JP2512269Y2 - キャリッジ組立体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光学ヘッドの一部が分離された可動側のキ
ャリッジ組立体に関する。

［従来技術］ 近年、光ビームを用いて光学的に情報の記録とか再生
を行うことのできる光学式情報記録再生装置が実用化さ
れ、今後広く普及する状況にある。

この光学式の記録再生装置は、高密度に情報を記録で
きるので高精度のトラッキングとかフォーカシング制御
が必要となる。

従来例として、特開昭63-96780号公報では、この公報
の第４図に示すようにキャリッジの両側にベアリングを
複数個設け、ベアリングを介してガイドレールに沿って
直線運動する光学ヘッドを開示している。このキャリッ
ジの内側のヨークと永久磁石とにより、キャリッジを駆
動する磁気回路が構成されている。又、キャリッジには
該キャリッジを囲んでヨークに交差し、口の字状をした
コイルボビンが固着されている。

又、ナショナルテクニカルレポートVol.35,No.2,1989
では、その第３図において、上記公報と同様にキャリッ
ジには口の字状の補助コイルが設けられ、光学ヘッドを
載置したキャリッジの両側には補助コイルボビンが固着
される。

又、特開昭64-32432号公報では、この公報の第２図に
示すように、フォーカス、トラッキングコイルが支持板
に接着固定され、対物レンズと45°ミラーが一体でフォ
ーカス・トラッキングするボビンレスタイプの光学ヘッ
ドを開示している。

又、特開昭63-282938号公報では、この公報の第４図
に示すように、フォーカスコイル、トラッキングコイル
と、これらが巻回された巻枠及び接着等の手段で一体的
に構成された対物レンズを備えた可動部が開示されてい
る。

さらに特開昭51-99006号公報では、管状部材の両端部
にコイルを設け、一方のコイルを駆動コイル、他方のコ
イルを速度計用コイルとした分離光学系が開示されてい
る。キャリッジをディスク半径方向に移動すると、速度
計用コイルも移動し、電磁誘導電流によりキャリッジの
移動速度に比例した信号が得られ、速度制御信号として
用いられるようにしている。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記キャリッジと口状のコイルボビンが固着した従来
例は、以下の問題点を有する。永久磁石とセンタヨーク
のギャップは狭く、キャリッジと口状のコイルボビンを
ねじ等で固着したとき、ギャップ内に口状のコイルを接
触させないで組立てるのには調整工数がかかり、めんど
うである。又、口状のコイルボビンとキャリッジのねじ
止めの締付力により、キャリッジの高次振動の発生に影
響し、使用範囲の狭いアクチュエータとなってしまう。
特に分離型の場合、対物レンズと全反射ミラーのみ可動
体に取付けてあり、キャリッジ形状も薄形と共に、軽量
化させるためボビンの質量が無視できなくなり、コイル
の共振が可動部全体に及ぼす影響が大きくなってしま
う。

又、特開昭63-282938号公報の従来例は、この公報の
第３図に示すように、シーク制御及びトラッキング制御
を兼ねたアクチュエータのため、トラッキング制御系に
おいては、0.1ミクロン程度の制御が必要であり、キャ
リッジ部の加工精度を非常に高くしなければならないと
いう問題がある。さらに巻枠の材質及び形状を薄肉にし
ないと、追従性の良いアクチュエータを実現できない。
又、コイル線径を細くし、軽量化しようとすると、アク
セス時のドライブ電流により、コイルの断線が生じ易
く、又、磁束のBH積の高いものを選択すると、コストア
ップとなる。

又、上記レポートの第３図に示すようにフォーカスア
クチュエータの可動部の中に、反射ミラーを挿入し、固
定する手段に補助ボビンを介して本体に組立てるため、
反射ミラーの角度合わせが本体の上面又は底面の基準に
対して側面の直角度又は補助ボビンの角形の筒に対し、
45°の傾斜角度を必要とし、本体の平面に対し３面の精
度管理をしなければならず、加工面からみて複雑にな
る。

また、軸受がメタル軸受のため、フォーカスアクチュ
エータの可動部の振動に対し、軸振動で摩擦が変化し、
アクセス制御時に動きのむらが発生し易い。

本考案は上述した点にかんがみてなされたもので、調
整工数も少なく、加工精度上の制約も少なく、且つ共振
の影響を抑圧ないしは除去でき、光学系への埃の影響を
抑圧ないしは除去できるキャリッジ組立体を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本考案では、共振の影響を除去するために、キャリッ
ジとコイルボビンを一体形成している。つまり、キャリ
ッジ本体の両端側に該キャリッジを駆動するためのコイ
ルボビン部を設けている。

また、本体のディスク対向面側に２次元アクチュエー
タを固定し、本体内部に全反射光学部材としての全反射
プリズムを取付けた分離型光学系の可動ヘッドとしてい
る。２次元アクチュエータを設けているので、キャリッ
ジ本体側での加工精度上の制約は少なくて済む。アクセ
ス時には本体のコイルボビンに巻き付けた駆動コイルに
通電することにより、キャリッジをディスク半径方向に
移動してアクセスでき、トラッキングは２次元アクチュ
エータで行う。又、両端側に駆動コイルを設けることに
より、走査方向の対称性を良くし、ヨーイング、ピッチ
ングの発生を防止している。

さらに、全反射プリズムをキャリッジ側にカバーガラ
スなどで密封収納して固着することにより、全反射プリ
ズムに埃が付着するのを防止すると共に、調整作業を少
なくでき、且つガイドレールに対してベアリングを介し
てキャリッジを移動する構造にして、アクセス時のむら
を防止できるようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例に係り、第
１図（ａ）は第１実施例の縦断面図、第１図（ｂ）は第
１実施例の横断面図、第２図は第１実施例を備えた光学
式ヘッドの平面図、第３図は光学式ヘッドの光学系を示
す説明図である。

第１実施例が適用された光学式情報記録再生装置は、
フォトクロミック材料で形成したディスク１を用いて書
換え可能な記録を行うことのできる記録再生装置であ
る。

第３図に示すように光学式ヘッド（ピックアップ）２
は、固定側ヘッド３と、この固定側ヘッド３に対し、移
動可能に配設され、第１実施例のキャリッジ組立体とし
ての可動側ヘッド部４とから構成される分離型ヘッドで
ある。

上記固定側ヘッド３は、フォトクロミック材料のディ
スク１に記録、消去及び再生を行うために紫外光と可視
光の光源を備えている。このフォトクロミック材料は、
照射光の波長により、着色したり、消去したりすること
を可逆的に繰返すことができる化合物であり、具体的に
は紫外光を照射すると着色して反射率が高くなり、可視
光を照射すると消色し、透明になり、反射率が低くな
る。従って、紫外光の照射により、記録を行い、可視光
の照射により消去を行うことができる。

また、可視光の照射パワーを弱くして、記録されたト
ラックを走査することにより、記録情報の再生を行うこ
とができる。

上記フォトクロミック材料としては、例えば特開昭63
-52135号に記載されている物質を記録媒体に用い、赤外
線ビームを照射して全体潜像を形成しておき、記録情報
に応じて紫外線を照射して顕像化させて記録するように
すれば良い。紫外光のレーザ光及び可視光のレーザ光を
出射するレーザ部５の可視のレーザ光を出射する可視光
レーザ部5aの光ビームはコリメータレンズ６で平行光ビ
ームにされた後Ｐ偏光に対して例えば20％程度反射し、
残りの80％を通過する第１の偏光ビームスプリッタ部8a
を透過し、第２の偏光ビームスプリッタ部8bを殆ど100
％透過して出射口に取付けられた可視光に対する1/4波
長板９を経て、Ｐ偏光の直線偏光は円偏光となり、この
光軸上に対向した可動側ヘッド部４側に進む。上記第１
の偏光ビームスプリッタ部8aで反射された光ビームは、
レンズ10aを介してモニタ用光検出器10bで受光され、光
強度の制御、つまりAPCに用いられる。

上記1/4波長板９は、この出射口から固定ヘッド部３
内にほこりが進入するのを防止する機能も兼ねている。

可動ヘッド部４の入射口に取付けられたほこり進入防
止用のカバーガラス11を透過した光ビームは全反射プリ
ズム12の斜面で全反射された後対物レンズを形成する非
球面レンズ13で集光され、フォトクロミック材料のディ
スク１に照射される。このディスク１で反射された光
は、非球面レンズ13で集光にされ、全反射プリズム12で
全反射された後、カバーガラス11を経て固定側ヘッド部
３側に戻る。尚、可動側ヘッド部４におけるカバーガラ
ス11と反対側の開口はカバーガラス14でほこりの進入が
防止される。

上記固定側ヘッド部３の1/4波長板９により円偏光は
Ｓ偏光にされ、偏光ビームスプリッタ部8bで反射され、
ダイクロイックミラー15により可視光のみが透過し、ハ
ーフミラー16で透過光と反射光に分けられる。透過光は
集光レンズ17で集光され、情報再生用光検出器18で受光
され、この光電変換出力から再生信号が生成される。ハ
ーフミラー16で反射された光は、臨界角プリズム19を経
てフォーカス及びトラック制御用の４分割の光検出器20
で受光される。

一方、紫外レーザ光を出射する紫外光レーザ部5bの紫
外レーザ光は、記録モードに用いられ、このレーザ光は
コリメータレンズ６、偏光ビームスプリッタ8a,8b等を
透過し、1/4波長板９で楕円偏光（可視波長に対して1/4
波長板に設定されているため）にされ、カバーガラス1
1、全反射プリズム12、非球面レンズ13を経てディスク
１に集光照射される。又、紫外線ビームのＳ偏光は第１
の偏光ビームスプリッタ部8a及び第２の偏光ビームスプ
リッタ部8bを100％透過するように波長選択された偏光
膜になっている。

ディスク１からの戻り光は、非球面レンズ13、全反射
プリズム12、カバーガラス11を経て1/4波長板９に入射
され、例えばＳ成分の多い楕円偏光となり、偏光ビーム
スプリッタ8bで多くが反射されるが、ダイクロイックミ
ラー15で透過が阻止される。偏光ビームスプリッタ8b,8
aを透過した一部の紫外レーザは、紫外光レーザ部5bに
帰還する。このため、紫外光のノイズの影響を受けるこ
とになるので高周波モジュール（HFMと略記）でノイズ
除去を行うようにしても良い。

可視レーザ光については、基本的には偏光ビームスプ
リッタ8a,8bと、1/4波長板９とを用いた出射光／戻り光
のアイソレータにより戻り光は少ないがディスク１の基
板の複屈折の影響を受け、戻り光の一部が帰還すること
がある。従って、両方のレーザ部5a,5bにHFMを直流駆動
電流に重畳することが望ましい。重畳する場合は、必要
に応じ重畳の割合を変化させるようにする。

尚、第３図において、可動側ヘッド部４は固定側ヘッ
ド部３に対し、矢印Raで示すディスク半径方向（トラッ
キング制御を行う移動方向であるので、トラッキング方
向とも記す。）に移動可能である。この場合第３図にお
いて、ハーフプリズム16の反射面は実際には紙面垂直方
向となり、臨界角プリズム19も紙面垂直上方（又は下
方）に配置される。

以上は光学ヘッド２の光学系について説明したが、次
に具体的構造について以下に説明する。

第２図に示すように光学ヘッド２は、固定側ヘッド部
３がデッキ本体31に固定され、この固定側ヘッド部３に
対し、第１実施例の可動側ヘッド部４が相対的に移動自
在に取付けられている。

固定側ヘッド部３は、カバーガラス９が取付けられた
出射口を備えたハウジング32内に上述したレーザ部５、
コリメータレンズ６、光検出器18,20等が収納されてい
る。

一方、可動側ヘッド部４は第２図又は第１図に示すよ
うにキャリッジ部33と、このキャリッジ部33の中央上面
の開口周縁に当接して取付けられる２次元アクチュエー
タ部34とから構成される。

上記２次元アクチュエータ部34は、対物レンズとして
の非球面レンズ13と、このレンズ13を半径方向Raとフォ
ーカス方向（つまりこのレンズ13の光軸方向）Foに駆動
するアクチュエータ装置とからなり、一般的には非球面
レンズ13は非磁性材からなるホルダによって支持され、
このホルダにはトラッキングコイルとフォーカシングコ
イルが巻装されている。しかして、各コイルに通電する
ことにより、非球面レンズ13を移動し、情報トラック上
に光ビームを位置制御するものである。

上記可動側ヘッド部４は、第２図に示すようにスピン
ドルモータ35によって回転されるディスク１の半径方向
Raに移動自在である。

上記キャリッジ部33は、第１図及び第２図に示すよう
にキャリッジ本体36のディスク半径方向Raの両端を枠状
にして形成したコイルボビン部36a,36aには駆動コイル
（ボイスコイル）37a,37aが巻回されている。コイルボ
ビン部36a,36aの開口はカバーガラス11,14で密封され、
その内部に収納される全反射プリズム12の反射面等にほ
こりが付着するのを防止している。尚、レンズ13側から
ほこりが誘電体多膜層がコーティングされたプリズム12
の反射面に付着しないように、キャリッジ本体36の中央
上面の開口をカバーガラス40で密封してほこりの進入を
防止している。

上記全反射プリズム12は、アクチュエータ部の取付け
面、つまりキャリッジ本体36の中央上面の開口周縁部と
平行にした開口内側の底面（開口内上面）にレンズ13と
対向する位置に接着等で取付けられる。

尚、キャリッジ本体36は、例えばアルミニウムその他
の金属又はプラスチック等でコイルボビン部36aも一体
成形される。

なお、第１図（ｂ）に示すように、全反射プリズム12
が収納される部分と内ヨークが挿通される部分との間
に、可動側ヘッド部４の移動方向（ディスク半径方向）
に平行な壁が形成されており、この壁がキャリッジの剛
性を上げている。

また、第１図に示すようにキャリッジ本体36の裏面下
側には、弾性部材38を介したカウンタバランス39が取付
けてあり、このカウンタバランス39は可動ヘッド部４の
重心調整機能を果している。

第１図（ｂ）又は第２図に示すように、キャリッジ本
体36の両端側に（デッキ本体31に固定される）固定側の
磁気回路が外ヨーク41及びこの外ヨーク41に固着された
永久磁石42と、この永久磁石42とギャップを設けて配設
された内ヨーク43とで形成されている。このギャップ内
にキャリッジ本体36のコイルボビン部36aに巻装された
駆動コイル37aが通され、永久磁石42の磁束がこのギャ
ップ内の駆動コイル37a部分を貫通して内側ヨーク43に
至るような磁路を形成してある。従って、駆動コイル37
a,37aに通電することにより、固定側磁気回路に対し、
駆動コイル37a,37aが巻装されたキャリッジ本体36側を
半径方向Raに移動できるVCM（ボイスコイルモータ）44
を構成してある。

尚、第１図（ｂ）に示すようにギャップ内でコイルボ
ビン部36a、駆動コイル37aは内側ヨーク43とか永久磁石
42等に接触しないようにしてある。

上記キャリッジ本体36側が円滑に移動できるように、
キャリッジ本体36の両側部には左右４個づつのベアリン
グ45,…45を設け、各ベアリング45はガイドレール46に
回転自在に接触し、該ガイドレール46を転動してキャリ
ッジ本体36はピッチングとかヨーイングを殆ど生じるこ
となく、半径方向Raに移動できるようにしてある。尚、
第１図（ｂ）に示すように、駆動コイル37aに通電した
場合のキャリッジ本体36に働く力の作用線は、両ガイド
レール46,46の中心軸を含む平面内にあり、且つこれら
中心軸の中点を結ぶ中心線上に一致するので、キャリッ
ジ本体36側をスムーズに移動できることになる。

第２図に示すように、永久磁石42と内ヨーク43間に一
様な磁束が形成されるように永久磁石42、内ヨーク43及
び外ヨーク41は半径方向Raに延設されている。この場
合、永久磁石42は、外ヨーク41の有効部分（可動ヘッド
部４の可動範囲）は必要であり、外ヨーク41は永久磁石
42より長くて、両端で内ヨーク43と継がれて漏れ磁束の
少ない閉磁路にしてある。

これらは可動側ヘッド部４の移動方向に対し、両サイ
ドに並列に２本設けてある。

しかして、永久磁石42と内ヨーク43間のギャップ内の
一様な磁束の内に配設される駆動コイル37aに通電する
ことにより、電磁力によって可動側ヘッド部４はガイド
レール46に沿って動く。尚、駆動コイル37aの一方をキ
ャリッジ移動に用い、他方を速度検出用に用いても良
い。

この第１実施例によれば、キャリッジ本体36に一体的
にコイルボビン部36a,36aを設けているので、高次共振
を防止できる。また、このキャリッジ本体36に２次元ア
クチュエータを取付けているので、２次元アクチュエー
タ部34側で高精度のトラッキング制御を行うことによ
り、キャリッジ側の加工精度上の制約を少なくできる。
又、全反射プリズム12をキャリッジ本体36における２次
元アクチュエータ部34の取付け面と平行となる内部上面
に取付けることにより、調整工数を少なくできる。

さらに、キャリッジ本体36の両側にベアリング45を設
けて、ガイドレール46を転動できるようにしているの
で、アクセス時にヨーイング等なくスムーズに移動でき
る。

尚、レーザ部５は一体成型されてない可視光レーザ部
5aと紫外光レーザ部5bとで構成することもできる。

尚、本考案はフォトクロミック材料のディスクを用い
た書換え可能な光学式記録再生装置に限らず、追記型そ
のほかの装置にも適用できることは明らかである。

追記型又は光磁気方式の装置のうち、1/4波長板を用
いて円偏光読出しを行う場合には、対物レンズ近傍から
ほこりが進入するのを防止するために1/4波長板を用い
ることにより、全反射プリズム12へのほこりの付着を防
止するようにすることもできる。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、キャリッジとコイ
ルボビンとを一体構造にしているので、高次共振を有効
に防止できる。又、キャリッジの前後に駆動コイルを設
けることにより、前後方向のバランスを維持でき、ロー
リング等の発生を防止できる。

また、全反射光学部材を密封収納したので、埃が全反
射光学部材に付着することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例に係り、第１
図（ａ）は第１実施例の縦断面図、第１図（ｂ）は第１
実施例の横断面図、第２図は第１実施例を備えた光学式
ヘッドの平面図、第３図は光学式ヘッドの光学系を示す
説明図である。 １……（フォトクロミック材料の）ディスク ２……光学式ヘッド、３……固定側ヘッド部 ４……可動側ヘッド部、５……レーザ部 5a……可視光レーザ部、5b……紫外光レーザ部 11,14……カバーガラス 12……全反射プリズム、13……非球面レンズ 33……キャリッジ部 34……アクチュエータ部、36……キャリッジ本体 36a……コイルボビン部、37a……駆動コイル 41……外ヨーク、42……永久磁石 43……内ヨーク

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動コイルに電流を流すことにより、記録
   媒体に光ビームを集光照射するレンズを備えた分離型の
   可動ヘッド部が取り付けられたキャリッジを移動可能に
   し、該キャリッジに働く力の作用線とキャリッジの移動
   保持部材の案内軸を同一水平線上に一致させたキャリッ
   ジ組立体において、 前記キャリッジの移動方向の前後端部側に該キャリッジ
   を駆動する駆動コイルと、このキャリッジのディスク対
   向面側に配設した２次元アクチュエータと、この２次元
   アクチュエータのレンズの下方に密封収納した全反射光
   学部材とを設けたことを特徴とするキャリッジ組立体。