JPH02179933A - 浮動形光ヘッド駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円盤状の記録媒体表面がら所望間隙を保持しな
がら浮上して光学的に情報を記録・再生する浮動形光ヘ
ッドを精密に位置決めするための駆動機構に関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドを装着したス
ライダと回転する円盤状の記録媒体（磁気ディスク媒体
）との間に生じる動圧を利用し、スライダを微小量だけ
浮上させて記録・再生を行う浮動ヘッドが一般的に用い
られている。この場合の磁気ヘッドは、サーボヘッドが
ら得られる位置誤差信号に基づき、ポジショナにより情
報トラックに位置決めされる。ポジショナと磁気ヘッド
との間にはヘッドアーム、ジンバルばね等の弾性体が介
在するため、ポジショナのみによる浮動へラドの位置決
めの高精度化には限界があるものの、磁気ディスク媒体
の情報トラック間隔は数十μｍと比較的大きいので、ポ
ジショナ以外の浮動ヘッド用駆動素子は使用されていな
い。

一方、近年半導体レーザの複合共振作用を利用した超小
型光ヘッドが提案されている（例えば、特開昭６３−７
４１２８．特願昭６２−５９６９９など）。このような
光ヘッドをスライダに装着して浮動ヘッドとして使用す
る場合、光ディスクの情報トラック間隔が１．６μｍと
極めて狭いので、磁気ディスク装置と同様なポジショナ
のみによる位置決めでは位置決め性能（精度）が不十分
で、高速かつ安全な記録再生はできない。位置決め性能
の向上のためには、ポジショナによる低周波数帯域での
追従動作と合わせて、浮動ヘッドを情報トラックの並列
方向に直接駆動する他の駆動素子が必要になる。

ここで、光デイスク装置の情報転送速度の改善を目的に
して、単一スライダに複数の光ビームを出射できる超小
型光ヘッドを配設した場合のディスク面上のトラック位
置とビーム位置を表す概念図を第７図に示す。

咳図において、ディスク中心線ＣＬからｌたけ離れた２
つの光ビーム３Ｉ、３２は、一定間隔だけ離れた２つの
トラックａ、ｂをラインＭ−Ｍ上において同時に記録・
再生する。この光ビーム３１．３２を出射するスライダ
で、同一ディスクの異なる半径位置の同じ間隔だけ離れ
たトラックａ　ｌ、ｂｏを記録・再生させる場合、幾何
学的追従誤差δを生じさせないためには、Ｍ−Ｍかられ
ずかに回転させたＭ’−Ｍ’上に光ビームを並べる必要
がある。

これらの必要性から、特開昭６０−４７２７１や特願昭
６３−１４８１７５に見られるような、浮動光ヘッドに
各種の駆動素子を配設する方式が提案されている。

〔発明が解決しよ゛うとする課題〕

しかし、これらの方式では以下に述べる問題があった。

まず、第８図は特開昭６０−４７２７１に記載されたス
ライダを示しており、２はスライダ、３は半導体レーザ
の複合共振作用を利用する超小型光ヘッドである。ここ
では、スライダ２を浮上面内で回転動作させるための駆
動素子がなく、情報トラック並列方向への駆動素子とし
て圧電アクチュエータ９０を使用している。しがしなが
らこの圧電アクチュエータ９ｏは可動量が小さいという
欠点を有するほか、熱伝導率が小さいので被駆動体であ
る半導体レーザの温度上昇を抑えられず、レーザ寿命を
短くさせる欠点がある。

次に、第９図は特願昭６３−１４８１７５に記載された
スライダとディスクとの位置関係を示したものであり、
１はディスクである。ここでは、スライダ２の両側面に
配設したコイル９１とへラドアーム９４側に配設した永
久磁石９２がら構成された４組の電磁アクチュエータに
より、トラック並列方向の並進及び浮上面内の微小回転
を行わせるようにしているが、並進及び回転の駆動力が
干渉し合うという実用上の困難が大きい。なお、９３は
スライダ２をヘッドアーム９４に対して支持するための
支持ばねである。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、浮動形光ヘッドの位置決め性能の向上を狙
うものであって、情報トラックの並列方向への浮動形光
ヘッドの並進駆動、並びに単一スライダに複数ビームを
搭載する場合に必須なスライダの浮上面内での回転駆動
の両者が可能となった浮動形光ヘッド駆動機構を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明では、円盤状の記録媒
体表面に近接して浮上しながら記録・再生を行う複数の
光ビームを出射可能な浮動形光ヘッドの出射光を、上記
記録媒体上の情報トラックに高精度に位置決めするため
の浮動形光ヘッド駆動機構において、上記浮動形光ヘッ
ドを上記情報トラックの並列方向へ微動移動させるため
の第１の駆動素子と、該第１の駆動素子とは独立に、光
ヘッド出射光軸と平行な一定の軸まわりに上記浮動形光
ヘッドを微小回転させるめの第２の駆動素子とを具備さ
せた。

また、記浮動形光ヘッドをトラック走行方向及びトラッ
ク並列方向への微小傾き並びにトラック並列方向への並
進が可能な機構部で支持すると共に、該機構部及び上記
第１の駆動素子を上記光ヘッド出射光軸と平行な一定の
軸まわりに回転可能な回転部材上に配設し、該回転部材
全体を上記第２の駆動素子によって回転動作させるよう
に構成することができる。

また、配回転部材をその回転軸に沿って移動制御可能と
する磁気力または電磁力発生手段を設け・上記浮動形光
ヘッドの負荷力または位置を制御可能とすることができ
る。

また、記浮動形光ヘッドのビーム出射位置を、上記第２
の駆動素子による回転動作の略中心に配設し、回転動作
に伴う光ビームの位置ずれ補正量を微小にすることがで
きる。

更に、上記情報トラック並列方向における位置情報およ
び上記軸まわりの回転角度情報を検出するための検出素
子を具備することができる。

〔作用〕

以上の構成により、単一スライダに複数ビームを出射す
る小型光ヘッドが搭載される場合に必須な、スライダの
浮上面内での浮動ヘッド回転動作と情報トラックの並列
方向への浮動ヘッド並進動作とを独立に制御可能である
。よって、両駆動動作が相互に干渉しないため上記の制
御を高精度で行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例の浮動形光ヘッド駆動機構につい
て説明する。

筆土■実施開 第１図（ａｌ〜［０）は第１の実施例の駆動機構を示し
、（ａ）はその縦断面図、（ｂｌは図（ａ）のｂ−ｂ　
’に沿う断面図、（Ｃ）は図＋８）のｃ−ｃ’に沿う断
面図である。

ただし、（ａ）、（Ｃ）におけるスライダ部分の図は断
面ではなく、スライダ部分そのものを各方面がら見た状
態を示している。

本実施例を構成する主な部品としては、第９図に示した
ディスクｌ、構成部としてのスライダ２、超小型光ヘッ
ド３の他に、一対のスライダ保持部材４、低摩擦の回転
部材５、固定部材６等が組み込まれ、これらは図示され
ていないヘッドアームに結合されている。

本実施例の駆動機構において、スライダ２は、後述の第
３図（ａｌ　（ｂｌで詳細に説明する結合方法によりス
ライダ保持部材４の−＠（下端）に取り付けられており
、スライダ保持部材４の他端（上端）は回転部材５に剛
に（固着状態で）取り付けられている。また、回転部材
５は、固定部材６に剛に結合された軸部材７と嵌合し、
上下移動と回転が可能となっている。回転部材５の軸部
材７まゎりの回転駆動は、回転部材５に固定されたコイ
ル５２と固定部材６に装着された永久磁石６５及び磁性
体６６との間で生じる電磁気力を利用して行われる。

また、第１図（Ｃ）において、固定部材６には永久磁石
６４が装着されており、回転部材５に埋め込まれた磁性
体５３との間の磁気力により回転部材５の上下移動に対
するバネ性を付与し、ディスク回転時のスライダ２の浮
上刃に抗するスライダ負荷力を与える。

第２図（ａｌはスライダ部分の拡大斜視図を示しており
、スライダ２の背部には磁極の向きの異なる２個の永久
磁石２１．２２がヨーク２３を介して固着されており、
スライダ２は軸部材４１とスライダ保持部材４とを介し
て、回転部材５と剛に結合している。

また、第２図（ｂ）は、回転部材５とスライダ２との相
互関係を示している。回転部材５には下面側に磁性体５
３が埋め込まれ、且つ円形コイル５１が固定されており
、該円形コイル５１に電流を流すことによってスライダ
２に固着された永久磁石２１．２２との間に電磁気力を
発生させ、スライダ２にトラック並列方向への駆動力ｆ
を印加することができる。

また、高速シーク時のスライダ位置ロックのため、スラ
イダ２のトラック並列方向の位置情報を、第１図（ａｌ
に示すように、スライダ２に固着された永久磁石２１．
２２の表面に取り付けられた遮光板２８と回転部材５に
剛に取り付けられた透過形光センサ５４からなる検出素
子より検出すると共に、固定部材６に剛に取り付けられ
た反射形光センサ６８からなる検出素子を用いて、回転
部材５の回転角情報を検出する。この回転各情報検出は
回転部材５の側面に設けたパターンを反射形光センサ６
８が検出する方式等により実施できる。

第３図（ａｌは、スライダ２とスライダ保持部材４と軸
部材４１の間の結合状態の詳細を示したものであり、第
３図（ｂ）は、図（ａｌのｂ−ｂ　’に沿う断面図であ
る。軸部材４１は、中央部が太く、端部にいくにつれて
僅かに細くなる円形の断面形状を有しており、両端で保
持部材４に固定されている。

スライダ２には、軸部材４１の最大径とほぼ同じ径の直
孔２６が設けられており、該直孔２６の内面に低摩擦剤
が塗布されている。

軸部材４１は上記のような形状となっているため、浮上
刃を受けるスライダ２と一点Ｇで接してスライダ２に負
荷力（押圧力）を加えるが、浮上中のスライダ２に必要
なローリング（トラック並列方向への微小傾き）及びピ
ッチング（トラック方向への微小傾き）の自由度は拘束
しない。更に、スライダ２は軸部材４１に沿って移動可
能であり、前述したように磁性体５３、コイル５１、永
久磁石２１２２等により、このスライダ２を直接駆動し
て情報トラックの並列方向に高精度に位置決めすること
ができる。

また、直孔２６の両端部付近には、第３図（ａｌに示す
ような長孔２４を有する低摩擦のプラスチック板２５が
接着されており、長孔２４の短径を軸部材４１の細径部
の径と略等しく、長径をスライダ２に設けられた直孔２
６の径と略等しくすることにより、スライダ２のヨーイ
ングの自由度のみを拘束するようになっている。

第」ｊす１虹但 第４図は第２の実施例の浮動形光ヘッド駆動機構の縦断
面図である。本実施例の駆動機構は、第１図に示した第
１の実施例の場合とほぼ同じ構成となっているが、回転
部材５の周囲に新たにコイル５６を配設して固定し、固
定部材６に装着された永久磁石６４との間で生じる電磁
気力により、回転部材５の上下位置を駆動制御できるよ
うにした点が異なる。このような駆動機構とすることに
より、第１の実施例では不可能であったディスク交換時
におけるヘッド待避動作、ランディング・ｏ　ｎ　／　
ｏ　ｆ　ｆ動作、スライダ負荷力制御などが可能となる
。

裏ｍ但 第５図（ａ）は、第３の実施例の浮動形光ヘッド駆動機
構の縦断面図、第５図（ｂ）は第５図（ａｌのｂ−ｂ”
に沿う横断面図である。本実施例では、回転部材１１０
の回転駆動素子として超音波駆動素子を用いたことを特
徴としている。該超音波駆動素子は、円板状の圧電振動
子１４０（例えば圧電セラミック）と櫛歯状の振動体１
４１とから構成されているが、このような超音波駆動素
子の駆動原理は公知である（例えば「セラミックスＪ　
ＶＯ玉、２２（１９８７）Ｎｏ、１０）。即ち、圧電振
動子１４０に１／４波長ずらせた２種類の電極を取り付
け、各々の電極に９０度位相の異なる交流電圧を印加す
ることにより進行波を発生させ、これにより振動体１４
１を振動させて回転部材１１０を回転駆動させることが
できる。

なお、固定部材１２０と１３０とはプラスチックねじ１
３２により剛に結合され、上記超音波駆動素子を弾性的
に挟み込むような構造となっている０回転部材１１０の
下部は斜面状に形成されており、軸受を構成している固
定部材１２０の下部に同様に形成した斜面状部分と接し
た構造となっている。

また、スライダ２を支持するため、永久磁石２１．２２
、ヨーク２３、平板状ばね部材２９などの部材と剛に固
着したばね取付部２６と結合した平行な２本の針金状の
平行ばね部材２７を、回転部材１１０に剛に固定してい
る。このような平行ばね部材２７はスライダ２に負荷力
を与えると共に、スライダ２のトラック並列方向への微
小移動およびスライダ２のローリングの自由度を与える
。スライダ２のトラック並列方向への駆動は、第１の実
施例と同様な方法で行う。

第６図（ａ）　（ｂ）は第５図（ａ）　（ｂ）における
スライダ支持部の詳細を示したものであり、スライダ２
は、平行ばね部材２７に対して、ばね取付部２６、永久
磁石２１．２２、ヨーク２３、及び湾曲した平板状ばね
部材２９を介して剛に結合している。

また、平板状ばね部材２９の中央部下面には第６図（ｂ
ｌに示すように、半球状の突起２９ａが形成されており
、スライダ２の上面と接している。このような構成とな
っているため、スライダ２は、突起２９ａと接する点Ｇ
を中心にピッチング自由度を有しているが、トラック並
列方向には高い剛性を有している。

スライダ２のトラック並列方向への駆動方法は、第１の
実施例と同様で、第５図（ａ）に示すごとく、スライダ
２面上の２つの永久磁石２１．２２と固定部材１３０に
配設した円形コイル１３１の間に働く磁気力を利用して
いる。なお、本実施例では、超小形光ヘッド３を回転部
材１１０の回転中心付近に配設する（第５図（ｂｌ参照
）ことにより、回転駆動に伴うビームのトラック並列方
向への位置ずれ補正量を小さくする構成としている。

なお、上記各実施例において示した超小形ヘノド３は本
発明の目的を達成するため、複数の光ビームを出射可能
な性能を具備することは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、浮動形光ヘッドを
情報トラックの並列方向に微動移動させる第１の駆動素
子と、その駆動素子とは独立に光ヘッド出射光軸の平行
な一定の軸まわりに浮動形光ヘッドを微小回転させる第
２の駆動素子を具備させたので、単一スライダから複数
ビームを出射する小形光ヘッドが搭載される場合に必須
な、スライダの浮上面内での回転動作と情報トラックの
並列方向への浮動ヘッド並進動作とを独立に制御するこ
とができる。従ってそれらの動作を相互に干渉させない
で高精度に制御可能となる。

また、浮動形光ヘッドをトラック方向及びトラック並列
方向への微小傾き並びにトラック並列方向への並進が可
能な機構部で支持し、該機構部と第１の駆動素子を回転
部材上に配設し、その回転部材を第２の駆動素子によっ
て駆動させるようにすることができる。このようにした
場合において、回転部材をその回転軸に沿って移動制御
可能にすることにより、浮動形光ヘッドの負荷力や位置
を制御できる。

また、浮動形光ヘッドのビーム出射位置を回転部材のほ
ぼ回転中心に配置することより、光ビームの位置ずれ補
正量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｅ）は本発明の第１の実施例
の浮動形光ヘッド駆動ｍ構の断面図、第２図（ａ）はス
ライダ部分の斜視図、（ｂｌはスライダの並進駆動の説
明図、第３図（ｂｌ山）はスライダ部分の詳細断面図、
第４図は第２の実施例の浮動形光ヘッド駆動機構の断面
図、第５図（ａ）　（ｂ）は第３の実施例の浮動形光ヘ
ッド駆動機構の断面図、第６図（ａｌはそのスライダ部
分の斜視図、（ｂ）は断面図、第７図はマルチビーム記
録・再生時の概念図、第８図は従来の浮動形光ヘッド駆
動機構のスライダ部分の斜視図、第９図は従来の他の浮
動形光ヘッド駆動機構のスライダ部分の斜視図である。 １・・・ディスク、２・・・スライダ、　３・・・超小
形光ヘッド、４・・・スライダ保持部材、５．１１０・
・・回転部材、６．１２０．１３０・・・固定部材、７
・・・軸部材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、円盤状の記録媒体表面に近接して浮上しながら
   記録・再生を行う複数の光ビームを出射可能な浮動形光
   ヘッドの出射光を、上記記録媒体上の情報トラックに高
   精度に位置決めするための浮動形光ヘッド駆動機構にお
   いて、 上記浮動形光ヘッドを上記情報トラックの並列方向へ微
   動移動させるための第１の駆動素子と、該第１の駆動素
   子とは独立に、光ヘッド出射光軸と平行な一定の軸まわ
   りに上記浮動形光ヘッドを微小回転させるめの第２の駆
   動素子とを具備したことを特徴とする浮動形光ヘッド駆
   動機構。
2. （２）、上記浮動形光ヘッドをトラック走行方向及びト
   ラック並列方向への微小傾き並びにトラック並列方向へ
   の並進が可能な機構部で支持すると共に、該機構部及び
   上記第１の駆動素子を上記光ヘッド出射光軸と平行な一
   定の軸まわりに回転可能な回転部材上に配設し、該回転
   部材全体を上記第２の駆動素子によって回転動作させる
   ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の浮動形光ヘッド駆動機構。
3. （３）、上記回転部材をその回転軸に沿って移動制御可
   能とする磁気力または電磁力発生手段を設け、上記浮動
   形光ヘッドの負荷力または位置を制御可能としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の浮動
   形光ヘッド駆動機構。
4. （４）、上記浮動形光ヘッドのビーム出射位置を、上記
   第２の駆動素子による回転動作の略中心に配設し、回転
   動作に伴う光ビームの位置ずれ補正量を微小にしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の浮
   動形光ヘッド駆動機構。
5. （５）、上記情報トラック並列方向における位置情報お
   よび上記軸まわりの回転角度情報を検出するための検出
   素子を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項記載の浮動形光ヘッド駆動機構。