JPH1079181A

JPH1079181A - 情報記録装置

Info

Publication number: JPH1079181A
Application number: JP24880496A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takamiya; 誠高宮; Akira Ishizuka; 公石塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【目的】安定した変位情報から磁気ヘッドアームの正
確な位置決めを行い高精度にサーボトラック信号の書き
込みを行う。【構成】半導体レーザー光源５２からの発散光束は、
コリメータレンズ５１で平行光束となり、レンズ５０を
透過して磁気ヘッドアーム３２上に設けたリニア型回折
格子３５上に点照射され、反射回折されて±１次回折光
が出射される。この回折光はレンズ５０を透過して互い
に光軸が平行な２つの平行光束となり、それぞれブレー
ズド回折格子５５ａ、５５ｂによって偏向され、回折格
子３５の４つの格子領域において波面を揃えて合波さ
れ、それぞれ４分割センサ５４において回折格子３５の
移動に伴う１／４周期位相差を有する正弦波状の信号が
得られる。この位相ずれ信号により磁気ヘッドアーム３
２の高精度な位置決めを行ってサーボトラック信号の書
き込みを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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１１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１２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０．０１μ
ｍ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】図１３は非接触干渉測長式ハードディスク
ドライブ１の斜視図を示し、磁気ヘッド用アーム５上に
コーナキューブのようなレトロリフレクタ１４が載置さ
れ、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、ビームスプリッタ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】しかしながら上述の従
来例において、高密度にサーボトラック信号を書き込む
ために磁気ヘッド用アーム５を横方向から機械的に押当
てる方式では、ハードディスクＤの回転による振動等に
よって押当て力が振動したり、磁気ヘッド用アーム５が
回転中心４に対して横ずれしたりして、高精度な位置決
めが困難になり易い。つまり、剛性が不足してプッシュ
ロッド７の円筒面とこの円筒面に接触している筈の磁気
ヘッド用アーム５の側面とが一致しなくなる。

【００１２】また、剛性を上げるために磁気ヘッド用ア
ーム５をプッシュロッド７の円筒面の押し当てに対抗し
て、磁気ヘッド用アーム５に取り付けられたボイスコイ
ル６に電流を流すことによって、電磁的にバックバイア
スをかける方式で押し返して、プッシュロッド７の円筒
面との接触を強くする方式が考えられるが、逆に押し返
す力を強くし過ぎると磁気ヘッド用アーム５が変形し
て、ハードディスクＤへのサーボトラック信号の書き込
みに支障が生ずるという欠点がある。

【００１３】また、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。

【００１４】また、コーナーキューブの代りに回折格子
を配置する方式も提案されており、例えば回折格子をテ
ープ状に形成すればスペースや重量に依存することなく
構成することができる。しかし、この場合には回折格子
と検出側との位置関係を厳密に合わせ込む必要があり、
回折格子の磁気へッド用アーム５への取り付けに時間が
掛かり、また取り付け後に位置関係が少しでも変動する
と変位情報の検出ができなくなるという問題がある。更
に、磁気ヘッド用アーム５の回転駆動範囲を網羅するよ
うに回折格子を貼り付けるためには、非常に厳しい貼付
精度が要求され、実用的な構成が困難になるという問題
がある。

【００１５】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
安定した変位情報から非接触で正確な位置決めを行い、
高精度にサーボトラック信号の書き込みを行う情報記録
装置を提供することにある。

【００１６】

【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
有する回転位置決め手段に取り付け前記磁気ヘッドアー
ムの上方に配置した光学式非接触変位測定センサユニッ
トにより、前記磁気ヘッド用アームとの距離を前記磁気
ヘッドアームに取り付けた回析格子を用いて測定し、該
距離の変動をなくすように前記回転位置決め手段の動き
による前記センサユニットの位置決めに追従して前記磁
気ヘッド用アームを位置決めすることを繰り返して、前
記磁気ヘッド用アームが停止する度にハードディスクに
サーボトラック信号を書き込む情報記録装置であって、
前記センサユニットは、前記回折格子に光束をスポット
投影する投光手段と、前記回折格子のスポット投影位置
からの次数の異なる回折光を、前記次数の異なる回折光
が共に平行光束でかつ互いに平行である形態か、或いは
前記次数の異なる回折光の波面が同一曲率中心を有する
形態で、互いに合波して得られる干渉光束を受光する光
検出手段とを有することを特徴とする。

【００１７】第２発明に係る情報記録装置は、ハードデ
ィスクドライブの磁気ヘッドアームの上方に配置した光
学式非接触変位測定センサユニットにより、前記磁気ヘ
ッド用アームとの距離を前記磁気ヘッドアームに取り付
けた回析格子を用いて測定し、該距離の変動をなくすよ
うに前記磁気ヘッド用アームを位置決めすることを繰り
返して、前記磁気ヘッド用アームが停止する度にハード
ディスクにサーボトラック信号を書き込む情報記録装置
であって、前記センサユニットは、前記回折格子に光束
をスポット投影する投光手段と、前記回折格子のスポッ
ト投影位置からの次数の異なる回折光を、前記次数の異
なる回折光が共に平行光束でかつ互いに平行である形態
か、或いは前記次数の異なる回折光の波面が同一曲率中
心を有する形態で、互いに合波して得られる干渉光束を
受光する光検出手段とを有することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図１０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３
２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
３２が回転し、これによってスライダ３３がハードディ
スクＤ上を円弧状に移動するようになっている。

【００１９】磁気ヘッドアーム３２の上面部には、テー
プ状のリニア型回折格子３５が格子配列を磁気ヘッドア
ーム３２の回転移動方向にほぼ合わせて貼り付けられて
おり、磁気ヘッドアーム３２が回転駆動される±１５度
程度の範囲内で、点照射光束が格子有効部からはみ出さ
ないようにされている。

【００２０】ハードディスクドライブ３０の上面の空間
には、光学式非接触変位測定センサユニット３６がアー
ム３７に取り付けられて配置されており、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３
８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。センサユニット３
６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制御ができ
るようになっている。

【００２１】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】センサユニット３６からはリニア回折格子
３５に向けてレーザー光束が点照射され、±１次の回折
光がセンサユニット３６に戻されるように構成されてお
り、センサユニット３６に対する磁気ヘッドアーム３２
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。この測定を基に、磁気ヘッドアーム３２の
先端のスライダ３３内の磁気ヘッドにより、ハードディ
スクＤにサーボトラック信号を記録することになる。

【００２３】図２はセンサユニット３６の光学系の斜視
図を示し、磁気ヘッドアーム３２の上面にリニア回折格
子３５を貼り付けたスケール４５が固定されており、回
析格子３５の上方にセンサユニット３６が配置されてい
る。センサユニット３６内において、回折格子３５との
距離が焦点位置ｆとなる位置にレンズ５０が配置され、
レンズ５０の中心光軸上に、コリメータレンズ５１、半
導体レーザー光源５２、更にその上方に４つの格子領域
を有する回折格子５３、この格子領域に対応した４分割
センサ５４が配列されている。そして、リニア回折格子
３５からの反射光を受けるレンズ５０の端部２個所の上
方位置に、光束を光学系全体の光軸方向に偏向する等ピ
ッチのブレーズド回折格子５５ａ、５５ｂが配置されて
いる。

【００２４】回折格子５３はブレーズド回折格子５５
ａ、５５ｂと同一ピッチで、かつこの２光束の透過領域
内において格子位相がλ／４ずつずれた格子領域を有
し、ブレーズド回折格子５５ａ、５５ｂにより偏向され
た２光束は回折格子５３において波面を揃えて合波され
るようになっている。なお、２枚のブレーズド回折格子
５５ａ、５５ｂを使用ぜずに、プリズム系を配置して２
つの平行光束を波面を揃えて合波する偏向光学系を用い
てもよい。

【００２５】これらの構成により、非接触で微小位置決
めを行う場合は、先ずセンサユニット３６を外部のロー
タリエンコーダ３９及び駆動モータ４０を用いて微小角
度だけ回転移動させる。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
を駆動して、駆動モータ４０は高精度の回転位置決めを
行う。そして、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。

【００２６】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、センサユニット３
６からは距離が再び変化していることを示す信号が出力
される。この信号は信号演算処理部４１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
が駆動されて、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、センサユニット３６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
りセンサユニット３６の移動に対し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。

【００２７】センサユニット３６内の半導体レーザー光
源５２から出射した発散光束は、コリメータレンズ５１
で平行光束となり、レンズ５０を透過して回折格子３５
上に点照射される。この回折格子３５は±１次回折光を
特に強く反射回折するために、その高さが実質的に４分
の１波長の位相型回折格子となっており、レーザー光の
波長をλ、レーザー平行光束の径をαとすると、回折格
子３５上でのビームウエストωは、ω＝１．２７３×λ
×｜ｆ｜／αとなる。このビームウエストωは回折格子
３５の格子ピッチｐに対して数本以上になるように、レ
ーザー平行光束の径αと焦点位置ｆが選択されている。

【００２８】そして、回折格子３５上に照射された光束
は、反射回折されて±１次回折光を出射する。このと
き、±１次回折光の光軸の回折角θは次式より得られ
る。ｐ・ sinθ＝λ

【００２９】この±１次回折光は再びレンズ５０を透過
し、互いに光軸が平行な２つの平行光束となり、この光
学系によって、回析格子３５が格子形成面に沿って回転
移動した場合でも、回折格子３５より得られた±１次の
回折光は共に必ず平行光束でかつ光軸も平行となる。２
つの平行光束はそれぞれ等ピッチのブレーズド回折格子
５５ａ、５５ｂによって偏向され、４つの格子領域を有
する回折格子５３において波面を揃えて合波される。そ
して、それぞれ４分割センサ５４により回折格子３５の
移動に伴って、１／４周期位相差を有する正弦波状の信
号が得られる。

【００３０】このように、２つの平行光束を波面を揃え
て合波する偏向光学系に２枚のブレーズド回折格子５５
ａ、５５ｂを配置し、この２枚のブレーズド回折格子５
５ａ、５５ｂの光束透過領域内に格子配列位相の異なる
部分を設けることにより、例えば１／４波長板と偏向プ
リズムの組み合わせのような複雑な光学構成をとること
なく、位相ずれ信号を検出することができるので、簡便
に高精度検出が可能となる。

【００３１】いま、回折格子３５の格子ピッチをｐ＝
１．６μｍとした場合に、光束が格子部分で０．８μｍ
移動すると明暗が正弦波状に１周期分変化する。この明
暗変化を光電素子等により電気信号に変換して、１／４
周期位相差を有する正弦波状の信号が得られるようにす
れば、公知の電気回路により変位情報に対応する正弦波
状の信号を安定的に数１００の位相に分割することが可
能となり、例えば電気回路により４００（８００）分割
を行うことが可能ならば、０．００２（０．００１）μ
ｍ程度の分解能で変位情報を検出することができる。

【００３２】図３は回折格子３５が方位方向にずれを生
じた場合の光路図を示し、回折格子３５が方位角ηだけ
方位方向に回転していると、±１次回折光は回折格子３
５上でビームウエストωとして方位角η方向にそれぞれ
発散しながら回折される。この２つの発散光束はレンズ
５０を透過することにより偏向されることになるが、レ
ンズ５０は回折格子３５と焦点位置ｆが合わされている
ために、方位角ηに拘わらず互いに平行光軸を有する２
光束となる。

【００３３】図４は回折格子３５が回転方向にずれを生
じた場合の光路図を示し、回折格子３５が回転方向に回
転角φだけ回転していると、±１次回折光の光軸の回折
角θは次式により得られる。ｐ・（ sinθ± sinφ）＝λ

【００３４】この光軸で回折角θが異なる±１次回折光
は、回折格子３５上をビームウエストωとしてそれぞれ
発散しながら回折され、この２つの発散光束は方位ずれ
の場合と同様にレンズ５０を透過することにより、回転
角φに拘わらず必ず平行光束となる。

【００３５】このように、回折格子３５の取り付けにず
れがある場合は、光束の光路に多少のずれが生ずるが、
光の干渉は常に良好な状態に保たれているので、想定さ
れる回折格子３５の取り付けずれに合わせて、最終的に
２光束が４分割センサ５４内に到達するように、入射光
束の径、格子ピッチ、レンズ５０の焦点距離を選択する
ことにより、常に安定した変位情報を検出することがで
きる。このようにして、間接的に磁気ヘッドアーム３２
を非接触でかつ高精度に位置決めするための最適なセン
サユニット３６を実現することができる。

【００３６】図５は第２の実施例の斜視図を示し、第１
の実施例と同じ符号は同じ部材を表している。この第２
実施例においては、磁気ヘッドアーム３２上の回折格子
３５の上方にセンサユニット３６’を固定的に配置し
て、磁気ヘッドアーム３２の変位情報を測定し、直接的
に磁気ヘッドアーム３２の位置決め制御を行ってサーボ
トラック信号を書き込むようにしている。回折格子３５
は磁気ヘッドアーム３２が移動しても、センサユニット
３６’からの光束外には出さないようにされている。

【００３７】図６はセンサユニット３６’の光学系の斜
視図を示し、レーザービームを図２に示すレンズ５０を
介さずにコリメータレンズ５１から直接にリニア型回折
格子３５上に点照射する構成とし、この場合には回折格
子３５上のビームウエストωは投光光学系によって決定
されるので、回折格子３５の格子ピッチｐに対する照射
本数をレンズ５０に関係なく設定することができる。な
お、その他の構成は第１の実施例と同様であり、その説
明は省略する。

【００３８】半導体レーザー光源５２から出射した発散
光束は、コリメータレンズ５１により回折格子３５でビ
ームウエストωとなる収束光となって照射され、この光
束は反射回折されて±１次回折光が出射される。このと
き、±１次回折光の光軸の回折角θは、回折格子３５の
格子ピッチをP1とすると、第１の実施例と同様に次式か
ら得られる。 P1・ sinθ＝λ

【００３９】この±１次回折光はそれぞれ光学系全体の
光軸方向に偏向されるように配置された格子ピッチP2を
有するブレーズド回折格子５５ａ、５５ｂにより偏向さ
れ、格子ピッチP3を有しかつ２光束透過領域内で格子位
相がλ／４ずつずれた４つの格子領域を有する回折格子
５３により波面を揃えて合波される。そして、それぞれ
の４つの格子領域に対応した４分割センサ５４により、
回折格子３５の移動に伴って１／４周期位相差を有する
正弦波信号が得られる。ここで、３枚の回折格子３５、
５５、５３の格子ピッチP1、P2、P3は次の関係を満たし
ている。１／P2＝１／P1＋１／P3

【００４０】このようにして、回折格子５３において２
つの回折光の光軸が合わさるように回折格子間隔を設定
することにより、最終的に２つの回折光を波面を揃えて
合波する偏向光学系を実現することができる。

【００４１】図７は方位ずれ時の光路図を示し、スケー
ル４５が方位方向に方位角ηだけ回転した場合には、±
１次回折光は回折格子３５上をビームウエストωとして
方位角η方向にそれぞれ発散しながら回折される。この
２つの発散光束は、方位角ηに拘わらず回折格子３５上
の照射点を曲率中心とした波面により形成され、方位角
ηがゼロの場合の光束と波面が一致した光束となる。

【００４２】図８は回転ずれ時の光路図を示し、この場
合もスケール４５が回転角φだけ回転した場合には、±
１次回折光の光軸の回折角θは次式により得られる。 P1・（ sinθ± sinφ）＝λ

【００４３】この光軸で回折角が異なる±１次回折光
は、回折格子３５上をビームウエストωとしてそれぞれ
発散しながら回折され、この２つの発散光束は同様に回
転角φに拘わらず、回転角φがゼロの場合の光束と波面
が一致した光束となる。

【００４４】このように、回折格子３５の取り付けにず
れが発生した場合には、光束の光路に多少のずれが生ず
るが、光の干渉は常に良好な状態を保つことができるの
で、磁気ヘッドアーム３２の±１５度程度の回転駆動範
囲や想定される回折格子３５の取り付けずれに合わせ
て、最終的に４分割センサ５４に２光束が到達するよう
に、入射する光束の径、格子ピッチ、回折格子の間隔を
選択して、常に安定した変位情報を検出することがで
き、直接的に磁気ヘッドアーム３２つまりスライダ３３
を非接触でかつ高精度に位置決めするために最適なセン
サユニット３６’を実現することができる。

【００４５】図９、図１０は検出信号とスライダ３３の
移動量との関係の説明図を示し、ここでＸ軸は磁気ヘッ
ドアーム３２の回転中心とセンサユニット３６’の光束
照射点とを結ぶ線とし、Ｙ軸はその垂直方向とする。ま
た、回折格子３５は磁気ヘッドアーム３２の回転中心と
スライダ３３とを結ぶ線に対し垂直に格子が配列された
リニア型回折格子とし、磁気ヘッドアーム３２の回転中
心とセンサユニット３６’の光束照射点との間隔をａ、
磁気ヘッドアーム３２の回転中心とスライダ３３との間
隔をｂとしている。

【００４６】スライダ３３位置がθ2 だけ回転した場合
を考えると、図９から回折格子３５のＹ軸方向の格子間
隔はｐ／ cosθ2 となるので、センサユニット３６’か
らは、磁気ヘッドアーム３２がセンサユニット３６’の
光束照射点でＹ軸方向に（ｐ／２） cosθ2 だけ移動す
る毎に、１周期の正弦波信号が出力される。一方、図１
０においてスライダ３３の移動量はセンサユニット３
６’の光束照射点移動量に対しｂ／ａの比率で移動し、
スライダ３３の移動量をＹ軸に投影すると、センサユニ
ット３６’の光束照射点移動量に対し（ｐ／２）・ cos
θ2 （ｂ／ａ）の比率で移動することになる。

【００４７】従って、センサユニット３６’の１正弦波
当たりのスライダ３３のＹ軸方向への移動量Ｌは、Ｌ＝（ｐ／２）・ cosθ2 ・（ｂ／ａ）／ cosθ2 ＝ｂ
・ｐ／（２・ａ）となり、磁気ヘッドアーム３２の回転位置に依らずに一
定となる。

【００４８】このとき、回折格子３５の格子ピッチは半
径方向に依らないので、Ｘ軸方向の回折格子３５の貼付
ずれは無視することができ、また回折格子３５が回転ず
れ角φで貼り付けられた場合には、回折格子３５のＹ軸
方向の格子間隔はｐ／ cos（θ2 −φ）となるが、回転
ずれ角φが１度あっても直線性のずれは１％以下であ
り、貼付許容値は非常に大きくなる。

【００４９】例えば、回折格子３５の格子ピッチをｐ＝
１．６μｍとし、ａ＝１０ｍｍ、ｂ＝５０ｍｍとする
と、Ｌ＝４μｍとなり、センサユニット３６’の変位出
力を電気回路により８００分割すると、スライダ３３の
Ｙ軸方向への移動量Ｌの検出分解能は０．００５μｍと
なる。

【００５０】このように、リニア回折格子３５を使用す
ることによって、検出信号とスライダ３３の移動量とが
Ｙ軸方向に対してリニアな関係を保持しかつ高分解能を
有するために、スライダ３３の位置制御手段を簡素な構
成とすることができ、回折格子３５の貼付許容値を大き
くできるので、貼付作業が簡素化され、回折格子３５の
磁気ヘッドアーム３２への取り付け時間を大幅に短縮す
ることができる。

【００５１】以上、第１の実施例では図２の光学セン
サ、第２の実施例では図６の光学センサを用いて説明し
たが、何れの実施例にもこれらの光学センサを適用する
ことができる。

【００５２】

【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、磁気ヘッドアーム上への回折格子の取り付
け及び位置出しを厳密に行うことなく変位情報を検出す
ることができるので、回折格子の磁気へッドアームへの
取り付け時間を大幅に短縮することができ、磁気ヘッド
アームの変位情報を回折格子の取り付け位置及び円弧状
移動に関係なく検出することができるので、高精度で安
定した変位情報を得ることができる。また、磁気ヘッド
アームへ負荷を掛けることなく直接磁気ヘッドアームの
変位情報を検出するので、磁気ヘッドアームの歪みを考
慮する必要がなく、正確な高精度変位情報検出を可能と
し、この変位情報を基に、非接触光学式変位測定センサ
ユニットの移動に磁気ヘッドアームを追従させるように
制御し、かつセンサユニット自体の位置を高精度な回転
位置決め装置を用いて制御することにより、間接的に磁
気へッドアームを非接触でかつ高精度に位置決めするこ
とができ、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可能となる。

【００５３】また、第２発明に係る情報記録装置は、磁
気ヘッドアームが円弧状に移動しても高精度で安定した
変位情報を検出することが可能となり、またリニア型回
折格子を配置することによってスライダの位置情報が検
出光学系とリニアな関係となるので、簡素な構成で直接
的にスライダの位置制御を行うことができ、磁気ヘッド
アーム上への回折格子の取り付け及び位置出しを厳密に
行う必要がなくなり、回折格子の磁気ヘッドアームへの
取り付け時間を大幅に短縮することができ、高密度サー
ボトラック信号の書き込み工程を安定でかつ高速化を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の斜視図である。

【図２】光学センサ部の斜視図である。

【図３】回転ずれ時の光路の斜視図である。

【図４】方位ずれ時の光路の斜視図である。

【図５】第２の実施例の斜視図である。

【図６】光学センサ部の斜視図である。

【図７】回転ずれ時の光路の斜視図である。

【図８】方位ずれ時の光路の斜視図である。

【図９】検出信号とスライダ移動量の関係の説明図であ
る。

【図１０】検出信号とスライダ移動量の関係の説明図で
ある。

【図１１】従来例のハードディスクドライブの平面図で
ある。

【図１２】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１３】非接触干渉測長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、５３、５５ａ、５５ｂ回折格子３６、３６’ センサユニット３９ロータリエンコーダ４０駆動モータ４５スケール５２半導体レーザー光源５４４分割センサＤハードディスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハードディスクドライブの磁気ヘッド用
アームの回転中心と同軸の回転軸を有する回転位置決め
手段に取り付け前記磁気ヘッドアームの上方に配置した
光学式非接触変位測定センサユニットにより、前記磁気
ヘッド用アームとの距離を前記磁気ヘッドアームに取り
付けた回析格子を用いて測定し、該距離の変動をなくす
ように前記回転位置決め手段の動きによる前記センサユ
ニットの位置決めに追従して前記磁気ヘッド用アームを
位置決めすることを繰り返して、前記磁気ヘッド用アー
ムが停止する度にハードディスクにサーボトラック信号
を書き込む情報記録装置であって、前記センサユニット
は、前記回折格子に光束をスポット投影する投光手段
と、前記回折格子のスポット投影位置からの次数の異な
る回折光を、前記次数の異なる回折光が共に平行光束で
かつ互いに平行である形態か、或いは前記次数の異なる
回折光の波面が同一曲率中心を有する形態で、互いに合
波して得られる干渉光束を受光する光検出手段とを有す
ることを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】前記センサユニットの前記光検出手段は
前記回析格子が格子形成面に沿って回転移動しても前記
次数の異なる回折光が平行光束でかつ光軸を平行である
形態か、或いは前記次数の異なる回折光の波面が同一曲
率中心を有する形態で、波面を揃えて合波する偏向光学
系を有する請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項３】前記次数の異なる回折光を、発散光のま
ま或いは平行光変換して、合波した形で前記光検出手段
に導く光学系を有する請求項２に記載の情報記録装置。
【請求項４】前記光学系内に、前記複数の回折光の各
光束それぞれに対して実質的に２枚の光束合波用回折格
子が配設され、前記実質的に２枚の光束合波用回折格子
の一方の光束透過領域内に格子配列位相の異なる格子部
分を設けた請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項５】前記投光手段は前記回折格子が実質的に
焦点位置になるように配置したレンズ系へ平行光束照射
し、前記光学系は前記回折格子からの複数の回折光を前
記レンズ系により平行光束でかつ互いに平行にする請求
項１に記載の情報記録装置。
【請求項６】前記投光手段は前記回折格子が実質的に
焦点位置になるように配置したレンズ系へ平行光束照射
し、前記回折格子からの複数の回折光を該レンズ系によ
り平行光束でかつ互いに平行にする請求項１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の磁気ヘッドア
ームの上方に配置した光学式非接触変位測定センサユニ
ットにより、前記磁気ヘッド用アームとの距離を前記磁
気ヘッドアームに取り付けた回析格子を用いて測定し、
該距離の変動をなくすように前記磁気ヘッド用アームを
位置決めすることを繰り返して、前記磁気ヘッド用アー
ムが停止する度にハードディスクにサーボトラック信号
を書き込む情報記録装置であって、前記センサユニット
は、前記回折格子に光束をスポット投影する投光手段
と、前記回折格子のスポット投影位置からの次数の異な
る回折光を、前記次数の異なる回折光が共に平行光束で
かつ互いに平行である形態か、或いは前記次数の異なる
回折光の波面が同一曲率中心を有する形態で、互いに合
波して得られる干渉光束を受光する光検出手段とを有す
ることを特徴とする情報記録装置。
【請求項８】前記センサユニットの前記光検出手段は
前記回析格子が格子形成面に沿って回転移動しても前記
次数の異なる回折光が平行光束でかつ光軸を平行である
形態か、或いは前記次数の異なる回折光の波面が同一曲
率中心を有する形態で、波面を揃えて合波する偏向光学
系を有する請求項７に記載の情報記録装置。
【請求項９】前記次数の異なる回折光を、発散光のま
ま或いは平行光変換して、合波した形で前記光検出手段
に導く光学系を有する請求項８に記載の情報記録装置。
【請求項１０】前記光学系内に、前記複数の回折光の
各光束それぞれに対して実質的に２枚の光束合波用回折
格子が配設され、前記実質的に２枚の光束合波用回折格
子の一方の光束透過領域内に格子配列位相の異なる格子
部分を設けた請求項９に記載の情報記録装置。
【請求項１１】前記投光手段は前記回折格子が実質的
に焦点位置になるように配置したレンズ系へ平行光束照
射し、前記光学系は前記回折格子からの複数の回折光を
前記レンズ系により平行光束でかつ互いに平行にする請
求項７に記載の情報記録装置。
【請求項１２】前記投光手段は前記回折格子が実質的
に焦点位置になるように配置されたレンズ系へ平行光束
照射し、前記回折格子からの複数の回折光を該レンズ系
により平行光束でかつ互いに平行にする請求項７に記載
の情報記録装置。
【請求項１３】前記回折格子はリニア型とした請求項
７〜１２の何れか１つの請求項に記載の情報記録装置。