、切欠き３４ａ₁ ，３４ｂ₁ が形成され、その両端
でピン４２により可動部３２に取り付けられる。

【００２４】可動部３２は、光学系として対物レンズ４
３及び光路としての孔（図に表われず）を備えており、
該対物レンズ４３がフォーカシング板バネ３４ａ，３４
ｂの切欠き３４ａ₁ ，３４ｂ₁ 部分に位置される。この
対物レンズ４３には、特に図示しないが光源からの光束
が反射鏡により偏向されて下方より入射され、上方に出
射する。 また、可動部３２の先端には、巻回されたフ
ォーカシングコイル４４及び２つのトラッキングコイル
４５ａ，４５ｂが設けられる。このフォーカシングコイ
ル４４及びトランジスタコイル４５ａ，４５ｂにより駆
動力発生手段を構成する。そして、トラッキングコイル
４５ａ，４５ｂの近傍に、駆動力を発生させる磁束を供
給する磁束供給手段であるヨーク４６ａ及びマグネット
４６ｂが装置ベース上に固定配置される。すなわち、
「コ」字状のヨーク４６ａの一端にマグネット４６ｂが
設けられ、該ヨーク４６ａの他端とマグネット４６ｂと
の間にフォーカシングコイル４４及びトラッキングコイ
ル４５ａ，４５ｂが位置される。なお、フォーカシング
コイル４４は、ヨーク４６ａ及びマグネット４６ｂとの
相互作用により可動部３２の重心位置に駆動力が働くよ
うに配置される。

【００２５】そして、図示しないが、可動部３２の上方
に記録媒体の光ディスクが位置され、対物レンズ４３が
出射された光束が照射される。この可動部３２におい
て、光ディスクの半径方向（ｙ方向）に揺動させてトラ
ッキング制御が行われ、光ディスク面に垂直方向（ｚ方
向）に移動させてフォーカシング制御が行われる。

【００２６】このようなヘッド装置３１において、フォ
ーカシング制御を行う場合、マグネット４６ｂ及びヨー
ク４６ａで形成される閉磁路の中でフォーカシングコイ
ル４に電流を流すと、電流の向きにより上又は下方向に
推力（駆動力）が発生してフォーカシング板バネ３４
ａ，３４ｂを撓ませることにより可動部３２を上下動さ
せる。

【００２７】また、トラッキング制御を行う場合には、
２つのトラッキングコイル４５ａ，４５ｂに逆位相の電
流を流すとこにより、可動部３２が光ディスクの半径方
向に揺動するにあたり、トラッキング板バネ３３ａ，３
３ｂが撓むものである。

【００２８】ここで、二枚のトランジスタ板バネ３３
ａ，３３ｂの仮想中心点Ｏにおける交差角θが大きいほ
ど、トラッキング支持機構の支持系の剛性が低下するの
で、長さＬが短かくても一次共振を低下させることがで
きる。

【００２９】これは、平行板バネ（図８）による並進移
動の場合、系の慣性は主に可動部の質量によって規定さ
れるが、回転移動の場合の慣性は点Ｏの回りの慣性モー
メントによって規定されることから、慣性モーメントが
非常に大きくなってトラッキング板バネ３３ａ，３３ｂ
の剛性が高くても共振周波数を低くできるからである。
一方、トラッキング方向の駆動源は支持系先端の可動部
３２にあるため、同様に駆動トルクも慣性モーメントと
同様に大きく、したがって加速特性は低下することがな
い。

【００３０】ところで、トラッキング板バネ３３ａ，３
３ｂの仮想中心点Ｏの交差角θが大きくなって固定部３
５側の間隔Ｗが小さくなると、ｘ軸回りの共振が発生し
易くなる。また、フォーカシング支持機構３４のｘ軸回
りの剛性は、先端の幅が狭く、トラッキング支持機構３
３との連結部分で広くなっている方が大きくなる。

【００３１】従って、図３に示すように、フォーカシン
グ板バネ３４ａ，３４ｂを連結部分に従って幅広となる
台形状とすることで、ｘ軸回りの共振を防止することが
できると共に、連結部分の幅を広くすることで交差角θ
と間隔Ｗを共に大きくすることができ、トラッキング方
向の一次共振を低下させることができるものである。

【００３２】また、フォーカシング方向やトラッキング
方向への駆動力が可動部３２の重心位置近傍に働くよう
にしていることから、駆動時に可動部３２の慣性力と駆
動力が対物レンズ４３の光軸方向に一直線上に並ぶこと
となり、その結果可動部３２には偶力が作用せず、偶力
によって生じる高次共振の発生を防止することができ
る。 さらに、トラッキング板バネ３３ａ，３３ｂ及び
フォーカシング板バネ３４ａ，３４ｂの表面に制振樹脂
膜が形成されていることから、制振性能が高く、高次共
振を抑制することができるものである。

【００３３】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。一般に、ヘッド装置３１は、より大きな範囲をアク
セスできるヘッド位置決め機構に搭載されて移動する
が、小型の光ディスク装置ではこのようなヘッド位置決
め機構を用いずに総ての光ディスクの半径方向でアクセ
スさせなければならない。

【００３４】この場合、板バネによる支持機構は非線型
特性を有しないことから優れた支持を行うことができる
が、大きな変位を行わせる場合には、板バネの撓みトル
クが制御系に対する外乱となり、定常的な追従誤差が大
きくなる。

【００３５】そのため、ヘッド装置のトラッキング支持
機構の固定側を、転がり軸受で支持された回転可能な部
材に連結することにより、大きな変位を転がり軸受の回
転によって行い、より微小な変位をトラッキング支持機
構によって行わせることが可能となる。

【００３６】そこで、図４に、本発明の他の実施例の構
成図を示す。図中、図３と同一構成部分には同一符号を
付し、説明を省略する。また、図５に、図４のフォーカ
シング方向駆動の説明図を示す。

【００３７】図４におけるヘッド装置３１において、ト
ラッキング支持機構３３、フォーカシング支持機構３
４、及び可動部３２は図３と同様である。この場合、ト
ラッキング板バネ３３ａ，３３ｂを固定する固定部が回
転部材５１により構成される。この回転部材５１は、揺
動部材５２内で固定軸５３に転がり軸受（又は滑り軸
受）５４が設けられたもので、固定軸５３を中心に揺動
する。

【００３８】一方、可動部３２の先端には、駆動力発生
手段の一部（他の構成は図５）を構成するトラッキング
コイル５５がトラッキング方向に中空部分を位置して設
けられる。このトラッキングコイル５５の中空部分を貫
通させて環状のヨーク５６ａ，５６ｂ（内側ヨーク５６
ａ、外側ヨーク５６ｂ）が固定配置され（図６（Ａ）参
照）、その磁気空隙部５７内の外側ヨーク５６ｂにマグ
ネット５８が設けられる。ヨーク５６ａ，５６ｂ及びマ
グネット５８は、トラッキング範囲を総てカバーする長
さで形成される。このヨーク５６ａ，５６ｂ及びマグネ
ット５８により磁束供給手段の一部（他の構成は図５）
を構成する。

【００３９】そして、図５に示すように、可動部３２の
底部には駆動力発生手段の一部を構成するフォーカシン
グコイル５９が平面形状で設けられ、その下方に磁束供
給手段の一部を構成するヨーク６０及びヨーク６０上に
ヨーク部材を介在させて離間する２つのマグネット６１
ａ，６１ｂが固定配置される。このヨーク６０及びマグ
ネット６１ａ，６１ｂは、トラッキング範囲を総てカバ
ーする長さで形成される。

【００４０】そこで、図６に、図４及び図５の駆動の説
明図を示す。図６（Ａ）はトラッキング制御の駆動を示
したもので、マグネット５８の磁気空隙５７側から出た
磁束磁気空隙５７を通ってヨーク５６ａに至り、両端部
でヨーク５６ｂに流れマグネット５８に戻る。そして、
磁気空隙５７内の磁束と、これに鎖交するトラッキング
コイル５５の導体間の相互作用により、トラッキング方
向に駆動力が働くものである。

【００４１】すなわち、前述のように、大きな変位には
回転部材５１の回転で揺動させ、微小なトラッキング方
向の変化をトラッキング板バネ３３ａ，３３ｂの変位で
制御する。

【００４２】また、図６（Ｂ）はフォーカシング制御の
駆動を示したもので、マグネット６１ａ，６１ｂの表面
より出た磁束は、空間で円弧状の磁路を形成し、間に介
在されるヨーク６１部分より該ヨーク６１内に至り、マ
グネット６１ａ，６１ｂに戻る。そして、空間中の磁束
のｘ軸方向成分とフォーカシングコイル５９と鎖交する
導体にｚ軸方向の駆動力が発生するものである。

【００４３】すなわち、トラッキング方向で大きな変位
の揺動を行わせても、フォーカシング方向のフォーカシ
ング制御を行うことができるようにしたものである。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定部よ
りトラッキング支持機構、フォーカシング支持機構、可
動部が配置連結され、該フォーカシング支持機構を二枚
の平行な可撓性板部材で構成すると共に、トラッキング
支持機構を固定部方向に従って間隔の狭い二枚の可撓性
板部材により構成することにより、小型かつ高精度なフ
ォーカシング及びトラッキング制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】図１のトラッキング方向の動作原理の説明図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の構成図である。

【図４】本発明の他の実施例の構成図である。

【図５】図４のフォーカシング方向駆動の構成図であ
る。

【図６】図４及び図５の駆動の説明図である。

【図７】従来のヘッド装置の構成図である。

【図８】従来の他のヘッド装置の構成図である。

【符号の説明】

３１ ヘッド機構 ３２ 可動部 ３３ トラッキング支持機構 ３３ａ，３３ｂ トラッキング板バネ ３４ フォーカシング支持機構 ３４ａ，３４ｂ フォーカシング板バネ ３５ 固定部 ４３ 対物レンズ ４４，５９ フワーカシングコイル ４５ａ，４５ｂ，５５ トラッキングコイル ４６ａ ヨーク ４６ｂ，５８ マグネット ５６ａ 内側ヨーク ５６ｂ 外側ヨーク ５７ 磁気空隙

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に対して記録再生を行うための
   所定の光学系を備える可動部（３２）を、該記録媒体の
   半径方向に揺動自在とするトラッキング支持機構（３
   ３）と、該記録媒体の垂直方向に移動自在とするフォー
   シング支持機構（３４）とを有し、固定部（３５）より
   該トラッキング支持機構（３３）、該フォーカシング支
   持機構（３４）、該可動部（３２）が配置連結されるヘ
   ッド装置において、 前記フォーカシング支持機構（３４）は、二枚の平行な
   可撓性板部材（３４ａ，３４ｂ）により構成されると共
   に、 前記トラッキング支持機構（３３）は、二枚の可撓性板
   部材（３３ａ，３３ｂ）であって、前記固定部（３５）
   方向に従って間隔が狭く構成されることを特徴とするヘ
   ッド装置。
2. 【請求項２】 前記フォーカシング支持機構（３４）の
   二枚の可撓性板部材（３４ａ，３４ｂ）は、前記可動部
   （３２）側より前記トラッキング支持機構（３３）側が
   幅広の台形状に形成されることを特徴とする請求項１記
   載のヘッド装置。
3. 【請求項３】 前記トラッキング支持機構（３３）と前
   記フォーカシング支持機構（３４）との連結部分に補強
   部材（４１）が設けられることを特徴とする請求項１又
   は２記載のヘッド装置。
4. 【請求項４】 前記フォーカシング支持機構（３４）及
   びトラッキング支持機構（３３）のそれぞれの前記二枚
   の可撓性板部材（３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ）の
   表面に、振動抑制のための制振部材が形成されることを
   特徴とする請求項１記載のヘッド装置。
5. 【請求項５】 前記フォーカシング支持機構（３４）及
   びトラッキング支持機構（３３）のそれぞれの前記二枚
   の可撓性板部材（３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ）
   は、金属部材により一体的に形成されることを特徴とす
   る請求項１記載のヘッド装置。
6. 【請求項６】 前記固定部は、前記トラッキング方向に
   回転自在な回転部材（５１）で構成されることを特徴と
   する請求項１記載のヘッド装置。
7. 【請求項７】 前記可動部（３２）に、該可動部（３
   ２）を前記トラッキング方向及びフォーカシング方向に
   可動さるせための駆動力発生手段（４４，４５ａ，４５
   ｂ）が設けられることを特徴とする請求項１記載のヘッ
   ド装置。
8. 【請求項８】 前記駆動力発生手段（４４，４５ａ，４
   ５ｂ）は、コイルが巻回されて形成されることを特徴と
   する請求項７記載のヘッド装置。
9. 【請求項９】 前記駆動力発生手段（４４，４５ａ，４
   ５ｂ）の近傍に、該駆動力発生手段（４４，４５ａ，４
   ５ｂ）に駆動力を発生させるための磁束を供給する磁束
   供給手段（４６ａ，４６ｂ）が固定配置されることを特
   徴とする請求項７又は８記載のヘッド装置。