JPH09213034A

JPH09213034A - サーボ情報書き込み装置及び書き込み方法

Info

Publication number: JPH09213034A
Application number: JP2232696A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamamoto; 幸生山本; Takashi Yoshida; 吉田　　隆; Akio Takatsuka; 章郎高塚; Marutomo Gotou; 丸朋後藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】２段アクチュエータやコンタクト記録等の高
記録密度化技術に対応し、かつ高品質なサーボ情報の書
き込みを可能とする。【解決手段】光ヘッド１２を有する光ヘッド位置決め
装置１４と、ヘッド変位センサ１６を有するヘッド変位
センサ位置決め装置１７とを設ける。光ヘッド１２から
はキャリッジ４上の円筒ミラー１３に向けて光が照射さ
れ、そのときの反射光の角度変化に基づいてキャリッジ
変位検出回路１５はキャリッジ変位Ｘdcを出力する。一
方、所定位置に位置決めされたヘッド変位センサ１６
は、スライダ２上のヘッドとの変位を検出し、その検出
結果に基づいてヘッド変位検出回路１８はヘッド変位Ｘ
dhを出力する。そしてＶＣＭ制御回路６は、キャリッジ
変位Ｘdc及びヘッド変位Ｘdhが所定の目標値となるよう
ＶＣＭ５を駆動制御し、ヘッドの位置決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気ディス
ク装置におけるヘッドのトラック位置決め用のサーボ情
報書き込み装置及び書き込み方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置のサーボ情報は、ヘッ
ドを目的のトラックに位置決めするために使用される。
一般にサーボ情報は、サーボライタのヘッドを用いて外
部から書き込むか、あるいは磁気ディスク装置自体のヘ
ッドを用いて書き込まれる。近年、記録密度の高密度化
に伴い、サーボ情報専用のディスク面を持つサーボ面サ
ーボよりも、データ面の一部にサーボ情報を書き込むデ
ータ面サーボが主流となっている。

【０００３】従来のサーボ情報書き込み装置では、外部
のセンサ等でキャリッジの変位を検出してヘッドを位置
決めし、サーボ情報の書き込みを行っている。例えば、
測定点にレーザ光を反射させるためのミラーを設置し、
高分解能なレーザ測長計によってキャリッジの一点の位
置を検出し、目標位置と一致させるようにアクチュエー
タを駆動することにより、ヘッドの位置決めを行ってい
る。

【０００４】また、ディスク径が２.５インチ以下の小
形ディスク等では、レーザ光を反射させるためのミラー
を設置するスペースが確保できないため、外部アクチュ
エータによってキャリッジを位置決めする外部駆動方式
を採用している。これは、外部に磁気ディスク装置自体
のアクチュエータとは別のアクチュエータとレーザ測長
計を備え、この外部アクチュエータと磁気ディスク装置
自体のアクチュエータを機械的に連結し、外部アクチュ
エータをレーザ測長計で位置決めすることによってヘッ
ドを所定の位置に移動させるものである。

【０００５】ところで、従来のレーザで位置を測定する
方法では、測定点に設置するミラーによってアクチュエ
ータの機構共振周波数が低下し、さらにミラー取り付け
部で発生する機構共振が加わるため、位置決めサーボ系
のゼロクロス周波数を下げる必要があり、ヘッドの位置
決め精度を低下させていた。

【０００６】また、外部アクチュエータで位置決めする
外部駆動方式では、この外部アクチュエータの連結部に
おける機構共振特性の大幅な劣化が、ヘッド位置決め精
度を低下させる原因となっていた。

【０００７】このようなアクチュエータの機構共振特性
の劣化を発生させずにヘッドを位置決めする方法とし
て、例えば特開平５−１９８１１０号公報では、回折格
子等の位置検出用指標をヘッドまたはヘッド支持用アー
ム上に取り付け、ヘッドの移動面と直交する方向から位
置検出用指標との相対変位を検出するセンサを正確に位
置決めし、位置検出用指標とセンサの相対位置関係を一
定に保つようにしてヘッドを位置決めする方法が提案さ
れている。さらに、特開平６−３０９８２５号公報で
は、ヘッドアームとの間のギャップ量を非接触に検出す
るセンサを正確に位置決めし、このセンサとヘッドアー
ム間のギャップ量を一定に保つようにしてヘッドを位置
決めする方法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般の磁気ディスク装
置は複数枚のディスクを内蔵しており、各ディスクの記
録面それぞれに対応した複数のヘッドを備えている。各
ヘッドは、ロードアームを介して単一のキャリッジに取
り付けてあり、全てのヘッドがキャリッジと一体に移動
するものとして、従来はキャリッジの一点の変位を検出
して位置決めし、サーボ情報の書き込みを行っている。
なお、この点は上記２つの公報に示された従来例におい
ても同様である。

【０００９】ところで、近年、磁気ディスク装置の高記
録密度化の技術として、２段アクチュエータやコンタク
ト記録方式が提案されている。前者は、キャリッジとヘ
ッドとの間に、ピエゾ素子等の周波数応答性の良いアク
チュエータを組み込み、サーボ系の周波数帯域を上げて
ヘッド位置決め精度を改善し、トラック記録密度の向上
を図るものである。また後者は、従来数十ｎｍあったヘ
ッドを搭載しているスライダとディスクの間の浮上量を
なくし、ヘッドと記録層との間隔を近付けることによっ
て磁気記録特性を改善し、ビット記録密度の向上を図る
技術である。

【００１０】ところが、これらの技術を用いた場合、上
記従来例のサーボ情報書き込み方法では、サーボ情報の
書き込み精度が低下する可能性がある。前者の２段アク
チュエータ方式では、キャリッジで変位を検出してヘッ
ドを位置決めすると、２段目のアクチュエータは使えな
いので、サーボ情報書き込み時には２段アクチュエータ
の性能が十分に利用できない。２段アクチュエータで高
精度にサーボ情報を書き込むためには、２段目のアクチ
ュエータより先の部分で変位を検出してヘッドを位置決
めする必要がある。近年、マイクロマシン技術の発達に
より、２段目のアクチュエータは、よりヘッドに近いと
ころに配置される傾向にあるため、各ヘッドの変位を直
接測定して位置決めすることが望ましい。

【００１１】また、後者のコンタクト記録では、スライ
ダに摩擦力が生じるため、キャリッジで変位を検出して
位置決めした場合に、ヘッドの位置にオフセットが発生
し、サーボ情報の書き込み精度が低下する恐れがある。
この位置決めオフセットは、複数のヘッドそれぞれで異
なる可能性が高く、各ヘッドの変位を直接測定して位置
決めすることが必要になる。

【００１２】なお、上記の特開平５−１９８１１０号公
報では、変位検出用指標をヘッド上に取り付けることに
よってヘッド自身の変位が可能な構成になっている。し
かし、変位検出方向がヘッドの移動面に対して直交方向
であるため、ヘッドが複数ある場合には、最上部もしく
は最下部のヘッドの変位検出は可能であるが、その他の
ヘッドの変位の検出は困難であり、上記問題点への対応
は難しい。

【００１３】本発明の目的は、２段アクチュエータやコ
ンタクト記録等の高記録密度化技術に対応し、かつ高品
質なサーボ情報を書き込むことが可能なサーボ情報書き
込み装置及び書き込み方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用い
て前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書
き込み装置において、前記ヘッドの移動面内で移動自在
であり、ヘッドとの変位をヘッドに非接触で検出するヘ
ッド変位検出手段と、前記ヘッド変位検出手段を移動さ
せて前記記録媒体に対するヘッド変位検出手段の相対位
置を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記ヘッ
ド変位検出手段を所定位置に位置決めしたとき、前記ヘ
ッド変位検出手段からの検出結果が所定の目標値となる
よう前記キャリッジ駆動部を駆動制御して前記ヘッドの
位置決めを行う制御手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【００１５】上記の構成によれば、ヘッド変位検出手段
は、位置決め手段によって駆動されヘッドの移動面内を
移動し、記録媒体に対して所定の相対位置に正確に位置
決めされる。位置決めされたヘッド変位検出手段はヘッ
ドとの変位を非接触で検出し、その検出結果を制御手段
に送る。そして制御手段は、ヘッド変位検出手段からの
検出結果を取り込んで、その検出結果が所定の目標値と
なるようキャリッジ駆動部を駆動して、ヘッドの位置決
めを行う。これによって、ヘッドの正確な位置決めが可
能となる。

【００１６】また本発明は、上記構成のサーボ情報書き
込み装置において、キャリッジの記録媒体に対する変位
を検出するキャリッジ変位検出手段と、ヘッドの移動面
内で移動自在であり、ヘッドとの変位をヘッドに非接触
で検出するヘッド変位検出手段と、ヘッド変位検出手段
を移動させて記録媒体に対する前記ヘッド変位検出手段
の相対位置を所定位置に位置決めする位置決め手段と、
前記ヘッド変位検出手段を所定位置に位置決めしたと
き、前記キャリッジ変位検出手段及び前記ヘッド変位検
出手段からの検出結果が所定の目標値となるようキャリ
ッジ駆動部を駆動制御してヘッドの位置決めを行う制御
手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１７】上記の構成によれば、キャリッジ変位検出
手段によって検出されたキャリッジの変位と、ヘッド変
位検出手段によって検出されたヘッドの変位とから、キ
ャリッジ駆動部を駆動してヘッドが位置決めされる。そ
のため、外乱による影響が押さえられ、広範囲にヘッド
を安定して位置決めすることができる。

【００１８】さらに、本発明は、上記構成のサーボ情報
書き込み装置において、ヘッドの位置を微調整するヘッ
ド微動手段と、キャリッジの記録媒体に対する変位を検
出するキャリッジ変位検出手段と、ヘッドの移動面内で
移動自在であり、ヘッドとの変位をヘッドに非接触で検
出するヘッド変位検出手段と、前記ヘッド変位検出手段
を移動させて記録媒体に対するヘッド変位検出手段の相
対位置を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記
ヘッド変位検出手段を所定位置に位置決めしたとき、前
記キャリッジ変位検出手段からの検出結果が所定の目標
値となるようキャリッジ駆動部を駆動制御してキャリッ
ジの位置決めを行うキャリッジ制御手段と、前記キャリ
ッジ制御手段によってヘッドの位置決めを行った後に、
前記ヘッド変位検出手段からの検出結果が所定の目標値
となるよう前記ヘッド微動手段を駆動制御してヘッドの
位置決めを行うヘッド微動制御手段と、を備えたことを
特徴としている。

【００１９】上記のように構成すれば、キャリッジ制御
手段は、キャリッジ変位検出手段によって検出されたキ
ャリッジの変位に基づいてキャリッジ駆動部を駆動しキ
ャリッジの粗い位置決めを行う。そして、その後にヘッ
ド微動制御手段は、ヘッド変位検出手段によって検出さ
れたヘッドの変位に基づいてヘッド微動手段を駆動しヘ
ッドを精密に位置決めする。このため、広い範囲に安定
してヘッドを高精度に位置決めすることができる。

【００２０】なお、前記記録媒体が複数ある場合、前記
ヘッド変位検出手段は、記録媒体毎に設けられたヘッド
に対して各々別個に、ヘッドとの変位を検出できる構成
にすると好都合である。このような構成にすると、複数
のヘッド変位検出手段からの出力によって、複数のヘッ
ドをそれぞれ別個に駆動することが可能となり、複数の
ヘッドを同時もしくは短いサイクルで正確に位置決めで
きる。また、ディスク状の記録媒体と、該記録媒体との
間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持す
るキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッドを
前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部とを
備えた磁気ディスク装置において、前記いずれかのサー
ボ情報書き込み装置によってサーボ情報を書き込まれた
ことを特徴としている。

【００２１】次に、本発明は、ディスク状の記録媒体
と、該記録媒体との間で情報のやり取りを行うヘッド
と、該ヘッドを支持するキャリッジと、該キャリッジを
駆動して前記ヘッドを前記記録媒体に沿って移動させる
キャリッジ駆動部とを備えた磁気ディスク装置に対し
て、前記ヘッドを用いて前記記録媒体上にサーボ情報を
書き込むサーボ情報書き込み方法において、前記ヘッド
との変位をヘッドに非接触で検出するヘッド変位センサ
をヘッド移動面内で移動させて、前記記録媒体に対する
前記ヘッド変位センサの相対位置を所定位置に位置決め
し、次に、前記ヘッド変位センサからの検出結果が所定
の目標値となるよう前記キャリッジ駆動部を駆動制御し
て、前記ヘッドの位置決めを行うことである。

【００２２】上記のサーボ情報書き込み方法において、
キャリッジの記録媒体に対する変位をキャリッジ変位セ
ンサで検出するとともに、ヘッドとの変位をヘッドに非
接触で検出するヘッド変位センサをヘッド移動面内で移
動させて、記録媒体に対する前記ヘッド変位センサの相
対位置を所定位置に位置決めし、次に、前記キャリッジ
変位センサ及び前記ヘッド変位センサからの検出結果が
所定の目標値となるようキャリッジ駆動部を駆動制御し
て、ヘッドの位置決めを行うことも可能である。

【００２３】また、ディスク状の記録媒体と、該記録媒
体との間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを
支持するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘ
ッドを前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動
部と、前記ヘッドの位置を微調整するヘッド微動部とを
備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用いて
前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書き
込み方法において、キャリッジの記録媒体に対する変位
をキャリッジ変位センサで検出するとともに、ヘッドと
の変位をヘッドに非接触で検出するヘッド変位センサを
ヘッド移動面内で移動させて、記録媒体に対する前記ヘ
ッド変位センサの相対位置を所定位置に位置決めし、次
に、前記キャリッジ変位センサからの検出結果が所定の
目標値となるようキャリッジ駆動部を駆動制御してキャ
リッジを位置決めし、さらに、前記ヘッド変位センサか
らの検出結果が所定の目標値となるようヘッド微動部を
駆動制御して、ヘッドの位置決めを行うことも可能であ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明のサーボ情報書き込み装置
の一例であるサーボトラックライタの概略構成を示して
いる。図１において、１はサーボ情報が書き込まれるデ
ィスク、２はディスク１にサーボ情報を書き込むための
ヘッド（図示せず）を搭載したスライダ、３はスライダ
２をディスク１に押し付けるロードアーム、４はロード
アーム３を介してスライダ２を支持し、ディスク１の任
意の位置にスライダ２を位置付けするキャリッジ、５は
キャリッジ４を駆動するＶＣＭ（ボイスコイルモー
タ）、６はＶＣＭ５の駆動電流Ｉを制御するＶＣＭ制御
回路、７はスライダ２上のヘッドを用いてディスク１に
サーボ情報を書き込むサーボ情報書き込み回路、８は複
数枚のディスク１を積層して保持するスピンドル、９は
スピンドル８を回転させるスピンドルモータ、１０はス
ピンドルモータ９を一定速度で回転駆動させるスピンド
ルモータ駆動回路、１１は全体の動作を制御するＭＰＵ
（マイクロプロセッサ）である。

【００２５】また、１２はキャリッジ４上に取り付けら
れた円筒ミラー１３にビームを入射し、円筒ミラー１３
からの反射光を受光する光ヘッド、１３はキャリッジ４
の変位を検出するための指標となる円筒ミラー、１４は
光ヘッド１２を移動させて正確に位置決めする光ヘッド
位置決め装置、１５は光ヘッド１２の出力からキャリッ
ジ変位Ｘdcを検出するキャリッジ変位検出回路、１６は
ヘッドの変位を検出するためのヘッド変位センサ、１７
はヘッド変位センサ１６を移動させて正確に位置決めす
るヘッド変位センサ位置決め装置、１８はヘッド変位セ
ンサ１６の出力からヘッド変位Ｘdhを検出するヘッド変
位検出回路、１９はサーボ情報を書き込むときの基準と
なるクロックを発生するクロックヘッドである。

【００２６】ここで、ヘッド変位センサ１６はヘッド変
位検出手段を、ヘッド変位センサ位置決め装置１７は位
置決め手段を、ＶＣＭ制御回路６は制御手段を、光ヘッ
ド１２とキャリッジ変位検出回路１５はキャリッジ変位
検出手段をそれぞれ構成している。

【００２７】ディスク１は複数枚設けられており、その
複数枚のディスク１はスピンドル８に積層保持されて、
スピンドルモータ９によって回転駆動される。スピンド
ルモータ９はスピンドルモータ駆動回路１０によって制
御され、その回転数は一定に保たれている。ロードアー
ム３を介してキャリッジ４に支持されたスライダ２は、
ＶＣＭ５によってキャリッジ４が駆動されることによ
り、ディスク１上を移動する。

【００２８】光ヘッド位置決め装置１４及びヘッド変位
センサ位置決め装置１７は、レーザ測長計等を用いて高
精度な位置決めが可能であり、光ヘッド１２及びヘッド
変位センサ１６を、キャリッジ４と同一回転軸で移動さ
せ、所定位置に正確に位置決めする。

【００２９】前述したようにキャリッジ４上には円筒ミ
ラー１３が取り付けられており、光ヘッド１２によって
この円筒ミラー１３の位置を検出する。キャリッジ変位
検出回路１５では、光ヘッド１２の出力から、光ヘッド
１２とキャリッジ４の相対変位Ｘdcを出力する。また、
ヘッド変位センサ１６は、ヘッド変位センサ１６とスラ
イダ２の間隔を検出し、ヘッド変位検出回路１８でヘッ
ド変位Ｘdhに変換する。ＶＣＭ制御回路６は、キャリッ
ジ変位Ｘdcもしくはヘッド変位Ｘdhの値に応じてＶＣＭ
５の駆動電流Ｉを制御してキャリッジ４を駆動し、スラ
イダ２上のヘッドを位置決めする。

【００３０】クロックヘッド１９は、ディスク１の記録
領域外に、最初に一定周波数のクロック信号を１回転分
書き込み、サーボ情報を書き込むときにそのクロック信
号を再生する。サーボ情報書き込み回路７は、スライダ
２が目標位置に位置決めされた状態で、スライダ２上の
ヘッドを用いて、クロックヘッド１９で再生されたクロ
ック信号に同期してディスク１にサーボ情報を書き込
む。ＭＰＵ１１は、サーボトラックライタ全体の制御を
行う。

【００３１】サーボ情報書き込みの手順を図２に示す。
図２において、Ｓ１〜Ｓ１３はステップ番号を表してい
る。まず最初に、サーボトラックライタにＨＤＡを設置
する（Ｓ１）。次に、スピンドルモータ駆動回路１０に
指令を送ってスピンドルモータ９を起動させ、回転数が
安定するのを待ち（Ｓ２）、クロックヘッド１９でクロ
ック信号を１回転分書き込む（Ｓ３）。その後、キャリ
ッジ４を最外周のストッパに押し付けて固定し（Ｓ
４）、光ヘッド１２をキャリッジ４に取り付けた円筒ミ
ラー１３上に移動させる（Ｓ５）。その状態でキャリッ
ジ変位Ｘdcによってキャリッジ４のサーボ引き込みを行
い、キャリッジ４を光ヘッド１２に追従した状態にし
（Ｓ６）、ヘッド変位センサ１６を変位検出可能領域に
移動させる（Ｓ７）。キャリッジ変位Ｘdcによってキャ
リッジ４が位置決めされている状態で、ヘッド変位セン
サ１６を次のサーボ書き込み位置に対応した位置にあら
かじめ移動させる（Ｓ８）。次に、追従が外れないよう
な速度及び加速度で光ヘッド１２を次のサーボ情報書き
込み位置に移動させ（Ｓ９）、キャリッジ４を位置決め
する。光ヘッド１２及びキャリッジ４が整定状態になっ
たら、ヘッド変位出力Ｘdhによるキャリッジ位置決めサ
ーボに切り替えてスライダ２に搭載されたヘッドを位置
決めし（Ｓ１０）、サーボ情報書き込み回路７に指令を
送って、クロックヘッド１９で再生されるクロック信号
に同期して、ディスク１にサーボ情報を書き込む（Ｓ１
１）。１トラック分のサーボ情報の書き込みが終了した
ら、キャリッジ変位Ｘdcによるキャリッジ位置決めサー
ボに切り替え（Ｓ１２）、次のサーボ情報書き込み位置
にヘッド変位センサ１６及び光ヘッド１２を移動させ
る。このようにして、スライダ２の位置決めとサーボ情
報の書き込みを繰り返し、全てのトラックにサーボ情報
を書き込んだら、スピンドルモータ９を停止し（Ｓ１
３）、サーボ情報の書き込みを終了する。

【００３２】なお、円筒ミラー１３は接着等によって取
り付けたままにしてもよいし、着脱機構を設け、サーボ
情報を書き込むときだけ取り付けるようにすることも可
能である。円筒ミラー１３を着脱する場合には、サーボ
トラックライタにＨＤＡを設置する前に取り付け、サー
ボ情報書き込み終了後し、サーボトラックライタからＨ
ＤＡを取り出した後に取り外すようにする。

【００３３】図１のような構成において、光ヘッド１２
及びヘッド変位センサ１６を正確に位置決めし、キャリ
ッジ４を駆動してスライダ２に搭載されたヘッドを光ヘ
ッド１２もしくはヘッド変位センサ１６に追従させるよ
うに位置決めをすることにより、２段アクチュエータや
コンタクト記録技術等を採用した磁気ディスク装置にお
いても、高品質なサーボ情報の書き込みが可能になる。
以下、具体的に説明を行う。

【００３４】光ヘッド１２は円筒ミラー１３に向けてレ
ーザ光を放射し、反射光を受光して光梃子変位検出方式
によって円筒ミラー１３と光ヘッド１２の相対変位を検
出する。変位検出の原理を図３に示す。円筒ミラー１３
の水平方向の移動Ｐtによって、垂直方向から入射する
レーザ光の反射角度が変化し、センサ位置における反射
光の変位Ｐbが生じる。円筒ミラー１３には、例えば、
表面が平滑な円筒や円柱の表面にミラー加工を行ったも
のを用いる。円筒ミラー１３の半径をｒ、レーザ光の反
射面とセンサまでの距離（梃子長さ）をＬとすると、円
筒ミラー１３の変位Ｐtが微少な範囲では、以下の関係
が成り立つ。Ｐb ≒ （２・Ｌ／ｒ）・Ｐｔつまり、円筒ミラー１３の半径ｒと梃子長さＬの値の選
び方によって、円筒ミラー１３の変位を増幅して検出で
きる。例えばｒ＝１ｍｍ、Ｌ＝５０ｍｍの場合、変位は
約１００倍に拡大されるので、センサの変位分解能が
０．１μｍであれば円筒ミラー１３の変位検出分解能は
１ｎｍとなり、高精度な変位検出が可能になる。本変位
検出方式では、一般的な光ディスクの変位検出方式のよ
うにレーザ光を絞り込む必要はないので、焦点距離の長
いレンズを使用でき、光ヘッド１２と円筒ミラー１３の
間隔（ワークディスタンス）を長くできるので、操作性
が向上する。

【００３５】このような光梃子変位検出方式は、例え
ば、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）で用いられてい
る。ＳＴＭでは、ターゲットとして半球状のミラーを用
いて、２次元の変位検出を行っている。本実施の形態で
は、１次元の変位の検出ができればよく、ターゲットの
半径方向の取り付け位置誤差を許容する目的からも、円
筒ミラー１３を用いている。円筒ミラーをガラスで構成
した場合には、ｒ＝１ｍｍとすれば、その質量は取り付
けるための接着剤等を含めても０.０５ｇ以下になり、
アクチュエータの機構共振特性をほとんど劣化させな
い。

【００３６】図４は、光ヘッドの光学系の一例を示して
いる。レーザダイオード（ＬＤ）２０から放射されるレ
ーザ光は対物レンズ２１によって集光されて、円筒ミラ
ー１３に入射される。レーザ光の反射光は、ビームスプ
リッタ２２によって分光されて、位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）２３に入射される。ＰＳＤ２３は、ビームの強度や
径に関わらずビームの中心位置を検出することが可能な
センサであり、常に検出感度が一定なキャリッジ変位出
力Ｘdcを得ることができる。

【００３７】図５は、ヘッド変位センサの構成の一例を
示している。ヘッド変位センサ１６の先端には針状電極
２４が設けられており、この針状電極２４とスライダ２
との間に流れるトンネル電流によって、スライダ２と針
状電極２４との間隔を検出する。スライダ２の針状電極
２４に対する面は、導電性部材で構成しておく。一般
に、ヘッドはスライダ２に固定されて一体に移動する構
造となっており、ヘッド変位検出回路１８においてスラ
イダ２と針状電極２４との間隔をヘッド変位センサ１６
に対するヘッド変位Ｘdhに変換する。

【００３８】このヘッド変位Ｘdhと、光ヘッド１２によ
って検出されるキャリッジ変位Ｘdcとを切り替えてＶＣ
Ｍ制御回路６に入力し、ＶＣＭコイル２５の電流Ｉを制
御してキャリッジ４を駆動して、スライダ２に搭載され
たヘッドを位置決めする。ヘッド変位Ｘdhによってスラ
イダ２に搭載されたヘッドを位置決めすれば、コンタク
ト記録時の摩擦力によるオフセット等が発生する場合に
も、高精度なヘッド位置決めが可能になる。磁気ディス
ク装置が複数本のスライダ２を備える場合には、複数の
スライダ２に搭載されたヘッドそれぞれに対応した複数
のヘッド変位センサを用意し、キャリッジ位置決めサー
ボを各ヘッド変位センサ１６の出力によるものに順番に
切り替えて、各スライダ２に搭載されたヘッドごとに位
置決めしてサーボ情報を書き込む。

【００３９】ところで、トンネル電流を利用してヘッド
変位Ｘdhを高精度に検出するためには、針状電極２４と
スライダ２の間隔を狭くする必要があり、外部から振動
が加わった場合や次のサーボ情報を書き込むトラックへ
移動する時に、針状電極２４とスライダ２が接触して破
損する恐れがある。そこで、外部から過大な振動が加わ
った場合には、キャリッジ変位Ｘdcによるキャリッジ位
置決めサーボに切り替え、ヘッド変位センサ１６は、磁
気ディスク装置の外部に緊急退避させる。また、次のサ
ーボ情報を書き込むトラックへスライダ２に搭載された
ヘッドを移動させるときには、まずキャリッジ変位Ｘdc
によるキャリッジ位置決めサーボに切り替え、ヘッド変
位センサ１６を次のトラックに先に移動させておき、後
からスライダ２を移動させるようにする。こようにし
て、キャリッジ位置決めサーボをヘッド変位Ｘdhによる
ものとキャリッジ変位Ｘdによるものに切り替えること
により、針状電極２４及びスライダ２の破損を防ぐこと
ができる。

【００４０】また、スライダ２は、ディスク１のうねり
等によって１０μｍ程度上下方向に動くが、スライダ２
自体の厚みは０.４ｍｍ程度あるので、針状電極が十分
に小さければ特に問題はない。ただし、スライダ２の上
下動がヘッド変位検出に影響する場合には、このような
動きに追従する機構が必要になる。例えば、ヘッド変位
センサ１６にもロードアームと針状電極２４を付けたス
ライダを設け、針状電極を付けたスライダをディスク１
上に浮上させることにより、スライダ２の上下動に追従
可能となる。

【００４１】図６は、２段アクチュエータにおける本発
明の他の実施の形態を示す図である。キャリッジ４の先
端に例えばピエゾ素子等からなる微動機構２６が組み込
まれており、ヘッド変位センサ１６で検出されるヘッド
変位Ｘdhに基づいて微動機構制御回路２７が微動機構２
６を駆動して、スライダ２に搭載されたヘッドを位置決
めする。ピエゾ素子は周波数応答性が良く、スライダ２
に搭載されたヘッドの高精度な位置決めが可能である。
キャリッジ位置決め制御は、光ヘッド１２で検出される
キャリッジ変位Ｘdcによって行う。微動機構２６はスラ
イダ２ごとに設けられており、すべてのスライダ２に搭
載されたヘッドを同時に位置決めし、一度にサーボ情報
を書き込むことができる。本実施の形態では、微動機構
２６をキャリッジ４に組み込んでいる場合について記述
しているが、これはロードアーム３等の他の場所に組み
込まれたものであっても、スライダ２にヘッドが固定さ
れて一体に移動する構造になっていれば効果は変わらな
い。また、微動機構２６は、ピエゾ素子だけでなく、周
波数応答性の良い他の圧電素子等を用いたものでもよ
い。

【００４２】図７は、２段アクチュエータのヘッド変位
検出機構の他の例を示している。本例では、スライダ２
とヘッド搭載部２８の間に微動機構２６が構成されてお
り、上記実施の形態のようにスライダ２の変位からヘッ
ド２８の変位を検出することはできない。ヘッド変位Ｘ
dhは、ヘッド搭載部２８の変位から検出する必要があ
る。そのような場合には、このヘッド搭載部２８の変位
をヘッド変位センサ１６で検出し、ヘッド変位検出回路
１８においてヘッド変位Ｘdhに変換して、微動機構駆動
回路２７によって微動機構２６を駆動してヘッドを位置
決めする。ヘッド搭載部２８は、外部からの変位検出が
容易になるように、スライダ２や微動機構２６から飛び
出した部分を持つ構造であることが望ましい。

【００４３】ここで、微動機構２６はヘッド微動手段
を、微動機構駆動回路２７はヘッド微動制御手段をそれ
ぞれ構成している。また本実施の形態の場合は、図１に
示したＶＣＭ制御回路６がキャリッジ制御手段に相当し
ている。

【００４４】なお、ヘッドの変位を検出する方式は、非
接触で高精度に変位を検出する方式であればよく、上記
実施の形態に示したトンネル電流で検出する方式には限
定されない。例えば、原子間力によって検出する方式
や、静電容量の変化を検出する方式、レーザの干渉によ
る変位検出方式等を用いてもよい。

【００４５】また、上記実施の形態では、キャリッジ変
位検出方法として光ヘッド１２と円筒ミラー１３を用い
た光梃子方式を採用しているが、これは、キャリッジ４
にコーナキューブを取り付けてレーザ測長器で変位を検
出する等の他の変位検出手段を用いてもよいし、外部ア
クチュエータとキャリッジ４を連結して外部アクチュエ
ータで位置決めするようにしてもかまわない。

【００４６】さらに、上記実施の形態では、ヘッド変位
センサ１６をスライダ２ごとに設けているがこれは、ヘ
ッド変位センサ１６を異なる複数のスライダ２の位置に
移動させる機構を設けることにより、センサ数を減らす
ことができる。

【００４７】また、上記実施の形態においては、光ヘッ
ド１２及びヘッド変位センサ１６を移動させてディスク
１との相対位置を変化させているが、これは、逆にディ
スク１側を動かすようにしてもよい。

【００４８】本発明の実施の形態によれば、光ヘッド１
２と円筒ミラー１３を用いた光梃子方式によりキャリッ
ジ４の変位を検出しているので、アクチュエータの機構
共振特性をほとんど劣化させず、高精度なキャリッジの
位置決めが可能である。また、キャリッジ位置決めサー
ボをヘッド変位Ｘdhによるものとキャリッジ変位Ｘｄに
よるものに切り替えることにより、針状電極２４及びス
ライダ２の破損を防ぐことができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスク状の記録媒体に対して正確に位置決めされたヘ
ッド変位検出手段によって、ヘッドの変位が非接触で検
出され、その検出結果に基づいてキャリッジ駆動部を駆
動してヘッドの位置が調節されるので、ヘッドの正確な
位置決めが可能となる。

【００５０】また、キャリッジ変位検出手段によって検
出されたキャリッジの変位と、ヘッド変位検出手段によ
って検出されたヘッドの変位とから、キャリッジ駆動部
を駆動してヘッドの位置が調節されるので、外乱による
影響が押さえられ、広範囲にヘッドを安定して正確に位
置決めすることができる。

【００５１】さらに、キャリッジ変位検出手段で検出さ
れたキャリッジの変位に基づいてキャリッジ駆動部が駆
動され、キャリッジの位置がおおまかに位置決めされる
ので、その後に、ヘッド変位検出手段で検出されたヘッ
ドの変位によってヘッド微動部を駆動することにより、
ヘッドの位置を精密に位置決めできる。その結果、広い
範囲で安定してヘッドの高精度な位置決めが可能とな
る。

【００５２】また、記録媒体が複数あっても、記録媒体
毎に設けられたヘッドに対して各々別個に、ヘッドとの
変位を検出できるようヘッド変位検出手段を構成してお
けば、それぞれのヘッドに対しても正確な位置決めが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーボ情報書き込み装置の構成の一例
を示す図である。

【図２】サーボ情報書き込みの手順を示した流れ図であ
る。

【図３】光梃子変位検出方式の原理を示した図である。

【図４】光ヘッドの光学系の構成の一例を示した図であ
る。

【図５】ヘッド位置決め機構の構成の一例を示した図で
ある。

【図６】２段アクチュエータのヘッド位置決め機構の構
成の一例を示した図である。

【図７】２段アクチュエータのヘッド変位検出機構の他
の例を示す図である。

【符号の説明】

１ディスク２スライダ４キャリッジ５ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）６ＶＣＭ制御回路１２光ヘッド１３円筒ミラー１４光ヘッド位置決め装置１５キャリッジ変位検出回路１６ヘッド変位センサ１７ヘッド変位センサ位置決め装置１８ヘッド変位検出回路２４針状電極２６微動機構２７微動機構制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤丸朋神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用い
て前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書
き込み装置において、前記ヘッドの移動面内で移動自在であり、ヘッドとの変
位をヘッドに非接触で検出するヘッド変位検出手段と、
前記ヘッド変位検出手段を移動させて前記記録媒体に対
するヘッド変位検出手段の相対位置を所定位置に位置決
めする位置決め手段と、前記ヘッド変位検出手段を所定
位置に位置決めしたとき、前記ヘッド変位検出手段から
の検出結果が所定の目標値となるよう前記キャリッジ駆
動部を駆動制御して前記ヘッドの位置決めを行う制御手
段と、を備えたことを特徴とするサーボ情報書き込み装
置。
【請求項２】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用い
て前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書
き込み装置において、前記キャリッジの前記記録媒体に対する変位を検出する
キャリッジ変位検出手段と、前記ヘッドの移動面内で移
動自在であり、ヘッドとの変位をヘッドに非接触で検出
するヘッド変位検出手段と、前記ヘッド変位検出手段を
移動させて前記記録媒体に対するヘッド変位検出手段の
相対位置を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前
記ヘッド変位検出手段を所定位置に位置決めしたとき、
前記キャリッジ変位検出手段及び前記ヘッド変位検出手
段からの検出結果が所定の目標値となるよう前記キャリ
ッジ駆動部を駆動制御して前記ヘッドの位置決めを行う
制御手段と、を備えたことを特徴とするサーボ情報書き
込み装置。
【請求項３】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用い
て前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書
き込み装置において、前記ヘッドの位置を微調整するヘッド微動手段と、前記
キャリッジの前記記録媒体に対する変位を検出するキャ
リッジ変位検出手段と、前記ヘッドの移動面内で移動自
在であり、ヘッドとの変位をヘッドに非接触で検出する
ヘッド変位検出手段と、前記ヘッド変位検出手段を移動
させて前記記録媒体に対するヘッド変位検出手段の相対
位置を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記ヘ
ッド変位検出手段を所定位置に位置決めしたとき、前記
キャリッジ変位検出手段からの検出結果が所定の目標値
となるよう前記キャリッジ駆動部を駆動制御して前記キ
ャリッジの位置決めを行うキャリッジ制御手段と、前記
キャリッジ制御手段によって前記ヘッドの位置決めを行
った後に、前記ヘッド変位検出手段からの検出結果が所
定の目標値となるよう前記ヘッド微動手段を駆動制御し
て前記ヘッドの位置決めを行うヘッド微動制御手段と、
を備えたことを特徴とするサーボ情報書き込み装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のサーボ
情報書き込み装置において、前記記録媒体が複数ある場合、前記ヘッド変位検出手段
は、記録媒体毎に設けられたヘッドに対して各々別個
に、ヘッドとの変位を検出することを特徴とするサーボ
情報書き込み装置。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載のサーボ
情報書き込み装置において、前記ヘッド変位検出手段は、前記ヘッドまたはヘッドと
一体に移動する部材に向けた針状電極を備え、前記ヘッ
ドまたは前記部材と前記針状電極との間隙に流れるトン
ネル電流の変化から、前記ヘッドとの変位を検出するこ
とを特徴とするサーボ情報書き込み装置。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載のサーボ
情報書き込み装置において、前記ヘッド変位検出手段は、前記ヘッドまたはヘッドと
一体に移動する部材に向けた針状電極を備え、前記ヘッ
ドまたは前記部材と前記針状電極との間の静電容量の変
化から、前記ヘッドとの変位を検出することを特徴とす
るサーボ情報書き込み装置。
【請求項７】請求項２又は３に記載のサーボ情報書き
込み装置において、前記キャリッジ変位検出手段は、前記キャリッジに設け
られた円筒もしくは円筒側面の一部分の形状をしたミラ
ーに光を照射するための光ヘッドを備え、前記ミラーに
向けて前記光ヘッドから光を照射したときの反射光の角
度変化に基づいて、前記記録媒体に対して前記光ヘッド
を位置決めするとともに、前記光ヘッドの出力によって
前記キャリッジの前記記録媒体に対する変位を検出する
ことを特徴とするサーボ情報書き込み装置。
【請求項８】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置において、請求項１〜７のい
ずれかに記載のサーボ情報書き込み装置によってサーボ
情報を書き込まれたことを特徴とする磁気ディスク装
置。
【請求項９】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支持
するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッド
を前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部と
を備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用い
て前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書
き込み方法において、前記ヘッドとの変位をヘッドに非接触で検出するヘッド
変位センサをヘッド移動面内で移動させて、前記記録媒
体に対する前記ヘッド変位センサの相対位置を所定位置
に位置決めし、次に、前記ヘッド変位センサからの検出
結果が所定の目標値となるよう前記キャリッジ駆動部を
駆動制御して、前記ヘッドの位置決めを行うことを特徴
とするサーボ情報書き込み方法。
【請求項１０】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体
との間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支
持するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッ
ドを前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部
とを備えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用
いて前記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報
書き込み方法において、前記キャリッジの前記記録媒体に対する変位をキャリッ
ジ変位センサで検出するとともに、前記ヘッドとの変位
をヘッドに非接触で検出するヘッド変位センサをヘッド
移動面内で移動させて、前記記録媒体に対する前記ヘッ
ド変位センサの相対位置を所定位置に位置決めし、次
に、前記キャリッジ変位センサ及び前記ヘッド変位セン
サからの検出結果が所定の目標値となるよう前記キャリ
ッジ駆動部を駆動制御して、前記ヘッドの位置決めを行
うことを特徴とするサーボ情報書き込み方法。
【請求項１１】ディスク状の記録媒体と、該記録媒体
との間で情報のやり取りを行うヘッドと、該ヘッドを支
持するキャリッジと、該キャリッジを駆動して前記ヘッ
ドを前記記録媒体に沿って移動させるキャリッジ駆動部
と、前記ヘッドの位置を微調整するヘッド微動部とを備
えた磁気ディスク装置に対して、前記ヘッドを用いて前
記記録媒体上にサーボ情報を書き込むサーボ情報書き込
み方法において、前記キャリッジの前記記録媒体に対する変位をキャリッ
ジ変位センサで検出するとともに、前記ヘッドとの変位
をヘッドに非接触で検出するヘッド変位センサをヘッド
移動面内で移動させて、前記記録媒体に対する前記ヘッ
ド変位センサの相対位置を所定位置に位置決めし、次
に、前記キャリッジ変位センサからの検出結果が所定の
目標値となるよう前記キャリッジ駆動部を駆動制御して
前記キャリッジを位置決めし、さらに、前記ヘッド変位
センサからの検出結果が所定の目標値となるよう前記ヘ
ッド微動部を駆動制御して、前記ヘッドの位置決めを行
うことを特徴とするサーボ情報書き込み方法。