JPH0322673B2 - - Google Patents

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JPH0322673B2
JPH0322673B2 JP58193553A JP19355383A JPH0322673B2 JP H0322673 B2 JPH0322673 B2 JP H0322673B2 JP 58193553 A JP58193553 A JP 58193553A JP 19355383 A JP19355383 A JP 19355383A JP H0322673 B2 JPH0322673 B2 JP H0322673B2
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JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
head
head positioning
track
magnetic
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58193553A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6085474A (en
Inventor
Shinji Mizunuma
Masayoshi Sunada
Shigemitsu Higuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP19355383A priority Critical patent/JPS6085474A/en
Priority to US06/658,299 priority patent/US4622603A/en
Publication of JPS6085474A publication Critical patent/JPS6085474A/en
Publication of JPH0322673B2 publication Critical patent/JPH0322673B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59627Aligning for runout, eccentricity or offset compensation

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気記録再生装置のヘツド位置決め
装置に係り、特に、ステツピングモータを利用す
る磁気ヘツド位置決め装置の位置決め精度の向上
を図るようにした、磁気記録再生装置のヘツド位
置決め装置に関するものである。 〔発明の背景〕 従来のフロツピーデイスクのような磁気デイス
クが着脱可能な磁気記録再生装置においては、装
置間の互換性を保つために、磁気ヘツドの位置決
め誤差が、ある許容値以下であることが要求され
る。 この許容値は、単位長さあたりのトラツク数
(トラツク密度)、磁気ヘツドの構成・寸法によつ
て変化するが、データの両側にガードバンドを有
するトンネルイレーズ型のヘツドを利用すれば、
その値は、大体、トンネルイレーズギヤツプ幅に
相当する。 したがつて、トラツク密度が増加すれば、より
高いヘツド位置決め精度が要求されるものであ
る。 第1図は、従来、フロツピーデイスクで広く用
いられているヘツド位置決め装置の従来例の略示
斜視図である。 この第1図において、1はステツピングモー
タ、2はステツピングモータのシヤフトに圧入さ
れたプーリ、3はスチールベルト、4はフロツピ
ーデイスクドライブのシヤーシ(図示せず)に固
定されたレール、5はキヤリジ、6はヘツドアー
ム、7は上磁気ヘツド、8は下磁気ヘツド、9
は、図示しない磁気記録媒体(フロツピーデイス
ク)をフロツピーデイスクドライブに固定するた
めのチヤツキング装置、10は基準トラツク位置
センサである。 このような構成のヘツド位置決め装置の動作
は、まず、シヤーシに固定されたステツピングモ
ータ1は、制御信号により、回転角度が段階状に
変化する。よつて、プーリ2も階段状に回転す
る。このプーリ2の回転は、スチールベルト3を
介して、キヤリジ5をレール4に沿つて直線運動
させる。 すなわち、キヤリジ5は、ステツピングモータ
1の段階状に変化する回転に応じて、直線運動を
する。つまり、ステツピングモータ1は一定角度
ごとの回転を行うので、キヤリジ5は、一定間隔
ごとの直線運動を行うものである。 したがつて、キヤリジ5およびキヤリジ5に固
定されたヘツドアーム6に取付けられた上、下磁
気ヘツド7,8は、一定間隔ごとの直線運動を行
うものである。 この間隔をトラツク間(トラツク密度の逆数)
に設定すれば、上、下磁気ヘツド7,8がトラツ
クの位置に位置決めされる。 そして、基準トラツク位置センサ10は、キヤ
リジ5の位置を検出することにより、上、下磁気
ヘツド7,8が基準トラツク位置(通常、最外周
トラツク位置)に達したのを知るためのものであ
る。 このような磁気ヘツド位置決め装置を用いた磁
気記録再生装置における位置決め誤差要因として
は、(1)ステツピングモータの一方向の回転による
角度誤差(通常、回転角度の±2.5%程度)、(2)ス
テツピングモータの回転方向による角度誤差(通
常、回転角度の±1%程度)、(3)プーリ径の絶対
値精度、(4)レールのシヤーシへの取付け精度、(5)
磁気デイスクのチヤツキング精度、(6)磁気デイス
クの温湿度による伸縮等が存在する。 現状の3インチ径の磁気デイスクを用いた磁気
記録再生装置では、これらの合計が80μm程度あ
り、前記したトンネルイレーズ幅の制限から、
100Tpi(トラツク/インチ:1インチあたりのト
ラツク数)から150Tpi程度がトラツク密度の限
界となつており、高密度化への障害となつてい
る。 次に、上記のステツピングモータの回転方向に
よる角度誤差について、さらに詳しく説明する。 ここで、第2図は、ステツピングモータの回転
角度と出力トルクの関係図であり、第3図は、ス
テツピングモータの角度誤差説明図である。 そして、図のMは、時計方向の回転、Nは、反
時計方向の回転の時の出力トルクを示すものであ
る。 ステツピングモータは、出力トルクが0になつ
た点で静止するが、ステツピングモータに負荷を
つないだ場合、摩擦トルクにより、出力トルクに
ヒステリシスが生じる。したがつて、回転方向に
より、図示のように静止位置が異なり、第3図に
示すように、角度誤差に差が出、かつ、この角度
誤差はトラツクごとに異なるものである。 〔発明の目的〕 本発明は、ステツピングモータを用いた磁気ヘ
ツド位置決め装置において、ヘツド位置決め精度
を向上させ、高密度記録を実現させるようにし
た、磁気記録再生装置のヘツド位置決め装置の提
供を、その目的とするものである。 〔発明の概要〕 本発明に係る、磁気記録再生装置のヘツド位置
決め装置の構成は、少なくとも、ステツピングモ
ータにより磁気ヘツドを位置決めするようにした
磁気記録再生装置のヘツド位置決め装置におい
て、トラツクを計数する手段と、予め前記ステツ
ピングモータの移動方向によるトラツク毎のヘツ
ド位置決め誤差を補正する値を記憶させた不揮発
性のデータ記憶手段とを設け、そのデータ記憶手
段の前記補正値により上記ステツピングモータを
制御するように構成したものである。 なお詳述すると、次のとおりである。 すなわち、本発明は、さきに述べた位置決め誤
差要因のうち、主として、(2)の要因に起因する磁
気ヘツド位置決め誤差を減少させることにより、
ヘツド位置決め精度を向上させるようにしたもの
である。 上記した要因によるヘツド位置決め誤差は、ス
テツピングモータごとに、また各部品ごとに異つ
ており、これにより、磁気記録再生装置1台ご
と、さらには、トラツクごと、ステツピングモー
タの回転方向ごとに異つている。 本発明においては、ヘツド位置決め装置組立後
のヘツド位置決め誤差を予め1台ごとに測定し、
その誤差を補正する手段をフロツピーデイスクド
ライブに備え、補正値を1台ごとに記憶させ、そ
の値により、ヘツド位置を制御することにより、
ヘツド位置決め誤差を吸収し、ヘツド位置決め精
度の向上を実現したものである。 そして、誤差補正の手段としては、ステツピン
グモータの階段状の回転後の静止位置が、ステツ
ピングモータの内部磁界を制御することにより、
微少に変化することを利用し、容易に実現するこ
とができるようにしたものである。 すなわち、トラツクカウンタとステツピングモ
ータの回転方向を決める信号により、PROMか
ら移動方向によるトラツクごとの磁気ヘツド位置
決め誤差を補正するデータを出力して、ステツピ
ングモータを微少偏位させるようにしたものであ
る。 〔発明の実施例〕 本発明に係る実施例を、各図を参照して説明す
る。 まず、第4図は、本発明の一実施例に係る、磁
気記録再生装置のヘツド位置決め装置の回路図で
ある。 しかして、図示構成のものは、第1図のステツ
ピングモータ1に新たに付設されるものである。 図において、1はステツピングモータ、11
は、トラツクを計数する手段に係るトラツクカウ
ンタ、12は、データ記憶手段に係るPROM(プ
ログラマブルリードオンリーメモル)、13は変
換器、14はステツピングモータドライバ、15
は発振器、16は分周器である。 まず、入力信号について説明すると、STEP
は、上位のコントローラから送られてくる磁気ヘ
ツドを1トラツク分移動させるための信号であ
る。 本実施例では、STEPの立下り1回ごとにステ
ツピングモータ1が一定角度回転するものであ
る。 また、DIRECTIONも上位のコントローラか
らの信号で、ステツピングモータ1の回転方向を
指示し、この信号がローレベルのときに、磁気ヘ
ツドは磁気デイスクの内側トラツク方向へ移動す
る。 TKφφは、第1図の基準トラツク位置センサ1
0の出力で、上、下磁気ヘツド7,8が基準トラ
ツク位置に達したときにローレベルとなる。 さらに、POWER ON信号は、このシステム
の電源が立上つたときにハイレベルとなる信号で
ある。 次に、各部の動作を説明する。 トラツクカウンタ11は、電源オン時に、上、
下磁気ヘツド7,8を基準トラツク位置(磁気デ
イスクの最外周トラツクで、通常、そのトラツク
の番号を0として1トラツク内側へ移動するごと
にトラツク番号が1ずつ増加する。)に移動させ
られるとともにリセツトされる(0に合せられ
る)ものである。 そして、通常は、上位のコントローラからの
STEPおよびDIRECTION信号により、カウント
UPあるいはカウントDOWNして、その出力トラ
ツク番号を示すものである。 トラツクカウンタ11のバイナリ値の下位2ビ
ツトの出力Q0,Q1はEORゲートを通して、ステ
ツピングモータドライバ14のD1端子に印加さ
れ、また、前記のQ1は、同様にD2端子に印加さ
れる。 したがつて、ステツピングモータドライバ14
のD1,D2端子においては、トラツクカウンタ1
1をカウントUP時には(D2,D1)の変化は、
(0、0)→(0、1)→(1、1)→(1、0)
→(0、0)→…と繰返すものである。 また逆に、カウントDOWN時には、(0、0)
→(1、0)→(1、1)→(0、1)→(0、
0)…と繰返すものである。 このステツピングモータドライバ14は、例え
ば、日立製作所製のIC、HA13421Pであり、第5
図は、ステツピングモータの動作原理を示す回転
原理図である。 しかして、第4図の入力端子E1の入力電圧に
応じた電流は、D1端子がローレベルのときには、
スイツチトランジスタT2,T3がオンすることに
より、ステツピングモータ1のA相巻線のa方向
に流され、D1端子がハイレベルのときは、スイ
ツチトランジスタT1,T4がオンすることにより、
b方向へと流される。入力端子E2の入力電圧に
応じた電流についても、スイツチングトランジス
タT5〜T8により、同様に行われる。 すなわち、入力端子E1およびE2に印加された
電圧が、D1およびD2端子への入力信号によつて、
方向を制御されてステツピングモータ1のA相お
よびB相巻線に印加される。 したがつて、ステツピングモータ1として、例
えば、一般市販のハイブリツド型ステツピングモ
ータを使えば、トラツクカウンタ11のカウント
UPあるいはカウントDOWNにより、前記したよ
うにD1,D2端子の信号が変化するので、ステツ
ピングモータ1の内部の磁界が、第5図に示すよ
うに回転し、ステツピングモータ1が回転するこ
ととなる。よつて磁気ヘツドは1トラツク分ずつ
移動する。 次に、位置決め誤差の補正について説明する。 第6図は、ステツピングモータの巻線の電圧を
制御したときの微少静止位置変化の実測値を示す
制御方法説明図である。 すなわち、同図Aは、A相巻線、B相巻線に印
加する電圧比を変えた場合のステツピングモータ
の静止位置を示している。横軸は、A相巻線、B
相巻線の電圧を、縦軸は、静止位置を示してい
る。これにより、同一電圧印加時のつり合いの位
置から、電圧を制御することによつて、±1/2ステ
ツプ分静止位置を制御できることがわかる。 したがつて、A相巻線、B相巻線の電圧を制御
することにより、任意の位置へ磁気ヘツドを位置
決めできる。 また、同図Bは、A相巻線、B相巻線に印加す
る電圧をPWM変調(パルス幅変調)により、そ
のジユーテイ(Duty)比を変化させた場合の静
止位置を示している。これにより、A相巻線、B
相巻線のデユーテイ比を変えることにより、電圧
比を変えたときと同様に、静止位置を制御できる
ことがわかる。 位置決め誤差の補正は、以下のごとくして行う
ものである。 まず、組立終了後、個々のトラツクにおいて、
ステツピングモータ1の回転方向により、位置決
め誤差が0となるためのA相巻線とB相巻線に印
加すべき電圧(あるいはデユーテイ比)を測定す
る(通常、デイスクに位置決め誤差を測定するた
めの特別な信号を書き込んでおき、この信号を磁
気ヘツドで読取ることにより位置決め誤差を測定
することが公知となつている。)。この電圧値ある
いは、デユーテイに相当するデータを第4図の
PROM12に書込む。 これにより、ドライブごと、トラツクごと、か
つステツピングモータの回転方向ごとに位置決め
誤差を0とするための補正用データがPROM1
2内部に書き込まれていることとなる。 したがつて、このドライブの使用時には、トラ
ツクごとに位置決め誤差を0とするための信号
が、トラツクカウンタ11の出力と
DIRECTION信号に応じてPROM12から読出
され、変換器13、およびステツピングモータド
ライバ14によつて、ステツピングモータ1を、
位置決め誤差が0となる位置に静止させる。 ステツピングモータ1の回転方向により
PROM12に書き込むデータは以下のごとくし
て決定するものである。 ここで、第7図は、回転方向によるステツピン
グモータの静止位置の分布図であつて、あるトラ
ツクにおける時計方向回転時イと反時計方向回転
時ロのステツピングモータの静止位置の度数の実
測値を示すものである。 このように、静止位置は、多少バラツキはある
が、ほとんど一定している。 これらのイ、ロの中心値を、位置決め誤差0と
なるような電圧値あるいは、デユーテイに相当す
るデータとして、さきに第4図のPROM12に
書き込んでおけば、位置決め誤差を小さくするこ
とができる。 次に、さきの第4図に示した変換器13の具体
的な各構成例を、第8,9図の回路図により説明
する。 まず、第8図は、D/A(デジタル・アナログ)
変換器を用いた構成例である。 既述のように、12はPROM、14はステツ
ピングモータドライバであり、17はD/A変換
器である。 すなわち、PROM12に書込まれているデー
タは、D/A変換器17によつてアナログ電圧値
に変えられ、ドライバトランジスタT9,T10によ
り、ステツピングドライバ14の入力端子E1
E2を定電圧駆動とする。 したがつて、これは、さきの第6図のAに示し
た電圧で制御するのに適した方法である。 次に、第9図は、他の構成例で、デユーテイを
変える方法に係る回路図である。 図で、12はPROM、14はステツピングモ
ータドライバで、15は発振器、16は分周器、
18はデジタルコンパレータであり、後述する第
4図の発振器15、分周器16を共用するもので
ある。 すなわち、分周器16は、常に、発振器15の
パルスをバイナリ値に分周している。 したがつて、一定パルスごとにキヤリが発生
し、フリツプフロツプFF2およびFF3をリセツ
トしている。デジタルコンパレータ18は、
PROM12の出力値と分周器16の出力値とを
比較し、一致したら、それぞれフリツプフロツプ
FF2あるいはFF3をセツトする。 よつて、PROM12の値に従つたデユーテイ
の信号がフリツプフロツプFF2およびFF3に発
生し、ドライバトランジスタT11およびT12をス
イツチングする。 したがつて、ステツピングモータドライバ14
の入力端子E1,E2には、PROM12のデータに
従つたデユーテイ比のVCCが印加される。 この方式は、ドライバトランジスタT11,T12
が飽和動作のため、効率が良いものである。 次に、前後したが、第4図で述べたシステムに
おいては、実際のトラツク位置とトラツクカウン
タ11の値とが一致していないと、目的の補正デ
ータが正しくPROM12から出力されないため、
電源の立上り時にトラツクカウンタ11をリセツ
トする必要がある。 ここで、第10図は、電源立上り時のタイミン
グチヤート図である。 すなわち、POWER ON信号が立上ると、さ
きの第4図のフリツプフロツプFF1はセツトさ
れ、アツプダウンカウンタで構成されるトラツク
カウンタ11は、カウントDOWNモードとなる。 また、発振器15の出力パルスは分周器16に
より分周されて、図のNA1,NA2を通り、ト
ラツクカウンタ11のCLK端子に印加される。
このとき、STEP信号は、図示しないゲートによ
りハイレベルとなつている。分周器16の出力パ
ルス周期は、通常、数mSec程度に設定すればよ
い。 したがつて、数mSecごとにトラツクカウンタ
11がカウントDOWNするとともに、ステツピ
ングモータ1も回転し、磁気ヘツドを基準トラツ
ク方向に移動させる。 磁気ヘツドが基準トラツク位置に達すると、基
準トラツク位置センサ10からの信号TKφφはロ
ーレベルとなり、フリツプフロツプFF1をリセ
ツトするとともに、トラツクカウンタ11をリセ
ツトする。 よつて、トラツクカウンタ11の値と実際のト
ラツク位置は一致し、これ以降、STEP
DIRECTIONの入力に応じて、上、下磁気ヘツ
ド7,8は、前述したような補正の動作によつ
て、位置決め誤差が少ない位置に位置決めされる
ものである。 以上に述べた実施例に係る本発明によれば、ス
テツピングモータを利用したオープンループヘツ
ド位置決め装置の位置決め誤差を改善させること
ができた。 すなわち、位置決め誤差は、従来の±20μmか
ら、±4μmへと改善され、3インチサイズのフロ
ツピーデイスクにおいても、全誤差要因の和に係
るものを略±21μmに改善することができ、
200Tpiと、従来の2倍に記録密度を向上させる
ことが可能となつたものである。 以上、フロツピーデイスクをもとに説明した
が、本発明は、フロツピーデイスクだけの使用に
限定されるものではなく、ステツピングモータを
用いたオープンループ式の位置制御方式には広く
利用しうるものである。 また、第9図に示したデユーテイ比を変える変
換器の例においては、入力端子E1とE2をコンプ
リメンタリに動作させることにより、デジタルコ
ンパレータ18を1個にし、フリツプフロツプ
FF3を除くことも可能である。 さらに、PROMは、不揮発性の記憶手段であ
ればよく、紫外線消去型ROM、マスクROMを
問わず、電池によりバツクアツプされたRAM
(ランダムアクセスメモリ)でもよいのは明らか
である。 〔発明の効果〕 本発明によれば、新しいヘツド位置決め装置を
用いることなく、電子部品を従来のものに付加す
るのみでヘツド位置決め精度を向上できるという
効果を奏するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a head positioning device for a magnetic recording/reproducing device, and particularly to a magnetic head positioning device that uses a stepping motor to improve the positioning accuracy. , relates to a head positioning device for a magnetic recording/reproducing device. [Background of the Invention] In conventional magnetic recording and reproducing devices with removable magnetic disks such as floppy disks, the positioning error of the magnetic head must be below a certain tolerance in order to maintain compatibility between devices. is required. This tolerance varies depending on the number of tracks per unit length (track density) and the configuration and dimensions of the magnetic head, but if a tunnel erase type head with guard bands on both sides of the data is used,
The value roughly corresponds to the tunnel erase gap width. Therefore, as track density increases, higher head positioning accuracy is required. FIG. 1 is a schematic perspective view of a conventional example of a head positioning device that has been widely used in floppy disks. In FIG. 1, 1 is a stepping motor, 2 is a pulley press-fitted into the shaft of the stepping motor, 3 is a steel belt, 4 is a rail fixed to the chassis (not shown) of a floppy disk drive, and 5 is a pulley press-fitted into the shaft of the stepping motor. is the carriage, 6 is the head arm, 7 is the upper magnetic head, 8 is the lower magnetic head, 9
1 is a chucking device for fixing a magnetic recording medium (floppy disk) (not shown) to a floppy disk drive, and 10 is a reference track position sensor. In the operation of the head positioning device having such a structure, first, the rotation angle of the stepping motor 1 fixed to the chassis is changed stepwise in response to a control signal. Therefore, the pulley 2 also rotates in a stepwise manner. This rotation of the pulley 2 causes the carriage 5 to move linearly along the rail 4 via the steel belt 3. That is, the carriage 5 moves linearly in accordance with the stepwise changing rotation of the stepping motor 1. That is, since the stepping motor 1 rotates at regular intervals, the carriage 5 performs linear motion at regular intervals. Therefore, the carriage 5 and the upper and lower magnetic heads 7, 8 attached to the head arm 6 fixed to the carriage 5 move linearly at regular intervals. This interval is used as the reciprocal of the track density.
When set, the upper and lower magnetic heads 7 and 8 are positioned at the track position. The reference track position sensor 10 is used to detect when the upper and lower magnetic heads 7 and 8 have reached the reference track position (usually the outermost track position) by detecting the position of the carriage 5. . Positioning error factors in a magnetic recording/reproducing device using such a magnetic head positioning device include (1) angular error due to rotation of the stepping motor in one direction (usually about ±2.5% of the rotation angle); (2) Angle error due to the rotation direction of the stepping motor (usually about ±1% of the rotation angle), (3) Absolute accuracy of pulley diameter, (4) Accuracy of mounting the rail to the chassis, (5)
There are factors such as the tracking accuracy of the magnetic disk, and (6) expansion and contraction of the magnetic disk due to temperature and humidity. In the current magnetic recording/reproducing device using a 3-inch diameter magnetic disk, the total of these is about 80 μm, and due to the tunnel erase width limit mentioned above,
The limit of track density is about 100 Tpi (tracks/inch: number of tracks per inch) to 150 Tpi, and this is an obstacle to higher density. Next, the angular error due to the rotational direction of the stepping motor will be explained in more detail. Here, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotation angle and output torque of the stepping motor, and FIG. 3 is a diagram illustrating the angular error of the stepping motor. In the figure, M indicates the output torque when rotating in the clockwise direction, and N indicates the output torque when rotating in the counterclockwise direction. A stepping motor stops when the output torque becomes 0, but when a load is connected to the stepping motor, hysteresis occurs in the output torque due to frictional torque. Therefore, depending on the direction of rotation, the stationary position differs as shown in the figure, and as shown in FIG. 3, there is a difference in angular error, and this angular error differs from track to track. [Object of the Invention] The present invention provides a head positioning device for a magnetic recording/reproducing device, which improves head positioning accuracy and realizes high-density recording in a magnetic head positioning device using a stepping motor. That is the purpose. [Summary of the Invention] The configuration of the head positioning device for a magnetic recording and reproducing device according to the present invention includes at least a head positioning device for a magnetic recording and reproducing device in which a stepping motor is used to position the magnetic head. and a non-volatile data storage means in which a value for correcting head positioning error for each track due to the moving direction of the stepping motor is stored in advance, and the stepping motor is controlled by the correction value of the data storage means. It is configured to control. The details are as follows. That is, the present invention reduces the magnetic head positioning error mainly caused by factor (2) among the positioning error factors mentioned above.
The head positioning accuracy is improved. The head positioning error due to the above factors differs for each stepping motor and each part, and as a result, it varies for each magnetic recording/reproducing device, for each track, and for each direction of rotation of the stepping motor. It's on. In the present invention, the head positioning error after assembly of the head positioning device is measured in advance for each head positioning device, and
By equipping the floppy disk drive with a means to correct the error, storing the correction value for each drive, and controlling the head position using the value,
This absorbs head positioning errors and improves head positioning accuracy. As a means of error correction, the rest position of the stepping motor after the stepwise rotation is controlled by controlling the internal magnetic field of the stepping motor.
This method takes advantage of minute changes and can be easily realized. In other words, the PROM outputs data for correcting the positioning error of the magnetic head for each track due to the direction of movement based on the signal that determines the rotation direction of the track counter and the stepping motor, thereby causing the stepping motor to slightly deviate. be. [Embodiments of the Invention] Examples of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 4 is a circuit diagram of a head positioning device for a magnetic recording/reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. The illustrated configuration is a new addition to the stepping motor 1 shown in FIG. In the figure, 1 is a stepping motor, 11
12 is a PROM (Programmable Read Only Memory) as a data storage means; 13 is a converter; 14 is a stepping motor driver;
is an oscillator, and 16 is a frequency divider. First, to explain the input signal, STEP
is a signal sent from a higher-level controller to move the magnetic head by one track. In this embodiment, the stepping motor 1 rotates by a certain angle every time STEP falls. DIRECTION is also a signal from a higher-level controller that instructs the direction of rotation of the stepping motor 1. When this signal is at a low level, the magnetic head moves toward the inner track of the magnetic disk. TKφφ is the reference track position sensor 1 in Fig. 1.
With an output of 0, it becomes a low level when the upper and lower magnetic heads 7 and 8 reach the reference track position. Further, the POWER ON signal is a signal that becomes high level when the power of this system is turned on. Next, the operation of each part will be explained. When the power is turned on, the track counter 11 is
While the lower magnetic heads 7 and 8 are moved to the reference track position (the outermost track of the magnetic disk, the track number is usually set to 0 and the track number increases by 1 each time the head moves one track inward). It is reset (set to 0). And usually from a higher level controller
Counting by STEP and DIRECTION signals
The count is UP or DOWN to indicate the output track number. The outputs Q 0 and Q 1 of the lower two bits of the binary value of the track counter 11 are applied to the D 1 terminal of the stepping motor driver 14 through the EOR gate, and the above Q 1 is similarly applied to the D 2 terminal. be done. Therefore, the stepping motor driver 14
At the D 1 and D 2 terminals of the track counter 1
When counting up 1, the change in (D 2 , D 1 ) is
(0, 0) → (0, 1) → (1, 1) → (1, 0)
→ (0, 0) →... is repeated. Conversely, when the count is DOWN, (0, 0)
→(1,0)→(1,1)→(0,1)→(0,
0)... is repeated. This stepping motor driver 14 is, for example, an IC manufactured by Hitachi, Ltd., HA13421P.
The figure is a rotation principle diagram showing the operating principle of a stepping motor. Therefore, when the D1 terminal is at low level, the current corresponding to the input voltage of the input terminal E1 in Fig. 4 is as follows.
When the switch transistors T 2 and T 3 are turned on, the current flows in the a direction of the A-phase winding of the stepping motor 1, and when the D 1 terminal is at a high level, the switch transistors T 1 and T 4 are turned on. According to
It is flown in direction b. The switching transistors T 5 to T 8 perform the same operation regarding the current according to the input voltage of the input terminal E 2 . That is, the voltage applied to the input terminals E 1 and E 2 is caused by the input signals to the D 1 and D 2 terminals,
It is applied to the A-phase and B-phase windings of the stepping motor 1 with its direction controlled. Therefore, if a commercially available hybrid stepping motor, for example, is used as the stepping motor 1, the count of the track counter 11 will be reduced.
Due to UP or count DOWN, the signals at the D 1 and D 2 terminals change as described above, so the magnetic field inside the stepping motor 1 rotates as shown in Figure 5, and the stepping motor 1 rotates. That will happen. Therefore, the magnetic head moves one track at a time. Next, correction of positioning errors will be explained. FIG. 6 is an explanatory diagram of a control method showing actual measured values of minute changes in stationary position when the voltage of the winding of the stepping motor is controlled. That is, Figure A shows the rest position of the stepping motor when the voltage ratio applied to the A-phase winding and the B-phase winding is changed. The horizontal axis is the A phase winding, B
The vertical axis shows the voltage of the phase winding and the rest position. This shows that by controlling the voltage, the rest position can be controlled by ±1/2 steps from the balanced position when the same voltage is applied. Therefore, by controlling the voltages of the A-phase winding and the B-phase winding, the magnetic head can be positioned at any desired position. Further, B in the figure shows the rest position when the duty ratio is changed by PWM modulation (pulse width modulation) of the voltage applied to the A-phase winding and the B-phase winding. As a result, the A phase winding, B
It can be seen that by changing the duty ratio of the phase winding, the rest position can be controlled in the same way as by changing the voltage ratio. Correction of positioning errors is performed as follows. First, after assembly, on each individual truck,
Depending on the rotational direction of the stepping motor 1, measure the voltage (or duty ratio) that should be applied to the A-phase winding and the B-phase winding in order to make the positioning error zero (usually in order to measure the positioning error on the disk). It is known to measure the positioning error by writing a special signal in advance and reading this signal with a magnetic head.) The data corresponding to this voltage value or duty is shown in Figure 4.
Write to PROM12. As a result, the correction data for setting the positioning error to 0 for each drive, each track, and each rotation direction of the stepping motor is stored in the PROM1.
This means that it is written inside 2. Therefore, when using this drive, the signal for setting the positioning error to 0 for each track is the output of the track counter 11.
The stepping motor 1 is read out from the PROM 12 according to the DIRECTION signal, and is controlled by the converter 13 and the stepping motor driver 14.
It is made to stand still at a position where the positioning error becomes 0. Depending on the rotation direction of stepping motor 1
The data to be written into the PROM 12 is determined as follows. Here, FIG. 7 is a distribution diagram of the resting position of the stepping motor according to the rotation direction, and is an actual measurement of the degrees of the resting position of the stepping motor during clockwise rotation (A) and counterclockwise rotation (B) in a certain track. It indicates the value. In this way, the rest position is almost constant, although there is some variation. If the center values of these A and B are written in the PROM 12 shown in FIG. 4 in advance as a voltage value or data corresponding to duty that will result in a positioning error of 0, the positioning error can be reduced. Next, specific configuration examples of the converter 13 shown in FIG. 4 will be explained with reference to the circuit diagrams shown in FIGS. 8 and 9. First, Figure 8 shows D/A (digital/analog)
This is an example of a configuration using a converter. As mentioned above, 12 is a PROM, 14 is a stepping motor driver, and 17 is a D/A converter. That is, the data written in the PROM 12 is converted into an analog voltage value by the D/A converter 17, and the input terminals E 1 and E 1 of the stepping driver 14 are converted by the driver transistors T 9 and T 10 .
E 2 is driven at constant voltage. Therefore, this is a suitable method for controlling with the voltage shown in A of FIG. 6 above. Next, FIG. 9 is a circuit diagram relating to a method of changing the duty in another configuration example. In the figure, 12 is a PROM, 14 is a stepping motor driver, 15 is an oscillator, 16 is a frequency divider,
18 is a digital comparator, which is used in common with the oscillator 15 and frequency divider 16 in FIG. 4, which will be described later. That is, the frequency divider 16 always divides the pulse of the oscillator 15 into binary values. Therefore, a carry occurs every certain pulse, and flip-flops FF2 and FF3 are reset. The digital comparator 18 is
The output value of the PROM 12 and the output value of the frequency divider 16 are compared, and if they match, the respective flip-flops are
Set FF2 or FF3. Therefore, a signal with a duty according to the value of PROM 12 is generated in flip-flops FF2 and FF3 to switch driver transistors T11 and T12 . Therefore, the stepping motor driver 14
V CC having a duty ratio according to the data of PROM 12 is applied to input terminals E 1 and E 2 of . This method uses driver transistors T 11 , T 12
is a saturated operation, so it is efficient. Next, although it is a bit of a back and forth, in the system described in FIG.
It is necessary to reset the track counter 11 when the power is turned on. Here, FIG. 10 is a timing chart when the power is turned on. That is, when the POWER ON signal rises, the flip-flop FF1 shown in FIG. 4 is set, and the track counter 11 consisting of an up-down counter enters the count DOWN mode. Further, the output pulse of the oscillator 15 is frequency-divided by a frequency divider 16, passes through NA1 and NA2 in the figure, and is applied to the CLK terminal of the track counter 11.
At this time, the STEP signal is kept at a high level by a gate (not shown). The output pulse period of the frequency divider 16 may normally be set to about several mSec. Therefore, the track counter 11 counts down every few mSec, and the stepping motor 1 also rotates to move the magnetic head in the direction of the reference track. When the magnetic head reaches the reference track position, the signal TKφφ from the reference track position sensor 10 becomes low level, resetting the flip-flop FF1 and the track counter 11. Therefore, the value of the track counter 11 and the actual track position match, and from now on, STEP ,
In response to the DIRECTION input, the upper and lower magnetic heads 7 and 8 are positioned at positions with little positioning error by the above-described correction operation. According to the present invention according to the embodiments described above, it was possible to improve the positioning error of an open loop head positioning device using a stepping motor. In other words, the positioning error has been improved from the conventional ±20 μm to ±4 μm, and even for a 3-inch floppy disk, the sum of all error factors can be improved to approximately ±21 μm.
It has become possible to increase the recording density to 200Tpi, which is twice as high as that of conventional technology. Although the above explanation was based on a floppy disk, the present invention is not limited to use only with a floppy disk, but can be widely used in open-loop position control systems using stepping motors. It is something. In addition, in the example of the converter that changes the duty ratio shown in FIG. 9, the input terminals E 1 and E 2 are operated complementary, so that the number of digital comparators 18 is reduced to one, and the flip-flop
It is also possible to exclude FF3. Furthermore, PROM can be any non-volatile storage means, regardless of whether it is an ultraviolet erasable ROM or a mask ROM, or a RAM backed up by a battery.
(Random access memory) is obviously possible. [Effects of the Invention] According to the present invention, the head positioning accuracy can be improved simply by adding electronic components to the conventional device without using a new head positioning device.

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

第1図は、従来例のヘツド位置決め装置の略示
斜視図、第2図は、ステツピングモータの回転角
度と出力トルクの関係図、第3図は、ステツピン
グモータの角度誤差説明図、第4図は、本発明の
一実施例に係る、磁気記録再生装置のヘツド位置
決め装置の回路図、第5図は、ステツピングモー
タの回転原理図、第6図は、ステツピングモータ
の制御方法説明図、第7図は、回転方向によるス
テツピングモータの静止位置の分布図、第8,9
図は、その変換器の各回路図、第10図は、電源
立上り時のタイミングチヤート図である。 1……ステツピングモータ、7……上磁気ヘツ
ド、8……下磁気ヘツド、10……基準トラツク
位置センサ、11……トラツクカウンタ、12…
…PROM、13……変換器、14……ステツピ
ングモータドライバ、15……発振器、16……
分周器、17……D/A変換器、18……デイジ
タルコンパレータ。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a conventional head positioning device, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotation angle and output torque of the stepping motor, and FIG. 3 is a diagram explaining the angular error of the stepping motor. Fig. 4 is a circuit diagram of a head positioning device for a magnetic recording/reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 5 is a diagram of the rotation principle of a stepping motor, and Fig. 6 is an explanation of a method of controlling the stepping motor. Figure 7 is a distribution diagram of the rest position of the stepping motor according to the rotation direction, Figures 8 and 9 are
The figures are circuit diagrams of the converter, and FIG. 10 is a timing chart when the power is turned on. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Stepping motor, 7... Upper magnetic head, 8... Lower magnetic head, 10... Reference track position sensor, 11... Track counter, 12...
...PROM, 13 ... converter, 14 ... stepping motor driver, 15 ... oscillator, 16 ...
Frequency divider, 17...D/A converter, 18...digital comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも、ステツピングモータにより磁気
ヘツドを位置決めするようにした磁気記録再生装
置のヘツド位置決め装置において、トラツクを計
数する手段と、予め前記ステツピングモータの移
動方向によるトラツク毎のヘツド位置決め誤差を
補正する値を記憶させた不揮発性のデータ記憶手
段とを設け、そのデータ記憶手段の前記補正値に
より上記ステツピングモータを制御するように構
成したことを特徴とする磁気記録再生装置のヘツ
ド位置決め装置。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
ステツピングモータの制御を、その巻線の駆動電
圧の制御により行わせるように構成したものであ
る磁気記録再生装置のヘツド位置決め装置。 3 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
ステツピングモータの制御を、その巻線の駆動電
圧のジユーテイ比の制御により行うように構成し
たものである磁気記録再生装置のヘツド位置決め
装置。 4 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
電源立上り時において、磁気ヘツドを基準トラツ
ク方向に移動させ、当該磁気ヘツドが基準トラツ
ク位置に達したときに、基準トラツク位置センサ
により、トラツクを計数する手段をリセツトし、
その値と実際のトラツク位置とを一致させるよう
に構成したものである磁気記録再生装置のヘツド
位置決め装置。
[Scope of Claims] 1. At least a head positioning device for a magnetic recording/reproducing apparatus in which a magnetic head is positioned by a stepping motor, which includes means for counting tracks, and means for counting tracks in advance according to the moving direction of the stepping motor. A magnetic recording and reproducing apparatus characterized in that the magnetic recording and reproducing apparatus is provided with a non-volatile data storage means in which a value for correcting a head positioning error is stored, and the stepping motor is controlled by the correction value of the data storage means. head positioning device. 2. In what is stated in claim 1,
A head positioning device for a magnetic recording/reproducing device, which is configured to control a stepping motor by controlling the driving voltage of its winding. 3 In what is stated in claim 1,
A head positioning device for a magnetic recording/reproducing device, which is configured to control a stepping motor by controlling the duty ratio of the driving voltage of its winding. 4 In what is stated in claim 1,
When the power is turned on, the magnetic head is moved in the direction of the reference track, and when the magnetic head reaches the reference track position, the means for counting tracks is reset by the reference track position sensor,
A head positioning device for a magnetic recording/reproducing device configured to match the value with the actual track position.
JP19355383A 1983-10-07 1983-10-18 Head positioning device of magnetic recording and reproducing device Granted JPS6085474A (en)

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