JP2009140560A - Storage device and displacement control circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve following accuracy by suppressing vibration of a recording medium caused in the direction of rotary shaft of the recording medium, reducing disturbance of air stream generated around the recording medium, and facilitating the following of a magnetic head for a recording track on a storage medium. <P>SOLUTION: The storage device has a storage medium 3, a spindle motor 2 for rotation-driving the storage medium, and a head 4-1 for recording and reproducing a signal for the storage medium. The device also has a shroud 6 for suppressing displacement of the rotary shaft direction of the rotatry storage medium, the shroud has an opposite plane opposing to the storage medium in a contactless manner, and the opposite plane has a vibration generator 6-2 driven in the direction of rotary shaft direction in accordance with an external control signal. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、情報の記録再生を行う回転型記憶媒体を備える記憶装置に関する。   The present invention relates to a storage device including a rotary storage medium that records and reproduces information.

近年、記憶装置、特に、回転型の磁気記録媒体を備える磁気記録装置に要求される性能として、高転送レート、大容量が求められている。計算機の性能の向上に伴い、要求性能も向上する傾向にある。   In recent years, a high transfer rate and a large capacity have been demanded as performance required for a storage device, particularly a magnetic recording device including a rotary magnetic recording medium. As the performance of computers increases, the required performance tends to improve.

従来の磁気ディスク装置の構成例を図5に記載する。磁気ディスク装置50は、装置筐体51の内部に磁気ディスク媒体52、記録および再生を行う磁気ヘッド53、磁気ヘッド53を支持するヘッドアーム54、磁気ヘッド53の位置決め機構であるVCM55を有している。磁気ヘッド53あるいはヘッドアーム54には磁気ヘッド53のプリアンプ56が搭載されている。図示しない回路基板には、記録再生信号をコントロールするためのリードチャネル(RDC)57、磁気ディスク装置として外部のPC等のホストからの信号、命令を受け、磁気ディスク装置の動作をコントロールするためのHDコントローラ(HDC)58、HDC58からのサーボ信号に従い、VCM55を駆動するためのパワーコントローラ59を搭載している。   A configuration example of a conventional magnetic disk device is shown in FIG. The magnetic disk device 50 includes a magnetic disk medium 52, a magnetic head 53 that performs recording and reproduction, a head arm 54 that supports the magnetic head 53, and a VCM 55 that is a positioning mechanism for the magnetic head 53. Yes. A preamplifier 56 for the magnetic head 53 is mounted on the magnetic head 53 or the head arm 54. On a circuit board (not shown), a read channel (RDC) 57 for controlling a recording / reproducing signal, a signal and a command from a host such as an external PC as a magnetic disk device are received, and the operation of the magnetic disk device is controlled. A power controller 59 for driving the VCM 55 is mounted according to servo signals from the HD controller (HDC) 58 and HDC 58.

記録再生動作は以下のとおりである。プリアンプ56は磁気ヘッド53の磁気ヘッドからの微弱な再生信号を増幅しRDC57に送る。RDC57内では各種のフィルタを介してサーボ信号、記録再生信号として取り出される。磁気ディスク媒体52上に記録された信号は先頭にサーボ信号領域を持ち、後にデータ信号領域が続く。   The recording / reproducing operation is as follows. The preamplifier 56 amplifies a weak reproduction signal from the magnetic head of the magnetic head 53 and sends it to the RDC 57. In the RDC 57, it is taken out as servo signals and recording / reproducing signals through various filters. A signal recorded on the magnetic disk medium 52 has a servo signal area at the head, followed by a data signal area.

磁気ヘッド53の位置決めを行う場合、再生信号のうちサーボ信号を取り込んで処理を行う。RDC57内で復調処理されたサーボ信号は、HDC58にて位置決め用コントロール信号となり、VCM55をコントロールするための信号がパワーコントローラ59へ送られる。パワーコントローラ59では駆動信号を電流に変換してVCM55を操作する。   When positioning the magnetic head 53, the servo signal is read from the reproduction signal and processed. The servo signal demodulated in the RDC 57 becomes a positioning control signal in the HDC 58, and a signal for controlling the VCM 55 is sent to the power controller 59. The power controller 59 converts the drive signal into a current and operates the VCM 55.

記録密度の向上に伴い、記録するデータトラック間隔が狭まる狭トラック化の傾向にある。また、記憶装置としての性能をアップさせるためにデータ転送時間を短くする方向にある。これを実現するためには記憶媒体の回転数を上げることが有効である。しかし、例えば磁気記録媒体を積層した状態で回転数を増加させると、磁気記録媒体の回転機構部からの振動や磁気記録媒体の近傍における空気流の乱れが増加し、磁気記録媒体の回転軸に平行な方向(磁気記録媒体面の法線方向)に磁気ヘッドを振動させやすくする。この振動によって、磁気ヘッドのトラックに対する位置ズレ量が増大する原因となり、かつ上述の狭トラック化による位置決め精度の難化が重畳され、記録再生性能を低下させる要因となっている。   As the recording density increases, there is a tendency to narrow the track to narrow the interval between data tracks to be recorded. In addition, in order to improve the performance as a storage device, the data transfer time tends to be shortened. In order to realize this, it is effective to increase the rotational speed of the storage medium. However, for example, if the rotational speed is increased in a state where magnetic recording media are stacked, vibration from the rotation mechanism of the magnetic recording medium and turbulence of the air flow in the vicinity of the magnetic recording medium increase, and the rotation axis of the magnetic recording medium is increased. The magnetic head is easily oscillated in a parallel direction (normal direction of the magnetic recording medium surface). This vibration causes an increase in the amount of positional deviation of the magnetic head with respect to the track, and the above-described difficulty in positioning accuracy due to the narrowing of the track is superimposed, which causes a decrease in recording / reproducing performance.

この磁気記録媒体の振動に対処する技術として,例えば特許文献1では,磁気記録媒体面の回転軸方向の変位を検出し、これに応じた磁気ヘッドの位置変化量を与えて磁気ヘッドの位置補正を行っている。
特開2006−107708号公報
As a technique for coping with the vibration of the magnetic recording medium, for example, in Patent Document 1, the displacement of the magnetic recording medium surface in the direction of the rotation axis is detected, and the position change amount of the magnetic head according to this is given to correct the position of the magnetic head. It is carried out.
JP 2006-107708 A

記憶媒体の回転軸方向の変位に対応してヘッドが追従する周波数帯域は限定されており、一般的には数kHz程度の周波数に応答する。また、記憶媒体の回転軸方向の振動によってヘッドを保持しているサスペンションも振動し、これによって機械的な高次振動を発生させる要因となっている。このため、記憶媒体の振動を検知してフィードフォワード制御するだけでは、サスペンションの固有の高次振動の影響を低減することはできない。   The frequency band that the head follows corresponding to the displacement in the rotation axis direction of the storage medium is limited, and generally responds to a frequency of about several kHz. In addition, the suspension holding the head is also vibrated by the vibration in the direction of the rotation axis of the storage medium, which causes mechanical high-order vibrations. For this reason, it is not possible to reduce the influence of the higher-order vibration inherent in the suspension only by detecting the vibration of the storage medium and performing the feedforward control.

そこで本発明は,上記課題の解決を図り,記憶媒体の回転軸方向に発生する記憶媒体の振動を抑制し、記憶媒体の周囲に発生する空気流の乱れを少なくして、記憶媒体上の記録トラックへのヘッドの追従をしやすくし、追従精度を向上させることを目的とする。   In view of the above, the present invention solves the above problems, suppresses the vibration of the storage medium that occurs in the direction of the rotation axis of the storage medium, reduces the turbulence of the air flow generated around the storage medium, and records on the storage medium. The purpose is to facilitate the tracking of the head to the track and to improve the tracking accuracy.

本発明は、上記の問題を解決するため、以下に示す記憶装置を構成している。   In order to solve the above problems, the present invention comprises the following storage device.

記憶媒体周辺の空気流の乱れを抑制するために、例えば、記憶装置のスピンドルモータ、VCM等を取り付けているベースに固定された剛性をもったシュラウドが、回転する記憶媒体に非接触に取り付けられている。記憶媒体表面に対向するシュラウドの表面には振動発生器を配置してある。   In order to suppress the turbulence of the air flow around the storage medium, for example, a rigid shroud fixed to the base to which the spindle motor, VCM, etc. of the storage apparatus is attached is attached to the rotating storage medium in a non-contact manner. ing. A vibration generator is disposed on the surface of the shroud facing the storage medium surface.

ここで、記憶媒体表面に対向するシュラウドの表面あるいは表面近くに、振動発生器の代わりに形状変化素子を有した形状変化部を配置していても構わない。   Here, a shape changing portion having a shape changing element instead of the vibration generator may be arranged on or near the surface of the shroud facing the storage medium surface.

振動発生器の振動発生素子あるいは形状変化部の形状変位素子として、例えば圧電素子を用いる。ここで用いられる圧電素子には2つのタイプの圧電素子があり、振動発生素子として用いる圧電素子は記憶媒体の回転軸方向に生ずる記憶媒体の変位(以降、本発明においては、単に、記憶媒体の変位と呼ぶ)を発生する圧電素子であり、振動発生器の構成要素である。また、形状変化部の形状変化素子として用いる圧電素子は負荷する電圧に対して変位量の異なる2種類の圧電素子を張り合わせたバイモルフ型の素子を使用した形状変化素子であって記憶媒体の表面に対し突出する変位を発生させる形状変化部を形成している。   For example, a piezoelectric element is used as the vibration generating element of the vibration generator or the shape displacement element of the shape changing portion. There are two types of piezoelectric elements used here, and the piezoelectric element used as the vibration generating element is a displacement of the storage medium that occurs in the direction of the rotation axis of the storage medium (hereinafter, in the present invention, simply the storage medium This is a piezoelectric element that generates a displacement) and is a component of a vibration generator. The piezoelectric element used as the shape changing element of the shape changing portion is a shape changing element using a bimorph type element in which two types of piezoelectric elements having different displacements with respect to the applied voltage are bonded to the surface of the storage medium. On the other hand, a shape changing portion that generates a projecting displacement is formed.

圧電素子の動作を制御するため、ヘッドが記憶媒体から読み取るサーボ信号を用いる。サーボ信号に含まれる、ヘッドのトラックからの変位量を示す変位信号を用い、変位量が小さくなる方向に制御を行う。サーボ信号から得られた変位信号をもとに、圧電素子を駆動するドライバ回路を通して圧電素子に通電する回路構成となっている。   In order to control the operation of the piezoelectric element, a servo signal read from the storage medium by the head is used. Using a displacement signal indicating the displacement amount of the head from the track included in the servo signal, control is performed in a direction in which the displacement amount decreases. Based on the displacement signal obtained from the servo signal, the piezoelectric element is energized through a driver circuit that drives the piezoelectric element.

一方、記憶媒体の変位を検出するには、例えば記憶媒体と対向するシュラウドの面に媒体変位検出器を配置する。変位量検出素子としては、静電容量素子を使用する。例えば、シュラウドが覆う記憶媒体領域のほぼ中央に一つ、あるいはシュラウドへの回転する記憶媒体の進入側とシュラウドから記憶媒体面が遠ざかる媒体送出側の2箇所に配置する。前記の2箇所に配置する場合には、制御前と制御後の変位を観察することもできる。記憶媒体装置には、通常の記録再生信号に加えて、変位量検出用回路を追加し、変位量検出用回路からの出力が一定になるように振動発生器、形状変位部を制御する。   On the other hand, in order to detect the displacement of the storage medium, for example, a medium displacement detector is arranged on the surface of the shroud facing the storage medium. As the displacement amount detection element, a capacitance element is used. For example, the storage medium area is covered by the shroud. The storage medium area is one at the center of the storage medium. Alternatively, the storage medium is disposed at two locations on the storage medium entrance side where the rotating storage medium rotates and the storage medium surface away from the shroud. In the case where they are arranged at the two locations, it is possible to observe the displacement before and after the control. In addition to the normal recording / reproducing signal, a displacement amount detection circuit is added to the storage medium device, and the vibration generator and the shape displacement unit are controlled so that the output from the displacement amount detection circuit is constant.

制御方法としては、フィードフォワード制御をもちいる。あらかじめ、記憶媒体の中心から一定の半径方向の位置において、記憶媒体の1周にわたる記憶媒体の変位の傾向を測定しておき、この状態を記憶装置の制御回路内のメモリ内に格納して学習を行う。記憶媒体の変位の方向に対して相反する位相を持つ制御信号を与えて、振動発生素子あるいは形状変化素子を駆動することで、記憶媒体の変位方向の振動を抑制する。制御信号の位相差を調整することで最適な媒体振動抑制状態を作り出すことができる。
本発明の請求項1に記載の発明は、記憶媒体と、前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、前記対向面には外部制御信号に応じて前記回転軸方向に駆動される振動発生器を有することを特徴とする記憶装置である。
As a control method, feedforward control is used. The tendency of the displacement of the storage medium over one round of the storage medium is measured in advance at a certain radial position from the center of the storage medium, and this state is stored in the memory in the control circuit of the storage device for learning. I do. By giving a control signal having a phase opposite to the direction of displacement of the storage medium and driving the vibration generating element or the shape change element, vibration in the direction of displacement of the storage medium is suppressed. An optimum medium vibration suppression state can be created by adjusting the phase difference of the control signal.
The invention according to claim 1 of the present invention is a storage device having a storage medium, a spindle motor that rotationally drives the storage medium, and a head that records and reproduces signals on the storage medium, and rotates. The shroud has a shroud that suppresses displacement of the storage medium in the rotation axis direction, and the shroud has a facing surface that faces the storage medium in a non-contact manner with the storage medium, and the facing surface is in response to an external control signal. A storage device having a vibration generator driven in the direction of the rotation axis.

請求項1記載の発明によれば、本発明のシュラウドは回転する記憶媒体の表面から所定の隙間をもって、単に記憶媒体に対向する平面を有するシュラウドではなく、記憶媒体に対向する、シュラウドを構成する剛性をもったホルダの面に、振動発生器を備えている。   According to the first aspect of the present invention, the shroud of the present invention is not a shroud having a plane facing the storage medium but having a predetermined gap from the surface of the rotating storage medium, and constitutes a shroud facing the storage medium. A vibration generator is provided on the surface of the rigid holder.

振動発生器の振動発生素子の表面は、記憶媒体の表面と平行に位置づけられ、ホルダの記憶媒体に対向する面から、突出していても、ほぼ同一でも、あるいは後退していても構わない。   The surface of the vibration generating element of the vibration generator is positioned in parallel with the surface of the storage medium, and may protrude from the surface of the holder facing the storage medium, may be substantially the same, or may be retracted.

本発明のシュラウドは、回転する記憶媒体の表面から所定の隙間をもって設けられている。記憶媒体の表面に対向するシュラウドの平面部により空気乱流を低減する作用と共に、振動発生素子に、例えば、ヘッドのトラッキング制御信号を外部制御信号として記憶媒体の変位と逆位相の変位を生ずる駆動電流を流すことにより、振動発生素子表面とこれに対面する記憶媒体表面の隙間が小さくなると、この間の空気圧力が高まり、空気圧力によって記憶媒体表面を振動発生素子表面から離す方向に記憶媒体表面に力が働く。   The shroud of the present invention is provided with a predetermined gap from the surface of the rotating storage medium. Drive that generates a displacement in the opposite phase to the displacement of the storage medium, for example, using the head tracking control signal as an external control signal in the vibration generating element, together with the action of reducing the air turbulence by the flat portion of the shroud facing the surface of the storage medium When the gap between the surface of the vibration generating element and the surface of the storage medium facing this is reduced by passing an electric current, the air pressure between the surfaces increases, and the air pressure causes the storage medium surface to move away from the surface of the vibration generating element. Power works.

これにより、振動発生素子表面に近い記憶媒体に対して高速回転あるいは空気乱流に起因する振動による変位を少なくする方向に力が作用する。すなわち、本発明のシュラウドを記憶媒体の外周の一部に取り付けることにより、固定されて取り付けられているシュラウドに対して回転する記憶媒体の該当する外周部の変位を抑える働きをする。回転している記憶媒体の外周部の一端が振動による変位を抑えられと、この外周部と記憶媒体の回転中心が囲む記憶媒体の扇状領域の振動による変位が抑えられる。   As a result, a force acts on the storage medium close to the surface of the vibration generating element in a direction that reduces displacement due to vibration caused by high-speed rotation or air turbulence. That is, by attaching the shroud of the present invention to a part of the outer periphery of the storage medium, it serves to suppress the displacement of the corresponding outer periphery of the storage medium that rotates relative to the fixedly attached shroud. When one end of the outer peripheral portion of the rotating storage medium is suppressed from displacement due to vibration, displacement due to vibration of the fan-shaped region of the storage medium surrounded by the outer peripheral portion and the rotation center of the storage medium is suppressed.

従って、この扇状領域にヘッドを浮上させる構造の記憶装置とすることにより、記憶媒体の振動による変位が抑えられた位置にヘッドが浮上し、安定したヘッドのトラッキングを行うことができる。   Therefore, by using a storage device having a structure in which the head is floated on the fan-shaped region, the head is floated at a position where displacement due to vibration of the storage medium is suppressed, and stable head tracking can be performed.

ここで、上記の扇状領域にあるトラックに対し回転型ポジショナによってヘッドの位置決めを行う場合について例示したが、間隔を隔てた上記の2つの扇状領域に挟まれた領域にあるトラックに対し直進型ポジショナによってヘッドの位置決めを行う構造の記憶装置に適用できることは勿論である。   Here, the case where the head is positioned by the rotary type positioner with respect to the track in the fan-shaped area is exemplified, but the linear positioner for the track in the area sandwiched by the two fan-shaped areas spaced apart from each other is illustrated. Of course, the present invention can be applied to a storage device having a structure in which the head is positioned.

また、回転型ポジショナによってヘッドの位置決めを行う場合においても、記憶媒体の外周に沿って間隔を隔てて本願発明によるシュラウドを複数設け、2つの扇状領域に挟まれた領域にあるトラックに対しヘッドを浮上させる構造であっても構わない。また、記憶媒体表面に対向するシュラウド表面が記憶媒体の両面に設けられていても、片面にだけ設けられていても構わない。また、記憶媒体表面に対向するシュラウド表面は、記憶媒体の外周部の表面に設けられることに限定されることなく、記憶媒体の外周部から内周部に向かって延伸した形状を有していても構わない。   Also, when positioning the head with a rotary type positioner, a plurality of shrouds according to the present invention are provided at intervals along the outer periphery of the storage medium, and the head is placed on a track in an area sandwiched between two fan-shaped areas. A floating structure may be used. In addition, the shroud surface facing the storage medium surface may be provided on both sides of the storage medium or may be provided only on one side. Further, the shroud surface facing the storage medium surface is not limited to being provided on the outer peripheral surface of the storage medium, and has a shape extending from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion of the storage medium. It doesn't matter.

本発明の請求項2に記載の発明は、記憶媒体と、前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、前記対向面には外部制御信号に応じて前記記憶媒体との間隔を可変とする形状変化部を有することを特徴とする記憶装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a storage device having a storage medium, a spindle motor that rotationally drives the storage medium, and a head that records and reproduces signals on the storage medium, and rotates. The shroud has a shroud that suppresses displacement of the storage medium in the rotation axis direction, and the shroud has a facing surface that faces the storage medium in a non-contact manner with the storage medium, and the facing surface is in response to an external control signal. The storage device includes a shape changing unit that can change a distance from the storage medium.

請求項2記載の発明によれば、本発明のシュラウドは回転する記憶媒体の表面から所定の隙間をもって、単に記憶媒体に対向する平面を有するシュラウドではなく、記憶媒体に対向するシュラウドを構成する剛性をもったホルダの面に形状変化部を備えている。   According to the second aspect of the present invention, the shroud of the present invention is not a shroud having a plane facing the storage medium but having a predetermined gap from the surface of the rotating storage medium, and a rigidity constituting the shroud facing the storage medium. A shape changing portion is provided on the surface of the holder having

形状変化部の形状変化素子として用いる、例えば圧電素子は、負荷される電圧に対して変位量の異なる2種類の圧電素子の両端を張り合わせたバイモルフ型の素子を使用し、記憶媒体表面に対して突出する方向の変位を生ずる形状変化部を形成している。   For example, the piezoelectric element used as the shape changing element of the shape changing unit is a bimorph type element in which both ends of two types of piezoelectric elements having different displacements with respect to the applied voltage are bonded to the surface of the storage medium. A shape changing portion that generates a displacement in the protruding direction is formed.

形状変化部の表面は、形状変化素子に電圧を付加していない状態のとき、記憶媒体の表面とほぼ平行に設定されており、ホルダの記憶媒体に対向する面から、突出していても、ほぼ同一であっても構わない。   The surface of the shape change portion is set substantially parallel to the surface of the storage medium when no voltage is applied to the shape change element, and even if it protrudes from the surface of the holder facing the storage medium, It may be the same.

本発明のシュラウドは、回転する記憶媒体の表面から所定の隙間をもって設けられている平面による空気乱流を低減する作用と共に、形状変化素子に、例えば、磁気ヘッドのトラッキング制御信号を外部制御信号として磁気ディスク媒体の変位と逆位相の変位を生ずる駆動電流を流すことにより、形状変化素子表面が山形に突出してこれに対面する磁気ディスク媒体表面の隙間が小さくなると、この間の空気圧力が高まり、空気圧力によって磁気ディスク媒体表面を形状変化素子表面から離す方向に磁気ディスク媒体表面に力が生ずる。   The shroud of the present invention reduces the air turbulence caused by a plane provided with a predetermined gap from the surface of the rotating storage medium, and, for example, uses a tracking control signal of a magnetic head as an external control signal. When a drive current that causes a displacement opposite in phase to the displacement of the magnetic disk medium flows, when the surface of the shape-changing element protrudes in a chevron shape and the gap on the surface of the magnetic disk medium facing it decreases, the air pressure increases, A force is generated on the surface of the magnetic disk medium in a direction away from the surface of the shape change element by the pressure.

これにより、形状変化素子表面に近い磁気ディスク媒体に対して高速回転あるいは空気乱流に起因する振動による変位を少なくする方向に力が作用する。すなわち、本発明のシュラウドを磁気ディスク媒体の外周の一部に取り付けることにより、固定されて取り付けられているシュラウドに対して回転する磁気ディスク媒体の該当する外周部の変位を抑える働きをする。回転している磁気ディスク媒体の外周部の一端が振動による変位を抑えられと、この外周部と磁気ディスク媒体の回転中心が囲む磁気ディスク媒体の扇状領域の振動による変位が抑えられる。   As a result, a force acts on the magnetic disk medium close to the surface of the shape change element in a direction to reduce displacement due to vibration caused by high-speed rotation or air turbulence. That is, by attaching the shroud of the present invention to a part of the outer periphery of the magnetic disk medium, it functions to suppress the displacement of the corresponding outer peripheral part of the magnetic disk medium that rotates relative to the fixedly mounted shroud. When one end of the outer periphery of the rotating magnetic disk medium is suppressed from displacement due to vibration, displacement due to vibration of the fan-shaped region of the magnetic disk medium surrounded by the outer periphery and the rotation center of the magnetic disk medium is suppressed.

従って、この扇状領域に磁気ヘッドを浮上させる構造の磁気ディスク装置とすることにより、磁気ディスク媒体の振動による変位が抑えられた位置に磁気ヘッドを浮上させ、安定した磁気ヘッドのトラッキングを行うことができる。   Therefore, by using the magnetic disk device having a structure in which the magnetic head is floated on the fan-shaped region, the magnetic head can be floated at a position where the displacement due to the vibration of the magnetic disk medium is suppressed, and stable magnetic head tracking can be performed. it can.

ここで、上記の扇状領域にあるトラックに対し回転型ポジショナによって磁気ヘッドの位置決めを行う場合について例示したが、間隔を隔てた上記の2つの扇状領域に挟まれた領域にあるトラックに対し直進型ポジショナによって磁気ヘッドの位置決めを行う構造の磁気ディスク装置に適用できることは勿論である。   Here, the case where the magnetic head is positioned by the rotary positioner with respect to the track in the fan-shaped area has been exemplified, but the linear movement type with respect to the track in the area sandwiched by the two fan-shaped areas spaced apart from each other. Of course, the present invention can be applied to a magnetic disk apparatus having a structure in which a magnetic head is positioned by a positioner.

また、回転型ポジショナによって磁気ヘッドの位置決めを行う場合においても、磁気ディスク媒体の外周に沿って間隔を隔てて本願発明によるシュラウドを複数設け、2つの扇状領域に挟まれた領域にあるトラックに対し磁気ヘッドを浮上させシークする場合であっても構わない。また、記憶媒体表面に対向するシュラウド表面が記憶媒体の両面に設けられていても、片面にだけ設けられていても構わない。また、記憶媒体表面に対向するシュラウド表面は、記憶媒体の外周部の表面に設けられることに限定されることなく、記憶媒体の外周部から内周部に向かって延伸した形状を有していても構わない。   Also, even when the magnetic head is positioned by a rotary positioner, a plurality of shrouds according to the present invention are provided at intervals along the outer periphery of the magnetic disk medium, and a track in an area sandwiched between two fan-shaped areas is provided. The magnetic head may be levitated and seeked. In addition, the shroud surface facing the storage medium surface may be provided on both sides of the storage medium or may be provided only on one side. Further, the shroud surface facing the storage medium surface is not limited to being provided on the outer peripheral surface of the storage medium, and has a shape extending from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion of the storage medium. It doesn't matter.

本発明の請求項3に記載の発明は、前記振動発生器または前記形状変化部に圧電素子を用いることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記憶装置である。   The invention according to claim 3 of the present invention is the storage device according to claim 1 or 2, wherein a piezoelectric element is used for the vibration generator or the shape changing portion.

本発明の請求項4に記載の発明は、前記記憶媒体の半径方向の所定位置における表面の変位を学習し、記憶する手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の記憶装置である。   The invention according to claim 4 of the present invention has means for learning and storing the displacement of the surface at a predetermined position in the radial direction of the storage medium. It is.

本発明の請求項5に記載の発明は、前記記憶媒体の半径方向の所定位置における前記回転軸方向変位の学習結果をもとに前記振動発生器または前記形状変化部を前記外部制御信号によってフィードフォワード制御を行うことを特徴とする請求項4記載の記憶装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, the vibration generator or the shape changing unit is fed by the external control signal based on a learning result of the displacement in the rotational axis direction at a predetermined position in the radial direction of the storage medium. 5. The storage device according to claim 4, wherein forward control is performed.

本発明の請求項6に記載の発明は、前記シュラウドの前記対向面に前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位を検出する媒体変位検出器を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の記憶装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a medium displacement detector for detecting a displacement of the storage medium in the rotational axis direction on the facing surface of the shroud. 5. The storage device according to 5.

本発明の請求項7に記載の発明は、回転する記憶媒体に非接触な対向面に前記記憶媒体の回転軸方向の変位抑制手段と媒体変位検出手段とを有するシュラウドの前記媒体変位検出手段から検出する媒体変位信号を受け取る段階と、あらかじめ前記記憶媒体の中心から一定の半径方向の位置における前記記憶媒体の1周にわたる前記回転軸方向の変位を前記媒体変位検出手段により検出して前記変位を所定のメモリ内に格納して学習する段階と、前記記憶媒体の変位の方向に対して相反する位相をもつ制御信号を前記変位抑制手段に与える段階とによって前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位をフィードフォワード制御により抑制制御する変位制御回路である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the medium displacement detection means of the shroud having a displacement suppression means and a medium displacement detection means in the rotational axis direction of the storage medium on a facing surface that is not in contact with the rotating storage medium. Receiving a medium displacement signal to be detected, and detecting in advance the displacement in the rotational axis direction over the circumference of the storage medium at a certain radial position from the center of the storage medium by the medium displacement detection means; Displacement in the rotational axis direction of the storage medium by storing in a predetermined memory and learning, and providing a control signal having a phase opposite to the displacement direction of the storage medium to the displacement suppression means It is a displacement control circuit which carries out suppression control by feedforward control.

本発明のシュラウドは、静的な空気乱流低減効果に加えて、振動発生器、形状変化部がもたらす能動的な振動低減効果により、記憶媒体の変位が減少し、回転する記憶媒体の所望する領域において従来では実現できなかった変位の少ない領域を得ることができる。   The shroud of the present invention reduces the displacement of the storage medium due to the active vibration reduction effect brought about by the vibration generator and the shape changer in addition to the static air turbulence reduction effect. In the region, it is possible to obtain a region with a small displacement that could not be realized conventionally.

また、圧電素子は数十kHzに亘る応答速度をもつため、記憶媒体の回転速度に対応した低次の振動に加えて、高次の振動に対する記憶媒体の変位を抑制することができる。これによって本質的に振動による記憶媒体面の変位が小さくなるため、ヘッドのサスペンションに与える変動、また、媒体周辺の空気流の乱れも低減できることから、記憶媒体、ヘッド全体の振動を低減させることができる。   In addition, since the piezoelectric element has a response speed of several tens of kHz, in addition to low-order vibration corresponding to the rotation speed of the storage medium, displacement of the storage medium with respect to high-order vibration can be suppressed. As a result, the displacement of the storage medium surface due to vibration is essentially reduced, and fluctuations applied to the suspension of the head and turbulence of the air flow around the medium can be reduced. Therefore, the vibration of the storage medium and the entire head can be reduced. it can.

さらに、媒体変位検出器をシュラウドの記憶媒体との対向面に配置することで、記憶媒体の振動の状態を正確に把握することができる。すなわち、シュラウドが覆う記憶媒体領域のほぼ中央に一つ、あるいは回転する記憶媒体のシュラウドへの進入側とシュラウドから記憶媒体が遠ざかる側の2箇所に配置する。特に、前記のように2箇所に配置することで、制御前と制御後の変位を観察することもできるため、記憶媒体の変位信号と制御信号との位相差を厳密にコントロールできるためフィードフォワード制御の安定化につながる。   Furthermore, by arranging the medium displacement detector on the surface of the shroud facing the storage medium, it is possible to accurately grasp the vibration state of the storage medium. That is, the storage medium is arranged at two locations, approximately one in the center of the storage medium area covered by the shroud, or on the side where the rotating storage medium enters the shroud and on the side where the storage medium moves away from the shroud. In particular, since it is possible to observe the displacement before and after the control by arranging at two places as described above, the feedforward control can be performed because the phase difference between the displacement signal of the storage medium and the control signal can be strictly controlled. Lead to stabilization.

記憶媒体の変位に対して磁気ヘッドは追従しようとするが、サスペンションには、ねじれる方向の動作が生じ、特に記憶媒体の外周部にヘッドが位置する場合、ねじれる方向の動作が激しくなる。例えば、磁気ヘッドが水平方向に位置する磁気記録媒体の上側の面に取り付けられている場合、磁気記録媒体が上方へ変位すると磁気記録媒体の外周側へ、磁気記録媒体が下方へ変位すると磁気記録媒体の内周側へ磁気ヘッドは移動し、オフトラックの原因となるが、磁気記録媒体の変位量を抑えることにより、磁気ヘッドの目標トラックに対する位置決め精度を向上させ、高記録密度媒体の高速回転状態において安定した高性能な記憶装置を提供できる。   Although the magnetic head tries to follow the displacement of the storage medium, the suspension is operated in a twisting direction. In particular, when the head is located on the outer periphery of the storage medium, the operation in the twisting direction becomes intense. For example, when the magnetic head is mounted on the upper surface of a magnetic recording medium positioned in the horizontal direction, the magnetic recording medium moves outward when the magnetic recording medium is displaced upward, and the magnetic recording medium moves when the magnetic recording medium is displaced downward. The magnetic head moves to the inner circumference side of the medium, causing off-track, but by suppressing the displacement of the magnetic recording medium, the positioning accuracy of the magnetic head with respect to the target track is improved and high-speed recording of the high recording density medium is performed. A high-performance storage device that is stable in a state can be provided.

本発明の詳細を、以下に本発明の一実施例となる磁気ディスク装置を例に挙げ、その実施例をもって説明する。   The details of the present invention will be described below with reference to an example of a magnetic disk device according to an embodiment of the present invention.

図1に、本発明によるシュラウドの一実施例を示す。図1には、本発明による磁気ディスク装置の要部が示されている。磁気ディスク装置の構造の基板であるベース1は剛性を有する、例えばアルミニウムのダイカストによって作られ、ベース1に磁気記録媒体3を回転させるスピンドルモータ2が取り付けられている。   FIG. 1 shows an embodiment of a shroud according to the present invention. FIG. 1 shows a main part of a magnetic disk apparatus according to the present invention. A base 1 that is a substrate having a structure of a magnetic disk device is made of, for example, aluminum die casting, and a spindle motor 2 that rotates a magnetic recording medium 3 is attached to the base 1.

図においてベース1に関して磁気記録媒体3と反対側にあるスピンドルモータ2のモータ部は図示省略されている。磁気記録媒体3を保持するハブ2−1は、スピンドルモータ2のモータの回転軸に直結しており、ハブ2−1に対して必要に応じスペーサ2−2を介して磁気記録媒体3がクランプ2−3により固定されている。   In the figure, the motor portion of the spindle motor 2 on the opposite side of the base 1 from the magnetic recording medium 3 is not shown. The hub 2-1 holding the magnetic recording medium 3 is directly connected to the rotating shaft of the motor of the spindle motor 2, and the magnetic recording medium 3 is clamped to the hub 2-1 via a spacer 2-2 as necessary. It is fixed by 2-3.

磁気ヘッド4−1は、ステンレス鋼の板ばねで作られたサスペンション4−2に支えられ、回転駆動型のヘッドポジショナ5により磁気記録媒体3の所望の位置に位置決めされる。ヘッドポジショナ5は、磁気回路5−1、回転軸5−2、ヘッドアーム5−3から構成され、ヘッドアーム5−3の先端にサスペンション4−2に支えられた磁気ヘッド4−1が取り付けられている。   The magnetic head 4-1 is supported by a suspension 4-2 made of a stainless steel leaf spring, and is positioned at a desired position on the magnetic recording medium 3 by a rotary drive type head positioner 5. The head positioner 5 includes a magnetic circuit 5-1, a rotating shaft 5-2, and a head arm 5-3. A magnetic head 4-1 supported by a suspension 4-2 is attached to the tip of the head arm 5-3. ing.

さらに、シュラウド6は、非磁性材料で剛性を有する、例えばステンレススチール製のホルダ6−1を基に構成され、ホルダ6−1はベース1に固定され、磁気記録媒体3に対向するホルダ6−1の2つの面に、それぞれ振動発生器6−2が取り付けられ、磁気記録媒体3の周囲の空気流の乱れを少しでも抑制するように、より多くの対向面積をもつ平面形状としている。   Further, the shroud 6 is configured on the basis of a holder 6-1 made of, for example, stainless steel, which is made of a nonmagnetic material and is rigid. The holder 6-1 is fixed to the base 1 and faces the magnetic recording medium 3. The vibration generator 6-2 is attached to each of the two surfaces 1, and has a planar shape with a larger facing area so as to suppress any disturbance of the air flow around the magnetic recording medium 3.

このため、磁気記録媒体3に対向する振動発生器6−2の表面は、磁気記録媒体3に対向するホルダ6−1の2つの面に対して、突出していても、同一平面であっても構わないが、面積の広い平面状であることが好ましい。また、磁気記録媒体3と振動発生器6−2の表面との間隔は、振動発生時に媒体に接触しない範囲として、例えば0.1〜0.3mmとしている。   For this reason, the surface of the vibration generator 6-2 facing the magnetic recording medium 3 may protrude from the two surfaces of the holder 6-1 facing the magnetic recording medium 3 or may be on the same plane. Although it does not matter, a flat shape with a large area is preferable. Further, the distance between the magnetic recording medium 3 and the surface of the vibration generator 6-2 is, for example, 0.1 to 0.3 mm as a range that does not contact the medium when vibration is generated.

ここで、図のA−A’断面図には磁気ヘッドの断面図は省略されている。また、振動発生器6−2の内部の詳細や駆動用の電気配線や端子等の図示、磁気ヘッド部分の詳細図は省略されている。また、磁気記録媒体3は1枚の場合を例示しているが、複数枚あってもよく、複数枚の場合、シュラウド6は各磁気記録媒体の表面に対して、それぞれ振動発生器を備えている。振動発生器6−2は磁気記録媒体3の両面に必ずしも配置されていなくともよく、片面に配置されていてもよい。   Here, the cross-sectional view of the magnetic head is omitted from the A-A ′ cross-sectional view of FIG. Further, details of the inside of the vibration generator 6-2, illustration of electric wiring for driving, terminals, and the like, and a detailed view of the magnetic head portion are omitted. Further, although the case of one magnetic recording medium 3 is illustrated, there may be a plurality of sheets. In the case of a plurality of sheets, the shroud 6 is provided with a vibration generator for the surface of each magnetic recording medium. Yes. The vibration generator 6-2 is not necessarily arranged on both sides of the magnetic recording medium 3, and may be arranged on one side.

振動発生器6−2の形状と設置する位置は、例えば図示の形状で、磁気記録媒体3の外周の一部に設置され、磁気記録媒体3の表面に非接触であり、かつ、磁気ヘッド4−1が磁気記録媒体3の表面をシークする範囲を、磁気記録媒体3のほぼ中心と振動発生器6−2とが成す扇状の領域が覆っていることが好ましい。   The shape of the vibration generator 6-2 and the position where the vibration generator 6-2 is installed are, for example, in the shape shown in the figure, installed on a part of the outer periphery of the magnetic recording medium 3, not in contact with the surface of the magnetic recording medium 3, and the magnetic head 4 It is preferable that the sector where -1 seeks the surface of the magnetic recording medium 3 is covered by a fan-shaped region formed by the substantial center of the magnetic recording medium 3 and the vibration generator 6-2.

本実施例の磁気記録媒体3はビットパターンド記録媒体で、例えば垂直記録用の磁気記録媒体をエッチング等のプロセスにて加工して作製したものである。各記録ビットの幅は磁気記録媒体の円周方向(トラック方向)、半径方向ともに数十nmであり、高さは数nmである。磁気ヘッド4−1の浮上特性を安定にするために、記録ビットの隙間には非磁性材料によって充填され、媒体表面はCMP研磨によって平滑化されている。ここで、非磁性材料は記録層材料と異なる透磁率を持つ物質、例えば二酸化シリコン(SiO)を用いている。 The magnetic recording medium 3 of this embodiment is a bit patterned recording medium, which is produced by processing a magnetic recording medium for perpendicular recording by a process such as etching. The width of each recording bit is several tens of nm in the circumferential direction (track direction) and radial direction of the magnetic recording medium, and the height is several nm. In order to stabilize the flying characteristics of the magnetic head 4-1, the gap between the recording bits is filled with a nonmagnetic material, and the medium surface is smoothed by CMP polishing. Here, as the nonmagnetic material, a substance having a magnetic permeability different from that of the recording layer material, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is used.

本実施例の磁気記録媒体3として、ビットパターンド記録媒体を例示したが、スパッタリング法により形成される垂直記憶または面内記憶媒体でも構わない。   Although the bit patterned recording medium is illustrated as the magnetic recording medium 3 of the present embodiment, it may be a perpendicular storage or an in-plane storage medium formed by a sputtering method.

図2は、本発明によるシュラウドの他の実施例を示す。図1と異なるところは、図1における振動発生器6−2の両側に媒体変位検出器6−3A、6−3Bを配置していることである。媒体変位検出器6−3A、6−3Bの磁気記録媒体3との対向面は振動発生器6−2と同一面内にあることが望ましく、媒体変位検出器6−3A、6−3Bの表面を基準とした磁気記録媒体3の表面との変位量を静電容量によって計測する。媒体変位検出器6−3A、6−3Bと磁気記録媒体3との対向面の距離は、0.1〜0.3mmに設定されている。この図は、回転する磁気記録媒体3のシュラウド6への進入側とシュラウド6から磁気記録媒体3が遠ざかる側の2箇所に配置した例である。   FIG. 2 shows another embodiment of a shroud according to the present invention. The difference from FIG. 1 is that medium displacement detectors 6-3A and 6-3B are arranged on both sides of the vibration generator 6-2 in FIG. The opposed surfaces of the medium displacement detectors 6-3A and 6-3B to the magnetic recording medium 3 are preferably in the same plane as the vibration generator 6-2, and the surfaces of the medium displacement detectors 6-3A and 6-3B The amount of displacement from the surface of the magnetic recording medium 3 with reference to is measured by capacitance. The distance between the facing surfaces of the medium displacement detectors 6-3A and 6-3B and the magnetic recording medium 3 is set to 0.1 to 0.3 mm. This figure shows an example in which the rotating magnetic recording medium 3 is arranged at two locations on the entrance side of the shroud 6 and on the side where the magnetic recording medium 3 is away from the shroud 6.

ここで、振動発生器6−2や媒体変位検出器6−3A、6−3Bの動作に必要な電気的配線、端子等の図示は省略されている。   Here, illustration of electrical wiring, terminals, and the like necessary for the operation of the vibration generator 6-2 and the medium displacement detectors 6-3A and 6-3B is omitted.

図3は、本発明による形状変化部の説明図である。図1、図2に示す振動発生器6−2に代わって、形状変化部30−2をホルダ30−1の磁気記録媒体3の対向面に、例えば接着剤にて取り付けた例を示している。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a shape changing portion according to the present invention. Instead of the vibration generator 6-2 shown in FIGS. 1 and 2, an example is shown in which the shape changing portion 30-2 is attached to the facing surface of the magnetic recording medium 3 of the holder 30-1 with, for example, an adhesive. .

図3(a)は、図1、図2に示すA−A’断面図に相当する。   FIG. 3A corresponds to the A-A ′ sectional view shown in FIGS. 1 and 2.

ここで、形状変化部30−2はバイモルフ型の圧電素子を使用し、例えば、内側片30−2A、内側片30−3Aは電圧を印加することにより図の左右方向に縮み、外側片30−2B、外側片30−3Bは図の左右方向に伸びるように組み合わされている。   Here, the shape changing portion 30-2 uses a bimorph type piezoelectric element. For example, the inner piece 30-2A and the inner piece 30-3A are contracted in the horizontal direction in the figure by applying a voltage, and the outer piece 30- 2B and the outer piece 30-3B are combined so as to extend in the left-right direction in the figure.

内側片と外側片は図に示すようにそれぞれの両端あるいは対面同士が接合され、電圧を印加することにより、結果として外側片の表面が磁気記録媒体3の表面に向かって弓なりに突き出る構造となっている。ここで、形状変化部30−2の動作に必要な電気的配線、端子等の図示は省略されている。   As shown in the figure, the inner piece and the outer piece are joined at both ends or facing each other, and when a voltage is applied, the outer piece surface protrudes like a bow toward the surface of the magnetic recording medium 3 as a result. ing. Here, illustration of electrical wiring, terminals, and the like necessary for the operation of the shape changing unit 30-2 is omitted.

媒体変位検出器6−3A、6−3Bの表面と磁気記録媒体3の表面との隙間は0.2mm程度に設定しておき、磁気記録媒体3の表面の振動等による変位が発生する個所で、例えば±0.1mmの変位量が得られる構成としている。   The gap between the surface of the medium displacement detectors 6-3A and 6-3B and the surface of the magnetic recording medium 3 is set to about 0.2 mm, and the displacement due to vibration or the like of the surface of the magnetic recording medium 3 occurs. For example, a displacement amount of ± 0.1 mm is obtained.

動作としては、例えば磁気記録媒体3の回転方向3−2に対してシュラウド30への進入側の隙間を0.4mm程度とし、外側片30−2B、30−3Bの屈曲点での隙間を最小0.1mmになるような配置とする。磁気記録媒体3が図の上側の方向に振動等により変位した場合、図3(b)に示すごとく外側片30−2Bが弓なりに突きでるように磁気記録媒体3の表面との隙間を小さくする方向に変位させる。   As the operation, for example, the gap on the entry side to the shroud 30 with respect to the rotation direction 3-2 of the magnetic recording medium 3 is set to about 0.4 mm, and the gap at the bending point of the outer pieces 30-2B and 30-3B is minimized. The arrangement is 0.1 mm. When the magnetic recording medium 3 is displaced by vibration or the like in the upper direction of the figure, the gap with the surface of the magnetic recording medium 3 is reduced so that the outer piece 30-2B projects like a bow as shown in FIG. Displace in the direction.

このとき、シュラウドへの進入側の圧力に対して、外側片30−2Bの屈曲点での隙間が狭くなるため、外側片30−2Bの屈曲点の部分の空気圧力が上昇し、この結果、外側片30−2Bの屈曲点の部分において磁気記録媒体3を押し下げる方向に力が働く。   At this time, since the gap at the bending point of the outer piece 30-2B becomes narrower than the pressure on the entry side to the shroud, the air pressure at the bending point of the outer piece 30-2B increases, and as a result, A force acts in the direction of pushing down the magnetic recording medium 3 at the bending point of the outer piece 30-2B.

逆に、図3(c)に示すごとく磁気記録媒体3が図中下側へ振動等により変位した場合、下側の外側片30−3Bに屈曲点を生じさせ、磁気記録媒体3との隙間を狭くするように制御することで磁気記録媒体3の変位を抑える圧力を発生させる。一連の動作は、流体力学における運動量保存則に従う動作であり、回転する磁気記録媒体3がシュラウドへ進入する進入口付近における圧力エネルギー(p*A)+ 粘性力(ρ*A*V )+ せん断力(F)は、外側片30−2Bあるいは外側片30−3Bの屈曲点における圧力エネルギー(p*A) + 粘性力(ρ*A*V ) +せん断力(F)と等しい。すなわち、
*A+ρ*A*V +F=p*A+ρ*A*V +Fと表せる。
Conversely, as shown in FIG. 3C, when the magnetic recording medium 3 is displaced downward in the figure by vibration or the like, a bending point is generated in the lower outer piece 30-3B, and the gap with the magnetic recording medium 3 is increased. Is controlled so as to be narrowed to generate a pressure for suppressing the displacement of the magnetic recording medium 3. The series of operations is an operation according to the law of conservation of momentum in fluid mechanics, and pressure energy (p 1 * A 1 ) + viscous force (ρ 1 * A 1 *) near the entrance where the rotating magnetic recording medium 3 enters the shroud. V 1 2 ) + shearing force (F 1 ) is the pressure energy (p 2 * A 2 ) + viscosity (ρ 2 * A 2 * V 2 2 ) at the bending point of the outer piece 30-2B or the outer piece 30-3B. ) + Equal to shear force (F 2 ). That is,
p 1 * A 1 + ρ 1 * A 1 * V 1 2 + F 1 = p 2 * A 2 + ρ 2 * A 2 * V 2 2 + F 2

ここで、サフィックスの1および2は、前者は回転する磁気記録媒体3がシュラウドへ進入する進入口付近、後者は回転する磁気記録媒体3との隙間が最も小さくなる外側片30−2Bあるいは外側片30−3Bの屈曲点の位置を表している。   Here, the suffixes 1 and 2 are the outer piece 30-2B or the outer piece where the former is near the entrance where the rotating magnetic recording medium 3 enters the shroud, and the latter is the smallest gap with the rotating magnetic recording medium 3. The position of the bending point of 30-3B is shown.

、pは圧力、A、Aは磁気記録媒体3と対向する外側片30−2Bあるいは30−3Bとが成す矩形の隙間の断面積、ρ、ρは空気の密度、V、Vは前記の矩形の隙間を通る空気の速度を示す。 p 1 and p 2 are pressures, A 1 and A 2 are cross-sectional areas of rectangular gaps formed by the outer pieces 30-2B or 30-3B facing the magnetic recording medium 3, ρ 1 and ρ 2 are air densities, V 1 and V 2 indicate the velocity of air passing through the rectangular gap.

本動作中、空気の密度はほとんど変化しないものとし、磁気記録媒体3の回転速度が一定とすれば、形状変化部の変位によって隙間が狭くなって断面積が減少し、相対的に圧力が上昇することが分かる。   During this operation, if the density of air hardly changes, and if the rotation speed of the magnetic recording medium 3 is constant, the gap changes due to the displacement of the shape change portion, the cross-sectional area decreases, and the pressure increases relatively. I understand that

図4に、本発明による磁気記録媒体の変位制御系の一構成例を示す。図においては、振動発生器6−2を駆動し、振動発生器6−2近傍の磁気記録媒体3の変位の変化を制御し、媒体変位検出器6−3からの信号を検知する回路を示す。静電容量変位を利用した媒体変位検出器6−3より得られた媒体変位信号は、変位信号アンプ回路41によって増幅されて制御回路に送られる。ここでフィルタ回路42を通して、ノイズを除去、HPF、LPFでのフィルタリングを介して、磁気記録媒体3の変位を判別するに最適な信号を抽出する。   FIG. 4 shows a configuration example of a displacement control system for a magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, a circuit for driving the vibration generator 6-2, controlling the change in displacement of the magnetic recording medium 3 in the vicinity of the vibration generator 6-2, and detecting a signal from the medium displacement detector 6-3 is shown. . The medium displacement signal obtained from the medium displacement detector 6-3 using the capacitance displacement is amplified by the displacement signal amplifier circuit 41 and sent to the control circuit. Here, through the filter circuit 42, noise is removed, and an optimal signal for determining the displacement of the magnetic recording medium 3 is extracted through filtering with HPF and LPF.

この後、A/D変換器43においてA/D変換を行い、デジタル信号として制御信号検出FF制御回路へと送られ、超音波振動駆動回路から駆動信号を振動発生器6−2に送る。   Thereafter, A / D conversion is performed in the A / D converter 43, the digital signal is sent to the control signal detection FF control circuit, and the drive signal is sent from the ultrasonic vibration drive circuit to the vibration generator 6-2.

このようにして、媒体変位検出器6−3からの媒体変位信号を基に、磁気記録媒体3の変位を抑えるように振動発生器6−2を駆動する。   In this way, the vibration generator 6-2 is driven so as to suppress the displacement of the magnetic recording medium 3 based on the medium displacement signal from the medium displacement detector 6-3.

また、磁気記録媒体3の所定のトラック1周分の変位情報を磁気ディスク装置内部の学習機能メモリ領域44に記憶し、この記憶した状態を基にFF制御を行う。磁気記録媒体3の変位量を検出する媒体変位検出器6−3を2箇所に配置することで、磁気記録媒体3に振動発生器6−2により空気振動を与える前と後を比較することで制御の効果、安定性を比較し、動作の安定性を向上させることができる。   Further, displacement information for one round of a predetermined track of the magnetic recording medium 3 is stored in the learning function memory area 44 inside the magnetic disk device, and FF control is performed based on this stored state. By disposing the medium displacement detector 6-3 for detecting the amount of displacement of the magnetic recording medium 3 at two locations, before and after applying air vibration to the magnetic recording medium 3 by the vibration generator 6-2, It is possible to compare the effect and stability of the control and improve the stability of the operation.

振動発生器6−2が発生させる空気振動は、磁気記録媒体3の回転数に応じて発生する固有振動に相当する周波数を持つ。たとえば、5400rpmにて回転する磁気記録媒体3であれば、90〜100Hzの周期を持ったパルス状の振動を与える。また、高次の振動があれば、さらに上の周波数を持つ振動を与える場合もある。振動を与える前と与えた後の変化を観測し、最適な制御状態を得ることができる。   The air vibration generated by the vibration generator 6-2 has a frequency corresponding to the natural vibration generated according to the rotational speed of the magnetic recording medium 3. For example, in the case of the magnetic recording medium 3 rotating at 5400 rpm, a pulse-like vibration having a period of 90 to 100 Hz is given. Further, if there is a higher order vibration, a vibration having a higher frequency may be given. By observing changes before and after applying vibration, the optimum control state can be obtained.

図4の例では媒体変位検出器6−3からの信号を基に振動発生器6−2の動作制御を行うが、磁気ヘッドからのトラッキングサーボ信号を用いて制御を行うことも可能である。ここで、図1においては媒体変位検出器を備えていない場合の例が示されているが、この場合には、磁気ヘッドからのトラッキングサーボ信号を用いて制御を行い、回転振動成分に同期しない変位信号成分(NRPE)を低減することを指針として制御すればよい。   In the example of FIG. 4, the operation of the vibration generator 6-2 is controlled based on the signal from the medium displacement detector 6-3. However, the control can also be performed using a tracking servo signal from the magnetic head. Here, FIG. 1 shows an example in which the medium displacement detector is not provided. In this case, control is performed using a tracking servo signal from the magnetic head, and the control is not synchronized with the rotational vibration component. Control may be performed using the reduction of the displacement signal component (NRPE) as a guideline.

また、高転送速度化に向けて、磁気記録媒体の回転速度を上げることで、磁気記媒体の変位を制御する圧力変動量が大きくなり、より容易に振動低減効果が得られることが分かる。また、図3における形状変化部30−2、30−3の制御動作についても、図4に示す内容と同じ方法である。媒体変位検出器6−3からの信号を受けて、形状変化部30−2、30−3は制御され、磁気記録媒体の変位を抑える動作を行う。   It can also be seen that increasing the rotational speed of the magnetic recording medium to increase the transfer speed increases the amount of pressure fluctuation that controls the displacement of the magnetic recording medium, and the vibration reduction effect can be obtained more easily. Also, the control operations of the shape changing units 30-2 and 30-3 in FIG. 3 are the same as the contents shown in FIG. In response to the signal from the medium displacement detector 6-3, the shape changing units 30-2 and 30-3 are controlled to perform an operation of suppressing the displacement of the magnetic recording medium.

以上の説明のように、本発明によれば、高記録密度媒体において、記憶媒体の振動によるトラック位置決め精度の低下を防ぎ、安定したサーボ制御が可能となる。   As described above, according to the present invention, in a high recording density medium, a decrease in track positioning accuracy due to vibration of the storage medium can be prevented, and stable servo control can be performed.

振動発生器によって空気振動を発生させ媒体に変位を与える手法や、形状変化部に形状変化素子をもちいて記憶媒体との隙間を調整することで圧力変化を生み出して記憶媒体を変位させることができ、本発明によるシュラウドの効果を能動的にコントロールすることができる。   It is possible to displace the storage medium by creating a pressure change by generating air vibration with a vibration generator and adjusting the gap with the storage medium using the shape change element in the shape change part. The effect of the shroud according to the present invention can be actively controlled.

これを制御するために、シュラウド内に静電容量を利用した媒体変位検出器を配置し、記憶媒体の変位を検出する。得られた制御信号は、変位信号アンプ回路、フィルタ回路を経て有効な変位信号として取り出され、フィードフォワード制御を実施し、振動発生器、また、形状変化部に用いる形状変化素子の駆動信号を得る。記憶媒体の所定のトラック1周分の変位信号を記憶する回路を持ち、その動作を学習することで、安定な制御を実施することができる。   In order to control this, a medium displacement detector using capacitance is arranged in the shroud to detect the displacement of the storage medium. The obtained control signal is extracted as an effective displacement signal through a displacement signal amplifier circuit and a filter circuit, and feedforward control is performed to obtain a drive signal for a vibration generator and a shape change element used for the shape change portion. . A stable control can be performed by having a circuit for storing a displacement signal for a predetermined track of the storage medium and learning its operation.

上記の記憶媒体の変位を制御してトラック位置決め精度を向上させる手法は、ビットパターンド記録媒体だけでなく、ディスクリートトラック記録媒体や、通常の連続膜記録媒体にも適用可能な内容であり、広く応用ができる。   The above-described technique for controlling the displacement of the storage medium to improve the track positioning accuracy is applicable not only to bit patterned recording media but also to discrete track recording media and ordinary continuous film recording media. Can be applied.

また、光信号または光磁気信号を用いる記憶装置においても、例示するまでもなく、応用することが可能である。   Further, the present invention can be applied to a storage device using an optical signal or a magneto-optical signal, without needing to be exemplified.

以上より、装置性能の向上に大きく寄与し、高記録密度における記録再生信号の良好な記憶装置を提供できる。   As described above, it is possible to provide a storage device that greatly contributes to the improvement of the device performance and has a good recording / reproduction signal at a high recording density.

ここで、再び図1乃至図5を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
(付記1)
記憶媒体と、前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、前記対向面には外部制御信号に応じて前記回転軸方向に駆動される振動発生器を有することを特徴とする記憶装置。
(付記2)
記憶媒体と、前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、前記対向面には外部制御信号に応じて前記記憶媒体との間隔を可変とする形状変化部を有することを特徴とする記憶装置。
(付記3)
前記振動発生器または前記形状変化部に圧電素子を用いることを特徴とする付記1または付記2記載の記憶装置。
(付記4)
前記記憶媒体の半径方向の所定位置における表面の変位を学習し、記憶する手段を有することを特徴とする付記1乃至付記3記載の記憶装置。
(付記5)
前記記憶媒体の半径方向の所定位置における前記回転軸方向変位の学習結果をもとに前記振動発生器または前記形状変化部を前記外部制御信号によってフィードフォワード制御を行うことを特徴とする付記4記載の記憶装置。
(付記6)
前記シュラウドの前記対向面に前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位を検出する媒体変位検出器を設けたことを特徴とする付記1乃至付記5記載の記憶装置。
(付記7)
前記媒体変位検出器からの信号を用いて前記振動発生器または前記形状変化部を制御することを特徴とする付記6記載の記憶装置。
(付記8)
回転する記憶媒体に非接触な対向面に前記記憶媒体の回転軸方向の変位抑制手段と媒体変位検出手段とを有するシュラウドの前記媒体変位検出手段から検出する媒体変位信号を受け取る段階と、あらかじめ前記記憶媒体の中心から一定の半径方向の位置における前記記憶媒体の1周にわたる前記回転軸方向の変位を前記媒体変位検出手段により検出して前記変位を所定のメモリ内に格納して学習する段階と、前記記憶媒体の変位の方向に対して相反する位相をもつ制御信号を前記変位抑制手段に与える段階とによって前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位をフィードフォワード制御により抑制制御する変位制御回路。
Here, the detailed features of the present invention will be described again with reference to FIGS.
(Appendix 1)
A storage device that includes a storage medium, a spindle motor that rotationally drives the storage medium, and a head that records and reproduces signals to and from the storage medium, and suppresses displacement of the rotating storage medium in the rotation axis direction. A shroud, the shroud having a facing surface that is in non-contact with the storage medium and faces the storage medium, and a vibration generator that is driven in the direction of the rotation axis in response to an external control signal is provided on the facing surface. A storage device comprising:
(Appendix 2)
A storage device that includes a storage medium, a spindle motor that rotationally drives the storage medium, and a head that records and reproduces signals to and from the storage medium, and suppresses displacement of the rotating storage medium in the rotation axis direction. A shape change in which the shroud has a facing surface that faces the storage medium in a non-contact manner with the storage medium, and the facing surface is variable in accordance with an external control signal. A storage device comprising: a storage unit.
(Appendix 3)
The storage device according to appendix 1 or appendix 2, wherein a piezoelectric element is used for the vibration generator or the shape changing portion.
(Appendix 4)
The storage device according to any one of supplementary notes 1 to 3, further comprising means for learning and storing a displacement of a surface at a predetermined position in a radial direction of the storage medium.
(Appendix 5)
The supplementary note 4 wherein feedforward control of the vibration generator or the shape changing unit is performed by the external control signal based on a learning result of the displacement in the rotation axis direction at a predetermined position in the radial direction of the storage medium. Storage device.
(Appendix 6)
6. The storage device according to appendix 1 to appendix 5, wherein a medium displacement detector for detecting a displacement of the storage medium in the rotation axis direction is provided on the facing surface of the shroud.
(Appendix 7)
The storage device according to appendix 6, wherein the vibration generator or the shape changing unit is controlled using a signal from the medium displacement detector.
(Appendix 8)
Receiving a medium displacement signal detected from the medium displacement detection means of the shroud having a displacement suppression means in the rotational axis direction of the storage medium and a medium displacement detection means on a facing surface that is not in contact with the rotating storage medium; Detecting the displacement in the rotation axis direction over one rotation of the storage medium at a certain radial position from the center of the storage medium by the medium displacement detection means, storing the displacement in a predetermined memory, and learning. A displacement control circuit that suppresses and controls the displacement of the storage medium in the rotation axis direction by feedforward control by providing a control signal having a phase opposite to the direction of displacement of the storage medium to the displacement suppression means.

本発明によるシュラウドの一実施例An embodiment of a shroud according to the present invention 本発明によるシュラウドの他の実施例Other embodiments of the shroud according to the present invention 本発明による形状変化部の説明図Explanatory drawing of the shape change part by this invention 本発明による磁気記録媒体の変位制御系の一構成例An example of the configuration of a displacement control system for a magnetic recording medium according to the present invention 従来例Conventional example

符号の説明Explanation of symbols

1 ベース
2 スピンドルモータ
3 磁気記録媒体
4−1、53 磁気ヘッド
5 ヘッドポジショナ
6、30 シュラウド
41 変位信号アンプ回路
42 フィルタ回路
43 A/D変換機
44 学習機能メモリ領域
45 制御信号検出FF制御回路
46 超音波振動駆動回路
50 磁気ディスク装置
51 装置筐体
52 磁気ディスク媒体
54 ヘッドアーム
55 VCM
56 プリアンプ
57 RDC
58 HDC
59 パワーコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Spindle motor 3 Magnetic recording medium 4-1, 53 Magnetic head 5 Head positioner 6, 30 Shroud 41 Displacement signal amplifier circuit 42 Filter circuit 43 A / D converter 44 Learning function memory area 45 Control signal detection FF control circuit 46 Ultrasonic vibration drive circuit 50 Magnetic disk device 51 Device housing 52 Magnetic disk medium
54 Head Arm 55 VCM
56 Preamplifier 57 RDC
58 HDC
59 Power Controller

Claims (7)

記憶媒体と、
前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、
前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、
回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、
前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、
前記対向面には外部制御信号に応じて前記回転軸方向に駆動される振動発生器を有することを特徴とする記憶装置。
A storage medium;
A spindle motor that rotationally drives the storage medium;
A storage device having a head for recording and reproducing signals to and from the storage medium,
A shroud for suppressing displacement of the rotating storage medium in the rotation axis direction;
The shroud has a facing surface that faces the storage medium without contacting the storage medium;
The storage device according to claim 1, further comprising a vibration generator that is driven in the direction of the rotation axis in accordance with an external control signal.
記憶媒体と、前記記憶媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記憶媒体に対して信号を記録再生するヘッドとを有する記憶装置であって、回転する前記記憶媒体の回転軸方向の変位を抑制するシュラウドを有し、前記シュラウドは前記記憶媒体に非接触で前記記憶媒体に対向する対向面を有し、前記対向面には外部制御信号に応じて前記記憶媒体との間隔を可変とする形状変化部を有することを特徴とする記憶装置。   A storage device that includes a storage medium, a spindle motor that rotationally drives the storage medium, and a head that records and reproduces signals to and from the storage medium, and suppresses displacement of the rotating storage medium in the rotation axis direction. A shape change in which the shroud has a facing surface that faces the storage medium in a non-contact manner with the storage medium, and the facing surface is variable in accordance with an external control signal. A storage device comprising: a storage unit. 前記振動発生器または前記形状変化部に圧電素子を用いることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記憶装置。   The storage device according to claim 1, wherein a piezoelectric element is used for the vibration generator or the shape changing unit. 前記記憶媒体の半径方向の所定位置における表面の変位を学習し、記憶する手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の記憶装置。   4. The storage device according to claim 1, further comprising means for learning and storing a displacement of the surface at a predetermined position in the radial direction of the storage medium. 前記記憶媒体の半径方向の所定位置における前記回転軸方向変位の学習結果をもとに前記振動発生器または前記形状変化部を前記外部制御信号によってフィードフォワード制御を行うことを特徴とする請求項4記載の記憶装置。   5. The feedforward control of the vibration generator or the shape changing unit is performed by the external control signal based on a learning result of the displacement in the rotation axis direction at a predetermined position in the radial direction of the storage medium. The storage device described. 前記シュラウドの前記対向面に前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位を検出する媒体変位検出器を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の記憶装置。   6. The storage device according to claim 1, wherein a medium displacement detector that detects a displacement of the storage medium in the rotation axis direction is provided on the facing surface of the shroud. 回転する記憶媒体に非接触な対向面に前記記憶媒体の回転軸方向の変位抑制手段と媒体変位検出手段とを有するシュラウドの前記媒体変位検出手段から検出する媒体変位信号を受け取る段階と、
あらかじめ前記記憶媒体の中心から一定の半径方向の位置における前記記憶媒体の1周にわたる前記回転軸方向の変位を前記媒体変位検出手段により検出して前記変位を所定のメモリ内に格納して学習する段階と、
前記記憶媒体の変位の方向に対して相反する位相をもつ制御信号を前記変位抑制手段に与える段階と
によって前記記憶媒体の前記回転軸方向の変位をフィードフォワード制御により抑制制御する変位制御回路。
Receiving a medium displacement signal detected from the medium displacement detection means of the shroud having a displacement suppression means and a medium displacement detection means in the rotational axis direction of the storage medium on a surface that is not in contact with the rotating storage medium;
The displacement in the rotation axis direction over one rotation of the storage medium at a certain radial position from the center of the storage medium is detected in advance by the medium displacement detection means, and the displacement is stored in a predetermined memory for learning. Stages,
A displacement control circuit that suppresses and controls the displacement of the storage medium in the rotation axis direction by feedforward control by providing a control signal having a phase opposite to the direction of displacement of the storage medium to the displacement suppression means.
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