JPH04219655A - ヘツド位置制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディスク
装置に用いて好適なヘッド位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク装置においては、磁界変
調方式及び光変調方式に拘らず光磁気ディスクに対して
情報信号の良好な書き込み及び消去を行うために、磁界
コイル（磁気ヘッド）と光磁気ディスクとの相対距離を
一定に保つように構成された制御機構が設けられている
。かかる制御機構としては、例えば実願平１−４６２０
６号明細書に記載されたものが本願出願人により先に提
案されている。

【０００３】この制御機構は図２０に示すように、光磁
気ディスク５１に磁界を印加する磁界コイル５２が埋め
込まれたボビン５３に、その光磁気ディスク５１に磁界
コイル５２との対向面５１ａを拡散光にて照明する発光
素子５４と、前記対向面５１ａにて反射した発光素子５
４からの拡散光を受光し、その受光量に応じた出力を生
成する一対の受光素子５５、５６とからなるギャップセ
ンサが埋め込まれている。

【０００４】そして、これら受光素子５５、５６には、
各受光素子５５、５６からの出力電圧のレベル差を検出
する差動増幅器５７が接続され、この差動増幅器５７か
らの出力電圧に応じた制御電流が、駆動回路５８を介し
て前記ボビン５３の外周に設けられた駆動コイル５９に
与えられて前記磁界コイル５２が光磁気ディスク５１に
対して接離方向（図中矢印Ｔ方向）に駆動されるように
構成されている。

【０００５】すなわち、前記制御機構では、前記各受光
素子５５、５６からの出力電圧が等しくなるときの磁界
コイル５２と光磁気ディスク５１との相対距離、つまり
これら各受光素子５５、５６からの出力電圧のレベル差
が零となるときの前記磁界コイル５２と光磁気ディスク
５１との相対距離を基準として、各受光素子５５、５６
からの出力電圧のレベル差が常に零となるようにサーボ
をかけることにより、前記磁界コイル５２と光磁気ディ
スク５１との相対距離ｄを一定に保持するようになされ
ている。

【０００６】ところが、前記発光素子５４と受光素子５
５、５６を前記光磁気ディスク５１の径方向に沿って並
べた場合には、サーボがかけられなくなる場合がある。 すなわち図２０に示すように、２つの受光素子５５、５
６のうち一方の受光素子５６がピット列６０等が形成さ
れたＲＯＭ（ＰＲＯＭ）領域に対向する位置にあり、他
方の受光素子５５がＲＡＭ領域（データ記録領域）に対
向する位置にある場合には、ＲＯＭ領域における反射率
がＲＡＭ領域における反射率に比べ極端に低下するため
、相対距離が変化しないにも拘らず、これら受光素子５
５、５６からの出力電圧のレベル差が急激に増大し、出
力電圧の零クロス点が移動し、このレベル差零を目標と
するサーボがかけられなくなってしまう。

【０００７】そこで本願出願人は、これを防止するため
、出力電圧のレベルの低い方の受光素子５６と差動増幅
器５７との間に利得変換用の増幅器を設け、その受光素
子５６からの出力電圧のレベルを高めることによって、
これら各受光素子５５、５６からの出力電圧のレベルの
バランスを補正し、前記出力電圧のレベル差零を目標と
したサーボをかけるようにすることを先に提案した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな先に提案した方法では、増幅器を設ける必要がある
ことから、装置構成が複雑化し、安価な装置の提供が望
めない。

【０００９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、同一面内で反射率の異なる領域を有するディス
クに対しても常にヘッドとディスクとの相対距離を一定
に保つことができ、しかも装置構成を簡単にできるよう
にするものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて説明する。

【００１１】本実施例の磁界コイル位置制御装置は、図
１及び図２に示すように、外周に駆動手段である駆動コ
イル１が設けられたボビン２に、光磁気ディスク３に情
報信号に応じた磁界（磁界変調方式の場合）または所定
のバイアス磁界（光変調方式の場合）を印加する磁界コ
イル４と、この磁界コイル４と光磁気ディスク３の相対
距離ｄを検出するギャップセンサを構成する発光素子５
（発光手段）と受光素子６、７（受光手段）が設けられ
ている。

【００１２】前記磁界コイル４は、磁界変調方式の場合
、前記光磁気ディスク３に情報信号に応じた向きの磁界
を（図１の実施例の場合、光磁気ディスク３の上から）
印加し、対物レンズ１４を介して（図１の実施例の場合
、光磁気ディスク３の下から）照射されるレーザビーム
と共働して、光磁気ディスク３のＲＡＭ領域（データ記
録領域）上の垂直磁化膜の磁化の向きを反転させて情報
信号の書込みまたは消去を行うものである。なお、光変
調方式の場合には、前記磁界コイル４は光磁気ディスク
３に対して一定強度の磁界を印加する。

【００１３】この磁界コイル４は、光磁気ディスク３と
の相対距離、すなわち図２中矢印ｄで示す距離を常に一
定に保つため、外周に駆動コイル１が設けられたボビン
２の一端縁近傍部に埋め込まれている。なお、前記磁界
コイル４の光磁気ディスク３との対向面４ａは、前記ボ
ビン２の光磁気ディスク３との対向面３ａに露出するよ
うになされている。

【００１４】前記発光素子５は、前記光磁気ディスク３
の前記磁界コイル４との対向面３ａを拡散光にて照明す
るもので、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等よりなっ
ている。この発光素子５は、前記ボビン２のほぼ中央部
に埋込まれ、そのボビン２の対向面２ａにその一部が露
出するようになされている。なお、この発光素子５は図
示しない外部電源からの電源供給を受けて発光する。

【００１５】一方、前記２つの受光素子６、７は前記光
磁気ディスク３の対向面３ａにて反射した発光素子５か
らの拡散光を受光し、この拡散光の受光量に応じた出力
電圧を生成するもので、例えばフォトダイオード等から
なっている。図２の実施例の場合、これら受光素子６、
７は前記発光素子５を挟んで両側に配され、その一部が
前記ボビン２の対向面２ａにそれぞれ露出するように当
該ボビン２に埋め込まれている。

【００１６】そして、前記受光素子６、７は、前記発光
素子５を基準としてそれぞれ異なる距離Ｘ１，Ｘ２（実
施例の場合Ｘ１＜Ｘ２）だけ離れた位置に配されている
。つまり、これら受光素子６、７は、前記発光素子５か
ら光磁気ディスク３の対向面３ａへの垂線ｒに対して互
いに異なる角度θ１、θ２なる位置にそれぞれ配されて
いる。これら受光素子６、７をこのように配設すること
により、受光素子６と受光素子７とでは受光量が最大と
なる前記光磁気ディスク３の対向面３ａからの距離がそ
れぞれ異なり、前記磁界コイル４と前記対向面３ａとの
相対距離ｄに応じて各出力電圧ａ，ｂが図４に示すよう
に変化する。

【００１７】すなわち、発光素子５の近くに配される受
光素子６では、これよりも遠い位置に配される受光素子
７の受光量が最大となる相対距離ｄ３よりも短い相対距
離ｄ１で受光量が最大となり、その出力電圧ａが最大と
なる。そして、この相対距離ｄ１の両側、つまり磁界コ
イル４が光磁気ディスク３の対向面３ａに近づく方向及
び遠ざかる方向では、いずれも受光量が減少するため山
なりの形状となり、その出力電圧ａが次第に減少する。

【００１８】一方、他方の受光素子７では前記受光素子
６の受光量が最大となる相対距離ｄ１から遠ざかるほど
受光量が次第に増加して、前記相対距離ｄ３で受光量が
最大となり、出力電圧ｂが最大となる。また、この相対
距離ｄ３よりもさらに遠ざかる方向では、受光量が次第
に減少し、出力電圧ｂが減少する。

【００１９】そして、前記受光素子６の受光量が最大と
なる相対距離ｄ１と前記受光素子７の受光量が最大とな
る相対距離ｄ３との間には、これら各受光素子６、７の
出力電圧ａ，ｂが互いに等しくなる相対距離ｄ２がある
。この相対距離ｄ２は、回路の温度特性や光の外乱ある
いは光磁気ディスク３の反射率の変動によっては変化す
ることがない。

【００２０】例えば、光磁気ディスク３の反射率が変化
した場合には、前記各受光素子６、７の受光量が同じ割
合で減少するため、これら各受光素子６、７の出力電圧
ａ，ｂが図４中、破線で示すように同じ割合で減少し、
前記各出力電圧ａ，ｂが等しくなる相対距離ｄ２は不変
となる。

【００２１】そこで本実施例では、これら各受光素子６
、７の出力電圧が同じになるときの相対距離ｄ２，つま
りこれら受光素子６、７からの出力電圧のレベル差が零
となるときの相対距離ｄ２を基準としてサーボをかける
ようにする。

【００２２】すなわち、前記各受光素子６、７に増幅器
１１と１２を介して検出手段として差動増幅器８を接続
して、この差動増幅器８にてこれら受光素子６、７から
の出力電圧ａ，ｂの差ｃをとる。この出力電圧差ｃは、
図５に示すように、前記相対距離ｄ２で零となり、この
位置を境にして前記相対距離ｄ１方向へずれると正極性
の値となり、反対に前記相対距離ｄ３方向へずれると負
極性の値となる、いわゆるＳカーブ特性となる。なお、
前記各受光素子６、７の出力電圧ａ，ｂが同じ割合で変
化した場合、図中、破線で示すように、出力電圧差ｃの
絶対値は変化するが、相対距離ｄ２における零クロス点
は変化しない。

【００２３】そして、前記差動増幅器８からの出力電圧
差ｃをこの差動増幅器８に接続した駆動回路９へ供給し
、その駆動回路９によって前記出力電圧差ｃに応じた制
御電流を前記駆動コイル１に与える。駆動コイル１には
永久磁石１５で磁界が付与されているので、電磁力が発
生し、駆動コイル１は板バネ１３を支点として前記磁界
コイル４を前記出力電圧差ｃが零になる方向へ駆動され
る。このように、前記各受光素子６、７からの出力電圧
差ｃが常に零となるようにサーボをかければ、前記磁界
コイル４（磁気ヘッド）と光磁気ディスク３との相対距
離が常に一定に保たれる。

【００２４】特に本実施例では、前記磁界コイル４と光
磁気ディスク３との相対距離を制御可能となすために、
前記発光素子５と受光素子６、７とを光磁気ディスク３
の記録トラック方向に沿って（磁界コイル４が移動する
半径と垂直な方向に）配列するようにしている。つまり
、発光素子５と受光素子６、７を光磁気ディスク３の記
録トラック方向に沿って配列すれば、例えば図３に示す
ようなピット列１０を有するＲＯＭ（ＰＲＯＭ）領域と
、ピット列を有しないＲＡＭ領域（データ記録領域）を
有する光磁気ディスク３に情報信号を記録消去する場合
でも、これら受光素子６と７が対向する各領域の割合は
常に等しくなる。

【００２５】このため、これら受光素子６、７は同一の
反射率を有する領域からの拡散光を受光することになる
。したがって、相対距離が変化しないにも拘らず、一方
の受光素子の出力電圧が他方の受光素子の出力電圧に対
して極端に低下して、零クロス点が移動するようなこと
がなくなり、前記相対距離ｄ２を目標とした正確なサー
ボをかけることができる。

【００２６】したがって、本実施例のヘッド位置制御装
置によれば、局部的に反射率の異なる領域を有する光磁
気ディスク３に対しても常に磁界コイル４を所定の相対
距離に保持させることができる。

【００２７】ところで図３では便宜上、ＰＲＯＭ領域の
ピット列１０を直線として記載している。しかしながら
、実際には光磁気ディスク３は図６に示すように円形で
あり、ピット列（トラック）１０も円形（曲線状）に形
成されるため、ＲＯＭ領域３ｃとＲＡＭ領域（データ記
録領域）３ｂの境界部３ｄも図６に示すように円形（曲
線）となる。このため、発光素子５および受光素子６、
７を、図６に示すように、磁界コイル４が移動する半径
方向に対して直角に配列すると、図７に拡大して示すよ
うに、ＲＯＭ領域３ｃとＲＡＭ領域３ｂの境界部３ｄは
受光素子６、７をまっすぐよぎるのではなく、斜めによ
ぎることになる。

【００２８】この結果、受光素子６と７では、それぞれ
ＲＯＭ領域３ｃとＲＡＭ領域３ｂに対向する面積が相違
する。すなわち、磁界コイル４に近い受光素子６ではＲ
ＯＭ領域３ｃからの反射光をより多く受光するので、図
８に破線で示すように、データ記録領域３ｂに位置する
場合（図中実線ａで示す場合）より、出力レベルが低下
する。また、磁界コイル４からより離れている受光素子
７では、データ記録領域３ｂからの反射光をより多く受
光するので、データ記録領域３ｂに位置する場合と殆ど
同じ出力レベルとなる。その結果、差動増幅器８の出力
ｃは、図９に破線で示すように変化し、零クロス点がｄ
２からｄ２’に変化する。すなわち、差動増幅器８にオ
フセットが生じ、制御精度が悪くなる。このようなこと
は、ＲＯＭ領域とＲＡＭ領域との境界部だけでなく、最
外周または最内周のミラー部とＲＡＭ領域（またはＲＯ
Ｍ領域）との境界部においても発生する。

【００２９】これを解決するため、本発明の磁界コイル
位置制御装置の他の実施例においては、図１０に示すよ
うに、磁界コイル４の中心とギャップセンサの中心とを
結ぶ線が、磁界コイル４が位置するトラックの接線方向
（磁界コイル４が移動する半径線に対して垂直な方向）
に対して所定の角度αだけ傾斜するように配置されてい
る。

【００３０】図１１は磁界コイル４に対するギャップセ
ンサの位置関係を拡大して示している。この実施例にお
いては、ギャップセンサ内において発光素子５および受
光素子６、７が平行に配列されているとともに、ギャッ
プセンサ全体がトラックの接線に対して角度αだけ傾斜
するように配置されている。

【００３１】あるいはまた、図１２に示すように、磁界
コイル４に対するギャップセンサ自体の角度は傾斜させ
ず、ギャップセンサの内部において、発光素子５と受光
素子６、７の中心を結ぶ線をトラックの接線に対して角
度αだけ傾斜させるように配置することもできる。

【００３２】この角度αは、境界部３ｄの半径をＲ、磁
界コイル４とギャップセンサの中心との距離をＤとする
とき、 α＝Ｄ／Ｒ の値に設定される。従って、ギャップセンサがデータ記
録領域３ｂとＲＯＭ領域３ｃの境界部３ｄに位置すると
き、ギャップセンサの中心を結ぶ線とトラックの方向は
ほぼ平行になる。その結果、受光素子６に向けて光を反
射する光磁気ディスク３上の実質的な反射領域の反射率
、すなわち、データ記録領域３ｂとＲＯＭ領域３ｃの割
合は、受光素子７に向けて光を反射する光磁気ディスク
３上の実質的な反射領域の反射率、すなわち、データ記
録領域３ｂとＲＯＭ領域３ｃの割合と、ほぼ等しくなる
。このため、差動増幅器８の出力は図５に破線で示すよ
うに変化し、零クロス点ｄ２は不変となる。

【００３３】角度αは、例えばデータ記録領域３ａとＲ
ＯＭ領域３ｂとの境界部３ｃの半径位置が規格等により
予め規定（固定）されている場合は、その半径位置に対
応して設定される。しかしながら、その半径位置が固定
されていない場合、図１３に示すように、光磁気ディス
ク３の半径（ｘ軸）方向に移送される磁気ヘッド中心（
磁界コイル４の中心）に対して、ギャップセンサ中心が
トラックの接線（ｙ軸）方向（磁気ディスク３の半径Ｒ
と垂直な方向）に距離Ｄだけ離れているので、ギャップ
センサの磁気ディスク３の半径（ｘ軸）方向の最適位置
及び傾きαは半径Ｒの長さ（磁界コイル４の光磁気ディ
スク３の半径方向の位置）によって異なる。

【００３４】図１３に示すように磁気ヘッドがアクセス
する半径の最大値をＲ１、最小値をＲ２、それぞれの場
合における磁気ヘッド中心とギャップセンサ中心のなす
角度をα１（Ｒ＝Ｒ１のとき），α２（Ｒ＝Ｒ２のとき
）、それぞれの場合における磁気ヘッド中心とギャップ
センサ中心との間のｘ軸方向の距離をｘ１（Ｒ＝Ｒ１の
とき），ｘ２（Ｒ＝Ｒ２のとき）とすると、次の式が成
立する。 ｓｉｎα１＝Ｄ／Ｒ１ ｓｉｎα２＝Ｄ／Ｒ２ ｘ１＝Ｒ１（１−ｃｏｓα１） ｘ２＝Ｒ２（１ーｃｏｓα２）

【００３５】このように磁気ヘッドのアクセス範囲の全
体についてオフセットをバランスさせるためには、角度
αと距離ｘを、そのアクセス範囲のほぼ中間の半径位置
における最適値に設定すれば良い。この時の半径の値を
Ｒ０、磁気ヘッド中心位置とギャップセンサ中心位置と
の間のｙ方向の距離をＤとすると、磁気ヘッドとギャッ
プセンサ中心とのなす角α０、磁気ヘッド中心とギャッ
プセンサ中心のｘ方向の距離ｘ０は次のようになる。 α０＝ｓｉｎ−１（Ｄ／Ｒ０） ｘ０＝Ｒ０｛１−ｃｏｓ［（ｓｉｎ−１（Ｄ／Ｒ０）］
｝

【００３６】あるいはまた、最外周における最適値と
最内周における最適値の平均という観点から、次のよう
に設定することもできる。 α０＝（Ｄ／２）（１／Ｒ１＋１／Ｒ２）

【００３７】
以上、本発明のヘッド位置制御装置の一実施例について
説明したが、本発明は前述の実施例に限定されることな
く種々の変更が可能である。

【００３８】例えば、前述の実施例では発光素子５を中
心としてその両側に受光素子６、７をそれぞれ配列した
が、図１４に示すように、発光素子５の隣に受光素子６
を、さらにその隣に受光素子７を、順次並べるようにし
ても良い。この場合においても、前記発光素子５から各
受光素子６、７迄の距離がそれぞれ異なることになるか
ら、前述したような相対距離ｄ２を目標にしたサーボを
かけることができる。但し、この場合、図１６に示すよ
うに、受光素子６の出力Ｓ１に較べ、受光素子７の出力
Ｓ２のレベルが小さくなる。そこで、図１５に示すよう
に、受光素子６の出力を増幅器１１で増幅して出力Ｓ１
を得て、差動増幅器８に供給する場合、受光素子７の出
力を増幅器１１に対応する増幅器１２で増幅して出力Ｓ
２を得るとともに、その出力Ｓ２をさらに増幅器３１で
増幅して出力βＳ２を生成し、差動増幅器８に供給する
必要がある。これにより差動増幅器８より駆動コイル１
を駆動するエラー信号（Ｓ１−βＳ２）が得られる。

【００３９】さらに、図１７に示すように、受光素子６
と７を発光素子５に対して光磁気ディスク３と平行な方
向に等距離に配置するものの、光磁気ディスク３と垂直
な方向には、受光素子７を受光素子６より離れた位置に
配置することもできる。この場合、受光素子６と７の出
力Ｓ１とＳ２は図１９に示すようにほぼ同じレベルとな
る。従って、図１８に示すように、各受光素子６、７の
出力を増幅器１１、１２を介してそのまま差動増幅器８
に供給することができる。すなわち、図１５における増
幅器３１は不要となる。

【００４０】上記実施例においては、発光素子５、受光
素子６、７を所定の角度で固定するようにしたが、半径
位置に対応してその角度を随時変化させるようにしても
よい。

【００４１】さらに本発明は、磁界コイル（磁気ヘッド
）の位置制御だけでなく、光学ヘッド、その他のヘッド
位置制御にも応用が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、請求項１のヘッド位置制
御装置によれば、発光手段と受光手段がディスクの記録
トラック方向に沿って配列されているので、局部的に異
なる反射率を示す領域の境界部においても、各受光手段
は実質的に同一の反射領域に対向して配置されることに
なり、その出力電圧のレベル差の零クロス点が変動する
ようなことが抑制される。

【００４３】したがって、本発明のヘッド位置制御装置
によれば、ヘッドとディスクの所定の相対距離を目標と
したサーボを安定してかけることができ、同一面内で反
射率の異なる領域を有するディスクに対しても、常にヘ
ッドをディスクに対して一定の相対距離に保持させるこ
とができ、情報信号の安定した記録と消去が行える。

【００４４】また、複雑な回路を別途設ける必要がない
ため、装置構成を極めて簡単なものとすることができ、
安価な装置の提供ができる。

【００４５】そして、請求項２に記載のヘッド位置制御
装置によれば、２つの受光素子の配列位置をディスク半
径方向に対して傾斜させるようにしたので、精度の良い
位置制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を応用したヘッド位置制御装置の一実施
例の構成を示す概略的な斜視図である。

【図２】図１の実施例におけるギャップセンサの構成を
示す断面図である。

【図３】図１の実施例におけるギャップセンサとトラッ
クの方向を説明する図である。

【図４】図２の実施例における磁界コイルと光磁気ディ
スクとの相対距離と各受光素子の出力電圧との関係を示
す特性図である。

【図５】図２の実施例における磁界コイルと光磁気ディ
スクとの相対距離と差動増幅器の出力電圧との関係を示
す特性図である。

【図６】光磁気ディスクとギャップセンサの位置関係を
示す図である。

【図７】図６におけるギャップセンサ付近の拡大図であ
る。

【図８】図６の例における受光素子の出力特性図である
。

【図９】図６の例における差動増幅器の出力特性図であ
る。

【図１０】本発明のヘッド位置制御装置に用いられるギ
ャップセンサの他の実施例の構成を示す図である。

【図１１】図１０におけるギャップセンサ部分の拡大図
である。

【図１２】本発明のヘッド位置制御装置に用いられるギ
ャップセンサのさらに他の実施例の構成を示す図である
。

【図１３】磁気ヘッドの移動範囲とギャップセンサ中心
位置の関係を示す図である。

【図１４】本発明のヘッド位置制御装置に用いられるギ
ャップセンサの他の実施例の構成を示す図である。

【図１５】図１４の実施例において用いられる回路の構
成を示すブロック図である。

【図１６】図１５の実施例における特性図である。

【図１７】本発明のヘッド位置制御装置に用いられるギ
ャップセンサのさらに他の実施例の構成を示す図である
。

【図１８】図１７の実施例において用いられる回路の構
成を示すブロック図である。

【図１９】図１８の実施例における特性図である。

【図２０】従来のヘッド位置制御装置の一例の構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１　　駆動コイル ３　　光磁気ディスク ４　　磁界コイル ５　　発光素子 ６、７　　受光素子 ８　　差動増幅器 ９　　駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ディスクのヘッドとの対向面を拡散光
   にて照明する発光手段と、前記発光手段から前記ディス
   クの対向面に照射され、前記対向面にて反射された拡散
   光を受光し、その受光量に応じた出力を生成する２つの
   受光手段と、前記各受光手段の出力のレベル差を検出す
   る検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記ヘッド
   を前記ディスクと垂直な方向に駆動する駆動手段とを備
   え、前記発光手段と受光手段は前記ディスクの記録トラ
   ック方向に沿って配列されていることを特徴とするヘッ
   ド位置制御装置。
2. 【請求項２】　　２つの前記受光手段を前記ディスクの
   径方向に対して傾斜して配列したことを特徴とする請求
   項１に記載のヘッド位置制御装置。