JP2000285496A

JP2000285496A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2000285496A
Application number: JP11091788A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishida; 純西田; Akihiro Kasahara; 章裕笠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】光ディスク装置において、対物レンズと光ディ
スクとの衝突を抑制可能な光ディスク装置を提供する。【解決手段】対物レンズ保持体１３に対物レンズ１０を
保持し、回転駆動される光ディスク２の情報記録面に対
物レンズ１０を通してレーザ光を集束して記録再生を行
う光ディスク装置１において、対物レンズ保持体１３に
光ディスク２の回転に伴い動圧力を発生して浮上するス
ライダ４０を設け、このスライダ４０の動圧発生面を動
圧力により変形可能に構成した光ディスク装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク媒体と
この媒体上にレーザビームを集束させる対物レンズとの
衝突を抑制することのできる光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、情報記録媒体である
例えば光ディスクを保持して回転させた状態で、この光
ディスク上にレーザビームを照射して情報を記録した
り、あるいは光ディスクからの反射光を検出して適当な
処理を施すことにより、光ディスクに記録されている情
報を再生したりする装置である。

【０００３】ここで、光ディスクとはＣＤ−ＲＯＭやＤ
ＶＤ−ＲＯＭなどに代表される再生専用光ディスク、あ
るいは相変化型ディスク（ＰＤ：Phase-change Dis
k）、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical Disk）
やＤＶＤ−ＲＡＭなどに代表される記録再生兼用光ディ
スクなどの総称である。

【０００４】光ディスク装置は、一般に光ディスク保持
部と、この光ディスク保持部に保持される光ディスクに
対して駆動される光学ヘッドと、レーザダイオードなど
に代表される光源と、対物レンズなどの光学素子を含む
光学要素と、光学要素により導かれたレーザビームを検
出する光検出器とを主な構成要素としている。ここで対
物レンズは、情報の記録時や再生時にレーザビームを絞
り込んで光ディスク上にビームスポットを形成するため
に用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような光ディス
ク装置は、現在パーソナルコンピュータやＡＶ機器への
応用を目的として、小型化・薄型化が要求されている。
これらの要求に対し、従来より光学ヘッドの薄型化が図
られている。しかし光学ヘッドの薄型化にも限界がある
ため、対物レンズと光ディスクとの間の距離、いわゆる
作動距離ＷＤ（Working Distance）を狭くすることが検
討されつつある。

【０００６】光ディスク上に特定の大きさのビームスポ
ットを形成するために必要なレーザビーム径（対物レン
ズから出射されるレーザビームの径）は、作動距離ＷＤ
を小さくすることによって小さくすることができる。そ
のため、対物レンズを含む光学系を小型化・薄型化する
ことが可能となり、作動距離ＷＤを減少させることは、
光ディスク装置の薄型化を図る上で極めて効果的であ
る。しかしながら、作動距離ＷＤを小さくすると、以下
のように、対物レンズが光ディスクに衝突してしまう危
険性が増大する。すなわち、レーザビームが光ディスク
表面に正しく焦点を結ぶようにするために、対物レンズ
に対してフォーカス方向への位置決め制御が行われてい
る。しかし、外乱その他の原因によりフォーカス方向制
御が機能を失うことがあり、そのような場合には、作動
距離ＷＤが小さく設定された装置は対物レンズが光ディ
スクに衝突してしまう可能性が高くなってしまう。そし
て、対物レンズが光ディスクに衝突してしまうと光ディ
スクに傷がついたり対物レンズが損傷を受ける等の問題
が生じる。この問題を解決するため、光ディスク上にレ
ーザビームを集束させるための対物レンズについて、光
ディスクに対向する面の少なくとも一部に、回転する光
ディスクに近接したときその回転により光ディスクとの
衝突を防止する動圧（反発力）を発生する動圧発生面を
形成することが例えば、特願平９−３５２７５５号で検
討されている。動圧発生面の反発力による衝突までのポ
テンシャルエネルギが、フォーカス制御機能を失って
「暴走」する対物レンズの持つ運動エネルギより大きい
場合、対物レンズの運動エネルギが衝突前に全て変換さ
れて光ディスクとの衝突は回避される。ここで、動圧発
生面の形状を図２０のような形状とし、ｒ＝０．２
（ｍ）、ｄ＝０．０５（ｍｍ）、Ｄ＝３．２（ｍｍ）、
Ｄ１＝３．０（ｍｍ）、Ｂ＝０．９（ｍｍ）およびＤ０
＝５．０（ｍｍ）とした場合に、光ディスクの周方向速
度を６．５６（ｍ／ｓ）（１８ｒｐｓ）として設計する
と、スライダと光ディスクとに傾きがない状況では、図
２１のように比較的大きな浮上力が発生する。なお、
図２０において、２は光ディスク、３１は対物レンズ、
３４は対物レンズホルダ、３５は動圧スライダを示して
いる。図２１から分かるように、動圧力の大きさは、光
ディスクと動圧発生面の間隙が小さいほど大きくなり、
特に間隙が１μｍ以下になると飛躍的に大きな反発力が
発生する。理論的には、反発力は間隙距離の２乗に反比
例する。この動圧力は、確かに間隙が小さいところでは
非常に大きな力であるが、その作用する範囲が間隙が小
さい場合に限定されること、および光ディスク表面には
０．３μｍ程度の表面あらさがありそれ以下の間隙での
動圧力は衝突防止としての機能を期待できないこと等の
理由により、対物レンズと一体に形成された動圧スライ
ダに働く力のみで、対物レンズと光ディスクの間の衝突
を防止することは不可能であった。そこで、対物レンズ
や対物レンズを保持するレンズホルダと、スライダを別
体にて構成し、両者をばね・減衰系にて連結することに
より、質量の大きな対物レンズおよびレンズホルダの持
つ運動エネルギのほとんどをばね変形のエネルギに変換
し、質量の非常に小さいスライダの持つ運動エネルギの
みを動圧による力で受け止めるように構成でき、あまり
大きな動圧力が発生しなくても対物レンズと光ディスク
との衝突が可能である光ディスク装置が提案されている
（特願平１０―１７６１９４号）。ここで一般には、光
ディスクは回転に伴って周方向の傾き（タンジェンシャ
ルチルト）および半径方向の傾き（ラジアルチルト）が
生じる。これらの大きさは、ＤＶＤ（Digital Video Di
sk）では最大で７（ｍｒａｄ）程度とされている。ま
た、光学ヘッドが光ディスクの半径方向（トラッキング
方向）に移動したり、対物レンズがフォーカシング方向
に移動したとき、対物レンズの光軸には最大で２（ｍｒ
ａｄ）程度の傾き（シフトチルト）が生じる。従って、
光ディスクと対物レンズとはトータルとして相対的に９
（ｍｒａｄ）程度の傾きを生じる。したがって、対物レ
ンズが暴走した場合には動圧スライダによって光ディス
クとの衝突を回避させようとした場合、対物レンズがデ
ィスクに対して±９（ｍｒａｄ）の範囲で傾いたまま暴
走する場合も考慮する必要が有る。光ディスクと対物レ
ンズが傾いていない場合に効果的に動圧が働くように設
計された図２０のような動圧スライダに関して、対物レ
ンズと光ディスクとに９（ｍｒａｄ）の傾きがある場合
に発生する動圧の大きさについての各種計算結果を図２
２に示す。動圧スライダがディスクに対してどの方向に
傾いても、発生する動圧力は傾きがない場合に比べて極
端に少なくなる。この問題を解決するため、動圧発生面
の形状を円筒の側面形状とし、また動圧スライダを対物
レンズホルダに対して傾き方向に柔にて連結することが
提案されている（特願平１０―１９９５３４号）。この
ような構成によれば、動圧発生面が円筒側面形状を成し
ていることにより、対物レンズおよびスライダがディス
クに対してディスク半径方向に傾いて近接していても、
動圧発生面と光ディスクとの幾何学的関係が変化せず、
動圧力が低下しない。また動圧スライダは対物レンズホ
ルダに対して傾きに対して柔軟に連結されているため、
動圧力によってスライダと光ディスクとの間の傾きが修
正されるようなモーメントが発生し、両者の間の傾きが
小さくなり、大きな動圧力が発生するようになる。従っ
て衝突回避が可能となっていた。上述のような構成によ
って、通常の使用においては対物レンズと光ディスクと
の衝突は回避できるが、例えばモバイル機器の光ディス
クドライブとして使用される場合など、従来の仕様をは
るかに超える外乱が加わる場合がある。また光ディスク
装置の経年使用により、光ディスク表面に小さな傷が発
生していたり、また小さなごみが付着していたりするこ
とにより、スライダに発生する動圧力が低減することが
ある。このような場合には、上述のように円筒スライダ
をレンズホルダに柔軟な機構で連結するだけでは、対物
レンズと光ディスクとの衝突を完全に回避することは困
難であった。よってディスクや対物レンズに傷がついた
り、時には破損することがあった。スライダ自身にも傷
が付いたり破損したりして、次に衝突回避を行う時には
有効に働かないことがあった。更に、上述のような円筒
形状のスライダを対物レンズホルダに、フォーカス方向
およびチルト方向に柔に連結する構成を実現する方法と
して、従来はワイヤや板ばね等の弾性部剤を用いてレン
ズホルダに連結する方法が提案されていた（特願平１０
―１７６１９４号あるいは特願平１０―１９９５３４
号）。このようなスライダをレンズホルダに連結するた
めのワイヤや板ばねは、フォーカス方向およびチルト方
向にそれぞれ所定のばね特性を持つ必要があり、レンズ
アクチュエータの対物レンズ周辺の小さなスペースに取
り付け可能に設計することは、非常に困難であった。さ
らにはスライダ連結用のワイヤや板ばね等を必要とする
ことで部品点数が増え、レンズアクチュエータの組み立
てが煩雑になる上にコスト増にもつながるといった問題
もあった。本発明は、上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、予想外の外乱などによる振動が加わった場
合や、また経年使用により光ディスク表面上に微細な傷
やごみがあるような場合においても、光ディスクと対物
レンズの衝突をできるだけ避け、たとえ衝突しても傷や
破損につながらないようにし、さらには部品点数の低減
により簡単な設計・組み立てが行える光ディスク装置を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の第１の手段によれば、対物レンズ保持体に対
物レンズを保持し、回転駆動される光ディスクの情報記
録面に前記対物レンズを通してレーザ光を集束して記録
再生を行う光ディスク装置において、前記対物レンズ保
持体に前記光ディスクの回転に伴い動圧力を発生して浮
上するスライダを設け、このスライダの動圧発生面を前
記動圧力により変形可能に構成したことを特徴としてい
る。

【０００８】また本発明の第２の手段によれば、対物レ
ンズ保持体に対物レンズを保持し、回転駆動される光デ
ィスクの情報記録面に前記対物レンズを通してレーザ光
を集束して記録再生を行う光ディスク装置において、前
記対物レンズ保持体に前記光ディスクの回転に伴い動圧
力を発生して浮上するスライダを設け、このスライダの
動圧発生面を前記動圧力により変形可能に構成すると共
に、前記スライダの前記動圧発生面の形状を、前記光デ
ィスクの半径方向の断面形状が凸状の曲線を形成するよ
うに構成したことを特徴としている。

【０００９】また本発明の第３の手段によれば、前記ス
ライダは、剛部分と柔部分とから成り当該柔部分が前記
動圧力により変形可能に構成されていることを特徴とし
ている。

【００１０】また本発明の第４の手段によれば、前記ス
ライダは、前記動圧発生面が薄膜で形成されており、前
記スライダの前記動圧発生面以外の少なくとも一部は弾
性体により形成されていることを特徴としている。

【００１１】また本発明の第５の手段によれば、前記ス
ライダは、前記動圧発生面を形成する表面部分が形状復
元力のある膜として形成されていることを特徴としてい
る。

【００１２】また本発明の第６の手段によれば、前記ス
ライダは、実質的な全体が弾性体で形成されていること
を特徴としている。

【００１３】また本発明の第７の手段によれば、前記ス
ライダには前記動圧発生面の変形を担う柔部分が形成さ
れており、該柔部分を前記対物レンズホルダに連結させ
て構成されていることを特徴としている。このような構
成の光ディスク装置によれば光ディスクと対物レンズと
の衝突回避の効果が向上し、また、たとえ軽く衝突した
としても衝突時の衝撃を大幅に緩和できる。まず、光デ
ィスクとスライダが近接した時には、凸状の曲線（円
筒）形状のスライダが動圧により平面形状に近づくよう
に変形され、形状が円筒のまま変化しない時に比べて大
きな動圧力が得られる。また、もしスライダが軽くディ
スクに衝突しても、動圧発生面が変形することでスライ
ダがショックアブソーバの役目を果たし、衝撃緩和が可
能となる。さらにはスライダの構成部分のうち動圧発生
面を変形可能とするための弾性体を、スライダとレンズ
ホルダとの弾性連結部分と兼用して一体的に成形するこ
とにより、設計・組み立てが複雑な連結ばねが不要とな
る。上述のように、スライダの動圧発生面が動圧や衝突
により変形可能なように柔軟であること、またスライダ
と連結ばね機構を一体的として成形すれば、衝突回避の
効果が向上し、たとえ衝突しても衝撃緩和が可能とな
り、さらには設計・組み立てが簡単でコストがかからな
いような、対物レンズと光ディスクとの衝突回避機能を
持つ光ディスク装置の実現が可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１５】図１乃至図４は、本発明に係る光ディスク
装置の構成を示す図であり、図１は光ディスク装置の概
略構成を示す断面図、図２は光学ユニットの断面図、図
３は光学ヘッドを含む駆動系の平面図、図４は光学ヘッ
ドの断面図である。

【００１６】図１において、本発明に係る光ディスク装
置（情報記録／再生装置）１は、光ディスク保持部２ａ
と、光ディスク保持部２ａに保持される光ディスク２上
にレーザビームを集束させるための対物レンズ１０と、
対物レンズ１０を保持する対物レンズホルダ１３と、対
物レンズホルダ１３に設けられた動圧スライダ４０とを
備えている。動圧スライダ４０の光ディスク２側の端面
は、対物レンズ１０および対物レンズホルダ１３の光デ
ィスク２側の端面よりも光ディスク２に近く配置されて
いる。

【００１７】光ディスク２は、例えば再生専用ディスク
または相変化型ディスクや光磁気ディスクのような記録
再生用兼用ディスクである。この光ディスク２はターン
テーブル２ａ上に載置され、図示しないベースに固定さ
れたスピンドルモータ２ｍにマグネットチャック等のチ
ャッキング機構によって保持されており、記録時または
再生時には、スピンドルモータ２ｍによって回転駆動さ
れるようになっている。

【００１８】また、本発明の光ディスク装置１は、一般
の光ディスク装置と同様に、光ディスク２に対して駆動
される光学ヘッド７と、光学ヘッド７に連続して設けら
れた光学ユニット６とを有している。光学ヘッド７は、
対物レンズ１０の下方（図中）に設けられている。

【００１９】次に、図２を用いて光学ユニット６の構成
について説明する。図２は、図１における光学ユニット
を示す断面図である。

【００２０】図２に示すように、光学ユニット６は、光
ディスク２に照射するためのレーザビームを生成するレ
ーザダイオード３と、光ディスク２から反射されるレー
ザビームを検出する光検出器４と、ＨＯＥ（Holographi
c Optical Element）素子５とを主たる要素として構成
されている。そして、この光学ユニット６は図１に示す
ように光学ヘッド７の下部に固定されている。

【００２１】なお、図１および図２に示すように、光学
ユニット６の下面には放熱性を高める目的で複数の凹凸
が形成されており、光学ユニット６の上部にはプリズム
８が設けられている。

【００２２】図１および図２に示すように、レーザダイ
オード３より発せられたレーザビームは、ＨＯＥ素子５
をそのまま通過した後、プリズム８に入射して９０°向
きを変え、さらに立ち上げミラー９で再び９０°向きを
変えて、光学ヘッド７の上部に配置された対物レンズ１
０に入射するようになっている。この対物レンズ１０に
より、光ディスク２の記録面上にレーザビームが微小な
スポットとして集束される。

【００２３】一方、光ディスク２からの反射光は、対物
レンズ１０、立ち上げミラー９およびプリズム８を経由
してＨＯＥ素子５に入射し、ＨＯＥ素子５で偏向されて
光検出器４に入射するようになっている。光検出器４
は、検出領域を複数に分割した多分割検出器として構成
されており、各検出領域の出力信号から図示しない演算
回路を介して、光ディスク２に記録されている情報に対
応した再生情報信号、フォーカス誤差信号およびトラッ
キング誤差信号が生成されるようになっている。

【００２４】次に、図３および図４を用いて光学ヘッド
７について詳細に説明する。図３は、図１における光学
ヘッドを含む駆動系を示す平面図である。図４は、図１
における光学ヘッドを示す断面図である。

【００２５】図３および図４に示すように、リニアモー
タコイル１２が筒状に形成されており、光学へッド７の
両側面に１個ずつ設けられている。また、光学へッド７
の両側には、リニアモータコイル１２を挟んで前後に計
４個の滑り軸受１５がそれぞれ形成されている。さら
に、２本のガイドシャフト１６が光ディスク１の半径方
向に沿って形成されており、滑り軸受１５と２本のガイ
ドシャフト１６がそれぞれ係合している。このような構
成により、光学ヘッド７は光ディスク１の半径方向に移
動が可能となっている。

【００２６】ガイドシャフト１６は磁性体で形成されて
おり、磁気回路のヨークとしての役割も果たすようにな
っている。各ガイドシャフト１６の外側には、コ字形の
バックヨーク１７が固定されている。また各バックヨー
ク１７には、磁気ギャップを挟んでリニアモータ１２と
対向するようにラジアル磁石１８が固定されている。こ
れらのガイドシャフト１６、バックヨーク１７およびラ
ジアル磁石１８は、ラジアル磁気回路を形成し、このラ
ジアル磁気回路は、リニアモータコイル１２に磁界を作
用させ、リニアモータコイル１２に流れる電流との電磁
作用により、光学へッド７を光ディスク２の半径方向へ
駆動させることができるようになっている。

【００２７】また、対物レンズ１０を保持する対物レン
ズホルダ１３は、板状の非磁性材料からなる支持ワイヤ
１４の一端に固定され、支持ワイヤ１４の他端は光学ヘ
ッド７に固定されている。

【００２８】さらに、光学ヘッド７には、図１に示すよ
うに、対物レンズ１０の下方にフォーカスコイル１１が
設けられている。このフォーカスコイル１１に電流が流
れると、マグネットで形成された対物レンズホルダ１３
の磁界との電磁作用によって、対物レンズ１０に対して
光軸方向つまりフォーカス方向の駆動力が発生するよう
になっている。

【００２９】ここで、光学ユニット６の光検出器４は、
図示しないフォーカスサーボ回路に接続されており、こ
のフォーカスサーボ回路は、フォーカス誤差信号に基づ
いて対物レンズ１０のフォーカス方向の位置ずれを補正
するようにフォーカスコイル１１に電流を流し、フォー
カスサーボ制御を行うようになっている。

【００３０】同様に、光学ユニット６の光検出器４は、
図示しないトラッキングサーボ回路に接続されており、
このトラッキングサーボ回路は、トラッキング誤差信号
に基づいて対物レンズ１０のトラック方向の位置ずれを
補正するように、リニアモータコイル１２に電流を流す
と共に、立ち上げミラー９を位置調整のために移動させ
て、トラッキングサーボ制御を行うようになっている。

【００３１】［第１の実施の形態］次に、図５乃至図８
を用いて本実施形態に係る動圧スライダ４０の構成およ
び対物レンスホルダ１３との連結構成、その作用・効果
について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態の
スライダ４０の概略構成示す斜視図である。このスライ
ダ４０については、まずその製造手順の説明を含めて構
成を説明する。まず図６（ａ）に示すように、数百ミク
ロン（例えば４００〜８００μｍ程度）以下の厚さのシ
リコンウエハ５０にエッチングにより縦横の溝５１を形
成し、エッチングされずに残っている肉厚部分にあたる
ウエハ製剛部分４１がマトリックス状に並ぶように加工
する。このように加工されたシリコンウエハ４０の溝５
１内に、例えばシリコンゴムやシリコンゲル等の弾性部
材４２を溶融させて流し込んだ後に固めると、図６
（ｂ）に示すようにウエハ製剛部分４１が弾性部材４２
の柔な部分でマトリックス状に連結されたスライダ部品
５２が形成できる。上記エッチングにより形成する溝５
１の深さは、ウエハ５０の厚さ（例えば４００〜８００
μｍ程度）よりも少し浅く設定すれば、このスライダ部
品５２の下面全面には一様な厚さのウエハ薄膜４３が形
成されたものとなる。このウエハ薄膜４３の厚みは、エ
ッチングにより形成する溝５１の深さを種々設定するこ
とにより調整可能であるが、スライダ部品５２をスライ
ダ４０として円筒状に形成する際の加工性を考慮して、
その厚みとしては例えば５０〜１００μｍ程度に設定す
る。元々のシリコンウエハ５０の表面は非常に平面度が
良いため、完成したスライダ部品５２のウエハ薄膜４３
も平面精度が極めて良好で、何ら二次加工を行なうこと
無くスライダ４０として利用できる。このスライダ部品
５２は弾性部材４２の柔軟部分を有しているため、光学
ヘッド７に取り付ける時に、図５に示すように僅かな曲
率を有するように湾曲させてスライダ４０として組立て
ることにより、スライダ４０の円筒表面の形状は簡単に
実現できる。なお、このスライダ４０の円筒表面の曲率
は、例えば曲率半径ｒとしてｒ＝２００ｍｍ相当程度あ
る。

【００３２】このスライダ４０は、対物レンズホルダ１
３の対物レンズ１０の周囲にスライダ部品として取付け
てもよいし、あるいはスライダ４０の中央に貫通孔を形
成し、この貫通孔をレーザビームの通過光路として利用
するように加工してから対物レンズホルダ１３に取付け
てもよい。

【００３３】上記したようなスライダ４０は、動圧発生
面３９弾性部材４２の弾性作用により変形可能であり、
このスライダ４０を対物レンズホルダ１３に取付けて光
ディスク装置１に搭載すると、光ディスクドライブがモ
バイル機器等に使用され、予想された以上の非常に大き
な衝撃が加わったり、表面に細かな傷やごみがある光デ
ィスクを装着して微少間隙での動圧力がそれほど発生で
きずに、光ディスク２とスライダ４０が衝突してしまっ
た場合でも、光ディスク２に衝突するのは柔軟に変形す
る動圧発生面３９であるため、衝突瞬間の衝撃は小さく
なる。よって、情報記録媒体として重要な光ディスク１
の面や、大きな動圧を発生させるため表面形状精度が重
要なスライダ４０の動圧発生面を損傷することはない。
なお、このように構成したスライダ４０のうちウエハ薄
膜４３である動圧発生面３９は、動圧力が働かない時に
は円筒側面に代表される凸面であり、光ディスク２が回
転駆動されてスライダ４０との間で動圧が働くと図７お
よび図８で示すように円筒形状が少しつぶれたような形
状に変形する。なお、図７は、光ディスク２の回転によ
る空気の流れが紙面に垂直な方向に対するスライダの模
式図で、図７（ａ）で示すスライダ４０は変形前、図７
（ｂ）で示すスライダ４０は変形後を示しており、動圧
発生面が３９ａで示すように平板状に変形している。図
８は、光ディスク２の回転による空気の流れが紙面に平
行な方向に対するスライダの模式図で、図８（ａ）はス
ライダ４０の変形前、図８（ｂ）はスライダ４０の変形
後を示しており、動圧発生面が３９ｂで示すように平板
状に変形している。一般に、図９で示すように動圧スラ
イダ４０は、光ディスク２とスライダ４０との間に傾き
がない場合を想定した場合には、平板状の形状が最も大
きな動圧（浮上力）が働き、次に円筒状部材をレンズの
周囲に配置したドーナッツ状の形状、そして円筒状の形
状の順に動圧は順次小さくなる。よって図５に示すよう
な円筒状のスライダ４０を用いた場合には、そのままの
円筒形状では動圧（浮上力）はさほど大きくとれない
が、本実施形態では弾性部材４２を設けたために図７お
よび図８に示したようにスライダ４０自体が平板状に変
形可能（動圧面変形スライダ）である。つまり、本実施
形態のスライダ４０は、光ディスク２が回転駆動されて
スライダ４０との間で動圧が働くと図７、図８で示すよ
うに円筒形状の動圧発生面３９の形状が変形し、平板状
部分の動圧発生面３９ａ，３９ｂが形成される。このよ
うにスライダ４０の動圧発生面３９に平板状部分が形成
されることにより、図９に示したような大きな動圧（浮
上力）が発生し、対物レンズ１０と光ディスク２との衝
突が回避される。

【００３４】なお、動圧が働かない時の動圧発生面３９
は略円筒側面形状であるが、この円筒形状であることに
より得られる作用・効果は次の通りである。

【００３５】図１０に示すように、光ディスク２と動圧
スライダ４０との間に傾きがなくても、光ディスク２と
動圧スライダ４０の最小間隙を形成する領域は全体の幅
Ｌ（ここでは１０ｍｍ）より狭い。しかし、図１１に比
較例として示した動圧発生面３９が平面である場合と違
って、傾きがある場合であっても、光ディスク２と動圧
スライダ４０との最小間隙部分近傍の領域は略平行２平
面の近接状態とみなすことができる。

【００３６】光ディスク２と対物レンズ１０とが、±９
（ｍｒａｄ）の範囲で傾いていても常に幾何学的に同様
な近接状態が選られるようにするには、図１０に示すよ
うに、動圧発生面３９を形成する扇形の中心角度を１８
（ｍｒａｄ）以上にすれば良い。中心角度を決めると、
動圧スライダ４０の幅によって回転半径が決まる。中心
角度を１８（ｍｒａｄ）とした時の扇形の回転半径は、
特願平１０−１９９５３４号を参照するならば、０．５
６（ｍ）、また光ディスク２と動圧スライダ４０の動圧
発生面３９との最小間隙を０．３μｍとした場合の間隙
１μｍ以下の部分の長さｌを比較すると、まず、図１１
に示した動圧スライダが平板状である場合で傾きが存在
しない場合は動圧スライダ４０の横幅Ｌである１０（ｍ
ｍ）全体となるが、傾きが９（ｍｒａｄ）である場合に
は７７．８（μｍ）であるのに対して、図１０に示した
ように動圧スライダ４０の形状が円筒面形状である場合
では、スライダ端部での影響が無視できる範囲では傾き
の大きさによらずに一定で、１７７（μｍ）とそれぞれ
求めることができる。

【００３７】すなわち、光ディスク２と動圧スライダ４
０の動圧発生面３９との最小間隙を０．３μｍとした場
合の間隙１μｍ以下の部分の長さｌを比較すると、本実
施形態のような円筒面形状の動圧スライダの場合は１７
７（μｍ）であり、動圧発生面が平面（平板状スライ
ダ）の７７．８（μｍ）に対して２倍以上大きくなる。

【００３８】したがって、本実施形態の動圧スライダ４
０が発生する動圧は圧倒的に大きくなり、動圧発生面３
９を円筒面状とすることで、対物レンズ１０と光ディス
ク２とに光ディスク２の半径方向に９（ｍｒａｄ）程度
の傾きが発生しても動圧力がほとんど低減しないことが
分かる。参考までに９（ｍｒａｄ）の傾きがある場合の
動圧（浮上力）の比較データを図１２に示す。

【００３９】なお、上記実施の形態において弾性部材４
２としては、シリコンゴムやシリコンゲルを例示した
が、この弾性部材４２は製造性を考慮して溶融状態で溝
４１内に充填可能で、使用時に溝４１内から流出しない
程度の粘弾性を有するものであれば良く、紫外線硬化型
の接着剤などを溝４１内に充填し紫外線によりその表面
だけを硬化させて使用しても良い。上記したような動圧
面が変形可能なスライダ４０を搭載すると、先に述べた
ように光ディスク２とスライダ４０が衝突してしまった
場合でも、光ディスク２に衝突するのは柔軟に変形する
動圧発生面３９であるため、衝突瞬間の衝撃は小さくな
り、情報記録媒体として重要な光ディスク１の面や、大
きな動圧を発生させるため表面形状精度が重要なスライ
ダ４０の動圧発生面を損傷することはないといった作用
・効果が得られることに加えて、上述した通り、スライ
ダ４０の動圧発生面３９が変形して平板状部分が形成さ
れることにより、大きな動圧（浮上力）が発生し、対物
レンズ１０と光ディスク２との衝突が回避されると共
に、動圧が働かない時の動圧発生面３９を略円筒側面形
状としたことにより、対物レンズ１０と光ディスク２と
に光ディスク２の半径方向に比較的大きな傾きが発生し
ても動圧力がほとんど低減しないといった作用・効果が
得られる。

【００４０】［第２の実施の形態］次に図１３を参照し
て、第２の実施の形態について説明する。

【００４１】図１３は、第２の実施の形態に係る動圧ス
ライダの断面図であり、先の図５に示した第１の実施の
形態と同一部分には同一符号を付し異なる部分について
のみ説明を行なう。

【００４２】この第２の実施の形態は、第１の実施の形
態の動圧スライダ４０の弾性部材４２の部分を図１３に
示したように先の実施の形態よりも厚く構成し、この弾
性部材４２を直接的に対物レンズホルダ１３に接着剤な
どを介して取り付けるように構成したことが特徴であ
る。

【００４３】このように構成された動圧スライダ４０に
よれば、肉厚の弾性部材４２は動圧スライダ４０と対物
レンズホルダ１３を連結するフォーカス方向、チルト方
向の連結ばねとしての機能を持つことになる。動圧スラ
イダ４０の動圧発生面３９には、動圧により対物レンズ
１０と光ディスク２との衝突を避けようとする反発力が
働くが、この時、動圧発生面３９と対物レンズホルダ１
３を連結する肉厚の弾性部材４２の部分には、対物レン
ズホルダ１３からの慣性力と動圧発生面３９の反発力に
より圧縮方向の力が働き弾性部材４２は圧縮される。よ
って動圧発生面３９全体と対物レンズホルダ１３との相
対距離は一時的に短くなる。このような現象を利用する
と、質量の軽いスライダ４０の運動エネルギのみを動圧
により受けとめ、スライダ４０の一部として構成された
フォーカス方向の連結ばねの要素を持つ肉厚の弾性部材
４２の部分の変形エネルギに質量の大きな対物レンズ１
０や対物レンズホルダ１３の運動エネルギを変換できる
ので、小さな動圧力しか働かなくても対物レンズ１０と
光ディスク１との衝突を回避できる。

【００４４】また動圧発生面３９には動圧発生面３９全
体と光ディスク２上面との相対傾きを補正するようなモ
ーメントが働く。よって動圧発生面３９全体と光ディス
ク１の上面との相対傾きは一時的に減少する。このよう
な現象を利用すると、発生する動圧力を大きくすること
が可能となり、対物レンズ１０と光ディスク１との衝突
を回避できる。

【００４５】つまり、肉厚の弾性部材４２を備えた動圧
スライダ４０自身がスライダ４０と対物レンズホルダ１
３を連結するフォーカス方向、チルト方向の連結ばねと
しての機能を有しているため、スライダ４０以外の連結
用ばね部品が不要となり、設計・組み立てが非常に容易
で安価な衝突防止の機構が実現できる。なお上記第１、
第２の実施形態の説明では、シリコンウエハ５０にエッ
チングにより溝５１を形成し溶融した弾性部材４２を流
し込む（充填する）製造方法を一例として説明したが、
シリコンウエハ５０はシリコン以外の他の成分のウエハ
でも良く、またウエハ以外の例えば燐青銅などを主成分
とする平板部材でも良い。またこれらウエハや平板部材
に溝などを形成する方法も、エッチングに限定されるこ
と無く、イオンビーム加工や電子ビーム加工、あるいは
ケミカルミリング、光造形法など他の微細加工手法を用
いても良い。また、弾性部材４２としては先に記載し
た、シリコンゴム、シリコンゲルや硬化型接着剤の表面
のみ硬化させて使用する構成の他に、オイルなどの液体
状の粘性体を溝４１内に封入してシールする構造なども
採用することができる。

【００４６】［第３の実施の形態］次に、図１４および
図１５を参照して本発明の第３の実施の形態を説明す
る。本実施形態の動圧スライダの製造手法は、図１４で
示すようにまず、厚さが数百ミクロン以下（例えば５０
〜２００μｍ程度）のウエハ５０の周囲を固定して中央
に荷重を加えるとわずかながら変形する。この変形した
形状は両端固定中央荷重のモデルとして材料力学的に簡
単に導き出せる。この変形した形状は完全な円弧ではな
いが、中央が凸の形状であり略円弧とみなせる。ウエハ
５０に荷重を加えこの略円弧形状に保持したまま、ウエ
ハ５０の凹面側に弾性部材４２を溶融させて流し込みこ
の円弧形状のまま保持して弾性部材４２を固化させて所
定の弾性性能を有する弾性部材とする。弾性部材４２の
固化後に荷重を解除すると弾性部材４２の存在によりウ
エハ５０は、図１５に示すように中央が凸の形状を保持
した状態となり、ウエハ５０の凸部を動圧発生面３９と
して利用可能な動圧スライダ４０となる。

【００４７】なお、上記した弾性部材４２は、第１の実
施形態で説明したシリコンゴム、シリコンゲル、紫外線
硬化型接着剤、多孔質ゲルなどを用いることができる。
なお、上述したような平面状のウエハに荷重を付加した
状態を保持して弾性部材４２を流し込む以外に、ウエハ
５０の周囲を密封して圧力を付加して弾性部材４２を流
し込んだり、あるいは溶融した弾性部材を圧力を加えて
流し込んで固め込むようにしても、ウエハ５０の中央が
凸の形状となる。上記の製法で得られたウエハ５０と弾
性部材４２とで構成されたスライダ部品は、表面はウエ
ハ５０で内部に弾性部材４２が設けられているため、ウ
エハ５０の表面精度と弾性部材の柔軟性を併せ持つ。こ
のスライダ部品を第１の実施形態と同様にそのまま動圧
スライダ４０として利用すれば、動圧発生面３９が変形
可能である作用が得られ、対物レンズ１０と光ディスク
２の衝突回避の効果が向上し、たとえ衝突しても大幅な
衝撃緩和が可能となる。またウエハ５０の凹面側に流し
込む弾性部材４２の厚みを少し厚目に設定することで、
動圧スライダ４０と対物レンズホルダ１３を連結する連
結ばねの役目を兼用した構成にでき、設計・組み立てが
非常に容易で安価な衝突防止の機構が実現できる。

【００４８】［第４の実施の形態］次に、図１６および
図１７を参照して第３の実施形態に係る動圧スライダに
ついて説明する。図１６に示すように、厚さが数百ミク
ロン以下のウエハ５０を両端の固定部材５５に取付け、
両端から荷重を加えると中央が略凸の形状にわずかなが
ら変形する。この変形を保持した状態で図１７に示すよ
うにウエハ５０に平面薄板５６を接着剤などで固定し、
その平面薄板５６の上にスライダ４０と対物レンズホル
ダ１３を連結する連結ばね用の弾性部材（図示省略）を
設ける。変形されたウエハ５０で構成された動圧発生面
３９は、形状復元力のある薄膜として外力（動圧）が加
わるとはりの変形モデルにしたがってさらに変形が可能
である。図１４、図１５で示した第３の実施の形態の場
合よりもウエハ５０の厚さを少し厚く構成（例えば１５
０〜３００μｍ程度）しておくことにより図１７に示す
ようにウエハ５０と平面薄板５６とで囲まれる内部空間
中に弾性部材などの弾性体が設けられていなくてもウエ
ハ５０自身の弾性により、一種の復元力のある膜として
機能するため、動圧発生面３９が変形する動圧スライダ
４０を構成することができる。したがって、先の第１、
第２の実施の形態と同様に、衝突防止効果が向上し、た
とえ衝突しても大幅な衝撃緩和が可能となる。

【００４９】［第５の実施の形態］次に、図１８および
図１９を参照して第５の実施形態に係る動圧スライダに
ついて説明する。図１８に示すような凹形状を有した金
型５７に弾性体を溶融させて流し込み、固化させて弾性
を有する凸状のスライダ４０を弾性部材４２にて成形す
る。金型５７の凹形状の型を非常に形状精度よく製作
し、また成形性の良い弾性材料を使用すれば、動圧発生
面の形状精度もよく表面あらさも少なくなり、スライダ
として十分に機能する。なお、弾性体としては、第１乃
至第３の実施形態で説明したシリコンゴムやシリコンゲ
ルなどでもよいが、前述の成形性の良い弾性材料として
は、例えばポリカーボネート等を用い、金型５７内に数
十μｍ程度のポリカーボネート膜を例えば２重構造とし
て形成したものなどを用いることができる。また、金型
５７の内側に離形剤を塗布しておいてから弾性体を溶融
させて流し込めば作業性が向上し、さらに金型５７にま
ず離形剤を塗布して金属薄膜を形成し、この金属薄膜に
固着するように弾性体を流し込むようにしてもよく、金
属薄膜を表面に形成することにより動圧発生面３９の表
面の平坦度を向上させることが可能となる。この動圧ス
ライダ４０はスライダ自身が弾性体にて構成されている
ため、当然のことながら動圧発生面３９は容易に変形可
能である。したがって、第１乃至第４の実施の形態で説
明したのと同様に対物レンズと光ディスクとの衝突防止
効果が向上する。また、たとえ衝突しても、動圧スライ
ダ４０自体が弾性部材であるためスライダ全体が弾性変
形して非常に有効な衝撃緩和部品としても作用する。さ
らにスライダ４０自身が全体として対物レンズホルダ１
３との連結ばねとしても働くため、スライダ４０以外の
余分な部品は全く不要であり、設計・組み立ては非常に
容易であり、コストも低減することができる。

【００５０】なお上記の第１乃至第５の実施形態の中で
は、動圧スライダ４０の動圧発生面３９をシリコンウエ
ハで構成し、動圧発生面を変形可能に構成するための柔
軟な部分、さらには対物レンズホルダ１３との連結ばね
部分を弾性部材４２として説明したが、これらの材質は
一例であり、これらに限定されるものではなく、シリコ
ンウエハ以外の他の成分のウエハや、またウエハ以外の
例えば燐青銅などを主成分とする平板部材でも良く、ま
た、弾性部材としては先に記載した、シリコンゴム、シ
リコンゲルや硬化型接着剤の表面のみ硬化させて使用す
る構成や、オイルなどの液体状の粘性体を封入してシー
ルする構造なども採用することができる。以上説明した
ように、動圧スライダの動圧発生面が動圧や衝突により
変形可能なように柔軟に構成することで、たとえ衝突し
ても衝撃緩和が可能となり、また動圧スライダと対物レ
ンズホルダとの連結ばね機構を一体として成形すれば、
衝突回避の効果が向上する上に設計・組み立てが簡単で
コストがかからない、対物レンズと光ディスクとの衝突
回避機能を持つレンズアクチュエータの実現が可能にな
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ディスク装置の薄型化を図るべく対物レンズと光ディス
クとの作動距離を小さくしても、動圧スライダにて発生
する動圧力により対物レンズと光ディスクとの衝突が回
避され、外乱等によりたとえディスクとの衝突が避けら
れなくても大幅な衝撃緩和機能が得られる光ディスク装
置の実現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク装置に係る概略断面
図。

【図２】図１における光学ユニットを示す断面図。

【図３】図１における光学ヘッドを示す平面図。

【図４】図１における光学ヘッドの詳細な構成を示す断
面図。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる動圧スライ
ダの詳細を示す斜視図。

【図６】図５における動圧スライダの製造方法を模式的
に説明する斜視図。

【図７】本発明に係る動圧スライダにおいて動圧発生面
が変形して動圧力が大きくなる様子を模式的に説明する
図。

【図８】本発明に係る動圧スライダにおいて動圧発生面
が変形して動圧力が大きくなる様子を模式的に説明する
図。

【図９】傾きが無い場合の、動圧スライダの動圧発生面
形状による発生動圧の違いを示す図。

【図１０】図１における動圧スライダの光ディスク半径
方向拡大断面図。

【図１１】平面状の動圧発生面と光ディスクとの位置関
係を示す図。

【図１２】半径方向に傾きがある場合の、動圧スライダ
の動圧発生面形状による発生動圧の違いを示す図。

【図１３】本発明の第２の実施形態の動圧スライダの模
式図。

【図１４】本発明の第３の実施形態に係る動圧スライダ
の製造方法を説明する模式図。

【図１５】本発明の第３の実施形態に係る動圧スライダ
を示す模式図。

【図１６】本発明の第４の実施形態に係る動圧スライダ
の製造方法を説明する模式図。

【図１７】本発明の第４の実施形態に係る動圧スライダ
を示す模式図。

【図１８】本発明の第５の実施形態に係る動圧スライダ
の製造方法を説明する模式図。

【図１９】本発明の第５の実施形態に係る動圧スライダ
を示す模式図。

【図２０】対物レンズと一体に成形された動圧スライダ
を示す断面図。

【図２１】動圧スライダに発生する力と、動圧スライダ
のディスク側面と光ディスクとの最小間隙との関係を示
す図。

【図２２】動圧スライダが光ディスク周方向に傾いてい
る場合についての、動圧スライダに発生する力と、動圧
スライダのディスク側面と光ディスクとの最小間隙との
関係を示す図。

【符号の説明】

１光ディスク装置２光ディスク２ａ光ディスク保持部２ｍスピンドルモータ３レーザダイオード４光検出器５ＨＯＥ素子６光学ユニット７光学ヘッド８プリズム９立ち上げミラー１０対物レンズ１１フォーカスコイル１２リニアモータコイル１３対物レンズホルダ１４支持ワイヤ１５滑り軸受３９動圧発生面４０動圧スライダ４１ウエハ製剛部分４２弾性部材４３ウエハ薄膜５０ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D118 AA02 AA06 AA28 BA01 BB02 BF02 BF03 DC03 EA08 5D119 AA02 AA31 AA32 AA38 BA01 CA06 CA09 DA01 DA05 FA05 JA14 JA43 KA02 LB07 MA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズ保持体に対物レンズを保持し、
回転駆動される光ディスクの情報記録面に前記対物レン
ズを通してレーザ光を集束して記録再生を行う光ディス
ク装置において、前記対物レンズ保持体に前記光ディスクの回転に伴い動
圧力を発生して浮上するスライダを設け、このスライダ
の動圧発生面を前記動圧力により変形可能に構成したこ
とを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】対物レンズ保持体に対物レンズを保持し、
回転駆動される光ディスクの情報記録面に前記対物レン
ズを通してレーザ光を集束して記録再生を行う光ディス
ク装置において、前記対物レンズ保持体に前記光ディスクの回転に伴い動
圧力を発生して浮上するスライダを設け、このスライダ
の動圧発生面を前記動圧力により変形可能に構成すると
共に、前記動圧発生面の形状を、前記光ディスクの半径
方向の断面形状が凸状の曲線を形成するように構成した
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】前記スライダは、剛部分と柔部分とから成
り該柔部分が前記動圧力により変形可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の光
ディスク装置。
【請求項４】前記スライダは、前記動圧発生面が薄膜で
形成されており、前記スライダの前記動圧発生面以外の
少なくとも一部は弾性体により形成されていることを特
徴とする請求項１あるいは請求項２記載の光ディスク装
置。
【請求項５】前記スライダは、前記動圧発生面を形成す
る表面部分が形状復元力のある膜として形成されている
ことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の光デ
ィスク装置。
【請求項６】前記スライダは、実質的な全体が弾性体で
形成されていることを特徴とする請求項１あるいは請求
項２記載の光ディスク装置。
【請求項７】前記スライダには前記動圧発生面の変形を
担う柔部分が形成されており、該柔部分を前記対物レン
ズホルダに連結させて構成されていることを特徴とする
請求項１あるいは請求項２記載の光ディスク装置。