JPH1144507A - 回動物体の位置検出装置と位置決め装置及びそれを用いた情報記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回動物体に光学的な指標を貼付することな
く、かつ環境変動の影響を受けることなく回動物体まで
の距離測定を行うことができて回動物体の位置を高い信
頼性で検出及び位置決めすることが可能な回動物体の位
置検出装置と位置決め装置及びそれを用いた情報記録装
置を提供すること。 【解決手段】 位置検出対象となる回動物体ＡＲＭ１
と、光源ＬＧＴから放射された測定光を回動物体ＡＲＭ
１に射出して得られる反射光と該測定光の一部を用いて
形成した基準光とを干渉させて受光素子で受光すること
により回動物体ＡＲＭ１の位置を検出する干渉計Ａとの
間に、少なくとも測定光と反射光の光路の一部に光学ブ
ロックＢを具備している位置検出装置と位置決め装置及
びそれを用いた情報記録装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブの磁気ヘッドの様な回動物体の位置検出装置と位
置決め装置及びそれを用いた情報記録装置に関する。本
発明は、特に、コンピューターに使用されるハードディ
スクドライブ装置（以下、ＨＤＤ）の製造装置、そのな
かでもＨＤＤ内部のハードディスクにサーボトラック信
号を高精度に書き込むための装置に良好に適用できるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＨＤＤ内部のハードディスクにサ
ーボトラック信号を書き込むための装置の説明図を図６
に示す。

【０００３】図６において、ＨＤＤはハードディスクド
ライブ装置、ＨＤはハードディスク、ＳＬＩＤはスライ
ダー、ＡＲＭ１は磁気ヘッドアーム、ＶＯＩＣはボイス
コイル、ＯＨＤはハードディスクＨＤのスピンドル、Ｏ
ＡＲＭは磁気ヘッドアームＡＲＭ１の回転軸である。

【０００４】ハードディスクＨＤ表面には磁気記録媒体
が蒸着されている。ハードディスクＨＤはスピンドルＯ
ＨＤを中心に常時高速で回転しており、ハードディスク
ＨＤの表面に近接して磁気ヘッドが配置されている。磁
気ヘッドは、ハードディスクＨＤの外側に回転中心（回
動軸ＯＡＲＭ）を持つ磁気ヘッドアームＡＲＭ１の先端
に取り付けられたスライダーＳＬＩＤと呼ばれる略直方
体の部分に組み込まれていて、ハードディスクＨＤ上を
略半円径方向に相対移動できるようになっている。

【０００５】よって、回転するハードディスクＨＤと円
弧移動する磁気ヘッドによって、円盤状のハードディス
ク表面上の任意の位置（トラック）に磁気情報を書き込
んだり読み取ったりすることができる。

【０００６】さて、ハードディスクＨＤ表面上への磁気
記録方式は、まず、ハードディスクＨＤの回転中心（ス
ピンドルＯＨＤ）に対して、同芯円の半径の異なる複数
の円環状トラックに分割し、さらにそれぞれの円環状の
トラックも複数個の円弧に分割され、最終的に複数個の
円環状領域に、周方向に沿って時系列に記録再生される
ようになっている。

【０００７】さて、最近の動向として、ハードディスク
の記憶容量アップが求められ、ハードディスクへの記録
情報を高密度化する要望がある。ハードディスクへの記
録情報を高密度化する手段としては、同円芯状に分割し
たトラック幅を狭くして、半径方向への記録密度を向上
させることが有効である。

【０００８】半径方向への記録密度は１インチ長あたり
のトラック密度ＴＰＩ（ｔｒａｃｋ／ｉｎｃｈ）で表現
され、現在８０００ＴＰＩ程度である。これはトラック
間隔が約３．１２５ミクロンであることを意味してい
る。

【０００９】こうした微細なトラックピッチを割り出す
ためには、磁気ヘッドをハードディスクＨＤの半径方向
にトラック幅の１／５程度の分解能（０．０６ミクロ
ン）で位置決めして、あらかじめサーボトラック信号を
書き込んでおく必要がある。ここで重要な技術は、短時
間に高分解能な位置決めをしながら、順次サーボトラッ
ク信号を書き込むことである。

【００１０】図７に従来のサーボトラック信号書込用の
位置決め装置の概略構成図を示す。図７において、ＰＲ
ＯＤはプッシュロッド、ＡＲＭ２はプッシュロッドＰＲ
ＯＤ用のアーム、ＭＯは位置決め用制御モータ、ＲＥは
モータＭＯの回転軸の回転量検出用のロータリーエンコ
ーダ、ＳＰはロータリーエンコーダＲＥからの検出出力
を解析し、磁気ヘッドのサーボトラック信号書込位置へ
の位置決め指令信号を発するシグナルプロセッサー、Ｍ
ＤはシグナルプロセッサーＳＰの指令信号によりモータ
ＭＯをドライブするモータドライバーである。

【００１１】従来は、図７に示すように、磁気ヘッドア
ームＡＲＭ１を横からプッシュロッドＰＲＯＤの円筒面
を押し当てて、ロータリーエンコーダＲＥ、シグナルプ
ロセッサーＳＰ、モータＭＯでアームＡＲＭ２を回転さ
せてプッシュロッドＰＲＯＤを順次微小送りしながら位
置決めをし、順次サーボトラック信号を書き込んでい
た。即ち、プッシュロッドＰＲＯＤの微小送りは図に示
すモータＭＯとロータリーエンコーダＲＥよりなるロー
タリーポジショナー等によって高分解能、高精度（０．
０１ミクロン程度以下）に位置決め微小送りされてい
た。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】最近ではより高精度な
位置決めを想定して、機械的に磁気ヘッドアームを押し
当てることをしないで、光学的な手段によって磁気ヘッ
ドアームの移動を高精度に測定すること及びボイスコイ
ルに電流を流すことで直接磁気ヘッドアームを動かし
て、適切な制御を加えることで非接触でかつ高精度に位
置決めする方式が考案されている。図８にそのような装
置の一例を示す。

【００１３】図８において、ＬＡはレーザ光源、Ｍはミ
ラー、ＢＳはビームスプリッタ、ＣＣは磁気ヘッドアー
ムＡＲＭ１上に設けられたコーナーキューブの様なレト
ロリフレクター、ＰＤはフォトディテクターである。

【００１４】本装置においては、レーザ光源ＬＡ、ミラ
ーＭ、ビームスプリッタＢＳ、レトロリフレクターＣＣ
で、マイケルソン型干渉計を構成し、レトロリフレクタ
ーＣＣとミラーＭをそれぞれ経由した光束Ｌ１とＬ２と
の干渉光をフォトディテクターＰＤで検出して、磁気ヘ
ッドアームＡＲＭ１の位置情報を得ている。そして得ら
れた検出信号に基づいて、シグナルプロッセッサーＳＰ
が指令を発し、ボイスコイルモータドライバーＶＣＭＤ
からボイスコイルＶＯＩＣに流す電流を制御することで
直接磁気ヘッドアームＡＲＭ１を動かして、適切な制御
を加えるものである。

【００１５】しかし、この様な装置においては、光学的
な手段によって磁気ヘッドアームの移動を高精度に測定
するには、通常、磁気ヘッドアーム自体に何らかの光学
的な指標を貼付する必要がある。例えば、図８のような
レーザー干渉測長を原理とする方法ではコーナーキュー
ブの様なレトロリフレクターＣＣを磁気ヘッドアームＡ
ＲＭ１上に乗せる必要があり、スペース確保や重量増加
によるスライダーＳＬＩＤ〜ハードディスクＨＤ間のギ
ャップ変化が問題になりやすい。

【００１６】また、磁気ヘッドアームに何も付加しない
で、スライダー側面にハードディスクの外部から光束を
射出してスライダー側面までの距離を光の干渉を利用し
て測長することも考えられるが、測定用の光束の近傍で
ハードディスクが高速に回転するため、測定用の光束が
ハードディスクの回転による空気揺らぎの影響を受ける
恐れがあり、光の干渉を利用して１０μｍ程度の分解能
でスライダー側面までの距離を測定しても安定性が十分
ではない。

【００１７】本発明は、上述の様な事情に鑑みて為され
たものであり、回動物体に対して干渉計型の非接触距離
センサを用いる際に、回動物体に光学的な指標を貼付す
る必要がなく、かつ環境変動の影響を受けることなく回
動物体までの距離測定を行うことができて回動物体の位
置を高い信頼性で検出及び位置決めすることが可能な回
動物体の位置検出装置と位置決め装置及びそれを用いた
情報記録装置を提供することを目的する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するため、下記の如き手段を採用した。

【００１９】即ち、本発明の位置検出装置は、 〔１〕：位置検出対象となる回動物体と、光源から放射
された測定光を回動物体に射出して得られる反射光と該
測定光の一部を用いて形成した基準光とを干渉させて受
光素子で受光することにより回動物体の位置を検出する
干渉計との間に、少なくとも測定光と反射光の光路の一
部に光学ブロックを設けていることを特徴としている。

【００２０】特に、 〔１−２〕：上記〔１〕の位置検出装置において、該干
渉計は回動物体の回動中心と略同軸の回転軸に回転体を
介して取り付けられていること、 〔１−３〕：上記〔１〕又は〔１−２〕の位置検出装置
において、該光学ブロックは、干渉計の光源から放射さ
れた測定光を回動物体の近傍まで導いて回動物体に射出
し、該回動物体より得られる反射光を干渉計の受光素子
に受光させること、 〔１−４〕：上記〔１〕乃至〔１−３〕の何れかの位置
検出装置において、該光学ブロックは、ハーフミラー及
び部分反射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光部
材に備え、該干渉計の光源から放射された測定光を導光
部材を介し基準光形成部に導いてハーフミラーを透過さ
せてから回動物体に射出し、この回動物体で反射して得
られる反射光を再びハーフミラーを透過させて導光部材
を介し受光素子に受光させるとともに、該導光部材を介
し基準光形成部に導いた測定光をハーフミラーで反射さ
せて部分反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで
反射した反射光を再びハーフミラーで反射させて基準光
を形成して導光部材を介し受光素子に受光させること、 〔１−５〕：上記〔１〕乃至〔１−３〕の何れかの位置
検出装置において、該光学ブロックは、測定光をくさび
状に集光する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反射
ミラーを有する基準光形成部とを透明な導光部材に備
え、該干渉計の光源から放射された測定光を導光部材を
介し集光光学部に導いてくさび状に集光させハーフミラ
ーを透過させてから線状に集光させて回動物体に射出
し、この回動物体で反射して得られる反射光を再びハー
フミラーを透過させ集光光学部でくさび状に広げて導光
部材を介し受光素子に受光させるとともに、該導光部材
を介し集光光学部に導いてくさび状に集光させた測定光
をハーフミラーで反射させてから線状に集光させて部分
反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射した
反射光を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成し
て集光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受光素
子に受光させること、 〔１−６〕：上記〔１−４〕又は〔１−５〕の位置検出
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けら
れていること、 〔１−７〕：上記〔１−４〕又は〔１−５〕の位置検出
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平
行に設けられていることなどを特徴としている。

【００２１】また、本発明の位置決め装置は、 〔２〕：回動物体の回動中心と略同軸の回転軸を有する
回転位置決め手段のアームに干渉計を取り付け、該干渉
計の光源から放射された測定光を回動物体に射出して得
られる反射光と該測定光の一部を用いて形成した基準光
とを干渉させて受光素子で受光することにより回動物体
との相対位置情報を検出し、該回転位置決め手段を作動
したときの干渉計と回動物体との相対位置情報の変動を
キャンセルするように回動物体を回動制御回路により位
置決めする位置決め装置において、該干渉計と回動物体
との間に少なくとも測定光と反射光の光路の一部に光学
ブロックを介在させ、該光学ブロックにより干渉計の光
源から放射された測定光を回動物体の近傍まで導いて回
動物体に射出し、該回動物体で反射して得られる反射光
を干渉計の受光素子に受光させていることを特徴として
いる。

【００２２】特に、 〔２−２〕：上記〔２〕の位置決め装置において、該光
学ブロックは干渉計に一体的に取り付けられているこ
と、 〔２−３〕：上記〔２〕又は〔２−２〕の位置決め装置
において、該光学ブロックは、ハーフミラー及び部分反
射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光部材に備
え、該干渉計の光源から放射された測定光を導光部材を
介し基準光形成部に導いてハーフミラーを透過させてか
ら回動物体に射出し、この回動物体で反射して得られる
反射光を再びハーフミラーを透過させて導光部材を介し
受光素子に受光させるとともに、該導光部材を介し基準
光形成部に導いた測定光をハーフミラーで反射させて部
分反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射し
た反射光を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成
して導光部材を介し受光素子に受光させること、 〔２−４〕：上記〔２〕又は〔２−２〕の位置決め装置
において、該光学ブロックは、測定光をくさび状に集光
する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反射ミラーを
有する基準光形成部とを透明な導光部材に備え、該干渉
計の光源から放射された測定光を導光部材を介し集光光
学部に導いてくさび状に集光させハーフミラーを透過さ
せてから線状に集光させて回動物体に射出し、この回動
物体で反射して得られる反射光を再びハーフミラーを透
過させ集光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受
光素子に受光させるとともに、該導光部材を介し集光光
学部に導いてくさび状に集光させた測定光をハーフミラ
ーで反射させてから線状に集光させて部分反射ミラーに
入射させ、この部分反射ミラーで反射した反射光を再び
ハーフミラーで反射させて基準光を形成して集光光学部
でくさび状に広げて導光部材を介し受光素子に受光させ
ること、 〔２−５〕：上記〔２−３〕又は〔２−４〕の位置決め
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けら
れていること、 〔２−６〕：上記〔２−３〕又は〔２−４〕の位置決め
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平
行に設けられていることなどを特徴としている。

【００２３】また、本発明の情報記録装置は、 〔３〕：被記録媒体に所定の情報を記録する記録部を有
する回動物体の回動中心と略同軸の回転軸を有する回転
位置決め手段のアームに干渉計を取り付け、該干渉計の
光源から放射された測定光を回動物体に射出して得られ
る反射光と該測定光の一部を用いて形成した基準光とを
干渉させて受光素子で受光することにより回動物体との
相対位置情報を検出し、該回転位置決め手段を間欠的に
作動したときの干渉計と回動物体との相対位置情報の変
動をキャンセルするように回動物体を回動制御回路によ
り回動させて位置決めを繰り返し、停止の都度、該被記
録媒体に記録部で所定の情報を記録する情報記録装置に
おいて、該干渉計と回動物体との間に少なくとも測定光
と反射光の光路の一部に光学ブロックを介在させ、該光
学ブロックにより干渉計の光源から放射された測定光を
回動物体の近傍まで導いて回動物体に射出し、該回動物
体で反射して得られる反射光を干渉計の受光素子に受光
させていることを特徴としている。

【００２４】特に、 〔３−２〕：上記〔３〕の情報記録装置において、該光
学ブロックは干渉計に一体的に取り付けられているこ
と、 〔３−３〕：上記〔３〕又は〔３−２〕の情報記録装置
において、該光学ブロックは、ハーフミラー及び部分反
射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光部材に備
え、該光源から放射された測定光を導光部材を介し基準
光形成部に導いてハーフミラーを透過させてから回動物
体に射出し、この回動物体で反射して得られる反射光を
再びハーフミラーを透過させて導光部材を介し受光素子
に受光させるとともに、該導光部材を介し基準光形成部
に導いた測定光をハーフミラーで反射させて部分反射ミ
ラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射した反射光
を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成して導光
部材を介し受光素子に受光させること、 〔３−４〕：上記〔３〕又は〔３−２〕の情報記録装置
において、該光学ブロックは、測定光をくさび状に集光
する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反射ミラーを
有する基準光形成部とを透明な導光部材に備え、該光源
から放射された測定光を導光部材を介し集光光学部に導
いてくさび状に集光させハーフミラーを透過させてから
線状に集光させて回動物体に射出し、この回動物体で反
射して得られる反射光を再びハーフミラーを透過させ集
光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受光素子に
受光させるとともに、該導光部材を介し集光光学部に導
いてくさび状に集光させた測定光をハーフミラーで反射
させてから線状に集光させて部分反射ミラーに入射さ
せ、この部分反射ミラーで反射した反射光を再びハーフ
ミラーで反射させて基準光を形成して集光光学部材でく
さび状に広げて導光部材を介し受光素子に受光素子に受
光させること、 〔３−５〕：上記〔３−３〕又は〔３−４〕の情報記録
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けら
れていること、を特徴とする情報記録装置。 〔３−６〕：上記〔３−３〕又は〔３−４〕の情報記録
装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
された測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平
行に設けられていることなどを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回動物体の位
置検出装置、位置決め装置及び情報記録装置装置を添付
図面に示す実施形態に基づいて、更に詳しく説明する。

【００２６】〔実施形態例１〕本実施形態例では、回動
物体の位置検出装置として光学式非接触距離センサユニ
ットを、回動物体の位置決め装置として光学式非接触距
離センサユニット、ロータリーポジショナー、磁気ヘッ
ドアーム及びロータリーポジショナーと磁気ヘッドアー
ムを制御する制御系とからなる装置を、情報記録装置と
してハードディスクドライブ装置のサーボトラック信号
書込装置を夫々例示している。

【００２７】図１は本実施形態例のハードディスクドラ
イブ装置のサーボトラック信号書込装置を示す概略構成
図、図２は図１に示すサーボトラック信号書込装置の光
学式非接触距離センサユニットの説明図、図３は光学式
非接触距離センサユニットの光路の説明図である。図１
乃至図３において、前出と同様な部材には同じ符号を付
してある。

【００２８】図１において、ＯＰＳは光学式非接触距離
センサユニット、ＡＲＭ２は光学式非接触センサユニッ
トＯＰＳ用のロータリーポジショナー（回転位置決め手
段）ＲＴＰのアームである。後述するように本実施形態
例では、ロータリーエンコーダＲＥ、シグナルプロセッ
サーＳＰ１、モータドライバーＭＤの系でフィードバッ
ク制御を取りながらモーターＭＯでアームＡＲＭ２を回
転させて、光学式非接触距離センサユニットＯＰＳを順
次微小送りをしながら位置決めする構成になっている。
ロータリーポジショナーＲＴＰは、ロータリーエンコー
ダＲＥとモーターＭＯとで構成されている。

【００２９】又、同時に光学式非接触距離センサユニッ
トＯＰＳより得られた検出信号に基づいて、シグナルプ
ロセッサーＳＰ２が指令を発し、ボイスコイルモータド
ライバー（回転制御回路）ＶＣＭＤからボイスコイルＶ
ＯＩＣに流す電流を制御することで直接磁気ヘッドアー
ム（回動部材）ＡＲＭ１を動かして、順次微小送りされ
る光学式非接触距離センサユニットＯＳＰとの位置関係
が一定になるようにフィードバック制御を取ることで、
最終的に磁気ヘッド（記録部）を順次微小送りしながら
位置決めする構成になっている。

【００３０】ハードディスクドライブ装置ＨＤＤは、ハ
ードディスク（被記録媒体）ＨＤの外側に回転軸ＯＡＲ
Ｍをもつ磁気ヘッドアームＡＲＭ１が取り付けられてい
て、その先端に取り付けられたスライダーＳＬＩＤが、
ハードディスクＨＤ面に対向して、数ミクロン（以下）
のギャップで配置されていて、磁気ヘッドアームＡＲＭ
１の回転によって、円弧状に移動する。磁気ヘッドアー
ムＡＲＭ１の回転はボイスコイルＶＯＩＣに電流を流す
ことで行われる。

【００３１】ハードディスクＨＤには、不図示のシグナ
ルジェネレータによりサーボトラック信号がスライダー
ＳＬＩＤの磁気ヘッドを介して書き込まれる。

【００３２】光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ
は、ハードディスクドライブ装置ＨＤＤの上面の空間に
配置してあり、磁気ヘッドアームＡＲＭ１の回転中心と
同軸の回転軸ＯＡＲＭにて回転移動できるように配置し
てある。光学式非接触距離センサユニットＯＰＳの回転
位置は、光学式非接触距離センサユニットＯＰＳの回転
軸ＯＡＲＭに取り付けられた高分解能ロータリーエンコ
ーダＲＥによって測定される。

【００３３】光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ
は、干渉計Ａと光学ブロックＢとからなっており、後述
するように干渉計Ａの光源から放射される測定用の光束
（測定光）を光学ブロックＢの導光部材（以下、光学プ
ルーブと記す。）ＯＰで磁気ヘッドアームＡＲＭ１近傍
まで導いて光路を磁気ヘッドアームＡＲＭ１側に折り曲
げ、更にくさび状に集光しながらハーフミラーＨＭを透
過させて、光束の一部をスライダーＳＬＩＤ側面に射出
し、スライダーＳＬＩＤ側面での反射光束をハーフミラ
ーＨＭを透過させて光学式非接触距離センサユニットＯ
ＰＳに戻すように構成されているとともに、ハーフミラ
ーＨＭで反射した光束の一部を部分反射ミラーＭ上に入
射させ、部分反射ミラーＭでの反射光束をハーフミラー
ＨＭで反射して基準光として光学式非接触距離センサユ
ニットＯＰＳに戻し、それぞれの反射光束の光路を重ね
て干渉させて生成した明暗光束を光学式非接触距離セン
サユニットＯＰＳ内部の受光素子（光電変換素子）ＰＤ
によって検出している。

【００３４】光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ
は、光の干渉を原理としているので光学式非接触距離セ
ンサユニットＯＰＳと磁気ヘッドアームＡＲＭ１または
スライダーＳＬＩＤの距離を０．０１ミクロン以下の分
解能で測定できる。

【００３５】これらの装置構成で次の手順によって非接
触微小位置決めを行う。

【００３６】まず、シグナルプロセッサーＳＰ１によ
り、光学式非接触距離センサユニットＯＰＳを、ロータ
リーポジショナーＲＴＰのモーターＭＯおよびロータリ
ーエンコーダＲＥを用いて、サーボトラック信号書込位
置を切り替えるための磁気ヘッドの変位量に対応する微
小角度だけ回転移動させる。モーターＭＯおよびロータ
リーエンコーダＲＥは回転軸を連結されていて、ロータ
リーエンコーダＲＥの信号を用いて指定角度からのずれ
なく高精度回転位置決めができるようなフィードバック
制御を実行する。

【００３７】すると、光学式非接触センサユニットＯＰ
Ｓから、磁気ヘッドアームＡＲＭ１またはスライダーＳ
ＬＩＤまでの距離が変化したことを示す信号が出力され
る。なお、光学式非接触距離センサユニットＯＰＳによ
る距離変化の検出については後述する。

【００３８】光学的非接触距離センサユニットＯＰＳか
らの信号を受けたシグナルプロッセッサＳＰ２は、磁気
ヘッドアームＡＲＭ１の根元に固定されたボイスコイル
ＶＯＩＣに、この距離変化を打ち消す方向に磁気ヘッド
アームＡＲＭ１が動く様にボイスコイルモータドライバ
ーＶＣＭＤから電流を流させて、磁気ヘッドアームＡＲ
Ｍ１を回転させる。光学的非接触距離センサユニットＯ
ＰＳの信号によって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。
この判定がでた時点でシグナルプロッセッサＳＰ２はボ
イスコイルＶＯＩＣへの電流の供給を停止する。

【００３９】サーボトラック信号書込位置を更に書き替
えるため、シグナルプロセッサーＳＰ１の制御により、
光学的非接触距離センサユニットＯＰＳが更に微小角度
だけ回転移動されると、光学式非接触距離センサユニッ
トＯＰＳ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。これに基づいて、上述の制御が再度行
われる。

【００４０】これらを高速に繰り返すことで、光学式非
接触距離センサユニットＯＰＳの高精度位置決め、微小
送りに連動して非接触で磁気ヘッドアームＡＲＭ１（ス
ライダーＳＬＩＤ）の微小送り、高精度位置決めができ
る。

【００４１】なお実際の位置決めの手順は上記説明のよ
うに分断された手順で行う必要はなく、最適な制御理論
によって、光学式非接触距離センサユニットＯＰＳの移
動に対して、空間を隔てて磁気ヘッドアームＡＲＭ１が
追従するように動かすことができる。例えば、図１に示
す２つのシグナルプロセッサーＳＰ１，ＳＰ２に同一の
ディジタルプロセッサーを用い、ロータリーエンコーダ
ーＲＥと光学式非接触距離センサユニットＯＰＳのそれ
ぞれの内部の不図示のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換後の
出力をこの同一のディジタルプロセッサーに入力し、こ
のディジタルプロセッサー内で双方のフィードバック制
御を、双方の条件が調整された状態で並列して行う。

【００４２】次に本実施形態例における光学式非接触距
離センサユニットＯＰＳの詳細を図２を参照して説明す
る。

【００４３】図２に示すように、光学式非接触距離セン
サユニットＯＰＳは、光源としての可干渉光源ＬＧＴ、
コリメータレンズＬＮＳ、ビームスプリッタＢＳおよび
受光素子（光電変換素子）ＰＤよりなる投受光部を備え
た干渉計Ａと、光路折曲げ部（集光光学部）ＯＲおよび
基準光路形成部ＯＳを透明な光学プルーブＯＰに一体に
備えた光学ブロックＢとからなる。光学ブロックＢは干
渉計Ａに一体的に取り付けられている。

【００４４】光学ブロックＢの光路折曲げ部ＯＲは、光
学プルーブＯＰ側に回折格子ＧＴ及び回折格子レンズＬ
ＧＬを有し、基準光路形成部ＯＳ側に屈折面（テーパー
状の斜めの切り口）ＲＴを有する。基準光路形成部ＯＳ
は、ガラスなどの透明基板Ｇの両面にハーフミラーＨＭ
及び部分反射ミラーＨが平行に設けられており、部分反
射ミラーＨが屈折面ＲＴ側に位置し、ハーフミラーＨＭ
が磁気ヘッドアームＡＲＭ１側に位置している。

【００４５】光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ
は、干渉計Ａ内部のレーザダイオード等の可干渉光源Ｌ
ＧＴからの直線偏向発散光をコリメータレンズＬＮＳに
よって略平行光束にし、プリズム様のビームスプリッタ
ＢＳで反射させ、光学ブロックＢの光学プルーブＯＰお
よび光路折曲げ部ＯＲを経て基準光路形成部ＯＳに入射
させて、ハーフミラーＨＭで２つの光束（透過光と反射
光）に分割する。そして、一方の光束（透過光）をスラ
イダーＳＬＩＤ側面に向けて射出し、スライダーＳＬＩ
Ｄ側面からの反射光束を元の光路に戻してビームスプリ
ッタＢＳまで戻す。また、他方の光束（反射光）をハー
フミラーＨＭで反射させて部分反射ミラーＭに入射さ
せ、部分反射ミラーＭからの反射光を元の光路に戻して
ビームスプリッタＢＳまで戻す。

【００４６】これらの２つの光束は干渉して１つの明暗
光束となる。スライダーＳＬＩＤ側面との距離が変化す
る場合、ハーフミラーＨＭで別れた２つの光束の往復の
光路長差が光源の波長の整数倍毎に明暗が変化する。

【００４７】即ち、光源に波長０．７８ミクロンの半導
体レーザを用いれば、スライダーＳＬＩＤ側面との距離
が０．３９ミクロンずれれば明暗が正弦波状に１周期分
変化する。明暗変化は光電素子ＰＤにより電気信号に変
換される。最初の位置関係において光電素子ＰＤで検出
される明暗信号が明暗の中間になるような距離に設定し
ておけば、スライダーＳＬＩＤ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。正弦波状の電気信号レベル変
化は、１つの正弦波（０．３９μｍ）を数１０の位相に
分割して、最終的に高分解能のディジタル変位信号とし
て出力され、これによって０．０１ミクロン程度の分解
能で距離変化を検出できる。この様な電気回路は良く知
られているので、詳細は省略する。

【００４８】次に光路折曲げ部ＯＲの構造と光束の進行
の状態を図３を参照して、更に詳しく説明する。

【００４９】図３の（ａ）のように、図２に示すビーム
スプリッタＢＳで反射した略平行光束は光学ブロックＢ
の光学プルーブＯＰを通りハードディスクＨＤ板表面に
向けて進行し、光源の材料中の波長λ（μｍ）よりやや
長い格子ピッチの回折格子ＧＴに入射する。このとき回
折格子ＧＴは格子ピッチに回折格子レンズＬＧＬ（図３
の（ｂ）参照）により分布を与えることで光束にシリン
ドリカルレンズ様の集光作用を付加している。光束はそ
こで回折によって光路を９０度近くまで折り曲げられ、
横方向（ハードディスクＨＤ板の径方向）にくさび状に
集光しながら進行し、光路折曲げ部ＯＲ端の屈折面ＲＴ
によって屈折されて、完全にハードディスクＨＤ表面と
平行でかつ、ハードディスクＨＤ表面から２００μｍ程
度の空間をくさび状に集光しながら進行する。その光束
は基準光路形成部ＯＳに入射してハーフミラーＨＭによ
り２つの光束（透過光と反射光）に分割される。

【００５０】ハーフミラーＨＭを透過した光束は、ハー
ドディスクＨＤ上の空間にあるスライダーＳＬＩＤの側
面に線状に射出され、反射されてくさび状に光束を広げ
ながらもとの光路を辿り、再びハーフミラーＨＭを透過
して回折格子ＧＴによって平行光束に戻され、光学プル
ーブＯＰを通って受光素子ＰＤまで導かれる。

【００５１】ハーフミラーＨＭを反射した光束は、ハー
フミラーＨＭの手前の空間にある部分反射ミラーＭ面に
線状に入射され、反射されてくさび状に光束を広げなが
ら元の光路を辿り、再びハーフミラーＨＭを反射して回
折格子ＧＴによって平行に戻され、光学プルーブＯＰを
通って受光素子ＰＤまで導かれる。

【００５２】上述の如く構成された光学式非接触距離セ
ンサユニットＯＰＳを備えるサーボトラック信号書込装
置によれば、次のような特有の効果を得ることができ
る。 （１）非接触でスライダーＳＬＩＤの位置を直接、測定
（検出）及び位置決めできるので、ハードディスクＨＤ
上のサーボトラック信号を高安定に記録することができ
る。 （２）スライダーＳＬＩＤ側面へ射出される光束とごく
近傍の基準ミラー（部分反射ミラーＭ）へ射出される光
束との干渉を原理とし、さらにそれらの光束の大部分を
共通光路としてスライダーＳＬＩＤ側面近傍まで光学ブ
ロックＢを用いて導いているので、スライダーＳＬＩＤ
の位置を高精度、高分解能に、かつ安定した環境下（測
定用の光束がハードディスクＨＤの高速回転による空気
揺らぎなどの影響を受け難い。）で測定でき、ハードデ
ィスクＨＤ上のサーボトラック信号を高密度に記録する
ことができる。 （３）スライダーＳＬＩＤの位置の測定の為の光束がハ
ードディスクＨＤ板の上方向から導かれ、光学ブロック
Ｂの光路折曲げ部ＯＲによってスライダーＳＬＩＤ側面
に射出されたあと、再び光路折曲げ部ＯＲによって導か
れてハードディスクＨＤ板の上方向に進行する構造なの
で、従来のプッシュロッドを利用していたときと同様に
ハードディスクドライブ装置ＨＤＤの上面に円弧状の窓
部を設けて、光学ブロックＢを差し込むことで非接触に
位置決めしてサーボトラック信号を書き込めるので、ハ
ードディスクドライブ装置ＨＤＤに特別な構造を付加し
たり、光線（光束）を遮らないようにするなど電子基板
の配置に制約が生じることが無い。 （４）光路折曲げ部ＯＲの回折格子ＧＴによって９０度
近い光路の折り曲げを行いかつ、回折格子レンズＬＧＬ
によってくさび状の集光を行っているので、円形または
正方形の断面形状の光束を長楕円形（長方形）の断面形
状の光束に圧縮することができ、光密度が上がるととも
に、微小な長方形のスライダーＳＬＩＤ側面へ光束を無
駄無く射出することができ、反射光束を効率良く取り出
すことができるので、Ｓ／Ｎ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、高安定に記録でき
る。 （５）基準光路成形部ＯＳのハーフミラーＨＭと部分反
射ミラーＭがガラス板状の部材（透明基板）の両面に平
行に加工されていて、光路折曲げ部ＯＲの光束射出端に
付加する形態なので構造が簡単でかつ、外乱に強い。

【００５３】以上のように、本実施形態例のサーボトラ
ック信号書込装置は、磁気ヘッドアームＡＲＭ１と同軸
のロータリーポジショナーＲＴＰに干渉測長を原理とす
る非接触距離センサユニットＯＰＳを設け、微小基準光
路を有する光学プローブ状の光学ブロックＢを用いて磁
気ヘッドアーム〜非接触距離センサユニット距離を測定
し、ロータリーポジショナーＲＴＰの位置決めの都度、
磁気ヘッドアーム〜非接触距離センサユニット距離を元
に戻す制御をかけることで、間接的に磁気ヘッドアーム
ＡＲＭ１を位置決めして、ハードディスクにサーボトラ
ック信号を書き込むようにしたものである。

【００５４】本実施形態例では、前述したように、磁気
ヘッドアームＡＲＭ１の回転軸ＯＡＲＭと同軸に回転可
能に取り付けられた十分な分解能を有する光学式非接触
距離センサユニットＯＰＳを微小精密位置決めさせ、そ
の距離情報信号に基づいて磁気ヘッドアームＡＲＭ１と
の相互距離が変化しないように磁気ヘッドアームＡＲＭ
１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ＡＲＭ１を微小精密位置決めすること
ができる。この構成によって停止の都度、繰り返してハ
ードディスクＨＤ上にサーボトラック信号を記録するこ
とで高密度なサーボトラック信号書込装置が実現でき
る。

【００５５】また、本実施形態例では、回動する磁気ヘ
ッドアームＡＲＭ１に対して、光学式非接触距離センサ
ユニットＯＰＳも同軸回動するように構成し、磁気ヘッ
ドと光学式非接触距離センサユニットＯＰＳの位置関係
が一定になるような制御によって位置決めする方式にし
たため、本実施形態例装置のように光学式非接触距離セ
ンサユニットとして対象からの反射光の反射方向が変化
すると測定そのものが不可能となる干渉計を使用した場
合も、原理的にこの様な問題の発生を防止できる。即
ち、磁気ヘッドと光学式非接触距離センサユニットＯＰ
Ｓの位置関係が一定になるような制御そのもので、磁気
ヘッド、スライダーの回動による反射光の光学式非接触
距離センサユニットに対する相対的な入出射方向をほぼ
固定することができる。この為、レトロリフレクターの
ような回動による反射方向の変化を防止する特別な部材
を磁気ヘッド側に設けずに済む。

【００５６】本実施形態例にあっては、測定の為の光束
の磁気ヘッドアームＡＲＭ１への射出位置をスライダー
ＳＬＩＤ側面とした例を説明しているが、磁気ヘッドア
ームＡＲＭ１の側面（光学的に鏡面である部分）または
別途同アームに付加された光学鏡面に射出してもよい。

【００５７】また、測定の為の光束をハードディスクＨ
Ｄ板の上方に導いて、ハードディスクＨＤ板の径方向か
らスライダーＳＬＩＤ側面に射出した例を説明している
が、測定の為の光束をハードディスクＨＤ板の径方向か
ら直接スライダーＳＬＩＤ側面に射出することもでき
る。この場合、光束を折り曲げる構成を省略できる。

【００５８】また、光学ブロックＢで基準光を形成する
例を説明しているが、干渉計Ａ内部でビームスプリッタ
ＢＳ及びミラー（図示せず）を用いて形成することもで
きる。

【００５９】〔実施形態例２〕次に、実施形態例２のサ
ーボトラック信号書込装置を説明する。

【００６０】本実施形態例のサーボトラック信号書込装
置は、図２の光学式非接触距離センサユニットＯＰＳに
代えて図４に示す光学式非接触距離センサユニットＯＰ
Ｓ’を用いた他は、図１に示すサーボトラック信号書込
装置と同様な構成となっている。

【００６１】図４は本実施形態例の光学式非接触距離セ
ンサユニットの説明図、図５は光学式非接触距離センサ
ユニットの光路の説明図である。図４乃至図５におい
て、前出と同様な部材には同じ符号を付してある。

【００６２】図４に示すように、光学式非接触距離セン
サユニットＯＰＳ’は、光源としての可干渉光源ＬＧ
Ｔ、コリメータレンズＬＮＳ、ビームスプリッタＢＳ，
ＰＢＳおよび受光素子（光電変換素子）ＰＤＡ，ＰＤＢ
よりなる投受光部を備えた干渉計Ａ’と、光路折曲げ部
（集光光学部）ＯＲおよび基準光路形成部ＯＳを透明な
光学プルーブＯＰに一体に備えた光学ブロックＢ’とか
らなる。光学ブロックＢ’は干渉計Ａ’に一体的に取り
付けられている。

【００６３】光学ブロックＢ’の光路折曲げ部ＯＲは、
光学プルーブＯＰ側に回折格子ＧＴ及び回折格子レンズ
ＬＧＬを有し、基準光路形成部ＯＳ側に屈折面（テーパ
ー状の斜めの切り口）ＲＴを有する。基準光路形成部Ｏ
Ｓは、測定用の光束に位相差を与える１／８波長板（波
長部材）ＷＰの両面にハーフミラーＨＭ及び部分反射ミ
ラーＨが平行に設けられており、部分反射ミラーＨが屈
折面ＲＴ側に位置し、ハーフミラーＨＭが磁気ヘッドア
ームＡＲＭ１側に位置している。

【００６４】光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ’
は、レーザダイオード等の可干渉光源ＬＧＴからの直線
偏光発散光をコリメータレンズＬＮＳによって略平行光
束にし、プリズム様のビームスプリッタＢＳで反射さ
せ、光学ブロックＢの光学プルーブＯＰおよび光路折曲
げ部ＯＲを経て基準光路形成部ＯＳに入射させて、ハー
フミラーＨＭで２つの光束（透過光と反射光）に分割す
る。

【００６５】そして、一方の光束（透過光）を直線偏光
偏光面に対して４５度方位の光学軸を有する１／８波長
板ＷＰおよびハーフミラーＨＭを透過させて、スライダ
ーＳＬＩＤ側面に向けて射出し、スライダーＳＬＩＤ側
面からの反射光を元の光路に戻して１／８波長板ＷＰを
再び透過させて、ビームスプリッタＢＳまで戻す。この
光束の反射光は１／８波長板を１往復しているので、円
偏光光束になっている。

【００６６】また他方の光束（反射光）を直線偏光偏光
面に対して４５度方位の光学軸を有する１／８波長板Ｗ
Ｐを透過させてハーフミラーＨＭで反射させた後、１／
８波長板ＷＰ中を戻して部分反射ミラーＭで反射させ、
部分反射ミラーＭからの反射光を元の光路に戻して１／
８波長板ＷＰを再び透過させ、ハーフミラーＨＭで反射
させて、１／８波長板ＷＰを再び透過させることによる
ビームスプリッタＢＳまで戻す。この光束の反射光（基
準光）は１／８波長板ＷＰを２往復しているので、直線
偏光光束になっている。この直線偏光は最初のものと直
交した偏光面になっている。

【００６７】これらの２つの光束は光路が重ね合わさ
れ、直線偏光光束Ｒ２の偏光面に対して４５度方位の偏
光面を有するように配置された偏光ビームスプリッタＰ
ＢＳによって、２光束に分割され干渉させられ明暗信号
に変換される。その際、直線偏光は同位相で分割される
が、円偏光は互いに９０度の位相ずれが生じて分割され
ている。このため、偏光ビームスプリッタＰＢＳから射
出する２光束は、明暗の位相が９０度ずれたものとな
る。

【００６８】なお、スライダーＳＬＩＤ側面との距離が
変化する場合、ハーフミラーＨＭで別れた２つの光束の
往復の光路長差が可干渉光源ＬＧＴの波長の整数倍毎に
各々明暗が周期的に正弦波状に変化する。

【００６９】即ち、可干渉光源ＬＧＴに波長０．７８ミ
クロンの半導体レーザを用いれば、スライダーＳＬＩＤ
側面との距離が０．３９ミクロンずれれば明暗が正弦波
状に１周期分変化する。明暗変化は受光素子ＰＤＡ，Ｐ
ＤＢにより電気信号に変換される。最初の位置関係にお
いて受光素子ＰＤＡ，ＰＤＢで検出される明暗信号が明
暗の中間になるような距離に設定しておけば、スライダ
ーＳＬＩＤ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。

【００７０】上述の９０度の位相差を有する２相正弦波
状の電気信号は、１つの正弦波（０．３９μｍ）を数１
００の位相に分割して、最終的に高分解能のディジタル
変位信号として出力され、これによって０．００１ミク
ロン程度の分解能で距離変化を検出できる。この様な電
気回路は良く知られているので、詳細は省略する。

【００７１】本実施形態例では、１／８波長板ＷＰを用
いているが、この１／８波長板ＷＰに変えて１／４波長
板を用いれば、一方の光束は１／４波長板を１往復し、
他方の光束は１／４波長板を２往復するので、偏光ビー
ムスプリッタＰＢＳに入射する２光束は互いに偏光面が
直交した直線偏光になる。よって、４５度方位に配置さ
れた偏光ビームスプリッタＰＢＳで２分割された干渉光
束は、その明暗の位相が１８０度ずれたものになる。こ
のような１８０度の位相差を有する２相正弦波状の電気
信号でも、１つの正弦波（０．３９μｍ）を数１００の
位相に分割できる分解能を有する公知の電気回路によっ
て、０．００１ミクロン程度の分解能で距離変化を検出
できる。

【００７２】次に光路折曲げ部ＯＲの構造と光束の進行
の状態を図５を参照して、更に詳しく説明する。

【００７３】図５の（ａ）のように、図４に示すビーム
スプリッタＢＳで反射した略平行光束は光学ブロック
Ｂ’の光学プローブＯＰを通りハードディスクＨＤ板表
面に向けて進行し、光源の材料中の波長λ（μｍ）より
やや長い格子ピッチの回折格子ＧＴに入射する。このと
き回折格子ＧＴは格子ピッチに回折格子レンズＬＧＬ
（図３の（ｂ）参照）により分布を与えることで光束に
シリンドリカルレンズ様の集光作用を付加している。光
束はそこで回折によって光路を９０度近くまで折り曲げ
られ、横方向（ハードディスクＨＤ板の径方向）にくさ
び状に集光しながら進行し、光路折曲げ部ＯＲ端の屈折
面ＲＴによって屈折されて、完全にハードディスクＨＤ
表面と平行でかつ、ハードディスクＨＤ表面から２００
μｍ程度の空間をくさび状に集光しながら進行する。そ
の光束は基準光路形成部ＯＳに入射してハーフミラーＨ
Ｍにより２つの光束（透過光と反射光）に分割される。

【００７４】ハーフミラーＨＭを透過した光束は、ハー
ドディスクＨＤ上の空間にあるスライダーＳＬＩＤの側
面に線状に射出され、このスライダーＳＬＩＤの側面で
反射されてくさび状に光束を広げながらもとの光路を辿
り、再びハーフミラーＨＭを透過して回折格子ＧＴによ
って平行光束に戻され、光学プルーブＯＰを通って受光
素子ＰＤＡ，ＰＤＢまで導かれる。

【００７５】ハーフミラーを反射した光束は、ハーフミ
ラーＨＭの手前の空間にある部分反射ミラーＭ面に線状
に入射され、この部分反射ミラーＭ面で反射されてくさ
び状に光束を広げながら元の光路を辿り、再びハーフミ
ラーＨＭを反射して回折格子ＧＴによって平行に戻さ
れ、光学プルーブＯＰを通って受光素子ＰＤＡ，ＰＤＢ
まで導かれる。

【００７６】本実施形態例では、実施形態例１と同様
に、磁気ヘッドアームＡＲＭ１の回転軸ＯＡＲＭと同軸
に回転可能に取り付けられた十分な分解能を有する光学
式非接触距離センサユニットＯＰＳ’を微小精密位置決
めさせ、その距離情報信号に基づいて磁気ヘッドアーム
ＡＲＭ１との相互距離が変化しないように磁気ヘッドア
ームＡＲＭ１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ＡＲＭ１を微小精密位置決
めすることができる。この構成によって停止の都度、繰
り返してハードディスクＨＤ上にサーボトラック信号を
記録することで高密度なサーボトラック信号書込装置が
実現できる。

【００７７】また、本実施形態例では、回動する磁気ヘ
ッドアームＡＲＭ１に対して、光学式非接触距離センサ
ユニットＯＰＳ’も同軸回動するように構成し、磁気ヘ
ッドと光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ’の位置
関係が一定になるような制御によって位置決めする方式
にしたため、本実施形態例装置のように光学式非接触距
離センサユニットとして対象からの反射光の反射方向が
変化すると測定そのものが不可能となる干渉計を使用し
た場合も、原理的にこの様な問題の発生を防止できる。
即ち、磁気ヘッドと光学式非接触距離センサユニットＯ
ＰＳ’の位置関係が一定になるような制御そのもので、
磁気ヘッド、スライダーの回動による反射光の光学式非
接触距離センサユニットに対する相対的な入出射方向を
ほぼ固定することができる。この為、レトロリフレクタ
ーのような回動による反射方向の変化を防止する特別な
部材を磁気ヘッド側に設けずに済む。

【００７８】上述の如く構成された光学式非接触距離セ
ンサユニットＯＰＳ’を備えるサーボトラック信号書込
装置によれば、前出の実施形態例１の効果に加えて次の
ような特有の効果を得ることができる。 （１）実施形態例１の透明基板を１／８波長板または１
／４波長板に変えて、偏光分離検出部（ビームスプリッ
タＰＢＳ、受光素子ＰＤＡ，ＰＤＢ）を追加するだけ
で、構造簡単かつ安定に、９０度または１８０度位相差
のある２相信号が得られるので、より高精度、光分解能
にスライダー側面との距離を測定することができる。

【００７９】本実施形態例にあっては、測定の為の光束
の磁気ヘッドアームＡＲＭ１への射出位置をスライダー
ＳＬＩＤ側面とした例を説明しているが、磁気ヘッドア
ームＡＲＭ１の側面（光学的に鏡面である部分）または
別途同アームに付加された光学鏡面に射出してもよい。

【００８０】また、測定の為の光束をハードディスクＨ
Ｄ板の上方に導いて、ハードディスクＨＤ板の径方向か
らスライダーＳＬＩＤ側面に射出した例を説明している
が、測定の為の光束をハードディスクＨＤ板の径方向か
ら直接スライダーＳＬＩＤ側面に射出することもでき
る。この場合、光束を折り曲げる構成を省略できる。

【００８１】また、光学ブロックＢで基準光を形成する
例を説明しているが、干渉計Ａ内部でビームスプリッタ
ＢＳ及びミラー（図示せず）を用いて形成することもで
きる。

【００８２】以上、実施形態例を挙げて説明したとお
り、磁気ヘッドアームＡＲＭ１の回転軸ＯＡＲＭと同軸
に回転可能に取り付けられた光学プローブ型干渉測長式
の光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ，ＯＰＳ’を
用いて、その光学式非接触距離センサユニットＯＰＳ，
ＯＰＳ’を微小密度位置決めさせ、この光学式非接触距
離センサユニットＯＰＳ，ＯＰＳ’より得られる距離情
報信号に基づいて磁気ヘッドアームＡＲＭ１との相互距
離が変化しないように磁気ヘッドアームＡＲＭ１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ＡＲＭ１を微小精密位置決めすることができる
位置検出装置と位置決め装置を構成することができ、そ
れによって停止の都度、繰り返してハードディスク表面
上にサーボトラック信号を記録することで高密度、高安
定、小型なサーボトラック信号書込装置を実現できた。

【００８３】即ち、実施形態例のサーボトラック信号書
込装置は、磁気ヘッドアームと同軸のロータリーポジシ
ョナーに干渉測長を原理とする非接触距離センサユニッ
トを載せて、微小基準光路を有した特別な光学プルーブ
を用いて磁気ヘッド〜非接触距離センサユニット距離を
測定し、ロータリーポジショナーの位置決めの都度、磁
気ヘッド〜非接触距離センサユニット距離を元に戻す制
御を実行することで、間接的に磁気ヘッドアームを位置
決めして、ハードディスクにサーボトラック信号を書き
込むようにした装置である。

【００８４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、位置検出対象となる回動物体と、光源から放射され
た測定光を回動物体に射出して得られる反射光と該測定
光の一部を用いて形成した基準光とを干渉させて受光素
子で受光することにより回動物体の位置を検出する干渉
計との間に、少なくとも測定光と反射光の光路の一部に
光学ブロックを設ける構成としたので、回動物体に光学
的な指標を貼付することなく、かつ環境変動の影響を受
けることなく回動物体までの距離測定を行うことができ
て、回動物体の位置を高い信頼性で検出することが可能
な位置検出装置を実現できた。

【００８５】また、回動物体の回動中心と略同軸の回転
軸を有する回転位置決め手段のアームに干渉計を取り付
け、該干渉計の光源から放射された測定光を回動物体に
射出して得られる反射光と該測定光の一部を用いて形成
した基準光とを干渉させて受光素子で受光することによ
り回動物体との相対位置情報を検出し、該回転位置決め
手段を作動したときの干渉計と回動物体との相対位置情
報の変動をキャンセルするように回動物体を回動制御回
路により位置決めする位置決め装置において、該干渉計
と回動物体との間に少なくとも測定光と反射光の光路の
一部に光学ブロックを介在させ、該光学ブロックにより
干渉計の光源から放射された測定光を回動物体の近傍ま
で導いて回動物体に射出し、該回動物体で反射して得ら
れる反射光を干渉計の光学素子に受光させる構成とした
ので、回動物体に光学的な指標を貼付することなく、か
つ環境変動の影響を受けることなく回動物体までの距離
測定を行うことができて、回動物体の位置を高い信頼性
で位置決めすることが可能な位置決め装置を実現でき
た。

【００８６】また、被記録媒体に所定の情報を記録する
記録部を有する回動物体の回動中心と略同軸の回転軸を
有する回転位置決め手段のアームに干渉計を取り付け、
該干渉計の光源から放射された測定光を回動物体に射出
して得られる反射光と該測定光の一部を用いて形成した
基準光とを干渉させて受光素子で受光することにより回
動物体との相対位置情報を検出し、該回転位置決め手段
を間欠的に作動したときの干渉計と回動物体との相対位
置情報の変動をキャンセルするように回動物体を回動制
御回路により回動させて位置決めを繰り返し、停止の都
度、該被記録媒体に記録部で所定の情報を記録する情報
記録装置において、該干渉計と回動物体との間に少なく
とも測定光と反射光の光路の一部に光学ブロックを介在
させ、該光学ブロックにより干渉計の光源から放射され
た測定光を回動物体の近傍まで導いて回動物体に射出
し、該回動物体で反射して得られる反射光を干渉計の光
学素子に受光させる構成としたので、回動物体に光学的
な指標を貼付することなく、かつ環境変動の影響を受け
ることなく回動物体までの距離測定を行うことができ
て、回動物体の位置を高い信頼性で検出及び位置決めし
て所定の情報を被記録媒体に高精度に記録することが可
能な情報記録装置を実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１のサーボトラック信号書込装置を
示す概略構成図である。

【図２】図１に示すサーボトラック信号書込装置の光学
式非接触距離センサユニットの説明図である。

【図３】図２に示す光学式非接触距離センサユニットの
光路の説明図である。

【図４】実施形態例２のサーボトラック信号書込装置の
光学式非接触距離センサユニットの説明図である。

【図５】図４に示す光学式非接触距離センサユニットの
光路の説明図である。

【図６】ハードディスクドライブ装置の説明図である。

【図７】従来のプッシュロッドを用いたサーボトラック
信号書込装置の説明図である。

【図８】従来の非接触干渉測長方式のサーボトラック信
号書込装置の説明図である。

【符号の説明】

ＯＰＳ，ＯＰＳ’ 光学式非接触距離センサユニット
（位置検出装置） Ａ，Ａ’ 干渉計 Ｂ，Ｂ’ 光学ブロック ＯＰ 光学プルーブ（導光部材） ＯＲ 光路折曲げ部（集光光学部） ＨＭ ハーフミラー Ｈ 部分反射ミラー ＬＧＴ 可干渉性光源（光源） ＰＤ 光電素子（受光素子） Ｇ 透明基板 ＷＰ １／８波長板（波長板） ＡＲＭ１ 磁気ヘッドアーム（回動部材） ＡＲＭ アーム ＲＴＰ ロータリーポジショナー（回転位置決
め手段） ＶＣＭＤ ボイスコイルモータドライバー（回
動制御回路） ＨＤ ハードディスク（被記録媒体）

フロントページの続き (72)発明者 川又 直樹 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 (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置検出対象となる回動物体と、光源か
   ら放射された測定光を回動物体に射出して得られる反射
   光と該測定光の一部を用いて形成した基準光とを干渉さ
   せて受光素子で受光することにより回動物体の位置を検
   出する干渉計との間に、少なくとも測定光と反射光の光
   路の一部に光学ブロックを設けていることを特徴とする
   位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の位置検出装置におい
   て、該干渉計は回動物体の回動中心と略同軸の回転軸に
   回転体を介して取り付けられていることを特徴とする位
   置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の位置検出装置に
   おいて、該光学ブロックは、干渉計の光源から放射され
   た測定光を回動物体の近傍まで導いて回動物体に射出
   し、該回動物体より得られる反射光を干渉計の受光素子
   に受光させることを特徴とする位置検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れか一項に記載の位
   置検出装置において、該光学ブロックは、ハーフミラー
   及び部分反射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光
   部材に備え、該干渉計の光源から放射された測定光を導
   光部材を介し基準光形成部に導いてハーフミラーを透過
   させてから回動物体に射出し、この回動物体で反射して
   得られる反射光を再びハーフミラーを透過させて導光部
   材を介し受光素子に受光させるとともに、該導光部材を
   介し基準光形成部に導いた測定光をハーフミラーで反射
   させて部分反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラー
   で反射した反射光を再びハーフミラーで反射させて基準
   光を形成して導光部材を介し受光素子に受光させること
   を特徴とする位置検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３の何れか一項に記載の位
   置検出装置において、該光学ブロックは、測定光をくさ
   び状に集光する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反
   射ミラーを有する基準光形成部とを透明な導光部材に備
   え、該干渉計の光源から放射された測定光を導光部材を
   介し集光光学部に導いてくさび状に集光させハーフミラ
   ーを透過させてから線状に集光させて回動物体に射出
   し、この回動物体で反射して得られる反射光を再びハー
   フミラーを透過させ集光光学部でくさび状に広げて導光
   部材を介し受光素子に受光させるとともに、該導光部材
   を介し集光光学部に導いてくさび状に集光させた測定光
   をハーフミラーで反射させてから線状に集光させて部分
   反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射した
   反射光を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成し
   て集光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受光素
   子に受光させることを特徴とする位置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の位置検出装置に
   おいて、該光学ブロックの基準光形成部のハーフミラー
   及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射された
   測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けられてい
   ることを特徴とする位置検出装置。
7. 【請求項７】 請求項４又は５に記載の位置検出装置に
   おいて、該光学ブロックの基準光形成部のハーフミラー
   及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射された
   測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平行に設
   けられていることを特徴とする位置検出装置。
8. 【請求項８】 回動物体の回動中心と略同軸の回転軸を
   有する回転位置決め装置の回転体に干渉計を取り付け、
   該干渉計の光源から放射された測定光を回動物体に射出
   して得られる反射光と該測定光の一部を用いて形成した
   基準光とを干渉させて受光素子で受光することにより回
   動物体との相対位置情報を検出し、該回転位置決め手段
   を作動したときの干渉計と回動物体との相対位置情報の
   変動をキャンセルするように回動物体を回動制御回路に
   より位置決めする位置決め装置において、 該干渉計と回動物体との間に少なくとも測定光と反射光
   の光路の一部に光学ブロックを介在させ、該光学ブロッ
   クにより干渉計の光源から放射された測定光を回動物体
   の近傍まで導いて回動物体に射出し、該回動物体で反射
   して得られる反射光を干渉計の受光素子に受光させてい
   ることを特徴とする位置決め装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の位置決め装置におい
   て、該光学ブロックは干渉計に一体的に取り付けられて
   いることを特徴とする位置決め装置。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９に記載の位置決め装置
    において、該光学ブロックは、ハーフミラー及び部分反
    射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光部材に備
    え、該干渉計の光源から放射された測定光を導光部材を
    介し基準光形成部に導いてハーフミラーを透過させてか
    ら回動物体に射出し、この回動物体で反射して得られる
    反射光を再びハーフミラーを透過させて導光部材を介し
    受光素子に受光させるとともに、該導光部材を介し基準
    光形成部に導いた測定光をハーフミラーで反射させて部
    分反射ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射し
    た反射光を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成
    して導光部材を介し受光素子に受光させることを特徴と
    する位置決め装置。
11. 【請求項１１】 請求項８又は９に記載の位置決め装置
    において、該光学ブロックは、測定光をくさび状に集光
    する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反射ミラーを
    有する基準光形成部とを透明な導光部材に備え、該干渉
    計の光源から放射された測定光を導光部材を介し集光光
    学部に導いてくさび状に集光させハーフミラーを透過さ
    せてから線状に集光させて回動物体に射出し、この回動
    物体で反射して得られる反射光を再びハーフミラーを透
    過させ集光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受
    光素子に受光させるとともに、該導光部材を介し集光光
    学部に導いてくさび状に集光させた測定光をハーフミラ
    ーで反射させてから線状に集光させて部分反射ミラーに
    入射させ、この部分反射ミラーで反射した反射光を再び
    ハーフミラーで反射させて基準光を形成して集光光学部
    でくさび状に広げて導光部材を介し受光素子に受光させ
    ることを特徴とする位置決め装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１に記載の位置決め
    装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
    ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
    された測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けら
    れていることを特徴とする位置決め装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０又は１１に記載の位置決め
    装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
    ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
    された測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平
    行に設けられていることを特徴とする位置決め装置。
14. 【請求項１４】 被記録媒体に所定の情報を記録する記
    録部を有する回動物体の回動中心と略同軸の回転軸を有
    する回転位置決め手段のアームに干渉計を取り付け、該
    干渉計の光源から放射された測定光を回動物体に射出し
    て得られる反射光と該測定光の一部を用いて形成した基
    準光とを干渉させて受光素子で受光することにより回動
    物体との相対位置情報を検出し、該回転位置決め手段を
    間欠的に作動したときの干渉計と回動物体との相対位置
    情報の変動をキャンセルするように回動物体を回動制御
    回路により回動させて位置決めを繰り返し、停止の都
    度、該被記録媒体に記録部で所定の情報を記録する情報
    記録装置において、 該干渉計と回動物体との間に少なくとも測定光と反射光
    の光路の一部に光学ブロックを介在させ、該光学ブロッ
    クにより干渉計の光源から放射された測定光を回動物体
    の近傍まで導いて回動物体に射出し、該回動物体で反射
    して得られる反射光を干渉計の受光素子に受光させてい
    ることを特徴とする情報記録装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の情報記録装置にお
    いて、該光学ブロックは干渉計に一体的に取り付けられ
    ていることを特徴とする情報記録装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５に記載の情報記録
    装置において、該光学ブロックは、ハーフミラー及び部
    分反射ミラーを有する基準光形成部を透明な導光部材に
    備え、該光源から放射された測定光を導光部材を介し基
    準光形成部に導いてハーフミラーを透過させてから回動
    物体に射出し、この回動物体で反射して得られる反射光
    を再びハーフミラーを透過させて導光部材を介し受光素
    子に受光させるとともに、該導光部材を介し基準光形成
    部に導いた測定光をハーフミラーで反射させて部分反射
    ミラーに入射させ、この部分反射ミラーで反射した反射
    光を再びハーフミラーで反射させて基準光を形成して導
    光部材を介し受光素子に受光させることを特徴とする情
    報記録装置。
17. 【請求項１７】 請求項１４又は１５に記載の情報記録
    装置において、該光学ブロックは、測定光をくさび状に
    集光する集光光学部と、ハーフミラー及び部分反射ミラ
    ーを有する基準光形成部とを透明な導光部材に備え、該
    光源から放射された測定光を導光部材を介し集光光学部
    に導いてくさび状に集光させハーフミラーを透過させて
    から線状に集光させて回動物体に射出し、この回動物体
    で反射して得られる反射光を再びハーフミラーを透過さ
    せ集光光学部でくさび状に広げて導光部材を介し受光素
    子に受光させるとともに、該導光部材を介し集光光学部
    に導いてくさび状に集光させた測定光をハーフミラーで
    反射させてから線状に集光させて部分反射ミラーに入射
    させ、この部分反射ミラーで反射した反射光を再びハー
    フミラーで反射させて基準光を形成して集光光学部材で
    くさび状に広げて導光部材を介し受光素子に受光素子に
    受光させることを特徴とする情報記録装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６又は１７に記載の情報記録
    装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
    ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
    された測定光が透過する透明基板の両面に平行に設けら
    れていることを特徴とする情報記録装置。
19. 【請求項１９】 請求項１６又は１７に記載の情報記録
    装置において、該光学ブロックの基準光形成部のハーフ
    ミラー及び部分反射ミラーは、該干渉計の光源から放射
    された測定光に位相差を与える透明な波長板の両面に平
    行に設けられていることを特徴とする情報記録装置。