JPH09219073A - 光ヘッド搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異形縮退縦Ｌ₁ −屈曲Ｂ₄ モード・平板モー
タを、光ヘッド搬送装置へ具体的に組込む構造によって
は、構造が極めて複雑化したり、大型化してしまうおそ
れがある。 【解決手段】 対物レンズ１５を搭載する光ヘッド１１
と、光ヘッド１１の移動方向に延設されて光ヘッド１１
を案内する案内部材１２と、光ヘッド１１の対物レンズ
非搭載面に、光ヘッド１１の移動方向と平行な方向に向
けて配置される接触部１３と、接触部１３に係合するこ
とにより光ヘッド１１を移動方向へ駆動する振動アクチ
ュエータ１４とを備える光ヘッド搬送装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの半径
方向に定めた行程長さの範囲内において光ヘッドを搬送
する光ヘッド搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ヘッド搬送装置は、光ディスクの半径
方向に定めた行程長さの範囲内において光ヘッドをリニ
アに搬送する装置である。従来の光ヘッド搬送装置は、
光ヘッド粗動アクチュエータと光ヘッド微動アクチュエ
ータとにより、駆動される。

【０００３】光ヘッド粗動アクチュエータは、光ヘッド
のホームポジションへの帰還を受け持つとともに、光デ
ィスクの記録トラック１０本分程度の粗い精度で光ヘッ
ドを光ディスクの半径方向に搬送・位置決めする。

【０００４】一方、光ヘッド微動アクチュエータは、光
ヘッド粗動アクチュエータによって駆動されるブロック
上に配置され、このブロックの移動位置において、さら
に記録トラック幅の１０％程度の精度で記録トラック上
に光ヘッドを搬送・位置決めする。

【０００５】このように、従来の光ヘッド搬送装置は、
光ヘッド粗動アクチュエータと光ヘッド微動アクチュエ
ータと組み合わして駆動源を構成し、光ディスクに対す
る光ヘッドのトラック検索とトレースとを制御してい
た。

【０００６】図１２は、従来の光ヘッド搬送装置におけ
る光ヘッド粗動アクチュエータの一例を示す斜視図であ
る。略述すれば、図１２に示す光ヘッド粗動アクチュエ
ータでは、磁気回路のギャップに形成される磁束を横切
るコイルに電流を通じることにより、磁束と電流の両方
に直角な向きへ駆動力を得る。

【０００７】図１２において、対物レンズ２及び図示し
ない光ヘッド微動アクチュエータを搭載した光ヘッド１
は、移動方向（図中の両矢印方向）にわたって延設され
た案内用ガイドレール５に拘束される。対物レンズ２の
上方には光ディスク（図示しない）が所定の位置に配置
され、光ヘッド１は光ディスクの半径方向（図中の両矢
印方向）に移動する。

【０００８】案内用ガイドレール５を挟んで光ヘッド１
の両側には、光ヘッド１を駆動する光ヘッド粗動アクチ
ュエータＡ，Ｂが配置される。図１２においては、光ヘ
ッド粗動アクチュエータＢの一部は破断された状態で示
される。

【０００９】なお、光ヘッド粗動アクチュエータＡ，Ｂ
は左右対称に構成されるため、以降の説明は光ヘッド粗
動アクチュエータＢを参照しながら行う。光ヘッド粗動
アクチュエータＢは、案内用ガイドレール５が延設され
た長さの一辺を有する矩形の断面を有する箱型の固定ヨ
ーク７と、固定ヨーク７の内部の対向面に配置される永
久磁石６ａ，６ｂと６ｃ，６ｄとにより構成される２つ
の磁気回路のギャップに、光ヘッド１の側面に支持され
るコイルボビン３を非接触状態で保持した構造である。

【００１０】永久磁石６ａ〜６ｄそれぞれの極性は、永
久磁石６ａ，６ｂが対向した状態で配置される間隔と永
久磁石６ｃ，６ｄが対向した状態で配置される間隔とに
おいて、発生する磁束の向きが逆になるように定められ
る。コイルボビン３には駆動用コイル４が取り付けられ
る。

【００１１】このように構成された従来の光ヘッド搬送
装置における光ヘッド粗動アクチュエータＡ，Ｂにおい
て、駆動用コイル４に電流を通じると、永久磁石６ａ〜
６ｄが磁気回路のギャップに形成する磁束と、駆動用コ
イル４に流れる電流とによる相互作用により、駆動用コ
イル４（すなわち光ヘッド１）には、フレミングの左手
の法則にしたがって、案内用ガイドシール５の延設方向
への駆動力が発生する。

【００１２】一方、発生した駆動力によって光ヘッド１
が加速されると、その速度に応じた逆起電力が駆動用コ
イル４に発生する。したがって、駆動用コイル４の端子
電圧をフィードバックして駆動用コイル４に流す電流値
を制御することにより、光ヘッド１の速度と位置とをリ
アルタイムで制御することができる。

【００１３】しかし、図１２に示す従来の光ヘッド搬送
装置における光ヘッド粗動アクチュエータＡ，Ｂでは、
駆動用コイル４を流れる電流の利用効率が低く、駆動用
コイル４の放熱も良好でないため、許容できる電流が小
さい。そのため、光ヘッド搬送装置としての駆動力が不
足し、光ヘッド１を充分に加速することができない。

【００１４】また、光ヘッド粗動アクチュエータＡ，Ｂ
を含む光ヘッド１の搬送機構を、省電力化，小型化さら
には軽量化することが難しい。さらに、この光ヘッド搬
送装置では、光ヘッド搬送装置の駆動源を、粗動用アク
チュエータと微動用アクチュエータとに別けて設ける必
要があり、装置の小型化の阻害になっていた。

【００１５】そこで、従来より、全く新たな駆動源を用
いた光ヘッド搬送機構が提案されている。例えば、第５
回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集
の「２２２ 光ピックアップ移動を目的とした圧電リニ
ア・モータ」第３９４頁には、有望な光ヘッド移動用ア
クチュエータとして、「矩形平板の縦Ｌ₁ モードと屈曲
Ｂ₄ モードを２相駆動し、その変位の楕円運動を利用
し、駆動力を得る」異形縮退縦Ｌ₁ −屈曲Ｂ₄ モード・
平板モータが提案されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この提案で
は、異形縮退縦Ｌ₁ −屈曲Ｂ₄ モード・平板モータの形
状、寸法さらには駆動特性については説明が行われてい
るものの、光ヘッド搬送装置へ組込んだ構造については
何ら説明が行われていなかった。

【００１７】そのため、異形縮退縦Ｌ₁ −屈曲Ｂ₄ モー
ド・平板モータを、光ヘッド搬送装置へ具体的に組込む
構造によっては、構造が極めて複雑化したり、大型化し
てしまうおそれがあった。したがって、異形縮退縦Ｌ₁
−屈曲Ｂ₄ モード・平板モータが有する軽量・コンパク
トという効果を充分に生かすことができないという課題
があった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、対物
レンズを搭載する光ヘッドと、この光ヘッドの移動方向
に延設されて光ヘッドを案内する案内部材と、前記の光
ヘッドの対物レンズ非搭載面に、光ヘッドの移動方向と
平行な方向に向けて配置される接触部と、この接触部に
係合することにより、光ヘッドを移動方向へ駆動する振
動アクチュエータとを備えることを特徴とする光ヘッド
搬送装置である。

【００１９】請求項２の発明は、対物レンズを搭載する
光ヘッドと、この光ヘッドの移動方向に延設されて光ヘ
ッドを案内する案内部材と、前記の光ヘッドの対物レン
ズ非搭載面側において光ヘッドに係合するとともに、光
ヘッドの移動範囲について往復移動自在に形成される駆
動力伝達機構と、この駆動力伝達機構に係合することに
より、光ヘッドを移動方向へ駆動する振動アクチュエー
タとを備えることを特徴とする光ヘッド搬送装置であ
る。

【００２０】請求項３の発明は、請求項２に記載された
光ヘッド搬送装置において、前記の駆動力伝達機構は無
限軌道帯であることを特徴とする。請求項４の発明は、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された光ヘ
ッド搬送装置において、前記の案内部材は、光ヘッドの
移動方向に関して光ヘッドを貫通するガイドレールであ
ることを特徴とする。

【００２１】請求項５の発明は、請求項４に記載された
光ヘッド搬送装置において、前記のガイドレールは、互
いに平行に配置された２本の丸棒材であることを特徴と
する。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
のいずれか１項に記載された光ヘッド搬送装置におい
て、前記の振動アクチュエータは、リニア型超音波アク
チュエータであることを特徴とする。

【００２３】請求項７の発明は、請求項６に記載された
光ヘッド搬送装置において、前記のリニア型超音波アク
チュエータは、伸縮１次振動と屈曲４次振動とを利用し
た超音波アクチュエータであることを特徴とする。

【００２４】請求項８の発明は、請求項１から請求項５
のいずれか１項に記載された光ヘッド搬送装置におい
て、前記の振動アクチュエータは、回転駆動型超音波ア
クチュエータであることを特徴とする。

【００２５】請求項９の発明は、請求項８に記載された
光ヘッド搬送装置において、前記のリニア型超音波アク
チュエータは、捩じり２次振動と伸縮１次振動とを利用
した超音波アクチュエータであることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明の実施形態を添付図面を
参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施形態の
説明は、振動アクチュエータとして超音波の振動域を利
用する超音波アクチュエータを例にとって、行う。

【００２７】図１は、第１実施形態の光ヘッド搬送装置
１０において、搬送方向を含む垂直断面を示す断面図で
あり、図２は、第１実施形態の光ヘッド搬送装置１０に
おいて、光ヘッド１１の周辺を抽出して示す斜視図であ
る。

【００２８】第１実施形態の光ヘッド搬送装置１０は、
ディスク１７を支持及び駆動するディスク回転駆動装置
１８の近傍に設置される。本実施形態の光ヘッド搬送装
置１０は、光ヘッド１１と，光ヘッド１１の案内部材１
２であるガイドレール１２ａ，１２ｂと，光ヘッド１１
に固定される接触部材である擦り板１３と，擦り板１３
に接触して駆動する超音波アクチュエータ１４とを備え
る。以下、これらについて順次説明する。

【００２９】光ヘッド１１は、本実施形態では、図１
（ａ）に示すように、対物レンズ１５を保持する直方体
型のレンズ保持部１１ａと，レンズ保持部１１ａの両側
に形成された薄肉のガイドレール貫通部１１ｂ，１１ｃ
とにより形成される。本実施形態では、レンズ保持部１
１ａとガイドレール貫通部１１ｂ，１１ｃとは一体的に
形成したが、別部材を適宜手段により接合することによ
り構成してもよい。

【００３０】レンズ保持部１１ａには、上方のディスク
面にレーザー光を照射する対物レンズ１５が設置されて
保持される。なお、図示していないが、レンズ保持部１
１ａには、ディスクの所定面上にレーザー光の焦点を合
わせるために、フォーカス方向への微動位置決め機構が
組み込まれている。微動位置決め機構には、例えば、ボ
イスコイルモータ等を用いることができる。一方、ガイ
ドレール貫通部１１ｂ，１１ｃには、ガイドレール１２
ａ，１２ｂが、それぞれ貫通する貫通孔が形成される。

【００３１】案内部材１２であるガイドレール１２ａ，
１２ｂは、本実施形態ではそれぞれ丸棒材であって、光
ヘッド１１の移動範囲の両端側に設置された保持枠１６
ａ，１６ｂに固定・保持されることにより、光ヘッド１
１の移動方向（図１（ａ）における両矢印方向）に向け
て互いに平行に設置される。光ヘッド１１の移動範囲
は、読み取るディスクの寸法に応じて適宜設定される。
なお、本実施形態では、案内部材１２として２本の丸棒
状部材を用いたが、確実に光ヘッド１１を案内すること
ができるものであればよく、例えば、１本の角棒状部材
を用いることもできる。

【００３２】光ヘッド１１の対物レンズ搭載面と反対側
に位置する対物レンズ非搭載面には、光ヘッド１１の移
動方向に向けて、接触部材である長板状の擦り板１３が
設置される。本実施形態では、擦り板１３を接触部材と
して用いたが、後述する超音波アクチュエータ１４に発
生する駆動力により駆動される部材であればよく、特定
の形状には限定されない。

【００３３】擦り板１３の光ヘッド反接合面には、超音
波アクチュエータ１４が、固定部Ａに固定保持されて加
圧接触する。本実施形態で超音波アクチュエータ１４を
固定部Ａに固定設置したのは、超音波アクチュエータ１
４に駆動電圧を印加するための配線等の周辺機器の取り
回しが容易となるからである。

【００３４】本実施形態では、超音波アクチュエータ１
４として、前述した第５回電磁力関連のダイナミックス
シンポジウム講演論文集の「２２２ 光ピックアップ移
動を目的とした圧電リニア・モータ」第３９４頁に記載
された異形縮退縦Ｌ₁ −屈曲Ｂ₄ モード・平板モータを
用いている。この超音波アクチュエータ１４の構造，動
作原理及び超音波アクチュエータ１４を用いた光ヘッド
１１の加圧支持機構については、後述する。

【００３５】本実施形態の光ヘッド搬送装置１０は、以
上詳細に説明したように構成されているため、超音波ア
クチュエータ１４に駆動電圧を印加して擦り板１３の延
設方向に駆動力を発生すると、擦り板１３は延設方向に
駆動される。

【００３６】そのため、擦り板１３と接合された光ヘッ
ド１１が、擦り板１３の延設方向と平行な方向である光
ヘッド１１の移動方向（図１（ａ）における両矢印方
向）に向けて移動する。

【００３７】この光ヘッド１１の移動の際に、光ヘッド
１１は、ガイドレール１２ａ，１２ｂに案内される。そ
のため、光ヘッド１１は、ガイドレール１２ａ，１２ｂ
により形成される移動面を振れることなく、平滑に移動
することができる。

【００３８】また、超音波アクチュエータ１４に印加す
る駆動電圧の位相を変更することにより、逆向きに駆動
することができる。本実施形態の光ヘッド搬送装置１０
によれば、駆動源に高速、高トルクを発生する超音波ア
クチュエータ１４を用いているため、従来の光ヘッド搬
送装置のように粗動用アクチュエータ及び微動用アクチ
ュエータをそれぞれ専用に設置する必要がなくなる。そ
のため、光ヘッド搬送装置１４の駆動源の構造が簡素化
される。

【００３９】また、本実施形態の光ヘッド搬送装置１０
によれば、光ヘッド１１及び擦り板１３を、移動方向に
延設されたガイドレール１２ａ，１２ｂにより支持する
という構成であるため、光ヘッド搬送装置１０の構造を
簡素化，小型化することができる。

【００４０】次に、超音波アクチュエータ１４の構造及
び動作原理について図３を参照しながら説明する。な
お、前述したように、超音波アクチュエータ１４につい
ては既に公知であるため、簡単に説明する。

【００４１】図３は、本実施形態で用いる超音波アクチ
ュエータ１４の構造を示す三面図であって、図３（ａ）
は正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は底面図で
ある。

【００４２】図３（ａ）〜図３（ｃ）において、矩形平
板状の弾性体基礎部２０の一方の表面２０ａには、圧電
素子２１ａ，２１ｂが２枚貼付される。圧電素子２１
ａ，２１ｂは電気ネルギーを機械的変位に変換する駆動
用圧電素子である。

【００４３】また、弾性体基礎部２０のもう一方の平面
であって、この弾性体基礎部２０に生じる屈曲振動の腹
となる位置には、突起状に駆動力取出部２２ａ，２２ｂ
が設けられており、相対運動部材（本実施形態では擦り
板１３を示す。）に加圧された状態で接触する。

【００４４】ここで、圧電素子２１ａ，２１ｂに図示し
ない駆動電圧発生装置から駆動電圧を印加すると、弾性
体基礎部２０には縦振動及び屈曲振動が発生する。この
ような振動発生時に縦振動及び屈曲振動の共通の節とな
る弾性体基礎部２０の長手方向中央部には、後述する図
４に示すバネ等を利用した付勢機構が固定部Ａを介して
取り付けられており、超音波アクチュエータ１４を駆動
力取出部２２ａ，２２ｂを介して擦り板１３に付勢す
る。

【００４５】超音波アクチュエータ１４に発生する縦振
動１次モードと屈曲振動４次モードとの固有振動数は、
非常に近い値で発生する。そのため、駆動力取出部２２
ａ，２２ｂの先端部（擦り板１３との接触面側）は楕円
状に周期的に変位し、擦り板１３との間で相対運動を発
生する。超音波アクチュエータ１４は固定部Ａに固定さ
れるため、この相対運動により、擦り板１３及び擦り板
１３によって固定される光ヘッド１１が駆動される。

【００４６】次に、本実施形態における超音波アクチュ
エータ１４を用いた光ヘッド１１の加圧支持機構２３
を、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態
の光ヘッド搬送装置１０の駆動源である超音波アクチュ
エータ１４を用いた光ヘッド１１の加圧支持機構２３を
示す分解斜視図である。

【００４７】本実施形態における加圧支持機構２３は、
最も広義には、固定部Ａに設置される加圧部材２４と，
必要に応じて加圧部材２４に接触して設置される絶縁部
材２５と，加圧部材２４（絶縁部材２５が設置されてい
る場合には絶縁部材２５）に接触してその駆動力取出部
２２ａ，２２ｂが相対運動部材である擦り板１３に加圧
接触する超音波アクチュエータ１４とを備え、さらに、
固定部Ａと超音波アクチュエータ１４との間に、加圧部
材２４，絶縁部材２５及び超音波アクチュエータ１４
を、擦り板１３移動面と平行な平面内において略位置規
制する位置規制部材２６を備える。

【００４８】すなわち、図４に示す本実施形態において
は、固定部Ａに、擦り板１３の移動方向と直角な方向と
なる方向に、位置規制部材である２本の位置規制ピン２
６ａ，２６ｂが所定間隔だけ離れて垂直に設置される。
なお、本実施形態では、２本の丸棒状の位置規制ピン２
６ａ，２６ｂを用いて位置規制部材を構成したが、例え
ば、断面矩形の１本の角棒材により位置規制ピンを構成
してもよい。

【００４９】本実施形態では、加圧部材２４として山型
の断面形状の板ばねを用いる。板ばね２４の中央部には
平面部２４ｃが形成されており、この平面部２４ｃの幅
方向両端部には、位置規制ピン２６ａ，２６ｂの間隔だ
け離間して、位置規制ピン２６ａ，２６ｂにそれぞれ嵌
まり合う切欠部２４ａ，２４ｂが形成される。

【００５０】本実施形態では、加圧部材２４として板ば
ねを用いたが、本発明はこのような態様のみに限定され
るものではなく、コイルばね、皿ばね等を用いることも
可能である。

【００５１】本実施形態では、絶縁部材２５として絶縁
板を用い、この絶縁板２５の幅方向両端部には、位置規
制ピン２６ａ，２６ｂの間隔だけ離間して、位置規制ピ
ン２６ａ，２６ｂにそれぞれ嵌まり合う切欠部２５ａ，
２５ｂが形成される。なお、絶縁部材２５は、加圧部材
２４が金属からなる等の導電性を有する際に、圧電素子
２１と加圧部材２４との導通を防止するものであり、必
要に応じて設ければよい。

【００５２】本実施形態では、超音波アクチュエータ１
４の長手方向中央位置（超音波アクチュエータ１４に発
生する縦振動及び屈曲振動の共通の節位置）における幅
方向両端部には、位置規制ピン２６ａ，２６ｂの間隔だ
け離間して、位置規制ピン２６ａ，２６ｂにそれぞれ嵌
まり合う切欠部２７ａ，２７ｂが形成される。

【００５３】本実施形態の加圧機構２３は、位置規制ピ
ン２６ａ，２６ｂに、それぞれの切欠き部を嵌め合わせ
て、板ばね２４，絶縁板２５及び超音波アクチュエータ
１４を順次積み上げることにより、極めて簡単且つ確実
に形成することができる。なお、位置規制ピン２６ａ，
２６ｂの長さは、板ばね２４，絶縁板２５及び超音波ア
クチュエータ１４を積み上げても、擦り板１７には接触
しないように設定される。

【００５４】本実施形態における加圧支持機構２３は、
極めて簡単に構成することができるため、組立て作業工
数を低減することができる。また、板ばね２４，絶縁板
２５及び超音波アクチュエータ１４を積み上げる際の位
置ずれを完全に防止することができ、組立て精度を容易
に維持することができる。

【００５５】したがって、この加圧支持機構２３を本実
施形態の光ヘッド搬送装置１０に適用することにより、
組立て作業工数の低減と組立て精度の低下防止をともに
図ることができる。

【００５６】（第２実施形態）次に、図５及び図６を参
照しながら、本発明にかかる光ヘッド搬送装置の第２実
施形態を説明する。なお、以降の各実施形態の説明で
は、前述した第１実施形態と相違する部分のみを説明
し、共通する部分は、同一の図中符号を付すことによ
り、重複する説明を省略する。

【００５７】図５は、第２実施形態の光ヘッド搬送装置
１０−１の説明図であり、図５（ａ）は上面図、図５
（ｂ）は断面図である。本実施形態の光ヘッド搬送装置
１０−１が第１実施形態の光ヘッド搬送装置１０と相違
するのは、光ヘッド１１と超音波アクチュエータ１４と
の間に擦り板１３を介在させるのではなく駆動力伝達機
構として無限軌道帯３０を設け、超音波アクチュエータ
１４に発生する駆動力をこの無限軌道帯３０を介して光
ヘッド１１に伝達する点である。

【００５８】無限軌道帯３０は、光ヘッド１１の移動範
囲の両端に回動自在に設置されるローラ３１ａ，３１ｂ
とローラ３１ａ，３１ｂに掛け渡されて環状に形成され
る湾曲自在の帯材３２とにより構成される。

【００５９】環状に形成される帯材３２は、その上部平
面部において、光ヘッド１１に接続される。また、下部
平面部において、超音波アクチュエータ１４の駆動力取
出部２２ａ，２２ｂが接触する。この駆動力取出部２２
ａ，２２ｂの帯材３２を挟んだ反対面には、バックアッ
プローラ３３ａ，３３ｂが回転自在に設置されており、
帯材３２と超音波アクチュエータ１４の駆動力取出部２
２ａ，２２ｂとの接触圧力が所定の値に調整される。

【００６０】ここで、超音波アクチュエータ１４に駆動
電圧を印加すると、駆動力取出部２２ａ，２２ｂに接触
する帯材３２が駆動され、帯材３２により固定された光
ヘッド１１が、ガイドレール１２ａ、１２ｂにより案内
されて所望の方向（図５（ａ）及び図５（ｂ）における
左右方向）に駆動される。

【００６１】ここで、超音波アクチュエータ１４に印加
させる駆動電圧の位相を変更することにより、光ヘッド
１１は逆方向に駆動される。このように、本実施形態の
光ヘッド搬送装置１０−１によれば、駆動力伝達機構で
ある無限軌道帯３０は、光ヘッド１１の移動範囲につい
て、往復移動自在に形成されるため、光ヘッド１１の往
復移動を行うことができる。

【００６２】本実施形態の光ヘッド搬送装置１０−１で
は無限軌道帯３０を用いているため、第１実施形態の光
ヘッド搬送装置１０で用いた擦り板１３よりも設置範囲
を小さくすることができ、設置の際のスペース効率が向
上する。

【００６３】図６は、第２実施形態を一部改良した実施
形態を示す断面図である。同図に示す光ヘッド搬送装置
１０−１が図５に示す光ヘッド搬送装置１０−１と相違
するのは、帯材３２に超音波アクチュエータ１４の突起
状の駆動力取出部２２ａ，２２ｂを接触させるのではな
く、駆動力取出部２２ａ，２２ｂ設置部に駆動力取出ロ
ーラ３４ａ，３４ｂを設置して、駆動力取出ローラ３４
ａ，３４ｂを帯材３２に接触させることにより帯材３２
に駆動力を伝達する点である。また、光ヘッド１１の側
面に帯材３２を接続し、超音波アクチュエータ１４も光
ヘッド１１の側面に配置している。

【００６４】このようにすることにより、帯材３２と超
音波アクチュエータ１４との接触抵抗を低減することが
でき、駆動効率を向上することができる。

【００６５】（第３実施形態）図７は、第３実施形態の
光ヘッド搬送装置１０−２の構造を示す断面図である。
本実施形態の光ヘッド搬送装置１０−２は、略述すれ
ば、第２実施形態の光ヘッド搬送装置１０−１の変形で
ある。

【００６６】すなわち、本実施形態では、無限軌道帯３
０−１の駆動に、回転駆動型の超音波アクチュエータで
ある縦−捩じり振動型の超音波アクチュエータ３５，３
６を直接的に用いる。

【００６７】以下、この超音波アクチュエータ３５，３
６について、図８〜図１１を参照しながら詳細に説明す
る。図８は、本実施形態で用いる超音波アクチュエータ
３５，３６に用いる振動子３７及び移動子３８を示す分
解斜視図であり、図９は、本実施形態で用いる超音波ア
クチュエータ３５，３６の駆動回路を示すブロック図で
ある。また、図１０は、本実施形態で用いる超音波アク
チュエータ３５，３６に用いる振動子３７の構造を示す
説明図であって、図１０（ａ）は上面図，図１０（ｂ）
は側面図である。さらに、図１１は、本実施形態で用い
る超音波アクチュエータ３５，３６の駆動原理の経時的
な説明図である。

【００６８】本実施形態で用いる超音波アクチュエータ
３５，３６は、図８に示すように、円筒型の振動子３７
と、この振動子３７の一方の端面に加圧接触される相対
運動部材である円柱型の移動子３８とにより構成され
る。

【００６９】振動子３７は、二つの半円筒型弾性体３９
ａ，３９ｂと、これらに挟持される圧電素子４０とによ
り構成される。圧電素子４０は、圧電定数ｄ₃₁を利用す
る４枚の縦振動発生用の圧電素子４０ａと圧電定数ｄ₁₅
を利用する４枚の捩じり振動発生用の圧電素子４０ｂと
が用いられる。圧電素子４０ａの組は、図に示すよう
に、振動子３７の軸に対して点対称の位置に配置され
る。また、圧電素子４０ｂの組も、振動子３７の軸に対
して点対称の位置に配置される。各圧電素子４０ａ，４
０ｂの間には、駆動信号を入力するための電極４１ａ，
４１ｂ，４１ｃが設置されている。

【００７０】半円筒型弾性体３９ａ，３９ｂは、金属又
はプラスチック等の弾性材料により構成されており、こ
れらの材料からなる中空の円筒体をその回転軸を含む平
面で縦に２分割することにより、得られる。

【００７１】圧電素子４０ａ，４０ｂは、いずれも電気
エネルギーを機械的変位（機械エネルギー）に変換する
電気機械変換素子であり、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸
鉛）等により薄板状に形成される。また、電極４１ａ〜
４１ｃは、本実施形態では銅製電極が使用される。

【００７２】電極４１ａは、縦振動用圧電素子４０ａに
駆動電圧を発生するための電極であり、電極４１ｂは接
地用の共通電極であり、さらに電極４１ｃは捩じり振動
用圧電素子４０ｂに駆動電圧を印加するための電極であ
る。これらの電極４１ａ〜４１ｃは、いずれも、振動子
３７の中心軸を対称軸として点対称の位置に配置され
る。

【００７３】圧電素子４０ａ，４０ｂ及び電極４１ａ〜
４１ｃを、図８に示すように、交互に積層するととも
に、これらを半円筒型弾性体３９ａ，３９ｂにより挟持
し、それぞれ接着することにより、振動子３７が組み立
てられる。

【００７４】一方、移動子３８は、通常振動子３７と同
じ材質の円筒体であり、本実施形態を説明する各図には
図示していないが、振動子３７及び移動子３８は、とも
に、中心部を貫通する棒状の固定軸により支持され、特
に移動子３８は回転自在に支持される。そして、図示し
ない加圧機構により、移動子３８は振動子３７の端面３
７ａに加圧接触される。

【００７５】図９において、駆動回路は、駆動信号を発
生する発振部４２と、この駆動信号を（１／４）λ（た
だし、λは波長を示す。）位相差のある信号に分ける移
相部４３と、捩じり振動用圧電素子４０ｂに入力する駆
動信号を増幅するＴ増幅部４４と、縦振動用圧電素子４
０ａに入力する駆動信号を増幅するＬ増幅部４５とから
構成される。

【００７６】制御回路は、捩じり振動を検出する検出部
４６と、検出部４６の検出量に応じて発振部４２の周波
数や電圧等を制御する制御部４７とから構成される。検
出部４６は、振動子３７の駆動面３７ａとは反対の底面
に貼付された機械電気変換素子とからなり、発生する捩
じりに伴ってこの機械電気変換素子に発生する電圧を検
出することにより間接的に捩じり変位を検出する。この
ように、検出部４６は、振動子３７の捩じり振動を電圧
によって検出する。移動子３８の駆動速度や駆動トルク
は、この電圧の値に基づいて推定される。

【００７７】制御部は、検出部４６の検出結果により振
動子３７の駆動周波数や電圧を制御する。例えば、検出
量が所定の値よりも大きい場合には駆動周波数を高くし
たり、電圧を小さくしたりする。一方、検出量が所定の
値よりも小さい場合には駆動周波数を低くしたり、電圧
を高くしたりする。

【００７８】以上のような構成によると、発振部４２は
駆動信号を発振し、その駆動信号は移相部４３により２
つの（１／４）λ位相差のある信号に分割され、それぞ
れＴ増幅部４４及びＬ増幅部４５により増幅される。

【００７９】Ｔ増幅部４４において増幅された駆動信号
は捩じり振動用圧電素子４０ｂに入力され、Ｌ増幅部４
５により増幅された駆動信号は縦振動用圧電素子４０ａ
に入力される。縦振動は、縦振動用圧電素子４０ａによ
り直接発生するが、捩じり振動は捩じり振動用圧電素子
４０ｂの剪断変形により発生する。

【００８０】なお、移動子３８の構造上の制約から厚さ
を大きくできない場合には、縦振動振幅に対して捩じり
振動振幅が小さくなることがある。したがって、このよ
うな場合には、Ｔ増幅部４４の増幅率をＬ増幅部４５の
増幅率よりも大きくすることにより、捩じり振動振幅と
縦振動振幅との差を小さくすることができる。

【００８１】次に、本実施形態で用いる超音波アクチュ
エータ３５，３６において、振動子３７に捩じり振動及
び縦振動を調和的に発生させて、これらの振動の合成に
より、振動子３７の駆動面３７ａに楕円運動を発生させ
る駆動原理を、振動子３７と圧電素子４０ａ，４０ｂと
の関係に基づいて説明する。

【００８２】圧電素子４０ｂは圧電定数ｄ₁₅を用いる圧
電体により、圧電素子４０ａは圧電定数ｄ₃₁を用いる圧
電体により、それぞれ構成される。前者の圧電定数ｄ₁₅
を用いる圧電素子４０ｂは、振動子３７の長手方向に対
して剪断変位を発生する。圧電素子４０ｂは、円周方向
に対して剪断変形が手前方向とその反対方向とが交互に
なるように２枚ずつ配置する。４枚の圧電素子４０ｂが
このように配置されてそれぞれ剪断変形すると、振動子
３７に捩じり変位が発生し、端面である駆動面３７ａ
（移動子３８との接触面）が捩じれる。

【００８３】後者の圧電定数ｄ₃₁を用いる圧電素子４０
ａは、振動子３７の長手方向に対して伸縮変位を発生す
る。４枚の縦振動用圧電素子４０ａは、縦振動用圧電素
子４０ａの電極に同じ変位が与えられた場合、同じ方向
（伸び方向又は縮み方向）に変位が生じるように分極方
向を考慮して配置する。

【００８４】以上のように、圧電定数ｄ₁₅を用いる捩じ
り振動用圧電素子４０ｂと、圧電定数ｄ₃₁を用いる縦振
動用圧電素子４０ａとを配置しておき、図示しない駆動
電圧発生装置から、捩じり振動用圧電素子４０ｂに正弦
波電圧を入力することにより振動子３７には捩じり振動
が発生し、一方、縦振動用圧電素子４０ａに正弦波電圧
を入力することにより振動子３７には伸縮振動が発生す
る。

【００８５】次に、図１１を参照しながら、本実施形態
で用いる超音波アクチュエータ３５，３６において、振
動子３７に発生する縦振動と捩じり振動とを組み合わせ
て駆動面３７ａに楕円運動が発生することを経時的に説
明する。なお、説明の便宜上、図１１においては移動子
３７は記載しない。

【００８６】図１１に示すように、捩じり振動の周期と
伸縮振動の周期との位相差を（１／４）λずらして設定
すると、駆動面３７ａ上の定点には楕円運動が発生す
る。ｔ＝（６／４）πの時点では、捩じり振動Ｔの変位
は左側に最大であり、一方、縦振動Ｌの変位は零であ
る。この状態では、移動子は、図示しない加圧部材によ
って振動子３７の駆動面３７ａに接触する。

【００８７】この状態から、ｔ＝（７／４）π〜０〜
（２／４）πまでは、捩じり振動Ｔは、左側の最大から
右側の最大まで変位し、一方、縦振動Ｌは、零から上側
の最大に変位し再び零に戻る。したがって、振動子３７
の駆動面３７ａの定点は、移動子を押しながら右方向に
回転し、移動子は駆動される。

【００８８】次に、ｔ＝（２／４）π〜（６／４）πま
では、捩じり振動Ｔは、右側の最大から左側の最大まで
変位し、一方、縦振動Ｔは、零から下側の最大に変位し
再び零に戻る。したがって、振動子３７の駆動面３７ａ
の定点は、移動子から離れながら左方向に回転するた
め、移動子は駆動されない。このときに、移動子は、加
圧部材により加圧されていても固有振動数が異なるた
め、振動子３７の縮みに追従しない。

【００８９】このようにして、駆動信号が入力された振
動子３７には、圧電素子の励振によって１次の縦振動と
１次の捩じり振動とが発生し、それらの振動を合成した
楕円運動が駆動面３７ａに生じる。そして、駆動面３７
ａに加圧接触された移動子は、断続的に振動子３７に接
触して駆動力を伝達され、回転駆動される。

【００９０】図７に示す本実施形態では、超音波アクチ
ュエータ３５，３６それぞれの移動子３８に帯材３２を
掛け渡し、超音波アクチュエータ３５，３６を駆動する
ことにより、帯材３２を直接的に駆動することができ
る。

【００９１】本実施形態によれば、超音波アクチュエー
タ３５，３６の移動子３８により直接的に帯材３２を駆
動することができるため、駆動効率の低下をできるだけ
抑制することができる。

【００９２】なお、本実施形態では、超音波アクチュエ
ータを２台用いたが、１台のみとすることもできる。例
えば、図７において、一方の超音波アクチュエータ３６
の代わりに回転自在に支持されたローラを設け、このロ
ーラに帯材３２を掛け渡してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の光ヘッド搬送装置において、搬
送方向を含む垂直断面を示す断面図である。

【図２】第１実施形態の光ヘッド搬送装置において、光
ヘッドの周辺を抽出して示す斜視図である。

【図３】第１実施形態で用いる超音波アクチュエータの
構造を示す三面図であって、図３（ａ）は正面図、図３
（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は底面図である。

【図４】第１実施形態の光ヘッド搬送装置の駆動源であ
る超音波アクチュエータを用いた光ヘッドの加圧支持機
構を示す分解斜視図である。

【図５】第２実施形態の光ヘッド搬送装置の説明図であ
り、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は断面図である。

【図６】第２実施形態を一部改良した実施形態を示す断
面図である。

【図７】第３実施形態の光ヘッド搬送装置の構造を示す
断面図である。

【図８】第３実施形態で用いる超音波アクチュエータの
振動子を抽出して示す斜視図である。

【図９】第３実施形態で用いる超音波アクチュエータの
駆動回路を示すブロック図である。

【図１０】第３実施形態で用いる超音波アクチュエータ
に用いる振動子の構造を示す説明図であって、図１０
（ａ）は上面図，図１０（ｂ）は側面図である。

【図１１】第３実施形態で用いる超音波アクチュエータ
の駆動原理の経時的な説明図である。

【図１２】従来の光ヘッド搬送装置における光ヘッド粗
動アクチュエータの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，１０−１ 光ヘッド搬送装置 １１ 光ヘッド １２ａ，１２ｂ 案内部材（ガイドレール） １３ 接触部（擦り板） １４ 振動アクチュエータ（リニア型超音波アクチュエ
ータ） １５ 対物レンズ ３０ 駆動力伝達機構 ３５，３６ 振動アクチュエータ（回転駆動型超音波ア
クチュエータ）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを搭載する光ヘッドと、 前記光ヘッドの移動方向に延設されて前記光ヘッドを案
   内する案内部材と、 前記光ヘッドの対物レンズ非搭載面に、前記光ヘッドの
   前記移動方向と平行な方向に向けて配置される接触部
   と、 前記接触部に係合することにより、前記光ヘッドを前記
   移動方向へ駆動する振動アクチュエータとを備えること
   を特徴とする光ヘッド搬送装置。
2. 【請求項２】 対物レンズを搭載する光ヘッドと、 前記光ヘッドの移動方向に延設されて前記光ヘッドを案
   内する案内部材と、 前記光ヘッドの対物レンズ非搭載面側において前記光ヘ
   ッドに係合するとともに、前記光ヘッドの移動範囲につ
   いて往復移動自在に形成される駆動力伝達機構と、 前記駆動力伝達機構に係合することにより、前記光ヘッ
   ドを前記移動方向へ駆動する振動アクチュエータとを備
   えることを特徴とする光ヘッド搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された光ヘッド搬送装置
   において、 前記駆動力伝達機構は無限軌道帯であることを特徴とす
   る光ヘッド搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
   記載された光ヘッド搬送装置において、 前記案内部材は、前記移動方向に関して前記光ヘッドを
   貫通するガイドレールであることを特徴とする光ヘッド
   搬送装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された光ヘッド搬送装置
   において、 前記ガイドレールは、互いに平行に配置された２本の丸
   棒材であることを特徴とする光ヘッド搬送装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
   記載された光ヘッド搬送装置において、 前記振動アクチュエータは、リニア型超音波アクチュエ
   ータであることを特徴とする光ヘッド搬送装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載された光ヘッド搬送装置
   において、 前記リニア型超音波アクチュエータは、伸縮１次振動と
   屈曲４次振動とを利用した超音波アクチュエータである
   ことを特徴とする光ヘッド搬送装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
   記載された光ヘッド搬送装置において、 前記振動アクチュエータは、回転駆動型超音波アクチュ
   エータであることを特徴とする光ヘッド搬送装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載された光ヘッド搬送装置
   において、 前記リニア型超音波アクチュエータは、捩じり２次振動
   と伸縮１次振動とを利用した超音波アクチュエータであ
   ることを特徴とする光ヘッド搬送装置。