(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に突出する状態で設けられるスピンドル軸を有し、該スピンドル軸に着脱自在に取り付けられたディスク状記録媒体を回転させるエアスピンドルモータと、
光学的に読み取り可能なクロックパターンが全周に亘って記録されてなるクロックトラックを有し、上記基台上において上記スピンドル軸の基端側に装着され、上記エアスピンドルモータにより回転されるクロックパターンディスクと、
上記基台上において上記クロックパターンディスクのクロックトラックと対向する位置に配置固定され、上記クロックパターンを光学的に読み取る光学ヘッドと、
上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力が光ファイバを介して導かれ、上記光出力を光電変換することにより得られる電気信号に基づいて、クロック信号を生成するクロック生成部と、
上記クロック生成部により生成されたクロック信号に同期して情報を生成する情報生成部と、
上記情報生成部により生成された情報を上記エアスピンドルモータにより回転されるディスク状記録媒体に書き込む記録ヘッドと、
上記記録ヘッドを上記ディスク状記録媒体上の半径方向に移動させるヘッド駆動手段と、
上記ヘッド駆動手段により上記ディスク状記録媒体上の半径方向に移動される上記記録ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、
上記位置検出手段による上記記録ヘッドの位置検出情報と上記情報生成部により生成された情報に基づいて上記ヘッド駆動手段を制御し、上記記録ヘッドを上記ディスク状記録媒体上の所定位置に移動及び位置決めする位置制御手段とを備え、
上記基台上に配置固定された上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力を上記クロック生成部に上記光ファイバを介して導き、上記クロック生成部において上記光ファイバを介して導かれた光出力を光電変換してクロック信号を生成し、上記情報生成部は、上記クロック生成部により生成されたクロック信号に同期して情報を生成する情報書き込み装置。
【請求項２】
上記クロックパターンは入射光ビームを回折する回折格子からなり、
上記光学ヘッドは、上記回折格子に光ビームを入射し、上記回折格子により回折された回折光が入射され、上記回折光に含まれる２つの同次回折光の干渉強度を検出する干渉光学系にて構成され、
上記クロック生成部は、上記光学ヘッドから上記光ファイバを介して導かれる光出力の干渉強度の変化を電気信号に変換し、この信号に基づいてクロック信号を生成することを特徴とする請求項１記載の情報書き込み装置。
【請求項３】
上記クロックパターンは入射光ビームを回折する透過型回折格子からなり、
上記クロックパターンディスクの両面に光透過材料により閉じられた窓を有し、上記クロックパターンディスクの全周を覆う風防壁を設けた請求項２記載の情報書き込み装置。
【請求項４】
上記窓のクロックパターンディスクに面している側は、上記風防壁と面一され、上記風防壁と上記クロックパターンディスクとの間隔は１０ｍｍ以下とした請求項３記載の情報書き込み装置。
【請求項５】
上記光ビームの光源としてセルフパルセーションタイプの半導体レーザあるいは高周波駆動された半導体レーザを用い、セルフパルセーションの周波数あるいは高周波駆動の周波数は、上記クロックパターンディスクを回転させたときに得られる干渉信号の周波数の２倍以上に高くし、上記干渉信号を光電変換した後ローパスフィルタによりセルフパルセーションあるいは高周波駆動による変調成分を除いた信号に基づいてクロック信号を生成する請求項１又は請求項２記載の情報書き込み装置。
【請求項６】
上記クロック生成部は、上記光学ヘッドから上記光ファイバを介して導かれる光出力の干渉強度の変化をアバランシェフォトディテクタにより電気信号に変換することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の情報書き込み装置。
【請求項７】
上記光学ヘッドを１対設け、上記１対の光学ヘッドにより上記クロックパターンディスクのクロックトラック上の１８０°離れた位置においてクロックパターンを読み取り、
上記クロック生成部では、上記１対の光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った各光出力の変化をそれぞれ電気信号に変換して１対の周波数信号とし、この１対の周波数信号を混合することにより加算周波数信号を得て、この加算周波数信号からクロック信号を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の情報書き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクドライブ装置に実装して用いられるディスク状記録媒体に情報を書き込む情報書き込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスクや光磁気ディスクなどのディスク状記録媒体を用いたディスクドライブ装置では、ディスク状録媒体にヘッド位置決め情報として予め書き込まれているサーボ情報に基づいて、ヘッドを目標トラックに移動してクローズドループ制御により正確に位置決めすようにしている。
【０００３】
従来、ハードディスクやフレキシブルディスクなどの磁気ディスクへサーボ情報を書き込む所謂サーボトラックライタは、磁気ディスクを例えば軸振れ精度の高いエアスピンドルモータで高速回転させ、ヘッドスライダに搭載された磁気ヘッドをレーザエンコーダ等の高精度スケールを用いたポジショナによりディスク上で１トラック毎に位置決めして、上記磁気ヘッドによりサーボ情報を書き込み、１周すなわち１トラック分のサーボ情報を書き終えると、ヘッドスライダを規定のトラックピッチに相当する変位量だけ半径方向に移動させて、次の１トラック分のサーボ情報の書き込みを行うことにより、全トラックにサーボ情報を書き込むように構成されている。
【０００４】
このとき円周方向の位置の検出が必要となるが、通常では別に設けられた磁気ヘッドでディスク上にクロック信号を記録し、これを検出し再度ディスク上にクロック信号を記録するという手段がとられていた。
【０００５】
また、サーボ情報の書き込み効率を高めるために、複数枚のディスクをスタックし、スタックされた複数枚のディスクの各記録面にそれぞれ対応する複数のヘッドを備え、各ディスクの記録面に同時にサーボ情報を書き込むよう構成したサーボトラックライタにおいて、サーボ情報が高精度に書き込まれたマスターディスクを準備しておき、このマスターディスクとサーボ情報の書き込みを行うディスクをスタックした状態でスピンドルモータにより回転させて、上記マスターディスクから読み出されるサーボ情報に基づいて、ヘッドのヘッド位置決め制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、サーボ情報が高精度に書き込まれたマスターディスクを用いる方法では、ディスクのフォーマットが変わる毎に欠陥のないマスターディスクを準備する必要があり、また、マスターディスクが途中でクラッシュするという問題点がある。
【０００８】
また、サーボトラックライタは、クリーンルームで使用されるが、クロック信号の読み取りに磁気式のクロックヘッドを用いた場合にはクロックヘッドの表面に塵埃等が付着すると、クロック用磁気ヘッドがクラッシュして、クリーンルーム内を汚染してしまうことがある。
【０００９】
さらに、近年、記録再生技術の進歩に伴い、記録媒体の高記録密度化が急速に進められており、ディスク状記録媒体に記録されるデータのクロック周波数が極めて高くなってきているので、さらにクロック信号精度をあげるために周波数を上昇させると、サーボ情報の伝送系における不要輻射及び信号の減衰が問題となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、高精度で効率よくサーボ情報を書き込むことができ、各種フォーマットに対応することができる汎用性の高い情報書き込み装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、ヘッドのクラッシュによるクリーンルーム内の汚染の虞がなく、しかも、クロック信号の周波数が高くなった場合に不要輻射や信号の減衰が問題となることのない情報書き込み装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明に係る情報書き込み装置は、基台上に突出する状態で設けられるスピンドル軸を有し、該スピンドル軸に着脱自在に取り付けられたディスク状記録媒体を回転させるエアスピンドルモータと、光学的に読み取り可能なクロックパターンが全周に亘って記録されてなるクロックトラックを有し、上記基台上において上記スピンドル軸の基端側に装着され、上記エアスピンドルモータにより回転されるクロックパターンディスクと、上記基台上において上記クロックパターンディスクのクロックトラックと対向する位置に配置固定され、上記クロックパターンを光学的に読み取る光学ヘッドと、上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力が光ファイバを介して導かれ、上記光出力を光電変換することにより得られる電気信号に基づいて、クロック信号を生成するクロック生成部と、上記クロック生成部により生成されたクロック信号に同期して情報を生成する情報生成部と、上記情報生成部により生成された情報を上記エアスピンドルモータにより回転されるディスク状記録媒体に書き込む記録ヘッドと、上記記録ヘッドを上記ディスク状記録媒体上の半径方向に移動させるヘッド駆動手段と、上記ヘッド駆動手段により上記ディスク状記録媒体上の半径方向に移動される上記記録ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段による上記記録ヘッドの位置検出情報と上記情報生成部により生成された情報に基づいて上記ヘッド駆動手段を制御し、上記記録ヘッドを上記ディスク状記録媒体上の所定位置に移動及び位置決めする位置制御手段とを備え、上記基台上に配置固定された上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力を上記クロック生成部に上記光ファイバを介して導き、上記クロック生成部において上記光ファイバを介して導かれた光出力を光電変換してクロック信号を生成し、上記情報生成部は、上記クロック生成部により生成されたクロック信号に同期して情報を生成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る情報書き込み装置では、光学的に読み取り可能なクロックパターンが全周に亘って記録されてなるクロックトラックを有するクロックパターンディスクと上記クロックパターンを光学的に読み取る光学ヘッドにより、格子干渉計方式のクロックスケールシステムを構成し、上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力として得られる干渉光が光ファイバーを介して導かれるクロック生成部において、上記光出力を光電変換することにより得られる電気信号に基づいてクロック信号を生成するので、磁気ヘッドを用いた場合のようにヘッドのクラッシュによるクリーンルーム内の汚染の虞がなく、しかも、クロック信号が高周波になった場合に不要輻射や信号の減衰の問題を生ずることなく、１周当たりのクロック数の多いクロックパターンを有する大径のクロックディスクを用いることができ、高分解能の高速クロック信号を生成することができる。
【００１５】
また、上記クロック生成部では、上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力として得られる干渉光から、例えばＰＬＬにより、広い周波数帯域に亘って任意の周波数のクロック信号を生成することができる。
【００１６】
そして、上記クロック生成部により生成されるクロック信号に同期して各種フォーマットの情報を情報生成部により生成することができ、ハードディスクのフォーマット毎にマスターディスクを準備することなく、各種フォーマットに対応することができる
さらに、軸長の大きなエアスピンドルモータでディスク状記録媒体を回転させてサーボ情報を書き込む場合、クロックパターンディスクをスピンドルモータのスピンドル軸の基台上での基端側に装着することにより、情報を書き込むディスク状記録媒体の近傍に設置することができ、スピンドルモータの軸振れによる偏心の影響を極めて小さくすることができ、ジッタの少ないクロック信号を生成することができる。
【００１７】
また、上記光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った光出力として得られる干渉光が光ファイバーを介して導かれるクロック生成部において、上記光出力を光電変換することにより得られる電気信号に基づいてクロック信号を生成するので、不要輻射等の問題を生ずることがないばかりでなく、光電変換素子を内蔵する必要がないので上記光学ヘッドを小型化することができ、また、消費電力が大きく発熱量の多いが光電変換効率が高く又周波数特性が良いアバランシェフォトディテクタを光電変換素子として使用することができる。
【００１８】
さらに、基台上において、クロックパターンディスクと光学ヘッドにより構成される格子干渉計方式のクロックスケールシステムでは、クロックパターンディスクが高速回転されることにより空気流が生じ、クロックパターンディスクと光学ヘッドの間に存在する空気の密度が変化することによる屈折率の変化が検出誤差となるが、上記基台上において、上記クロックパターンディスクと対向する位置に配置される上記光学ヘッドとの間に、光透過材料により閉じられた窓を有する風防壁を設けることにより、クロックパターンディスクが高速回転されることにより生じる空気流の影響を阻止することができ、高精度にクロック信号を生成することができる。
【００１９】
そして、上記クロック生成部により生成されたクロック信号に同期したサーボ情報をサーボ情報生成部により生成し、このサーボ情報に基づいて位置制御手段によりディスク状記録媒体上の所定位置に記録ヘッドを移動させて高精度に位置決めすることができ、上記サーボ情報生成部により生成されたサーボ情報をスピンドルモータにより高速回転されるディスク状記録媒体に高精度に且つ高速で書き込むことができる。
【００２０】
さらに、上記光学ヘッドを１対設け、上記１対の光学ヘッドにより上記クロックパターンディスクのクロックトラック上の１８０°離れた位置においてクロックパターンを読み取り、上記クロック生成部では、上記１対の光学ヘッドにより上記クロックパターンを光学的に読み取った各光出力の変化をそれぞれ電気信号に変換して１対の周波数信号とし、この１対の周波数信号を混合することにより加算周波数信号を得て、この加算周波数信号からクロック信号を生成することにより、スピンドル軸の偏心による影響を相殺して高精度にクロック信号を生成することができる。
【００２１】
従って、本発明によれば、高精度で効率よくサーボ情報を書き込むことができ、しかも、ディスク状記録媒体のフォーマット毎にマスターディスクを準備することなく、各種フォーマットに対応することができる汎用性の高い情報書き込み装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、ヘッドのクラッシュによるクリーンルーム内の汚染の虞がなく、しかも、不要輻射や信号の減衰が問題となることのない情報書き込み装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本発明は、例えば図１に示すような構成のハードディスク１のサーボトラックライタ１００に適用される。
【００２５】
このサーボトラックライタ１００は、石や金属等からなる基台１０を備え、スピンドル軸２１に着脱自在に取り付けられたハードディスク１を回転させるエアスピンドルモータ２０、ハードディスク１にサーボ情報を書き込む磁気ヘッド３１を上記ハードディスク１上の半径方向に移動させるヘッド駆動手段であるボイスコイルモータ４０、上記ハードディスク１上の半径方向における上記磁気ヘッド３１の位置を検出して位置決めするための位置制御手段を構成するロータリーポジショナ４５等が上記基台１０に設けられている。
【００２６】
上記エアスピンドルモータ２０は、そのスピンドル軸２１が上記基台１０上に突出する状態で設置されている。このエアスピンドルモータ２０のスピンドル軸２１には、複数枚のハードディスク１がハブ２２により所定の間隔を保って積層されて一体化されたディスクスタック５として着脱自在に装着される。そして、このエアスピンドルモータ２０は、上記スピンドル軸２１にディスクスタック５として装着された複数枚のハードディスク１を同時に高速回転させる。
【００２７】
また、このサーボトラックライタ１００は、上記複数枚のハードディスク１に対応する複数個の磁気ヘッド３１を所定の間隔を保って一体化したヘッドスタック３０を備え、このヘッドスタック３０をボイスコイルモータ４０により回転変位させることによって、ハードディスク１の記録面上で磁気ヘッド３１を半径方向に移動させる。
【００２８】
ロータリーポジショナ４５は、上記ボイスコイルモータ４０の回転角度位置を検出する図示しない例えばレーザ光を用いたロータリエンコーダなどからなり、上記ボイスコイルモータ４０の回転角度位置により、上記ハードディスク１上の半径方向における上記磁気ヘッド３１の位置を示す検出出力を得る。
【００２９】
そして、このサーボトラックライタ１００において、上記エアスピンドルモータ２０には、上記基台１０上における上記スピンドル軸２１の基端部分にクロックパターンディスク５０が装着されている。このクロックパターンディスク５０は、上記スピンドル軸２１に装着された複数枚のハードディスク１とともに高速回転される。このクロックパターンディスク５０は、図２に示すように光学的に読み取り可能なクロックパターン５１が全周に亘って記録されてなるクロックトラック５２を有する。上記クロックパターン５１は、入射光ビームを回折する反射型回折格子からなる。
【００３０】
なお、クロックパターンディスク５０は、ディスクスタック５と一緒に着脱できるように構成してもよい。
【００３１】
また、このサーボトラックライタ１００は、上記基台１０上において、上記クロックパターン５１を光学的に読み取る光学ヘッド６０を備える。この光学ヘッド６０は、上記基台１０上において、上記クロックパターンディスク５０のクロックトラック５２と対向する位置に配置され、基台１０又はスピンドルモータ２０の筐体２５に直接又は取り付け板７０を介して取り付け固定される。この例では、上記スピンドルモータ２０の筐体２５に取り付け板７０を介して取り付け固定されている。
【００３２】
また、このサーボトラックライタ１００は、上記クロックパターンディスク５０と上記光学ヘッド６０の間に、光透過材料により閉じられた窓７１を有する風防壁７２が設けられている。
【００３３】
上記光学ヘッド６０は、上記クロックパターン５１すなわち反射型回折格子に光ビームを入射し、上記反射型回折格子により回折された反射光が入射され、上記反射光に含まれる２つの１次回折光の干渉強度を検出する図３に示すようような構成の干渉光学系にて構成されている。なお、上記干渉強度を検出する回折光は、２つの２次回折光でもよく、２つの同次回折光であればよい。
【００３４】
すなわち、上記光学ヘッド６０は、半導体レーザ６１から収束レンズ６２を介して出射されたレーザビームが入射される偏光ビームスプリッタ６３、この偏光ビームスプリッタ６３により分離された２つの偏光成分Ｐ，Ｓをそれぞれ反射して上記クロックパターン５１すなわち反射型回折格子に入射する反射ミラー６４Ａ，６４Ｂ、上記反射型回折格子により各回折光がそれぞれλ／４板６５Ａ，６５Ｂを介して入射される反射ミラー６６Ａ，６６Ｂを備え、上記反射ミラー６６Ａ，６６Ｂによる反射光が往路と同じ光路を逆方向に辿って上記偏光ビームスプリッタ６３に戻される構成となっている。
【００３５】
上記反射型回折格子に入射された偏光方向の異なる光は、上記反射型回折格子で反射回折されることにより、偏光方向の異なる同一符号の回折光となり、λ／４板６５Ａ，６５Ｂ及び反射ミラー６６Ａ，６６Ｂにより往路とは偏光方向が９０°回転した光ビームとして上記偏光ビームスプリッタ６３に戻されて混合される。
【００３６】
上記偏光ビームスプリッタ６３に戻る光は、各偏光方向が元の方向に対して９０°回転したものとなっているため、往路での入射方向と直交する方向に出射されて、偏光板６７により同一方向の偏光成分を取り出すことにより干渉を生じ集束レンズ６８を介して光ファイバ８０に入射される。
【００３７】
ここで、入射光の波長をλ、振幅Ｅ及び光波数ベクトルｋをそれぞれ
Ｅ＝２ｅｉ（ｋｒ＋ｗｔ）
ｋ＝２πλ
とし、また、反射型回折格子の格子波長をΛとし、透過率Ｔ及び格子ベクトルＫをそれぞれ、
透過率Ｔ＝１＋ｃｏｓ（Ｋｘ）
格子ベクトルＫ＝２π／Λ
とした場合、上記反射型回折格子による２つの１次回折光Ｅ１，Ｅ１’は、
Ｅ１＝ｅｉ（ｋｒ＋ｗｔ＋Ｋｘ）
Ｅ１’＝ｅｉ（ｋｒ＋ｗｔ−Ｋｘ）
にて示され、上記２つの１次回折光Ｅ１，Ｅ１’の干渉光強度Ｉは、
Ｉ＝（Ｅ１’＋Ｅ１）（Ｅ１’＋Ｅ１）＊
＝２＋２ｃｏｓ（２Ｋｘ＋Φ）
となる。ここで、Φは、定数位相項である。上記干渉光強度Ｉを観測すると、反射型回折格子の格子波長Λの１／２の移動距離に対して１回の正弦波信号が見られる。
【００３８】
このサーボトラックライタ１００における光学ヘッド６０に採用した干渉光学系では、往路と復路で反射型回折格子によりそれぞれ１回ずつ２回回折されているので、反射型回折格子の格子波長Λの１／４の移動距離に対して１回の正弦波信号が得られる。
【００３９】
上記半導体レーザ６１としては、縦モードがマルチモードで可干渉距離の短いセルフパルセーションタイプのものか、もともとは縦モードがシングルモードのものを駆動電流を高周波変調することにより（以下、高周波駆動という）、マルチモード化したものを用いると良い。縦モードがシングルモードの半導体レーザを用いた場合、モードホイップによる干渉信号の飛びやノイズの発生といった問題を生じるが、マルチモードの半導体レーザではモードホイップが起きないのでこのような問題は生じない。また、シングルモードの半導体レーザでは可干渉距離が長いため多重反射した光の干渉により干渉信号にノイズが発生する虞があるが、マルチモードの半導体レーザでは可干渉距離が短いためそのような問題は生じにくい。また、特開昭６１−８３９１１号公報などに記載されているように、上記の干渉させる２つの光ビームの光路長に差があると、光源の波長をλ、光路長差をΔＬとし、波長変動をΔλをΛとした場合、
Ｅ＝Δλ／λ・２・ΔＬ・Λ／４
なる誤差Ｅが生じるが、可干渉距離が短いと、干渉信号のビジビリティーを最大にすることにより、干渉させる２つの光ビームの光路長差ΔＬを小さくすることができるため、レーザの波長変動によるクロック信号の誤差の発生を小さくすることができる。縦モードがシングルモードタイプの半導体レーザを高周波駆動することによりマルチモード化したものを用いると、以上のような利点があるが、この場合、光ビームが強度変調された形になるため、干渉信号にセルフパルセーションあるいは高周波駆動の周波数をディスクを回転させたときに得られる干渉信号の周波数の２倍以上にすることが望ましく、干渉信号を光電変換した後、ローパスフィルタにて重畳された信号を除く必要がある。
【００４０】
さらに、このサーボトラックライタ１００は、上記光学ヘッド６０により上記クロックパターン５１を光学的に読み取った光出力が光ファイバ８０を介して導かれて入射されるクロック生成部９０、このクロック生成部９０により生成されるクロック信号が供給されるサーボ情報生成部９３、このサーボ情報生成部９３により生成されたサーボ情報が供給されるＶＣＭ制御部９４及びサーボ情報書き込み部９５を備える。
【００４１】
上記クロック生成部９０は、上記光学ヘッド６０から上記光ファイバ８０を介して導かれる光出力の干渉強度の変化を光検出器９１により電気信号に変換して周波数信号とし、この周波数信号に基づいてクロック生成回路９２によりクロック信号を生成する。上記光検出器９１には、例えばアバランシェフォトディテクが用いられる。そして、上記クロック生成回路９２では、上記光出力を光検出器９１により光電変換することにより得られる電気信号に基づいて、ＰＬＬにより任意の周波数のクロック信号を生成することができる。
【００４２】
上記サーボ情報生成部９３は、上記クロック生成部９０により生成されたクロック信号に同期してサーボ情報を生成する。
【００４３】
上記ＶＣＭ制御部９４は、上記ロータリーポジショナ４５から上記ハードディスク１上の半径方向における上記磁気ヘッド３１の位置を示す検出出力が供給されており、上記磁気ヘッド３１の位置を示す検出出力と上記サーボ情報生成部９３により生成されたサーボ情報に基づいて、上記ボイスコイルモータ４０を制御し、上記磁気ヘッド３１によりサーボ情報を書き込む上記ハードディスク１上のトラック位置、すなわち、上記ハードディスク１上の半径方向における所定位置に磁気ヘッド３１を移動させて位置決めする。
【００４４】
そして、上記サーボ情報書き込み部９５は、上記サーボ情報生成部９３により生成されたサーボ情報を記録信号として各磁気ヘッド３１に供給することにより各ハードディスク１に書き込む。
【００４５】
この構成のサーボトラックライタ１００では、磁気ヘッドを用いないのでヘッドのクラッシュによるクリーンルーム内の汚染の虞がなく、しかも、クロック信号を光信号として光ファイバー８０を用いて伝送するので、クロック信号の周波数が高くなっても不要輻射や信号の減衰の問題を生ずることがなく、１周当たりのクロック数の多いクロックパターン５１を有する大径のクロックディスク５０を用いることができ、高分解能の高速クロック信号を生成することができる。
【００４６】
また、上記クロック生成部９０では、上記光学ヘッド６０により上記クロックパターン５１を光学的に読み取った光出力として得られる干渉光から、例えばＰＬＬにより、広い周波数帯域に亘って任意の周波数のクロック信号を生成することができる。
【００４７】
さらに、大径のクロックディスク５０を用いることができるので軸長の大きなエアスピンドルモータ２０でハードディスク１を回転させてサーボ情報を書き込む場合、クロックパターンディスク５０をスピンドルモータ２０のスピンドル軸２１の基台１０上での基端側に装着することにより、サーボ情報を書き込むハードディスク１の近傍に設置することができ、スピンドルモータ２０の軸振れによる偏心の影響を極めて小さくすることができ、ジッタの少ないクロック信号を生成することができる。
【００４８】
また、上記光学ヘッド６０により上記クロックパターン５１を光学的に読み取った光出力として得られる干渉光が光ファイバー８０を介して導かれるので、不要輻射等の問題を生ずることがないばかりでなく、光電変換素子を内蔵する必要がないので上記光学ヘッド６０を小型化することができる。また、消費電力が大きく発熱量の多いが光電変換効率が高く又周波数特性が良いアバランシェフォトディテクタ等の光電変換素子を光検出器９１に使用することができる。
【００４９】
さらに、基台１０上において、クロックパターンディスク５０と光学ヘッド６０により構成される格子干渉計方式のクロックスケールシステムでは、クロックパターンディスク５０が高速回転されることにより空気流が生じ、クロックパターンディスク５０と光学ヘッド６０の間に存在する空気の密度が変化することによる屈折率の変化が検出誤差となるが、上記基台１０上において、上記クロックパターンディスク５０と対向する位置に配置される上記光学ヘッド６０との間に、光透過材料により閉じられた窓７１を有する風防壁７２を設けることにより、クロックパターンディスク５０が高速回転されることにより生じる空気流の影響を阻止することができ、高精度にクロック信号を生成することができる。
【００５０】
なお、回折格子が透過型の場合はクロックパターンディスク５０の両面に窓７１を有する風防壁７２を設けるのが良い。また、空気流の影響をさらに少なくするためには、窓７１のクロックパターンディスク５０に面している側は、風防壁７２と面一が好ましい。また、風防壁７２は、クロックパターンディスク５０の全周にあるのが好ましく、回折格子が透過型の場合はクロックパターンディスク５０を覆うようにするのが良い。さらに、風防壁７２とクロックパターンディスク５０との間隔は、概略２０ｍｍ以下でよいが、光学系の信号を考えると１０ｍｍ以下が好ましい。
【００５１】
そして、上記クロック生成部９０により生成されたクロック信号に同期したサーボ情報をサーボ情報生成部９３により生成し、このサーボ情報に基づいてＶＣＭ制御部９４によりボイスコイルモータ４０を制御することによって、ハードディスク１上の所定位置に記録ヘッド３１を移動させて高精度に位置決めすることができ、上記サーボ情報生成部９３により生成されたサーボ情報をスピンドルモータ２０により高速回転されるハードディスク１に高精度に且つ高速で書き込むことができる。
【００５２】
上記サーボトラックライタ１００によりサーボ情報の書込みの行われたハードディスク１は、例えば図４に示すような構成のハードディスクドライブ１１０に搭載される。このハードディスクドライブ１１０では、ハードディスク１がスピンドルモータ１１１により回転駆動され、磁気ヘッド１１２により情報の記録再生が行われる。磁気ヘッド１１２は、ボイスコイルモータ１１３によって上記ハードディスク１上で半径方向に移動される。
【００５３】
ここで、上記サーボトラックライタ１００では、１個の光学ヘッド６０により上記クロックパターンディスク５０のクロックトラック５２上のクロックパターン５１を読み取ってクロック生成部９０によりクロック信号を生成するようにしたが、図５に示すサーボトラックライタ２００のように、１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂにより上記クロックパターンディスク５０のクロックトラック５２上のクロックパターン５１を読み取ってクロック生成部９０によりクロック信号を生成するようにしてもよい。
【００５４】
なお、図５に示すサーボトラックライタ２００において、上記図１に示したサーボトラックライタ２００と同一の構成要素については、図５中に同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
この図５に示すサーボトラックライタ２００では、上記クロックパターンディスク５０のクロックトラック５２上の１８０°離れた位置において防風壁７２の窓７１Ａ，７１Ｂを介してクロックパターン５１を読み取るように１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂが設置されており、上記１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂにより上記クロックトラック５２上の１８０°離れた位置においてクロックパターン５１を光学的に読み取った各光出力がそれぞれ光ファイバ８０Ａ，８０Ｂを介して導かれてクロック生成部９０に入射される。そして、上記クロック生成部９０では、上記１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂにより上記クロックパターン５１を光学的に読み取った各光出力の変化を一対の光検出器９１Ａ，９１Ｂにより電気信号に変換して１対の周波数信号とし、この１対の周波数信号を混合器９１Ｃにより混合することにより加算周波数信号を得て、この加算周波数信号からクロック生成回路９２によりクロック信号を生成する。
【００５６】
このように、１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂによりクロックパターンディスク５０のクロックトラック５２上の１８０°離れた位置においてクロックパターン５１を読み取り、上記クロック生成部９０では、上記１対の光学ヘッド６０Ａ，６０Ｂにより上記クロックパターン５１を光学的に読み取った各光出力の変化をそれぞれ電気信号に変換して１対の周波数信号とし、この１対の周波数信号を混合することにより加算周波数信号を得て、この加算周波数信号からクロック信号を生成することにより、スピンドル軸２１の偏心による影響を相殺して高精度にクロック信号を生成することができる。
【００５７】
また、ハードディスク１にサーボ情報を書き込むサーボトラックライタ１００に本発明を適用したが、光ディスクや光磁気ディスクの原盤を作成するカッティングマシンに適用してもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態では反射型回折格子を用いて説明したが、本発明は透過型回折格子を用いても良い。
【００５９】
また、上述した実施の形態ではハードディスク１にサーボ情報を書き込むサーボトラックライタ１００について説明したが、本発明では、情報としてデータをディスク状記録媒体に書き込むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を適用したサーボトラックライタの構成を示すブロック図である。
【図２】上記サーボトラックライタに備えられるクロックパターンディスクの模式的な平面図である。
【図３】上記サーボトラックライタに備えられる光学ヘッドを構成する干渉光学系の模式的な構成図である。
【図４】上記サーボトラックライタによりサーボ情報の書込みの行われたハードディスクを搭載したハードディスクドライブの構成を示す斜視図である。
【図５】１対の光学ヘッドによりクロックパターンディスクのクロックトラック上のクロックパターンを読み取ってクロック生成部によりクロック信号を生成するようにしたサーボトラックライタの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ハードディスク、５  ディスクスタック、１０  基台、２０  エアスピンドルモータ、２１  スピンドル軸、２２  ハブ、２５  筐体、３０  ヘッドスタック、３１  磁気ヘッド、４０  ボイスコイルモータ、４５  ロータリーポジショナ、５０  クロックパターンディスク、  ５１  クロックパターン、５２  クロックトラック、６０，６０Ａ，６０Ｂ  光学ヘッド、６１  半導体レーザ、６２  収束レンズ、６３  偏光ビームスプリッタ、６４Ａ，６４Ｂ，６６Ａ，６６Ｂ  反射ミラー、６５Ａ，６５Ｂ  λ／４板、７０  取り付け板、７１，７１Ａ，７１Ｂ  窓、７２  風防壁、７７  偏光板、７８  集束レンズ、８０，８０Ａ，８０Ｂ  光ファイバ、９０  クロック生成部、９１，９１Ａ，９１Ｂ  光検出器、９１Ｃ  混合器、９２  クロック生成回路、９３  サーボ情報生成部、９４  ＶＣＭ制御部、９５  サーボ情報書き込み部、１００，２００  サーボトラックライタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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