JPH02118979A - Head positioning controller for disk drive - Google Patents

Head positioning controller for disk drive

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JPH02118979A
JPH02118979A JP63270366A JP27036688A JPH02118979A JP H02118979 A JPH02118979 A JP H02118979A JP 63270366 A JP63270366 A JP 63270366A JP 27036688 A JP27036688 A JP 27036688A JP H02118979 A JPH02118979 A JP H02118979A
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JP
Japan
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head
control
track position
external force
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP63270366A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Seko
悟 世古
Yoshiyuki Kunito
国頭 義之
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the positioning control stable by using an external force compensation value stored corresponding to the track position and driving an actuator of a head. CONSTITUTION:An external force compensation value to a RAM 17 is stored prior to the start of using a disk drive. That is, an output of a D/A converter 19 is made zero and the loop is made stable by using a designation signal of an optional track position from a cable 12. Thus, a control signal compensating a torque external disturbance due to an elastic repulsion force of the cables 13, 14 is outputted from a control circuit 11, the signal is digitized by an A/D converter 16 and stored in the RAM 17 at an address corresponding to the track position from a photosensor 10. An external force compensation in response to the track position from the sensor 10 is read from the RAM 17 at the drive of a voice coil motor 6 in the case of in-operation and the value is added to the control signal at the circuit 11 via the D/A converter 19. Thus, the control to the torque external disturbance is not required by the circuit 11 and stable control is attained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンピュータに用いられるハードディスク装
置等のディスクドライブのヘッド位置決め制御装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a head positioning control device for a disk drive such as a hard disk device used in a computer.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はディスクドライブのヘッド位置決め制御装置に
関し、アクチュエータに加わる外力を検出し、この外力
に相当する補償値を記憶し、この記憶値を用いて制御動
作の安定性を向上させようとするものである。
The present invention relates to a head positioning control device for a disk drive, which detects an external force applied to an actuator, stores a compensation value corresponding to this external force, and uses this stored value to improve the stability of control operation. be.

[従来の技術] ハードディスク装置等のディスクドライブにおいて、ヘ
ッドの位置決めを行うアクチュエータには一般にボイス
コイルモータが多く使用されている。
[Prior Art] In a disk drive such as a hard disk device, a voice coil motor is generally used as an actuator for positioning a head.

すなわら第2図はディスクドライブの機構の一例を示し
、図中ハードディスク(1)はスピンドル(2)によっ
て高速回転されている。このディスク(1)の記録面に
対向してヘッド(3)が設けられ、このヘッド(3)は
へラドアーム(4)に取付けられると共に、このヘッド
アーム(4)はその中間が回動軸(5)にて軸支され、
他端がボイスコイルモータ(6)によって駆動されてヘ
ッド(3)がディスク(1)の半径方向の所望位置に移
動される。なおボイスコイルモータ(6)はケース(図
示せず)等に固定配置された永久磁石及びヨーク等のス
テータ部(6a)とヘッドアーム(4)の他端に設けら
れた駆動コイル(6b)とによって構成される。
That is, FIG. 2 shows an example of the mechanism of a disk drive, in which a hard disk (1) is rotated at high speed by a spindle (2). A head (3) is provided facing the recording surface of this disk (1), and this head (3) is attached to a helad arm (4), and the middle of this head arm (4) is a rotating shaft ( 5),
The other end is driven by a voice coil motor (6) to move the head (3) to a desired position in the radial direction of the disk (1). The voice coil motor (6) includes a stator portion (6a) such as a permanent magnet and yoke fixedly arranged on a case (not shown), etc., and a drive coil (6b) provided at the other end of the head arm (4). Consisted of.

またへラドアーム(4)と一体に駆動される第2のアー
ム(7)が設けられ、このアーム(7)の端部に位置検
出用のスケーラ(8)が設けられる。さらにケース等に
固定配置されて回路基板(9)が設けられ、この基板(
9)上のスケーラ(8)に対応する位置に光センサ00
)が設けられる。この光センサ00)及びスケーラ(8
)によって、ヘッド(3)のトラック位置に対応した検
出信号が形成される。
A second arm (7) is also provided which is driven integrally with the Herad arm (4), and a scaler (8) for position detection is provided at the end of this arm (7). Further, a circuit board (9) is provided which is fixedly arranged in a case etc., and this board (9) is provided.
9) Optical sensor 00 at the position corresponding to the upper scaler (8)
) is provided. This optical sensor 00) and scaler (8
), a detection signal corresponding to the track position of the head (3) is formed.

この光センサ0ωからの検出信号が基板(9)上の制御
回路(11)に供給される。また外部のコンピュータ(
図示せず)等からの目的のトラック位置を示す信号が入
出カケ−プル02)を通じて回路基板(9)上の制御回
路(11)に供給される。そしてこの制御回路(11)
からの制御信号がフレキシブルケーブル03)を通じて
駆動コイル(6b)に供給される。
A detection signal from this optical sensor 0ω is supplied to a control circuit (11) on the substrate (9). Also, an external computer (
A signal indicative of the target track position from a device (not shown) or the like is supplied to a control circuit (11) on a circuit board (9) through an input/output cable (02). And this control circuit (11)
A control signal from the drive coil (6b) is supplied to the drive coil (6b) through the flexible cable (03).

これによってこの装置において、外部のコンピュータ等
から示された目的のトラック位置にヘッド(3)が移動
されると共に、そのトラック位置が光センサ00)で検
出されこの検出信号がフィードバンクされて、ヘッド(
3)の所望のトラック位置への位置決めが行われる。
As a result, in this device, the head (3) is moved to the target track position indicated by an external computer, etc., and the track position is detected by the optical sensor 00) and this detection signal is fed banked to the head (3). (
3) positioning to a desired track position is performed.

このヘッド(3)の位置決めされた状態で、ヘッド(3
)で再生された信号がフレキシブルケーブル圓を介して
回路基板(9)に供給され、入出カケ−プル02)を通
じて外部のコンピュータ等に出力される。また入出カケ
−プル02)を通じて供給された信号が回路基牟反(9
)からフレキシフ゛ルケーフ゛ル04)を介してヘッド
(3)に供給され記録が行われる。このようにしてコン
ピュータ等の信号がハードディスク(1)に記録・再生
される。
With this head (3) positioned,
) is supplied to the circuit board (9) via the flexible cable circle, and output to an external computer etc. through the input/output cable (02). In addition, the signal supplied through the input/output cable (02) is connected to the circuit board (9).
) is supplied to the head (3) via a flexible cable (04), and recording is performed. In this way, signals from a computer or the like are recorded and reproduced on the hard disk (1).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで上述の装置において、固定配置された回路基板
(9)とへラドアーム(4)上のヘッド(3)、駆動コ
イル(6b)との間はフレキシブルケーブルq■04)
を介して接続され、このケーブルの屈曲によってヘッド
アーム(4)の回動が自在に行われるようにされている
By the way, in the above-mentioned device, a flexible cable q■04) is connected between the fixedly arranged circuit board (9), the head (3) on the helad arm (4), and the drive coil (6b).
The head arm (4) can be freely rotated by bending this cable.

ところがこの場合に、ボイスコイルモータ(6)の駆動
時にフレキシブルケーブル03) 04)の屈曲率が変
化すると、このケーブルに弾性反発力が発生し、この力
がトルク外乱となってボイスコイルモータ(6)に悪影
響を与えるおそれがある。
However, in this case, when the bending ratio of the flexible cable 03) 04) changes when the voice coil motor (6) is driven, an elastic repulsion force is generated in this cable, and this force becomes a torque disturbance and the voice coil motor (6) ) may have an adverse effect on

すなわち第3図はヘッド位置決め制御装置の構成をブロ
ック的に示したものであって、ケーブルθ2)からの目
的位置に相当する信号が制御回路(10に供給され、こ
の制御回路(II)からの信号がボイスコイルモータ(
VCMH6)に供給される。このためヘッドアーム(4
)が移動され、この移動位置が光センサ00)で検出さ
れ、この検出信号が制御回路(11)に供給される。こ
れによって光センサθ0)からの検出信号とケーブル0
2)からの目的位置の信号とが一致するように制御が行
われ、ヘッド(3)が目的のトラック位置に位置決めら
れる。
That is, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the head positioning control device, in which a signal corresponding to the target position from the cable θ2) is supplied to the control circuit (10), and a signal from the control circuit (II) is supplied to the control circuit (10). The signal is from the voice coil motor (
VCMH6). For this reason, the head arm (4
) is moved, this moving position is detected by the optical sensor 00), and this detection signal is supplied to the control circuit (11). As a result, the detection signal from the optical sensor θ0) and the cable 0
Control is performed so that the target position signal from 2) coincides with the target position signal, and the head (3) is positioned at the target track position.

ところがこの装置において、ボイスコイルモータ(6)
とヘッドアーム(4)との間にフレキシブルケーブル0
3)04)の弾性反発力によるトルク外乱が印加されて
いる。
However, in this device, the voice coil motor (6)
and head arm (4) with flexible cable 0
3) A torque disturbance due to the elastic repulsive force of 04) is applied.

従ってこの装置において、位置決め制御のためのフィー
ドバックループは上述のトルク外乱も含めて制御を行う
ことになり、そのため位置決め位置に到達して安定する
までの時間(シーク時間)が長く必要になると共に、安
定性も損われるおそれがあった。
Therefore, in this device, the feedback loop for positioning control performs control including the above-mentioned torque disturbance, which requires a long time (seek time) until the positioning position is reached and stabilized. There was also a risk that stability would be impaired.

これに対して本願出願人は、先にフレキシブルケーブル
03)圓の屈曲部を回動軸(5)の周囲の固定部に対接
させておくことにより、弾性反発力を回動軸(5)に吸
収させてトルク外乱とならないようにする対策を提案(
特開昭63−11760号公報参照)している。しかし
ながらこのような対策を講じても、フレキシブルケーブ
ルによるトルク外乱を完全に除くことはできず、残留す
る外乱による悪影響は無視できるものではなかった。
In contrast, the applicant of the present application has proposed that by first bringing the bent part of the flexible cable 03) into contact with a fixed part around the rotation axis (5), the elastic repulsion force can be applied to the rotation axis (5). We propose a countermeasure to prevent torque disturbance by absorbing the torque (
(Refer to Japanese Patent Application Laid-open No. 11760/1983). However, even if such measures are taken, the torque disturbance caused by the flexible cable cannot be completely eliminated, and the adverse effects of the remaining disturbance cannot be ignored.

この出願はこのような点に濫みてなされたものである。This application has been filed in light of these points.

[課題を解決するための手段] 本発明は、ヘッド(アーム(4))の位置決めを行うア
クチュエータ(ボイスコイルモータ(6))と、上記ヘ
ッドのトラック位置を検出する位置検出手段(スケーラ
(8)、光センサθ0))と、上記ヘッドのトラック位
置に対応して上記アクチュエータに加わる外力を検出す
る外力検出手段(制御回路(II))と、この検出され
た外力に相当する外力補償値を上記位置検出手段で検出
されたトラック位置に対応(アドレス発生回路08))
して記憶する記憶手段(RAMQ7))とを備え、上記
トラック位置に対応して上記記憶手段から読出される上
記外力補償値を基に上記アクチュエータを駆動して上記
ヘッドの位置決めを行うようにし7たディスクドライブ
のヘッド位置決め制御装置である。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes an actuator (voice coil motor (6)) that positions the head (arm (4)), and a position detection means (scaler (8)) that detects the track position of the head. ), an optical sensor θ0)), an external force detection means (control circuit (II)) for detecting an external force applied to the actuator corresponding to the track position of the head, and an external force compensation value corresponding to the detected external force. Corresponds to the track position detected by the above position detection means (address generation circuit 08))
and a storage means (RAMQ7)) for storing the head position by driving the actuator based on the external force compensation value read from the storage means corresponding to the track position. This is a head positioning control device for a disk drive.

〔作用] これによれば、トラック位置に対応して記1.αされた
外力補償値を用いてアクチュエータの駆動が行われるこ
とにより、位置決め制御へのトルク外乱等の悪影響が除
去され、極めて良好かつ安定な制御を行うことができる
[Operation] According to this, the following 1. corresponds to the track position. By driving the actuator using the external force compensation value α, adverse effects such as torque disturbance on positioning control are removed, and extremely good and stable control can be performed.

(実施例〕 ところで上述のト・ルク外乱となるフレキシブルケーブ
ルθ3)θ4)の弾性反発力は、ケーブルの配設が安定
している場合にはへラドアーム(4)の回動位置、すな
わちヘッド(3)のトラック位置に対応したものとなっ
ている。
(Example) By the way, the elastic repulsion force of the flexible cable θ3) θ4), which causes the above-mentioned torque disturbance, is determined by the rotational position of the herad arm (4), that is, the head ( 3) corresponds to the track position.

そこで第1図において、制御回路(11)からボイスコ
イルモータ(6)に供給される制御信号がローパスフィ
ルタ05)を通じてAD変換回路00に供給され、変換
されたディジタル値がRAMQ7)に供給される。
Therefore, in FIG. 1, the control signal supplied from the control circuit (11) to the voice coil motor (6) is supplied to the AD conversion circuit 00 through the low-pass filter 05), and the converted digital value is supplied to the RAM Q7). .

また光センサθ0)からのトランク位置に対応する信号
がアドレス発生回路(18)に供給され、発生されたア
ドレスがRAM(17)に供給される。さらにRAMθ
′7)からの信号がDA変換回路09)に供給され、変
換されたアナログ信号が制御回路(11)に供給される
Further, a signal corresponding to the trunk position from the optical sensor θ0) is supplied to the address generation circuit (18), and the generated address is supplied to the RAM (17). Furthermore, RAMθ
The signal from '7) is supplied to the DA conversion circuit 09), and the converted analog signal is supplied to the control circuit (11).

そしてこの装置において、ディスクドライブの使用を開
始する際には、使用に先立ってRAMG7)への外力補
償値の記憶を行う。すなわち図の構成において、DA変
換回路09)の出力を“0゛にしてケーブルθりから任
意のトラック位置を指定する信号を供給し、この状態で
充分な時間を置いてループを安定させる。これによって
制御回路(11)からはケーブル(+3)041等によ
るトルク外乱を補償する制jII信号が出力され、この
制御信号をローパスフィルタ05)を介してAD変換回
路00にてディジタル化し、光センサ(10)からのト
ラック位置に相当するアドレスによってRAM07)に
記憶させる。この動作を必要に応じて例えば全トラック
位置に対して行い、RAM07)に各トラック位置に対
応した外力補償値を記憶させる。
In this device, when starting to use the disk drive, the external force compensation value is stored in the RAMG7) prior to use. That is, in the configuration shown in the figure, the output of the DA conversion circuit 09) is set to "0", a signal specifying an arbitrary track position is supplied from the cable θ, and in this state, the loop is stabilized after a sufficient period of time. The control circuit (11) outputs a control jII signal that compensates for the torque disturbance caused by the cable (+3) 041, etc., and this control signal is digitized by the AD conversion circuit 00 via a low-pass filter 05), and then output to the optical sensor ( The external force compensation value corresponding to each track position is stored in RAM 07) by the address corresponding to the track position from 10).This operation is performed for all track positions as necessary, for example, and the external force compensation value corresponding to each track position is stored in RAM 07).

これによて使用時には、ボイスコイルモータ(6)の駆
動時に光センサGQ)からのトラック位置に応じた外力
補償値がRAMQ7)から読出され、この値がDA変換
回路(円)でアナログ化されて制’+11回路(11)
にて制j11信号と加算されることにより、制御回路(
11)でトルク外乱に対する制j’flが不要になり、
位置決め制御のみを行うことによって極めて良好かつ安
定な制御が行われる。
As a result, during use, when the voice coil motor (6) is driven, an external force compensation value corresponding to the track position from the optical sensor GQ) is read out from the RAMQ7), and this value is converted into an analog by the DA conversion circuit (circle). +11 circuits (11)
By adding the control j11 signal at the control circuit (
In 11), the control j'fl against torque disturbance becomes unnecessary,
Extremely good and stable control is achieved by performing only positioning control.

すなわち上述の装置によれば、トラック位置に対応して
記憶された外力補償値を用いてアクチュエータの駆動が
行われることにより、位置決め制御・\のトルク外乱等
の悪影響が除去され、極めて良好かつ安定な制御を行う
ことができるものである。
That is, according to the above-mentioned device, by driving the actuator using the external force compensation value stored in correspondence with the track position, the adverse effects of positioning control and torque disturbance etc. are removed, resulting in extremely good and stable performance. It is possible to perform various controls.

なお上述の装置において、制御が安定になることからよ
り高速の位置決め(シーク)が可能となり、コンピュー
タの高速化にも対応できる。
In addition, in the above-mentioned apparatus, since the control becomes stable, higher-speed positioning (seek) is possible, and it is also possible to cope with higher-speed computers.

また上述の装置において、RAMへの外力補償値の記憶
は、全トラック位置に対して行わすとも間欠の1−ラッ
ク位置に対して行ってその間は値を補間して用いること
もできる。また逆に全トラック位置に加えてその間の位
置についても記憶を行うことにより、制御をさらに円滑
に行うこともできる。
Furthermore, in the above-mentioned apparatus, the external force compensation values can be stored in the RAM for all track positions or for intermittent 1-rack positions, and the values can be interpolated between them. Conversely, control can be performed even more smoothly by storing not only all track positions but also positions between them.

さらにRAMへの記憶は使用の度に行わず、バックアッ
プ手段を設けて通常は以前の値を流用し、経時変化や外
部環境の変化が生じたときのみ記憶を行うようにしても
よい。
Furthermore, the data may not be stored in the RAM each time it is used, but a backup means may be provided to normally use the previous value, and the data may be stored only when changes occur over time or in the external environment.

従ってこの装置は経時変化や外部環境の変化に対しても
対応できる。
Therefore, this device can respond to changes over time and changes in the external environment.

さらにトルク外乱が補償されることによってフレキシブ
ルケーブルの材質等の自由度が増し、またヘッド駆動の
回動・直動等の構造上の自由度も増大させることができ
る。
Further, by compensating for torque disturbance, the degree of freedom in terms of the material of the flexible cable can be increased, and the degree of freedom in terms of structure such as rotation and linear movement of the head drive can also be increased.

スフドライブの説明のための図、第3図は従来の技術の
説明のための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the SF drive, and FIG. 3 is a diagram for explaining the conventional technology.

(1)はディスク、(2)はスピンドル、(3)はヘッ
ド、(4)は−・ラドアーム、(5)は回動軸、(6)
はボイスコイルモータ、(7)は第2のアーム、(8)
はスケーラ、(9)は回路基板、0ωは光センサ、(1
1)は制御回路、θりは入出カケ−プル、(13) 0
4)はフレキシブルケーブル、05)はローパスフィル
タ、06)はAD変換回路、0′7)はRAM、01は
アドレス発生回路、側はDA変換回路である。
(1) is the disk, (2) is the spindle, (3) is the head, (4) is the -rad arm, (5) is the rotation axis, (6)
is the voice coil motor, (7) is the second arm, (8)
is the scaler, (9) is the circuit board, 0ω is the optical sensor, (1
1) is the control circuit, θ is the input/output cable, (13) 0
4) is a flexible cable, 05) is a low-pass filter, 06) is an AD conversion circuit, 0'7) is a RAM, 01 is an address generation circuit, and the side is a DA conversion circuit.

〔発明の効果] この発明によれば、トラック位置に対応して記憶された
外力補償値を用いてアクチュエータの駆動が行われるこ
とにより、位置決め制御へのトルク外乱等の悪影響が除
去され、極めて良好かつ安定な制御を行うことができる
ようになった。
[Effects of the Invention] According to the present invention, by driving the actuator using the external force compensation value stored in correspondence with the track position, adverse effects such as torque disturbance on positioning control are eliminated, resulting in extremely good performance. Moreover, it became possible to perform stable control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ヘッドの位置決めを行うアクチュエータと、上記ヘッド
のトラック位置を検出する位置検出手段と、 上記ヘッドのトラック位置に対応して上記アクチュエー
タに加わる外力を検出する外力検出手段と、 この検出された外力に相当する外力補償値を上記位置検
出手段で検出されたトラック位置に対応して記憶する記
憶手段とを備え、 上記トラック位置に対応して上記記憶手段から読出され
る上記外力補償値を基に上記アクチュエータを駆動して
上記ヘッドの位置決めを行うようにしたディスクドライ
ブのヘッド位置決め制御装置。
[Scope of Claims] An actuator for positioning a head, a position detecting means for detecting a track position of the head, an external force detecting means for detecting an external force applied to the actuator corresponding to the track position of the head; storage means for storing an external force compensation value corresponding to the detected external force in correspondence with the track position detected by the position detection means, the external force compensation being read from the storage means in correspondence with the track position; A head positioning control device for a disk drive, which positions the head by driving the actuator based on the value.
JP63270366A 1988-10-26 1988-10-26 Head positioning controller for disk drive Pending JPH02118979A (en)

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US07/427,260 US5196970A (en) 1988-10-26 1989-10-25 Magnetic disc apparatus
EP89310990A EP0366439B1 (en) 1988-10-26 1989-10-25 A magnetic disc apparatus
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