JPH10134533A

JPH10134533A - サーボ情報書き込み装置

Info

Publication number: JPH10134533A
Application number: JP28791796A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamamoto; 幸生山本; Takashi Yoshida; 吉田　　隆; Yuji Ota; 裕二太田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-22

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の位置決め装置１４と、ヘッ
ド変位センサ１６の位置決め装置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Ｘdh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が所定の目標値になる
ように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
み装置に関する。

【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、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。

【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、この点は上記二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。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、従
来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、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、前記記録媒体
との間で情報のやり取りを行うヘッドと、前記ヘッドを
支持するキャリッジと、前記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、前記ヘッドと一体に移動し
て光を反射する平面もしくは湾曲した反射面と、前記ヘ
ッドの移動面内で移動自在であり、前記反射面に光を照
射して反射光の角度変化から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
所定の目標値に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、ヘッドと一体に
移動して光を反射する平面もしくは湾曲した反射面と、
ヘッドの移動面内で移動自在であり、前記反射面に光を
照射して反射光の角度変化から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になるよう
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変位と、ヘッド変位検
出手段によって検出されたヘッド変位とから、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、ヘッドと一体に移動
して光を反射する平面もしくは湾曲した反射面と、ヘッ
ドの移動面内で移動自在であり、前記反射面に光を照射
して反射光の角度変化から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
記ヘッド変位検出手段からの検出結果が所定の目標値に
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
ドを各々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。

【００２１】次に、上記発明は、上記構成のサーボ情報
書き込み装置において、ヘッド変位検出手段が、光を発
生させる光源と、前記光源から発生した光を一方向に拡
張するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダ
によって拡張された方向と直交する方向にのみ光を集光
さて、複数の記録媒体ごとに設けられたヘッドの複数の
反射面に同時に光を照射する対物レンズと、前記複数の
反射面によって反射された複数の反射光を受光して反射
光の角度変化を受光位置の変化として検出する複数の光
電変換センサと、を備えたことを特徴としている。

【００２２】上記のように構成すれば、単一の対物レン
ズによって複数の反射面に光を集光して照射し、前記反
射面によって反射された複数の反射光を複数の光電変換
センサで受光して複数のヘッド各々の変位を同時に測定
することができる。これによって、光学系の構成が簡単
になるためヘッド変位検出手段を小形化でき、かつ光学
系の調整が容易になる。

【００２３】また、上記発明は、上記構成のサーボ情報
書き込み装置において、ヘッド変位検出手段が、光を発
生させる光源と、前記光源から発生した光を一方向に拡
張するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダ
によって拡張された方向と直交する方向にのみ光を集光
さて、複数の記録媒体ごとに設けられたヘッドの複数の
反射面に光を照射する対物レンズと、前記複数の反射面
に照射する光もしくは反射される光のうちの一部を選択
して透過させるビーム選択手段と、前記反射光を前記ビ
ームエキスパンダによって拡張した方向と同一方向にの
み集光させるレンズと、前記レンズによって集光された
反射光を受光して反射光の角度変化を受光位置の変化と
して検出する光電変換センサと、を備えたことを特徴と
している。

【００２４】上記のように構成すれば、ビーム選択手段
によって変位を測定するヘッドを選択し、反射光を一方
向に集光させるレンズによって選択したヘッドに関わら
ず同一位置に集光して光電変換センサに入射することが
できる。そのため、変位を検出するヘッドを簡単に切り
替えることができ、かつ光電変換センサの数を減らすこ
とができる。

【００２５】さらに、上記発明は、上記構成のサーボ情
報書き込み装置において、ヘッド変位検出手段が、光を
発生させる光源と、前記光源から発生した光を一方向に
拡張するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパン
ダによって拡張された方向と直交する方向にのみ光を集
光さて、複数の記録媒体ごとに設けられたヘッドの複数
の反射面に同時に光を照射する対物レンズと、前記反射
面によって反射された光が入射されて再度反射させる湾
曲した反射面と、前記湾曲した反射面から反射した光を
受光してその角度変化を受光位置の変化として検出する
光電変換センサと、を備えたことを特徴としている。

【００２６】上記のように構成すれば、ヘッドからの反
射光を湾曲した反射面によって再度反射させて、光てこ
の原理によって変位を拡大して検出することができる。
このため、ヘッドの変位を高精度に検出できる。

【００２７】

【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。

【００２８】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で、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。

【００２９】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。

【００３０】ここで、ヘッド変位検出センサ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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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ＶＣＭ５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。

【００３４】クロックヘッド１９は、ディスクの記録領
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。

【００３５】サーボ情報の書き込み手順を図２に示す。
図２で、Ｓ１〜Ｓ１３はステップ番号を示している。ま
ず最初に、サーボトラックライタに磁気ディスク装置を
設置する（Ｓ１）。次に、スピンドルモータ駆動回路１
０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(Ｓ１３)、サ
ーボ情報の書き込みを終了する。

【００３６】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
トラックライタに磁気ディスク装置を設置する前に取り
付け、サーボ情報の書き込みが終了し、サーボトラック
ライタから磁気ディスク装置を取り出した後に取り外す
ようにする。

【００３７】図１のような構成で、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１
２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。

【００３８】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てこ変位検出方式
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（てこ長さ）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。

【００３９】

【数１】Ｐb≒（２・Ｌ／ｒ）・Ｐｔ …（数１）つまり、円筒ミラー１３の半径ｒとてこ長さＬの値の選
び方によって、円筒ミラー１３の変位を拡大して検出で
きる。例えばｒ＝１mm，Ｌ＝５０mmの場合、変位は約１
００倍に拡大されるので、センサの変位分解能が０.１
μｍであれば円筒ミラー１３の変位検出分解能は１ｎ
ｍ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。

【００４０】このような光てこ変位検出方式は、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１３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。

【００４１】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）３０から放射されるレー
ザ光は対物レンズ３１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３２によって分光されて、位置検出素子（ＰＳＤ）
３３に入射される。ＰＳＤ３３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Ｘ
dcを得ることができる。

【００４２】図５はヘッド変位センサの光学系の一例を
示している。光源であるＬＤ４０から放射されたレーザ
光は、コリメータレンズ４１で平行光にされ、ビームエ
キスパンダ４２によってスライダ２の移動面に直交する
方向にのみ広大される。ビームエキスパンダ４２によっ
て広大されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ４３に
よってビーム拡大方向と直交する方向にのみ絞って集光
させて、スライダ２の側面に照射される。スライダ２の
側面には反射面４４が構成されており、ヘッド変位セン
サ１６から照射されるレーザ光を反射する。反射された
レーザ光は、ビームスプリッタ４５によって分光され
て、ＰＳＤ４６に入射される。キャリッジ４はロータリ
タイプのアクチュエータであり、回転によってスライダ
２の変位が発生する構造になっているため、スライダ２
の変位によって反射光の角度が変化する。この反射光の
角度変化によって、ＰＳＤ４６上での反射光の位置が変
化するため、スライダの変位検出が可能になる。

【００４３】磁気ディスク装置は通常複数のスライダ２
を備えるているが、実施例では、ビームエキスパンダ４
２でレーザ光を拡大して、シリンドリカルレンズ４３で
一方向にのみ集光することで、同時に複数スライダにレ
ーザ光を照射する構成になっている。従って、ヘッド変
位センサ１６は、各々のスライダ２に対応した複数のＰ
ＳＤ４６が必要であるが、ＬＤ４０やシリンドリカルレ
ンズ４２は１個で構成できるため小形化が可能であり、
光学系の調整も簡単になる。なお、スライダ２の反射面
４４だけにレーザ光を照射するように、ＬＤ４０と反射
面４４との間に絞りを構成するようにしても良い。

【００４４】また、反射面４４は一般的には平面でよい
が、例えば、曲面にすることで、上述の光てこによって
変位を拡大して検出するようにすることも可能である。
また、図６に示すヘッド変位センサの光学系の第２の例
のように、ヘッド変位センサ１６に戻ってきた反射光
を、再度円筒ミラー４７によって反射させることによっ
て、変位を拡大して検出する構成にすることも可能であ
る。つまり、ＰＳＤまでの光路の途中に、円筒状のミラ
ーを入れて光を反射させることで、光てこによる変位拡
大を行い、高精度にヘッドの変位を検出ことが可能にな
る。

【００４５】図７はヘッド位置決め機構の構成の一例を
示している。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の角度変化によって生じるＰＳＤ４６上
での反射光の変位を、ヘッド変位センサ１６に対するヘ
ッド変位Ｘdhに変換する。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ＶＣＭ入力回路６に入力し、ＶＣＭコイル２０
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。

【００４６】上述のように磁気ディスク装置は通常複数
のスライダ２を備えているので、実際にはキャリッジ位
置決めサーボを各ＰＳＤ４６の出力によるものに順次切
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。また、図８に示すヘッ
ド変位センサの光学系の第３の例のように、例えば液晶
シャッタ４８のようなビーム選択手段によって反射光を
選択してＰＳＤ４６に入射するようにして、位置決めす
るスライダ２を選択するようにすることも可能である。
この場合、ＰＳＤ４６の手前に、ビームエキスパンダ４
２でレーザ光を拡大した方向と同一方向にのみ反射光を
絞って集光させるための、第２のシリンドリカルレンズ
４９を設ける。そうすることで、液晶シャッタ４８で選
択した反射光の位置に関わらず、単一のＰＳＤ４６に集
光して入射することができる。

【００４７】ところで、ヘッド変位検出センサの変位検
出範囲は狭いため、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、スライ
ダ２が変位検出範囲からはずれる可能性がある。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
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を次のトラックに対応す
る位置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Ｘ
ｄによるものに切り替えることにより、安定したヘッド
の位置決めが可能になる。

【００４８】図９は２段アクチュエータにおける本発明
の他の実施例を示す図である。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２１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Ｘ
dhに基づいて微動機構制御回路２２が微動機構２１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２１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２１
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２１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。

【００４９】図１０は２段アクチュエータのヘッド位置
決め機構のそ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２３の間に微動機構２１が構成され
ており、実施例のようにスライダ２の変位からヘッドの
変位を検出することはできない。ヘッド変位Ｘdhは、ヘ
ッド搭載部２３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２２に
よって微動機構２１を駆動してヘッドを位置決めする。
ヘッド搭載部２３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２１から飛び出した部分
を持つ構造であることが望ましい。

【００５０】ここで、微動機構２１はヘッド微動手段
を、微動機構制御回路２２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。

【００５１】ところで、サーボ情報の書き込みは、磁気
ディスク装置の機構部が筺体に組み込まれた状態で行う
ために、本発明を実施する際には、筺体の少なくともレ
ーザ光が透過する部分を開けておく必要がある。そのた
めには、例えば、筺体にレーザ光を透過させるための窓
を設けておき、サーボ情報の書き込み後にふさぐように
すればよい。また、筺体のレーザ光を透過させる部分を
含む一部を別部材にして、サーボ情報書き込み時にはず
しておくようにしてもよい。

【００５２】なお、実施例では、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を用いた光てこ
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。

【００５３】また、実施例では、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。

【００５４】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を用いた光てこ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、安定したヘッドの位
置決めが可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、ディスク状記録媒体に
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整さ
れるので、ヘッドの正確な位置決が可能となる。

【００５６】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整されるので、外乱による影
響がおさえられ、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。

【００５７】さらに、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することができる。
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。

【００５８】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。

【００５９】さらに、単一の対物レンズによって一方向
のみに光が集光されて複数の反射面に照射され、反射光
が複数の光電変換センサで受光されることによって、複
数のヘッド各々別個に変位を同時に測定することができ
る。その結果、光学系の構成が簡単になるため、ヘッド
変位検出手段が小形化でき、かつ光学系の調整が容易に
なる。

【００６０】また、ビーム選択手段によって変位を測定
するヘッドが選択され、反射光が一方向に集光させるレ
ンズによって同一位置の光電変換センサに入射されるた
め、変位を検出するヘッドを簡単に切り替えることがで
き、かつ光電変換センサの数を減らすことが可能とな
る。

【００６１】さらに、ヘッドからの反射光が湾曲した反
射面によって再度反射され、光てこの原理によって変位
を拡大されて検出されるため、ヘッドの変位を高精度に
検出できる。

【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
を示すブロック図。

【図２】サーボ情報書き込みの手順の例を示したフロー
チャート。

【図３】光てこ変位検出方式の原理を示した説明図。

【図４】光ヘッドの光学系の構成の一例を示す説明図。

【図５】ヘッド変位センサの光学系の一例を示した説明
図。

【図６】ヘッド変位センサの光学系の第２の例を示した
説明図。

【図７】ヘッド位置決め機構の構成の一例を示したブロ
ック図。

【図８】ヘッド変位センサの光学系の第３の例を示した
説明図。

【図９】２段アクチュエータのヘッド位置決め機構の構
成の一例を示したブロック図。

【図１０】２段アクチュエータのヘッド位置決め機構の
他の例を示したブロック図。

【符号の説明】

１…ディスク、２…スライダ、４…キャリッジ、５…Ｖ
ＣＭ、６…ＶＣＭ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田裕二東京都渋谷区東三丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク状の記録媒体と、前記記録媒体と
の間で情報のやり取りを行うヘッドと、前記ヘッドを支
持するキャリッジと、前記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、前記ヘッドと一体に移動して光を反射する平面もしくは
湾曲した反射面と、前記ヘッドの移動面内で移動自在で
あり、前記反射面に光を照射して反射光の角度変化から
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になるよう前記
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。