(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ヘッドを光ディスクの径方向にスライド動作させて情報の記録再生を行う光ディスク装置に設けられ、前記光ヘッドに支持されたラックと、前記ラックに噛合され駆動源によって回転動作されるピニオンとを備える光ヘッド駆動装置において、前記ラックは長さ方向の中間部に設けた軸を中心として前記光ヘッドのスライド方向と平行な面内において前記スライド方向と垂直な方向に回動可能に支持され、かつ前記光ヘッドとの間に介挿されたバネ手段により当該ラックの両端部が前記ピニオンに向けて付勢され、さらに前記ラックは前記軸の位置において前記ピニオンに対して正しい位置関係となるように位置調整されていることを特徴とする光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
【請求項２】
前記バネ手段は、前記光ヘッドと、前記ラックの両端部との間にそれぞれ介挿された一対の圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
【請求項３】
前記バネ手段は、前記光ヘッドと、前記ラックの背面との間にラックの長さ方向にわたって延在された板バネであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
【請求項４】
前記ラックの回転角度を微小範囲に制限するための制限手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
【請求項５】
前記制限手段は、光ヘッドとラックの一方に設けた所用の内径を有する制限穴と、他方に設けられて前記制限穴内に嵌入され、前記制限穴の内径よりも小径の外径を有する制限突起とで構成されることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置の光ヘッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＤやＤＶＤと云われる光ディスクに情報を記録又は再生を行うための光ディスク装置に関し、特に光ヘッドを光ディスクに対して移動するための光ヘッド駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスク装置における高速記録が要求され、光ディスクに情報信号を記録するための光ヘッドをディスクの半径方向に移動する駆動装置における送り精度にも高精度化が求められている。このような光ヘッド駆動装置としてラック・ピニオン機構を用いたものが提案されている。図６はその一例の斜視図であり、２シャーシ上には図外の光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータ５が配設され、またシャーシ２には一対のガイドレール３，３によって光ヘッド１が光ディスクの径方向に対して往復スライド移動可能に支持されている。また、光ヘッド１にはスライド移動方向に沿う一側にラック５が固定的に設けられており、これに対向するシャーシ２の領域には前記ラック５と噛み合うピニオン６と、このピニオン６を回転駆動するための駆動モータ７及び中間ギヤ８が配設されている。これにより、駆動モータ７によりピニオン６を回転することで、ピニオン６とラック５との噛合によりラック５、すなわち光ヘッド１をスライド移動させることが可能になる。
【０００３】
この種の光ヘッド駆動装置では、光ヘッド１にラック５が固定的に取着されているため、装置の組立誤差等によってラック５とピニオン６とのかみ合わせ誤差、特にバックラッシュが生じたときに光ヘッド１の駆動速度やスライド移動量の変動等の、駆動精度が低下するおそれがある。そこで、このような光ヘッドの駆動精度を高めるために、ラックとピニオンの間のバックラッシュの影響を除去することが臨まれる。このような構成として、例えば、特開２０００−２４３０４７号公報に記載の技術では、図７に示すように、光ヘッド１０１を凹型をした支持部１０３においてガイドバー１０２にスライド移動可能に支持するとともに、当該ガイドバー１０２に凹型をしたラック１０４を枢支して光ヘッド１０１と共にスライド移動可能とし、かつ当該ラック１０４を光ヘッド１０１のスライド方向と直交する図示の上下方向に揺動可能とし、ラック１０４と光ヘッド１０１との間に掛装したバネ１０５によってラック１０４のラック歯面をピニオン１０６に対して押圧させる構成がとられている。この構成によれば、ラック１０４はバネ１０５の付勢力によってピニオン１０６に対して常時押圧されるため、ラック１０４とピニオン１０６との密接な噛合を確保し、両者間におけるバックラッシュの影響を無くすことが可能になる。
【０００４】
また、実開昭６３−２４７６２号公報に記載の技術では、図８に示すように、光ヘッド２０１の一側にラック２０２をテーパ溝２０３及びピン２０４によってスライド方向に対して平面上で傾斜した方向に相対移動可能に支持するとともに、光ヘッド２０１とラック２０２との間にバネ２０５を介挿し、このバネ２０５によりラック２０２を光ヘッド２０１の移動方向に付勢することで、テーパ溝２０３とピン２０４との楔作用によってラック２０２をピニオン２０６に対して押圧させる構成がとられている。この構成においても、ラック２０２はバネ２０５の付勢力によって常時ピニオン２０６に対して押圧されるため、ラック２０２とピニオン２０６との間のバックラッシュの影響を無くすことが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の光ヘッド駆動装置では、ラックをバネ力をもってピニオンに押圧する構成であるため、バックラッシュの影響を無くす上では有効であるが、常にラックとピニオンの噛合面にはバネ力が加えられているため、両噛合面での摩擦力が大きくなり、ピニオンにおける負荷が増大し、光ヘッドを高速駆動する際の障害になるという問題がある。また、摩擦によって両噛合面の磨耗が進行され易く、信頼性、寿命の点で問題が生じることがある。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来装置の問題点に鑑み、ラックとピニオンとの間のバックラッシュの影響を無くすとともに、高速駆動が可能でかつ磨耗を抑制した光ディスク装置の光ヘッド駆動装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ヘッドに支持されたラックと、ラックに噛合され駆動源によって回転動作されるピニオンとを備える光ヘッド駆動装置において、ラックは長さ方向の中間部に設けた軸を中心として光ヘッドのスライド方向と平行な面内においてスライド方向と垂直な方向に回動可能に支持され、かつ光ヘッドとの間に介挿されたバネ手段により当該ラックの両端部がピニオンに向けて付勢され、さらにラックは当該軸の位置においてピニオンに対して正しい位置関係となるように位置調整された構成とする。バネ手段は、光ヘッドとラックの両端部との間にそれぞれ介挿された一対の圧縮コイルバネで構成する。あるいは、光ヘッドとラックの背面との間にラックの長さ方向にわたって延在された板バネで構成する。
【０００８】
また、本発明においては、ラックの回転角度を微小範囲に制限するための制限手段を備えることが好ましい。例えば、制限手段は、光ヘッドとラックの一方に設けた所用の内径を有する制限穴と、他方に設けられて前記制限穴内に嵌入され、前記制限穴の内径よりも小径の外径を有する制限突起とで構成される。
【０００９】
本発明によれば、光ヘッドのスライド方向に誤差が生じていない場合にはラックは回動されることがなく、ラックはバネ手段によって中立状態が保持される。また、スライド方向に誤差が生じた場合にはラックはバネ手段に抗して回動される。これにより、常時ラックとピニオンの好適な噛合状態が確保されてバックラッシュの影響を無くすことができるとともに、ピニオンに対するラックの押圧力を最小限に抑制し、特に、ラックが長さ方向の中間部においてピニオンに噛合しているときにはラックの押圧力はほとんど零であり、両者間の摩擦を少なくして光ヘッドの高速スライド動作を可能にするとともにラック及びピニオンの磨耗による信頼性及び寿命の低下を防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる光ディスク装置の光ヘッド駆動装置の斜視図である。なお、以降の説明では図１を基準にして上面側、下面側と称する。シャーシ２に取り付けられた一対の平行なガイドレール３，３に光ヘッド１が支持されている。また、前記シャーシ２にはスピンドルモータ４が支持されており、同図に鎖線で示す光ディスクＤを高速回転するようになっている。前記ガイドレール３，３は前記光ディスクＤの半径方向に延長されており、したがって光ヘッド１は前記ガイドレール３，３に沿って光ディスクＤの半径方向に往復スライド可能に支持されている。
【００１１】
前記光ヘッド１のスライド方向に沿う一側には詳細を後述するラック５が取り付けられている。また、このラック５に対向する前記シャーシ２上の領域には前記ラック５に噛合するピニオン６と、このピニオン６を回転駆動するための駆動モータ７及び第１ないし第３のギヤ８ａ，８ｂ，８ｃからなる中間ギヤ８が配設されている。すなわち、この実施形態では、前記駆動モータ７はシャーシ２の下面側に取着されており、シャーシ２の上面側に突出された回転出力軸７ａに第１ギヤ８ａが固定されている。また、前記シャーシ２には前記回転出力軸７ａと平行に所用の間隔をおいて３本の固定軸９ａ，９ｂ，９ｃが立設され、各固定軸には中間ギヤとしての前記第２ギヤ８ｂ、第３ギヤ８ｃ、及び前記ピニオン６がそれぞれ軸支されている。前記第１ギヤ８ａから第３ギヤ８ｃ及びピニオン６は順次噛合されており、これにより駆動モータ７の回転力は中間ギヤ８を介してピニオン６に伝達され、ピニオン６を回転させる。
【００１２】
一方、前記光ヘッド１に支持されている前記ラック５の構造を図２ないし図４を参照して説明する。図２は光ヘッド１を上面側から見た部分分解斜視図、図３は下面側から見た部分分解斜視図、図４（ａ）は組立状態におけるラックの平面図である。光ヘッド１は内部に図には表れない光源、光学系、受光素子等を筐体内に内蔵しており、図３に示されるように光ヘッド１の筐体１１の下面に光学系の対物レンズ１２が配設されている。この対物レンズ１２から出射されるレーザ光が光ディスクＤに投射され、その反射光が対物レンズ１２を通して受光されることで光ディスクＤに対して情報の記録再生が行われることは言うまでもない。
【００１３】
前記光ヘッド１の筐体１１の一側には、光ヘッド１のスライド方向に延長され、両端部が厚肉に形成されたステム１３が一体に形成されており、前記ラック５はこのステム１３において可動状態に支持されている。すなわち、前記ステム１３にはスライド方向に沿って中央に中空の円形ボス１４が上方に突出形成され、この円形ボス１４の両側位置にそれぞれ所用の内径寸法をした一対の制限穴１５が開口されている。さらに、前記ステム１３の両外側の前記筐体１１の一側面にはそれぞれ側方に突出したバネ支持突起１６が突出形成されている。
【００１４】
一方、ラック５は一側面にラック歯５１が形成され、このラック歯５１の背面に前記ステム１３に載置される厚肉の支持部５２が形成される。この支持部５２には、ラック歯５１の配列方向に沿って中央に前記円形ボス１４が嵌入されるボス穴５３が開口され、その両側位置にそれぞれ前記制限穴１５に嵌入可能な一対の制限突起５４が突出形成されている。ここで、前記円形ボス１４の外径とボス穴５３の内径はほぼ同じであり、制限突起５４の外径は制限穴１５の内径よりも若干小さくされている。また、図４（ａ）に示すように、前記ラック５の背面の前記支持部５２の両外側には前記光ヘッド１のバネ支持突起１６に対応したバネ支持突起５５がそれぞれ突出されている。
【００１５】
そして、ラック５を光ヘッド１に組み立てる際には、ラック５のボス穴５３が円形ボス１４に嵌入されるようにラック５をステム１３上に載置し、同時に両側の制限突起５４をそれぞれ制限穴１５に嵌入する。そして、ラック５の上面側から円形ボス１４にネジ１７を螺合してラック５をステム１３上に支持させる。また、このとき光ヘッド１の一側面のバネ支持突起１６とラック５の背面のバネ支持突起５５の間にそれぞれ等しいバネ力を有する一対の圧縮コイルバネ１８を介挿する。この組立状態では、図４（ａ）のように、ラック５は円形ボス１４とボス穴５３とがほぼ隙間なく嵌合する一方で、両側の制限突起５４はそれぞれ制限穴１５内に緩く嵌入されている。したがって、この制限突起５４と制限穴１５の径寸法差（クリアランス）により、ラック５はシャーシ２と平行な平面内、すなわち光ヘッド１のスライド方向と平行な面内において、円形ボス１４を中心にしてラック５の長手方向と垂直な方向、すなわち光ヘッド１のスライド方向と垂直な方向に微小角度で回動することが可能とされている。また、同時に両側のバネ支持突起１６，５５間にそれぞれ支持された圧縮コイルバネ１８によってラック５の両端部はそれぞれラック歯５１が前面方向に向けて付勢されていることになる。
【００１６】
そして、前記シャーシ２上に光ヘッド駆動装置を組み立てるに際しては、図４（ａ）に示すように、ラック５の長さ方向の中間位置、すなわち円形ボス１４が存在する位置においてラック５とピニオン６とが正しい位置関係となるように位置調整を行う。例えば、ピニオン６を支持している固定軸９ｃの位置、あるいはガイドレール３に対する光ヘッド１の位置を調整する。これにより、ラック５とピニオン６は正しい状態で噛み合うことになり、しかもこの位置ではラック５は円形ボス１４により支持されている箇所であるためラック５がピニオン６に対して押圧される際に圧縮コイルバネ１８による押圧力は殆ど作用しない状態となる。また、その一方でラック５は圧縮コイルバネ１８によってその両端部がラック歯５１の前方に向けて付勢されており、ラック歯５１が光ヘッド１のスライド方向に平行な中立位置とされている。
【００１７】
この状態から光ヘッド１がガイドレール３上でスライドされると、これに伴ってピニオン６に対するラック５の噛合位置が変化される。このとき、光ヘッド１のスライド方向に誤差が生じていない場合にはラック５は中立状態が保たれており、ラック５とピニオン６の好適な噛合状態が確保されるため、バックラッシュの影響を無くすことができる。また、ピニオン６に対するラック５の押圧力は最小限なものとなり、両者間の摩擦は少なく、ラック５とピニオン６における磨耗を抑制することができる。
【００１８】
一方、光ヘッド１のスライド方向に誤差が生じた場合、特にラック５とピニオン６との間隔が狭くなって両者の摩擦が大きくなる方向の誤差が生じた場合には、図４（ｂ）のように、光ヘッド１の移動に伴ってラック５は圧縮コイルバネ１８を撓めながら円形ボス１４を中心にして微小角度で回動される。そのため、ラック５とピニオン６との好適な噛合状態を確保しバックラッシュの影響を無くすことができる。また、この場合には制限穴１５と制限突起５４とのクリアランス内でラック５の回動が行われるため、ラック５がピニオン６側に向けて大きく回動されることが防止され、ピニオン６に対するラック５の押圧力に制限を受けることになり、これによりラック５とピニオン６との摩擦の増大を防ぎ、光ヘッド１の高速駆動を可能にするとともにラック５とピニオン６における磨耗を抑制することができる。
【００１９】
図５は本発明の第２実施形態を示す光ヘッドの斜視図であり、前記実施形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。この実施形態では光ヘッド１に対してラック５を微小角度で回動可能に支持していることは前記実施形態と同じであるが、前記実施形態の一対の圧縮コイルバネ１８に代えて板バネ１９を用い、この板バネ１９によってラック５を前面方向に付勢したものである。ここでは、板バネ１９は一枚の短冊状をした金属片を板厚方向に波型に曲げ加工しており、ラック５の背面に形成したリブ５６と光ヘッド１のステム１３の前面との間に介挿させている。この実施形態においても、ラック５を円形ボス１４を中心にして両端部を板バネ１９によって前面方向に付勢することが可能であり、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このように板バネを用いる場合には、樹脂製の板バネを用いることも可能であり、装置の軽量化を図る上で有効である。
【００２０】
ここで、前記円形ボス１４とボス穴５３の間にも微小なクリアランスを設けておき、このクリアランスに相当する微小寸法だけラック全体をピニオン側に付勢するように構成してもよい。このようにすれば、光ヘッドとピニオンとの初期位置の設定時に、ラックとピニオンとの間にクリアランス分の余裕が確保でき、位置設定を調整する際の作業を容易に行うことが可能になる。
【００２１】
なお、ラックの回動角度を制限する制限手段は必ずしも必要ではないが、前記実施形態の制限穴と制限突起のように備えることが好ましい。この制限手段としては、前記した制限突起と制限穴による構成に限られるものではなく、ラック又は光ヘッドの一方にストッパを設け、ラックが所定角度だけ回動したときに当該ストッパによってラックの回動が係止されるように構成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、光ヘッドに支持するラックを長さ方向の中間部において光ヘッドのスライド方向と平行な面内において垂直な方向に回動可能とし、かつバネ手段により両端部をピニオンに向けて付勢した構成としているので、光ヘッドのスライド方向に誤差が生じていない場合にはラックは回動されることがなく、またスライド方向に誤差が生じた場合にはラックはバネ手段に抗して回動されるので、常時ラックとピニオンの好適な噛合状態が確保されてバックラッシュの影響を無くすことができるとともに、ピニオンに対するラックの押圧力を最小限に抑制し、特に、ラックが長さ方向の中間部においてピニオンに噛合しているときにはラックの押圧力はほとんど零であり、両者間の摩擦を少なくして光ヘッドの高速駆動を可能にするともに、磨耗による信頼性及び寿命の低下を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ヘッド駆動装置の外観斜視図である。
【図２】光ヘッドを上方から見た部分分解斜視図である。
【図３】光ヘッドを下方から見た部分分解斜視図である。
【図４】光ヘッドのラック部分の平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の外観斜視図である。
【図６】従来の光ヘッド駆動装置の外観斜視図である。
【図７】従来の改善された光ヘッド駆動装置の一例の概略斜視図である。
【図８】従来の改善された光ヘッド駆動装置の他の例の概略平面図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド
２  シャーシ
３  ガイドレール
４  スピンドルモータ
５  ラック
６  ピニオン
７  駆動モータ
８  中間ギヤ
１２  対物レンズ
１３  ステム
１４  円形ボス
１５  制限穴
１６  バネ支持突起
１７  ネジ
１８  圧縮コイルバネ
１９  板バネ
５１  ラック歯
５２  支持部
５３  ボス穴
５４  制限突起
５５  バネ支持突起
Ｄ  光ディスク
【図１】
0003893996.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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