JPH02179916A - 磁気ディスクヘッドのトラッキングサーボ方式 - 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〕 この発明は磁気ディスクヘッドのトラッキングサーボ方
式に関し、特にリード／ライトヘッドを挟むように配置
された２個のイレースヘッドを含む“トンネルイレース
タイプ゛°の磁気ディスクヘッドを用いた磁気ディスク
装置におけるトラッキングサーボ方式に関する。

〔従来技術〕

フロッピディスクやハードディスクに代表される磁気デ
ィスクヘッドの位置精度は、一義的に、磁気ディスクヘ
ッドの位置決めのためのステッピングモータ（またはボ
イスコイルモータもしくはりニアモータ）等の機械的精
度によって決定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、温度や湿度のような環境変化によって磁気
ディスクヘッドの位置を変化させる可能性のある部品、
たとえば、磁気ディスク、ヘッドアーム、メインフレー
ム、モータプーリ、スチールベルト等については、厳格
な加工精度や組立精度が要求されていて、したがって装
置全体として高価なものになっている。

他方、そのような機械的精度はもはや限界に近づいてお
り、そのために、磁気ディスク上の記録トラック幅もこ
れ以上狭くできないため、記憶容量の増大も限界である
。

それゆえに、この発明の主たる目的は、磁気ディスクヘ
ッドの位置精度を向上できる、新規な磁気ディスクヘッ
ドのトラッキングサーボ方式を提供することである。

〔作用〕

ライト時には、２個のイレースヘッドに個別に巻装され
たコイルには、従来どうりのイレースヘッドとして作用
させるように、イレース用直流電流を流す。したがって
、記録トラックの両側にガートバンドが形成される。

リード時には、それぞれのイレースヘッドのコイルから
の信号を、たとえばプリアンプおよび整流回路によって
検出する。その検出したイレースヘッドからの信号レベ
ルに応じて、磁気ディスクヘッドの位置決めのためのモ
ータ、たとえばステッピングモータを微動する。２個の
イレースへラドコイルからの出力レベルが一致するとき
、モータの回転方向すなわち磁気ディスクヘッドの移動
方向のトルクバランスがとれ、それによってオフトラッ
クが最小になって安定する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、磁気ディスクヘッドがクローズトル
ープのサーボ系によって位置決めされるため、従来のオ
ープンループのものに比べて、その位置精度が向上する
。したがって、記録トラ・ンク幅を狭くしてトラック数
を多くし、それによって記憶容量を増大させることがで
きる。また、記録トラック数を多くしないままでも、環
境温度や湿度の変化のよる磁気ディスクヘッドのオフト
ラックによるエラーレートを改善できる。

さらに、従来のトンネルイレースタイブの磁気ディスク
ヘッドに変更を加え、かつ簡単な付加回路を設けるだけ
で効果的なりローズドループサーボが実現できるので、
非常に経済的である。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第２図を参照して、この発明が適用できる磁気ディスク
ドライブ装［１０は、磁気ディスク１２を支持するため
のスピンドル１４を含む。スピンドル１４によって保持
された磁気ディスク１２の両面に、同じような構成の第
１および第２の磁気ディスクヘッド１６および１６が配
置される。これら２つの磁気ディスクへラド１６はヘッ
ドキャリッジ１８によって支持される。ただし、上側の
磁気ディスクヘッド１６は、ヘッドキャリッジ１８から
延びるヘッドアーム２０に固着される。

ヘッドキャリッジ１８は３相ステツピングモータ２２の
回転軸に連結されたリードスクリュ２４に螺合され、し
たがって３相ステツピングモータ２２が回転されると、
磁気ディスクヘッド１６は第２図において矢印で示すよ
うに、磁気ディスク１２の径方向に移動する。たとえば
、リードスクリュ２４側からみてステッピングモータ２
２が反時計方向に回転すると、ヘッドキャリッジ１日す
なわち磁気ディスクへラド１６は、磁気ディスク１２の
外周側から内周側に移動する。

上述の磁気ディスクヘッド１６は、第１図に示すように
構成される。すなわち、磁気ディスクヘッド１６はリー
ド／ライトギャップ２６を有するリード／ライトヘッド
２８と、その両側に配置され、かつそれぞれがイレース
ギャップ３０ａおよび３０ｂを有するイレースヘッド３
２ａおよび３２ｂが配置される。

そして、リード／ライトヘッド２８には、リード／ライ
トヘッドコイル３４が巻装され、イレースヘッド３２ａ
および３２ｂには、それぞれ、個別的に、イレースコイ
ル３６ａおよび３６ｂが巻装される。

第１図図示のような磁気ディスクヘッドの構造それ自体
は、従来の“トンネルイレースタイプヘッド゛°として
よく知られているところであり、ラミネートタイプおよ
びバルクタイプのどちらでもよい。しかしながら、ここ
で注目すべきは、従来の磁気ディスクヘッドでは２つの
イレースヘッドに対して共通にイレースコイルが巻装さ
れていたのに対し、第１図図示の磁気ディスクヘッド１
６では、イレースヘッド３２ａおよび３２ｂに、それぞ
れ個別的に、イレースコイル３６ａおよび３６ｂを巻装
したことである。そして、ライト時には、２個のイレー
スコイル３６ａおよび３６ｂにそれぞれ直流電流が与え
られ、したがって従来と同様に、イレースヘッド３２ａ
および３２ｂはガートバンドを形成するためのヘッドと
して作用する。しかし、リード時は、２個のイレースコ
イル３６ａおよび３６ｂがそれぞれ別のプリアンプに接
続され、したがって、リードヘッドとして作用する。

第３Ａ図を参照して、前述のリード／ライトコイル３４
の両端は、リード／ライト切り換えスイッチ３８ａおよ
び３８ｂの共通端子に接続される。一方、ＮＡＮＤゲー
ト４０ａおよび４０ｂが設けられ、これらＮＡＮＤゲー
ト４０ａおよび４０ｂからは、それぞれ、書き込みデー
タが相補的な電圧信号として出力され、ヘッドドライブ
トランジスタ４２ａおよび４２ｂがその対応の出力によ
ってオンまたはオフされる。ヘッドドライブトランジス
タ４２ａおよび４２ｂの縦続接続点はライト電流制御ト
ランジスタ４４およびライト禁止トランジスタ４６の縦
続接続点に接続される。ライト電流制御トランジスタ４
４は、記録密度の違いによってリード／ライトコイル３
４に流れる電流量を制御するものである。また、ライト
禁止トランジスタ４６は、データのライト時にのみリー
ド／ライトコイル３４の電流経路を有効化し、それ以外
のときにはリード／ライトヘッド３４に電流が流れない
ようにするためのものである。

なお、リード／ライト切り換えスイッチ３８ａおよび３
８ｂのリード側端子はそれぞれプリアンプ４日の２人力
として与えられ、プリアンプ４日の出力は微分器５０を
通して公知のデータ再生回路（図示せず）に与えられる
。

イレースヘッド３２ａならびに３２ｂに個別的に巻装さ
れたイレースコイル３６ａならびに３６ｂの両端は、そ
れぞれ、リード／ライト切り換えスイッチ５２ａおよび
５４ａならびに５２ｂおよび５４ｂの共通端子に接続さ
れる。リード／ライト切り換えスイッチ５２ａおよび５
２ｂのライト側端子は、リード／ライトヘッド２８のリ
ード／ライトコイル３４のセンタタップすなわちアース
に共通接続され、そのリード側端子はそれぞれプリアン
プ５６ａおよび５６ｂの１つの人力として与えられる。

さらに、リード／ライト切り換えスイッチ５４ａおよび
５４ｂのライト側端子は、共通的に、直流電圧回路５８
に接続される。この直流電圧回路５８は、ＮＡＮＤゲー
ト６０によって規定されるタイミングで、イレースコイ
ル３６ａおよび３６ｂにイレース用直流電流を流すため
のものである。そして、リード／ライト切り換えスイッ
チ５４ａおよび５４ｂのそれぞれのリード側端子は、上
述のプリアンプ５６ａおよび５６ｂのもう１つの入力と
して与えられる。

なお、リード／ライト切り換えスイッチ３８ａ、３８ｂ
、５２ａ、５２ｂ、５４ａおよび５４ｂは、それぞれ、
ダイオードスイッチング回路またはトランジスタスイッ
チング回路で構成される。

第３Ｂ図を参照して、プリアンプ５６ａおよび５６ｂの
それぞれの出力は、整流回路６２ａおよび６２ｂによっ
て整流され、対応のスイッチングトランジスタ６４ａお
よび６４ｂのベース電圧上して与えられる。

スイッチングトランジスタ６４ａおよび６４ｂのそれぞ
れのベースには、サーボ禁止回路６６が接続される。サ
ーボ禁止回路６６は、縦続接続された２つのトランジス
タ６８および７０を含み、その縦続接続点がアースに接
続される。そして、トランジスタ６８および７０のベー
スには、ライト時にハイレベルとなるサーボ禁止信号が
与えられる。したがって、ライト時すなわちサーボ禁止
期間では、サーボ禁止回路６６の２つのトランジスタ６
８および７０がともにオンとなり、スイッチングトラン
ジスタ６４ａおよび６４ｂのベースバイアスはアース電
位に強制され、スイッチングトランジスタ６４ａおよび
６４ｂがオフされる。

スイッチングトランジスタ６４ａならびに６４ｂの入力
は、スイッチングトランジスタ７２ａ１７２ａ２および
７２ａ３ならびにスイッチングトランジスタ７２ｂｌ、
７２ｂ２および７２ｂ３の出力に、それぞれ、共通接続
される。スイッチングトランジスタ７２ａｌ、７２ａ２
および７２ａ３ならびに７２ｂｌ、７２ｂ２および７２
ｂ３の人力は、３相ステツピングモータ２２のコイル２
２φ１，２２φ２および２２φ３の電流経路に共通接続
される。コイル２２φｌ、２２φ２および２２φ３の一
端は駆動電源（＋２４Ｖ）に共通接続され、他端はドラ
イブトランジスタ７４φ１７４φ２および７４φ３に接
続される。

ＡＮＤゲート７６φ１，７６φ２および７６φ３からは
、ドライブパルスが出力される。ＡＮＤゲート７６φ１
からのドライブパルスは、スイッチングトランジスタ７
２ａ　１および７２ｂ１ならびにドライブトランジスタ
７４φ１のベースに、ＡＮＤゲート７６φ２からのドラ
イブパルスはスイッチングトランジスタ７２ａ２および
７２ｂ２ならびにドライブトランジスタ７４φ２のベー
スに、そしてＡＮＤゲート７６φ３からのドライブパル
スはスイッチングトランジスタ７２ａ３および７２ｂ３
ならびにドライブトランジスタ７４φ３のベースに、そ
れぞれ、印加される。

動作において、ライト時には、リード／ライト切り換え
スイッチ３８ａ、３８ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａおよ
び５４ｂが、同時に連動的に、ライト側に切り換えられ
る。したがって、リード／ライトヘッド２８のリード／
ライトコイル３４には、ＮＡＮＤゲート４０ａまたは４
０ｂからの書き込みデータの極性に応じて、電流制御ト
ランジスタ４４．ヘッドドライブトランジスタ４２ａ。

リード／ライト切り換えスイッチ３８およびリード／ラ
イトコイル３４からのそのセンタタップを通してアース
に、または、電流制御トランジスタ４４、ヘッドドライ
ブトランジスタ４２ｂ、リード／ライト切り換えスイッ
チ３８ｂおよびリード／ライトコイル３４を経てそのセ
ンタタップからアースに、ライト電流が流れる。

ただし、ライト禁止トランジスタ４６が所定の制御信号
によってオンされているときには、書き込みデータがあ
っても、電流はライト電流制御トランジスタ４４からラ
イト禁止トランジスタ４６を経てアースに直接流れ込む
。したがって、このときには、リード／ライトヘッド２
８によるデータの書き込みは行われない。

また、ライト時には、ＮＡＮＤゲート６０の出力がロー
レベルとなり、直流電圧回路５８が能動化され、したが
って、イレースヘッド３２ａおよび３２ｂのそれぞれの
イレースコイル３６ａおよび３６ｂには、直流電圧回路
５８からの電流が、リード／ライト切り換えスイッチ５
４ａおよび５４ｂ−イレースコイル３６ａおよび３６ｂ
−リード／ライト切り換えスイッチ５２ａおよび５２ｂ
の経路で流れ、したがってイレースヘッド３２ａおよび
３２ｂが従来と同じようにライト時のガートバンドを形
成する。

リード時においては、リード／ライト切り換えスイッチ
３８ａおよび３８ｂがリード側に切り換えられるため、
リード／ライトヘッド２８すなわちリード／ライトコイ
ル３０によって読み取られた信号がプリアンプ４８によ
って増幅された後微分器５０を経てデータ再生回路に与
えられる。

同時に、リード／ライト切り換えスイッチ５２ａ、５２
ｂ、５４ａおよび５４ｂもまたリード側に切り換えられ
るため、イレースヘッド３２ａおよび３２ｂに個別的に
巻装されたイレースコイル３６ａおよび３６ｂからの信
号が、プリアンプ５６ａおよび５６ｂにそれぞれ入力さ
れることになる。

第４図（Ａ）に示すように、リード／ライトヘッド２８
を挾むイレースヘッド３２ａおよび３２ｂが記録トラッ
クの両側に正しく位置決めされている場合には、そのイ
レースヘッド３２ａおよび３２ｂはガートバンドを読み
取るため、イレースコイル３６ａおよび３６ｂのいずれ
からも信号が出力されない。したがって、整流回路６２
ａおよび６２ｂからはスイッチングトランジスタ６４ａ
および６４ｂをオンするだけの電圧が得られず、したが
って、スイッチングトランジスタ７２ａ１〜７２ａ３お
よび７２ｂｌ　〜７２ｂ３を通る電流経路は遮断される
。そのため、３相ステツピングモータ２２のコイル２２
φｌ〜２２φ３は、ドライブトランジスタ７４φ１〜７
４φ３に与えられるＮＡＮＤゲート７６φｌ〜７６φ３
からのドライブパルスによって制御される。

第４図（Ｂ）に示すようにオフトラックが生じて、一方
のイレースヘッド３２ａが記録トラック上に重畳し、他
方のイレースヘッド３２ｂが記録トラックから離れた状
態にあった場合、イレースヘッド３２ａのイレースコイ
ル３６ａからは、記録トラックに書き込まれたデータに
応じた信号が得られ、その信号がプリアンプ５６ａによ
って増幅された後整流回路６２ａによって整流されるの
で、整流回路６２ａの出力電圧によってスイ、−，チン
グトランジスタ６４ａがオンされる。そのために、スイ
ッチングトランジスタ７２ａ　１〜７２ａ３の電流経路
が形成される。

そして、もし、ＡＮＤゲート７６φ１からのドライブパ
ルスによってドライブトランジスタ７４φ１がオンされ
て３相ステツピングモータ２２のコイル２２φ１に通電
されている状態であるとすると、ドライブトランジスタ
７４φ２および７４φ３はオフしてコイル２２φ２およ
び２２φ３には電流は流れていない状態である。このと
き、イレースヘッド３２ａから信号が出力されるため、
スイッチングトランジスタ６４ａがオンする。したがっ
て、スイッチングトランジスタ７２ａ１がオンし、３相
ステツピングモータ２２のコイル２２φ２に電流が流れ
る。したがって、ステ・ンピングモータ２２には反時計
方向に回転トルクが加わるため、コイル２２φ１による
時計方向の回転トルクが減殺され、したがって３相ステ
・ンピングモータ２２は、ＡＮＤゲート７６φ１からの
ドライブパルスによって回転されるよりやや少ない量だ
け時計方向に回転することになる。換言すれば、コイル
２２φ２に流れる電流によって、３相ステツピングモー
タ２２が反時計方向に回転し、したがってヘッドキャリ
ッジ１８によって支持された磁気ディスクヘッド１６が
磁気ディスク１２の内周方向に微動する。

もし、第４図（Ｃ）に示すように、他方のイレースヘッ
ド３２ｂが記録トラックとオーノマラ・ンプし、一方の
イレースヘッド３２ａが記録トラックから離れた場合に
は、全く逆の動作を行う。

すなわち、ＡＮＤゲート７６φ１からのドライブパルス
によってドライブトランジスタ７４φ１がオンされて３
相ステツピングモータ２２のコイル２２φ１が通電され
た状態であるとすると、ドライブトランジスタ７４φ２
および７４φ３はオフしてコイル２２φ２および２２φ
３には電流は流れていない状態である。このとき、他方
のイレースヘッド３２ｂから信号が出力され、そのため
にスイッチングトランジスタ６４ｂがオンする。

したがって、スイッチングトランジスタ７２ｂ１がオン
し、３相ステツピングモータ２２のコイル２２φ３に電
流が流れる。したがって、ステッピングモータ２２には
時計方向に回転トルクが加わるため、コイル２２φｌに
よる時計方向の回転トルクが増加され、したがって３相
ステツピングモータ２２は、ＡＮＤゲート７６φ１から
のドライブパルスによって回転されるよりやや多い量だ
け時計方向に回転することになる。換言すれば、コイル
２２φ３に流れる電流によって、３相ステツピングモー
タ２２が時計方向にさらに回転し、したがってヘッドキ
ャリッジ１８によって支持された磁気ディスクへラド１
６が磁気ディスク１２の外周方向に微動する。

したがって、第４図（Ｂ）または第４図（Ｃ）のいずれ
の状態にあっても、最終的に、コイル２２φ２および２
２φ３によるトルクが等しくなる点すなわちイレースコ
イル３６ａおよび３６ｂからの信号レベルが同じになる
点で、第４図（Ａ）に示す状態に強制される。

なお、３相ステツピングモータ２２の他のコイル２２φ
２が通電されている場合には、スイッチングトランジス
タ６４ａがオンされたときにはスイッチングトランジス
タ７２ａ２を通してコイル２２φ３に磁気ディスクヘッ
ドの微動のための電流が流され、スイッチングトランジ
スタ６４ｂがオンされたときにはスイッチングトランジ
スタ７２ａ２を通してコイル２２φ１に微動電流が流さ
れる。

同様に、３相ステツピングモータ２２のコイル２２φ３
が通電されている場合には、スイッチングトランジスタ
６４ａがオンされたときにはスイッチングトランジスタ
７２ａ３を通してコイル２２φ１に微動電流が流され、
スイッチングトランジスタ６４ｂがオンされたときには
スイッチングトランジスタ７２ａ３を通してコイル２２
φ２に微動電流が流される。

なお、このようなトラッキングは、磁気ディスクヘッド
１６の位置がずれた場合だけでなく、磁気ディスク１２
の位置がずれて、結果的に記録トラックが動いた場合に
も、同じようなトラッキングサーボによって追尾できる
ことはいうまでもない。

なお、第３Ｂ図図示の回路においては、３相ステツピン
グモータ２２が磁気ディスクヘッド１６を他の記録トラ
ックに移動するために回転しているときには、もしサー
ボ回路が動作しているとそのようなトラック切り換え動
作を抑圧するので、サーボ禁止信号を出力してスイッチ
ングトランジスタ６４ａおよび６４ｂをオフし、サーボ
回路を不能動化する。

上述のサーボ禁止信号は、ＡＮＤゲート７６φ１〜７６
φ３に先駆けて出力されるダイレクション信号に基づい
て形成するようにすればよい。

さらに、第３Ａ図および第３Ｂ図図示の回路は１つの磁
気ディスクヘッドのためのサーボ回路であり、したがっ
て、磁気ディスクヘッドの数が多くなれば、それに応じ
て同様のサーボ回路を付加すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従ったトンネルイレースタイプの磁
気ディスクヘッドの一例を示す図解図である。 第２図はこの発明が適用される磁気ディスクドライブ装
置の一例を示す図解図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図はこの発明の一実施例を示す回
路図である。 第４図は第３Ａ図および第３Ｂ図回路の動作を説明する
ための記録トラックとイレースヘッドとの相対的な位置
関係を示す図解図である。 図において、１２は磁気ディスクヘッド、１６は磁気デ
ィスクヘッド、２２は３相ステツピングモータ、２８は
リード／ライトヘッド、３２ａ。 ３２ｂはイレースヘッド、３４はリード／ライトコイル
、３６ａ、３６ｂはイレースコイル、３８ａ、３８ｂ、
５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂはリード／ライト切り
換えスイッチ、６４ａ、６４ｂ、７２ａｌ　〜７２ａ３
，７２ｂｌ　〜７２ｂ３はスイッチングトランジスタ、
６６はサーボ禁止回路を示す。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　リード／ライトヘッドとそのリード／ライトヘッド
   を挟むように配置される２つのイレースヘッドを有する
   トンネルイレースタイプの磁気ディスクヘッド用いた磁
   気ディスク装置におけるトラッキングサーボ方式であっ
   て、 前記２つのイレースヘッドにそれぞれ個別のコイルを設
   け、 ライト時は前記個別のコイルにイレース用直流電流を流
   し、 リード時は前記個別のコイルからの信号を検出して前記
   磁気ディスクヘッドの位置を制御してそのオフトラック
   を最小にするようにした、磁気ディスクヘッドのトラッ
   キングサーボ方式。 ２　前記磁気ディスクヘッドを磁気ディスクの径方向に
   位置決めするためのモータ、および前記個別のコイルか
   らの信号のレベルに応じて前記モータを制御するための
   モータ制御回路を備える、磁気ディスクヘッドのトラッ
   キングサーボ方式。