JP2779520B2 - 磁気ディスク装置のスピンドルの振れ回り量測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 コンピュータシステムのファイル装置として使用する
磁気ディスク装置の、スピンドルの振れ回り量の測定方
法に関し、 スピンドルの表面状態に規定されない振れ回り量の測
定方法を確立することによって、高精度の測定を可能と
し、よって磁気ディスク装置の信頼性を高めることを目
的とし、 磁気ディスク装置において、 サーボディスクにサーボ情報を書き込み、 前記のサーボ情報を基準位置として、データディスク
にデータを書き込み、 該磁気ディスク装置に測定条件となる所定の環境スト
レスを加えた後に、 該サーボディスクのサーボ情報に対する該データディ
スクの磁気ヘッドのデータ読み取り出力のオフセット量
を求め、 該オフセット量を、前記環境ストレスを原因とするス
ピンドルの振れ回り量とするように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、コンピュータシステムのファイル装置とし
て使用する磁気ディスク装置の、スピンドルの振れ回り
量の測定方法に関する。

〔磁気ディスク装置の機構概要〕

第５図は、磁気ディスク装置の機構の概要を説明する
斜視図である。

磁気ディスク装置は、複数の磁気ディスク媒体１がス
ピンドル２に実装され、モータ３によって高速回転され
る。

各磁気ディスク媒体１には、その表面に対向して磁気
ヘッド４が配設され、該磁気ディスク媒体１の高速回転
によって発生する風力で浮上している。

また、情報のリード（read）／ライト（write）は、
磁気ヘッド４を、位置決め機構６によって所定のトラッ
ク位置まで移動させて行なう。

トラック位置は、磁気ディスク媒体１のいずれか１枚
をサーボディスク（servo disk）として使用し、該サー
ボディスクのトラックにサーボ信号を記録しておいて、
該サーボ信号を読み取ることによって決めている。

すなわち、磁気ディスク媒体１の各面に配設された磁
気ヘッド４は、位置決め機構６によって一斉に駆動さ
れ、サーボディスクのトラックを基準として各ディスク
のトラックに位置合わせするのである。

したがって、磁気ディスク装置の使用状態において、
スピンドル２に傾きや偏心が発生することは、磁気ディ
スク装置の信頼性を根本から崩壊させる要因となる。

すなわち、磁気ヘッド４が所定のトラック上に位置決
めされず、オフトラック（offtrack）を生じ、読み取り
データにエラーを生じたり、甚だしい場合は記録データ
の読み取りが不能となったり、データの書き込みによっ
て隣接トラックのデータを破壊することになるからであ
る。

また、磁気ディスク装置の小型化と記憶容量増大にと
もない、磁気ディスク媒体上の記録密度が高まってお
り、前記スピンドルの傾きや偏心は、磁気ディスク装置
の信頼性を規定する重要な因子となっている。

本発明は、このスピンドルの振れ回り量の、測定方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、従来の方法によるスピンドルの振れ回り量
の測定方法を説明する図で、（ａ）はマイクロメータに
よる測定方法を説明する図、（ｂ）はセンサによる測定
方法を説明する図、ある。

（１）マークロメータによる振れ回り量の測定方法 第６図（ａ）のように、スピンドル２にマイクロメー
タ７を接触させておき、該スピンドル２をゆっくりと回
転させ、マイクロメータ７の指針の振れ幅から振れ回り
量を求める方法である。

（２）非接触センサによる振れ回り量の測定方法 第６図（ｂ）のように、静電容量型などのセンサ８
を、スピンドル２に対向させておき、該スピンドル２を
回転させた時の該センサ８の出力電圧をオシロスコープ
９で観測し、その電圧波形10の振幅から振れ回り量を求
める方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような測定方法では、スピンドル２の表
面仕上げ状態や材質等によって、該スピンドル２の表面
の凹凸が測定データ中に現れて、真の振れ回り量測定の
妨げとなっている。

すなわち、測定結果の中には、スピンドル２の軸心の
振れ回り量の他に、該スピンドル２の表面の真円度に相
応する凹凸量が含まれてしまうのである。

また、スピンドルにリブを設けた装置では、全く測定
不可能である。

本発明の技術的課題は、磁気ディスク装置のスピンド
ルの振れ回り量測定における以上のような問題を解消
し、スピンドルの表面状態に規定されない振れ回り量の
測定方法を確立することによって、高精度の測定を可能
とし、よって磁気ディスク装置の信頼性を高めることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の基本原理を説明するフローチャー
トである。

本発明は、磁気ヘッドがオントラックしている時は、
該磁気ヘッドの出力電圧が最大となり、磁気ヘッドにオ
フトラックが生じると、該磁気ヘッドの出力電圧が低下
することに着目したものである。

すなわち、次の手順で磁気ディスク装置のスピンドル
の振れ回り量を測定する。

（１）サーボディスクにサーボ情報を書き込む。

（２）前記（１）のサーボ情報を基準位置として、デー
タディスクにデータを書き込む。

（３）磁気ディスク装置に測定条件となる所定の環境ス
トレスを加える。

（４）サーボディスクのサーボ情報に対するデータディ
スクの装置ヘッドのデータ読み取り出力のオフセット量
を求める。

以上の手順によって測定した前記（４）のオフセット
量を、前記（３）の環境ストレスを原因とするスピンド
ルの振れ回り量とする測定方法である。

〔作用〕

第２図は、本発明による測定方法の作用を説明する図
で、（ａ）は磁気ディスク媒体と磁気ヘッドおよび位置
決め機構の側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は
磁気ヘッドがオントラックしている場合の磁気ヘッド出
力電圧波形、（ｄ）は磁気ヘッドがオフトラックしてい
る場合の磁気ヘッド出力電圧波形、である。

（１）スピンドルの傾きとデータヘッドのオフトラック 磁気ディスク装置は、サーボディスク1aのサーボトラ
ック上に位置決めされるサーボヘッド（磁気ヘッド）4a
の位置を基準として、データディスク1b上のデータヘッ
ド（磁気ヘッド）4bの位置を一緒に決めるように構成さ
れて成るものである。

したがって、回転軸11が傾いた場合、サーボヘッド4a
のみサーボトラックにオントラックするように制御され
るため、データヘッド4bはデータトラックからオフトラ
ックすることになる。

たとえば、第２図（ｂ）のように、正常な回転軸11a
から傾いた回転軸11bへ回転軸11が傾いた場合、データ
トラックも正常時のデータトラック12aから回転軸が傾
いた場合のデータトラック12bへ移動する。

すなわち、データヘッド4bは、正常時のデータトラッ
ク12aではオントラックしているが、回転軸が傾いた場
合のデータトラック12bからはオフトラックするのであ
る。

（２）データヘッドのオフトラックと、データヘッド出
力電圧の低下 データヘッド4bがオフトラックすると、該データヘッ
ド4bがデータトラックから検知する磁界の強さが低下
し、その出力電圧が低下する。

また、前記出力電圧の低下量はオフトラック量に比例
して急速に低下する。

第２図（ｃ）は、データヘッド4bがオントラックして
いる場合の出力電圧波形で、横軸は時間、縦軸は電圧で
ある。また、この場合の振幅電圧はVnである。

他方、第２図（ｄ）は、データヘッド4bがオフトラッ
クしている場合の出力電圧波形で、横軸は時間、縦軸は
電圧である。また、この場合の振幅電圧はVuである。

すなわち、Vn＞Vuである。

（３）データヘッドのオントラック位置および振れ回り
量 データヘッド4bをオントラックさせれば、その出力電
圧振幅は、Vuから最大値であるVnとなる。

すなわち、逆にデータヘッド4bを、その出力電圧が最
大となる位置まで移動すれば、その位置がオントラック
の位置である。

つまり、前記データヘッド4bの移動量が、スピンドル
の回転軸11の傾むいた量である。

したがって、サーボディスク1aのサーボヘッド4aの位
置にオフセットを与え、データディスク1bのデータヘッ
ド4bの出力電圧が最大となるところの、サーボヘッド4a
のオフセット量すなわちデータヘッド4bの出力のオフセ
ット量を、スピンドルの振れ回り量とすることができ
る。

（４）スピンドルに偏心がある場合 第３図は、スピンドルに偏心がある場合を説明する図
で、（ａ）はデータヘッドがオントラックしている場合
の出力電圧波形、（ｂ）はスピンドルに偏心のある場合
の出力電圧波形、（ｃ）は振れ回り量を測定する時の出
力電波波形である。尚、同図において横軸は時間、縦軸
は電圧である。

スピンドルに偏心がある場合は、スピンドルの回転に
ともなってデータヘッド4bがオントラックとオフトラッ
クを繰り返すことになる。

したがって、その出力電圧波形は、同図（ｂ）のよう
に脈動する。

同図において、出力電圧振幅が最大値Vnとなるａ点が
オントラック位置であり、出力電圧振幅が最小値Vuとな
るｂ点が最大のオフトラック位置である。

したがって、同図（ｃ）のように、ｂ点の電圧振幅が
最大値Vnとなるようにサーボヘッド4aの位置にオフセッ
トを与えれば、この時のオフセット量すなわちデータヘ
ッド4bの出力のオフセット量を、スピンドルの振れ回り
量とすることができる。

〔実施例〕

（１）ブロック図 第４図は、実施例のブロック図である。

磁気ディスク装置23は、磁気ディスク媒体１とそれを
回転させるモータ３とスピンドル２、および磁気ヘッド
４とその位置決め機構６などから成る機構系と、該モー
タ３を駆動するモータ駆動部16、磁気ヘッド４を介して
磁気ディスク媒体１にデータをリード／ライトするリー
ド／ライト部15、磁気ヘッド４の位置決めを制御する位
置決め制御部13、そして、該モータ駆動部16、該リード
／ライト部15、該位置決め制御部13を制御する制御部14
から成る制御系とから成る。

以上のような磁気ディスク装置23を、インターフェー
ス部17を介して試験装置18と接続する。

試験装置18は、制御信号19、アドレス信号20、リード
／ライト信号21などを介して該磁気ディスク装置23と通
信し制御する。

制御部14は、位置決め制御部13に指令を出し、磁気ヘ
ッド４をトラック位置から所定量だけオフセットするた
めのコマンドを有し、試験装置18がインターフェース部
17を介してオフセット・コマンドを送ることによって実
行される。しかし、制御部14がオフセット・コマンドを
持たない場合は、試験装置18から位置決め制御部13にダ
イレクトにオフセット信号（ダイレクト・オフセット信
号22）を送るように接続する。

また、リード／ライト信号21は、リード／ライト部15
と試験装置18の間をインターフェース部17を介して送受
され、該試験装置18から書き込みデータを送出したり、
読み出したデータを該試験装置18が受信したりする。

（２）測定 手順 試験装置18からインターフェース部17を介して、磁気
ディスク媒体１のサーボディスクにサーボ情報を書き込
む。

手順 磁気ディスク装置23の磁気ヘッド４を、前記のサー
ボトラック情報によって位置決め制御させ、試験装置18
からインターフェース部17を介して、磁気ディスク媒体
１のデータディスクにデータトラック１周分のデータを
書き込む。

手順 磁気ディスク装置23に温度ストレスを加える。（ただ
し他の要因によるオフトラック量を測定したいときは、
その要因となるストレスを加える。たとえば、加振など
がある。） 手順 試験装置18から磁気ディスク装置23の制御部14へ、磁
気ヘッド４のオフセット・コマンドを送出し、データデ
ィスクから読み出したリード／ライト信号21の振幅が最
大となるオフセット量を求める。

すなわち、手順で求めたオフセット量が、スピンド
ル２の振れ回り量である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の測定方法によれば、サーボディ
スクのサーボ情報に対するデータディスクのデータヘッ
ド読み取り出力のオフセット量から、スピンドルの振れ
回り量を求めることができる。

したがって、スピンドルの表面状態に規定されない振
れ回り量の測定が可能となる。

その結果、磁気ディスク装置の試験において、スピン
ドルの振れ回り量を高精度で測定することが可能とな
り、信頼性の高い磁気ディスク装置の設計・製造が可能
となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の基本原理を説明するフローチャー
ト、 第２図は、本発明による測定方法の作用を説明する図
で、（ａ）は磁気ディスク媒体と磁気ヘッドおよび位置
決め機構の側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は
磁気ヘッドがオントラックしている場合の磁気ヘッド出
力電圧波形、（ｄ）は磁気ヘッドがオフトラックしてい
る場合の磁気ヘッド出力電圧波形、 第３図は、スピンドルに偏心がある場合を説明する図
で、（ａ）はデータヘッドがオントラックしている場合
の出力電圧波形、（ｂ）はスピンドルに偏心のある場合
の出力電圧波形、（ｃ）は振れ回り量を測定する時の出
力電圧波形、 第４図は、実施例のブロック図、 第５図は、磁気ディスク装置の機構の概要を説明する斜
視図、 第６図は、従来の方法によるスピンドルの振れ回り量の
測定方法を説明する図で、（ａ）はマイクロメータによ
る測定方法を説明する図、（ｂ）はセンサによる測定方
法を説明する図、である。 図において、１は磁気ディスク媒体、1aはサーボディス
ク、1bはデータディスク、２はスピンドル、３はモー
タ、４は磁気ヘッド、4aはサーボヘッド、4bはデータヘ
ッド、５は駆動アーム、６は位置決め機構、７はマイク
ロメータ、８はセンサ、９はオシロスコープ、10は電圧
波形、11は回転軸、11aは正常な回転軸、11bは傾いた回
転軸、12aは正常時のデータトラック、12bは回転軸が傾
いた場合のデータトラック、13は位置決め制御部、14は
制御部、15はリード／ライト部、16はモータ駆動部、17
はインターフェース部、18は試験装置、19は制御信号、
20はアドレス信号、21はリード／ライト信号、22はダイ
レクト・オフセット信号、23は磁気ディスク装置、をそ
れぞれ示している。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスク装置において、 サーボディスクにサーボ情報を書き込み、 前記のサーボ情報を基準位置として、データディスクに
   データを書き込み、 該磁気ディスク装置に測定条件となる所定の環境ストレ
   スを加えた後に、 該サーボディスクのサーボ情報に対する該データディス
   クの磁気ヘッドのデータ読み取り出力のオフセット量を
   求め、 該オフセット量を、前記の環境ストレスを原因とするス
   ピンドルの振れ回り量とすること、 を特徴とする磁気ディスク装置のスピンドルの振れ回り
   量測定方法。