【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク用サーボトラックライタ等に好適な直動−回転変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のサーボトラックライタは、磁気ディスク上にサーボトラックの記録を行うものであり、
サーボトラックは，磁気ディスク上の同心円状に等間隔で磁化され、このサーボトラックに磁気ヘッドを追従させることにより，データのやりとりを行っている。

【０００３】具体的に前記磁気ヘッドを用いて磁気ディスクに記録を行う場合には、例えば磁気ヘッドをサーボトラック書込み開始位置に位置決めした時点で，当該回転する磁気ディスクに書込みを行い、磁気ディスクが一回転した時点で，磁気ヘッドを回転型ボイスコイルモータによって磁気ディスク上を半径方向内側に移動させ、
次のサーボトラック書込み位置に位置決めして同様に書込みを行い、前記磁気ヘッドが磁気ディスクのサーボトラック書込み可能な内周端に移動するまで，これを順次繰り返して行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら回転型ボイスコイルモータの移動量（回転角度）を検出するロータリエンコーダの性能の問題から，少なくとも現時点では高分解能で且つ高精度の検出信号を得ることが困難であり、磁気ヘッドの高精度の位置決めができない上に、
高分解能のロータリエンコーダは同等の分解能を有するリニアエンコーダに比較して大型であり、しかも非常に高価であるためにサーボトラックライタの製造コストが嵩むという新たな課題がある。

【０００５】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、高分解能，高精度を有する直動−回転変換装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の直動−回転変換装置は、所定の直線方向に移動される直動体と、この直動体の直線移動方向を含む平面と直交する平面に回転軸線を有する回転体とを，アームで連結して、前記直動体の直動運動と回転体の回転運動とを相互に変換可能とし、前記アームと直動体との連結部位には当該アームの回転を許容するラジアル気体軸受を介装し、前記ラジアル気体軸受を介して直動体に連結されたアームを，直動体に対して当該ラジアル気体軸受の回転軸方向に可動自在としたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】所定の直線方向に移動される直動体と、この直動体の直線移動方向を含む平面と直交する平面に回転軸線を有する回転体とを，アームで連結して、前記直動体の直動運動と回転体の回転運動とを相互に変換可能とする，直動−回転変換装置の最も簡潔な構造は、前記アームと直動体との連結部位には当該アームの回転を許容するラジアル気体軸受を介装し且つアームと回転体との連結部位には当該アームの長手方向への変位を許容するリニア気体軸受を介装したものである。 前記ラジアル気体軸受を介して直動体に連結されたアームを，当該ラジアル気体軸受の回転軸方向に可動自在としたことにより、
機械的に発生する要求されない運動や変位をこのスラスト方向への運動或いは変位により吸収して，装置全体の精度を維持することができる。 従って、例えば前記直動体を，高分解能リニアエンコーダを配したリニアモータによって駆動することにより、前記回転体の回転角度を高精度に制御することができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 本実施例は、本発明による直動−回転変換装置を用いて位置決め装置を構成し、これを磁気ディスクのサーボトラックライタに適用したものであり、図１乃至図３においてサーボトラックライタは，ディスク駆動部２及びヘッド駆動部３を備えたハードディスクドライブ６０と、位置決め装置４とから構成され、ディスク駆動部２は、転がり軸受等によって回転自在に保持されたスピンドル５に、磁気ディスク６を水平に固定し、当該スピンドル５と磁気ディスク６とを同期回転させる。

【０００９】前記ヘッド駆動部３は、ヘッド用アーム７
と、回転型ボイスコイルモータからなるアーム駆動モータ８とから構成され、ヘッド用アーム７の磁気ディスク側一端には書込みヘッド９が固定され，他端は前記アーム駆動モータ８の可動部に固定されている。 そして、書込みヘッド９は、磁気ディスク６と対向する位置に配設され、ピボット１０を支点として磁気ディスク６上をその半径方向に回転するようになされている。 なお、前記アーム駆動モータ８には、ヘッド用アーム７を図３の矢印Ａ方向に駆動する数ｍＡ程度の駆動電流が電源等から供給されている。

【００１０】前記位置決め装置４は、ディスク駆動部２
及びヘッド駆動部３を備えたハードディスクドライブ６
０の下方に配設され、直動部２４と、連結アーム２６
と、回転部２８とから構成される。 前記直動部２４は、
直動型ボイスコイルモータからなる駆動モータ３０と、
レーザリニアエンコーダ３２と、制御部３４とを備え、
前記レーザリニアエンコーダ３２は駆動モータ３０に取付けられ、駆動モータ３０の可動子３０ａの移動に伴ってその移動量に応じた検出信号Ｓｆを制御部３４に出力する。

【００１１】前記制御部３４は、上位コンピュータからの指令とレーザリニアエンコーダ３２からの検出信号Ｓ
ｆとをもとに，求められた前記駆動モータ３０の駆動電流Ｓｍを，当該駆動モータ３０に供給する。 直動体としての前記可動子３０ａにはラジアル気体軸受３６を介して連結アーム２６の一端が回転自在に支持されている。
またこの連結アーム２６の他端は、直動気体軸受３８に摺動自在に支持され、この直動気体軸受３８が回転部材４０に取付けられている。 この回転部材４０は，前記磁気ディスク６と同軸に，ラジアル気体軸受３９で支持されたスピンドル５０の上端面に取付けられている。

【００１２】そして、前記回転部材４０の上面のうち，
円周端部には係合ピン１８が固定され、この係合ピン１
８を，前記ヘッド用アーム７に滑り接触させる。 次に、
本発明の直動−回転変換装置を利用した本実施例の位置決め装置の詳細について主に図２を用いて説明する。 前記可動子３０ａの先端部には前述のようにラジアル気体軸受３６を介して連結アーム２６が回転自在に取付けられているが、本実施例ではこの連結アームをラジアル気体軸受３６の軸方向，即ちスラスト方向に可動自在としてある。 前記ラジアル気体軸受３６は，取付フランジ４
１を介して可動子３０ａの先端部上面に突設された円柱状の支持杆１１と、この支持杆１１の外周に円環状に取付けられた多孔質グラファイト等からなる多孔質部材１
２とを備え、この多孔質部材１２の外周に，前記連結アーム２６の直動部２４側端部に設けられた連結フランジ４２の内孔を嵌合して形成される。 そして前記多孔質部材１２の内周面のほぼ中央部には，その内周方向に沿って給気溝４３が形成され、この給気溝４３に対向する支持杆１１の外周面には，ラジアル気体軸受３６に供給される圧縮気体の流通路となる給気孔４４が，当該支持杆１１の径方向に貫通され、その給気孔４４には図示されない供給口から圧縮空気を送給するための連通孔４５が連設されている。 従って、前記連通孔４５，給気孔４４
から前記多孔質部材１２の給気溝４３に供給された圧縮気体は，当該多孔質部材１２の微細孔からその外周面に噴出し、その流動エネルギで連結アーム２６の連結フランジ４２の内孔を多孔質部材１２の外周面から離間してその間に気体層を形成し、もって摺動抵抗を空気抵抗レベルにまで低減して前記連結アーム２６のスムースな回転を可能とするものである。

【００１３】本実施例では連結アーム２６が前記ラジアル気体軸受３６の回転軸方向にフリーに移動できるようにしてある。 これは後述する要求しない機械的な運動や変位をこのフリー部分で吸収するためであり、その具体的な作用については後段に詳述する。 一方、前記連結アーム２６の他端部，即ち回転部２８側の円柱状端部は、
前記回転部材４０に内装され且つスピンドル５０に固定されている摺動ブロック４６に挿通されている。 そして、摺動ブロック４６の両端部において，当該連結アーム２６と摺動ブロック４６との間には円環状の多孔質部材１３が介装され、これが直動気体軸受３８を構成する。 この多孔質部材１３の外周面の中央部には，その外周に沿って給気溝４７が形成され、前記摺動ブロック４
６の給気溝４７に対向する位置には、当該摺動ブロック４６の底面に貫通する給気孔４８が形成され、当該摺動ブロック４６の底面には二つの給気孔４８を連通する連通溝４９が形成されている。

【００１４】一方、前記摺動ブロック４６は，前記ラジアル気体軸受３６と同等の構成を有するラジアル気体軸受３９で回転自在に支持された前記回転部２８のスピンドル５０の上面にボルト５１を介して固定されている。
また前記スピンドル５０の中央部には，圧縮気体を、前記摺動ブロック４６の連通溝４９に供給するための貫通孔５２が形成されている。

【００１５】従って、図示されない給気孔から回転部２
８のラジアル気体軸受３９に圧縮気体が供給され、また圧縮気体は、前記スピンドル５０の貫通孔５２から摺動ブロック４６の連通溝４９，給気孔４８を通って，多孔質部材１３の給気溝４７に供給され、当該多孔質部材１
３の微細孔からその内周面に噴出し、その流動エネルギで連結アーム２６の外周面を多孔質部材１３の内周面から離間してその間に気体層を形成し、もって摺動抵抗を空気抵抗レベルにまで低減して前記連結アーム２６のスムースな摺動を可能とするものである。

【００１６】以上のように構成されたこのサーボトラックライタでサーボトラックの書込みを行う場合には、まず，サーボトラックの書込みを行う磁気ディスク６をスピンドル５に水平に固定し、図示されないモータ等によって磁気ディスク６をスピンドル５ごと，回転させる。
そして、上位コンピュータからの指令に従って、制御部３４から駆動電流Ｓｍを駆動モータ３０に出力して可動子３０ａを移動させる。 これにより連結アーム２６が図１の矢印Ｃ方向に移動し、これに伴って回転部材４０が回転し、当該回転部材４０の円周端部に固定した係合ピン１８がヘッド用アーム７と滑り接触して当該ヘッド用アーム７が移動される。 このとき、ヘッド用アーム７はピボット１０を支点として回転移動し、書込みヘッド９
はこのピボット１０を中心とする円弧上を図３の矢印Ａ
方向に移動する。

【００１７】前記可動子３０ａの移動に伴ってレーザリニアエンコーダ３２から可動子３０ａの移動量に応じた検出信号Ｓｆが制御部３４に向けて出力されるから、前記制御部３４では、上位コンピュータからの指定信号と前記検出信号Ｓｆとをもとに書込みヘッド９を次の所定位置に移動するための駆動電流Ｓｍを求めて駆動モータ３０に出力する。

【００１８】書込みヘッド９がサーボトラック書込み開始地点に移動した時点で、制御部３４からの駆動電流Ｓ
ｍの出力を停止し、書込みヘッド９を停止させる。 そして、磁気ディスク６が一回転して円周状のサーボトラックが磁気ディスク６に書込まれた時点で，再度上位コンピュータからの指令に基づいて制御部３４から駆動電流Ｓｍが出力され、前記と同様にして書込みヘッド９が磁気ディスク６の径方向内側，即ち内周方向に移動され、
書込み地点で停止する。

【００１９】そして、これらを順に繰り返して行い、磁気ディスク６の書込み可能な内周端までサーボトラックの書込みを行うことにより、磁気ディスク６上に同心円状のサーボトラックの書込みを行う。 こうした書込みヘッドの移動に際して、前記アーム駆動モータ８には，前記ヘッド用アームを矢印Ａ方向に移動させる数ｍＡ程度の駆動電流を供給しているので、係合ピン１８の移動によってヘッド用アーム７が急激に移動することがなく、
書込みヘッド９の位置決め制御精度が低下することがない。

【００２０】また、これらの動作において可動子３０ａ
が直動すると連結アーム２６を介して回転部２８上の回転部材４０も回転するが、このとき連結アーム２６の回転は前記ラジアル気体軸受３６が許容し、当該連結アーム２６の直動部２４と回転部２８との連結距離の変動は，前記直動気体軸受３８が許容して、直動−回転変換はスムースに行われる。

【００２１】また、前記可動子３０ａの直動，回転部２
８の回転は夫々非常に高精度に行われるが、それらの運動には，ピッチング，ローリング，ヨーイング等の要求されない微視的なエラーモーションがあることも否めない。 こうしたエラーモーションを，前記ラジアル気体軸受３６において連結アーム２６が可動子３０ａに対してスラスト方向に移動することで吸収するため、これらに基づく振動や位置ずれが発生しにくい。

【００２２】従って、直動型ボイスコイルモータからなる駆動モータ３０並びに高分解能を有するレーザリニアエンコーダ３２を利用して係合ピン１８の位置制御を行うことにより、当該係合ピン１８を高精度で駆動制御することができるので、ヘッド用アーム７を高精度で移動させることができ、書込みヘッド９を高精度に位置決め制御することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の直動−回転変換装置によれば、機械的に発生する要求されないエラーモーションをラジアル気体軸受のスラスト方向に吸収することで、装置に発生する振動や位置ずれを抑制し、
前記直動体の高分解能移動検出によって回転体の高精度な位置決めが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直動−回転変換装置を適用したサーボトラックライタの位置決め装置の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１の位置決め装置における直動回転変換装置の詳細説明図であり、（ａ）は一部断面平面図，（ｂ）
は正面図，（ｃ）は一部断面側面図である。

【図３】サーボトラックライタの全体構成概略図である。

【符号の説明】

２はディスク駆動部 ３はヘッド駆動部 ４は位置決め装置 ５はスピンドル ６は磁気ディスク ７はヘッド用アーム ８はアーム駆動モータ ９は書込みヘッド １０はピボット １１は支持杆 １２は多孔質部材 １３は多孔質部材 １８は係合ピン ２４は直動部 ２６は連結アーム ２８は回転部 ３０は駆動モータ ３０ａは可動子 ３２はレーザリニアエンコーダ ３４は制御部 ３６はラジアル気体軸受 ３８は直動気体軸受 ４０は回転部材