JPH0196881A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ハードディスク駆動装置等の固定ディスク
駆動装置に適用して好適なディスク駆動装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明はディスク駆動装置に関し、ディスクをアクセス
するヘッドを、移動手段によって、ディスクの略半径方
向に移動させ、位置検出手段によって、ディスク上のト
ラックに対するヘッドの物理的位置を検出し、エラー検
出回路によって、ディスクの各トラフ、りに対応して夫
々記録されたトラッキング誤差検出用信号の再生信号か
ら、ヘッドのトラックずれを検出し、演算手段によって
、ヘッドがあるトラックの位置にあるときのエラー検出
出力から、ヘッドが他のトラックに移動するときの、そ
の他のトラックにおけるエラーを演算し、位置検出手段
の位置検出出力及び演算手段のエラー演算結果に基づい
て得たサーボ信号を移動手段に供給するようにしたこと
により、ディスクが温度によって膨張あるいは収縮して
も、ヘッドをディスク上の任意所望のトラックに、トラ
ックずれなく移動させることができると共に、ヘッドの
トラッキングを迅速に行うことができるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

従来の磁気ハードディスク駆動装置では、アルミニュー
ム基板の両面に磁性層が形成された磁気ハードディスク
（以下、単にハードディスクと言う）が、内部に収納固
定されている。

ところで、磁気ヘッドを、ハードディスク上の所望のト
ラックにシークさせる場合、そのときのハードディスク
の温度と、フォーマティング時の温度との間にかなり差
がある場合は、ヘッドを所望のトラックに確実に位置合
わせすることができない場合がある。

これを解決するために、従来は、ヘッドアームの材料を
、ハードディスクの膨張係数に近い膨張係数を有する材
料に選定していたが、これではヘッドを所望トラックに
高精度を以て位置合わせすることはできなかった。

そこで、他の従来例では、ハードディスクの最外周トラ
ック及び最内周トラックのみに夫々予め基準信号を記録
しておき、時々その基準信号をヘッドで再生して、その
最外周トラック及び最内周囲トラック間の距離を測定し
、その距離の基準値に対する誤差を考慮してヘッドにサ
ーボを掛けるようにしていた（米国特許第４，１２２，
５０３号明８Ｂｌｌ書参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる米国特許第４，１２２，５０３号明細書に開示さ
れた、従来のディスク駆動装置によれば、ハードディス
クの最外周トラック及び最内周トラックに夫々記録され
ている基準信号を再生することによって、温度によるハ
ードディスクの半径方向の寸法の変化を検知し、これに
よってヘッドを移動させる移動手段に与えるサーボ信号
を修正するようにしていたため、最初にハードディスク
の半径方向の寸法の変化を検知してから、次ぎにハード
ディスクの半径方向の寸法の変化を検知するまでの間に
温度変化があった場合には、ヘッドを所望のトラックに
正確に位置合わせすることができないという欠点があっ
た。

かかる点に鑑み、本発明は、ディスクが温度によって膨
張あるいは収縮しても、ヘッドをディスク上の任意所望
のトラックに、トラックずれなく移動させることができ
ると共に、ヘッドのトラッキングを迅速に行うことので
きるディスク駆動装置を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるディスク駆動装置は、ディスク（３）をア
クセスするヘッド（２）と、そのヘッド（２）をディス
ク（３）の略半径方向に移動させる移動手段（１，６ａ
、６ｂ、８）と、ディスク（３）上のトラックに対する
ヘッド（２）の物理的位置を検出する位置検出手段（Ｓ
ＬＤ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）と、ディスク
（３）の各トラックに対応して夫々記録されたトラッキ
ング誤差検出用信号の再生信号から、ヘッド（２）のト
ラックずれを検出するエラー検出回路（１９）と、ヘッ
ド（２）があるトラックの位置にあるときのエラー検出
回路（１９）のエラー検出出力から、ヘッド（２）が他
のトラックに移動するときの、その他のトラックにおけ
るエラーを演算する演算手段（ｌｌａ）と、位置検出手
段（ＳＬＤ、、　１６ａ、　１６ｂ、　１７ａ、　１７
ｂ）の位置検出出力及び演算手段（１１ａ）のエラー演
算結果に基づいて得たサーボ信号を移動手段（１，６ａ
、６ｂ、８）に供給するサーボ回路（３０）とを有する
。

〔作用〕

かかる本発明によれば、サーボ回路（３０）で、位置検
出手段（ＳＬＤ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の
位置検出出力及び演算手段（ｌｌａ）のエラー演算結果
に基づいて得たサーボ信号を、移動手段（１，６ａ、６
ｂ、８）に供給することによって、ヘッド（２）をディ
スク（３）上のあるトラックから他のトラックに移動さ
せた場合のトラックに対する位置合わせを正確に行うこ
とができる。

〔実施例〕

以下に、第１図〜第３図を参照して、本発明を磁気ハー
ドディスク駆動装置に通用した実施例を詳細に説明しよ
う。第１図はこの実施例のハードディスク駆動装置の回
路を示し、以下これについて説明する。（３）はハード
ディスクを示す。

（２）は、このハードディスク（３）上のトラックをア
クセス（記録及び再生）する磁気ヘッドで、アーム（２
ａ）を介してキャリッジ（１）に取り付けられている。

キャリッジ（１）は、互いに平行な棒状ガイド（４ｂ）
、（４ｂ）によって案内されて直線移動するようになさ
れている。キャリッジ（１）の−側縁には直刃ギヤ（６
ａ）が取り付けられると共に、この直刃ギヤ（６ａ）と
螺合する回転ギヤ（６ｂ）が設けられている。この回転
ギヤ（６ｂ）をモータ（ステンピングモータ）（８）に
よって回転駆動することによって、キャリッジ（１）を
移動させ、これによって、ヘッド（２）をディスク（３
）の半径上に移動させる。

しかして、これらキャリッジ（１）、ギヤ（６ａ）、（
６ｂ）及びモータ（８）にてヘッド（２）の移動手段が
構成される。

（１１）は各種機能を有するマイクロコンピュータで、
これより得られた駆動パルスを駆動増幅器（直流増幅器
）（２０）に供給し、これより得られた励磁パルスを、
マイクロコンピュータ（１１）によって切換えられる切
換えスイッチ（２１）を通じて、モータ（８）に供給す
る。このモータ（８）は、これが１ステップ回転する毎
に、ヘッド（２）がディスク（３）上のあるトラックか
らその隣のトラックに移動するようになされている。従
って、ヘッド（２）があるトラックから他のトラックに
移動する場合、その両トラック間のトラック数に応じた
個数のパルス電流が、モータ（８）に供給される。尚、
この場合のヘッド（２）のトラックずれは、±１トラッ
ク未満である。そして、このヘッド（２）の±１トラッ
ク未満のトラックずれを、後述するサーボ回路（３０）
で補正する 次に、かかる移動手段のモータ（８）にサーボ信号を供
給するサーボ回路（３０）について説明しよう。先ず、
ディスク（３）の、信号（データ）の記録されるトラッ
ク自体（トラックとトラックとの間も可）には、トラッ
キング誤差検出用信号（ここでは、隣接トラック間で周
波数を異にする２種類の周波数信号）がフォーマティン
グ時に記録される。そして、かかるトラッキング誤差検
出用信号は、ヘッド（２）によって再生され、エラー検
出回路（１９）に供給される。このエラー検出回路（１
９）から得られたエラー検出信号は、マイクロコンピュ
ータ（１１）に供給される。

モータ（８）には、これと一体に回転するスリット板Ｓ
ＬＤが設けられ、その円周上には等間隔にスリットＳＬ
が形成されている。このスリットＳＬのピッチは、ヘッ
ド（２）がディスク（３）上を２トラック分移動した場
合の、スリット板ＳＬＤの回転角に対応する。そして、
このスリット板ＳＬＤのスリットＳＬの形成された部分
の両面側に、この部分を挟んで互いに対向する夫々−対
の発光素子（発光ダイオード）（１７ａ）、（１７ｂ）
；受光素子（フォトトランジスタ）（１６ａ）、（１６
ｂ）が設けられ、一対の発光素子（１７ａ）、（１７ｂ
）及び一対の受光素子（１６ａ）、（１６ｂ）の各ピン
チは、ヘッド（２）がディスク（３）上を１トラック分
移動した場合の、スリット板ＳＬＤの回転角に対応する
。

この一対の受光素子（１６ａ）、（１６ｂ）の検出出力
を、第２図に夫々５（１６ａ）、５（１６ｂ）として示
す。これら検出出力Ｓ　（１６ａ）　、Ｓ　（１６ｂ）
は三角波で、その各１周期は、ディスク（３）の４トラ
ック分に相当する。

この一対の受光素子（１６ａ）、（１６ｂ）の検出出力
Ｓ　Ｎ６ａ）　、Ｓ　（１６ｂ）は、マイクロコンピュ
ータ（１１）の制御によって、位相が正相、逆相と変更
せしめられる増幅器（２２ａ）、（２２ｂ）及びマイク
ロコンピュータ（１１）の制御によって切換えられる切
換えスイッチ（２３）を通じて、レベル比較器（演算増
幅器から成る直流増幅器）（１８）の非反転入力端子に
供給される。

増幅器（２２ａ＞、（２２ｂ）が正相増幅器及び逆相増
幅器のいずれに成るか及び切換えスイッチ（２３）がど
のように切換えれるかを、第２図を参照して説明する。

即ち、第２図における点ａ、５間の右上がりの直線（実
線）を、トラックＴ　（ｎ）に対応させ、点ｃ、ｄ間の
右上がりの直線（破線）を、トラックＴ（ｎ＋１）に対
応させ、同様に、他のトラックに対しても右上がりの直
線が対応するように、増幅器（２２ａ）、（２２ｂ）の
相及びスイッチ（２３）の切換え状態を、マイクロコン
ピュータ（１１）によって制御する。従って、例えば点
す、ｅ間の直線（実線）は、逆相状態の増幅器（２２ａ
）によって位相反転されて、トラックＴ　（ｎ＋２）に
対応するものとされ、点ｄ、ｃ間の直線（破線）は、逆
相状態にある増幅器（２２ｂ）によって位相反転されて
トラックＴ（ｎ　＋　３）に対応するものとされる。

上述の発光素子（１７ａ）、（１７ｂ）に対し、これら
と互いに直列接続される他の発光素子（発光ダイオード
）（２９）を設け、この直列回路に定電流回路（２５）
からの定電流を流すようにし、その定電流をレベル比較
器（演算増幅器から成る直流増幅器）（２６）の比較出
力によって制御する。このレベル比較器（２６）の非反
転入力端子に、電源子Ｂ及び接地間に接続されたポテン
ショメータ（２８）から得られた基準電圧が供給され、
反転入力端子に、発光素子（２９）からの光を受ける受
光素子（フォトトランジスタ）　　（２４）よりの検出
電圧が供給される。そして、発光素子（１７ａ）、（１
７ｂ）の温度特性を補償した電圧を受光素子（２４）よ
り得、これを減衰器（２７）にて１／２にすることによ
り、基準電圧をＥｏを得、これをレベル比較器（１８）
の反転入力端子に供給する。かくして、レベル比較器（
１８）からは、この基準電圧に応じて直流電圧が変化せ
しめられた三角波電圧が得られる。

更に、レベル比較器（演算増幅器から成る直流増幅器）
（１４）を設け、その反転入力端子にレベル比較器（１
８）の比較出力を供給する。他方、マイクロコンピュー
タ（１１）からの基準デジタル値をＤ／Ａ変換器（１３
）に供給し、そのアナログ基準値をレベル比較器（１４
）の非反転入力端子に供給する。そして、このレベル比
較器（１４）の比較出力を、直流増幅器（１５）及び切
換えスイッチ（２１）を通じて、モータ（８）に供給す
るようにする。

次に、このディスク駆動装置の動作を説明しよう。先ず
、フォーマティング時（このときの温度をＴｏ度Ｃとす
る）には、レベル比較器（１４）の非反転入力端子にＯ
を与えた状態で、サーボ回路（３０）によってモータ（
８）に対しサーボを掛けながら、ディスク（３）のフォ
ーマティングを行う。このとき、トラッキング誤差検出
用信号の記録も同時に行う。

次に、ディスク（３）に対するヘッド（２）によるシー
ク並びにデータの記録及び読み出しについて説明する。

電源投入時は、ヘッド（２）はディスク（３）の基準ト
ラック、例えば最外周トラックの位置にある。この状態
で、ヘッド（２）を所望のトラックにシークさせるには
、マイクロコンピュータ（１１）から、その所望のトラ
ックの番号に応じたパルスを発生させ、これを直流増幅
器（２０）に供給し、これよりの励磁電流パルスをモー
タ（８）に供給することにより、ヘッド（２）はモータ
（８）の回転に応じて、その所望トラックの所に移動せ
しめられる。尚、その場合のトラックずれは、±１トラ
ック未満である。

そこで、このトラックずれを補正するためのサーボ回路
（３０）の動作を次に説明する。ハードディスク（３）
の温度が、フォーマティング時の温度Ｔ。度Ｃと同じで
あれば、上述のフォーマティング時と同じように、レベ
ル比較器（１４）の非反転入力端子に０を与え、レベル
比較器（１８）からの三角波を、レベル比較器（１４）
　、直流増幅器（１５）及びスイッチ（２１）を通じて
、モータ（８）に供給すれば、ヘッド（２）のトラック
に対するずれは補正される。

しかし、ディスク（３）の温度が、フォーマティング時
の温度Ｔｏ度Ｃと異なるときは、ヘッド（２）のトラッ
クずれは完全には補正されない。

ディスク（３）が温度によって膨張あるいは収縮した場
合は、ヘッド（２）があるトラックから他のトラックに
移動（シーク）する場合、その他のトラックに移った場
合のトラックずれ量は、あるトラック及び他のトラック
間のトラック数に比例することに成る。このことを第３
図を参照して説明する。ディスク（３）のフォーマティ
ング時の温度をＴｏ度Ｃとすると、温度がＴｏｏＣのと
きのディスク（３）の最外周（ＯＤ）の半径をＲ１、最
内周（ＩＤ）の半径をＲ２、その中間の任意の番号のト
ラックの半径をＲｘとする。ディスク（３）の温度が、
Ｔｏ＋ΔＴに成ったときは、ディスク（３）の最外周（
ＯＤ）の半径はＲ，＋Ｘ。

最内周（ＩＤ）の半径はＲ２＋Ｘ　２　、その中間の任
意の番号のトラックの半径はＲｘ十Ｘｘと成る。

又、ディスク（３）の温度がＴｏ−ΔＴに成ったときは
、逆に各半径が短く成る。

ディスク（３）の温度がＴｏ＋ΔＴのとき、電源が投入
され、そのときにヘッド（２）は最外周トラックの位置
にある。そのときの最外周トラックの半径は、上述した
ようにＲ，＋Ｘ、である。

このときは、先ず、レベル比較器（１４）の非反転入力
端子に０を与えた状態で、サーボ回路（３０）を動作せ
しめて、サーボが脱調しないようにする。そして、しか
る後、エラー検出回路（１９）から得られた、上述の誤
差Ｘ１に対応する基準値をレベル比較器（１４）の非反
転入力端子に与える。かくすることにより、ヘッド（２
）の最外周トラックに対するトラックずれは解消される
。そして、この場合、そのトラックにデータを記録し又
はそのデータを再生する場合、エラー検出回路（１９）
によって、ヘッド（２）はそのトラックにトラッキング
を採った状態で、その記録又は再生が行われる。

次に、ヘッド（２）が最外周トラックから任意所望のト
ラックに移動する場合を考える。このトラックの半径は
、温度がＴｏのときのそのトラックの半径をＲｘとすれ
ば、Ｒｘ＋Ｘｘと成るので、そのＸｘに応じて基準値を
、後述のように演算手段（ｌｌａ）によって演算してお
き、Ｄ／Ａ変換器（１３）でＤ／Ａ変換して、レベル比
較器（１４）の非反転入力端子に供給するようにしてお
く。そして、ヘッド（２）をその他のトラックに移動さ
せた後、サーボ回路（３０）を動作させる。かくすると
、Ｘｘに対応した基準値を、反転入力端子に供給される
レベル比較器（１０）の出力と比較し、その比較出力を
直流増幅器（１５）及び切換えスイッチ（２１）を通じ
てモータ（８）に供給すれば、ヘッド（２）がそのトラ
ックに移動した後のトラックずれは、サーボが脱調する
ことなく確実に補正される。

そして、ディスク（３）の温度がＴｏ＋ΔＴのとき、ヘ
ッド（２）が他のトラックをシークするときは、その他
のトラックの半径は、温度がＴ。

のときのそのトラックの半径をＲｘとすれば、Ｒｘ＋Ｘ
ｘと成るので、Ｘｘは、 Ｘｘ＝Ｒｘ−ＸＩ　／Ｒ＋ で算出できるので、この演算をマイクロコンピュータ（
１１）の演算手段（ｌｌａ）で行い、その値のＤ／Ａ変
換された基準値Ｒｘ−Ｘ１／Ｒ１を、Ｄ／Ａ変換器（１
３）でＤ／Ａ変換して、レベル比較器（１４）に供給す
れば、その他のトラックにヘッド（２）がシークされた
とき、ヘッド（２）はそのトラックの位置に正確に位置
合わせされる。

そして、この場合、そのトラックにデータを記録し又は
そのデータを再生する場合、エラー検出回路（１９）に
よって、ヘッド（２）はそのトラックにトラッキングを
採った状態で、その記録又は再生が行われる。

次に、ヘッド（２）が半径がＲｘ＋Ｘｘのトラックから
、更に他の任意所望のトラックに移動する場合を考える
。このトラックの半径は、温度がＴｏのときのそのトラ
ックの半径をＲｙとすれば、Ｒｙ＋Ｘｙと成るので、そ
のｘｙに応じて基準値を、後述のように演算手段（１１
ａ）によって演算しておいて、Ｄ／Ａ変換器（１３）で
Ｄ／Ａ変換して、レベル比較器（１４）の非反転入力端
子に供給するようにしてお（。そして、ヘッド（２）を
更に他のトラックに移動させた後、サーボ回路（３０）
を動作させる。かくすれば、ｘｙに対応した基準値を、
反転入力端子に供給されるレベル比較器（１４）の出力
と比較し、その比較出力を直流増幅器（工５）及び切換
えスイッチ（２１）を通じてモータ（８）に供給すれば
、ヘッド（２）がそのトラックに移動した後のトラック
ずれは、サーボが脱調することな（確実に補正される。

そして、ディスク（３）の温度がＴ。十ΔＴのとき、ヘ
ッド（２）が更に他のトラックをシークするときは、そ
の他のトラックの半径は、温度がＴｏのときのそのトラ
ックの半径をＲｙとすれば、Ｒｙ十Ｘｙと成るので、ｘ
ｙは、 Ｘ）’＝Ｒ）’−Ｘｘ／Ｒｘ で算出できるので、この演算をマイクロコンピュータ（
１１）の演算手段（１１ａ）で行い、その値のＤ／Ａ変
換された基準値Ｒｙ−Ｘｘ／Ｒｘを、Ｄ／Ａ変換器（１
３）でＤ／Ａ変換して、レベル比較器（１４）に供給す
れば、その更に他のトラックにヘッド（２）がシークさ
れたとき、ヘッド（２）はそのトラックの位置に正確に
位置合わせされる。

この場合において、先の半径がＲｘ＋Ｘｘのトラックに
対し、データの記録又は再生を行っているときに、温度
がＴｏ＋ΔＴから更に変化したとしても、それに応じて
Ｘｘが変化するから、ディスク（３）の温度がいかよう
に変化しようとも、ヘッド（２）のディスク（３）のト
ラックに対するトラックずれを常に確実に補正すること
ができる。

尚、このように、レベル比較器（１４）に供給する基準
値を、ヘッド（２）を任意所望のトラックに移動させる
前に、上述のように最適値に設定しておけば、サーボが
脱調することなく、確実且つ迅速にヘッド（２）のトラ
ッキングを採ることができる。

上述の実施例においては、本発明を磁気固定ディスク駆
動装置に通用した場合であるが、そめ他の種類のディス
ク装置にも、本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、ディスクが温度によって膨張
あるいは収縮しても、ヘッドをディスク上の任意所望の
トラックに、トラックずれなく迅速に移動させることが
できると共に、ヘッドのトラッキングを迅速に行うこと
のできるディスク駆動装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路を示す回路図、第２図は
ヘッド位置検出出力を示す波形図、第３図はディスクの
温度によるトラックの半径の変化を示す特性図である。 （１）はキャリッジ、（２）は磁気ヘッド、（３）はハ
ードディスク、（６ａ）、（６ｂ）はギヤ、（８）はモ
ータ、（１１）はマイクロコンピュータ、ＳＬＤはスリ
ット板、（１６ａ）、（１６ｂ）　　は受光素子、（１
７ａ）、（１７ｂ）は発光素子、（１４）、（１８）は
夫々レベル比較器、（１９）はエラー検出回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディスクをアクセスするヘッドと、 該ヘッドを上記ディスクの略半径方向に移動させる移動
   手段と、 上記ディスク上のトラックに対する上記ヘッドの物理的
   位置を検出する位置検出手段と、上記ディスクの各トラ
   ックに対応して夫々記録されたトラッキング誤差検出用
   信号の再生信号から、上記ヘッドのトラックずれを検出
   するエラー検出回路と、 上記ヘッドがあるトラックの位置にあるときの該エラー
   検出回路のエラー検出出力から、上記ヘッドが他のトラ
   ックに移動するときの、その他のトラックにおけるエラ
   ーを演算する演算手段と、上記位置検出手段の位置検出
   出力及び上記演算手段のエラー演算結果に基づいて得た
   サーボ信号を上記移動手段に供給するサーボ回路とを有
   することを特徴とするディスク駆動装置。