JP3023206B2 - Servo writer head positioning device - Google Patents

Servo writer head positioning device

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JP3023206B2
JP3023206B2 JP3135122A JP13512291A JP3023206B2 JP 3023206 B2 JP3023206 B2 JP 3023206B2 JP 3135122 A JP3135122 A JP 3135122A JP 13512291 A JP13512291 A JP 13512291A JP 3023206 B2 JP3023206 B2 JP 3023206B2
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head
disk
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servo
spindle motor
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勝喜 北川
健仁 山田
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Toshiba Corp
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクにサーボ
パターンを書き込むためのサーボライタのヘッド位置決
め装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo writer head positioning device for writing a servo pattern on a magnetic disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置、特にハードディスク
装置では情報の書き込み/読み出しを行うために目的の
トラックに磁気ヘッドを位置決めする必要がある。この
ヘッド位置決めのためにディスク上に予めサーボパター
ンが書き込まれており、情報の書き込み/読み出し時に
は、このパターンを読み取って得られる位置情報を基に
してヘッド駆動系が制御される。
2. Description of the Related Art In a magnetic disk device, particularly a hard disk device, it is necessary to position a magnetic head on a target track in order to write / read information. A servo pattern is written on the disk in advance for positioning the head. When writing / reading information, the head drive system is controlled based on position information obtained by reading this pattern.

【0003】磁気ディスク上にサーボパターンを書き込
むための装置は、サーボライタと呼ばれている。このサ
ーボライタにおいてサーボパターン書き込み用の磁気ヘ
ッドは、ディスクの回転軸と平行な軸を中心として回転
可能に支持されたキャリッジに固定され、ボイスコイル
モータによって駆動される。
An apparatus for writing a servo pattern on a magnetic disk is called a servo writer. In this servo writer, a magnetic head for writing a servo pattern is fixed to a carriage rotatably supported around an axis parallel to the rotation axis of the disk, and is driven by a voice coil motor.

【0004】サーボライタはサーボパターン書き込み用
ヘッドおよびヘッド位置決め機構により二つの方式に分
けられる。一つは、磁気ディスク装置自身のヘッドとヘ
ッドキャリッジを用いる方式であり、サーボライタに備
えられた高精度に位置決め可能なキャリッジ駆動機構を
ヘッドキャリッジに物理的に接続してヘッド位置決めを
行うものである。もう一つは、同様にサーボライタに備
えられたヘッドおよびヘッド位置決め機構を用いる方式
であり、本発明のサーボライタもこの方式に属する。い
ずれの方式でも、ディスクは磁気ディスク自身のスピン
ドルモータに固定された状態でサーボパターンが書き込
まれる。
[0004] Servo writers are classified into two types according to a servo pattern writing head and a head positioning mechanism. One method uses a head and a head carriage of the magnetic disk device itself, and performs head positioning by physically connecting a carriage driving mechanism provided in a servo writer that can be positioned with high precision to the head carriage. is there. The other is a system using a head and a head positioning mechanism similarly provided in the servo writer, and the servo writer of the present invention also belongs to this system. In either method, the servo pattern is written on the disk while being fixed to the spindle motor of the magnetic disk itself.

【0005】従来のハードディスク装置では、スピンド
ルモータの回転軸がボールベアリング用いたベアリング
軸受けで支持されているため、いわゆる軸振れが存在す
る。スピンドルモータの軸振れは、その方向によりアキ
シャル軸振れ(回転軸と同方向の振れ)とラジアル軸振
れ(回転軸に垂直な方向の軸振れ)に分けられる。これ
らの軸振れは、さらに回転に同期した成分と同期しない
成分に分けられる。これらのうちサーボライタにより書
き込まれるサーボパターンの精度に影響するのは、ラジ
アル軸振れのうちの回転に同期しない成分(以下、これ
を単に軸振れという)である。
In the conventional hard disk drive, the rotating shaft of the spindle motor is supported by a bearing using a ball bearing, so that there is a so-called shaft runout. The shaft runout of the spindle motor is divided into axial runout (runout in the same direction as the rotating shaft) and radial shaft runout (axial runout in the direction perpendicular to the rotary shaft) depending on the direction. These shaft runouts are further divided into components synchronized with rotation and components not synchronized with rotation. Of these, the component that affects the accuracy of the servo pattern written by the servo writer is a component of the radial shaft runout that is not synchronized with the rotation (hereinafter, this is simply referred to as shaft runout).

【0006】現行の小型ハードディスク装置(ディスク
径2.5インチ、3.5インチ等)に使用されているス
ピンドルモータにおける軸振れの大きさは0.3μm程
度であり、周波数成分は400Hz程度に多く現れる。
このためサーボライタで精度よくヘッドを位置決めして
も、ディスクに書かれたサーボパターンは0.3μm程
度の振れを生じる。現行のハードディスク装置では、ト
ラック密度は一般的に2,000TPI程度であり、軸
振れにより生じるサーボパターンの振れは、それほど問
題となっていない。しかし、トラック密度はますます高
密度化の方向にあり、今後5,000TPIもしくはそ
れ以上となった場合、このサーボパターンの振れが問題
となってくる。
The magnitude of shaft runout in a spindle motor used in a current small hard disk drive (disk diameter of 2.5 inches, 3.5 inches, etc.) is about 0.3 μm, and the frequency component is as large as about 400 Hz. appear.
For this reason, even if the head is accurately positioned by the servo writer, the servo pattern written on the disk causes a runout of about 0.3 μm. In the current hard disk device, the track density is generally about 2,000 TPI, and the runout of the servo pattern caused by the runout of the axis is not so much a problem. However, the track density is increasing, and if the track density becomes 5,000 TPI or more in the future, the deflection of the servo pattern becomes a problem.

【0007】サーボライタにおいて、サーボパターンの
振れをなくすためには、軸振れによるディスクの振れを
検知し、それを相殺するようにヘッドを位置決めする必
要がある。図8は、従来のサーボライタのヘッド位置決
め装置である。ヘッド101はヘッドキャリッジ102
のアーム部103に固定され、キャリッジ102はディ
スク104の回転軸105に平行な軸に図示しないボー
ルベアリングを用いたベアリング軸受けを介して回転可
能に支持され、ボイスコイルモータ(VCM)106に
よって駆動される。ヘッドキャリッジ102にはレーザ
光を反射するコーナーキューブ107が固定され、レー
ザ測長器108によりヘッド101の位置が測定され
る。レーザ測長器108から得られる位置情報は、制御
回路109を介してVCM駆動部110に供給される。
このようなヘッド位置決めサーボ系によりヘッド101
が位置決めされる。
In a servo writer, in order to eliminate the servo pattern vibration, it is necessary to detect the disk vibration due to the axial vibration and to position the head so as to cancel it. FIG. 8 shows a conventional servo writer head positioning device. The head 101 is a head carriage 102
The carriage 102 is rotatably supported on a shaft parallel to the rotation shaft 105 of the disk 104 via a bearing bearing using a ball bearing (not shown), and is driven by a voice coil motor (VCM) 106. You. A corner cube 107 that reflects a laser beam is fixed to the head carriage 102, and the position of the head 101 is measured by a laser length measuring device 108. The position information obtained from the laser length measuring device 108 is supplied to the VCM driving unit 110 via the control circuit 109.
With such a head positioning servo system, the head 101
Is positioned.

【0008】しかしながら、このような構成ではヘッド
キャリッジ102を支持するベアリング軸受けの剛性等
により、2kHz程度の機械共振点が現れる。従って、
図8のような位置決め機構によって、スピンドルモータ
の軸振れに追従するヘッド位置決めサーボ系を構成する
場合、この機械共振点より下側にサーボの制御帯域を配
置しなければならないため、制御帯域は300〜400
Hz程度に制限されてしまう。このような制御帯域で
は、5,000TPI以上といった高トラック密度にお
いても問題とならない程度にサーボパターンの振れをな
くすことは困難である。
However, in such a configuration, a mechanical resonance point of about 2 kHz appears due to the rigidity of a bearing for supporting the head carriage 102 and the like. Therefore,
When a head positioning servo system that follows the shaft runout of the spindle motor is configured by the positioning mechanism as shown in FIG. 8, the control band of the servo must be arranged below this mechanical resonance point. ~ 400
Hz. In such a control band, it is difficult to eliminate the deviation of the servo pattern to such an extent that there is no problem even at a high track density of 5,000 TPI or more.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のサーボライタの位置決め装置では、機械共振点が低い
ためにヘッド位置決めサーボの制御帯域が制限されるこ
とから、スピンドルモータの軸振れによるサーボパター
ンの振れを十分に小さく抑えることが難しく、高トラッ
ク密度の場合に問題となっていた。
As described above, in the conventional servo writer positioning apparatus, since the control band of the head positioning servo is limited because the mechanical resonance point is low, the servo due to the shaft runout of the spindle motor is restricted. It is difficult to suppress the fluctuation of the pattern sufficiently, which has been a problem when the track density is high.

【0010】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、ヘッド位置決め機構の機械共振点を高
くしてヘッド位置決めサーボの制御帯域を広くとること
ができ、スピンドルモータの軸振れによるサーボパター
ンの振れを十分に小さくできるサーボライタのヘッド位
置決め装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. The mechanical resonance point of the head positioning mechanism can be increased to widen the control band of the head positioning servo, and the shaft runout of the spindle motor can be improved. It is an object of the present invention to provide a servo writer head positioning device capable of sufficiently reducing the deflection of a servo pattern due to the above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によるサーボライタのヘッド位置決め装置
は、サーボパターン書き込みのための磁気ヘッドを磁気
ディスクの半径方向に移動させる粗動機構と、ヘッドを
ディスクの半径方向に少なくとも1トラックピッチ分移
動させる微動機構と、ヘッドを粗動機構に対して支持す
ると共に、微動機構の動作に伴い弾性変形する弾性支持
部材と、粗動機構および微動機構を磁気ヘッドが所望の
トラック位置に移動するように制御する第1の制御手段
と、微動機構をスピンドルモータの軸振れに応じて制御
する第2の制御手段とを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a head positioning device for a servo writer according to the present invention comprises: a coarse movement mechanism for moving a magnetic head for writing a servo pattern in a radial direction of a magnetic disk; A fine movement mechanism for moving the head in the radial direction of the disk by at least one track pitch, an elastic support member for supporting the head with respect to the coarse movement mechanism and elastically deforming with the operation of the fine movement mechanism, a coarse movement mechanism and a fine movement mechanism The first control means controls the magnetic head to move to a desired track position, and the second control means controls the fine movement mechanism according to the shaft runout of the spindle motor.

【0012】[0012]

【作用】サーボパターン書き込み用ヘッドのためのヘッ
ド位置決め機構は、粗動機構と微動機構およびヘッドを
粗動機構に対して弾性支持するための弾性支持部材によ
り構成されるため、その機械共振点はボイスコイルモー
タおよびベアリング軸受けを用いた従来のヘッド位置決
め機構に比較して格段に高くなる。これにより、ヘッド
位置決めサーボの制御帯域が広くなるため、ディスクを
回転させるスピンドルモータの軸振れによるサーボパタ
ーンの振れが十分に小さく抑えられる。
The head positioning mechanism for the servo pattern writing head is composed of a coarse movement mechanism, a fine movement mechanism, and an elastic support member for elastically supporting the head with respect to the coarse movement mechanism. It is much higher than a conventional head positioning mechanism using a voice coil motor and a bearing. As a result, the control band of the head positioning servo is widened, and the vibration of the servo pattern due to the shaft vibration of the spindle motor for rotating the disk can be sufficiently suppressed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るサーボライタの
ヘッド位置決め装置におけるヘッド位置決め機構部およ
び制御系の構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a head positioning mechanism and a control system in a head positioning device of a servo writer according to one embodiment of the present invention.

【0014】図1において、磁気ディスク1は例えばハ
ードディスクまたはフロッピーディスクであり、その中
心のハブ2に回転軸が連結されたスピンドルモータ3に
よって回転される。磁気ヘッド4はヘッドアーム5の先
端に固定され、ヘッドアーム5の基端部は弾性支持部材
6を介して固定ブロック7により粗動機構である円板状
の回転ステージ8上に固定されている。弾性支持部材6
はそれ自体は剛性の高い鋼などの材料で作られた板バネ
からなり、回転ステージ8の面に対してほぼ垂直に設け
られている。回転ステージ8は図示しないステッピング
モータによって回転駆動され、それによりヘッド4はデ
ィスク1の半径方向に移動される。
In FIG. 1, a magnetic disk 1 is, for example, a hard disk or a floppy disk, and is rotated by a spindle motor 3 having a rotating shaft connected to a center hub 2. The magnetic head 4 is fixed to the distal end of a head arm 5, and the base end of the head arm 5 is fixed on a disk-shaped rotary stage 8, which is a coarse movement mechanism, by a fixed block 7 via an elastic support member 6. . Elastic support member 6
Is itself made of a leaf spring made of a material having high rigidity, such as steel, and is provided substantially perpendicular to the surface of the rotary stage 8. The rotary stage 8 is driven to rotate by a stepping motor (not shown), whereby the head 4 is moved in the radial direction of the disk 1.

【0015】一方、ヘッドアーム5の側端部には圧電ア
クチュエータ9の一端が密着されている。圧電アクチュ
エータ9は厚み方向に変位する複数の圧電素子を積層し
た積層型圧電素子からなり、その他端は固定ブロック1
0により回転ステージ8上に固定されている。この圧電
アクチュエータ9により、ヘッド4はディスク1の半径
方向に少なくとも1トラックピッチ分だけ移動される。
すなわち、圧電アクチュエータ9は電圧が印加されるこ
とにより図2に示されるように矢印Aの方向に伸縮す
る。これに伴い弾性支持部材6が弾性変形し、ヘッドア
ーム5が破線で示す位置から実線で示す位置に回動し
て、ヘッド4がディスク1の半径方向に移動される。
On the other hand, one end of a piezoelectric actuator 9 is in close contact with the side end of the head arm 5. The piezoelectric actuator 9 is composed of a laminated piezoelectric element in which a plurality of piezoelectric elements displaced in the thickness direction are laminated, and the other end is a fixed block 1.
0 is fixed on the rotary stage 8. The piezoelectric actuator 9 moves the head 4 in the radial direction of the disk 1 by at least one track pitch.
That is, the piezoelectric actuator 9 expands and contracts in the direction of arrow A as shown in FIG. As a result, the elastic support member 6 is elastically deformed, the head arm 5 rotates from the position shown by the broken line to the position shown by the solid line, and the head 4 is moved in the radial direction of the disk 1.

【0016】圧電アクチュエータ9の変位は高精度であ
るが、変位量は非常に小さく、その変位によるヘッド4
の移動量は高々数十μmである。そこで、圧電アクチュ
エータ9を微動機構として用い、これと回転ステージ8
による粗動機構を組み合わせることで、ヘッド4をディ
スク1の半径方向に全トラック位置にわたり正確に位置
決めるすることができる。
Although the displacement of the piezoelectric actuator 9 is highly accurate, the displacement is very small, and the head 4
Is at most several tens of μm. Therefore, the piezoelectric actuator 9 is used as a fine movement mechanism,
In this case, the head 4 can be accurately positioned in the radial direction of the disk 1 over all track positions.

【0017】ヘッドアーム5には、反射鏡であるコーナ
ーキューブ11が固定されている。このコーナーキュー
ブ11に対向してレーザ測長器12が配置されている。
レーザ測長器12は図5に示されるようにレーザヘッド
51、干渉計52、レシーバ53および位置検出回路5
4からなり、コーナーキューブ11と干渉計52との間
の距離が2.5nm程度の分解能で測定され、位置検出
回路54からヘッド4の位置情報として出力される。
A corner cube 11 as a reflecting mirror is fixed to the head arm 5. A laser length measuring device 12 is arranged facing the corner cube 11.
As shown in FIG. 5, the laser length measuring device 12 includes a laser head 51, an interferometer 52, a receiver 53, and a position detecting circuit 5.
The distance between the corner cube 11 and the interferometer 52 is measured with a resolution of about 2.5 nm, and is output from the position detection circuit 54 as position information of the head 4.

【0018】この場合、図3に示されるようにヘッドア
ーム5の支持点(弾性支持部材6の中心)からコーナー
キューブ11までの距離L1を支持点からヘッド4まで
の距離L2より大きくすることによって、コーナーキュ
ーブ11の移動距離はL1/L2の比に応じてヘッド4
の移動距離より大きくなる。これにより、レーザ測長器
12の位置測定分解能に比較して高い精度でヘッド4の
位置を測定することが可能となる。
In this case, as shown in FIG. 3, the distance L1 from the support point of the head arm 5 (the center of the elastic support member 6) to the corner cube 11 is made larger than the distance L2 from the support point to the head 4. The moving distance of the corner cube 11 depends on the ratio of L1 / L2.
Larger than the moving distance of This makes it possible to measure the position of the head 4 with higher accuracy than the position measurement resolution of the laser length measuring device 12.

【0019】レーザ測長器12からのヘッド位置情報に
基づき制御回路13で制御信号が生成され、この制御信
号に従って回転ステージ8を回転させるためのステッピ
ングモータがモータ駆動回路14により駆動されること
により、回転ステージ8が回転させられる。また、制御
回路13から出力される制御信号は加算器15を介して
アクチュエータ駆動回路16にも供給され、このアクチ
ュエータ駆動回路16によって圧電アクチュエータ9が
変位する。このようにして回転ステージ8および圧電ア
クチュエータ9により、ヘッド4が制御回路13に設定
されたディスク1上の目標位置に位置決めされる。
A control signal is generated by a control circuit 13 based on the head position information from the laser length measuring device 12, and a stepping motor for rotating the rotary stage 8 is driven by a motor drive circuit 14 in accordance with the control signal. , The rotating stage 8 is rotated. The control signal output from the control circuit 13 is also supplied to the actuator drive circuit 16 via the adder 15, and the piezoelectric actuator 9 is displaced by the actuator drive circuit 16. Thus, the head 4 is positioned at the target position on the disk 1 set by the control circuit 13 by the rotary stage 8 and the piezoelectric actuator 9.

【0020】一方、圧電アクチュエータ9はさらにスピ
ンドルモータ3の軸振れに応じて制御される。以下、ス
ピンドル3の軸振れ測定系について説明する。本実施例
では、スピンドルモータ3の軸振れ測定のために予めデ
ィスク1上の特定位置、例えば最外周または最内周に軸
振れ測定用の位置信号を書き込んでおく。この軸振れ測
定用位置信号の書き込み/読取りのために、専用の磁気
ヘッド17が設けられている。このヘッド17はサーボ
パターン書き込み用のヘッド4と同様に、微動機構であ
る圧電アクチュエータ18および粗動機構である移動ス
テージ19によりディスク1の半径方向に移動される。
ヘッド17の読み取り出力はアンプ20を介して位置信
号再生回路21に入力される。
On the other hand, the piezoelectric actuator 9 is further controlled according to the shaft runout of the spindle motor 3. Hereinafter, the shaft runout measuring system of the spindle 3 will be described. In this embodiment, in order to measure the shaft runout of the spindle motor 3, a position signal for shaft runout measurement is previously written at a specific position on the disk 1, for example, the outermost or innermost circumference. A dedicated magnetic head 17 is provided for writing / reading the position signal for shaft shake measurement. The head 17 is moved in the radial direction of the disk 1 by a piezoelectric actuator 18 as a fine movement mechanism and a moving stage 19 as a coarse movement mechanism, like the head 4 for writing a servo pattern.
The read output of the head 17 is input to the position signal reproducing circuit 21 via the amplifier 20.

【0021】位置信号再生回路21は例えば図4に示さ
れるように、位置信号の周波数成分を分離抽出する周波
数分離回路41と、この周波数分離回路41の出力を直
流化するための全波整流回路42および該全波整流回路
42の出力をスピンドルモータ3の軸振れの周波数帯域
より十分高いサンプリング周波数でサンプルホールドす
るサンプルホールド回路43からなり、軸振れ測定用の
位置信号を再生する。例えば、スピンドルモータ3の回
転数を3,600rpmとすると、スピンドルモータ3
の軸振れは600Hz程度であるから、サンプルホール
ド回路43におけるサンプリング周波数は10kHz程
度に選ばれる。
As shown in FIG. 4, for example, the position signal reproducing circuit 21 includes a frequency separating circuit 41 for separating and extracting the frequency component of the position signal, and a full-wave rectifying circuit for converting the output of the frequency separating circuit 41 into DC. A sample and hold circuit 43 for sampling and holding the output of the full-wave rectifier circuit 42 at a sampling frequency sufficiently higher than the frequency band of the shaft vibration of the spindle motor 3 reproduces the position signal for shaft vibration measurement. For example, if the rotation speed of the spindle motor 3 is 3,600 rpm, the spindle motor 3
Is about 600 Hz, the sampling frequency in the sample and hold circuit 43 is selected to be about 10 kHz.

【0022】位置信号再生回路21で再生された軸振れ
測定用位置信号は、制御回路22に入力される。制御回
路22は、入力された位置信号から演算により制御信号
を生成する。この制御信号がアクチュエータ駆動回路2
3を介して圧電アクチュエータ18に供給されることに
より圧電アクチュエータ18が駆動され、ヘッド17が
軸振れ測定用の位置信号を正しく読み取るように、つま
りヘッド17が軸振れに正確に追従するように位置決め
される。このヘッド17の軸振れ追従帯域は、1kHz
程度に設定される。
The position signal for shaft shake measurement reproduced by the position signal reproducing circuit 21 is input to the control circuit 22. The control circuit 22 generates a control signal by calculation from the input position signal. This control signal is transmitted to the actuator
3, the piezoelectric actuator 18 is driven by being supplied to the piezoelectric actuator 18, and the head 17 is positioned so that the head 17 correctly reads the position signal for measuring the axial runout, that is, the head 17 accurately follows the axial runout. Is done. The axial runout tracking band of the head 17 is 1 kHz.
Set to about.

【0023】一方、圧電アクチュエータ18には反射鏡
24が取り付けられており、この反射鏡24の位置がレ
ーザ測長器25により測定される。レーザ測長器25
は、レーザ測長器12と同様に図5に示すように構成さ
れる。圧電アクチュエータ18の動きは、ディスク1上
に記録された軸振れ用位置信号のラジアル方向(ディス
ク1の半径方向)の動きであり、これはスピンドルモー
タ3のラジアル方向の軸振れ(非同期成分)を反映して
いる。この軸振れは一般に0.3μmp-p 程度であるた
め、レーザ測長器25の測定分解能(2.5nm程度)
によって十分測定が可能である。
On the other hand, a reflecting mirror 24 is attached to the piezoelectric actuator 18, and the position of the reflecting mirror 24 is measured by a laser length measuring device 25. Laser length measuring device 25
Is configured as shown in FIG. The movement of the piezoelectric actuator 18 is a movement in the radial direction (radial direction of the disk 1) of the position signal for shaft vibration recorded on the disk 1, and the movement of the spindle motor 3 in the radial direction (asynchronous component). Reflects. Since this axis runout is generally about 0.3 μmp-p, the measurement resolution of the laser length measuring device 25 (about 2.5 nm)
Can be measured sufficiently.

【0024】レーザ測長器25の測定データは、CPU
(マイクロコンピュータ)26に取り込まれる。レーザ
測長器25で測定された反射鏡24の位置情報のラジア
ル方向の動きは、軸振れ測定用信号を記録したときのス
ピンドルモータ3の軸振れと現時点での軸振れとが重な
り合ったものとなる。そこで、CPU26はレーザ測長
器25からの測定データを、スピンドルモータ3からロ
ータリエンコーダ等により一回転毎に一回発生されるイ
ンデックス信号に同期してサンプリングし記憶した後、
それらの平均値を求めて記憶する。同様の操作をインデ
ックス信号の発生位相を少しずつ変えて繰り返し行う。
すなわち、ディスク1の所定の角度間隔の回転位置毎
に、測定データをサンプリングし、平均値を求めて記憶
する。こうして記憶された平均値は、ランダム性の非同
期成分が平均化によって除去されるため、軸振れ測定用
位置信号をディスク1に書き込んだときのスピンドルモ
ータ3の軸振れ自体(同期成分)を表している。
The measurement data of the laser length measuring device 25 is stored in a CPU.
(Microcomputer) 26. The radial movement of the position information of the reflecting mirror 24 measured by the laser length measuring device 25 is determined by the fact that the shaft runout of the spindle motor 3 at the time of recording the shaft runout measurement signal and the current shaft runout overlap. Become. Therefore, the CPU 26 samples and stores the measurement data from the laser length measuring device 25 in synchronization with an index signal generated once per rotation from the spindle motor 3 by a rotary encoder or the like.
The average value is obtained and stored. The same operation is repeatedly performed while gradually changing the generation phase of the index signal.
That is, the measurement data is sampled for each rotation position of the disk 1 at a predetermined angular interval, an average value is obtained and stored. The average value thus stored represents the shaft runout (synchronous component) of the spindle motor 3 when the shaft runout measurement position signal is written to the disk 1 because the random asynchronous component is removed by averaging. I have.

【0025】そして、次にCPU26は現時点での反射
鏡24の位置変動を表わすレーザ測長器25の測定デー
タを各回転位置毎にサンプリングして記憶し、これらの
位置変動から上記の平均値、すなわち位置情報の同期成
分を差し引く。これにより各サンプリング時点でのスピ
ンドルモータ3のラジアル方向の軸振れのうち、同期成
分が除去されて、非同期成分のみが測定されることにな
る。
Next, the CPU 26 samples and stores the measurement data of the laser length measuring device 25 representing the current position fluctuation of the reflecting mirror 24 for each rotation position, and stores the average value, That is, the synchronous component of the position information is subtracted. As a result, of the axial runout of the spindle motor 3 at each sampling point, the synchronous component is removed, and only the asynchronous component is measured.

【0026】こうしてCPU26で得られた軸振れ測定
信号は、加算器15において制御回路13から出力され
る制御信号と加算された後、アクチュエータ駆動回路1
6に供給される。これにより、ヘッド4がスピンドルモ
ータ3の軸振れを相殺するように位置決めされる。
The shaft runout measurement signal thus obtained by the CPU 26 is added to the control signal output from the control circuit 13 by the adder 15 and then added to the actuator drive circuit 1.
6. Thereby, the head 4 is positioned so as to cancel the shaft runout of the spindle motor 3.

【0027】なお、軸振れ測定用位置信号は、次の手順
によりディスク1上の適当なトラックに書き込まれる。
図6に示されるように、まず磁気ヘッドを実線61の位
置に設定し、あるトラックに周波数f1の連続信号をヘ
ッドにより書き込む。次に、ヘッドをトラック幅の3/
4程度トラック幅方向に移動させて破線62の位置に設
定し、周波数f2の連続信号を書き込む。その後、ヘッ
ドをf1,f2の信号が重なり合った位置の中心に移動
させる。これにより、ヘッド17で再生される信号はf
1とf2の成分をほぼ半分ずつ含み、その割合はスピン
ドルモータ3の軸振れによって変化することになる。
The shaft runout measurement position signal is written to an appropriate track on the disk 1 by the following procedure.
As shown in FIG. 6, first, the magnetic head is set at the position indicated by the solid line 61, and a continuous signal of the frequency f1 is written on a certain track by the head. Next, the head is moved to 3/3 of the track width.
It is moved by about 4 in the track width direction and set at the position indicated by the broken line 62, and a continuous signal of frequency f2 is written. Thereafter, the head is moved to the center of the position where the signals f1 and f2 overlap. Thus, the signal reproduced by the head 17 is f
The components of 1 and f2 are almost half each, and the ratio varies depending on the shaft runout of the spindle motor 3.

【0028】以上説明したように、本実施例では回転ス
テージ8による粗動機構と圧電アクチュエータ9による
微動機構を併用して、サーボパターン書き込み用のヘッ
ド4をディスク1上の目的のトラック位置に位置決めす
ると共に、圧電アクチュエータ9をスピンドルモータ3
の軸振れに応じて制御することで、ヘッド4の位置を軸
振れに追従させて変化させることにより、振れの小さい
サーボパターンを書き込むことが可能となる。
As described above, in this embodiment, the head 4 for writing the servo pattern is positioned at the target track position on the disk 1 by using both the coarse movement mechanism by the rotary stage 8 and the fine movement mechanism by the piezoelectric actuator 9. And the piezoelectric actuator 9 is connected to the spindle motor 3.
By controlling the position of the head 4 in accordance with the shaft runout, the servo pattern can be written with a small runout.

【0029】また、微動機構に圧電アクチュエータ9を
用いることにより、ヘッドキャリッジをベアリング軸受
けで支持してボイスコイルモータで駆動する従来のヘッ
ド位置決め機構に見られるようなベアリング軸受けのガ
タがなく、より高精度の位置決めが可能となる。
Further, by using the piezoelectric actuator 9 for the fine movement mechanism, the head carriage is supported by the bearings and there is no backlash in the bearings as seen in the conventional head positioning mechanism driven by the voice coil motor. Accurate positioning becomes possible.

【0030】さらに、ヘッドアーム5をそれ自体は剛性
の高い材質からなる弾性支持部材6により支持するた
め、ヘッド位置決め機構の機械共振点が5〜6kHz程
度にまで高くなるので、ヘッド位置決めサーボの制御帯
域は1kHz程度以上と広くなる。この結果、スピンド
ルモータ3の軸振れによるサーボパターンの振れを十分
に小さく抑えることができ、例えば5,000TPIと
いったような高トラック密度にも十分に対応することが
可能となる。
Further, since the head arm 5 itself is supported by the elastic support member 6 made of a material having high rigidity, the mechanical resonance point of the head positioning mechanism is increased to about 5 to 6 kHz. The band is as wide as about 1 kHz or more. As a result, the vibration of the servo pattern due to the shaft vibration of the spindle motor 3 can be sufficiently suppressed, and it is possible to sufficiently cope with a high track density such as 5,000 TPI.

【0031】図7に本発明の他の実施例を示す。この実
施例ではスピンドルモータ3の軸振れを静電容量計71
により検出し、その検出出力をアンプ72を介して制御
回路73に入力することにより、軸振れに応じた制御信
号を生成している。この制御信号は加算器15を介して
アクチュエータ駆動回路16に供給され、先の実施例と
同様にスピンドル3の軸振れを打ち消すようにヘッド4
の位置を制御する。従って、この実施例によっても先の
実施例と同様の効果が得られる。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the shaft runout of the spindle motor 3 is measured by a capacitance meter 71.
The control signal corresponding to the shaft runout is generated by inputting the detection output to the control circuit 73 via the amplifier 72. This control signal is supplied to the actuator drive circuit 16 via the adder 15, and the head 4 is controlled so as to cancel the shaft runout of the spindle 3 as in the previous embodiment.
Control the position of. Therefore, this embodiment can provide the same effect as the previous embodiment.

【0032】また、実施例では微動機構に圧電アクチュ
エータを用いたが、磁歪アクチュエータや電磁アクチュ
エータ等を用いてもよい。さらに、ヘッド位置決め機構
の位置測定にレーザ測長器を用いたが、高分解能の光学
式スケールセンサその他のスケールセンサ等を用いても
構わない。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することが可能である。
In the embodiment, the piezoelectric actuator is used for the fine movement mechanism. However, a magnetostrictive actuator, an electromagnetic actuator, or the like may be used. Further, although the laser length measuring device is used for measuring the position of the head positioning mechanism, a high-resolution optical scale sensor or other scale sensors may be used. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、サーボライタのヘッド
位置決め機構の機械共振点を高くすることにより、サー
ボパターン書き込みのためのヘッドの位置決めサーボの
制御帯域を広くとることができ、スピンドルモータの軸
振れによるサーボパターンの振れを高トラック密度にお
いても実質的に問題とならない程度まで小さくすること
が可能となる。
According to the present invention, by increasing the mechanical resonance point of the head positioning mechanism of the servo writer, the control band of the head positioning servo for writing the servo pattern can be widened, and the spindle motor The vibration of the servo pattern due to the shaft vibration can be reduced to a level that does not substantially cause a problem even at a high track density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るサーボライタのヘッド
位置決め装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a head positioning device of a servo writer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部を拡大して示す平面図FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main part of FIG. 1;

【図3】図1の要部を拡大して示す平面図FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main part of FIG. 1;

【図4】図1における位置信号再生回路の構成を示すブ
ロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a position signal reproducing circuit in FIG. 1;

【図5】図1におけるレーザ測長器の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a laser length measuring device in FIG. 1;

【図6】同実施例においてディスク上に予め書き込む軸
振れ測定用位置信号を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a position signal for axial vibration measurement written in advance on a disk in the embodiment.

【図7】本発明の他の実施例に係るサーボライタのヘッ
ド位置決め装置の構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of a head positioning device for a servo writer according to another embodiment of the present invention.

【図8】従来のサーボライタのヘッド位置決め装置の構
成図。
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional servo writer head positioning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁気ディスク 3…スピンド
ルモータ 4…磁気ヘッド 5…ヘッドア
ーム 6…弾性支持部材 8…回転ステ
ージ 9…圧電アクチュエータ 12…レーザ測
長器 13…制御回路 14…モータ
駆動回路 16…アクチュエータ駆動回路 17…磁気ヘ
ッド 18…圧電アクチュエータ 19…移動ス
テージ 21…位置信号再生回路 22…制御回
路 25…レーザ測長器 26…CPU 71…静電容量計 73…制御回
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk 3 ... Spindle motor 4 ... Magnetic head 5 ... Head arm 6 ... Elastic support member 8 ... Rotation stage 9 ... Piezoelectric actuator 12 ... Laser length measuring device 13 ... Control circuit 14 ... Motor drive circuit 16 ... Actuator drive circuit 17 ... Magnetic head 18 ... Piezoelectric actuator 19 ... Moving stage 21 ... Position signal reproducing circuit 22 ... Control circuit 25 ... Laser measuring device 26 ... CPU 71 ... Capacitance meter 73 ... Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−48276(JP,A) 特開 昭59−168976(JP,A) 特開 昭60−32168(JP,A) 特開 平3−272067(JP,A) 実開 昭63−153360(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-64-48276 (JP, A) JP-A-59-168976 (JP, A) JP-A-60-32168 (JP, A) 272067 (JP, A) Actually open 63-153360 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 21/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スピンドルモータにより回転駆動される磁
気ディスクに磁気ヘッドによりサーボパターンを書き込
むサーボライタにおいて、前記磁気ヘッドを前記磁気デ
ィスクの半径方向に移動させる粗動機構と、前記磁気ヘ
ッドを前記磁気ディスクの半径方向に少なくとも1トラ
ックピッチ分移動させる微動機構と、前記磁気ヘッドを
前記粗動機構に対して支持し、前記微動機構の動作に伴
い弾性変形する弾性支持部材と、前記粗動機構および前
記微動機構を前記磁気ヘッドが所望のトラック位置に移
動するように制御する第1の制御手段と、前記微動機構
を前記スピンドルモータの軸振れに応じて制御する第2
の制御手段とを具備することを特徴とするサーボライタ
のヘッド位置決め装置。
1. A servo writer for writing a servo pattern by a magnetic head on a magnetic disk rotated and driven by a spindle motor, comprising: a coarse movement mechanism for moving the magnetic head in a radial direction of the magnetic disk; A fine movement mechanism for moving at least one track pitch in the radial direction of the disk, an elastic support member supporting the magnetic head with respect to the coarse movement mechanism, and elastically deforming with the operation of the fine movement mechanism; First control means for controlling the fine movement mechanism to move the magnetic head to a desired track position; and second control means for controlling the fine movement mechanism in accordance with the shaft runout of the spindle motor.
A servo writer head positioning apparatus, comprising:
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