(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ピックアップを光ディスクの径方向に平行に移動させる光学ピックアップ送り機構において、
前記光学ピックアップを前記径方向に移動可能に支持する支持ベースと、
前記光学ピックアップを移動させる駆動力を発生させるモータと、
標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成された第１の小平歯車、および、標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成され、前記第１の小平歯車に噛合して駆動される第１の大平歯車を含み、前記モータと前記支持ベースとの間に設けられたギア群と、
を有することを特徴とする光学ピックアップ送り機構。
【請求項２】
前記第１の小平歯車は標準寸法に対して歯先円が大きく形成され、前記第１の大平歯車は標準寸法に対して歯底を切り下げて形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ送り機構。
【請求項３】
前記第１の小平歯車および前記第１の大平歯車は、基準ピッチ円の直径が標準寸法とほぼ同じであることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ送り機構。
【請求項４】
前記第１の小平歯車は、歯元と歯底の境界部が曲線状となるように削られた形状をなしていることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ送り機構。
【請求項５】
前記支持ベースには前記径方向に平行なラックが設けられており、
前記ギア群は、前記モータの回転軸に設けられた小径の平歯車である駆動ギアと、前記駆動ギアに噛合する第２の大平歯車、および前記第１の小平歯車が、同軸上に一体に形成された第１の減速ギアと、前記第１の大平歯車、および前記ラックと噛合する第２の小平歯車が、同軸上に一体に形成された第２の減速ギアによって構成されることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ送り機構。
【請求項６】
前記第１の小平歯車は、モジュールが０．３４９、基準ピッチ円の直径が４．１８８ｍｍ、歯先円の直径が４．９７ｍｍであり、前記第１の大平歯車は、モジュールが０．３４９、基準ピッチ円の直径が３４．５５１ｍｍ、歯底円の直径が３３．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ送り機構。
【請求項７】
請求項１記載の光学ピックアップ送り機構を具備することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ピックアップを光ディスクの径方向に平行に移動させる光学ピックアップ送り機構、およびこの光学ピックアップ送り機構を具備する光ディスク記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の様々な光ディスクが普及しているが、このような光ディスクの記録および再生装置では、光ディスクの信号記録面にレーザ光を照射するための光学ピックアップを具備している。光学ピックアップ装置は、レーザ光のトラッキング補正およびフォーカス補正を行うために、対物レンズを光ディスクの半径方向、および信号記録面に対する垂直方向に移動させる移動機構を具備する。
【０００３】
また、この光学ピックアップは、信号記録面の全面にレーザ光を照射するために、光ディスクの内周から外周まで、光ディスクの径方向に平行に移動される。このように、光学ピックアップを光ディスクの径方向に移動させる送り機構としては、例えば、モータにより回転駆動される駆動ギアおよび複数の平歯車、ラック・ピニオン機構の組み合わせによって光学ピックアップのスライド移動を実現しているものが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学ピックアップの送り機構は、例えば様々な仕様の光ディスク記録再生装置に対応可能とするために、小型化が求められている。このため、送り機構に用いられる従来の平歯車では、ピッチ円の直径をできるだけ小さくすることにより、モジュールの小さいものが使用される傾向にあった。しかし、モジュールの小さい平歯車では、温度の変動にともなう形状変化が駆動性能に大きな影響を及ぼす。例えば、低温時においては、平歯車が熱収縮を起こすことによって噛み合いの量が減少し、例えば光学ピックアップに衝撃が加わることによりギアスリップが発生する。また、高温時においては、平歯車が熱膨張を起こすことによって噛み合いの負荷が増加し、ノイズが発生してしまう。従来からの使用材料であるＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂材料によって形成された平歯車では、このような温度変動による駆動性能への影響によって、良好な駆動が可能である温度の範囲が−５〜６０℃と狭い。このため、モジュールの小さい平歯車を設計するためには線膨張係数が小さな材料を選択する必要が生じ、材料コストが上昇することが課題となっていた。
【０００５】
また、光学ピックアップは、例えばＣＤの場合では１．６μｍといった微少なトラックピッチで光ディスクに記録された信号を読み取ることから、送り機構は微少な動作分解能が要求される。送り機構に用いられるギア群は、駆動ギアの回転速度を減少させる機能を有しているが、光学ピックアップの微少な移動を実現するためには、ギア群は十分な減速比を有する必要がある。小型でかつ十分な減速比を得るためには、大径の歯車に噛合してこれを駆動する小径の平歯車の歯数を、できるだけ小さくする必要がある。しかし、従来使用されていた転位のない標準形状の歯車では、光学ピックアップの送り機構に使用可能な実質的な最小歯数は１４歯となっており、これ以上歯数を減少させて小型、高性能の平歯車を実現することは不可能であった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、温度の変動に対する歯車の駆動性能の変化がない小型の光学ピックアップ送り機構を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、温度の変動に対する歯車の駆動性能の変化がない小型の光学ピックアップ送り機構を具備する光ディスク記録再生装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、光学ピックアップを光ディスクの径方向に平行に移動させる光学ピックアップ送り機構において、前記光学ピックアップを前記径方向に移動可能に支持する支持ベースと、前記光学ピックアップを移動させる駆動力を発生させるモータと、標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成された第１の小平歯車、および、標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成され、前記第１の小平歯車に噛合して駆動される第１の大平歯車を含み、前記モータと前記支持ベースとの間に設けられたギア群と、を有することを特徴とする光学ピックアップ送り機構が提供される。
【０００９】
このような光学ピックアップ送り機構では、モータの駆動力を支持ベースに伝達するギア群に含まれる第１の小平歯車、およびこれに噛合して駆動される第１の大平歯車が、ともに標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成されているので、基準ピッチ円を変化させずに、第１の小平歯車と第２の大平歯車との噛み合いの量を大きくし、かつ、噛み合い時における対向する歯先と歯底との間の距離を大きくすることが可能となる。したがって、温度の変動によって膨張や収縮が生じた場合において、対向する歯先と歯底との接触や、ギアスリップの発生が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１および図２は、それぞれ本発明の光学ピックアップ送り機構を具備する光学ピックアップ装置の構成例を示す平面図および斜視図である。以下、図１および図２を用いてこの光学ピックアップ装置の構成について説明する。
【００１１】
図１および図２に示す本発明の光学ピックアップ装置１は、例えばＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクの記録および再生を行う光ディスク記録再生装置に適用される装置であり、光ディスクに対して信号を書き込み、また光ディスクに記録された信号を読み取る。この光学ピックアップ装置１は、光ディスクに対する信号の記録および再生を行う光学ピックアップ部１０と、図中矢印ＡおよびＢでそれぞれ示した、光ディスクの内周方向および外周方向に光学ピックアップ部１０を移動させるための送り機構部２０と、光学ピックアップ部１０を移動可能に支持するとともに送り機構部２０を支持するシャシー３０によって構成される。また、図１ではこれに加えて、光ディスクを回転駆動するディスク回転機構２も示している。この光学ピックアップ装置１では、光ディスクは中心部をディスク回転機構２上にチャッキングされることにより回転駆動される。光学ピックアップ部１０は、送り機構部２０の作用によって光ディスクの内周から外周までの間を移動し、光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射して反射光を受光することにより、光ディスクに対する信号の記録および再生を行う。
【００１２】
光学ピックアップ部１０は、シャシー３０に設けられた移動用の開口部３１内に、移動可能に設けられている。この光学ピックアップ部１０は、レーザ光を対物レンズ１１を通じて出射し、光ディスクからの反射光を対物レンズ１１を通じて受光する光学系と、対物レンズ１１の光軸方向に平行なフォーカシング方向、および光軸方向に直交するトラッキング方向に対物レンズ１１をそれぞれ駆動変位する図示しない駆動部と、駆動部を覆うカバー部材１２によって構成される。カバー部材１２には、対物レンズ１１を光ディスクの記録面に臨ませるための開口部１３が設けられている。
【００１３】
送り機構部２０は、光学ピックアップ部１０を支持する支持ベース２１と、この支持ベース２１を光ディスクの径方向に移動可能に支持する支軸２２と、支持ベース２１にスライド可能に取り付けられるスライド部材２３と、支持ベース２１に対してスライド部材２３を支軸２２の軸方向に付勢するコイルバネ２４と、支持ベース２１およびスライド部材２３をスライドさせるための動力源であるモータ２５と、モータ２５の動力を支持ベース２１およびスライド部材２３に伝達する歯車２６、２７および２８によって構成される。
【００１４】
支持ベース２１には、主面上に光学ピックアップ部１０が配設されており、また、この配設方向と反対側の側端部には、支軸２２の軸方向と平行なラック部２１ａが一体に設けられている。この支持ベース２１は、シャシー３０に対して固定された支軸２２が下部に挿通され、また開口部３１の一側端であるガイド部３２に設けられた一対のガイド片２１ｂがこのガイド部３２に係合されることにより、光ディスクの径方向にスライド可能な状態となっている。これによって、光学ピックアップ部１０の対物レンズ１１から出射されたレーザ光が、光ディスクの内周から外周まで照射される。
【００１５】
また、スライド部材２３は、支軸２２の軸方向と平行に形成されたラック部２３ａと、光学ピックアップ部１０のカバー部材１２に設けられた対物レンズ１１の開口部１３を覆うためのシャッタ部材２３ｂを一体に具備している。このスライド部材２３は、支持ベース２１のラック部２１ａにラック部２３ａを一致させて支持ベース２１に取り付けられて、歯車２８に設けられた小径の平歯車部２８ｂにラック部２３ａが駆動されることによって、支軸２２の軸方向に移動される。なお、ラック部２３ａの長さは、支持ベース２１のラック部２１ａより長く形成されている。
【００１６】
また、スライド部材２３には、支軸２２の軸方向と平行な係合溝２３ｃおよび２３ｄが設けられ、支持ベース２１のラック部２１ａには、支軸２２の軸方向と平行な方向から見た断面がともにＴ字型の形状をなす係合爪２１ｃおよび２１ｄが一体に設けられている。この係合爪２１ｃおよび２１ｄがそれぞれ係合溝２３ｃおよび２３ｄに係合されることにより、スライド部材２３は支持ベース２１に対してスライド可能に取り付けられる。また、スライド部材２３が支持ベース２１に対してスライドすることにより、対物レンズ１１の開口部１３を覆うシャッタ部材２３ｂが開閉可能となる。
【００１７】
また、スライド部材２３には、コイルバネ２４の一端が掛止される掛止片２３ｅが設けられ、支持ベース２１には、コイルバネ２４の他端が掛止される掛止片２１ｅが設けられており、コイルバネ２４の両端がこれらの掛止片２３ｅおよび２１ｅに掛止されることにより、スライド部材２３は支持ベース２１に対して矢印Ｂ方向に付勢される。また、スライド部材２３には、スライド部材２３に対して矢印Ｂ方向の一端でのみ接続し、さらに支持ベース２１に対するスライド面の方向に突出した形状を有して、支持ベース２１に対する相対位置を規制するストッパ片２３ｆが設けられている。このストッパ片２３ｆは、支持ベース２１におけるスライド部材２３のスライド面に形成された規制部２１ｆに当接し、これによってスライド部材２３の支持ベース２１に対する矢印Ａ方向の相対位置が規制される。
【００１８】
また、歯車２６は小径の平歯車であり、モータ２５の回転軸に設けられる。歯車２７は、歯車２６に噛合する大径の平歯車部２７ａと、小径の平歯車部２７ｂとが、同軸上に一体に形成された形状をなしている。歯車２８は、歯車２７の平歯車部２７ｂに噛合する大径の平歯車部２８ａと、ラック部２１ａおよび２３ａに噛合する小径の平歯車部２８ｂとが、一体に形成された形状をなしている。これらの歯車２６、２７および２８は、自己潤滑性を有して摩耗性や耐疲労性に優れ、比較的安価であるＰＯＭ等の合成樹脂材料によって形成されている。
【００１９】
ここで図３に、図１中のＣ矢視から見た各歯車２６、２７および２８の周辺部の様子を示す。
図３に示すように、モータ２５はシャシー３０の下面に固定され、歯車２６は、シャシー３０の上面に突出して配設されたモータ２５の駆動軸に固定されている。また、歯車２７および２８は、それぞれ大径の平歯車部２７ａおよび２８ａの中央部に、小径の平歯車部２７ｂおよび２８ｂが突出して形成された形状をなしており、それぞれシャシー３０に回転可能に支持されている。歯車２７の平歯車部２７ａは、シャシー３０の上面において歯車２６と噛合し、この歯車２６によって回転駆動される。また、歯車２７の平歯車部２７ｂと、歯車２８の平歯車部２８ａは、シャシー３０の下面において噛合して、平歯車部２７ｂが平歯車部２８ａを回転駆動する。さらに、歯車２８の平歯車部２８ｂは、支持ベース２１のラック部２１ａ、およびスライド部材２３のラック部２３ａのそれぞれと噛合し、これらを駆動する。このように、歯車２６、２７および２８は、小径の平歯車と大径の平歯車との組み合わせにより、モータ２５の回転速度を所定の減速比により減速して、このモータ２５の駆動力をラック部２１ａおよび２３ａに伝達している。
【００２０】
以上のように構成された光学ピックアップ装置１において、光学ピックアップ部１０が移動し、この移動にともなってシャッタ部材２３ｂが開閉される動作について説明する。
【００２１】
まず、例えば電源が切断された状態あるいは記録または再生動作の待機状態等の初期状態では、光学ピックアップ部１０は光ディスクの最内周側に位置する。この初期状態では、シャッタ部材２３ｂによってカバー部材１２の開口部１３が閉塞されて、対物レンズ１１の光ディスクに対する対向面が覆われている。また、シャッタ部材２３ｂが設けられたスライド部材２３のラック部２３ａは、平歯車部２８ｂと噛合された状態にあるが、支持ベース２１のラック部２１ａは、平歯車部２８ｂと噛合されていない。
【００２２】
次に、光ディスクの記録または再生動作が開始されると、モータ２５が回転駆動され、平歯車部２８ｂにラック部２３ａが噛合されたスライド部材２３が、平歯車部２８ｂによって矢印Ｂ方向に移動される。このとき、静止したままの支持ベース２１に対して、シャッタ部材２３ｂのみがスライドするため、このスライドにともなって、シャッタ部材２３ｂが矢印Ｂ方向に移動されて、カバー部材１２の開口部１３が開放される。
【００２３】
その後、支持ベース２１の係合爪２１ｄが、スライド部材２３に設けられた係合溝２３ｄの矢印Ａ方向側の端部に当接すると、支持ベース２１はスライド部材２３とともに矢印Ｂ方向に移動される。これにより、支持ベース２１のラック部２１ａが平歯車部２８ｂに噛合され、支持ベース２１のラック部２１ａとスライド部材２３のラック部２３ａの各歯が互いに一致して平歯車部２８ａに噛合した状態となり、支持ベース２１およびスライド部材２３は平歯車部２８ｂによって一体に駆動され、光ディスクの記録または再生動作が行われる。図１では、このように光ディスクの記録または再生動作状態における光学ピックアップ装置１が示されている。
【００２４】
また、記録または再生動作の終了時には、平歯車部２８ｂの回転駆動により、支持ベース２１およびスライド部材２３は矢印Ａ方向に移動され、やがて、シャシー３０の開口部３１における矢印Ａ方向側の端部に、支持ベース２１の一部が当接することによって、支持ベース２１の移動が規制されるとともに、支持ベース２１のラック部２１ａの歯が平歯車部２８ｂから離間されて噛合状態が解除される。これにより、平歯車部２８ｂによってスライド部材２３のみが矢印Ａ側に移動され、スライド部材２３が支持ベース２１に対して相対的に矢印Ａ方向に移動して、シャッタ部材２３ｂがカバー部材１２の開口部１３を覆い隠す。この後、開口部１３がシャッタ部材２３ｂによって完全に閉塞された位置で、スライド部材２３は停止され、対物レンズ１１に対するホコリ等の付着が防止される。
【００２５】
ところで、一般的に光学ピックアップ部の送り機構は小型化が求められている。このため、従来、送り機構に用いられる歯車では、ピッチ円の直径をできるだけ小さくする傾向にあったが、これによってモジュールが小さくなり、温度の変動にともなう膨張や収縮といった形状変化によって、底付けやノイズ、ギアスリップ等が生じて駆動性能に大きく影響することがあった。例えば、低温時においては、歯車が熱収縮を起こすことによって噛み合いの量が減少し、例えば光学ピックアップに光ディスクの径方向に対する衝撃が加わることによりギアスリップが発生する。また、高温時においては、平歯車が熱膨張を起こすことによって噛み合いの負荷が増加し、ノイズが発生してしまう。そこで、上記の光学ピックアップ装置１では、送り機構部２０において、従来用いていた日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ１７０１に規定されたモジュールによる標準寸法の歯車と比較して、モジュールを増加させ、歯たけを高くすることにより、限られたスペースの中で所定の減速比を保ちながら噛み合いを大きくして、温度の変動にともなう形状変化による駆動性能への影響を回避している。
【００２６】
ここで、例として、上記の光学ピックアップ装置１における、歯車２７における平歯車部２７ｂと、歯車２８における平歯車部２８ａとの噛み合いについて説明する。まず、図４は歯車２７における平歯車部２７ｂの歯の形状を示す拡大図である。
【００２７】
歯車２７における平歯車部２７ｂは、モジュールが従来の０．３から０．３４９に増加されており、歯先円の直径Ｄ１を従来の４．５３７ｍｍから４．９７ｍｍに拡大されて、全歯たけが拡大されている。このような形状とすることによって、平歯車部２７ｂでは、歯数を従来の限界値であった１４から１２に減少させることが可能となり、基準ピッチ円の直径Ｄ２を４．１８８ｍｍと、従来の値である４．２ｍｍと比較して大きくすることなく、モジュールを増加させることが可能となっている。また、平歯車部２７ｂではさらに、歯元と歯底の境界部２７１が、半径Ｒの値が１０．５ｍｍである曲線状となるように削られた形状となっており、これにより平歯車部２８ａの歯先はこの境界部２７１付近に接触せずにスムーズに噛合するようになされている。
【００２８】
また、図５は歯車２８における平歯車部２８ａの歯の形状を示す拡大図である。
歯車２８における平歯車部２８ａは、歯車２７の平歯車部２７ｂと同様に、モジュールが０．３４に増加されている。また、歯底円の直径Ｄ３が従来の３４．１１５ｍｍから３３．５ｍｍに縮小され、全歯たけが拡大されている。このような形状の平歯車部２８ａでは、歯数を従来の１１５から９９に減少させて、平歯車部２７ｂとの間の減速比をほとんど変化させず、また、基準ピッチ円の直径Ｄ４を３４．５５１ｍｍと、従来の値である３４．５ｍｍと比較してほとんど変化させることなく、モジュールを増加させることが可能となっている。
【００２９】
このように、歯車２７の平歯車部２７ｂと歯車２８の平歯車部２８ａでは、従来と比較してモジュールおよび全歯たけが大きくされたことにより、噛合する互いの歯先と歯底との間の距離を長くして、高温時の膨張によって互いの歯先と歯底とが接触することを回避することができる。また、なおかつ、低温時の収縮によって噛み合いの量が小さくなり、衝撃が加えられた際にも、ギアスリップが生じない程度に噛み合いの量を充分確保することが可能となっている。これによって、歯車２７および２８の設置スペースを増加させず、また減速比を変化させずに、温度変動にともなう形状変化の駆動性能に対する影響をなくすことができ、温度変動にかかわらず精密な動作が可能で省スペースである光学ピックアップ装置１を実現することが可能となる。また、線膨張係数が小さい高価な材料を使用する必要がなくなり、材料コストの上昇を回避することができる。
【００３０】
なお、上述した光学ピックアップ装置１は、光ディスクに対する信号の記録および再生を行うように構成されたが、例えば、信号の追記が可能な追記型の光ディスクや、信号の書き換えが可能な書き換え型の光ディスクに対して信号の記録および再生を行うように構成されてもよい。また、例えば、光学ピックアップ装置１に対向する位置に、信号を記録するための磁気ヘッド機構を配設する構成等とすることにより、光磁気ディスク等の他の光学ディスクに対する信号の記録および再生を行うようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ピックアップ送り機構では、モータの駆動力を支持ベースに伝達するギア群に含まれる第１の小平歯車、およびこれに噛合して駆動される第１の大平歯車が、ともに標準寸法に対してモジュールおよび全歯たけが大きく形成されているので、ともに歯数を減少させ、基準ピッチ円を変化させずに、第１の小平歯車と第２の大平歯車との噛み合いの量を大きくし、噛み合い時における対向する歯先と歯底との間の距離を大きくすることが可能となる。したがって、温度の変動によって膨張や収縮が生じた場合において、対向する歯先と歯底との接触や、ギアスリップの発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の光学ピックアップ装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】図１中のＣ矢視から見た各歯車の周辺部の様子を示す図である。
【図４】歯車２７における小径の平歯車部の歯の形状を示す拡大図である。
【図５】歯車２８における大径の平歯車部の歯の形状を示す拡大図である。
【符号の説明】
１……光学ピックアップ装置、２……ディスク回転機構、１０……光学ピックアップ部、１１……対物レンズ、１２……カバー部材、１３……開口部、２０……送り機構部、２１……支持ベース、２２……支軸、２３……スライド部材、２４……コイルバネ、２５……モータ、２６、２７、２８……歯車、３０……シャシー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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