JP2000099931A

JP2000099931A - 検査装置

Info

Publication number: JP2000099931A
Application number: JP10263022A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hagiwara; 裕之萩原; Hiroshi Koike; 宏小池; Kenji Hirose; 健志廣瀬; Hiroyuki Shiomi; 浩之塩見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ハードディスク等のディスク型情報記録装置
に使用されるディスクまたはヘッドの検査を高精度に行
う。【解決手段】本発明の検査装置は、情報を記録するデ
ィスクを回転させるモータと、ヘッドと該ディスクとを
相対的に移動させる駆動機構とを備え、該ディスクと該
ヘッドを相対的に移動させて、該ディスクまたは該ヘッ
ドの検査を行う検査装置において、該ヘッドと該ディス
ク面との平行度を調整するための傾き角度調整機構を有
することを特徴とし、ヘッドとディスクの面の平行度を
向上させ、安定したヘッドの浮上を実現する。また、Ｘ
Ｙステージに載置された回転位置決め装置によってヘッ
ドを回転駆動することにより、実際のヘッドの移動する
軌跡と同一の軌跡で、ヘッドまたはディスクの検査を行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクま
たはフロッピーディスク等のディスク型の情報記録装置
に用いられる磁気・光ディスクまたはヘッド、ヘッドジ
ンバルアッセンブリ、ヘッドスタックアッセンブリの磁
気、電気、光学特性の検査およびヘッドの浮上量検査等
に好適に使用される検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６にヘッドまたはディスクの検査を行
う従来の検査装置の上面図を示し、図７に従来の検査装
置の側面図を示す。

【０００３】ベース１０２上にスピンドルモータ１０３
が載置されている。スピンドルモータ１０３は、空気軸
受１０４の一端部にモータが配設されている。スピンド
ルモータ１０３は、図示しないドライブ回路によってエ
ンコーダ１０６の角度信号を基に回転速度を制御する。
空気軸受１０４の他端にはディスク１０１が着脱自在に
載置されている。１１８は、ディスクを固定するクラン
パを示す。ベース１０２には直動ステージ１１４が配設
されており、ステージ１１２には情報を記録再生せしめ
るヘッド１１１を保持するアーム１１０が配設されてい
る。ステージ１１２はリードスクリュ１１５によって位
置直線上に移動する。また、リードスクリュ１１５は、
カップリング１１６を介してモータ１１３に結合され、
モータ１１３の回転量を制御することによってヘッド１
１１、アーム１１０を搭載して可動部１１２は任意の位
置に直線移動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実際のハードディスク
ドライブのヘッドはスイングアーム方式であり、ヘッド
の移動する軌跡は円弧状になっている。しかし、従来の
検査装置の構成ではヘッドの移動する軌跡はディスクに
対して直線状であるため、実際のハードディスクドライ
ブにおけるヘッドの移動する軌跡とは異なっている。近
年のハードディスクドライブの位置決め精度は、１イン
チあたり数千トラックから数万トラックへと高密度化し
ており、従来の構成ではこのような精度を達成すること
が困難になってきた。また、ディスクが小さくなると、
ディスクを回転させるモータとヘッドを駆動する機構と
を接近させる必要があるため、機械的な干渉が起こって
しまう。

【０００５】また、ヘッドの移動軌跡とディスクとが傾
いていると、ヘッドとディスクとの空隙が安定せず、ヘ
ッドとディスクが接触により破損したり、情報の読み書
きが不安定になってしまう。

【０００６】また、特開平６−３０１９４７号公報の磁
気ヘッドの位置決め装置によれば、磁気ヘッドを中心に
回転移動する回転ステージが、１軸方向に直線移動する
直動ステージに載置された構成になっている。この構成
において、実際のハードディスクドライブのヘッドの移
動軌跡を再現するためには、２つの駆動系を高精度且つ
高速に同期制御する必要があるほか、装置の大型化、高
コスト化を招いてしまう。

【０００７】本発明は、実際のハードディスクドライブ
のヘッドの移動軌跡を実現することが可能なほか、ヘッ
ドの軌道とディスクの面の平行度を向上させ、安定した
ヘッドの浮上を実現し、ハードディスクの高密度化に対
応した検査装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の検査装置は、情報を記録するディスクを回
転させるモータと、ヘッドと該ディスクとを相対的に移
動させる駆動機構とを備え、該ディスクと該ヘッドを相
対的に移動させて、該ディスクまたは該ヘッドの検査を
行う検査装置において、該ヘッドと該ディスク面との平
行度を調整するための傾き角度調整機構を有することを
特徴とする。

【０００９】また、前記駆動機構は、前記ヘッドを保持
したアームを回転駆動する回転位置決め装置を有するこ
とが望ましい。

【００１０】また、前記駆動機構は、前記回転駆動装置
の回転中心と前記モータの回転中心との距離を調整する
ステージを有することが望ましく、前記ステージは、前
記回転位置決め装置を搭載することが好ましい。また、
前記ステージは、ＸＹステージであることが好ましい。

【００１１】また、前記角度調整機構は、前記ステージ
の取付け位置の傾き角度の調整を行うことが望ましく、
前記角度調整機構は、凸球面と凹球面を利用した球面台
座を有することが好ましい。

【００１２】また、前記モータは、前記ディスクの上方
から該ディスクの回転駆動を行うことが望ましい。

【００１３】また、本発明の別の検査装置は、情報を記
録するディスクを上方から回転させるモータと、ヘッド
を保持したアームを回転駆動する回転位置決め装置と、
該回転位置決め装置の回転中心と該モータの回転中心と
の距離を調整するＸＹステージとを有し、該ディスクと
該ヘッドを相対的に移動させて、該ディスクまたは該ヘ
ッドの検査を行うことを特徴とする。

【００１４】また、前記ＸＹステージは、前記回転位置
決め装置を搭載していることが望ましい。

【００１５】また、前記ヘッドと前記ディスク面との平
行度を調整するための傾き角度調整機構を有することが
望ましい。また、前記角度調整機構は、凸球面と凹球面
を利用した球面台座を有することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に本発明によるヘッドまたは
ディスクの検査を行う検査装置の斜視図を示す。

【００１７】ベース１１上に柱１２が設けられ、柱１２
上にサブベース１３が支持されている。サブベース１３
にはスピンドルモータ３がネジで着脱自在に固定されて
いる。４はモータ部、５はエンコーダ部であり、モータ
部４の他端には図示されないエアーベアリングが構成さ
れている。エアーベアリングの端部にはディスク１が着
脱自在に保持されている。同図に示す通り、ディスク１
の上方からディスク１の回転駆動を行い、ディスク１の
下方にスペースができるように、ベース上に柱１２、サ
ブベース１３、スピンドルモータ３、モータ部４、エン
コーダ部５が構成されている。エンコーダ５は、例えば
１周２０４８パルス、応答周波数７５０ｋＨｚの低パル
ス高速エンコーダを使用する。

【００１８】ベース１１には球面台座が設けられてい
る。球面台座の詳細に関しては後述する。

【００１９】球面台座上にはＸＹステージが載置されて
いる。１７はＹガイドであり、Ｘガイド１５を備えたＹ
ステージ７をＹ方向に案内している。Ｙステージ７は、
図示しないリードスクリュの受け部を一体的に保持して
おり、リードスクリュの回転に伴ってステージの移動を
行う。スクリュの駆動は、ベルト（不図示）を介してス
テッピングモータやサーボモータ等のモータ１０の出力
により行う。９は、ベルトカバーを示す。また、８はＸ
ステージであり、Ｙステージ７上のＸガイド１５に案内
されているので、Ｙステージ７に対してＸ方向に滑動自
在である。そのため、Ｘステージは、ベース１１から見
るとＸ方向およびＹ方向の２軸に移動可能である。Ｘス
テージの移動は、モータの出力により図示しないリード
スクリュを駆動することにより行う。各ステージの位置
測定は、各ステージの駆動を行うリードスクリュのモー
タの回転をエンコーダ（不図示）により計測し、算出す
る。Ｘステージ８上には、ヘッド２を回転駆動する回転
位置決め装置６が搭載されている。回転位置決め装置６
は、アームに取付けられたヘッド２が円弧を描くように
回転駆動する。回転位置決め装置６の詳細については後
述する。

【００２０】１４は、回転位置決め装置６の回転モータ
とベース１１との機械的な干渉を防ぐための逃げ用穴で
ある。

【００２１】図２に球面台座の上面図および側面断面図
を示す。

【００２２】球面台座固定部２１はベース１１に一体的
に固定される。球面台座固定部２１の上面は、仮想中心
からＲ１の凹状の球面形状をしている。球面台座可動部
２２は、同様に仮想中心からＲ２の凸状の球面形状をし
ている。このとき、Ｒ１＞Ｒ２の関係が好ましい。マイ
クロヘッド２３は、球面台座可動部２２に固定されてお
り、マイクロヘッド２３の端部は嵌合時に球面台座固定
部２１に当接させて、高さを調整する。マイクロヘッド
２３は、球面台座可動部２２に２ヶ所に設けられ、２つ
のマイクロヘッド２３の高さを調節することにより、球
面台座可動部２２と球面台座固定部２１の傾き角度（チ
ルト）を調整する。同図に示す通り、球面台座固定部２
１と球面台座可動部２２はＸ方向に開口したコの字型を
しているが、これは前述の回転型位置決め装置６の回転
モータと機械的な干渉を防ぐため、ベース１１に合わせ
て穴をあけたものである。

【００２３】図３に球面台座の固定方法の説明図を示
す。

【００２４】上記の球面台座の構成で球面台座固定部２
１と球面台座可動部２２との角度調整を行った後に、球
面台座可動部２２を固定する。球面台座可動部２２上の
マイクロヘッド２３の近傍には貫通穴が１つまたは複数
個設けてあり、球面台座固定部２１の対向する位置にネ
ジ穴が設けられている。マイクロヘッド２３で球面台座
固定部２１に対する球面台座可動部の角度を調節した
後、ネジ２５を締めることによって、球面台座可動部２
２は球面台座固定部２１に固定される。球面台座の角度
調整により、ヘッド２の回転軌道面とディスク１の面と
の平行度を調整する。

【００２５】図４に回転型位置決め装置の構成を示す。

【００２６】支軸３１は、一対の玉軸受３８によって固
定されており、回転自在に支持されている。支軸３１に
は複数個の磁石３５が固定されており、磁石３５の周囲
には適当な空隙を持ってコイル３６が対向して配設され
ている。コイル３６の外周にはヨーク３７が薄板を積層
する形で配設されている。玉軸受３８にはバネ３９によ
って圧力がかけられている。支軸３１の端部にはエンコ
ーダ３３の円盤型スケール３４が一体的に設けられ、支
軸を含む回動部の回転角度を計測する。

【００２７】前記回転型位置決め装置は、図示しない制
御部によって位置決めされる。エンコーダの出力信号が
８１０００周期の正弦波であり、これを前記制御部内部
の逓倍装置により４０９６分割されることによって、最
小分解能は1.08×10^-6度となる。回転型位置決め装置の
回動中心からヘッド２の先端までの距離を５６ｍｍとし
た場合、先端の最小分解能は約１ｎｍとなる。

【００２８】図５にスピンドルモータの構成を示す。

【００２９】空気軸受６１は、ステータに設けられてい
る。ロータ６７とステータ６６の境界部はわずかな空隙
を持って配設されており、プレート６５とステータ６６
の境界部もわずかな空隙を持って配設されている。外部
から供給される空気が空気軸受６１から前記各境界部に
流出することによって空気膜が構成され、軸受の機能を
構成する。プレート６５ａにはモータ６２の支軸９０が
一体的に構成されている。支軸９０には複数の磁石６８
が固定されており、磁石６８と対向するようにコイル６
９と磁性体を有するロータヨーク７０がハウジング６２
に設けられている。支軸９０の端部にはエンコーダの円
盤スケール９３が一体的に設けられ、支軸９０を含む回
動部の回転角度を計測している。

【００３０】以上の構成により、本実施形態のヘッドま
たはディスクの検査を行う検査装置は、ディスクを回転
駆動するスピンドルモータを回転位置決め装置の上方に
配設することにより、スピンドルモータと回転位置決め
装置のモータが接近してしまうようなディスクが小さい
場合やヘッドを搭載するアームが短い場合等でも、スピ
ンドルモータと回転位置決め装置のモータとが接近した
際の機械的な干渉を防ぐことができる。

【００３１】また、本実施形態の検査装置は、ヘッドの
軌道とディスクの面の平行度を向上させるために球面台
座による傾き角度調整機構を搭載することによって、両
者の平行度を確保し、安定したヘッドの浮上を実現し
た。

【００３２】また、本実施形態の検査装置は、ベース上
を直動移動するステージに前記回転位置決め装置を配設
することによって、実際のハードディスクドライブ内に
おけるヘッドの移動する軌跡と同一の軌道を実現するこ
とができる。特に、実際のハードディスク等におけるヘ
ッドの回転半径と等しくなるように回転位置決め装置の
回転中心からヘッドまでの距離を設定すれば、実際のヘ
ッドの移動軌跡を回転位置決め装置により再現すること
ができ、簡単な制御で高精度な検査を行うことができ
る。また、ステージを２次元方向に駆動可能とすること
により、回転位置決め装置を２次元方向に位置決めでき
るので、ヘッドの位置決め時のディスクに対する位置や
角度に自由度が増す。

【００３３】さらに、小型の回転位置決め装置、スピン
ドルモータの上方配設によって装置全体の設置面積を従
来に比べて大幅に縮小することが可能である。また、回
転型位置決め装置には高精度エンコーダとモータを使用
し、数万ＴＰＩといった高密度化に対応している。

【００３４】本実施形態では、傾き角度を調整する機構
として球面台座を使用しているが、傾き角度を調整する
機構としては、これに限るものではなく、例えば、前述
のマイクロヘッド等により高さ調整を３箇所で行うこと
により傾き角度を調整しても良い。

【００３５】また、本実施形態では、傾き角度を調整す
る機構をベースとステージとの間に設けたが、傾き角度
を調整する機構を配置する場所はこれに限るものではな
く、例えば、ステージと回転位置決め装置との間に設け
ても良い。また、傾き角度を調整する機構を、ディスク
を回転させるスピンドルモータを備えたサブベースに設
けても、ヘッドの軌道とディスクの面の平行度を調整す
ることができる。

【００３６】また、本実施形態では、ＸＹステージ上に
回転位置決め装置を載置し、回転位置決め装置をＸＹ方
向に駆動していたが、これに限るものではなく、例えば
ディスクをＸＹ方向に駆動するように、サブベース上で
スピンドルモータをＸＹ方向に駆動しても、ディスクと
ヘッドをＸＹ方向に相対的に移動させることができる。

【００３７】また、本実施形態では、ステージの移動に
リードスクリュとベルトを用いたが、これに限るもので
はなく、例えばリニアモータを用いても良い。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の検査装置によれ
ば、ヘッドとディスクの面の平行度を向上させることが
できるため、安定したヘッドの浮上を実現することがで
きる。

【００３９】また、請求項２記載の検査装置によれば、
実際のヘッドの移動する軌跡と同一の軌跡でヘッドまた
はディスクの検査を行うことができるので、高精度な検
査を行うことができる。

【００４０】また、請求項５記載の検査装置によれば、
ヘッドとディスクの位置関係の自由度を増すことができ
る。

【００４１】また、請求項７記載の検査装置によれば、
角度調整機構に球面台座を用いることにより、容易に角
度の調整を行うことができる。

【００４２】また、請求項９記載の検査装置によれば、
モータと回転位置決め装置との機械的な干渉を防ぎ、装
置全体の設置面積を縮小できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘッドまたはディスクの検査を行
う検査装置の全体斜視図

【図２】本発明による検査装置に用いられる球面台座の
概略構成図

【図３】球面台座における高さ調整部の構成図

【図４】本発明の検査装置に用いられる回転型位置決め
装置の構成図

【図５】本発明の検査装置に用いられるスピンドルモー
タの構成図

【図６】従来のヘッドまたはディスクの検査を行う検査
装置の上面図

【図７】従来の検査装置の側面図

【符号の説明】

１ディスク２ヘッド３スピンドルモータ４モータ部５エンコーダ部６回転型位置決め装置７Ｙステージ８Ｘステージ９ベルトカバー１０モータ１１ベース１２柱１３サブベース１４逃げ用穴１５Ｘガイド１６マイクロヘッド１７Ｙガイド１８球面台座２１球面台座固定部２２球面台座可動部２３マイクロヘッド２５固定ネジ３１支軸３３エンコーダ３４円盤型スケール３５磁石３６コイル３７ヨーク３８玉軸受３９バネ６１空気軸受６２ハウジング６５プレート６６ステータ６７ロータ６８磁石６９コイル７０ヨーク９０支軸９３円盤型スケール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣瀬健志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者塩見浩之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を記録するディスクを回転させるモ
ータと、ヘッドと該ディスクとを相対的に移動させる駆
動機構とを備え、該ディスクと該ヘッドを相対的に移動させて、該ディス
クまたは該ヘッドの検査を行う検査装置において、該ヘッドと該ディスク面との平行度を調整するための傾
き角度調整機構を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】前記駆動機構は、前記ヘッドを保持した
アームを回転駆動する回転位置決め装置を有することを
特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】前記駆動機構は、前記回転駆動装置の回
転中心と前記モータの回転中心との距離を調整するステ
ージを有することを特徴とする請求項２記載の検査装
置。
【請求項４】前記ステージは、前記回転位置決め装置
を搭載することを特徴とする請求項３記載の検査装置。
【請求項５】前記ステージは、ＸＹステージであるこ
とを特徴とする請求項３または４載の検査装置。
【請求項６】前記角度調整機構は、前記ステージの取
付け位置の傾き角度の調整を行うことを特徴とする請求
項３〜５いずれか記載の検査装置。
【請求項７】前記角度調整機構は、凸球面と凹球面を
利用した球面台座を有することを特徴とする請求項１〜
６いずれか記載の検査装置。
【請求項８】前記モータは、前記ディスクの上方から
該ディスクの回転駆動を行うことを特徴とする請求項１
〜７いずれか記載の検査装置。
【請求項９】情報を記録するディスクを上方から回転
させるモータと、ヘッドを保持したアームを回転駆動す
る回転位置決め装置と、該回転位置決め装置の回転中心
と該モータの回転中心との距離を調整するＸＹステージ
とを有し、該ディスクと該ヘッドを相対的に移動させて、該ディス
クまたは該ヘッドの検査を行うことを特徴とする検査装
置。
【請求項１０】前記ＸＹステージは、前記回転位置決
め装置を搭載していることを特徴とする請求項９記載の
検査装置。
【請求項１１】前記ヘッドと前記ディスク面との平行
度を調整するための傾き角度調整機構を有することを特
徴とする請求項９または１０記載の検査装置。
【請求項１２】前記角度調整機構は、凸球面と凹球面
を利用した球面台座を有することを特徴とする請求項１
１記載の検査装置。