【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータからなるリニアスピンスタンドにおいて、リニアステージ部が高速で高精度の位置決めが可能なシステムを実現することを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクや大容量リムーバブルディスク等の磁気情報記録装置や、光ピックアップを用いた情報記録装置の構造、検査工程において、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータから構成されたリニアスピンスタンドが使われている。従来のリニアスピンスタンドでサーボトラックライタに応用した例を図３、図４に示す。リニアステージ可動部１０１上に磁気情報を書き込む磁気記録ヘッド１０７が搭載され、磁気記録メディア１０８はチャック機構を備えたスピンドルモータ１０９上に搭載され、スピンドルモータベース１１０上に固定される。リニアステージ可動部１０１およびスピンドルモータベース１１０は金属やグラナイトの除振台１１１上に固定する。ここで、グラナイト定盤を使用する場合、タップ加工が困難なため、金属製のベースプレート１１３を介して固定することも多い。
【０００３】
サーボトラックライタとして、記録密度を高め、位置決め性能を高速で高精度に行なうためには、ステージに静圧案内機構を用い、ステージのアクチュエータにはリニアモータ、位置検出手段にはリニアスケールを用いることが考えられる。図３、図４の場合、ステージの案内機構は可動部を重力方向に支える重力ガイド１０２と、水平方向に支えるヨーガイド１０３から構成される。可動部のヨーガイド１０３と反対側側面にはリニアスケールを装着し、重力ガイド側面にエンコーダステーを固定して、その上に検出ヘッドが取付けられている。また、重力ガイド１０２にはリニアモータのマグネットヨークも固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の構造では、可動部を高速で制御しようとすると、マグネットヨークが可動部の反作用を受けて振動し、重力ガイド、エンコーダステーを伝わってリニアスケールの検出ヘッド自体を振動させてしまい、高速で制御することが難しい。
【０００５】
また、従来例では、リニアスケールの検出位置が、ステージ移動方向で磁気記録ヘッドの延長線上から離れているため、ステージ可動部のヨーイングに対して読み取り誤差（アッベ誤差）を生じてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のリニアスピンスタンドは、一軸方向に移動するリニアステージと、任意の回転体が搭載できるスピンドルモータと、両者を固定する除振台から構成され、リニアステージが静圧案内機構であることを特徴とする。
【０００７】
また、リニアステージの静圧案内機構が二つの静圧面より１軸のステージを構成しており、各々の静圧面には高圧流体を吹き付けて浮上する手段と剛性を高めるために予圧を与える手段とが備わっており、位置決め機構としてリニアモータを採用し、可動部分に対して非接触で推進力を与えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項２記載のリニアスピンスタンドで、磁気記録ヘッドを搭載した可動部が移動して位置決めする際、位置検出手段として光学式リニアスケールを採用し、可動部に対して非接触で位置検出をすることを特徴とするものとしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を図１に示す。リニアスケール検出ヘッド５をステージ１から分離して固定するために、エンコーダステー１２をスピンドルモータベース１０に固定したものである。スピンドルモータベース１０とステージ１はグラナイト除振台１１に直接固定されているか、ステージ１のみベースプレート１３を介して除振台に固定される。推進力を与えるコイルは可動部の重心位置に配置し、安定した動作が可能である。
【００１０】
（１）上記実施の形態によるサーボトラックライタは、リニアスケールの検出ヘッドを固定するエンコーダステーをスピンドルモータベースに設置している。スピンドルモータベースは直接除振台に固定されており、ステージとは直接つながっていない。したがって可動部の動作による振動は除振台で減衰されるため、エンコーダステーを重力ガイドに固定する場合と比較して検出ヘッドに与える影響は小さくなる。
【００１１】
（２）本実施の形態は、エンコーダステーをスピンドルモータベース上に設置しているため、スピンドル上の磁気メディア基準位置からエンコーダ検出位置までの距離を一定に保ったままセッティングすることができる。したがってステージ上のリニアスケール原点と磁気記録ヘッドの読み取り位置を合わせておけば、スピンドルモータとステージとを合わせることで磁気記録ヘッドとメディアとの相対位置を容易に合わせることができる。
【００１２】
（３）本実施の形態において、採用されている静圧案内機構は、２つの直交する平面、重力ガイド、ヨーガイドから構成されており、案内機構を含めた全体の設計自由度が大きく、１個のリニアモータで推力を発生するコイルを重心に配置する設計が容易に可能である。
【００１３】
（４）本実施の形態は、位置決め機構として水平方向の静圧面中央にリニアモータを配置し、可動部の重心に推力を与えるコイルを配置しているため、可動部の共振周波数を高く設定できる。これは高速で制御するとき有利である。また、可動部の進行方向に対する姿勢変化（ヨー、ピッチ、ロール）を最小限に抑えることができる。
【００１４】
（５）本実施の形態において、静圧案内機構に用いた浮上手段は、固定潤滑質で多孔質の物質を研磨したものである。この多孔質の表面から高圧気体を静圧面に向かって均一に噴きつけている。これは、万一高圧気体の供給が停止した場合も、静圧面にカジリついてキズを付けることが少ない。
【００１５】
（６）本実施の形態のサーボトラックライタは、静圧案内機構を採用することで、案内機構のメンテナンスが長期間不要あるいはほとんど不要となり、生産装置としてのメリットが非常に大きい。
【００１６】
（７）本実施の形態において、位置検出手段として採用されているリニアスケールは検出部の光源にＬＥＤを採用しており、その結果、耐久性に優れている。また、スケールの材質には石英が使用され、高精度で安定した位置情報を得ることができる。リニアスケールはステージ可動部分の水平ガイドと反対側の側面に取付けており、ステージ上面はワークを取付けるために有効に使うことができる。
【００１７】
（８）本実施の形態は、可動部分にリニアスケールを設置し、検出部を固定部側に配置したことで、可動部側のスケールが移動しても検出側の信号ケーブルを引きずることが無いので位置決め精度や整定時間に影響が少ない。
【００１８】
本発明のリニアスピンスタンドが採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を図２に示す。上記一実施の形態と同様にエンコーダステーをスピンドルモータベース上に固定する方式で、さらにリニアスケール検出部をステージ可動部上の磁気記録ヘッド移動方向延長線上に配置している。
【００１９】
上記効果に加えて、可動部の進行方向に対する姿勢変化、特にヨーイングによるスケール位置の読み取り誤差（アッベの誤差）を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明が採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】従来のリニア駆動方式のサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【符号の説明】
１ リニアステージ可動部
２ 重力ガイド
３ ヨーガイド
４ マグネットヨーク
５ リニアスケールの検出ヘッド
６ リニアスケール
７ 磁気記録ヘッド
８ 磁気記録メディア
９ スピンドルモータ
１０ スピンドルモータベース
１１ 除振台
１２ エンコーダステー
１３ ベースプレート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
An object of the present invention is to realize a system in which a linear stage can be positioned at high speed and with high accuracy in a linear spin stand including a high-accuracy linear positioner and a spindle motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a magnetic information recording apparatus such as a hard disk or a large-capacity removable disk, or an information recording apparatus using an optical pickup, a linear spin stand including a high-precision linear positioner and a spindle motor is used in an inspection process. FIGS. 3 and 4 show examples in which a conventional linear spin stand is applied to a servo track writer. A magnetic recording head 107 for writing magnetic information is mounted on the linear stage movable section 101, and a magnetic recording medium 108 is mounted on a spindle motor 109 having a chuck mechanism and fixed on a spindle motor base 110. The linear stage movable unit 101 and the spindle motor base 110 are fixed on a vibration isolation table 111 made of metal or granite. Here, when using a granite surface plate, tapping is difficult, and therefore, it is often fixed via a metal base plate 113.
[0003]
To increase recording density and achieve high-speed and high-precision positioning performance as a servo track writer, use a static pressure guide mechanism for the stage, use a linear motor for the stage actuator, and use a linear scale for the position detection means. Can be considered. 3 and 4, the stage guide mechanism includes a gravity guide 102 that supports the movable part in the direction of gravity and a yaw guide 103 that supports the movable part in the horizontal direction. A linear scale is mounted on the side of the movable section opposite to the yaw guide 103, and an encoder stay is fixed to the side of the gravity guide, and a detection head is mounted thereon. A magnet yoke of a linear motor is also fixed to the gravity guide 102.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure of the conventional example described above, when trying to control the movable portion at high speed, the magnet yoke vibrates due to the reaction of the movable portion, and vibrates the linear scale detection head itself through the gravity guide and the encoder stay. It is difficult to control at high speed.
[0005]
Further, in the conventional example, since the detection position of the linear scale is separated from the extension of the magnetic recording head in the stage moving direction, a reading error (abbe error) occurs with respect to yawing of the stage movable portion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a linear spin stand according to the present invention includes a linear stage that moves in one axis direction, a spindle motor on which an arbitrary rotating body can be mounted, and a vibration isolation table that fixes both of them. It is a pressure guide mechanism.
[0007]
In addition, the static pressure guide mechanism of the linear stage constitutes a one-axis stage composed of two static pressure surfaces, and a means for spraying a high-pressure fluid to each static pressure surface to float and a means for applying a preload to increase rigidity. , A linear motor is adopted as a positioning mechanism, and a propulsion force is applied to a movable part in a non-contact manner.
[0008]
Further, in the linear spin stand according to claim 2, when the movable part on which the magnetic recording head is mounted is moved and positioned, an optical linear scale is employed as position detecting means, and the position is detected without contact with the movable part. May be performed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a servo track writer to which the present invention is applied. In order to separate and fix the linear scale detection head 5 from the stage 1, an encoder stay 12 is fixed to the spindle motor base 10. The spindle motor base 10 and the stage 1 are directly fixed to the granite anti-vibration table 11, or only the stage 1 is fixed to the anti-vibration table via the base plate 13. The coil that gives the propulsion is arranged at the position of the center of gravity of the movable part, and stable operation is possible.
[0010]
(1) In the servo track writer according to the above embodiment, an encoder stay for fixing a linear scale detection head is provided on a spindle motor base. The spindle motor base is directly fixed to the vibration isolation table, and is not directly connected to the stage. Therefore, since the vibration due to the operation of the movable portion is attenuated by the vibration isolation table, the influence on the detection head is smaller than when the encoder stay is fixed to the gravity guide.
[0011]
(2) In the present embodiment, since the encoder stay is installed on the spindle motor base, the setting can be performed while keeping the distance from the magnetic medium reference position on the spindle to the encoder detection position constant. Therefore, if the origin of the linear scale on the stage is aligned with the reading position of the magnetic recording head, the relative position between the magnetic recording head and the medium can be easily adjusted by aligning the spindle motor with the stage.
[0012]
(3) In the present embodiment, the static pressure guide mechanism employed is composed of two orthogonal planes, a gravity guide, and a yaw guide, and the overall design flexibility including the guide mechanism is large, and one It is possible to easily design a coil that generates thrust at the center of gravity with the linear motor.
[0013]
(4) In the present embodiment, the linear motor is disposed at the center of the horizontal static pressure surface as the positioning mechanism, and the coil that applies thrust to the center of gravity of the movable part is disposed, so that the resonance frequency of the movable part can be set high. . This is advantageous when controlling at high speed. Further, it is possible to minimize a change in posture (yaw, pitch, roll) in the moving direction of the movable unit.
[0014]
(5) In the present embodiment, the floating means used for the static pressure guide mechanism is obtained by polishing a fixed lubricating and porous substance. High-pressure gas is uniformly sprayed from the porous surface toward the static pressure surface. This means that even if the supply of high-pressure gas is stopped, the static pressure surface rarely gets scratched and scratched.
[0015]
(6) Since the servo track writer of the present embodiment employs a static pressure guide mechanism, maintenance of the guide mechanism is unnecessary or almost unnecessary for a long time, and the merit as a production device is very large.
[0016]
(7) In the present embodiment, the linear scale employed as the position detecting means employs an LED as a light source of the detecting section, and as a result, has excellent durability. In addition, quartz is used as the material of the scale, and highly accurate and stable position information can be obtained. The linear scale is mounted on the side of the movable part of the stage opposite to the horizontal guide, and the upper surface of the stage can be used effectively for mounting the work.
[0017]
(8) In the present embodiment, the linear scale is installed on the movable part and the detection unit is arranged on the fixed unit side, so that the signal cable on the detection side is not dragged even if the scale on the movable unit moves. Therefore, there is little effect on positioning accuracy and settling time.
[0018]
FIG. 2 shows another embodiment of the servo track writer employing the linear spin stand of the present invention. As in the above-described embodiment, the encoder stay is fixed on the spindle motor base, and the linear scale detecting unit is further disposed on an extension of the moving direction of the magnetic recording head on the stage movable unit.
[0019]
In addition to the effects described above, it is possible to minimize a change in the attitude of the movable unit in the traveling direction, in particular, a reading error (abbe error) of the scale position due to yawing.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of a servo track writer to which the present invention is applied, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view.
FIG. 2 shows another embodiment of the servo track writer to which the present invention is applied, wherein (a) is a plan view and (b) is a side view.
3A and 3B show another embodiment of a conventional linear drive type servo track writer, wherein FIG. 3A is a perspective view, FIG. 3B is a plan view, and FIG. 3C is a side view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear stage movable part 2 Gravity guide 3 Yaw guide 4 Magnet yoke 5 Linear scale detection head 6 Linear scale 7 Magnetic recording head 8 Magnetic recording medium 9 Spindle motor 10 Spindle motor base 11 Anti-vibration table 12 Encoder stay 13 Base plate
