JPH04147476A - 磁気ディスク装置におけるキャリッジのロック方法 - 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］ 本発明は磁気ディスク装置に係り、特に磁気ヘッドを動
作させるキャリッジのロック方法に関する。

［従来の技術］ 現在使用されている大半の磁気ディスク装置は、ウィン
チエスタ−技術を踏襲した装置である。これは磁気ディ
スクと磁気ヘッドが、装置の非動作時には接触し、動作
時には離れる、いわゆるコンタクト・スタート・ストッ
プ（ＣＳ　Ｓ）方式の装置である。この方式により、磁
気ディスク装置は急速な発展を遂げ、装置の信頼性は飛
躍的に向上したが、現在でもなお以下のような問題があ
り、装置の取扱や安全設計に多くの労力が払われている
。

ａ、外部からの衝撃により、磁気ヘッドが磁気ディスク
に傷をつけ、書き込まれであるデータを破壊したり、書
き込みが不能となる。

ｂ、不慮の電源落ちで、磁気ヘッドが磁気ディスクのデ
ータエリア面にランディングし、磁気ヘッドが磁気ディ
スク表面に傷をつけ、書き込まれであるデータを破壊し
たり、書き込みが不能となる。

Ｃ１外部からの衝撃により、磁気ヘッドを搭載している
キャリッジ機構部が変形してトラックずれを起こし、デ
ータの読み出し／書き込みが不能になる。

この対策として、従来、磁気ヘッドを搭載しているキャ
リッジ機構部を機械的にロックする方法が採られてきた
。

第５図は、従来の磁気ディスク装置のキャリッジ機構部
の概略図である。図において、（１）は磁気ディスク、
（２）は磁気ディスク（１）を回動するスピンドルモー
ター、（３）はデータの読み出し／書き込みを行う磁気
ヘッド、（４）はベースフレーム、（５）は磁気ヘッド
（３）を搭載するキャリッジ（スイングアームとも言う
）　、（Ｂ）はキャリッジ（５）の回転中心であるピボ
ット、（７）はキャリッジ（５）を駆動する励磁コイル
、（８）はソレノイド、（９）はソレノイド（８）によ
り動作するアーマチュア、（ｌＯ）はキャリッジ（５）
のロックレバ−１（１１）はロックレバ−（１０）のリ
セットスプリング、（１２）はロックレバ−（ｌＯ）の
支点、（１３）はキャリッジ（５）に固定された固定歯
車、（１０１）はロックレバ−（１０）に形成された爪
、（５２）はりトラクトスプリングである。

上記の構成によれば、キャリッジ（５）は励磁コイル（
７）で駆動され、ピボット（６）を中心にして揺動運動
をう。装置が駆動状態にあるときは、磁気ヘッド（３）
は所望のデータトラックに位置決めされ、そこでデータ
の読み出し／書き込みが行われる。

装置の電源が切れたときは、同時にソレノイド（８）に
流れていた電流も断たれ、ロックレバ−（１０）と回転
結合しているアーマチュア（９）の磁気的拘束が解け、
リセットスプリング（１１）によってロックレバ−（１
０）は支点（１２）を中心に回転し、ロックレバ−（ｌ
Ｏ）に形成されている爪（１０１）がキャリッジ（５）
に固定されている固定歯車（１３）の歯溝に係合して、
キャリッジ（５）がロックされる。また、装置の電源が
断たれたときに、リトラクトスプリング（５２）によっ
て、磁気ヘッド（３）を磁気ディスク（１）のデータの
書かれていないエリア゛（本例では、内周側のエリア）
にリトラクトさせる機能を付加させることもできた。

そして、再び装置に電源が投入されると、ソレノイド（
８）に電流が流れてアーマチュア（９）に磁気的吸引力
が作用し、リセットスプリング（１１）によって固定歯
車（１３）に係合していたロックレバ−（１０）をロッ
ク状態から解除し、その後の所望の動作シーケンスを経
て、装置は上位からの命令を待つ状態に入る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の構成では以下のような課題があっ
た。

ａ、磁気ディスク装置の稼動中はソレノイド（８）に電
流が流れ続けるため、装置の低消費電力化の点で問題が
ある。

ｂ、ソレノイド（８）、ロックレバ−（１０）を使うロ
ック機構では可動体の重心位置を可動体の回転位置に一
致させることが困難であるため、キャリッジ（５）にロ
ックが掛かつていても、外部からの振動、衝撃の大きさ
、方向によりソレノイド（８）、ロックレバ−（１０）
が動いてしまい、ロックが外れることがある。

本発明は上記の課題を解決するために成されたもので、
磁気ディスク装置が稼動中であっても、ロック機構に電
流を流す必要をなくして装置の低消費電力化を可能とし
、外部からの振動、衝撃に対してもロックの外れること
がほとんどない、磁気ディスク装置のキャリッジのロッ
ク方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係るキャリッジのロック方法は、磁気ディ
スク装置の電源が切れると同時若しくは直後に、慣性力
によって回転が持続している磁気ディスク回転用スピン
ドルモータによって誘起される逆起電力を利用してキャ
リッジ組立体とロックレバ−を所望の位置に移動し、こ
れらのキャリッジ組立体とロックレバ−を係合させて、
キャリッジをロックするものである。

第２の発明に係るキャリッジのロック方法は、第１の発
明において、キャリッジ組立体を所望の位置に移動させ
る駆動力を、キャリッジ組立体に固定したコイルに上記
の逆起電力を印加して常に同じ方向に電流を流し、この
コイルの位置する場所の磁界との間で発生する電磁力に
より得ることとし、ロックレバ−を所望の位置に移動さ
せる駆動力を、ベースフレームに固定したソレノイドに
上記逆起電力を印加して常に同じ方向に電流を流し、こ
のソレノイドのコイルが発生する磁界と、ロックレバ−
に固定した永久磁石との間で発生する電磁力ににより得
るようにするものである。

第３の発明に係るキャリッジのロック方法は、第１又は
第２の発明のキャリッジ組立体とロックレバ−との係合
を、磁気回路を構成することによって行い、ロックレバ
−側に永久磁石を備え、キャリッジ組立体側に軟磁性材
料から成るフラッフスバスを備え、ロックレバ−とキャ
リッジ組立体の移動により、この両者の間で形成される
磁気空隙を閉じて磁気吸引力を作用させ、ロックレバ−
とキャリッジ組立体を磁気的に拘束してロックするもの
である。

第４の発明に係るキャリッジのロック方法は、第１の発
明、第２の発明又は第３の発明おいて、に、磁気ディス
ク装置の電源がオンすると同時若しくは直後に、キャリ
ッジ組立体に固定したコイルに電流が流れ、その電磁力
によりキャリッジ組立体が動作しロックレバ−との間の
磁気的拘束を解いてロック位置から離れ、次の動作の準
備にはいるようにするものである。

第５の発明に係るキャリッジのロック方法は、第４の発
明において、キャリッジ組立体がロック位置から離れる
と、これに係合していたロックレバ−がリセットスプリ
ングによって初期位置に引き戻され、さらにリセットス
プリングの余荷重を受けてこの初期位置でリセット状態
に入るようにするものである。

第６の発明に係るキャリッジのロック方法は、第１の発
明から第５の発明のいずれかにおいて、ロックレバ−の
可動回りの回転中心を、ロックレバ−の重心に一致させ
るものである。

第７の発明に係るキャリッジのロック方法は、第１の発
明から第６の発明のいずれかにおいて、キャリッジ組立
体をロータリーＶＣＭで構成する場合、キャリッジ組立
体の可動回りの回転中心を、キャリッジ組立体の重心に
略一致させるものである。

［作　用］ 第１の発明においては、磁気ディスク装置の電源が切れ
ると、慣性力により回転を持続しているスピンドルモー
タの逆起電力でキャリッジ組立体とロックレバ−を所望
の位置に移動して係合させ、キャリッジをロックする。

第２の発明においては、キャリッジ組立体に固定したコ
イルにスピンドルモータによる逆起電力を印加して常に
同じ方向に電流を流し、このコイルの位置する場所の磁
界との間で発生する電磁力でキャリッジ組立体を移動し
、ベースフレームに固定したソレノイドにスピンドルモ
ータの逆起電力を印加して常に同じ方向に電流を流し、
このソレノイドのコイルが発生する磁界と、ロックレバ
−に固定した永久磁石との間で発生する電磁力でロック
レバ−を移動する。

第３の発明においては、ロックレバ−側に永久磁石を備
え、キャリッジ組立体側に軟磁性材のフラックスパスを
備え、ロックレバ−とキャリッジ組立体の移動で、永久
磁石とフラックスパスの間に形成される磁気空隙を閉じ
て磁気吸引力を作用させて、ロックレバ−とキャリッジ
組立体を磁気的に拘束し、ロックする。

第４の発明においては、磁気ディスク装置の電源がオン
すると、キャリッジ組立体に固定したコイルに電流が流
れ、その電磁力によりキャリッジ組立体がロックレバ−
との電磁的拘束を解いてロック位置から離れ、次の動作
に入る。

第５の発明においては、キャリッジ組立体がロック位置
から離れると、リセットスプリングが口ツクレバーを初
期位置に引き戻し、さらにロックレバ−はリセットスプ
リングの全荷重を受け、この初期位置でリセット状態に
入る。

第６の発明においては、ロックレバ−の回転中心と重心
が一致しているので、振動や衝撃時にもロックレバ−が
安定している。

第７の発明においては、キャリッジ組立体の回転中心と
重心が一致しているので、振動や衝撃時にもキャリッジ
組立体が安定している。は［実施例コ 本発明は、磁気ヘッドを搭載して目標のトラックにシー
クさせるキャリッジ機構のアクセス動作が、揺動運動で
あれ並進運動であれ適用が可能である。ただし、並進運
動を行うキャリッジ機構では、その重心位置を回転中心
に一致させることは不可能であり、振動、衝撃を原因と
する磁気ディスク装置の障害に対する信頼性は、これか
ら述べるロータリーボイスコイルモータ（以下、ロータ
リーＶＣＭと言う）に適用したときの信頼性より多少劣
る。

第１図はロータリーＶＣＭで構成した本発明に係るキャ
リッジ組立体の斜視図、第２図はロータリーＶＣＭとロ
ックレバ−の動作説明図、第３図は磁気ディスク装置の
電源立ち上げ時のパワーシーケンス説明図、第４図はこ
の発明に関与する回路ブロック図である。これらの各図
を用いて、本発明の一実施例を説明する。なお、第５図
と同一符号は、同−又は相当部分を示すものとし説明を
省略する。

ｏ−９＋）−ＶＣＭ（７００）　ハ磁気回路組立体（７
０）とキャリッジ組立体（５０）から成り、磁気回路組
立体（７０）は適宜に着磁された上下の永久磁石（７１
）と、この永久磁石（７１）を接合してかつフラックス
パス（５１）を構成する上下のヨーク（７２）、永久磁
石（７１）の間に空隙を作りかつ上下のヨーク（７２）
を固定するスタッド（７３）から構成されている。

磁気ディスク装置が稼動状態にある時、ロータリーＶ　
ＣＭ　（７００）は上位命令によって動作が可能である
。インターフェイス（図示せず）を通じてＣＰ　Ｕ　（
１０１）に入力された命令は、磁気ディスク装置が所望
の動作を行うために、ＣＰ　Ｕ　（１０１）内で処理さ
れる。上位よりシーク命令が発せられるとＣＰ　Ｕ　（
１０１）はその命令を処理し、Ｄ／Ａ変換器（１０６）
にその処理され内容に対応するデータをセットする。Ｄ
／Ａ変換器（１０Ｂ）はセットされたデータをアナログ
量に変換し、このアナログ量を受けてロータリーＶ　Ｃ
Ｍ　（７００）のドライバ（１０８）が動作し、ロータ
リーＶ　ＣＭ　（７００）は所望のトラックへ磁気ヘッ
ド（図示せず）をシークさせ、データの読み出し／書き
込みが可能となる。

さて、高速で動作するロータリーｖ　ＣＭ　（７００）
は、その動作安定性のために速度制御を必要とする。こ
のため、電流検出器（１０９）によっテ、ロータリーＶ
　ＣＭ　（７００）に流れている電流が検出される。検
出された電流アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器（１，ＬＯ
）を通じてディジタル量に変換された後、ＣＰ　Ｕ　（
１０１）に導かれ、プログラムで構成した速度検出回路
によりロータリーＶ　ＣＭ　（７００）の速度が計算さ
れる。そして、別途適宜な方法により検出されている位
置情報と併せて、ロータリーｖＣＭ　（７００）の高速
安定動作が保証される。このようにして、上位命令によ
り磁気ヘッドはシークを繰り返し、データの読み出し／
書き込みの一連の動作の繰返しを行っている。

この一連のシーク動作の範囲は、第２図（ａ）に示すよ
うに磁気ヘッド（図示せず）が磁気ディスク（図示せず
）′のデータエリア全てにシークできる揺動角θ（直線
ＯＢと直線ＯＣで挾まれる角度）で与えられ、データエ
リアの一方の限界であるキャリッジ組立体（５０）がロ
ックされる位置までの角度（直線ＯＢと直線ＯＡで挟ま
れる角度）がθ０で与えられる。

磁気ディスク装置にＤＣ電源が供給されると（１３図−
■）　、ＣＰＵ（１０１）が動作し、適宜な方法でスピ
ンドルモータ（２）のローターの位置を検出して、ＣＰ
　Ｕ　（１０１）はこのローターに一定方向の回転力が
生ずるように順次ΦＡＤ、ΦＢＤ。

ΦＣＤの相切り替え信号を、スピンドルドライバ（１０
２）に送る。スピンドルドライバ（１０２）は、ＣＰ　
Ｕ　（１０１）からの信号を受けて動作し、スピンドル
モータ（２）の各励磁巻線ＡＳＢ、Ｃに流す電流を順次
切り替えることで、スピンドルモータ（２）は次第に回
転を早めていく。そして、別途に、適宜な手段で回転数
が検出されているスピンドルモータ（２）の回転数が規
定回転数に達すると、ＣＰＵ　（１０１）は位相ロック
の制御状態に入り、規定回転スピード信号を出力する（
第３図−■）。

相検出器（１０４）は、各励磁巻線ＡＳＢＳＣの励磁電
圧とスピンドルモータ（２）のコイル起点りからの逆起
電力ｅを受けて、スピンドルモータ（２）のローターと
各励磁巻線ＡＳＢＳＣ間の相対位置に対応した信号ΦＡ
Ｓ、ΦＢＳ、ΦＣ８を順次ＣＰ　Ｕ　（１０１）に送出
する。ＣＰ　Ｕ　（１０１）はこれらの信号を受けて、
ローターの位置検出の他にＣＰＵ（１０１）内部でプロ
グラムで構成したＦ／Ｖ変換回路により速度信号を作り
、速度偏差が常にある一定の値より小さくなるように、
ＰＷＭ速度制御を行っている。

スピンドルモータ（２）が規定回転数に達し、規定回転
スピード信号が出力されると同時若しくは直後に、キャ
リッジ組立体（５０）は自動的にキャリプレート動作を
行う（リキャプレート）のために、励磁コイル（７）に
電流が供給され、これによって発生した力でロックレバ
−（９０）との係合をはずし、ロック位置の直線ＯＡか
らデータエリアの直線ＯＣ側に回転を始め、キャリッジ
組立体（５０）の先端に搭載されている磁気ヘッドがト
ラックゼロに戻る。そして、その位置で装置に異常がな
ければトラツク０００信号を出力する（第３図−■）。

さらに、シーク動作及びセトリング動作を全て完了した
ことを示すシークコンプリート信号が出力されると（第
３図−■）、磁気ディスク装置はシーク及びデータの読
み出し／書き込みの動作が可能になる。このような磁気
ディスク装置の稼動状態時には、キャリッジ組立体（５
０）は直線ＯＢと直線ｏＣの間で動作し、ロックレバ−
（９０）はリセットスプリング（１１）によって引かれ
ているため、回転軸（９２）を中心にして回転し、スト
ッパ（９３）で決まる所望の位置でリセット状態にある
。

次に、磁気ディスク装置の電源が切れた場合、電源が切
れると同時若しくは直後に、慣性力によって回転が持続
しているスピンドルモータ（２）の各励磁巻線Ａ、ＢＳ
Ｃの少なくとも一つに誘起される逆起電力でリトラクト
回路（ｉｌｌ）を動作させ、キャリッジ組立体（５０）
とロックレバ−（９０）を所望の位置に移動し、両者を
係合しロックする。

キャリッジ組立体（５０）を移動させる駆動力は、キャ
リッジ組立体（５０）に固定した励磁コイル（７）に、
スピンドルモータ（２）による逆起電力を印加すること
でリトラクト回路（１１１）を動作させ、常に同じ方向
に電流を流して、この励磁コイル（７）の位置する場所
の磁界との間で発生する電磁力によって得られる。この
駆動力で、キャリッジ組立体（５０）はストッパ（５５
）に当接するロック位置まで移動する。

ロックレバ−（９０）を移動させる駆動力は、ベースフ
レーム（４）に固定したロックソレノイド（８０）に、
スピンドルモータ（２）による逆起電力を印加すること
でリトラクト回路（ｉｌｌ）を作動させ、常に同じ方向
に電流を流して、ロックソレノイド（８０）の発生する
磁界と、ロックレバ−（９０）に固定した永久磁石（９
１）との間で発生する電磁力によって得られる。

以上のような動作により、キャリッジ組立体（５０）と
ロックレバ−（９０）はロック位置に移動し、そこでこ
の両者の係合メカニズムによってロックされる。第２図
（ｂ）　、　（ｃ）はこの係合部の拡大図である。ロッ
クレバ−（９０）側に永久磁石（９１）を備え、キャリ
ッジ組立体（５０）側に軟磁性材料から成るフラックス
パス（５１）を備え、ロックレバ−（９０）とキャリッ
ジ組立体（５０）の移動により、フラックスバス（５１
）と永久磁石（９）との間で形成される磁気空隙が閉じ
ることで磁気吸引力が作用し、キャリッジ組立体（５０
）とロックレバ−（９０）を磁気的に拘束してロックす
るのである。

［発明の効果］ 第１の発明によれば、常に安定して、同じ位置にキャリ
ッジ組立体、すなわち磁気ヘッドをロックすることがで
きる。また従来は、ロックの保持力として永久磁石の磁
気吸引力を使う場合、データエリアの限界とロック位置
の挟む角度が小さいと、データエリアの限界に近いトラ
ックに磁気ヘッドがシークすると、永久磁石の磁気吸引
力の作用を受け、磁気ヘッドのシーク動作にばらつきが
出たり、サーボの調整に労力を払う必要があったが、本
発明ではロックレバ−も移動するのでその必要がなくな
る。

第２の発明によれば、キャリッジ組立体とロックレバ−
の双方とも、スピンドルモータの慣性力による起電力を
利用して電磁力を発生して駆動されるので、磁気ディス
ク装置稼動中、常にキャリッジのロック機構に電流を供
給する必要がなくなり装置の低消費電力化が図れる。

第３の発明によれば、キャリッジ組立体とロックレバ−
の係合は、簡単な構成ででき安価であり、しかもロック
動作の確実性が保てる。

第４の発明によれば、磁気ディスク装置の電源オン時、
ロック解除のための特別な駆動装置及びその制御回路等
が不要となる。

第５の発明によれば、従来、磁気ヘッドのシーク動作に
際し、リトラクトスプリングの付勢方向により動作にば
らつきが出たり、サーボの調整に労力を払う必要があっ
たが、本発明ではそのような労力を要することなく、常
に同じ位置に磁気ヘッドをリトラクトすることができる
。

第６の発明、第７の発明によれば、それぞれロックレバ
−、キャリッジ組立体の回転中心とその重心が一致して
いるので、振動や衝撃に対して安定し、ロックの信頼性
を高めることができる。

さらに、これら第１〜第７の発明を組み合わせれば、よ
り高信頼性で低消費電力に寄与できるキャリッジのロッ
ク方法が得られることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリーＶＣＭにより構成した本発明に係る
キャリッジ組立体（磁気ヘッドは図示せず）を示す斜視
図、第２図（ａ）はキャリッジ組立体とロックレバ−の
動作説明図、第２図（ｂ）　、　（ｃ）はキャリッジ組
立体とロックレバ−の係合部拡大図、第３図は磁気ディ
スク装置の電源立ち上げ時のパワーシーケンス説明図、
第４図は本発明に関与する回路のブロック図、第５図は
従来の磁気ディスク装置のキャリッジ機構部の概略図で
ある。 （２）・・・スピンドルモータ、（３）・・・磁気ヘッ
ド、（４）・・・ベースフレーム、（５）・・・キャリ
ッジ、（Ｂ）・・・ピボット、（７）・・・励磁コイル
、（１１）・・・リセットスプリング、（５０）・・・
キャリッジ組立体、（５１）・・・フラックスパス、（
７０）・・・磁気回路組立体、（８０）・・・ロックソ
レノイド、（９０）・・・ロックレバ−１（９１）・・
・永久磁石、（７００）−ｏ−夕！Ｊ−ＶＣＭ。 特許出願人　　　　　沖電気工業株式会社代理人　　弁
理士　　佐々木宗治

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ディスク装置の電源が切れると同時若しくは
   直後に、慣性力によって回転が持続している磁気ディス
   ク回転用スピンドルモータによって誘起される逆起電力
   を利用してキャリッジ組立体とロックレバーを所望の位
   置に移動し、これらのキャリッジ組立体とロックレバー
   を係合させて、キャリッジ組立体をロックすることを特
   徴とする磁気ディスク装置におけるキャリッジのロック
   方法。
2. （２）キャリッジ組立体を所望の位置に移動させる駆動
   力は、キャリッジ組立体に固定したコイルに上記の逆起
   電力を印加して常に同じ方向に電流を流し、このコイル
   の位置する場所の磁界との間で発生する電磁力により得
   ることとし、 ロックレバーを所望の位置に移動させる駆動力は、ベー
   スフレームに固定したソレノイドに上記逆起電力を印加
   して常に同じ方向に電流を流し、このソレノイドのコイ
   ルが発生する磁界と、ロックレバーに固定した永久磁石
   との間で発生する電磁力ににより得ることを特徴とする
   請求項１記載の磁気ディスク装置におけるキャリッジの
   ロック方法。
3. （３）上記のキャリッジ組立体とロックレバーとの係合
   は磁気回路を構成することによって行い、ロックレバー
   側に永久磁石を備え、キャリッジ組立体側に軟磁性材料
   から成るフラックスパスを備え、ロックレバーとキャリ
   ッジ組立体の移動により、この両者の間で形成される磁
   気空隙を閉じて磁気吸引力を作用させ、ロックレバーと
   キャリッジ組立体を磁気的に拘束してロックすることを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気ディスク装
   置におけるキャリッジのロック方法。
4. （４）磁気ディスク装置の電源がオンすると同時若しく
   は直後に、キャリッジ組立体に固定したコイルに電流が
   流れ、その電磁力によりキャリッジ組立体が動作しロッ
   クレバーとの間の磁気的拘束を解いてロック位置から離
   れ、次の動作の準備にはいることを特徴とする請求項１
   から請求項３のいずれかに記載の磁気ディスク装置にお
   けるキャリッジのロック方法。
5. （５）キャリッジ組立体がロック位置から離れると、こ
   のキャリッジ組立体に係合していたロックレバーがリセ
   ットスプリングによって初期位置に引き戻され、さらに
   リセットスプリングの余荷重を受けて、この初期位置で
   リセット状態に入ることを特徴とする請求項４記載の磁
   気ディスク装置におけるキャリッジのロック方法。
6. （６）ロックレバーの可動回りの回転中心を、ロックレ
   バーの重心に一致させることを特徴とする請求項１から
   請求項５のいずれかに記載の磁気ディスク装置における
   キャリッジのロック方法。
7. （７）キャリッジ組立体をロータリーＶＣＭで構成する
   場合、キャリッジ組立体の可動回りの回転中心を、キャ
   リッジ組立体の重心に略一致させることを特徴とする請
   求項１から請求項６のいずれかに記載の磁気ディスク装
   置におけるキャリッジのロック方法。