JP2000306349A - ヘッドの位置決め方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡便で低コストで、ヘッドの位置誤差を非常に
小さくすることができ、高い精度でヘッドを目標位置に
設定することができるようにすること。 【解決手段】情報を記録するディスク１ａと、ディスク
１ａに対して情報の書き込み／読み出しを行うヘッド３
と、ヘッド３が先端に固定されるアーム６ａと、アーム
６ａの根本でヘッド３の位置決めをする第一の位置決め
機構７ａと、アーム６ａのヘッド３の近傍でヘッド３の
位置決めをする第二の位置決め機構４ａと、アーム６ａ
の変位を計測し第一の位置決め機構７ａにフィードバッ
クするセンサ８ａを搭載したガイドアーム９ａと、ガイ
ドアーム９ａの位置決めをするガイドアーム位置決め手
段１１ａとを備え、センサ８ａからの出力に基づき第二
の位置決め機構４ａを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
における磁気ヘッド等のヘッドの位置決めを行うために
必要となるサーボトラックパターンを、磁気ディスク等
のディスク上に書き込む際に必要となるヘッドの高精度
の位置決めの方法及び装置に関する。

【０００２】磁気ディスク装置（ＤＥ）は、高密度化が
進展し、そのトラック幅は２μｍから１μｍに達しよう
としている。このため情報の読み書きをする磁気ヘッド
を所望のトラック上に位置決めするために、非常に高い
精度を要する。

【０００３】磁気ヘッドの位置決めは、サーボパターン
を読み出し、ヘッドの変位信号をヘッドを移動するボイ
スコイルモータ（ＶＣＭ）にフィードバックして行って
いる。しかし、これでは今後のさらに微細なトラック幅
に対応できないため、ヘッドアームの先端に設けたさら
に高精度の微動機構に変位信号をフィードバックする二
重サーボ系によって、高精度の位置決めを行うピギーバ
ックヘッドが考案されている。

【０００４】特に、本発明は、このような二重サーボ制
御可能なヘッドを位置決めする際に必要となるサーボト
ラックパターンを書き込むためのヘッドの位置決め方法
及び装置に関する。

【０００５】

【従来の技術】磁気ディスク装置において、磁気ヘッド
を位置決めするためのサーボトラックパターンを磁気デ
ィスクに書き込むために、従来は、磁気ヘッドを搭載し
たヘッドアームを外部からプッシュピンによって駆動
し、プッシュピンを搭載したガイドアームを高精度に位
置決めすることによってヘッドアームを所定の位置に高
精度に位置決めする方法とそれに基づくサーボトラック
パターンの書き込み装置（Servo Track Writer：ＳＴ
Ｗ）が使用されている。

【０００６】ところが、ガイドアームとヘッドアームと
をプッシュピンによって結合して位置決めをすると、両
者の機械的な結合による連成振動や両者の摩擦による振
動などによってヘッドアームに振動が発生し、書き込ま
れるサーボトラックパターンの位置ずれが発生し、この
書き込まれるサーボトラックパターンの位置ずれが無視
できなくなってきた。また、プッシュピン方式のサーボ
トラックパターンの書き込み装置（ＳＴＷ）では、ピギ
ーバックヘッドのような二重のサーボ方式のヘッドを有
効に活用することができないものであった。これは、ヘ
ッド近傍にある高精度の微動機構を位置決めするための
サーボ信号が得られないからである。

【０００７】プッシュピンの代わりにガイドアームにヘ
ッドアームの位置を検出するセンサを搭載し、ヘッドア
ームにセンサの検出対象となるターゲットを付設して、
両者の変位量を検出して、両者の位置関係が一定になる
ようヘッドアームの位置を制御する非機械的方法が提案
されている。

【０００８】特願平３−３２５８５０号（特開平５−２
７４８３３号公報）「磁気ディスク位置決め信号書き込
み装置」において、このような装置が開示されている。
しかし、この装置の目的は、サーボトラックパターンの
位置精度を高めることではなく、ヘッドアームを把持す
るクランプ機構を挿入する開口を小さくし、磁気ディス
クを防塵することであった。

【０００９】また、特願平６−２５２３０２号（特開平
８−１２４３３５号公報）「サーボ情報書き込み方法及
び書き込み装置」において、機械的な結合を要しない方
法と装置が開示されている。すなわち、磁気ヘッドなど
に光の反射状態が変化する記録層を設けた変位検出用パ
ターンを記録し、光ピックアップで磁気ヘッドの変位を
検出し、その出力で磁気ヘッドを位置決めして、サーボ
トラックパターンを書き込む方法と装置が開示されてい
る。

【００１０】さらに、特願平７−１１６００６号（特開
平８−３１５５３１号公報）「ディスク状記録媒体上の
ヘッド位置決め方法とサーボ情報書き込み方法、磁気デ
ィスク装置と磁気ディスク装置用サーボ情報書き込み装
置、変位検出用ミラー」において、高精度で位置決め可
能な光センサと磁気ヘッドを搭載したスライダとの間を
光学的に結合し、光センサとスライダとの増幅された変
位を検出して磁気ヘッドを位置決めする方法およびそれ
によりサーボ情報を書き込む方法と装置、および変位検
出用ミラーについて開示されている。

【００１１】上記二つの発明の目的は、磁気ヘッドのア
クチュエータの機械的共振特性を劣化させることなく、
振動によるヘッド位置のずれを補正し、精度良くサーボ
情報を書き込むことである。

【００１２】さらに、このようなサーボ情報を書き込む
方法に関して特願平８−２２３２６号（特開平９−２１
３０３４号公報）および特願平８−２８７９１７号（特
開平１０−１３４５３３号公報）がある。これらは磁気
ヘッドの微小な動きを検出するセンサを設けて磁気ヘッ
ド近傍の第二の微動機構にフィードバックして高い精度
で磁気ヘッドを位置決めしてサーボトラックパターンを
書き込む方法が提示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の第二の（二
重の）微動機構をもつヘッドによる方法は、精度の高い
サーボトラックパターンを書き込むのに有効な方法であ
る。しかし、ヘッドの微小な高速の動きを検出するセン
サとその移動機構は非常に精度の高いものが必要であ
り、コストも高いものであった。このため、サーボトラ
ックパターンの書き込み装置（ＳＴＷ）の価格が高くな
り、結果として磁気ディスク装置の価格が高いものとな
っていた。

【００１４】本発明は、簡便で低コストのヘッドの位置
決め方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図１中、１ａはディスク、３はヘッド、４ａ
は第二の位置決め機構、６ａはアーム、７ａは第一の位
置決め機構、８ａはセンサ、９ａはガイドアーム、１１
ａはガイドアーム位置決め手段、１２ａは第二の位置決
め機構制御回路、１３ａは第一の位置決め機構制御回
路、１４ａはガイドアーム位置決め制御回路、１６ａは
調整回路、１８はコンピュータである。

【００１６】本発明は前記従来の課題を解決するため次
のように構成した。 （１）：情報を記録するディスク１ａと、前記ディスク
１ａに対して情報の書き込み／読み出しを行うヘッド３
と、前記ヘッド３が先端に固定されるアーム６ａと、前
記アーム６ａの根本で前記ヘッド３の位置決めをする第
一の位置決め機構７ａと、前記アーム６ａの前記ヘッド
３の近傍で前記ヘッド３の位置決めをする第二の位置決
め機構４ａと、前記アーム６ａの変位を計測し前記第一
の位置決め機構７ａにフィードバックするセンサ８ａを
搭載したガイドアーム９ａと、前記ガイドアーム９ａの
位置決めをするガイドアーム位置決め手段１１ａとを備
え、前記センサ８ａからの出力に基づき前記第二の位置
決め機構４ａを制御する。

【００１７】（２）：前記（１）のヘッドの位置決め方
法において、前記第二の位置決め機構４ａを制御する制
御情報は、前記ディスク１ａに書き込まれたサーボトラ
ックパターンを前記ヘッド３から読み出して得られるヘ
ッド変位データと、前記センサ８ａによる前記アーム変
位データとから、ヘッド変位が最小となるように生成し
たものとする。

【００１８】（３）：前記（２）のヘッドの位置決め方
法において、前記第二の位置決め機構４ａへの制御情報
の生成は、前記サーボトラックパターンの書き込み／読
み出しを行うトラックを前記ディスク１ａ中の複数の代
表的なトラックを選択して行う。

【００１９】（４）：前記（２）又は（３）のヘッドの
位置決め方法において、前記第二の位置決め機構４ａへ
与える制御情報は、複数のディスク１ａの表裏に対応す
る各々のヘッド３の第二の位置決め機構４ａに別個に与
えるものとする。

【００２０】（５）：情報を記録するディスク１ａと、
前記ディスク１ａに対して情報の読み書きを行うヘッド
３と、前記ヘッド３が先端に固定されるアーム６ａと、
前記アーム６ａの根本で前記ヘッド３の位置決めをする
第一の位置決め機構７ａと、前記アーム６ａの前記ヘッ
ド３の近傍で前記ヘッド３の位置決めをする第二の位置
決め機構４ａと、前記アーム６ａの変位を計測し前記第
一の位置決め機構７ａにフィードバックするセンサ８ａ
を搭載したガイドアーム９ａと、前記ガイドアーム９ａ
の位置決めをするガイドアーム位置決め手段１１ａとを
備え、前記センサ８ａからの出力に基づき前記第二の位
置決め機構４ａを制御して、サーボトラックパターンを
書き込むための前記ヘッド３の位置決めを行う装置構成
とする。

【００２１】（作用）前記構成に基づく作用を説明す
る。

【００２２】第一の位置決め機構７ａでヘッド３が先端
に固定されるアーム６ａの根本で前記ヘッド３の位置決
めをし、第二の位置決め機構４ａで前記ヘッド３の近傍
で前記ヘッド３の位置決めをし、ガイドアーム９ａのセ
ンサ８ａで前記アーム６ａの変位を計測し前記第一の位
置決め機構７ａにフィードバックし、ガイドアーム位置
決め手段１１ａで前記ガイドアーム９ａの位置決めを
し、前記センサ８ａからの出力に基づき前記第二の位置
決め機構４ａを制御する。このため、ヘッドの位置誤差
を非常に小さくすることができ、高い精度でヘッドを目
標位置に設定することができる。

【００２３】また、前記第二の位置決め機構４ａを制御
する制御情報は、前記ディスク１ａに書き込まれたサー
ボトラックパターンを前記ヘッド３から読み出して得ら
れるヘッド変位データと、前記センサ８ａによる前記ア
ーム変位データとから、ヘッド変位が最小となるように
生成したものとする。このため、比例補正量だけで補正
しきれない量をも補正することができる。

【００２４】さらに、前記第二の位置決め機構４ａへの
制御情報の生成は、前記サーボトラックパターンの書き
込み／読み出しを行うトラックを前記ディスク１ａ中の
複数の代表的なトラックを選択して行う。このため、補
正量の算出のためのサーボトラックパターンの書き込
み、読み出しはサーボトラックパターン全体の書き込み
時間に影響を与えるほど長くならないようにすることが
できる。

【００２５】また、前記第二の位置決め機構４ａへ与え
る制御情報は、複数のディスク１ａの表裏に対応する各
々のヘッド３の第二の位置決め機構４ａに別個に与える
ものとする。このため、個々のヘッドによってヘッド変
位をキャンセルする最適な補正量が異なっても、補正を
行うことができる。

【００２６】さらに、第一の位置決め機構７ａでヘッド
３が先端に固定されるアーム６ａの根本で前記ヘッド３
の位置決めをし、第二の位置決め機構４ａで前記ヘッド
３の近傍で前記ヘッド３の位置決めをし、ガイドアーム
９ａのセンサ８ａで前記アーム６ａの変位を計測し前記
第一の位置決め機構７ａにフィードバックし、ガイドア
ーム位置決め手段１１ａで前記ガイドアーム９ａの位置
決めをし、前記センサ８ａからの出力に基づき前記第二
の位置決め機構４ａを制御して、サーボトラックパター
ンを書き込むための前記ヘッド３の位置決めを行う装置
構成とする。このため、ヘッドの位置誤差を非常に小さ
くすることができ、高い精度でヘッドを目標位置に設定
することができるヘッドの位置決め装置を提供すること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、ヘッドアームの変位を
検出するセンサ出力に基づいて、ヘッド近傍の第二の微
動機構にヘッドの位置ずれを補正する信号を印加するこ
とにより、ヘッドの位置変位を抑制し、高い精度でヘッ
ドを位置決めすることができるものである。

【００２８】以下、図面に基づいて、本発明の実施の形
態を説明する。 （１）：サーボトラックパターンの書き込み装置構成の
説明 図２はサーボトラックパターン書き込みの説明図であ
る。図２において、サーボトラックパターンを書き込む
ためのヘッドの位置決め装置には、磁気ディスク１、ス
ピンドルモータ２、ヘッド３、微動機構４、ターゲット
５、ヘッドアーム６、ＶＣＭ７、光センサ８、ＳＴＷガ
イドアーム９、エンコーダ１０、ＶＣＭ１１、微動機構
駆動制御回路１２、ＶＣＭ駆動制御回路１３、ＶＣＭ駆
動制御回路１４、光センサ出力処理回路１５、ゲイン調
整回路１６、位置検出回路１７、コンピュータ１８、減
算部２１、２２が設けてある。また、コンピュータ１８
には、目標位置生成部１９、補正量調整テーブル２０が
設けてある。

【００２９】磁気ディスク１は、情報を磁気的に記録す
る記録媒体である。スピンドルモータ２は、磁気ディス
ク１を回転駆動するものである。ヘッド３は、磁気ディ
スク１に対して情報を読み書きするものである。微動機
構４は、ヘッド３の近傍に設けられた応答が速い第二の
微動機構である。ターゲット５は、ヘッドアーム６の位
置変位を光センサ８で検出するために設けられた検出パ
ターン（被検出体）である。ヘッドアーム６は、先端に
設けたヘッド３をＶＣＭ７で位置決めするためのアーム
である。ＶＣＭ７は、ヘッド３を位置決めするための第
一の微動機構である。光センサ８は、ターゲット５を検
出してヘッドアーム６の位置変位を検出するものであ
る。ＳＴＷガイドアーム９は、光センサ８を搭載しＶＣ
Ｍ１１で駆動されるものである。エンコーダ１０は、Ｓ
ＴＷガイドアーム９の位置をナノメータ程度の高い精度
で検出するものである。ＶＣＭ１１は、ＳＴＷガイドア
ーム９を駆動する微動機構である。

【００３０】微動機構駆動制御回路１２は、第二の微動
機構４の駆動制御を行うものである。ＶＣＭ駆動制御回
路１３は、ＶＣＭ７の駆動制御を行うものである。ＶＣ
Ｍ駆動制御回路１４は，ＶＣＭ１１の駆動制御を行うも
のである。光センサ出力処理回路１５は、光センサ出力
からヘッドアーム６の位置変位データを出力するもので
ある。ゲイン調整回路１６は、光センサ出力処理回路１
５の出力に補正量調整テーブル２０によって定められた
係数を乗じて微動機構駆動制御回路１２に印加するもの
である。位置検出回路１７は、エンコーダ１０の出力に
よりＳＴＷガイドアーム９の位置を検出するものであ
る。目標位置生成部１９は、ヘッド３の目標位置データ
を出力するものである。補正量調整テーブル２０は、タ
ーゲット５位置において観測されたヘッドアーム６の変
位に基づくヘッド３の変位をキャンセルするための補正
量を格納するものである。減算部２１、２２は、減算処
理を行うものである。

【００３１】（２）：ヘッドの位置決めの説明 磁気ディスク装置は、磁気ディスク１、スピンドルモー
タ２、磁気ヘッド３、磁気ヘッド３の近傍の第二の微動
機構４、ヘッドアーム６、第一の微動機構であるＶＣＭ
７、ＶＣＭ駆動制御回路１３などから構成されている。
この磁気ディスク装置の磁気ディスク１上に、予めヘッ
ド３の位置決め用にサーボトラックパターンを書き込む
必要がある。

【００３２】サーボトラックパターンの書き込み装置
（ＳＴＷ）のガイドアーム９は、ＶＣＭ１１により駆動
され、その位置はエンコーダ１０あるいはレーザ測長機
などの位置センサによってナノメータ程度の高い精度で
検出される。コンピュータ１８の目標位置生成部１９か
らの目標位置データとエンコーダ１０の位置検出回路１
７による実際位置データの差異がＶＣＭ駆動制御回路１
４にサーボフィードバックされ、ＳＴＷガイドアーム９
は高精度に目標位置に位置決めされる。このため、ＳＴ
Ｗガイドアーム９に振動などによる位置ずれが発生して
も、エンコーダ１０からの位置データが目標位置データ
との差異となってサーボフィードバックされ、目標位置
に絶えず位置決めされる。

【００３３】一方、磁気ディスク装置のヘッドアーム６
の位置変位は、ＳＴＷガイドアーム９に搭載された光セ
ンサ８がヘッドアーム６上に形成されたターゲット５を
検出して求められる。光センサ出力処理回路１５によっ
て、ヘッドアーム６の変位データが出力され、コンピュ
ータ１８内の目標位置生成部１９からの目標位置データ
との差異が第一の微動機構であるＶＣＭ７へのＶＣＭ駆
動制御回路１３にサーボフィードバックされてＳＴＷガ
イドアーム９に対して一定位置に位置決めされる。この
際、目標位置生成部１９からの目標位置データは「０」
である。つまり、ヘッドアーム６は、光センサ８からの
出力（ヘッドアーム６の変位データ）が「０」になるよ
うに（つまり、ＳＴＷガイドアーム９とヘッドアーム６
との間に変位がないように）サーボフィードバック制御
されることになる。

【００３４】ＳＴＷガイドアーム９とヘッドアーム６と
に位置ずれ（変位）が発生すると光センサ出力処理回路
１５から変位データが出力され、目標変位データとの差
異となってサーボフィードバックされ、ヘッドアーム６
はＳＴＷガイドアーム９に対して絶えず同一位置に位置
決めされることになる。

【００３５】光センサ８がモニターしているのは、ヘッ
ドアーム６上に形成されたターゲット５である。そし
て、ヘッド３そのものはさらに先端に固定されている。
このため、ターゲット５の変位が「０」になるようにヘ
ッドアーム６のＶＣＭ７にサーボフィードバックをかけ
ても、ターゲット５の変位以上のヘッドの変位が発生す
る。このままでは、ヘッド３の位置を高い精度で保つこ
とが困難である。そこで、ヘッドアーム６の変位データ
にゲイン調整回路１６によって、補正量調整テーブル２
０によって定められた係数を乗じた量を第二の微動機構
４の微動機構駆動制御回路１２に印加して、ヘッド位置
を補正する。これによれば、ターゲット５の位置におい
て観測されたヘッドアーム６の変位に基づくヘッド３の
変位がキャンセルされるから、より高い精度でヘッド３
の位置を目標位置に保ことができる。

【００３６】（３）：ヘッド変位信号とその補正方法の
説明 図３はヘッド変位信号とその補正方法の説明図である。
図３において、図３（ａ）はヘッドアームの変位、すな
わち光センサ８によって検出されたターゲット５の変位
である。磁気ディスク１の回転などに起因するヘッドア
ーム６の揺らぎが光センサ８によって検出され、変位が
絶えず「０」になるよう、ヘッドアーム６のＶＣＭ７に
フィードバックされる。

【００３７】図３（ｂ）はヘッドの推定される変位であ
る。これは、図３（ａ）のヘッドアームの変位とほぼ同
じ波形である。しかし、ヘッドアーム６の先端にある分
だけ振幅が大きく、また、ターゲット５からヘッド３ま
での部材（サスペンションなど）の捩れなどにより、若
干の変形が発生する可能性がある。

【００３８】図３（ｃ）はヘッド変位補正信号である。
これは、ヘッドに現れる図３（ｂ）のような変位をキャ
ンセルするものである。すなわち、図３（ａ）のヘッド
アームの変位波形をもとに、図３（ｃ）のヘッドの変位
補正信号を作成する。

【００３９】図３（ｄ）は補正後のヘッド変位である。
これは、図３（ｃ）のヘッドの変位補正信号を微動機構
駆動制御回路１２に印加〔図３（ｂ）−図３（ｃ）とな
るように印加〕すれば、図３（ｄ）のようにヘッド３の
変位は減少しほぼ「０」となる。

【００４０】（４）：ヘッド位置の補正量生成の説明 補正量調整テーブル２０における補正量の生成は、もっ
とも単純には、ヘッドアーム６の変位ｘ（ｔ）とそれに
よるヘッド３の変位ｙ（ｔ）とが、次の関係にあると想
定する。

【００４１】ｙ（ｔ）＝αｘ（ｔ） 補正量調整テーブル２０にαを設定し、図２のゲイン調
整回路１６にα倍のゲインを与えればよい。ただし、こ
のαは、ヘッドアーム６の回転中心からターゲット５お
よびヘッド３までの距離の比であり、ヘッド機構の設計
値から与えられるものである。すなわち、それぞれの変
位は、単純に回転中心からの距離に比例すると考える。

【００４２】（高精度の補正量生成の説明）しかしなが
ら、ターゲット５からヘッド３までの部材の変形などが
想定されるので、さらに高い精度の補正を考慮する必要
がある。このような場合の補正量の生成方法を説明す
る。

【００４３】まず、サーボトラックパターンを磁気ディ
スク１に書き込む。続いてヘッド３をＳＴＷで固定した
状態でサーボトラックパターンの読出しと光センサ８出
力の観測を行う。ここで得られるサーボ復調信号（すな
わちヘッド３の変位）をＹｉ（ｔ）、光センサ８出力
（すなわちヘッドアーム６の変位）をＸｉ（ｔ）とす
る。

【００４４】この、Ｙｉ（ｔ）、Ｘｉ（ｔ）は、回転毎
に異なるから、Ｉ回の回転を繰り返して、平均値Ｙ
（ｔ）、Ｘ（ｔ）を求める。ただし、ｉはｉ回目の回転
を示している。しかる後、次の式でＮ（ｔ）² を最小に
するαを求める（最小二乗法）。

【００４５】Ｎ（ｔ）² ＝｛Ｙ（ｔ）−αＸ（ｔ）｝² 補正量調整テーブル２０に、上記で求めたαとＮ（ｔ）
を設定する。これによって、繰り返し性のある誤差Ｎ
（ｔ）が補正される。

【００４６】このように、補正量調整テーブル２０に、
αだけでなく、比例補正量だけで補正しきれない量を設
定するのは、ヘッドの変位の殆どがヘッドアームの変位
に比例する成分と考えることができるが、空気の流れや
振動によるサスペンション（ヘッドアームに比べ柔体で
ある）の捩れなどによって、距離に比例しないヘッドの
変位も考えられるからである。

【００４７】ａ）補正量調整テーブルを生成する系の説
明 図４は補正量調整テーブルを生成する系の説明図であ
る。図４において、ヘッドの補正量を生成する系には、
磁気ヘッド３、微動機構４、ターゲット５、ヘッドアー
ム６、ＶＣＭ７、ＳＴＷガイドアーム９、微動機構駆動
制御回路１２、ＶＣＭ駆動制御回路１３、光センサ出力
処理回路１５、ゲイン調整回路１６、コンピュータ１
８、減算部２１、ヘッドアーム回転軸２３、サスペンシ
ョン２４、増幅器３１、サーボ復調回路３２が設けてあ
る。また、コンピュータ１８には、目標位置生成部１
９、補正量調整テーブル２０、最適補正量演算部３３が
設けてある。

【００４８】磁気ヘッド３は、磁気ディスクに対して情
報を読み書きするものである。微動機構４は、磁気ヘッ
ド３の近傍に設けられた応答が速い第二の微動機構であ
る。ターゲット５は、ヘッドアーム６の位置変位を光セ
ンサで検出するために設けられた検出パターン（被検出
体）である。ヘッドアーム６は、先端に設けた磁気ヘッ
ド３をＶＣＭ７で位置決めするためのアームである。Ｖ
ＣＭ７は、磁気ヘッド３を位置決めするための第一の微
動機構である。ＳＴＷガイドアーム９は、光センサを搭
載し図示しないＶＣＭで駆動されるものである。

【００４９】微動機構駆動制御回路１２は、第二の微動
機構４の駆動制御を行うものである。ＶＣＭ駆動制御回
路１３は、ＶＣＭ７の駆動制御を行うものである。光セ
ンサ出力処理回路１５は、光センサ出力からヘッドアー
ム６の位置変位データを出力するものである。ゲイン調
整回路１６は、光センサ出力処理回路１５の出力に補正
量調整テーブル２０によって定められた係数を乗じて
（又は更に、繰り返し性のある誤差Ｎ（ｔ）を加えて）
微動機構駆動制御回路１２に印加するものである。目標
位置生成部１９は、磁気ヘッド３の目標位置データを出
力するものである。補正量調整テーブル２０は、ターゲ
ット５位置において観測されたヘッドアーム６の変位に
基づく磁気ヘッド３の変位をキャンセルするための補正
量を格納するものである。減算部２１は、目標位置生成
部１９の出力から光センサ出力処理回路１５の出力を減
算した出力をＶＣＭ駆動制御回路１３に印加するもので
ある。ヘッドアーム回転軸２３は、ヘッドアーム６の回
転中心となるものである。サスペンション２４は、ヘッ
ドアーム６の先端に設けられヘッド３が固定されるもの
である。増幅器３１は、磁気ヘッド３からの出力を増幅
するものである。サーボ復調回路３２は、磁気ヘッド３
の変位であるサーボ復調信号を出力するものである。最
適補正量演算部３３は、最適の補正量の演算を行うもの
である。

【００５０】上記ヘッドの補正量を生成する系におい
て、磁気ヘッド３近傍の第二の微動機構４は、ヘッドア
ーム６の先端に形成されており、その先端にサスペンシ
ョン２４があって、その先端に磁気ヘッド３が固定され
ている。微動機構４としては、ピエゾ素子が想定されて
おり、１ｎｍ程の分解能をもち、サーボ帯域は２ｋＨｚ
以上が確保できるので、ヘッドアーム６の変位に基づく
磁気ヘッド３の変位をキャンセルするよう微動させるこ
とができる。光センサ出力からのヘッドアーム変位デー
タは、ヘッドアーム６の第一の微動機構であるＶＣＭ７
のＶＣＭ駆動制御回路１３にフィードバックされ、ＳＴ
Ｗガイドアーム９の位置に追随して位置決めされる。ヘ
ッドアーム変位データは、補正量調整テーブル２０によ
って、適正な補正量に変換され、ゲイン調整回路１６に
与えられ、微動機構駆動制御回路１２にフィードバック
され、ヘッド変位を補正する。

【００５１】ｂ）フローチャートによる補正量の生成の
説明 図５はヘッド位置補正量の設定処理フローチャートであ
る。以下、図４の処理Ｓ１〜処理Ｓ７に従って説明す
る。

【００５２】Ｓ１：磁気ヘッド３により、サーボトラッ
クパターンを磁気ディスクに書き込み、処理Ｓ２に移
る。

【００５３】Ｓ２：ＳＴＷにより、磁気ヘッド３を固定
し、処理Ｓ３に移る。

【００５４】Ｓ３：光センサからの光センサ出力と磁気
ヘッド３からのサーボトラックパターンの読み出しを行
い、処理Ｓ４に移る。

【００５５】Ｓ４：サーボ復調回路３２からヘッド変位
データＹｉ（ｔ）を得ると共に光センサ出力処理回路１
５からヘッドアーム変位データＸｉ（ｔ）を得る。上記
処理Ｓ３と処理Ｓ４の処理をＩ回繰り返し、処理Ｓ５に
移る。

【００５６】Ｓ５：最適補正量演算部３３は、ヘッド変
位データとヘッド変位データのＩ回の平均値Ｙ（ｔ）と
Ｘ（ｔ）求め、処理Ｓ６に移る。

【００５７】Ｓ６：最適補正量演算部３３は、Ｎ（ｔ）
² ＝｛Ｙ（ｔ）−αＸ（ｔ）｝² を最小にするαとＮ
（ｔ）を算出し、処理Ｓ７に移る。

【００５８】Ｓ７：最適補正量演算部３３は、補正量調
整テーブル２０に前記算出したαとＮ（ｔ）を設定す
る。

【００５９】ｃ）トラック位置による補正量の説明 トラック位置（磁気ディスクの外周から内周までの）に
よって、α、Ｎ（ｔ）が変化することも想定される。こ
れは、振動や空気などの外乱がトラック位置で異なるか
らである。そこで、外周から内周にかけての代表的なト
ラックで同様の補正量を求めて、補正量調整テーブル２
０に設定することが必要になる。

【００６０】まず、調整補正量を求めるトラック番号を
セットし、外側のトラックからサーボ情報の書き込みと
読み出しを行い、前述と同様に補正量αとＮ（ｔ）を求
める。同様のことを内側のトラックに向けて行い、各ト
ラックに対応するαとＮ（ｔ）を求め、補正量調整テー
ブル２０に設定する。なお、補正量αとＮ（ｔ）は、内
側のトラックから外側のトラックへ求めるようにしても
よい。

【００６１】図６は複数トラックに対するヘッド位置補
正量の設定処理フローチャートである。以下、図６の処
理Ｓ１１〜処理Ｓ１３に従って説明する。

【００６２】Ｓ１１：コンピュータ１８は、調整補正量
を求めるトラック番号ｋを設定し、処理Ｓ１２に移る。

【００６３】Ｓ１２：コンピュータ１８は、外側（ある
いは内側）トラックから図５の処理により、補正量αｋ
とＮｋ（ｔ）を算出し、処理Ｓ１３に移る。

【００６４】Ｓ１３：コンピュータ１８は、補正量調整
テーブル２０に各トラックに対応する補正量αｋとＮｋ
（ｔ）を記憶させる。

【００６５】ｄ）補正量調整テーブルの説明 図７は補正量調整テーブルの説明図である。図７におい
て、９トラックと該トラックに対応したαとＮ（ｔ）の
設定領域が示されている。

【００６６】補正量の算出のためのサーボトラックパタ
ーンの書き込み、読み出しはサーボトラックパターン全
体の書き込み時間に影響を与えるほど長くなってはいけ
ない。そのため、補正量を算出するトラックは図７のよ
うに、最外側、１／８中間、１／４中間、３／８中間、
中間、５／８中間、３／４中間、７／８中間、最内側の
９トラックぐらいが、所要時間と補正量調整テーブルの
メモリ容量の兼ね合いから適当である。

【００６７】例えば、トラックの回転数を７２００ＲＰ
Ｍとすれば、８．３ｍｓ／回転なので、９トラック分の
書き込み／読み出しの所要時間（読み出しの平均化も含
む）と処理時間は、高々１０〜２０秒であるから、サー
ボトラックパターン全体のおよその書き込み時間１０分
に比較しても、十分無視できる時間となる。

【００６８】各トラックに対応する補正量Ｎ（ｔ）の各
時間番号（０〜ｍ−１）に対応する値がメモリに格納さ
れている。例えば、時間番号ｍ＝１００ｋ（１０万）、
補正量が８ビットで表現されるとすれば（例えば、分解
能０．５ｎｍ×２５６＝１２８ｎｍで補正量としては十
分である）、１Ｍビットのメモリ容量で十分である。

【００６９】直径３．５インチのディスクでは、１００
００〜２００００トラックがあるので、前述の９トラッ
クの補正量から内挿によって補正量を求める方法もあ
る。また、このテーブル内の補正量が大きく異ならない
なら、一番近いトラックの補正量を用いる方法もある。
いずれにしても、補正量の状況に応じて、最適な方法を
とればよい。

【００７０】一般に磁気ディスク装置（ＤＥ）には、複
数のディスクがあり、ヘッドはディスクの表裏に対応し
ているので、ディスク枚数の２倍の個数のヘッドがあ
る。個々のヘッドによってヘッド変位をキャンセルする
最適な補正量が微妙に異なる。そこで、個々のヘッド毎
に補正量調整テーブルとゲイン調整回路とを設けること
が必要になるが、基本的な内容はこれまで記述したこと
と変わらない。すなわち、同一のヘッドアーム位置にお
いて、知られているスタッガード方式によってサーボト
ラックパターンを各ヘッド毎に各ディスクに順次書き込
み、その後、同様に、順次読み出して各ヘッドのヘッド
位置データを得て、補正量を算出すれば良い。

【００７１】なお、ヘッドの違いによる補正量に変化が
少ないときは、一つのヘッドの補正量調整テーブルを用
いることもできる。また、トラックの違いによる補正量
の変化が少ないときは、一つのトラックの補正量調整テ
ーブルとすることもできる。さらに、補正量として、比
例補正量αと時間番号ｍに対応する補正量Ｎ（ｔ）を用
いる代わりに、補正量Ｎ（ｔ）に比例補正量αに対応す
る補正値を加えた値を補正量調整テーブルに設定してお
くこともできる（αの設定が不要になる）。

【００７２】（５）：サーボトラックパターンの書き込
み処理の説明 図８はサーボトラックパターンの書き込み処理フローチ
ャートである。以下、図８の処理Ｓ２１〜処理Ｓ３０に
従って磁気ディスク装置（ＤＥ）をセットしてからサー
ボ情報の書き込みを終了するまでの流れを説明する。

【００７３】Ｓ２１：サーボトラックパターンの書き込
み装置（ＳＴＷ）に磁気ディスク装置をセットし、処理
Ｓ２２に移る。

【００７４】Ｓ２２：コンピュータ１８は、スピンドル
モータ２で磁気ディスクを一定回転させ、処理Ｓ２３に
移る。

【００７５】Ｓ２３：コンピュータ１８は、磁気ディス
クに、クロック信号を記録するための調整を行い、処理
Ｓ２４に移る。

【００７６】Ｓ２４：コンピュータ１８は、ヘッドアー
ム６を磁気ディスクの外周側ストッパへ移動し、処理Ｓ
２５に移る。

【００７７】Ｓ２５：コンピュータ１８は、ＳＴＷガイ
ドアーム９を磁気ディスクの外周側へ移動し、ヘッドア
ーム６のターゲット５を光センサ８で検出してサーボを
ロックし、処理Ｓ２６に移る。

【００７８】Ｓ２６：コンピュータ１８は、補正量算出
のためのサーボトラックパターンの書き込み、読み出
し、補正量の設定を行い（補正量算出の対象となる全ト
ラックで実施する）、処理Ｓ２７に移る。

【００７９】Ｓ２７：コンピュータ１８は、ＳＴＷガイ
ドアーム９をサーボトラックパターンの書き込みの先頭
トラックへ位置付し、処理Ｓ２８に移る。

【００８０】Ｓ２８：コンピュータ１８は、対応するト
ラックの補正量を使用し、ヘッドの微動機構４を制御し
つつ、サーボトラックパターンの書き込みを行い、処理
Ｓ２９に移る。

【００８１】Ｓ２９：コンピュータ１８は、全トラック
のサーボトラックパターンの書き込みが終了したかどう
か判断する。この判断で全トラックのサーボトラックパ
ターンの書き込みが終了した場合はこの処理を終了し、
書き込みが終了していない場合は処理Ｓ３０に移る。

【００８２】Ｓ３０：コンピュータ１８は、ＳＴＷガイ
ドアーム９により、ヘッドを移動／整定し、処理Ｓ２８
に戻る。

【００８３】以上、実施の形態で説明したように、本発
明によれば、センサによってヘッドアームの変位を検出
し、ＳＴＷガイドアーム９に追随して、移動するようヘ
ッドアームをサーボ制御する非接触型のサーボトラック
パターンの書き込み方法において、ヘッドの位置を補正
するようヘッド近傍の微動機構にセンサの出力に基づく
補正信号を印加するため、磁気ヘッドの位置誤差を非常
に小さくすることができ、高い精度で磁気ヘッドを目標
位置に設定することができる。

【００８４】この結果、サーボトラックパターンの位置
精度を高くすることができ、磁気ディスク装置のトラッ
ク密度を向上させることができる。すなわち、２０００
０ＴＰＩ（１インチ当たり２万トラック）以上の高密度
化を実現することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 （１）：第一の位置決め機構でヘッドが先端に固定され
るアームの根本で前記ヘッドの位置決めをし、第二の位
置決め機構で前記ヘッドの近傍で前記ヘッドの位置決め
をし、ガイドアームのセンサで前記アームの変位を計測
し前記第一の位置決め機構にフィードバックし、ガイド
アーム位置決め手段で前記ガイドアームの位置決めを
し、前記センサからの出力に基づき前記第二の位置決め
機構を制御するため、ヘッドの位置誤差を非常に小さく
することができ、高い精度でヘッドを目標位置に設定す
ることができる。

【００８６】（２）：第二の位置決め機構を制御する制
御情報は、ディスクに書き込まれたサーボトラックパタ
ーンをヘッドから読み出して得られるヘッド変位データ
と、センサによるアーム変位データとから、ヘッド変位
が最小となるように生成したものとするため、比例補正
量だけで補正しきれない量をも補正することができる。

【００８７】（３）：第二の位置決め機構への制御情報
の生成は、サーボトラックパターンの書き込み／読み出
しを行うトラックをディスク中の複数の代表的なトラッ
クを選択して行うため、補正量の算出のためのサーボト
ラックパターンの書き込み、読み出しはサーボトラック
パターン全体の書き込み時間に影響を与えるほど長くな
らないようにすることができる。

【００８８】（４）：第二の位置決め機構へ与える制御
情報は、複数のディスクの表裏に対応する各々のヘッド
の第二の位置決め機構に別個に与えるものとするため、
個々のヘッドによってヘッド変位をキャンセルする最適
な補正量が異なっても、補正を行うことができる。

【００８９】（５）：第一の位置決め機構でヘッドが先
端に固定されるアームの根本で前記ヘッドの位置決めを
し、第二の位置決め機構で前記ヘッドの近傍で前記ヘッ
ドの位置決めをし、ガイドアームのセンサで前記アーム
の変位を計測し前記第一の位置決め機構にフィードバッ
クし、ガイドアーム位置決め手段で前記ガイドアームの
位置決めをし、前記センサからの出力に基づき前記第二
の位置決め機構を制御して、サーボトラックパターンを
書き込むための前記ヘッドの位置決めを行う装置構成と
するため、ヘッドの位置誤差を非常に小さくすることが
でき、高い精度でヘッドを目標位置に設定することがで
きるヘッドの位置決め装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施の形態におけるサーボトラックパターン書
き込みの説明図である。

【図３】実施の形態におけるヘッド変位信号とその補正
方法の説明図である。

【図４】実施の形態における補正量調整テーブルを生成
する系の説明図である。

【図５】実施の形態におけるヘッド位置補正量の設定処
理フローチャートである。

【図６】実施の形態における複数トラックに対するヘッ
ド位置補正量の設定処理フローチャートである。

【図７】実施の形態における補正量調整テーブルの説明
図である。

【図８】実施の形態におけるサーボトラックパターンの
書き込み処理フローチャートである。

【符号の説明】

１ａ ディスク ３ ヘッド ４ａ 第二の位置決め機構 ６ａ アーム ７ａ 第一の位置決め機構 ８ａ センサ ９ａ ガイドアーム １１ａ ガイドアーム位置決め手段 １２ａ 第二の位置決め機構制御回路 １３ａ 第一の位置決め機構制御回路 １４ａ ガイドアーム位置決め制御回路 １６ａ 調整回路 １８ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/596 Ｇ１１Ｂ 5/596 19/14 ５０１ 19/14 ５０１Ｆ (72)発明者 中沢 正男 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5D042 LA01 MA01 MA05 MA12 MA15 5D096 NN08 WW03 5H303 AA22 BB02 BB09 CC01 CC05 DD01 DD19 EE03 EE07 FF04 FF06 FF20 GG11 GG20 HH01 HH07 HH09 KK02 KK22 MM05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を記録するディスクと、 前記ディスクに対して情報の書き込み／読み出しを行う
   ヘッドと、 前記ヘッドが先端に固定されるアームと、 前記アームの根本で前記ヘッドの位置決めをする第一の
   位置決め機構と、 前記アームの前記ヘッドの近傍で前記ヘッドの位置決め
   をする第二の位置決め機構と、 前記アームの変位を計測し前記第一の位置決め機構にフ
   ィードバックするセンサを搭載したガイドアームと、 前記ガイドアームの位置決めをするガイドアーム位置決
   め手段とを備え、 前記センサからの出力に基づき前記第二の位置決め機構
   を制御することを特徴としたヘッドの位置決め方法。
2. 【請求項２】前記第二の位置決め機構を制御する制御情
   報は、前記ディスクに書き込まれたサーボトラックパタ
   ーンを前記ヘッドから読み出して得られるヘッド変位デ
   ータと、前記センサによる前記アーム変位データとか
   ら、ヘッド変位が最小となるように生成したものである
   ことを特徴とした請求項１記載のヘッドの位置決め方
   法。
3. 【請求項３】前記第二の位置決め機構への制御情報の生
   成は、前記サーボトラックパターンの書き込み／読み出
   しを行うトラックを前記ディスク中の複数の代表的なト
   ラックを選択して行うことを特徴とした請求項２記載の
   ヘッドの位置決め方法。
4. 【請求項４】前記第二の位置決め機構へ与える制御情報
   は、複数のディスクの表裏に対応する各々のヘッドの第
   二の位置決め機構に別個に与えるものであることを特徴
   とした請求項２又は３記載のヘッドの位置決め方法。
5. 【請求項５】情報を記録するディスクと、 前記ディスクに対して情報の読み書きを行うヘッドと、 前記ヘッドが先端に固定されるアームと、 前記アームの根本で前記ヘッドの位置決めをする第一の
   位置決め機構と、 前記アームの前記ヘッドの近傍で前記ヘッドの位置決め
   をする第二の位置決め機構と、 前記アームの変位を計測し前記第一の位置決め機構にフ
   ィードバックするセンサを搭載したガイドアームと、 前記ガイドアームの位置決めをするガイドアーム位置決
   め手段とを備え、 前記センサからの出力に基づき前記第二の位置決め機構
   を制御して、サーボトラックパターンを書き込むための
   前記ヘッドの位置決めを行うことを特徴としたヘッドの
   位置決め装置。