JPS58135904A

JPS58135904A - ディスク装置

Info

Publication number: JPS58135904A
Application number: JP1836082A
Authority: JP
Inventors: Juko Sugaya; 寿鴻菅谷
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1982-02-08
Publication date: 1983-08-12
Also published as: JPH0335602B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は回転揺動形アームに取シ付けられた磁気ヘッド
の位置測定を正確に行い得る磁気ディスク装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、磁気ディスク装置の高トラツク密度化に伴い、磁
気ディスクのサーー面だけではなくデータ面にもサーボ
信号を書込む方式（εｍｂ＠ｄ・ｄＳ＠ｒマ・）が提唱
され、一部の装置ではすでに実用化されている。この方
式では、データ面にセクタ一単位でｔ−ｓ信号が書込ま
れている九め、温度の過渡的な変化によってサーゲ面と
データ面の間に位置ズレが生じても、データトラ、りを
正確にトラ、キングすることができる。又、一部の装置
にあっては、エンペデ、ドサーゲ（Ｉｉｍｂ＠ｄ＠ｄ　
５ｅｒｖｏ　）信号だけを使用し、サーー面を使用しな
いものもある。

これ等の装置では、データ面にサーゲ信号を予め書込む
必要がある。上記サーが信号を書込む為の装置を、一般
にサー？ライタを読んでいる。サーが信号を書込む場合
、サーーライタ側のしＷヘッドを使用する場合とＨＤＡ
　（ｈ＠ａｄ　ｄｉｓｋｍｓｓｅｍｌｌｙ　）側のｎ、
Ａｗヘッドを使用する場合がある。一般のサーー面す−
が方式の場合はサーー面を基準としてデータ面にデータ
を書込むためどちらのν智へ、ドを利用してもよいがエ
ンペデッドサーＩ方式の場合はデータ面に予めサーが信
号を書込む九め、ＨＤＡ側のｎ１ｗへ、ドラ使用した方
がマツチングがとシやすい。

このため、ＨＤＡ側のし實ヘッドの位置を精密に測定す
ることが必要となる。この測定器として一般にレーデ測
長器が使用されている。このレーデ測長器は大概ね直線
的に移動する物体の移動距離を測長することを主眼に設
計されて−る。よってｉｔ／Ｗヘッドを半径方向に移動
する、リニアアクチュエータ型の磁気ディスク装置の場
合には大変都合良い。

しかし、最近小形で安価な磁気ディスク装置として、リ
ニアアクチーエータ形のものよりもロータリアーム形（
スインインゲアームタイグとも呼ぶ）の装置が多く使用
されるようになってきた。この理由は、アクチュエータ
（ロータリーアーム）の構造が簡単で、小形化でき、し
かも安価に製作できるためである。ところがこのロータ
リプーム形の場合、ν智ヘッドは直線的に移動せず、円
弧を描いて移動する。このなめ、前述のレーデ測長器を
そのまま適用してヘッド位置を計測することができず、
問題があっ九。

即ち、従来この種の測定では前述のレーデ測長器を用い
円弧の中心角が大きくならぬように。

設定しかつアームの回転中心から測定点までの距離を短
くして測長ビームの移動ずれを小さくするなどの制限を
して測定している。第１図は従来の測定原理を示すもの
で、１はレーデ光源、２はリニアインタフェロメータ、
−３は光検出器、６はロータリ形アームの回転中心から
ｒの距離に取シ付けられ念キ、−ブコーナ（入射方向・
と同一方向に光を反射するように反射鏡が組合せられた
もの）、４はロータリ形アーム、５はキューゾコーナの
中心点の軌跡をそれぞれ示している。ロータリ形アーム
４の最大回転角をα（Ｒ／ｖへ、ドが磁気ディスクの最
外周から最内周まで移動する距離に対応）とすれば、測
定光束の入射方向はＰ、Ｐ’を結ぶ直線方向と女る。

コーナキ、−ゾがＰ″＾にきたとき、入射光束はＰ”Ｒ
だけズレる。よって、コーナキ、−ゾでの反射光束の位
置ズレはこの値は検出器３上での入射光束の位置ずれに醇しい、
よって、リニアインタフェロメータ２での参照光束（ｆ
３）と測定光（ｆＩ±Δｆ）が干渉を起し正確な測定を
行うためにはこの位置ズレが、光束サイズの歯板下とす
ることが望まし０い。このため、コーナキューゾロを設置する距離とロー
タリアーム４の回転角αには自づと制限が生ずる。

次にアームがθだけ回転し九ときのコーナキ、−ｆｌｊ
の移動距離はｒに比例する。よって、コーナキューゾロ
の設置誤差はそのまま測定誤差としてあられれる。ま危
コーナキ、−プロは価格の高価なもので、しかも重量が
ある。よって、サーー信号を書くときだけＨＤＡのロー
タリアーム６に設置することとなシ個々のＨＤＡによっ
て測定値がパラつくと云う問題がある。その上、コーナ
キューゾロを１度す−がライタ（ロータリアーム４）よ
り取シ外してしまうともとの位置が再現できない等の欠
点がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされ九もので、そ
の目的とするところは、回転揺動型アームに取付けられ
た磁気へ−ドの位置を高精ｔＫ測定することのてきる実
用性の高い磁気ディスク装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は磁気へ、ドを取付けてなる回転揺動型アームに
、反射鏡を設け、この反射鏡の設ける位置を上記アーム
の最大回動角および、反射鏡とアームの回転中心とを結
ぶ直線と反射鏡の法線とがなる角度に従って定め、この
反射鏡を用いてレーデ測長するようにし九磁気ヘッド装
置にある。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、アームの回動角を大きくしても
、レーデ測長され九光路差の情報から磁気へ、ド位置を
高精度に測定することができる。しかも反射鏡として単
純な平面鏡を用いることが可能となり、装置構成の小型
・軽量化を図ることが可能となシ、且つアー五のダイナ
ミック特性に悪影響を及ぼさないと云う絶大なる効果を
奏する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明装置の詳細につき説明する
。

本発明は測定系に光学スキャナーを置き、ロータリ形ア
ームには平面鏡を取シ付けることによシ従来の欠点であ
った０回転角が大きくとれない、０反射鏡の設置位置の
制限、■大形で高価なコーナキ、−ノが必要、■コーナ
キ、−ゾの設冒位置精度がそのまま測定精度となる、■
サーーライタよシ一度取シ外すと位置の再現ができない
等の不具合いを取り除い九ものである。

本発明の原理を第２ｖＡに示す。今、ロータリ形アーム
４のＰＡ（ディスクの最外周トラ、りに対応）Ｋ３ＦＷ
Ｊ鏡Ｍｌｌを設置する。この場合、入射光束ＴＰとアー
ムＯＰのなす角度をβ（一定）とし、入射光束ＴＰ、、
と艦直となるよう平面鏡Ｍが設置される。アーム４が回
転し、ディスクの最内周トラ、りに対応するＰ点の位置
をＰ′、このときのアーム４の回転角をαとすれば、Ｐ
′の反射鏡に！ｌｉｔ直に入射する光束はＴ’Ｐ’とな
り、直線ＴＰとＴヤ′は８点で交わる。この８点に光学
ス中ヤナー８を設置すれば一定方向からの入射光束り。

に対し、Ｐ点　２７点で、入射光束と反射光束が同一光
路を通るようにスキャナーＳの回転角を決めることがで
きる。Ｐ点及びＰ′点での入反射光束が１点−で交わる
念めには角度βがＺｐｐ’ｂ般に８点は０点、Ｐ点を除
いて、ロータリアーム４と接触しない点に選ばれる。

今、アーム４がαだけ回転し念ときの光路差をＵαとお
けばＵ、＝２　（ＢＰ’−１９Ｆ　）　　　　　　　　　　
偉）として示される。

α また、乙ＰＳＰ’＝α、ｔＰＰ’Ｓ　＝　−Ｈ−（β＋
ｉ）であるからＳＰ’＝　ＳＰ　ｅｏｓα＋ＰＰ’ｓｉ
ｍ（β＋−）　　　　　　（４）＝４ｒｔａｎ−ｓｉｎ
β　　　　　　　　　　　（５）なる条件が得られる。

すなわち、ロータリアーム４がαだけ回転したときの光
路差Ｕａは第（５）式で与えられ、このときのスキャナ
ーＳの回転角は■である。

次にアーム４のＰ点がＷの任意の位置ｐＨにき九とｔｌ
を考える。点ｓ、ｐ、ｐ’ｏは１ｓｐｏ視ＢＰ’Ｏ＝β
＝一定である九めＯ８を弦とする円周上にある。ところ
が１の任意の点ｐ／／は０点を中心とする円周上にある
ため、ＯＳを弦とし、点ＰＰ′を通る円周上にはなり、
このことは、８点を発し走光は点Ｐ、Ｐ’を除いて、Ｐ
Ｐ’の任意の点ｐ／／　で反射し、再び点ＢＫ到達する
ことはないことを示している。しかし、アーム４の回転
角δに対し、光学スキャナー８をいだけ回転させ九とき
の光束はＰＰ’の点ｐ、ｐ’を除く任意の１点Ｐ′より
外れるが、平面鏡ＭのＡ点に垂直に入射する。これはア
ームの回転角がδのとき、直線ＰＴとＰ“を通る平面鏡
の法線ｄ　ｓ１点で交わる。このと龜乙ＰＳ’Ｐ’　＝
　Ｊである。よってｓ’ｐ’を平行移動させて、−“点
をＳ点と一致させれば、ＰＩ３点はＡ点に移動すること
を意味する。

とし、δ→Ｏとし九ときの交点を８．とおけば！ｉ＠Ｐ
＝ｒｅ・畠β　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（７）となシβ＝Ｏの場合、８点：社０点に一致する。

ロータリアーム４０回転角−、スキャナー８の回転角ｉ
のとき、ｓｐと、ＳＡの光路差は、直線８１′にＳ点よ
りａｔｓを下し、その交点なＦとおけば、Ｕ６＝２（ＦＰ“−８Ｐ）　　　　　　　　　　（７）
とまる。

Ｍ　（８）式でδ→αとおけば第（５）式と一致するこ
とがわかる０次に平面鏡Ｍでの入射光束の移動量はＡＰ
’＝ＳＦであるからと表シ、ＡＰ’ｘｍａｘはａ＝７のとき次のように生じ
る。

よって、設置する平面鏡Ｍの開口は２　ＡＰ”ｍａｚを
十分に力・り二できればよい０例えば第（１〔弐におい
て、ｒ＝５０．β＝６００、α＝１５°とおけばムＰ′
膳ａｘ＝　０．３７で、その偏移はきわめて小さり。

第３図は上述し±原理に従って構成され九本発明の実施
例装置の光学系を示す図である。この光学系は市販のレ
ーデ測長器の他に光学スキャナーを用いて構成される。

第３図において１はレーデ光Ｗ、Ｚはシングルビームイ
ンタフェロメータ（又は！レーンミラーインタフェロメ
ータ）、３は光検出器、８は光学スキャナー、７はロー
タリアーム４に設置した平面鏡Ｍで回転中心からの距離
はＴである。また１１は必要に応じて設置するビーム位
置検出器であり、１２はＰ点の軌跡である。１３はアー
ムの中心線で９点がｎ、Ａｙへ、ドの取シ付は中心、１
４の０点が勲乍ギヤ、ｆの位置で、１はギヤ、ｆの軌跡
、ｒ禦は９点の軌跡である。又、０２点は磁気ディスク
の回転中心、ｒ４は最外側トラ、り、ｒＩは最内周トラ
ックである・ロータリアーム４がαだけ回転したとき、ψヘッドのギ
ヤ、グＧは最外周トラ、り位置ｒ４から最内周トラ、り
位置ｒｇ　まで変化し、その距離は（Ｐａ−ｒｓ）　と
なる。ここで、ＢＰ　＆　ＳＰ’の光路差Ｕαと、トラ
ック距離との比例定数をｋ。

とシけば、その関係はとして示される。

又、任意の回転角ａに対しては同時にｋＪとおくと、として示される。

ここでｒＪはギャッ７’ＧがＪだけ回転したときのトラ
ック半径である。（ｌＬＱｌより一般には比例定数に−
はアーム４の回転角δによって異る。

よって、正確にヤ實ヘッドの位置決めをするためには、
アームの回転角によって、比例定数を変化させる必要が
ある。実際の場合に４の変化は極めて小さいから、αの
値を数分割〜数１０分割して、各に対するｋの値を代用
しても大きな誤差は生じなＩＡ、このことは数十〜数百
トラ。

りに対してｋの値を変更しやればよいことを示してｂる
。

今、ギヤ、ｆＧが最外周トラ、り位置ｒ４にＩルトｌ０
−４Ｇ・０′を＃４、最内周トラック位置ｒ４のそれを
−１とする。最外周トラックをトラ、りｒＯＪとし、ト
ラ、り数ｎ（最外周トラ。

りは臆＝Ｏとする）のときのアームの回転角を２、この
と龜のＩＱ＠Ｏ’を０とおけばなる関係が成立する。

ここで、ａけ７の距離、２はトラ、クビ、チである。

この第０４式にょシ任意のトラ、り数に対応するａの値
を求めることができる。

任意の回転角ａに対するトラック移動はｍＺであり、平
面鏡麗での光路差は、第（８）式よシ与えられるからとなる。

ここで、最内周トラ、りと、各トラ、り間の中心に対す
るにδの値は、例えば次のように求められる０例として
、ｒ＝５０．β＝６０．？ヤツデＧのヨーイング角が０
となる位置を最外周トラックと最内周トラ、りとの中間
位置に選ぶ。

具体的に＃′１ｒ４＝９５．１＝７６、トラックピッチ
ｚ＝２５胸、トラ、り数８０１、ａ＝Ｉ２民とすると＃
４　＝５３．８９５２２＠、ａｍ　＝３９．６７５５７
＠回転角α＝１４．２１９６５＠、ｒｌ：’：８０．７
９６となる。

従って、ａ、、、。。％７．１０８２　　　　　　　　　　　　
ａ１２となる。

すなわち、このことはｋの変化量は１万分の２．３＠度
にしかすぎないことを意味する。このとき、測定値の誤
差は全トラ、りに対し２．３　＃ｎｍａｘであり、ピッ
チの変化は無視できる。従ってｋの値として、第１式の
に６を用いても測定値にほとんど誤差を生じないことが
示される。

今、第０湯式でに、＝１となるｒを求めると、となる。

よって、平面鏡Ｍを設置する位置を第一式によって示さ
れるｒの値にすれば、測定値はそのままν智ヘッドのギ
ヤ、グＧの最外周トラックからの距離となる・このとき
の光路差ＵＪは第（７）式おとなる。

次に平面鏡Ｍの設置ズレについて考えてみる。

第２図において、Ｐ点が０点に移動し念ものとすれば、
Ｐ点への入射光束はＭ上では０点に移動する。ＰＢ＝Δ
ｒとおけば、ＰＣ＝Δｒｅｏｊｌ　０点より直ＷｓＰＯ
Ｋ下した垂線の交点をθとすれば、ＯＦ　＝　ｒ　−ｊ
ｒ　ｃｏｓ２β　　　　　　　　　　　（至）となり、
更にｒ）ｊｒとすれば、 δしｔ−Δｒ＠ｏＩ２β　　　　　　　　　に）となる
。

よって、平面鏡Ｍの設置点がｊｒだけ０点に近づいえと
きの光路差ＵＪのうちｒ　ａ１ｍβをマとおくとマフ、＝（ｒ−Δｒｅｏｓ２β）−β十仁史むゾ）（財
）＝−ｃｏｓ２βｓｉｎ／＋ｓ１ｍ／ｅ＠４βｃａｌ／
ユ０となる。

すなわち、Δｒが多少変化してもマΔ１はほとんど変化
しないことが示される。このことは、ｔ）Δｒのとき光
路差ＵδはΔｒの値によらないことを示している。よっ
て平面鏡との設置時の誤差は従来の測定系（第１図参照
）ではｒ→ｒ−Δｒに比べほとんど生じないことがわか
る。

以上、示したように本発明に係る磁気ディスク装置のへ
、ド位置測定光学系によれば、従来のものとは異シ回転
角αを大きくとることができる。しかも反射鏡Ｍの設置
の設置位置誤差が小さく、且つ高価で大形なコーナキ、
−デの必要はない。更に平面鏡Ｍは安価で小形なので、
ロータリ形アームに接着剤等で設置したとしてもアーム
４のダイナミ、り特性に悪影響を与えることはｔｌとん
どない。ま念、設置誤差が多少あっても、測定値にほと
んど影響を与えないため、平面鏡Ｍを外し念後、再び取
り付けても、もと通りに正確に測定ができる。更に平面
鏡Ｍを設置する位置を、第ａ樟式に従って決めれば電気
回路等で測定値の補正を施すことなく、測定した光路差
をそのままトラ、りの位置変化に対応させて、ヘッド位
置検出を行うことができる。

なお、本発明に使用する平面鏡は多数製作すれば数百円
のオーダであり、取り付けも接着すれば、そのための機
構にほとんど費用を要しない。

従って安価に実用性の高い磁気ディスク装置を提供する
ことができる。

尚上記説明ではＰ点に設置する反射鏡を平面鏡とし九が
、平面鏡の代りに直角プリズム、ベンタグリズム、ヘキ
サグリズム等を用い、その出射側の面を反射鏡とすれば
同様に使用することが可能である。ま九アーム４のＰ点
に平面鏡にの法線が８点を通るように設置又は設置する
機構、例えば反射鏡堆り付けのためのネジ穴等をロータ
リ形アームに予め設けておいてもよい。

要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々費形
してＩＩ！権することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式における光学系を示す図、第２図は本
発明におけるヘッド位置測定光学系の作用を説明する為
の原理図、第３図は本発明の一実権例装置の光学系を示
す図である。１・・・レーデ光源、２　・インターフエ田メータ、３
・・・光検出器、４・・・ロータリ形アーム、１・・・
平面鏡、８・・・光学スキャナ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気ヘッドが取付けられた回転揺動形アームに堰
付けられ、磁気ディスクに対する前記磁気へ、ドのレー
デ測長による位置検出に供される反射鏡の取付は位置を
、上記反射鏡の法線がその反射面の中心と前記回転揺動
形アームの回転中心とを結ぶ直線に対してなす角度をβ
、前記磁気へ、ドが磁気ディスクの最外周トラ。りから最内周トラ、りまで移動する際の前記回転揺動形
アームの最大回動角をαとしたとき、なる条件を満たす
位置に定め念ことを特徴とする磁気ディスク装置。
（２）　　角度α、βの関係によって決定される回転揺
動形アーム上の反射鏡取付は位置は、磁気ディスクの最
外周トラ、り位置に磁気へ、ドがあるときの反射鏡の法
線と、上記磁気ヘッドが磁気ディスクの最内周トラック
位置にあるときの反射鏡の法線とが交わる点から、上記
各位置における反射鏡までの距離差の２倍の値と、前記
磁気ディスクの最外周トラックと最内周トラックとの間
の距離とが等しくなる条件の下で定められるものである
特許請求の範囲第１項記載の磁気ディスク装置。