JPH03113714A - ヘツド位置検出装置 - 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、例えばハードディスクを記録及び／又は再生
するハードディスク装置に適用するのに最適なヘッド位
置検出装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、光透過率が互いに異なる記録トラックとガー
ドバンドとが光透過性を有するディスク基板のデータ面
に形成されたディスク状記録媒体を用い、上記記録トラ
ンクを磁気ヘッドの位置検出情報として直接光学的に検
出できるように構成することにより、サーマルオフトラ
ックが全く発生せず、高精度なヘッド位置検出を行える
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来から、ハードディスクを記録及び／又は再生するハ
ードディスク装置のヘッド位置検出装置には、例えば本
発明の出願人の先願例である実願昭６２−５５５３３号
に見られるような光学式エンコーダが使用されている。

この光学式エンコーダは、磁気ヘッドであるスライダー
付ヘッドが先端に取付けられたヘッドアームの一部にウ
ィングを介してガラススケールを取付け、ヘッドアーム
によってスライダー付へ・ノドをハードディスクの半径
方向に走査させて記録及び／又は再生する際に、ヘッド
アームによってガラススケールをレティクルに対して揺
動させ、これらがガラススケール及びレティクルを透過
して受光部で受光される三角波をヘッド位置検出信号と
して使用して、スライダー付ヘッドのシークやトラッキ
ングを行うようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この種光学式エンコーダは、ヘッドアームにウ
ィングを介して取付けられたガラススケールが、スライ
ダー付ヘッドから離れた位置に設置され、材質も異なる
ために、サーマルオフトラックが発生し易い。また、ス
ライダー付ヘッドの位置検出情報の品位が、ガラススケ
ールのピッチ精度や取付精度に依存するため、ハードデ
ィスクの高密度記録には限度があると言う問題点があっ
た。

本発明は、ディスク状記録媒体の記録トラックを磁気ヘ
ッドの位置検出情報として直接光学的に検出できるよう
にしたヘッド位置検出装置を提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のヘッド位置検出装
置は、光透過率が互いに異なる記録トラックとガードバ
ンドとが光透過性を有するディスク基板のデータ面に形
成されたディスク状記録媒体と、上記ディスク状記録媒
体の上記記録トラックに信号を記録及び／又は再生する
磁気ヘッドと、光を上記ディスク基板内でそのディスク
基板の板厚方向にジグザグ状に屈折させながら進行させ
るべく、上記光を上記ディスク基板に所定の入射角で斜
めに入射させる手段と、上記ディスク基板内から上記記
録トラック又は上記ガードバンドを透過して上記データ
面の外方に射出された光を上記磁気ヘッドの支持部に設
けられた光学系で受けて検出する手段とを具備させたも
のである。

〔作用〕

上記のように構成されたヘッド位置検出装置は、ディス
ク基板に光を所定の入射角で斜めに入射すると、その光
はディスク基板内をジグザグ状に進行しながら、光透過
率が互いに異なる記録トラック又はガードバンドを透過
してデータ面の外方に射出される。従って、データ面の
外方に射出された光を磁気ヘッドの支持部に設けられた
光学系で受けて検出すると、記録トラックとガードバン
ドとを光の明暗で検出することができるので、記録トラ
ックを磁気ヘッドの位置検出情報として直接光学的に検
出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明をハードディスク装置のヘッド位置検出装
置に適用した一実施例を図面を参照して説明する。

まず、第５図によって、ハードディスク装置１を説明す
る。

ディスク記録再生装置の一例であるハードディスク装置
１は、密閉ケース２内においてディスク状記録媒体の一
例であるハードディスク３を磁気ヘッドの例であるスラ
イダー付ヘッド４によって記録及び／又は再生するもの
である。

この際、ハードディスク３をスピンドルモータ５のスピ
ンドル６によって例えば矢印ａ方向に高速で回転駆動し
、スライダー付ヘッド４がヘッド支持部材７を介して先
端に取付けられたヘッドアーム８をボイスコイルモータ
９によってアーム軸１０を中心に矢印す方向に揺動駆動
することにより、スライダー付ヘッド４をハードディス
ク３のデータ面１１上でミクロンオーダで浮上させた状
態で、ハードディスク３の半径方向である矢印す方向に
走査させて、データ面１１上の後述する多数の記録トラ
ック２３の記録及び／又は再生を行うものである。

次に、第１図〜第４図によって、ヘッド位置検出装置２
１を説明する。

まず、ハードディスク３は、ディスクリートトラックメ
ディアで構成されていて、ガラスやアクリル樹脂等で構
成された光透過性を有するディスク基板２２の上下両面
２２ａ、２２ｂに薄膜磁性体からなり光透過性を有する
記録トラック２３と非磁性体からなり記録トラック２３
とは光透過率が異なるガードバンド２４とを交互に同心
円状に形成して、上下一対のデータ面１１を構成してい
る。このディスクリートトラックメディアは、例えばデ
ィスク基板２２に塗布した薄膜磁性層に、記録トラック
２３部分を残して、ガードバンド２４部分をエツチング
加工等する方法やディスク基板２２にエツチング加工等
に形成した溝内に磁性体を埋設する方法等によって製作
することができる。従って、ガードバンド２４部分は図
に示されるようにディスク基板２２の上下両面２２ａ、
２２ｂに溝状に解放されたものであっても良く、或いは
ガードバンド２４部分が非磁性体によって記録トラック
２３とほぼ面一状に閉塞されたものであっても良い。な
お、記録トランク２３の厚さＴは通常０．１　μｍ以下
となる。また、記録トラック２３及びガードバンド２４
をスパイラル状に形成することも可能である。

次に、上下一対のへソドアーム８の先端に上下一対のス
ライダー付ヘッド４を支持している上下一対のヘッド支
持部材７は板ばねにて構成され、かつ、スライダー付ヘ
ッド４は各ヘッド支持部材７にジンバルプレート２５に
よって吊持され、ジンバルプレート２５にはピボット２
６が設けられている。そして、各スライダー付ヘッド４
は、例えば一対の浮上用胴部２７．２８を有する双胴形
のスライダー２９で支持部を構成し、そのスライダー２
９の一方の胴部２７に磁気へラドチップ３０が取付けら
れている。

次に、スライダー付ヘフド４によるハードディスク３の
走査位置の近傍位置で、ディスク基板２２の外周部２２
ｃ内に光を所定の入射角で斜めに入射させる手段である
発光ダイオード等の発光素子３１とレンズ３２とが定位
置に固定されて設けられている。

また、各スライダー付ヘッド４にはハードディスク３の
半径方向における磁気ヘッドチップ３０と同一位相でか
つ近傍位置に光学系である一対の光ファイバー３３ａ、
３３ｂが記録トラック２３のトラック巾Ｗと同−巾で垂
直に取付けられ、これらの上部にはミラー３４が取付け
られている。

また、各ヘッドアーム８にはミラー３４に水平に対向さ
れた光学系である一対の光ファイバー３５ａ、３５ｂと
、フォトトランジスタ等の一対の受光素子３６ａ、３６
ｂとが取付けられている。

なお、第４図に示すように、ディスク基板２２の上下両
面２２ａ、２２ｂは平行であり、外周部２２ｃには上下
両面２２ａ、２２ｂに対して後述する光の入射角θと等
しい角度θ１の上下一対のカット面２２ｄ、２２ｅが環
状に形成されている。

このヘッド位置検出装置２１によれば、第５図で説明し
たように、ヘッドアーム８によってスライダー付ヘッド
４をハードディスク３の半径方向である矢印す方向に走
査して、ハードディスク３のデータ面１１上の記録トラ
ック２３に信号を磁気的に記録及び／又は再生する際に
、スライダー付ヘッド４の位置を次のようにして検出す
る。

即ち、第４図に示すように、発光素子３１から発光され
、レンズ３２を透過して平行となった照射光ｆ、が、デ
ィスク基板２２の両カット面２２ｄ、２２ｅの何れか一
方から、これらのカット面２２ｄ、２２ｅに対して直角
な角度でディスク基板２２の外周部２２ｃ内に所定の入
射角θ（上下両面２２ａ、２２ｂの法線Ｎに対する角度
を言う）で矢印Ｃ方向に斜めに入射される。

なお、カット面２２ｄ、２２ｅの角度θ１を上記入射角
θと等しくし、照射光ｆ、をカット面２２ｄ、２２ｅに
対して直角に入射すると、カット面２２ｄ、２２ｅでの
光の反射をな（して、全照射光ｆ、をディスク基板２２
の外周部２２ｃ内に効率良く入射することができる。

また、ガラス等からなるディスク基板２２の光屈折率を
ｎＩ、ディスク基板２２の上下両面２２ａ、２２ｂに接
する空気の光屈折率をｎｚ　、Ｔｌｌ膜性性体らなる記
録トラック２３の光屈折率をｎ３とすると、ｎ、＞ｎ、
＞ｎ、である。

そして、Ｑ、　＞ｆｉ、の時、 ｎＩ を満足する入射角θであれば、ディスク基板２２の外周
部２２ｃ内に入射された照射光ｆ、は、ディスク基板２
２の上下両面２２ａ、２２ｂで全反射されながら、ディ
スク基板２２内でその板厚方向（第４図で上下方向のこ
と）に矢印ＣＩ　％　ｃｍ方向にジグザグ状に順次屈折
されてディスク基板２２の内周部２２ｅ側に向って進行
する光ｆ２となる。

従って、記録トラック２３間にあって、ディスク基板２
２の上下両面２２ａ、２２ｂに溝状に解放されているガ
ードバンド２４は、上下両面２２ａ、２２ｂに空気が接
触されていて、上下両面２２ａ、２２ｂとガードバンド
２４との境界面は、ｎ、＞ｎ２となっているから、ガー
ドバンド２４では上記０式が成立する。従って、ガード
バンド２４では上記光ｆ２は全反射され、ガードバンド
２４からデータ面１１の外方に光が射出されることがな
い。

しかし、ディスク基板２２の上下両面２２ａ、２２ｂと
記録トラック２３との境界面では、ｎ３＞ｎ、であるか
ら、記録トラック２３では上記０式が成立しない。この
ため、上記光ｆ２は記録トラック２３では全反射されず
、その光ｆ２の一部の光ｆ３が記録トラック２３側に屈
折され、その記録トラック２３を透過してデータ面１１
の外方に射出される。

換言すれば、記録トラック２３とガードバンド２４とは
光透過率が互いに異なることになる。

ここで、ｎ＝　＞ｎ、＞ｎ、の時、 ｎ、　　　　　　　　　　　　　　　ｎ。

を満足する入射角θを設定する。

ちなみに、ガラスの光屈折率ｎ（陶１，５であり、空気
の光屈折率ｎｚ　Ｎ１．０であり、これらが接する面で
の光の臨界角は約４１．８°である。従って、入射角θ
を４２°よりやや大きく設定しておけば、上記０式を満
足できる。

以上の結果、ディスク基板２２内に入射されて、ディス
ク基板２２内を矢印Ｃ，％　Ｃ２方向にジグザグ状に屈
折されながら進行する光ｆ２は、ガードバンド２４では
外部に射出されず、一部の光ｆ。

が記録トラック２３を透過してデータ面１１の外方に射
出される。

そして、この射出光ｆ、が第１図〜第３図に示されたス
ライダー付ヘッド４の一対の光ファイバー３３ａ、３３
ｂで受光され、ミラー３４及び−対の光ファイバー３５
ａ、３５ｂによって構成された光路に沿って矢印ｄ、ｅ
方向に移送されて一対の受光素子３６ａ、３６ｂで受光
される。

この際、第２図及び第３図に示すように、一対の光ファ
イバー３３ａ、３３ｂによる一対の受光部は記録トラッ
ク２３の両エツジにおける上記射出光ｆ、を受光して一
対の受光素子３６ａ、３６ｂへ誘導する。従って、一対
の受光素子３６ａ、３６ｂは記録トラック２３とガード
バンド２４とを光の０Ｎ−ＯＦＦ　（記録トラック２３
でＯＮ、ガードバンド２４で０ＦＦ）によって光学的に
検出することができる。

以上の結果、このヘッド位置検出装置２１によれば、ハ
ードディスク３の記録トラック２３をスライダー付ヘッ
ド４の位置検出情報として直接光学的に検出することが
できるので、従来のような光学式エンコーダが不要とな
り、サーマルオフトラックが全く発生せず、高精度なヘ
ッド位置検出を行える。そして、記録トラック２３をス
ライダー付ヘッド４の位置検出情報として直接光学的に
検出するので、ハードディスク３の温度変化による膨張
や収縮、或いはハードディスク３の回転軸の振れ等によ
って悪影響を受けることが全くなく、スライダー付ヘッ
ド４のシークやトラッキングを高精度に行える。また、
記録トラック２３を光学的に検出するので、記録トラッ
ク２３に磁気的に記録及び／又は再生するデータ信号に
悪影響を全く及ぼさない。

なお、第４図では、主として、射出光ｒ、がディスク基
板２２の上面２２ａから上側記録トラック２３を透過し
て上側データ面１１の上方に射出される状況を示したが
、射出光ｆ、は全く同様に下側記録トラック２３を透過
して下側データ面１１の下方にも射出される。従って、
１つの発光素子３１から照射されてディスク基板２２に
斜めに入射された１つの照射光ｆ、によって、ディスク
基板２２の上下両面２２ａ、２２ｂのデータ面１１の記
録トラック２３を上下一対のスライダー付ヘッド４の位
置検出情報として直接光学的に検出できる。

次に、第６図は第１の変形例を示しており、この場合は
、前記照射光ｆ、をディスク基板２２の上面２２ａ又は
下面２２ｂに前記入射角θより大きな角度θ２で斜めに
照射して、光ｆ１の屈折によりディスク基板２２内への
前記入射角θを得るようにしたものである。従って、こ
の場合は、ディスク基板２２のカット面２２ｄ、２２ｅ
が不要となる。

次に、第７図は第２の変形例を示しており、この場合は
、ハードディスク３のディスク基板２２の上下両面２２
ａ、２２ｂに薄膜の不透明層３８を形成し、その上部に
薄膜磁性体からなる記録トランク２３を積層して、ディ
スク基板２２内から記録トラック２３を透過してデータ
面１１の外方に射出される光を不透明層３８で遮断でき
るようにする。そして、記録トラック２３間にあって、
ディスク基板２２の上下両面２２ａ、２２ｂに溝状に解
放されているガードバンド２４では、ディスク基板２２
内の光がガードバンド２４を透過してデータ面１１の外
方に射出できるようにして、記録トラック２３とガード
バンド２４との光透過率を異にする。一方、前記照射光
ｆ１のディスク基板２２内への入射角θ、を前記入射角
θより大きくして、 となって、前記■及び０式が成立しないようにしたもの
である。

この場合には、ディスク基板２２内に入射角θコで矢印
Ｃ方向から入射された照射光ｆ、は、ディスク基板２２
の上下両面２２ａ、２２ｂで反射（但し全反射ではない
）されながら矢印Ｃ１、Ｃ２方向にジグザグ状に順次屈
折されてディスク基板２２内を進行する光ｆ２となる。

この際、記録トラック２３には不透明層３８が積層され
ているので、上記光ｆ２は不透明層３８で遮断され、記
録トラック２３を透過してデータ面１１の外方に射出さ
れることがない。一方、上記光ｆ２は前述した全反射の
条件を備えていないので、この光ｆ２の一部の光ｆ、が
ガードバンド２４を透過してデータ面１１の外方に射出
される。そして、この射出光ｆ、によってガードバンド
２４の両エツジを前述同様にスライダー付ヘッド４の光
学系で受けて光学的に検出すれば、前述同様に記録トラ
ック２３とガードハンド２４とを光の０Ｎ−ＯＦＦ　（
記録トラック２３でＯＦＦ、ガードバンド２４でＯＮ）
によって光学的に検出することができる。

なおこの場合のハードディスク３は、ディスク基板２２
の上下両面２２ａ、２２ｂに薄膜の不透明層３８と薄膜
磁性層とを積層して塗布、ガードバンド２４部分をエツ
チング加工等によって除去することにより、記録トラッ
ク２３と不透明層３８とを残すような方法で簡単に製作
できる。

以上、本発明の実施例に付き述べたが、本発明は上記実
施例に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づ
いて、各種の有効な変更が可能である。

例えば上記実施例では、ディスク基板２２の上下両面２
２ａ、２２ｂにデータ面１１を形成した両面基板を使用
したが、上下両面２２ａ、２２ｂの何れか一方のみにデ
ータ面１１を形成した片面基板であっても良い。

また本発明は、ハードディスク装置に限定されることな
く、各種のディスク状記録媒体を記録及び／又は再生す
る各種のディスク記録再生装置のヘッド位置検出装置に
適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

ディスク状記録媒体の記録トラックを磁気ヘッドの位置
検出情報として直接光学的に検出できるようにしたので
、従来の光学式エンコーダのようなサーマルオフトラッ
クが全く発生せず、高精度なヘッド位置検出を行えるの
で、ディスク状記録媒体の高密度記録の同上を計れる。

記録トラックを磁気ヘッドの位置検出情報として直接光
学的に検出できるので、ディスク状記録媒体の温度変化
による膨張や収縮、或いは回転軸の振れ等によって悪影
響を受けることなく、磁気ヘッドのシークやトラッキン
グを高精度に行える。

磁気ヘッドの位置検出情報として磁気信号を使用しない
ので、記録トラックに磁気的に記録及び／又は再生する
データ信号と干渉することがない。

従来のように、磁気ヘッドから離れた位置に光学的エン
コーダを取付けなくても済むので、スペースファクター
が向上する。

ディスク基板の両面にデータ面を形成しておけば、ディ
スク基板に斜めに入射した１つの光によって、両面のデ
ータ面の記録トラックを磁気ヘッドの位置検出情報とし
て直接光学的に検出できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したものであって、第１図
はヘッド位置検出装置を示す側面図、第２図は第１図の
ｎ−ｎ矢視ての断面図、第３図は第１図のｍ−ｍ矢視て
の下面図、第４図は光の透過状況を説明するハードディ
スクの拡大断面図、第５図はハードディスク装置の一部
切欠き平面図、第６図及び第７図は第１の変形例及び第
２の変形例を示したハードディスクの拡大断面図である
。 なお図面に用いた符号において、 ３−・−・・・・・−・・・・−・・・ハードディスク
（ディスク状記録媒体） ４・・・・・・・・−−−−−−・・・−スライダー付
ヘッド２１−・−・・・・・・・・−・・−・・ヘッド
位置検出装置（磁気ヘッド） ２２−・・・−・−・・・−−一−−−ディスク基板２
３・・−・−・・・・−・−・−・記録トラック２４−
・・・・−−ｍ−−−・−−−−一−−ガードバンド２
９−−−−−−−−・−・・・・−スライダー（支持部
）３１・・−ｍ−−−・・−・・・−・−発光素子３２
・・・・・・・−・・・・・・−・・−レンズ３３ａ、
３３ｂ　−−−−−−一光フアイバー３４・・−−−−
−ｍ−・−・・・−・・・ミラー３５ａ、３５ｂ　−−
−−−一光フアイバー３６ａ、３６ｂ　−−−−＝受光
素子 である。 （光学系）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光透過率が互いに異なる記録トラックとガードバンド
   とが光透過性を有するディスク基板のデータ面に形成さ
   れたディスク状記録媒体と、 上記ディスク状記録媒体の上記記録トラックに信号を記
   録及び／又は再生する磁気ヘッドと、光を上記ディスク
   基板内でそのディスク基板の板厚方向にジグザグ状に屈
   折させながら進行させるべく、上記光を上記ディスク基
   板に所定の入射角で斜めに入射させる手段と、 上記ディスク基板内から上記記録トラック又は上記ガー
   ドバンドを透過して上記データ面の外方に射出された光
   を上記磁気ヘッドの支持部に設けられた光学系で受けて
   検出する手段とを具備するヘッド位置検出装置。