JPH1079180A

JPH1079180A - 情報記録装置

Info

Publication number: JPH1079180A
Application number: JP8248802A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishizuka; 公石塚; Hiroyuki Hagiwara; 裕之萩原; Naoki Kawamata; 直樹川又; Hidejiro Kadowaki; 秀次郎門脇; Jun Ashiba; 純足羽
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-24
Also published as: US5930066A

Abstract

(57)【要約】【目的】高精度に位置決めを行って高密度サーボトラ
ック信号の書き込みを安定かつ容易に行う。【構成】可干渉性光源４５からの発散光は、コリメー
タレンズ４６を通ってビームスプリッタ４７で透過光と
反射光に分割され、反射光は光プリーブ３５の内部を通
って、回折格子５０及び光学プリーブ３５の出射端の切
り口のテーパ面により屈折され、スライダ３３の側面に
照射される。そして、この反射光は光路を戻り、ビーム
スプリッタ４７を透過して固定ミラー４８に反射されて
きた光束と合成されて干渉光となり受光素子４９に受光
される。この干渉信号を用いて非接触でスライダ３３の
位置を高分解能に測定し、間欠的に高精度位置決めを繰
り返して、停止する度にサーボトラック信号をハードデ
ィスク上に高密度に書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータに使
用されるハードディスクドライブ等の情報記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のハードディスクドライブ
１の平面図を示し、ハードディスクＤはその表面に磁気
記録媒体が蒸着され、スピンドル２を中心に常時高速で
回転している。ハードディスクＤの表面に近接して略直
方体のスライダ３に組み込まれた図示しない磁気ヘッド
が配置されており、スライダ３はハードディスクＤの外
側に回転中心４を有する磁気ヘッド用アーム５の先端に
取り付けられ、磁気ヘッド用アーム５の根元部にはボイ
スコイル６が固定されている。

【０００３】この構成において、磁気ヘッドはハードデ
ィスクＤ上を略半径方向に相対移動し、回転するハード
ディスクＤと円弧移動する磁気ヘッドによって、円板状
のハードディスクＤの表面上の任意の位置のトラックに
磁気情報を書き込んだり、任意の位置のトラックから磁
気情報を読み取ったりすることができる。

【０００４】ハードディスクＤはその回転中心４に対し
て同心円となる半径の異なる複数の円状トラックに分割
され、更にそれぞれのトラックも複数個の円弧に分割さ
れ、最終的に分割された複数個の円弧状領域に対して周
方向に沿って時系列で記録再生されることにより、ハー
ドディスクＤへの磁気記録が行われる。

【０００５】近年、ハードディスクＤの記録容量アップ
や記録情報の高密度化が要望されており、このためには
同心円状に分割されたハードディスクＤのトラック幅を
狭くして、半径方向への記録密度を向上させることが必
要となっている。この半径方向への記録密度は１インチ
長当りのトラック密度Ｔ／Ｉ（トラック／インチ）で表
現され、現在は８０００Ｔ／Ｉ程度で、これはトラック
間隔が約３．１２５μｍであることを意味している。

【０００６】このような微細なトラックピッチを割り出
すためには、磁気ヘッドであるスライダ３をハードディ
スクＤの半径方向に、トラック幅の１／５０程度の分解
能である０．０６μｍで位置決めをして、予めサーボト
ラック信号を書き込んでおく必要があり、このためには
短時間に高分解能な位置決めをしながら順次にサーボト
ラック信号を書き込まなければならない。

【０００７】図１１はプッシュロッド７を用いてサーボ
トラック信号を書き込むハードディスクドライブ１の斜
視図を示し、磁気ヘッド用アーム５の側面にプッシュロ
ッド７の円筒面が接触しており、プッシュロッド７は回
転中心４と同軸の回転軸８を有するアーム９に取り付け
られている。そして、この回転軸８にはロータリエンコ
ーダ１０と駆動モータ１１から成るロータリポジショナ
等が固定されており、ロータリエンコーダ１０の出力は
信号演算処理部１２、モータドライバ１３、駆動モータ
１１に順次に接続されている。

【０００８】磁気ヘッド用アーム５を横方向からプッシ
ュロッド７の円筒面に押し当てて、プッシュロッド７を
順次に微小送りをしながら位置決めを行って、順次にサ
ーボトラック信号を書き込む。プッシュロッド７はロー
タリポジショナによって高分解能高精度の０．０１μｍ
程度以下で位置決め及び微小送りを行うことができる。

【０００９】これに対し、最近より高密度な記録に対応
させるために、非接触で微小送りを行うシステムも考え
られている。図１２は非接触干渉測長式ハードディスク
ドライブの斜視図を示し、磁気ヘッド用アーム５上にコ
ーナキューブのようなレトロリフレクタ１４を載置し、
このレトロリフレクタ１４に照射される光束L1の光軸上
には、ビームスプリクタ１５、レーザー光源１６が配列
され、ビームスプリッタ１５の反射方向の一方の側には
光束L2を反射する固定ミラー１７が配置され、他方側に
は光束L2を受光する受光素子１８が配置されている。そ
して、受光素子１８の出力は信号演算部１９、ボイスコ
イルモータドライバ２０を介してボイスコイル６に接続
されている。

【００１０】レーザー光源１６からのレーザー光は、ビ
ームスプリッタ１５において２光束L1、L2に分離され、
光束L1はレトロリフレクタ１４を反射し、光束L2は固定
ミラー１７を反射して、共にビームスプリッタ１５に至
り、重ね合わされた干渉光が受光素子１８に受光され
る。この信号は信号演算処理部１９において演算処理さ
れて、磁気ヘッド用アーム５の位置が高精度で測定さ
れ、この情報に基づいてボイスコイルモータドライバ２
０によりボイスコイル６に電流を流して直接磁気ヘッド
用アーム５を移動する。このように、適切な制御を加え
ることにより非接触で高精度の位置決めを行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】機械的に磁気ヘッド用
アーム５を押し当てることをしないで、光学的な手段に
よって磁気ヘッド用アーム５の移動を測定し、レーザー
干渉測長を原理として非接触でかつ高精度に位置決めす
る方式では、光学的な指標であるレトロリフレクタ１４
を貼付するコーナキューブを磁気ヘッド用アーム５上に
載せる必要があり、スペースの確保や重量の増加による
スライダ３とハードディスクＤ間のギャップ変化が問題
になる。

【００１２】また、磁気ヘッド用アーム５に何も付加し
ないで、スライダ３の側面までの距離を直接光学的に測
長することも考えられるが、ハードディスクＤに平行に
外部から測定用の光束を出し入れする場合には、通常で
はハードディスクドライブ１の側面に光束透過用の窓を
設けたり、電子部品等が光束を遮ぎらないように配置を
工夫する必要がある。従って、小さなミラーやプリズム
を利用して光束を９０度曲げることにより、実質的にハ
ードディスクＤの上面方向から光束を入射させることも
考えられる。

【００１３】しかし、スライダ３は厚さが３００μｍ程
度であり、またハードディスクＤの表面とのギャップが
１μｍ程度あるために、単純な数ｍｍ角の４５度ミラー
又は４５度偏向プリズムでは、ミラーの先端付近におい
て光束を出し入れする必要があり、ミラーのエッジが鋭
角なために余裕を持ってプリズムを製造しなければなら
ず、更にミラーのエッジがハードディスクＤの表面に衝
突する危険も生ずる。また、スライダ３の側面は１００
０×３００μｍ程度の微小な長方形の面積しかないの
で、効果的に反射光を得るためには、照明光の断面形状
をそれに合わせた小さな長方形又は長楕円形にしなけれ
ばならないという問題がある。

【００１４】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
光学式で高精度に位置決めを行って高密度サーボトラッ
ク信号の書き込みを安定かつ容易に行うことができる情
報記録装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る情報記録装置は、ハードディスクドラ
イブ内部の磁気ヘッド用アームへの測定光の出射部及び
参照光形成部を備え、参照光と前記磁気ヘッド用アーム
又はスライダによる測定光の反射光とを干渉させて前記
磁気ヘッド用アームとの相対変位情報を得る干渉系と、
該相対変位情報に基づいて前記磁気ヘッド用アームをハ
ードディスクに対して位置決めする信号を得る制御系
と、前記ハードディスクに情報記録を行う信号を前記磁
気ヘッドに送信する信号系とを有し、前記干渉系に前記
測定光を偏向して前記磁気ヘッド用アームの側面部又は
スライダの側面部に導く光束偏向部材を設けたことを特
徴とする。

【００１６】第２発明に係る情報記録装置は、ハードデ
ィスクドライブ内部の磁気ヘッド用アームと略同じ回転
軸を中心にして回動するように配置したアーム部材と、
該アーム部材に少なくとも前記磁気ヘッド用アームへの
測定光の出射部及び参照光形成部を備え、参照光と前記
磁気ヘッド用アーム又はスライダによる測定光の反射光
とを干渉させて前記磁気ヘッド用アームとの相対変位情
報を得る干渉系と、該相対変位情報に基づいて前記磁気
ヘッド用アームと前記干渉系との相対位置関係を一定化
する制御を行う位置制御系と、前記磁気ヘッド用アーム
の位置制御を行うために前記アーム部材の回動位置を制
御する回動制御系と、ハードディスクに情報記録を行う
ための信号を前記磁気ヘッドに送信する信号系とを有
し、前記干渉系に前記測定光を偏向して前記磁気ヘッド
用アームの側面部又はスライダの側面部に導く光束偏向
部材を設けたことを特徴とする。

【００１７】第３発明に係る情報記録装置は、ハードデ
ィスクドライブ内部の磁気ヘッド用アームの回転中心と
同軸の回転軸を有する高精度回転位置決め手段の回転体
に取り付けた光学式非接触距離センサユニットを用い
て、前記磁気ヘッド用アームの側面又はスライダの側面
と前記光学式非接触距離センサユニットとの距離を測定
すると共に、該距離の変動を相殺するように前記磁気ヘ
ッド用アームを動かす制御手段により、間接的に前記高
精度回転位置決め手段の動きによる前記光学式非接触距
離センサユニットの位置決めに追従して前記磁気ヘッド
用アーム又は前記スライダを位置決めする位置決め手段
を有し、間欠的に高精度位置決めを繰り返して停止する
度にサーボトラック信号を書き込む情報記録装置におい
て、前記光学式非接触距離センサユニットが、可干渉光
源、ビームスプリッタ、受光素子から成る干渉測長部
と、回折格子、屈折面から成る光学プローブ部とから構
成したことを特徴とする。

【００１８】第４発明に係る情報記録装置は、ハードデ
ィスクドライブ内部の磁気ヘッド用アームの回転中心と
同軸の回転軸を有する高精度回転位置決め手段の回転体
に取り付けた光学式非接触距離センサユニットを用い
て、前記磁気ヘッド用アームの側面又はスライダの側面
と前記光学式非接触距離センサユニットとの距離を測定
すると共に、該距離の変動を相殺するように前記磁気ヘ
ッド用アームを動かす制御手段により、間接的に前記高
精度回転位置決め手段の動きによる前記光学式非接触距
離センサユニットの位置決めに追従して前記磁気ヘッド
用アーム又は前記スライダを位置決めする位置決め手段
を有し、間欠的に高精度位置決めを繰り返して停止する
度にサーボトラック信号を書き込む情報記録装置におい
て、前記光学式非接触距離センサユニットが、可干渉光
源、ビームスプリッタ、受光素子から成る干渉測長部と
反射面、屈折面から成る光学プローブ部とから構成した
ことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図９に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の斜
視図を示し、ハードディスクドライブ３０では、ハード
ディスクＤの外側に回転中心３１を有する磁気ヘッドア
ーム３２が取り付けられ、その先端にハードディスクＤ
の表面に対向して数μｍ以下の間隔でスライダ３３が配
置されている。スライダ３３には図示しない磁気ヘッド
が取り付けられており、ハードディスクＤに対して情報
を記録できるようにされている。磁気ヘッドアーム３２
の根元部にはボイスコイル３４が固定され、このボイス
コイル３４に電流を流すことにより磁気ヘッドアーム３
２が回転し、これによってスライダ３３が円弧状に移動
するようになっている。

【００２０】ハードディスクドライブ３０の上面の空間
には、光学プローブ３５を有する光学式非接触距離セン
サユニット３６が配置されており、この光学式非接触距
離センサユニット３６はアーム３７に取り付けられ、ア
ーム３７は磁気ヘッドアーム３２の回転中心３１と同軸
の回転軸３８に支持されている。そして、回転軸３８に
は高分解能ロータリエンコーダ３９及び駆動モータ４０
から成るロータリポジショナが連結されている。光学式
非接触距離センサユニット３６は駆動モータ４０により
回転軸３８を中心に回転駆動し、その回転位置がロータ
リエンコーダ３９により測定され、この信号を用いて高
精度回転位置決めを行う制御ができるようになってい
る。

【００２１】光学式非接触距離センサユニット３６の出
力は、信号演算処理部４１、ボイスコイルモータドライ
バ４２、ボイスコイル３４に順次に接続され、ロータリ
エンコーダ３９の出力は、信号演算処理部４３、モータ
ドライバ４４、駆動モータ４０に順次に接続されてい
る。

【００２２】図２は光学式非接触距離センサユニット３
６の構成図を示し、光学式非接触距離センサユニット３
６は、レーザーダイオード等の可干渉性光源４５、コリ
メータレンズ４６、プリズム状のビームスプリッタ４
７、ミラー４８、受光素子４９から成る干渉測長部と、
図３に示す回折格子５０、屈折面から成る光学プローブ
３５から構成されている。

【００２３】光学式非接触距離センサユニット３６から
は、回折格子５０を内蔵した光学プローブ３５を経て、
光束がハードディスクＤに略平行に出射されて、磁気ヘ
ッドアーム３２又はスライダ３３の側面を照明し、その
反射光は光学式非接触距離センサユニット３６に戻って
その内部の受光素子４９により検出され、光学式非接触
距離センサユニット３６と磁気ヘッドアーム３２又はス
ライダ３３との距離を０．０１μｍ以下の分解能で測定
できるようになっている。

【００２４】これらの装置構成により、非接触で微小位
置決めを行う場合は、先ず光学式非接触距離センサユニ
ット３６を外部の駆動モータ４０及びロータリエンコー
ダ３９を用いて微小角度だけ回転移動させる。駆動モー
タ４０及びロータリエンコーダ３９には回転軸が連結さ
れており、ロータリエンコーダ３９の信号は信号演算処
理部４３に入力されてモータドライバ４４を介して、駆
動モータ４０の高精度の回転位置決めを行う。そして、
光学式非接触距離センサユニット３６からは、磁気ヘッ
ドアーム３２又はスライダ３３までの距離が変化したこ
とを示す信号が出力される。

【００２５】次に、ボイスコイル３４に電流を流して磁
気ヘッドアーム３２を回転させると、光学式非接触距離
センサユニット３６からは、距離が再び変化しているこ
とを示す信号が出力され、この信号は信号演算処理部４
１に入力され、ボイスコイルモータドライバ４２により
ボイスコイル３４を介して磁気ヘッドアーム３２を駆動
する。磁気ヘッドアーム３２が最初の状態になったこと
が判定されたときが、相互の距離が元の状態に戻ったと
きである。これらの操作を高速で繰り返すことによっ
て、光学式非接触距離センサユニット３６の光学プロー
ブ３５の微小送り及び高精度位置決めに連動して、非接
触で磁気ヘッドアーム３２又はスライダ３３の微小送り
及び高精度位置決めを行うことができる。なお、実際の
位置決めの手順は上述のように分断された手順で行う必
要はなく、最適な制御理論により、光学式非接触距離セ
ンサユニット３６の移動に対して空間を隔てて磁気ヘッ
ドアーム３２が追従するように動かして、位置決めを行
うことができる。

【００２６】可干渉性光源４５からの発散光はコリメー
タレンズ４６により略平行光束とされ、ビームスプリッ
タ４７で透過光と反射光とに分割される。ビームスプリ
ッタ４７を反射した略平行光束は、光学プローブ３５の
内部を通ってハードディスクＤの表面に向けて進行し、
可干渉性光源４５の材料中の波長λ（μｍ）よりも稍々
長い格子ピッチの回折格子５０に入射し、回折によって
光路を９０度近くまで折曲げられて横方向に進行し、光
学プローブ３５の出射端の斜めの切り口のテーパ面によ
り屈折されて、完全にハードディスクＤの表面と平行で
かつ表面から２００μｍ程度の空間を進行する。この光
束はハードディスクＤ上の空間にあるスライダ３３の側
面に照明され、スライダ３３の側面からの反射光は元の
光路を通ってビームスプリッタ４７に戻される。

【００２７】一方、ビームスプリッタ４７を透過した光
束は、固定ミラー４８により反射され、ビームスプリッ
タ４７まで戻される。そして、ビームスプリッタ４７で
は２つの光束が合成されて１本の干渉光束となり、スラ
イダ３３の側面との距離が変化している場合は、ビーム
スプリッタ４７で分離した２本の光束の往復の光路長差
が可干渉性光源４５の波長の整数倍になる毎に干渉光束
の明暗が変化する。即ち、可干渉性光源４５に波長０．
７８μｍの半導体レーザーを用いれば、スライダ３３の
側面との距離が０．３９μｍだけずれると明暗が正弦波
状に１周期分変化し、この明暗変化は受光素子４９によ
り電気信号に変換される。

【００２８】従って、予め明暗の中間になるような距離
に設定しておけば、スライダ３３の側面との距離が変わ
ると最も敏感に電気信号レベルが変化するので、干渉式
距離センサとして最適である。この正弦波状の電気信号
レベルの変化は、１つの正弦波０．３９μｍを数１０の
位相に分割できる分解能を有する公知の電気回路を使っ
て０．０１μｍ程度の分解能で検出でき、スライダ３３
の側面との距離変化を求めることができる。

【００２９】このように、光の干渉原理を用いて非接触
でスライダ３３の位置を高分解能に直接測定して位置決
めすることができるので、間欠的に高精度の位置決めを
繰り返して行い、停止する度にサーボトラック信号を高
密度かつ高安定にハードディスクＤ上に書き込むことが
できる。

【００３０】また、スライダ３３の位置の測定のための
光束は、ハードディスクＤの上方向から光学プローブ３
５によって導かれてスライダ３３の側面に照射した後
に、再び光学プローブ３５によって導かれてハードディ
スクＤの上方向に進行する構造としたので、従来例のプ
ッシュロッドを利用した場合と同様に、ハードディスク
ドライブ３０の上面に円弧状の窓部を設けて、光学プロ
ーブ３５を差し込むことによってサーボトラック信号を
書き込むことができ、ハードディスクドライブ３０に特
別な構造を付加したり、光線を遮ぎらないようにするた
めの電子基板の配置上の制約を生ずることがない。

【００３１】更に、回折格子５０によって９０度近い光
路の折曲げを行っているので、円形又は正方形の断面形
状の光束を長楕円形又は長方形の断面形状の光束に圧縮
することができ、光密度が上昇すると共に、微小な長方
形のスライダ３３の側面へ光束を無駄なく照明して、反
射光を効率良く取り出すことができ、Ｓ／Ｎ比の良い干
渉測長信号が得られ、サーボトラック信号を高密度かつ
高安定に記録することができる。

【００３２】また、回折と屈折を組み合わせた光路の折
曲げを行っていることは、光学プローブ３５の内部の光
束の位置が多少横ずれしても、スライダ３３の側面への
照明位置が殆どずれることがないので、光学式非接触距
離センサユニット３６自体の組み立て調整が容易にな
る。更に、単純な４５度プリズムへの入射光束位置が横
ずれすると反射光も横ずれし、シリンドリカルレンズを
別に組み込んだ場合には、その取付位置が微妙にずれる
と線状照明位置が大幅にずれ易く、ハードディスクＤ上
の非常に限られた空間に光束を導くためには、光路の調
整が極めて微妙かつ困難となるという問題も回避するこ
とができる。

【００３３】図４は第２の実施例の構成図を示し、光学
式非接触距離センサユニット３６にシリンドリカルレン
ズ作用の光学素子である図５に示すリニア回折レンズ５
１が使用されている。このリニア回折レンズ５１は可干
渉性光源４５の材料中の波長λ（μｍ）より僅かに長い
格子ピッチで、かつ連続的にピッチが変化してパターン
化されている。

【００３４】リニア回折レンズ５１を内蔵した光学プロ
ーブ３５を経て、光束が光学式非接触距離センサユニッ
ト３６からハードディスクＤに略平行に出射されて、磁
気ヘッドアーム３２又はスライダ３３の側面を線状に照
明し、反射光は光学式非接触距離センサユニット３６に
戻って、受光素子４９により検出されるようになってい
る。

【００３５】ビームスプリッタ４７から出射した略平行
光束は、光学プローブ３５の内部を通ってハードディス
クＤの表面に向けて進行し、リニア回折レンズ５１で回
折されて光路が９０度近くまで折曲げられ、同時に楔状
に集光されて横方向に進行し、光学プローブ３５の出射
端の斜めの切り口のテーパ面によって屈折されて、完全
にハードディスクＤの表面と平行でかつ表面から２００
μｍ程度の空間を進行する。そして、この光束はハード
ディスクＤ上の空間にあるスライダ３３の側面を線状に
照明し、反射されて再び元の光路を辿る。

【００３６】スライダ３３の側面はその外形を加工する
際に円筒面状になり易いが、このように非接触でスライ
ダ３３の位置を線状照明光束により照明するので、側面
が完全な平面でなく円筒面となっていても、光の干渉原
理により安定した測定が可能で、ハードディスクＤ上の
サーボトラック信号をより高安定に記録することができ
る。

【００３７】また、回折と屈折を組み合わせた光路の折
曲げと光束の楔状の集光とをリニア回折レンズ５１によ
り同時に行っているので、小型化が可能で別個にシリン
ドリカルレンズを配置する必要がない。更に、入射光束
の位置が多少横ずれしてもスライダ３３の側面への線状
照明位置が殆どずれないので、光学式非接触距離センサ
ユニット３６自体の組み立て調整が容易になる。

【００３８】また、４５度プリズムミラーにシリンドリ
カルレンズを組み合わせた場合には、光束が４５度プリ
ズムミラーの端部を通過することになり、４５度プリズ
ムミラーは光束が欠けないように多少余裕を持たせた寸
法で作成する必要が生じ、この結果、４５度プリズムミ
ラーの端部がハードディスクＤの表面に近接することに
なる。しかし、回折と屈折を組み合わせた光路の折曲げ
を行うことにより、光学プローブ３５の下面はハードデ
ィスクＤの表面と平行になるように略直方体形状とする
ことができるので、光束の欠け等の心配がなく、光学プ
ローブ３５の出射部の屈折面をぎりぎりの大きさに限定
することができる。従って、光学プローブ３５の下面と
ハードディスクＤの表面との距離を１００μｍ程度は十
分に稼ぐことができ、衝突の危険がないので光学プロー
ブ３５の差し込みを安全に行うことができる。

【００３９】上述の実施例ではプリズム状のビームスプ
リッタ４７を用いてマイケルソン干渉測長装置を構成し
て高分解能に距離測定を行っているが、他の干渉装置例
えばマッハツエンダ干渉装置等を用いてもよい。

【００４０】図６は第３の実施例の構成図を示す。光学
式非接触距離センサユニット３６から出力される正弦波
状の電気信号レベル変化は、２相の９０度位相差明暗信
号があれば公知の電気的な内挿回路により、１つの正弦
波を数１０〜１００の位相に高精度の分割ができるの
で、０．００１μｍの分解能で距離変化を検出すること
ができる。この２相の９０度位相差明暗信号を発生させ
るために、光学式非接触距離センサユニット３６は偏光
ビームスプリッタ６１、３枚の１／４波長板６２、６
３、６４、２枚の偏向板６５、６６、２個の受光素子６
７、６８から構成されている。

【００４１】可干渉性光源４５からの発散光は、コリメ
ータレンズ４６によって略平行光束となり、偏光ビーム
スプリッタ６１でＳ偏光が反射され、更に１／４波長板
６２、光学プローブ３５を透過して、スライダ３３の側
面に向けて出射され、スライダ３３の側面からの反射光
は元の光路を戻り、再度１／４波長板６２を透過して偏
光ビームスプリッタ６１に戻る。一方、偏光ビームスプ
リッタ６１を透過したＰ偏光は、１／４波長板６３を透
過して固定ミラー４８により反射され、再び１／４波長
板６３を透過して偏光ビームスプリッタ６１に戻る。

【００４２】偏光ビームスプリッタ６１に戻された２つ
の光束は、それぞれ１／４波長板６２、６３を往復で通
過するので、それぞれの光束の偏光面は９０度回転して
いる。即ち、最初にＳ偏光で偏向ビームスプリッタ６１
を反射した光束は、次はＰ偏光になって偏光ビームスプ
リッタ６１を通過し、最初にＰ偏光で偏向ビームスプリ
ッタ６１を通過した光束は、次はＳ偏光になって偏光ビ
ームスプリッタ６１を反射し、この２光束は互いに偏光
面が直行して重なり合って偏光ビームスプリッタ６１か
ら出射される。そして、１／４波長板６４を通過するこ
とにより１本の直線偏光光束に変換される。

【００４３】この直線偏光の偏光面の向きは元の２本の
光束の波面の位相差に関係し、位相差が２πずれる毎に
直線偏光の偏光面が１８０度回転する。従って、偏光ビ
ームスプリッタ６１により２本の直線偏光光束に分割さ
れた後に、一方は４５度方位の偏光板６５を通過し、他
の一方は０度方位の偏光板６６を通過することによっ
て、正弦波状の明暗変化のタイミングが９０度ずれた２
相信号干渉光束を発生させる。そして、これらの光束は
それぞれ別個の受光素子６７、６８によって受光され
て、９０度位相差のある２相信号が発生される。

【００４４】なお、信号コントラストＳ／Ｎ比は、２本
の光束の光量のバランスが取れている程高くなり、Ｓ／
Ｎ比が良い程、電気的な内挿による分割数を多くでき距
離測定の分解能が向上する。従って、スライダ３３の側
面の反射率に応じて、最初に偏光ビームスプリッタ６１
に入射させる直線偏光光束の偏光の向きを回転調整する
こと、つまり半導体レーザー光源であれば光軸を中心に
本体を回転調整することにより、偏光ビームスプリッタ
６１で分割される２光束の光量バランスを調整すること
ができ、スライダ３３の側面の低反射率を補うことがで
きる。

【００４５】図７は第４の実施例の構成図を示し、図２
の回析格子５０と屈折面から成る光学プローブ３５の代
りに、出射部に入射角６０度程度の反射面Ｒと屈折面Ｎ
を有する光学プローブ３５’が使用されている。

【００４６】ビームスプリッタ６１から出射した略平行
光束は、光学プローブ３５’の内部を通ってハードディ
スクＤの表面に向けて進行し、反射面Ｒで反射され、光
路を１２０度程度折曲げられて横下方向に進行し、光学
プローブ３５’の出射端の斜めの切り口のテーパ面によ
り屈折され、完全にハードディスクＤの表面と平行で、
かつ表面から２００μｍ程度の空間を進行する。そし
て、光束はハードディスクＤ上の空間にあるスライダ３
３の側面を照明し、反射されて再び元の光路を辿る。

【００４７】本実施例においては、第１の実施例と同様
に高安定かつ高密度にサーボトラック信号を記録するこ
とができ、更に反射と屈折を組み合わせた光路の折曲げ
を行っているので、光学プローブ３５’をガラス丸棒か
ら切り出す加工によって製造することができ、光学式非
接触距離センサユニット３６自体の製造が容易になり、
また光学プローブ３５’の中央付近に光束を通すことが
できるので、光軸調整が簡単でかつ光学式非接触距離セ
ンサユニット３６自体の組み立てが容易になる。

【００４８】更に、光学プローブ３５’の先端は９０度
近い２面の角部になるので、単純な４５度プリズムでは
プリズムの端で光束を出し入れする必要があり、光束の
位置が横ずれするとけられが生じ易い。また、単純な４
５度プリズムミラーを使用した場合には、光束が４５度
プリズムミラーの端部を通過することになるが、４５度
プリズムミラーを光束が欠けないように多少余裕のある
寸法で作成する必要があるために、４５度プリズムミラ
ーの端部がハードディスクＤの表面に近接してしまう。
しかし、本実施例では光束の欠け等の心配がないので、
光学プローブ３５’の出射部の屈折面をぎりぎりの大き
さに限定することができる。従って、光学プローブ３
５’の下面とハードディスクＤの表面との距離を１００
μｍ程度まで十分に稼ぐことができるので、衝突の可能
性がなくなり光学プローブ３５’の差し込みを安全に行
うことができる。

【００４９】図８は第５の実施例の構成図を示し、本実
施例の光学プローブ３５’では、第４の実施例の屈折面
Ｎを変形して、シリンドリカルレンズ作用の円筒面状屈
折レンズ面Ｃが使用され、スライダ３３の側面に線状に
光束を照明するようにされている。

【００５０】ビームスプリッタ４７から出射した略平行
光束は、光学プローブ３５’の内部を通ってハードディ
スクＤの表面に向けて進行し、入射角６０度程度の反射
面Ｒで反射され、光路が１２０度程度折曲げられて横下
方向に進行し、光学プローブ３５’の出射端の円筒面状
屈折面Ｃによって屈折されて楔状に集光しながら、完全
にハードディスクＤの表面と平行でかつ表面から２００
μｍ程度の空間を進行する。そして、光束はハードディ
スクＤ上の空間にあるスライダ３３の側面を線状に照明
し、反射されて再び元の光路を辿る。

【００５１】本実施例においても、非接触でスライダ３
３の位置を線状照明光束を照明するので、スライダ３３
の側面が完全な平面でなく円筒面であっても、光の干渉
原理を使用して安定した測定ができ、ハードディスクＤ
上のサーボトラック信号をより高安定に記録することが
できる。更に、スライダ３３の側面は外形加工時に円筒
面状になってもよいので加工も容易になる。

【００５２】また、反射と屈折を組み合わせた光路の折
曲げと光束の楔状の集光とを屈折レンズ面Ｃにおいて同
時に行うので、小型化が可能で他にシリンドリカルレン
ズを配置する必要がない。更に、光学プローブ３５’内
の光束の位置が多少横ずれしてもスライダ３３の側面へ
の線状照明位置が殆どずれないので、光学式非接触距離
センサユニット３６自体の組み立て調整が容易になる。

【００５３】また、光学プローブ３５’の先端は９０度
近い２面の角部になるので、４５度プリズムミラーにシ
リンドリカルレンズを組み合わせて楔状集光光束を照明
する場合には、４５度プリズムミラーでの光束の幅が大
きくなり、端部一杯まで光束が通過することになり、光
束がけられないようにすると４５度プリズムミラーの端
部がハードディスクＤの表面に近接してしまう。しか
し、本実施例では光学プローブ３５’の出射部の屈折レ
ンズ面Ｃをぎりぎりの大きさに限定することができるの
で、光学プローブ３５’の下面とハードディスクＤの表
面との距離を１００μｍ程度に十分に稼ぐことができ、
衝突の危険が無く光学プローブ３５’の差し込みが安全
に行うことができる。なお、反射面Ｒの代りにシリンド
リカルレンズ作用を有する円筒面状反射面を利用しても
よい。

【００５４】図９は第６の実施例の構成図を示し、図６
の光学式非接触距離センサユニット３６と、図８の反射
面Ｒと屈折レンズ面Ｃを有する光学プローブ３５’とを
使用した実施例であり、第３の実施例と同様の作用効果
を有する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る情報
記録装置は、干渉系に測定光を磁気ヘッド用アームの側
面部又はスライダの側面部に導く光束偏向部材を設け、
参照光と磁気ヘッド用アームの相対変位情報に基づいて
ハードディスクに対する磁気ヘッドの位置決めを行うこ
とにより、間接的に非接触で磁気ヘッドアームを微小精
密な位置決めすることができるので、停止の都度繰り返
してハードディスク上にサーボトラック信号を記録する
ことにより、高密度、高安定、小型なサーボトラック信
号書き込み装置とすることができる。

【００５６】第２発明に係る情報記録装置は、干渉系に
測定光を磁気ヘッド用アームの側面部又はスライダの側
面部に導く光束偏向部材を設け、磁気ヘッド用アームと
略同じ回転軸を中心に回動するアーム部材に磁気ヘッド
用アームによる測定光の出射部と参照光形成部を設け、
測定光の反射光と参照光とを干渉させて得た相対変位情
報に基づいて磁気ヘッド用アームと干渉系との相対位置
関係を一定化することにより、間接的に非接触で磁気ヘ
ッドアームを微小精密な位置決めすることができるの
で、停止の都度繰り返してハードディスク上にサーボト
ラック信号を記録することにより、高密度、高安定、小
型なサーボトラック信号書き込み装置とすることができ
る。

【００５７】第３発明に係る情報記録装置は、可干渉光
源、ビームスプリッタ、受光素子から成る干渉測長部
と、回析格子、屈折面から成る光学プローブとから構成
される光学式非接触距離センサユニットにより微小精密
な位置決めを行い、その距離情報信号に基づいて磁気ヘ
ッドアームとの相互距離が変化しないように磁気ヘッド
アームを追従回転制御することによって、間接的に非接
触で磁気ヘッドアームを微小精密位置決めすることがで
きるので、停止の都度繰り返してハードディスク上にサ
ーボトラック信号を記録することにより、高密度、高安
定、小型なサーボトラック信号書き込み装置とすること
ができる。

【００５８】第４発明に係る情報記録装置は、可干渉光
源、ビームスプリッタ、受光素子から成る干渉測長部
と、反射面、屈折面から成る光学プローブとから構成さ
れる光学式非接触距離センサユニットにより微小精密な
位置決めを行い、その距離情報信号に基づいて磁気ヘッ
ドアームとの相互距離が変化しないように磁気ヘッドア
ームを追従回転制御することによって、間接的に非接触
で磁気ヘッドアームを微小精密位置決めすることができ
るので、停止の都度繰り返してハードディスク上にサー
ボトラック信号を記録することにより、高密度、高安
定、小型なサーボトラック信号書き込み装置とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のハードディスクドライブの斜視
図である。

【図２】光学式非接触距離センサユニットの構成図であ
る。

【図３】回折格子の平面図である。

【図４】第２の実施例の光学式非接触距離センサユニッ
トの構成図である。

【図５】リニア回折レンズの平面図である。

【図６】第３の実施例の光学式非接触距離センサユニッ
トの構成図である。

【図７】第４の実施例の光学式非接触距離センサユニッ
トの構成図である。

【図８】第５の実施例の光学式非接触距離センサユニッ
トの構成図である。

【図９】第６の実施例の光学式非接触距離センサユニッ
トの構成図である。

【図１０】従来例のハードディスクドライブの平面図で
ある。

【図１１】プッシュロッド式ハードディスクドライブの
斜視図である。

【図１２】非接触干渉測長方式ハードディスクドライブ
の斜視図である。

【符号の説明】

３０ハードディスクドライブ３２磁気ヘッドアーム３３スライダ３４ボイスコイル３５、３５’光学プローブ３６光学式非接触距離センサユニット３９ロータリエンコーダ４０駆動モータ４５可干渉性光源４７、６１ビームスプリッタ４９、６７、６８受光素子５０回折格子５１リニア回折格子レンズＤハードディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者門脇秀次郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者足羽純東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハードディスクドライブ内部の磁気ヘッ
ド用アームへの測定光の出射部及び参照光形成部を備
え、参照光と前記磁気ヘッド用アーム又はスライダによ
る測定光の反射光とを干渉させて前記磁気ヘッド用アー
ムとの相対変位情報を得る干渉系と、該相対変位情報に
基づいて前記磁気ヘッド用アームをハードディスクに対
して位置決めする信号を得る制御系と、前記ハードディ
スクに情報記録を行う信号を前記磁気ヘッドに送信する
信号系とを有し、前記干渉系に前記測定光を偏向して前
記磁気ヘッド用アームの側面部又はスライダの側面部に
導く光束偏向部材を設けたことを特徴とする情報記録装
置。
【請求項２】ハードディスクドライブ内部の磁気ヘッ
ド用アームと略同じ回転軸を中心にして回動するように
配置したアーム部材と、該アーム部材に少なくとも前記
磁気ヘッド用アームへの測定光の出射部及び参照光形成
部を備え、参照光と前記磁気ヘッド用アーム又はスライ
ダによる測定光の反射光とを干渉させて前記磁気ヘッド
用アームとの相対変位情報を得る干渉系と、該相対変位
情報に基づいて前記磁気ヘッド用アームと前記干渉系と
の相対位置関係を一定化する制御を行う位置制御系と、
前記磁気ヘッド用アームの位置制御を行うために前記ア
ーム部材の回動位置を制御する回動制御系と、ハードデ
ィスクに情報記録を行うための信号を前記磁気ヘッドに
送信する信号系とを有し、前記干渉系に前記測定光を偏
向して前記磁気ヘッド用アームの側面部又はスライダの
側面部に導く光束偏向部材を設けたことを特徴とする情
報記録装置。
【請求項３】ハードディスクドライブ内部の磁気ヘッ
ド用アームの回転中心と同軸の回転軸を有する高精度回
転位置決め手段の回転体に取り付けた光学式非接触距離
センサユニットを用いて、前記磁気ヘッド用アームの側
面又はスライダの側面と前記光学式非接触距離センサユ
ニットとの距離を測定すると共に、該距離の変動を相殺
するように前記磁気ヘッド用アームを動かす制御手段に
より、間接的に前記高精度回転位置決め手段の動きによ
る前記光学式非接触距離センサユニットの位置決めに追
従して前記磁気ヘッド用アーム又は前記スライダを位置
決めする位置決め手段を有し、間欠的に高精度位置決め
を繰り返して停止する度にサーボトラック信号を書き込
む情報記録装置において、前記光学式非接触距離センサ
ユニットが、可干渉光源、ビームスプリッタ、受光素子
から成る干渉測長部と、回折格子、屈折面から成る光学
プローブ部とから構成したことを特徴とする情報記録装
置。
【請求項４】前記光学式非接触距離センサユニットの
干渉測長部は、光束を前記ビームスプリッタで２分割
し、一方の光束を前記磁気ヘッド用アームの側面又はス
ライダの側面に照明し、反射光を前記ビームスプリッタ
で合成して干渉させ、干渉信号を前記受光素子で受光す
るようにした請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項５】前記光学プローブ部は、光束を９０度近
く折曲げる回折格子と微小に光路を折曲げる屈折面とか
ら成り、両者の組み合わせによってハードディスク面に
平行になるように光路を折曲げると共に、光束の断面形
状を長楕円状又は長方形状に変換するようにした請求項
３に記載の情報記録装置。
【請求項６】前記光学プローブ部は、光束を９０度近
く折曲げかつ楔状に光束を集光する回折格子レンズと微
小に光路を折曲げる屈折面とから成り、両者の組み合わ
せによってハードディスク面に平行になるように光路を
折曲げると共に、光束の断面形状を長楕円状又は長方形
状から線状に変換するようにした請求項３に記載の情報
記録装置。
【請求項７】ハードディスクドライブ内部の磁気ヘッ
ド用アームの回転中心と同軸の回転軸を有する高精度回
転位置決め手段の回転体に取り付けた光学式非接触距離
センサユニットを用いて、前記磁気ヘッド用アームの側
面又はスライダの側面と前記光学式非接触距離センサユ
ニットとの距離を測定すると共に、該距離の変動を相殺
するように前記磁気ヘッド用アームを動かす制御手段に
より、間接的に前記高精度回転位置決め手段の動きによ
る前記光学式非接触距離センサユニットの位置決めに追
従して前記磁気ヘッド用アーム又は前記スライダを位置
決めする位置決め手段を有し、間欠的に高精度位置決め
を繰り返して停止する度にサーボトラック信号を書き込
む情報記録装置において、前記光学式非接触距離センサ
ユニットが、可干渉光源、ビームスプリッタ、受光素子
から成る干渉測長部と反射面、屈折面から成る光学プロ
ーブ部とから構成したことを特徴とする情報記録装置。
【請求項８】前記光学式非接触距離センサユニットの
干渉測長部は、光束を前記ビームスプリッタで２分割
し、一方の光束を前記磁気ヘッド用アームの側面又はス
ライダの側面に照明し、反射光をビームスプリッタで合
成して干渉させ、干渉信号を前記受光素子で受光するよ
うにした請求項７に記載の情報記録装置。
【請求項９】前記光学プローブ部は、光束の光路を大
きく折曲げる反射面と光路を小さく折曲げる屈折面とか
ら成り、両者の組み合わせによってハードディスク面に
平行になるように光路を折曲げると共に、光束の断面形
状を長楕円状又は長方形状に変換するようにした請求項
７に記載の情報記録装置。
【請求項１０】前記光学プローブ部は、ハードディス
ク面に平行になるように光路を折曲げかつ楔状に光束を
集光する反射面又は屈折面の少なくとも一方を円筒面と
した請求項７に記載の情報記録装置。