JP3180752B2 - 磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法 - Google Patents
磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法Info
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- JP3180752B2 JP3180752B2 JP02055998A JP2055998A JP3180752B2 JP 3180752 B2 JP3180752 B2 JP 3180752B2 JP 02055998 A JP02055998 A JP 02055998A JP 2055998 A JP2055998 A JP 2055998A JP 3180752 B2 JP3180752 B2 JP 3180752B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法に関
し、特に、微小トラッキングアクチュエータを用いる装
置に関する。
のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法に関
し、特に、微小トラッキングアクチュエータを用いる装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気ディスク装置では、図１７に
示すように、１つのアクチュエータに連結されたキャリ
ッジ１と支持ばね２により磁気ヘッド３の移動を行って
きた。しかし、高トラック密度化によりヘッド位置決め
精度向上の手段として、主アクチュエータとは別に各磁
気ヘッド３を微小距離移動させるための微小トラッキン
グアクチュエータを用いることが提案されている。例え
ば、特開平２−２６３６９号公報や特開平４−２３２６
７７８号公報では、微小トラッキングアクチュエータと
して微小変位発生素子を用いたものが発明されている。
これらの発明では、圧電素子などの剛性の高い微小変位
発生素子を使うことにより、主アクチュエータを移動さ
せるヘッド粗シーク動作を行った場合にも支持ばねが不
用意に変動することのないようになっている。ヘッド粗
シーク動作中は微小変位発生素子を動作停止させ、ヘッ
ド粗シーク動作終了後に主アクチュエータを停止し、ヘ
ッド精密シークとして位置誤差信号に基づいて微小変位
発生素子によりヘッド位置決め動作を行ってきた。
示すように、１つのアクチュエータに連結されたキャリ
ッジ１と支持ばね２により磁気ヘッド３の移動を行って
きた。しかし、高トラック密度化によりヘッド位置決め
精度向上の手段として、主アクチュエータとは別に各磁
気ヘッド３を微小距離移動させるための微小トラッキン
グアクチュエータを用いることが提案されている。例え
ば、特開平２−２６３６９号公報や特開平４−２３２６
７７８号公報では、微小トラッキングアクチュエータと
して微小変位発生素子を用いたものが発明されている。
これらの発明では、圧電素子などの剛性の高い微小変位
発生素子を使うことにより、主アクチュエータを移動さ
せるヘッド粗シーク動作を行った場合にも支持ばねが不
用意に変動することのないようになっている。ヘッド粗
シーク動作中は微小変位発生素子を動作停止させ、ヘッ
ド粗シーク動作終了後に主アクチュエータを停止し、ヘ
ッド精密シークとして位置誤差信号に基づいて微小変位
発生素子によりヘッド位置決め動作を行ってきた。
【０００３】また、日本機械学会ＩＩＰ’９６情報・知
能・精密機器部門講演会講演論文集、磁気ディスク装置
の高コンプライアンス型微小トラッキングアクチュエー
タでは図１８に示すような電磁力を用いた微小トラッキ
ングアクチュエータが発表されている。この中で、駆動
力に電磁力を用い、大きな可動距離が得られると述べら
れている。
能・精密機器部門講演会講演論文集、磁気ディスク装置
の高コンプライアンス型微小トラッキングアクチュエー
タでは図１８に示すような電磁力を用いた微小トラッキ
ングアクチュエータが発表されている。この中で、駆動
力に電磁力を用い、大きな可動距離が得られると述べら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前者の圧電素子のよう
な微小変位発生素子を用いた場合には、変位部分はキャ
リッジ部分に比べて非常に軽いのが普通である。このた
め、微小トラッキングアクチュエータの駆動時に主アク
チュエータが干渉を受けることは少ない。しかし、圧電
素子のような微小変位発生素子は、駆動に高電圧が必要
になること、素子自体の長期信頼性が高く、実用性が低
いという課題がある。
な微小変位発生素子を用いた場合には、変位部分はキャ
リッジ部分に比べて非常に軽いのが普通である。このた
め、微小トラッキングアクチュエータの駆動時に主アク
チュエータが干渉を受けることは少ない。しかし、圧電
素子のような微小変位発生素子は、駆動に高電圧が必要
になること、素子自体の長期信頼性が高く、実用性が低
いという課題がある。
【０００５】また、後者の電磁力を用いたものでは、ト
ラック追従動作が長くなると主アクチュエータのドリフ
ト等により、キャリッジと支持ばねの相対位置が時間経
過で変動して微小トラッキングアクチュエータの可動範
囲を越えたり、キャリッジと支持ばねの重量比が小さい
と微小トラッキングアクチュエータを駆動したときに作
用反作用の干渉による振動が生じるという課題がある。
ラック追従動作が長くなると主アクチュエータのドリフ
ト等により、キャリッジと支持ばねの相対位置が時間経
過で変動して微小トラッキングアクチュエータの可動範
囲を越えたり、キャリッジと支持ばねの重量比が小さい
と微小トラッキングアクチュエータを駆動したときに作
用反作用の干渉による振動が生じるという課題がある。
【０００６】ところで、記録ヘッドと再生ヘッドとが複
合された形の記録再生分離型ヘッドが知られている。こ
の記録再生分離型ヘッドでは、記録ヘッドの位置と再生
ヘッドの位置がずれているため、記録時と再生時とで磁
気ヘッドの位置を補正しなければならないという課題が
ある。補正量はディスク媒体の半径方向位置により異な
るため、特開平９−１２０６５０号公報に開示されてい
るように、半径方向位置での記録位置と再生位置の差を
オフセット量として記憶し、オフセット量に基づいて目
標位置を補正するという方法が提案されている。しか
し、記録時と再生時とで補正時間が必要であり、高速位
置決めができないという課題がある。
合された形の記録再生分離型ヘッドが知られている。こ
の記録再生分離型ヘッドでは、記録ヘッドの位置と再生
ヘッドの位置がずれているため、記録時と再生時とで磁
気ヘッドの位置を補正しなければならないという課題が
ある。補正量はディスク媒体の半径方向位置により異な
るため、特開平９−１２０６５０号公報に開示されてい
るように、半径方向位置での記録位置と再生位置の差を
オフセット量として記憶し、オフセット量に基づいて目
標位置を補正するという方法が提案されている。しか
し、記録時と再生時とで補正時間が必要であり、高速位
置決めができないという課題がある。
【０００７】そこで、本発明では上記課題を解決し、キ
ャリッジと支持ばねの干渉による振動を防止し、アクセ
ス時間を短縮する磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構
を提供することを目的とする。
ャリッジと支持ばねの干渉による振動を防止し、アクセ
ス時間を短縮する磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構
を提供することを目的とする。
【０００８】また、同一トラックのデータの記録と再生
の切り替え時にヘッドの制定動作時間を必要としないヘ
ッド位置決め機構を提供することを目的とする。
の切り替え時にヘッドの制定動作時間を必要としないヘ
ッド位置決め機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、微小トラッ
キングアクチュエータを有する磁気ヘッド装置のヘッド
位置決め機構であって、キャリッジと支持ばねとに前記
キャリッジと支持ばねとの相対位置を検出する相対位置
検出器を具備し、 前記磁気ヘッドが記録再生分離型ヘッ
ドであり、この記録再生分離型ヘッドにより検出した磁
気ヘッドとディスク媒体面の記録トラック中心との位置
誤差を示すヘッド位置誤差信号と、前記相対位置検出器
により検出した相対位置検出信号とを入力とし、前記記
録再生分離型ヘッドの記録ヘッドと再生ヘッドとが同時
に目標トラック中心に追従するように主アクチュエータ
と微小トラッキングアクチュエータを協調制御する入力
制御器を具備した構成からなる。ここで主アクチュエー
タと微小トラッキングアクチュエータとの協調制御は、
以下のように制御する。
キングアクチュエータを有する磁気ヘッド装置のヘッド
位置決め機構であって、キャリッジと支持ばねとに前記
キャリッジと支持ばねとの相対位置を検出する相対位置
検出器を具備し、 前記磁気ヘッドが記録再生分離型ヘッ
ドであり、この記録再生分離型ヘッドにより検出した磁
気ヘッドとディスク媒体面の記録トラック中心との位置
誤差を示すヘッド位置誤差信号と、前記相対位置検出器
により検出した相対位置検出信号とを入力とし、前記記
録再生分離型ヘッドの記録ヘッドと再生ヘッドとが同時
に目標トラック中心に追従するように主アクチュエータ
と微小トラッキングアクチュエータを協調制御する入力
制御器を具備した構成からなる。ここで主アクチュエー
タと微小トラッキングアクチュエータとの協調制御は、
以下のように制御する。
【００１２】再生ヘッドとディスク媒体面の記録トラッ
ク中心との位置誤差を示すヘッド位置誤差信号と、前記
キャリッジと前記支持ばねとの相対位置検出信号と前記
記録再生分離型ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中
心とがともに目標トラック中心に位置すべき目標相対位
置を用いて、トラック追従動作とアクセス動作をそれぞ
れ次のように制御する。トラック追従動作を行う場合に
は、前記ヘッド位置誤差信号を基にヘッド位置誤差をな
くすように微小トラッキングアクチュエータを駆動し、
目標相対位置と前記相対位置検出信号との差を基に相対
位置誤差をなくすように主アクチュエータを駆動する。
アクセス動作を行う場合には、目標相対位置と前記相対
位置検出信号との差を基に相対位置誤差をなくすように
微小トラッキングアクチュエータを駆動し、ヘッド位置
誤差信号を基にヘッド位置誤差をなくすように主アクチ
ュエータを駆動する。
ク中心との位置誤差を示すヘッド位置誤差信号と、前記
キャリッジと前記支持ばねとの相対位置検出信号と前記
記録再生分離型ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中
心とがともに目標トラック中心に位置すべき目標相対位
置を用いて、トラック追従動作とアクセス動作をそれぞ
れ次のように制御する。トラック追従動作を行う場合に
は、前記ヘッド位置誤差信号を基にヘッド位置誤差をな
くすように微小トラッキングアクチュエータを駆動し、
目標相対位置と前記相対位置検出信号との差を基に相対
位置誤差をなくすように主アクチュエータを駆動する。
アクセス動作を行う場合には、目標相対位置と前記相対
位置検出信号との差を基に相対位置誤差をなくすように
微小トラッキングアクチュエータを駆動し、ヘッド位置
誤差信号を基にヘッド位置誤差をなくすように主アクチ
ュエータを駆動する。
【００１３】ここで、目標相対位置とは、前記記録再生
分離型ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中心とがと
もに目標トラック中心に位置すべき相対位置のことで、
本発明での目標相対位置は目標相対位置発生器により発
生する。目標相対位置発生器は、目標トラックの位置を
基に目標相対位置を算出してもかまわないし、目標トラ
ックの位置ごとにあらかじめ目標相対位置を記録したテ
ーブルを参照して目標位置を求めてもかまわない。
分離型ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中心とがと
もに目標トラック中心に位置すべき相対位置のことで、
本発明での目標相対位置は目標相対位置発生器により発
生する。目標相対位置発生器は、目標トラックの位置を
基に目標相対位置を算出してもかまわないし、目標トラ
ックの位置ごとにあらかじめ目標相対位置を記録したテ
ーブルを参照して目標位置を求めてもかまわない。
【００１４】本発明に用いる相対位置検出器としては、
容量センサーや光センサー、ＭＲセンサー等既存のセン
サーを使うことができる。
容量センサーや光センサー、ＭＲセンサー等既存のセン
サーを使うことができる。
【００１５】また、本発明で用いる微小トラッキングア
クチュエータは、圧電素子、磁歪素子、電歪素子等の微
小変位発生素子を用いることもできるが、駆動力として
電磁力を用いたものが寿命、駆動電力、可動距離の点で
有利である。
クチュエータは、圧電素子、磁歪素子、電歪素子等の微
小変位発生素子を用いることもできるが、駆動力として
電磁力を用いたものが寿命、駆動電力、可動距離の点で
有利である。
【００１６】相対位置サンプリング時間を、前記磁気ヘ
ッドとディスク面の記録トラックとの位置誤差信号サン
プリング時間より短くし、マルチサンプリング制御を行
うことにより、主アクチュエータと微小トラッキングア
クチュエータの相対位置制御の制御帯域を広く取ること
ができる。これにより、支持ばねの高周波振動を抑えて
高精度な位置決め動作を行うことができる。
ッドとディスク面の記録トラックとの位置誤差信号サン
プリング時間より短くし、マルチサンプリング制御を行
うことにより、主アクチュエータと微小トラッキングア
クチュエータの相対位置制御の制御帯域を広く取ること
ができる。これにより、支持ばねの高周波振動を抑えて
高精度な位置決め動作を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１８】図１は、本発明の実施形態のヘッド位置決
め装置を示す斜視図であり、図２はその断面図である。
図３は、本発明の実施形態全体を示す側面図である。
め装置を示す斜視図であり、図２はその断面図である。
図３は、本発明の実施形態全体を示す側面図である。
【００１９】図３に示すように、複数枚のディスク媒体
１４がスピンドル１３により回転しており、そのディス
ク媒体１４の両面から磁気ヘッド３によりデータを読み
書きする。キャリッジ１は、主アクチュエータ１２によ
り全体が回転するようになっている。図１，図２に示す
ように磁気ヘッド３はスライダ４に取り付けられてお
り、スライダ４は磁気ヘッド３を浮上させる働きをす
る。スライダ４は支持ばね２により支えられており、こ
の支持ばね２がキャリッジ１に接続している。キャリッ
ジ１と支持ばね２は回転軸６により接続されており、支
持ばね２に接続するコイル８とキャリッジに取り付けら
れた磁石１５およびヨークとして働く磁石のヨーク９や
コイル支持部７等によりなるＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏ
ｉｌ Ｍｏｔｏｒ）の微小トラッキングアクチュエータ
により支持ばね２とキャリッジ１の相対位置を変えるこ
とができるようになっている。この相対位置を検出する
ための相対位置検出器１１，１６がキャリッジ１と支持
ばね２の間にある。この検出器の特性としては、図４に
示すように位置偏差と検出信号が線形なものが望まし
く、本実施形態では容量センサーを用いる。容量センサ
ーは図２に示すようにキャリッジ１と支持ばね２に取り
付けられる。
１４がスピンドル１３により回転しており、そのディス
ク媒体１４の両面から磁気ヘッド３によりデータを読み
書きする。キャリッジ１は、主アクチュエータ１２によ
り全体が回転するようになっている。図１，図２に示す
ように磁気ヘッド３はスライダ４に取り付けられてお
り、スライダ４は磁気ヘッド３を浮上させる働きをす
る。スライダ４は支持ばね２により支えられており、こ
の支持ばね２がキャリッジ１に接続している。キャリッ
ジ１と支持ばね２は回転軸６により接続されており、支
持ばね２に接続するコイル８とキャリッジに取り付けら
れた磁石１５およびヨークとして働く磁石のヨーク９や
コイル支持部７等によりなるＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏ
ｉｌ Ｍｏｔｏｒ）の微小トラッキングアクチュエータ
により支持ばね２とキャリッジ１の相対位置を変えるこ
とができるようになっている。この相対位置を検出する
ための相対位置検出器１１，１６がキャリッジ１と支持
ばね２の間にある。この検出器の特性としては、図４に
示すように位置偏差と検出信号が線形なものが望まし
く、本実施形態では容量センサーを用いる。容量センサ
ーは図２に示すようにキャリッジ１と支持ばね２に取り
付けられる。
【００２０】容量センサーの平面図を図５から図７に示
す。図に示すように支持ばねが動くと容量センサーの検
出部の重なる面積１８が変動し、それにより容量センサ
ーの検出値が変動する。ここで静電容量は検出部の重な
る面積すなわちコンデンサとして働く部分の面積に比例
し、検出部の重なる面積の変動は位置偏差と比例する。
そのため図８に示すように静電容量と位置偏差とが比例
するため、静電容量を電圧に変換する容量センサーを用
いることにより図４に示す特性が得られる。
す。図に示すように支持ばねが動くと容量センサーの検
出部の重なる面積１８が変動し、それにより容量センサ
ーの検出値が変動する。ここで静電容量は検出部の重な
る面積すなわちコンデンサとして働く部分の面積に比例
し、検出部の重なる面積の変動は位置偏差と比例する。
そのため図８に示すように静電容量と位置偏差とが比例
するため、静電容量を電圧に変換する容量センサーを用
いることにより図４に示す特性が得られる。
【００２１】磁気ヘッド３の位置はディスク媒体１４上
にあらかじめ書き込まれたヘッド位置誤差信号を磁気ヘ
ッド３で読み込むことにより検出される。このヘッド位
置誤差信号は、書かれ方によりいくつかの方式がある
が、大きく３つに分けられる。すなわち、ディスク媒体
１４の特殊な面全体に書き込むサーボ面サーボ方式と、
図１６に示すようにディスク媒体面のデータ領域３９の
間にサーボ領域３８としてヘッド位置誤差信号が書かれ
るエンベディドサーボ方式と、さらに両方をあわせたハ
イブリッドサーボ方式がある。ここでは、ディスク枚数
を少なくしたときのもっともデータフォーマット効率の
良いエンベディドサーボ方式を考える。エンベディドサ
ーボ方式では、データ領域３９を広くとるためにサーボ
領域３８をなるべく減らすことが要求されている。この
時ヘッド位置誤差信号のサンプリング時間はディスク媒
体１４の回転数と１周あたりのヘッド位置誤差信号の数
で決まる。これに対し、前述したキャリッジ１と支持ば
ね２の相対位置検出器１１，１６は連続的に相対位置検
出信号が得られる。そのため、相対位置検出信号の取得
をヘッド位置誤差信号の取得と同期させるだけでなく、
ヘッド位置誤差信号の１サンプル時間の中間で相対位置
検出信号２１を検出することにより相対位置検出信号を
１／２のサンプリング時間とするマルチサンプリング制
御を実現することができる。さらに短いサンプル時間で
相対位置検出信号２１をサンプルするマルチサンプリン
グ制御も同様に実現できる。
にあらかじめ書き込まれたヘッド位置誤差信号を磁気ヘ
ッド３で読み込むことにより検出される。このヘッド位
置誤差信号は、書かれ方によりいくつかの方式がある
が、大きく３つに分けられる。すなわち、ディスク媒体
１４の特殊な面全体に書き込むサーボ面サーボ方式と、
図１６に示すようにディスク媒体面のデータ領域３９の
間にサーボ領域３８としてヘッド位置誤差信号が書かれ
るエンベディドサーボ方式と、さらに両方をあわせたハ
イブリッドサーボ方式がある。ここでは、ディスク枚数
を少なくしたときのもっともデータフォーマット効率の
良いエンベディドサーボ方式を考える。エンベディドサ
ーボ方式では、データ領域３９を広くとるためにサーボ
領域３８をなるべく減らすことが要求されている。この
時ヘッド位置誤差信号のサンプリング時間はディスク媒
体１４の回転数と１周あたりのヘッド位置誤差信号の数
で決まる。これに対し、前述したキャリッジ１と支持ば
ね２の相対位置検出器１１，１６は連続的に相対位置検
出信号が得られる。そのため、相対位置検出信号の取得
をヘッド位置誤差信号の取得と同期させるだけでなく、
ヘッド位置誤差信号の１サンプル時間の中間で相対位置
検出信号２１を検出することにより相対位置検出信号を
１／２のサンプリング時間とするマルチサンプリング制
御を実現することができる。さらに短いサンプル時間で
相対位置検出信号２１をサンプルするマルチサンプリン
グ制御も同様に実現できる。
【００２２】それでは、ヘッド位置決め制御器について
説明する。図９に示すようにヘッド位置決め制御器は磁
気ヘッドによりディスク媒体面から得られるヘッド位置
誤差信号２５と、相対位置検出器から得られるキャリッ
ジと支持ばねの相対位置検出信号２６を入力として、キ
ャリッジを移動させる主アクチュエータの駆動電流２８
と支持ばねを移動させる微小トラッキングアクチュエー
タの駆動電流２７を出力とした制御系を構成する。入力
制御器２９でそれぞれのアクチュエータを協調させる協
調制御を実現する。すなわち入力制御器ではヘッド位置
および動作モード（トラック位置追従動作モード、アク
セス動作モード）により計算または前もって作成された
テーブルを用いたテーブル引きによって規定される目標
ヘッド位置とヘッド位置誤差信号２５との差および、同
様に規定されるキャリッジと支持ばねの目標相対位置と
相対位置検出信号２６との差によってそれぞれのアクチ
ュエータの制御器の入力を決定する。この入力値に基づ
いて、それぞれのアクチュエータで位置決め制御を行
う。
説明する。図９に示すようにヘッド位置決め制御器は磁
気ヘッドによりディスク媒体面から得られるヘッド位置
誤差信号２５と、相対位置検出器から得られるキャリッ
ジと支持ばねの相対位置検出信号２６を入力として、キ
ャリッジを移動させる主アクチュエータの駆動電流２８
と支持ばねを移動させる微小トラッキングアクチュエー
タの駆動電流２７を出力とした制御系を構成する。入力
制御器２９でそれぞれのアクチュエータを協調させる協
調制御を実現する。すなわち入力制御器ではヘッド位置
および動作モード（トラック位置追従動作モード、アク
セス動作モード）により計算または前もって作成された
テーブルを用いたテーブル引きによって規定される目標
ヘッド位置とヘッド位置誤差信号２５との差および、同
様に規定されるキャリッジと支持ばねの目標相対位置と
相対位置検出信号２６との差によってそれぞれのアクチ
ュエータの制御器の入力を決定する。この入力値に基づ
いて、それぞれのアクチュエータで位置決め制御を行
う。
【００２３】それでは、図１０を用いて磁気ヘッドを目
標トラックに追従させるトラック追従動作について説明
する。目標トラックに磁気ヘッドを追従させる場合記録
ヘッドに薄膜ヘッド、再生ヘッドにＭＲヘッドを用いた
場合のように記録と再生に異なるヘッドを用いた場合に
はスライダとトラック中心との相対角度によって記録ヘ
ッドと再生ヘッドの追従する位置が異なる。例えば記録
ヘッドが目標トラック中心に追従してデータを記録して
いる時に再生ヘッドが目標トラック中心とずれている
と、記録されたデータのベリファイ等により再生ヘッド
に切り替えた時に再生ヘッドを目標トラック中心に整定
するための余分な時間が必要となる。この整定時間をな
くすために図１２に示すように記録ヘッドと再生ヘッド
が同時に同一トラック中心に追従していることが望まし
く、それによりスライダと目標トラックとの相対角度が
一意に決まり、キャリッジと支持ばねの相対位置が一意
に決まることになる。実際にはキャリッジと支持ばねの
目標相対位置はスピンドルやそれぞれのアクチュエータ
の位置関係や記録再生用のそれぞれのヘッドの位置関
係、シリンダ半径等の物理的条件によって決定できるた
め、目標相対位置発生器３６により追従するトラックの
シリンダ番号をパラメータとしてテーブルまたは計算式
を前もって作成しておくことが可能である。また、個体
差等を考慮して同一シリンダ上で磁気ヘッドの切り替え
を行うときに磁気ヘッドの移動距離を最小限にする様に
キャリブレーションを行って前記テーブルまたは計算式
に補正項を足す等をして補正することもある。以上のよ
うに決められる目標相対位置３７と検出器から取得され
る相対位置検出信号２６との差を入力制御器の出力とし
て主アクチュエータ制御器３１に入力する。また、微小
トラッキングアクチュエータ制御器３０には、目標トラ
ック中心とのヘッド位置誤差信号２５をそのまま入力す
ることにより、ヘッドの位置決め動作を行う。それぞれ
の制御器としてはＰＩＤ制御器または、位相進み遅れ補
償器を用い、微小トラッキングアクチュエータ制御器は
主アクチュエータ制御器より周波数帯域を広くとる。そ
れによりヘッド位置決めは微小トラッキングアクチュエ
ータで高速に行い、キャリッジと支持ばねの相対位置は
主アクチュエータで微小トラッキングアクチュエータよ
りは低速で目標相対位置に合致する。
標トラックに追従させるトラック追従動作について説明
する。目標トラックに磁気ヘッドを追従させる場合記録
ヘッドに薄膜ヘッド、再生ヘッドにＭＲヘッドを用いた
場合のように記録と再生に異なるヘッドを用いた場合に
はスライダとトラック中心との相対角度によって記録ヘ
ッドと再生ヘッドの追従する位置が異なる。例えば記録
ヘッドが目標トラック中心に追従してデータを記録して
いる時に再生ヘッドが目標トラック中心とずれている
と、記録されたデータのベリファイ等により再生ヘッド
に切り替えた時に再生ヘッドを目標トラック中心に整定
するための余分な時間が必要となる。この整定時間をな
くすために図１２に示すように記録ヘッドと再生ヘッド
が同時に同一トラック中心に追従していることが望まし
く、それによりスライダと目標トラックとの相対角度が
一意に決まり、キャリッジと支持ばねの相対位置が一意
に決まることになる。実際にはキャリッジと支持ばねの
目標相対位置はスピンドルやそれぞれのアクチュエータ
の位置関係や記録再生用のそれぞれのヘッドの位置関
係、シリンダ半径等の物理的条件によって決定できるた
め、目標相対位置発生器３６により追従するトラックの
シリンダ番号をパラメータとしてテーブルまたは計算式
を前もって作成しておくことが可能である。また、個体
差等を考慮して同一シリンダ上で磁気ヘッドの切り替え
を行うときに磁気ヘッドの移動距離を最小限にする様に
キャリブレーションを行って前記テーブルまたは計算式
に補正項を足す等をして補正することもある。以上のよ
うに決められる目標相対位置３７と検出器から取得され
る相対位置検出信号２６との差を入力制御器の出力とし
て主アクチュエータ制御器３１に入力する。また、微小
トラッキングアクチュエータ制御器３０には、目標トラ
ック中心とのヘッド位置誤差信号２５をそのまま入力す
ることにより、ヘッドの位置決め動作を行う。それぞれ
の制御器としてはＰＩＤ制御器または、位相進み遅れ補
償器を用い、微小トラッキングアクチュエータ制御器は
主アクチュエータ制御器より周波数帯域を広くとる。そ
れによりヘッド位置決めは微小トラッキングアクチュエ
ータで高速に行い、キャリッジと支持ばねの相対位置は
主アクチュエータで微小トラッキングアクチュエータよ
りは低速で目標相対位置に合致する。
【００２４】次に、図１１を用いて磁気ヘッドを目標ト
ラックに移動するアクセス動作を説明する。まず磁気ヘ
ッドは図１３に示したようにアクセス開始トラック中心
４０で前述のトラック追従動作状態にある。アクセス開
始命令により図１４に示すように、微小トラッキングア
クチュエータについては目標トラックで追従したときに
おける前述のヘッド位置追従動作で説明したキャリッジ
と支持ばねの目標相対位置と、検出器から取得される相
対位置検出信号２６との差を入力制御器の出力として微
小トラッキングアクチュエータ制御器３０に入力する。
微小トラッキングアクチュエータ制御器としては、ヘッ
ド位置追従動作と同じ制御器を用いればよいが、アクセ
ス中にキャリッジと支持ばねの相対位置を固定するため
微小トラッキングアクチュエータはヘッド位置追従動作
時より制御帯域は広くとる。主アクチュエータは、ディ
スク媒体より磁気ヘッドにより取得される位置誤差信号
２５を主アクチュエータ制御器の入力として取り込み、
その値により推定される主アクチュエータの速度推定値
を、前記アクセス距離と前記位置誤差信号とにより求め
られる速度プロファイルに追従させるように動作する。
この時の速度プロファイルの生成では微小トラッキング
アクチュエータの動作も考慮する必要があるが、微小ト
ラッキングアクチュエータを目標相対位置により固定す
ることと、微小トラッキングアクチュエータが目標相対
位置に整定する速度プロファイルの加速時には主トラッ
キングアクチュエータに最大駆動電流を流すためその影
響はほぼ無視できる。
ラックに移動するアクセス動作を説明する。まず磁気ヘ
ッドは図１３に示したようにアクセス開始トラック中心
４０で前述のトラック追従動作状態にある。アクセス開
始命令により図１４に示すように、微小トラッキングア
クチュエータについては目標トラックで追従したときに
おける前述のヘッド位置追従動作で説明したキャリッジ
と支持ばねの目標相対位置と、検出器から取得される相
対位置検出信号２６との差を入力制御器の出力として微
小トラッキングアクチュエータ制御器３０に入力する。
微小トラッキングアクチュエータ制御器としては、ヘッ
ド位置追従動作と同じ制御器を用いればよいが、アクセ
ス中にキャリッジと支持ばねの相対位置を固定するため
微小トラッキングアクチュエータはヘッド位置追従動作
時より制御帯域は広くとる。主アクチュエータは、ディ
スク媒体より磁気ヘッドにより取得される位置誤差信号
２５を主アクチュエータ制御器の入力として取り込み、
その値により推定される主アクチュエータの速度推定値
を、前記アクセス距離と前記位置誤差信号とにより求め
られる速度プロファイルに追従させるように動作する。
この時の速度プロファイルの生成では微小トラッキング
アクチュエータの動作も考慮する必要があるが、微小ト
ラッキングアクチュエータを目標相対位置により固定す
ることと、微小トラッキングアクチュエータが目標相対
位置に整定する速度プロファイルの加速時には主トラッ
キングアクチュエータに最大駆動電流を流すためその影
響はほぼ無視できる。
【００２５】以上の様にアクセス動作を行い、図１５に
示すように目標トラックにヘッドを追従させる。
示すように目標トラックにヘッドを追従させる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の効果は、第１にキャリッジと支
持ばねと相対角度を検出することによりトラック追従動
作中に望ましいキャリッジと支持ばねの相対角度すなわ
ち記録ヘッドと再生ヘッドを同時に同一トラック中心に
追従させる動作が実現可能となる。第２にキャリッジと
支持ばねの相対角度を固定させてアクセス動作を行える
ため、キャリッジと支持ばねの干渉を抑えてヘッドの振
動を抑制できることである。
持ばねと相対角度を検出することによりトラック追従動
作中に望ましいキャリッジと支持ばねの相対角度すなわ
ち記録ヘッドと再生ヘッドを同時に同一トラック中心に
追従させる動作が実現可能となる。第２にキャリッジと
支持ばねの相対角度を固定させてアクセス動作を行える
ため、キャリッジと支持ばねの干渉を抑えてヘッドの振
動を抑制できることである。
【図１】本発明で用いるヘッド位置決め装置の一例を示
す斜視図。
す斜視図。
【図２】本発明で用いるヘッド位置決め装置の一例を示
す断面図。
す断面図。
【図３】本発明の実施形態の全体図。
【図４】本発明で用いる相対位置検出器の特性図。
【図５】微小トラッキングアクチュエータと相対位置検
出器の動作例を示す図。
出器の動作例を示す図。
【図６】微小トラッキングアクチュエータと相対位置検
出器の動作例を示す図。
出器の動作例を示す図。
【図７】微小トラッキングアクチュエータと相対位置検
出器の動作例を示す図。
出器の動作例を示す図。
【図８】容量センサーの特性図。
【図９】本発明の制御系の概要図。
【図１０】本発明の制御系の概要図。
【図１１】本発明の制御系の概要図。
【図１２】記録再生ヘッド中心と目標トラック中心の位
置関係概略図。
置関係概略図。
【図１３】本発明のアクセス動作例を示す図。
【図１４】本発明のアクセス動作例を示す図。
【図１５】本発明のアクセス動作例を示す図。
【図１６】エンベディドサーボ方式の概要図。
【図１７】従来のヘッド位置決め装置を示す斜視図。
【図１８】微小トラッキングアクチュエータの従来例を
示す図。
示す図。
１ キャリッジ ２ 支持ばね ３ 磁気ヘッド ４ スライダ ６ 微小トラッキングアクチュエータの回転軸 ７ コイル支持部 ８ コイル ９ ヨーク １０ 微小トラッキングアクチュエータの回転軸枠 １１ 相対位置検出器（支持ばね側） １２ 主アクチュエータ １４ ディスク媒体 １５ 磁石 １６ 相対位置検出器（キャリッジ側） １７ 相対位置検出器の位置偏差−電圧特性 １８ 相対位置検出器の重なり部 １９ 容量センサーの位置偏差−静電容量特性図 ２０ 記録ヘッド ２１ 再生ヘッド ２２ 記録ヘッド中心 ２３ 再生ヘッド中心 ２４ 目標トラック中心 ２５ ヘッド位置誤差信号 ２６ キャリッジと支持ばねの相対位置検出信号 ２７ 微小トラッキングアクチュエータの駆動電流 ２８ 主アクチュエータの駆動電流 ２９ 入力制御器 ３０ 微小トラッキングアクチュエータ制御器 ３１ 主アクチュエータ制御器 ３２ 微小トラッキングアクチュエータ制御器の入力信
号 ３３ 主アクチュエータ制御器の入力信号 ３６ 目標相対位置発生器 ３７ 目標相対位置 ３８ サーボ領域 ３９ データ領域 ４０ アクセス開始トラック中心
号 ３３ 主アクチュエータ制御器の入力信号 ３６ 目標相対位置発生器 ３７ 目標相対位置 ３８ サーボ領域 ３９ データ領域 ４０ アクセス開始トラック中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 美穂 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−342787（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−81796（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267782（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−330572（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218075（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−134534（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−177772（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−110930（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−120721（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−255413（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 21/10
Claims (7)
- 【請求項１】ディスク媒体面にデータの記録再生を行う
磁気ヘッドと、磁気ヘッドを支持する支持ばねと、この
支持ばねを移動させる微小トラッキングアクチュエータ
とこの微小トラッキングアクチュエータを介して前記支
持ばねと接続されたキャリッジと、このキャリッジによ
り支持ばねを移動させる主アクチュエータとからなる磁
気ヘッド装置のヘッド位置決め機構であって、前記磁気
ヘッドが記録再生分離型ヘッドであり、前記キャリッジ
と前記支持ばねとに前記キャリッジと前記支持ばねとの
相対位置を検出する相対位置検出器を具備し、該相対位
置検出器により検出した相対位置検出信号と、前記記録
再生分離型ヘッドにより検出した磁気ヘッドとディスク
媒体面の記録トラック中心との位置誤差を示すヘッド位
置誤差信号とを入力とし、前記記録再生分離型ヘッドの
記録ヘッドと再生ヘッドとが同時に目標トラック中心に
追従するように主アクチュエータと微小トラッキングア
クチュエータを協調制御する入力制御器と、前記記録再
生分離型ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中心がと
もに目標トラック中心に位置すべき相対位置を目標トラ
ックの位置ごとに発生する目標相対位置発生器とを具備
し、トラック追従動作を行う場合には、前記入力制御器
は前記ヘッド位置誤差信号を微小トラッキングアクチュ
エータ制御器に入力し、この微小トラッキングアクチュ
エータは入力に対してヘッド位置誤差をなくすように微
小トラッキングアクチュエータを駆動し、前記入力制御
器は前記目標相対位置発生器の出力と前記相対位置検出
信号との差を主アクチュエータ制御器に入力し、この主
アクチュエータ制御器は入力に対して相対位置誤差をな
くすように主アクチュエータを駆動し、アクセス動作を
行う場合には、前記入力制御器は前記目標相対位置発生
器の出力と前記相対位置検出信号との差を微小トラッキ
ングアクチュエータ制御器に入力し、この微小トラッキ
ングアクチュエータは入力に対して相対位置誤差をなく
すように微小トラッキングアクチュエータを駆動し、前
記入力制御器は前記ヘッド位置誤差信号を主アクチュエ
ータ制御器に入力し、この主アクチュエータ制御器は入
力に対してヘッド位置誤差をなくすように主アクチュエ
ータを駆動することを特徴とする磁気ヘッドのヘッド位
置決め機構。 - 【請求項２】前記相対位置検出器は容量センサーである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドのヘッド
位置決め機構。 - 【請求項３】前記目標相対位置発生器が、目標トラック
の位置を基に目標相対位置を算出することを特徴とする
請求項１記載の磁気ヘッドのヘッド位置決め機構。 - 【請求項４】前記目標相対位置発生器が、目標トラック
の位置ごとにあらかじめ目標相対位置を記録したテーブ
ルを参照して目標位置を求めることを特徴とする請求項
１記載の磁気ヘッドのヘッド位置決め機構。 - 【請求項５】前記微小トラッキングアクチュエータは駆
動力として電磁力を用いたものあることを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載の磁気ヘッドのヘッド位
置決め機構。 - 【請求項６】ディスク媒体面にデータの記録再生を行う
記録再生分離型ヘッドと、記録再生分離型ヘッドを支持
する支持ばねと、この支持ばねを移動させる微小トラッ
キングアクチュエータとこの微小トラッキングアクチュ
エータを介して前記支持ばねと接続されたキャリッジ
と、このキャリッジにより支持ばねを移動させる主アク
チュエータとからなり、前記キャリッジと前記支持ばね
とに前記キャリッジと前記支持ばねとの相対位置を検出
する相対位置検出器を具備した磁気ヘッド装置のヘッド
位置決め機構を用いたヘッド位置決め方法であって、再
生ヘッドとディスク媒体面の記録トラック中心との位置
誤差を示すヘッド位置誤差信号と、前記キャリッジと前
記支持ばねとの相対位置検出信号と前記記録再生分離型
ヘッドの記録ヘッド中心と再生ヘッド中心とがともに目
標トラック中心に位置すべき目標相対位置を用いて、ト
ラック追従動作を行う場合には、前記ヘッド位置誤差信
号を基にヘッド位置誤差をなくすように微小トラッキン
グアクチュエータを駆動し、目標相対位置と前記相対位
置検出信号との差を基に相対位置誤差をなくすように主
アクチュエータを駆動し、アクセス動作を行う場合に
は、目標相対位置と前記相対位置検出信号との差を基に
相対位置誤差をなくすように微小トラッキングアクチュ
エータを駆動し、ヘッド位置誤差信号を基にヘッド位置
誤差をなくすように主アクチュエータを駆動することを
特徴とする磁気ヘッドのヘッド位置決め方法。 - 【請求項７】前記相対位置検出器の相対位置サンプリン
グ時間が、前記磁気ヘッドとディスク面の記録トラック
との位置誤差信号サンプリング時間より短いことを特徴
とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気ヘッドの
ヘッド位置決め機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02055998A JP3180752B2 (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02055998A JP3180752B2 (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11219572A JPH11219572A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3180752B2 true JP3180752B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=12030528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02055998A Expired - Fee Related JP3180752B2 (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 磁気ヘッド装置のヘッド位置決め機構およびヘッド位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3180752B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200491406Y1 (ko) * | 2018-04-12 | 2020-04-14 | 주식회사 마코푸드시스템 | 음식 거치대 |
| JP7197787B2 (ja) | 2019-02-26 | 2022-12-28 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 校正機能付ｐＨ検出器、ｐＨ測定装置及びｐＨ測定装置の校正方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6930850B2 (en) | 2000-11-13 | 2005-08-16 | Kyodo Denshi System Co., Ltd. | Head clamping apparatus for magnetic disk tester and magnetic disk tester |
| US7038877B2 (en) | 2003-03-12 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Idustrial Co., Ltd. | Head positioning apparatus |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP02055998A patent/JP3180752B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP7197787B2 (ja) | 2019-02-26 | 2022-12-28 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 校正機能付ｐＨ検出器、ｐＨ測定装置及びｐＨ測定装置の校正方法 |
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|---|---|
| JPH11219572A (ja) | 1999-08-10 |
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