JP2004013983A - リニアスピンスタンド - Google Patents
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Abstract
【課題】リニア駆動方式の精密位置決めシステムで、ステージにリニアモータとリニアスケールを用いて高速で制御する場合、マグネットヨークから伝わる振動がスケール位置検出ヘッドに影響を与えないで安定した位置決めが可能なシステムを実現する。リニアスピンスタンドやリニアポジショナ、大容量リムーバブルディスク用サーボトラックライタ等に応用することを目的としている。
【解決手段】ステージが動作したときの振動が検出ヘッドに直接伝わらないように、エンコーダステー取付け位置を重力ガイドやマグネットヨークから離れた場合に固定し、可動部の動作により生じる振動を除振台で減衰させる構成とした。また、リニアスケールの検出位置をステージ移動方向で磁気記録ヘッドの軸線上に配置することで読み取り誤差を小さくした。
【選択図】 図１
【解決手段】ステージが動作したときの振動が検出ヘッドに直接伝わらないように、エンコーダステー取付け位置を重力ガイドやマグネットヨークから離れた場合に固定し、可動部の動作により生じる振動を除振台で減衰させる構成とした。また、リニアスケールの検出位置をステージ移動方向で磁気記録ヘッドの軸線上に配置することで読み取り誤差を小さくした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータからなるリニアスピンスタンドにおいて、リニアステージ部が高速で高精度の位置決めが可能なシステムを実現することを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクや大容量リムーバブルディスク等の磁気情報記録装置や、光ピックアップを用いた情報記録装置の構造、検査工程において、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータから構成されたリニアスピンスタンドが使われている。従来のリニアスピンスタンドでサーボトラックライタに応用した例を図３、図４に示す。リニアステージ可動部１０１上に磁気情報を書き込む磁気記録ヘッド１０７が搭載され、磁気記録メディア１０８はチャック機構を備えたスピンドルモータ１０９上に搭載され、スピンドルモータベース１１０上に固定される。リニアステージ可動部１０１およびスピンドルモータベース１１０は金属やグラナイトの除振台１１１上に固定する。ここで、グラナイト定盤を使用する場合、タップ加工が困難なため、金属製のベースプレート１１３を介して固定することも多い。
【０００３】
サーボトラックライタとして、記録密度を高め、位置決め性能を高速で高精度に行なうためには、ステージに静圧案内機構を用い、ステージのアクチュエータにはリニアモータ、位置検出手段にはリニアスケールを用いることが考えられる。図３、図４の場合、ステージの案内機構は可動部を重力方向に支える重力ガイド１０２と、水平方向に支えるヨーガイド１０３から構成される。可動部のヨーガイド１０３と反対側側面にはリニアスケールを装着し、重力ガイド側面にエンコーダステーを固定して、その上に検出ヘッドが取付けられている。また、重力ガイド１０２にはリニアモータのマグネットヨークも固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の構造では、可動部を高速で制御しようとすると、マグネットヨークが可動部の反作用を受けて振動し、重力ガイド、エンコーダステーを伝わってリニアスケールの検出ヘッド自体を振動させてしまい、高速で制御することが難しい。
【０００５】
また、従来例では、リニアスケールの検出位置が、ステージ移動方向で磁気記録ヘッドの延長線上から離れているため、ステージ可動部のヨーイングに対して読み取り誤差（アッベ誤差）を生じてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のリニアスピンスタンドは、一軸方向に移動するリニアステージと、任意の回転体が搭載できるスピンドルモータと、両者を固定する除振台から構成され、リニアステージが静圧案内機構であることを特徴とする。
【０００７】
また、リニアステージの静圧案内機構が二つの静圧面より１軸のステージを構成しており、各々の静圧面には高圧流体を吹き付けて浮上する手段と剛性を高めるために予圧を与える手段とが備わっており、位置決め機構としてリニアモータを採用し、可動部分に対して非接触で推進力を与えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項２記載のリニアスピンスタンドで、磁気記録ヘッドを搭載した可動部が移動して位置決めする際、位置検出手段として光学式リニアスケールを採用し、可動部に対して非接触で位置検出をすることを特徴とするものとしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を図１に示す。リニアスケール検出ヘッド５をステージ１から分離して固定するために、エンコーダステー１２をスピンドルモータベース１０に固定したものである。スピンドルモータベース１０とステージ１はグラナイト除振台１１に直接固定されているか、ステージ１のみベースプレート１３を介して除振台に固定される。推進力を与えるコイルは可動部の重心位置に配置し、安定した動作が可能である。
【００１０】
（１）上記実施の形態によるサーボトラックライタは、リニアスケールの検出ヘッドを固定するエンコーダステーをスピンドルモータベースに設置している。スピンドルモータベースは直接除振台に固定されており、ステージとは直接つながっていない。したがって可動部の動作による振動は除振台で減衰されるため、エンコーダステーを重力ガイドに固定する場合と比較して検出ヘッドに与える影響は小さくなる。
【００１１】
（２）本実施の形態は、エンコーダステーをスピンドルモータベース上に設置しているため、スピンドル上の磁気メディア基準位置からエンコーダ検出位置までの距離を一定に保ったままセッティングすることができる。したがってステージ上のリニアスケール原点と磁気記録ヘッドの読み取り位置を合わせておけば、スピンドルモータとステージとを合わせることで磁気記録ヘッドとメディアとの相対位置を容易に合わせることができる。
【００１２】
（３）本実施の形態において、採用されている静圧案内機構は、２つの直交する平面、重力ガイド、ヨーガイドから構成されており、案内機構を含めた全体の設計自由度が大きく、１個のリニアモータで推力を発生するコイルを重心に配置する設計が容易に可能である。
【００１３】
（４）本実施の形態は、位置決め機構として水平方向の静圧面中央にリニアモータを配置し、可動部の重心に推力を与えるコイルを配置しているため、可動部の共振周波数を高く設定できる。これは高速で制御するとき有利である。また、可動部の進行方向に対する姿勢変化（ヨー、ピッチ、ロール）を最小限に抑えることができる。
【００１４】
（５）本実施の形態において、静圧案内機構に用いた浮上手段は、固定潤滑質で多孔質の物質を研磨したものである。この多孔質の表面から高圧気体を静圧面に向かって均一に噴きつけている。これは、万一高圧気体の供給が停止した場合も、静圧面にカジリついてキズを付けることが少ない。
【００１５】
（６）本実施の形態のサーボトラックライタは、静圧案内機構を採用することで、案内機構のメンテナンスが長期間不要あるいはほとんど不要となり、生産装置としてのメリットが非常に大きい。
【００１６】
（７）本実施の形態において、位置検出手段として採用されているリニアスケールは検出部の光源にＬＥＤを採用しており、その結果、耐久性に優れている。また、スケールの材質には石英が使用され、高精度で安定した位置情報を得ることができる。リニアスケールはステージ可動部分の水平ガイドと反対側の側面に取付けており、ステージ上面はワークを取付けるために有効に使うことができる。
【００１７】
（８）本実施の形態は、可動部分にリニアスケールを設置し、検出部を固定部側に配置したことで、可動部側のスケールが移動しても検出側の信号ケーブルを引きずることが無いので位置決め精度や整定時間に影響が少ない。
【００１８】
本発明のリニアスピンスタンドが採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を図２に示す。上記一実施の形態と同様にエンコーダステーをスピンドルモータベース上に固定する方式で、さらにリニアスケール検出部をステージ可動部上の磁気記録ヘッド移動方向延長線上に配置している。
【００１９】
上記効果に加えて、可動部の進行方向に対する姿勢変化、特にヨーイングによるスケール位置の読み取り誤差（アッベの誤差）を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明が採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】従来のリニア駆動方式のサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【符号の説明】
１ リニアステージ可動部
２ 重力ガイド
３ ヨーガイド
４ マグネットヨーク
５ リニアスケールの検出ヘッド
６ リニアスケール
７ 磁気記録ヘッド
８ 磁気記録メディア
９ スピンドルモータ
１０ スピンドルモータベース
１１ 除振台
１２ エンコーダステー
１３ ベースプレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータからなるリニアスピンスタンドにおいて、リニアステージ部が高速で高精度の位置決めが可能なシステムを実現することを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクや大容量リムーバブルディスク等の磁気情報記録装置や、光ピックアップを用いた情報記録装置の構造、検査工程において、高精度のリニアポジショナとスピンドルモータから構成されたリニアスピンスタンドが使われている。従来のリニアスピンスタンドでサーボトラックライタに応用した例を図３、図４に示す。リニアステージ可動部１０１上に磁気情報を書き込む磁気記録ヘッド１０７が搭載され、磁気記録メディア１０８はチャック機構を備えたスピンドルモータ１０９上に搭載され、スピンドルモータベース１１０上に固定される。リニアステージ可動部１０１およびスピンドルモータベース１１０は金属やグラナイトの除振台１１１上に固定する。ここで、グラナイト定盤を使用する場合、タップ加工が困難なため、金属製のベースプレート１１３を介して固定することも多い。
【０００３】
サーボトラックライタとして、記録密度を高め、位置決め性能を高速で高精度に行なうためには、ステージに静圧案内機構を用い、ステージのアクチュエータにはリニアモータ、位置検出手段にはリニアスケールを用いることが考えられる。図３、図４の場合、ステージの案内機構は可動部を重力方向に支える重力ガイド１０２と、水平方向に支えるヨーガイド１０３から構成される。可動部のヨーガイド１０３と反対側側面にはリニアスケールを装着し、重力ガイド側面にエンコーダステーを固定して、その上に検出ヘッドが取付けられている。また、重力ガイド１０２にはリニアモータのマグネットヨークも固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の構造では、可動部を高速で制御しようとすると、マグネットヨークが可動部の反作用を受けて振動し、重力ガイド、エンコーダステーを伝わってリニアスケールの検出ヘッド自体を振動させてしまい、高速で制御することが難しい。
【０００５】
また、従来例では、リニアスケールの検出位置が、ステージ移動方向で磁気記録ヘッドの延長線上から離れているため、ステージ可動部のヨーイングに対して読み取り誤差（アッベ誤差）を生じてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のリニアスピンスタンドは、一軸方向に移動するリニアステージと、任意の回転体が搭載できるスピンドルモータと、両者を固定する除振台から構成され、リニアステージが静圧案内機構であることを特徴とする。
【０００７】
また、リニアステージの静圧案内機構が二つの静圧面より１軸のステージを構成しており、各々の静圧面には高圧流体を吹き付けて浮上する手段と剛性を高めるために予圧を与える手段とが備わっており、位置決め機構としてリニアモータを採用し、可動部分に対して非接触で推進力を与えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項２記載のリニアスピンスタンドで、磁気記録ヘッドを搭載した可動部が移動して位置決めする際、位置検出手段として光学式リニアスケールを採用し、可動部に対して非接触で位置検出をすることを特徴とするものとしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を図１に示す。リニアスケール検出ヘッド５をステージ１から分離して固定するために、エンコーダステー１２をスピンドルモータベース１０に固定したものである。スピンドルモータベース１０とステージ１はグラナイト除振台１１に直接固定されているか、ステージ１のみベースプレート１３を介して除振台に固定される。推進力を与えるコイルは可動部の重心位置に配置し、安定した動作が可能である。
【００１０】
（１）上記実施の形態によるサーボトラックライタは、リニアスケールの検出ヘッドを固定するエンコーダステーをスピンドルモータベースに設置している。スピンドルモータベースは直接除振台に固定されており、ステージとは直接つながっていない。したがって可動部の動作による振動は除振台で減衰されるため、エンコーダステーを重力ガイドに固定する場合と比較して検出ヘッドに与える影響は小さくなる。
【００１１】
（２）本実施の形態は、エンコーダステーをスピンドルモータベース上に設置しているため、スピンドル上の磁気メディア基準位置からエンコーダ検出位置までの距離を一定に保ったままセッティングすることができる。したがってステージ上のリニアスケール原点と磁気記録ヘッドの読み取り位置を合わせておけば、スピンドルモータとステージとを合わせることで磁気記録ヘッドとメディアとの相対位置を容易に合わせることができる。
【００１２】
（３）本実施の形態において、採用されている静圧案内機構は、２つの直交する平面、重力ガイド、ヨーガイドから構成されており、案内機構を含めた全体の設計自由度が大きく、１個のリニアモータで推力を発生するコイルを重心に配置する設計が容易に可能である。
【００１３】
（４）本実施の形態は、位置決め機構として水平方向の静圧面中央にリニアモータを配置し、可動部の重心に推力を与えるコイルを配置しているため、可動部の共振周波数を高く設定できる。これは高速で制御するとき有利である。また、可動部の進行方向に対する姿勢変化（ヨー、ピッチ、ロール）を最小限に抑えることができる。
【００１４】
（５）本実施の形態において、静圧案内機構に用いた浮上手段は、固定潤滑質で多孔質の物質を研磨したものである。この多孔質の表面から高圧気体を静圧面に向かって均一に噴きつけている。これは、万一高圧気体の供給が停止した場合も、静圧面にカジリついてキズを付けることが少ない。
【００１５】
（６）本実施の形態のサーボトラックライタは、静圧案内機構を採用することで、案内機構のメンテナンスが長期間不要あるいはほとんど不要となり、生産装置としてのメリットが非常に大きい。
【００１６】
（７）本実施の形態において、位置検出手段として採用されているリニアスケールは検出部の光源にＬＥＤを採用しており、その結果、耐久性に優れている。また、スケールの材質には石英が使用され、高精度で安定した位置情報を得ることができる。リニアスケールはステージ可動部分の水平ガイドと反対側の側面に取付けており、ステージ上面はワークを取付けるために有効に使うことができる。
【００１７】
（８）本実施の形態は、可動部分にリニアスケールを設置し、検出部を固定部側に配置したことで、可動部側のスケールが移動しても検出側の信号ケーブルを引きずることが無いので位置決め精度や整定時間に影響が少ない。
【００１８】
本発明のリニアスピンスタンドが採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を図２に示す。上記一実施の形態と同様にエンコーダステーをスピンドルモータベース上に固定する方式で、さらにリニアスケール検出部をステージ可動部上の磁気記録ヘッド移動方向延長線上に配置している。
【００１９】
上記効果に加えて、可動部の進行方向に対する姿勢変化、特にヨーイングによるスケール位置の読み取り誤差（アッベの誤差）を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用されたサーボトラックライタの一実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明が採用されたサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】従来のリニア駆動方式のサーボトラックライタの他の実施の形態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【符号の説明】
１ リニアステージ可動部
２ 重力ガイド
３ ヨーガイド
４ マグネットヨーク
５ リニアスケールの検出ヘッド
６ リニアスケール
７ 磁気記録ヘッド
８ 磁気記録メディア
９ スピンドルモータ
１０ スピンドルモータベース
１１ 除振台
１２ エンコーダステー
１３ ベースプレート
Claims (5)
- 一軸方向に移動するリニアステージと、任意の回転体が搭載できるスピンドルモータと、両者を固定する除振台から構成され、リニアステージが静圧案内機構であることを特徴とするリニアスピンスタンド。
- 請求項１記載のリニアスピンスタンドで、リニアステージの静圧案内機構が二つの静圧面より１軸のステージを構成しており、各々の静圧面には高圧流体を吹き付けて浮上する手段と剛性を高めるために予圧を与える手段とが備わっており、位置決め機構としてリニアモータを採用し、可動部分に対して非接触で推進力を与えることを特徴とするリニアスピンスタンド。
- 請求項２記載のリニアスピンスタンドで、磁気記録ヘッドを搭載した可動部が移動して位置決めする際、位置検出手段として光学式リニアスケールを採用し、可動部に対して非接触で位置検出をすることを特徴とするリニアスピンスタンド
- 請求項３記載のリニアスピンスタンドで、位置検出のためのリニアスケールをステージ可動部に配置し、位置検出部をステージの案内機構から分離した位置に固定し、ステージ可動部が移動する際の反作用の影響を位置検出部が受けない構造としたことを特徴とするリニアスピンスタンド
- 請求項３記載のリニアスピンスタンドで、光学式リニアスケールの検出位置を磁気記録ヘッドの移動方向の延長線上に配置したことを特徴とするリニアスピンスタンド
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002165072A JP2004013983A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | リニアスピンスタンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002165072A JP2004013983A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | リニアスピンスタンド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004013983A true JP2004013983A (ja) | 2004-01-15 |
Family
ID=30433003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002165072A Pending JP2004013983A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | リニアスピンスタンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004013983A (ja) |
-
2002
- 2002-06-06 JP JP2002165072A patent/JP2004013983A/ja active Pending
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