JPH04205863A - 磁気ディスク装置 - 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、磁気ディスクや光ディスク等のディスク記録
装置に係り、特に、複数の記録ディスク面に対向させて
複数のヘッドを配置し、そのヘッドを一体的に支持し、
一つのサーボヘッドにより位置情報を参照して他のヘッ
ドの位置決めを行なうようにしたヘッド位置制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

磁気や光等のディスク記録装置の中には、スピンドルモ
ータによって一体となって回転する複数の記録ディスク
と、これらのディスク面に対向する複数のヘッドを一体
としてディスク面のラジアル方向に移動させるアクセス
機構を備えたものがある。そして、複数のディイク面の
うちの一つに、データが記憶される各トラックの位置を
規定する位置情報を書き込み、このディスク面に対応す
るヘッドで位置情報を取り込みつつ、アクセス機構を動
作させて、各ヘッドの位置ぎめをする方式のものがある
。この位置情報が書き込まれているディスク面をサーボ
面といい、これに対応するヘッドをサーボヘッドという
。そして、このような位置ぎめ方式をサーボ面サーボ方
式と呼ぶ。また、サーボ面以外のデータを記憶しておく
ためのディスク面をデータ面といい、これに対応するヘ
ッドをデータヘッドと呼ぶ。サーボ面サーボ方式の磁気
ディスク記録装置が、温度の変動する環境に置かれた場
合、一般に装置各部の熱変形の大きさが一様でないため
、サーボヘッドに対する他のデータヘッドの相対位置が
変化してしまう。このため、データが記録されたときの
トラックに対するデータヘッドの位置と、データを読み
出すときのデータヘッドの位置とが一致しなくなる。こ
のような現象は熱オフトラックと呼ばれる。この熱オフ
トラックのために、ヘッドの位置ぎめ精度に限界があら
れれ、トラックの密度が上げられず、磁気ディスク装置
の記録容量の増大を図る際の障害となっている。

この熱オフトラックの影響を打ち消すために、従来いく
つかの方式が提案されている。特開昭６２−１３７７８
０号公報には、熱オフトラックを補正するため、ディス
クのデータ面にサーボトラックを設け、このサーボトラ
ックを用いてオフトランクを測定して、その位置ずれを
ピエゾ素子等の補正機構により補正する方式が提案され
ている。

また、特開昭６３−１５５４７８号公報には、熱オフト
ラックの改善のため、データ面の一部に予めサーボ情報
、（位置情報）を記録しておき、所定の時点で各ヘッド
の位置ずれ量を計測して記憶しておく。

そして、キャリッジ又は磁気ヘッドにピエゾ素子を用い
た位置修正機構を設け、ボイスコイルモータによる全ヘ
ッドの一斉位置ぎめと、読出し動作を行うヘッドに対応
するピエゾ素子による位置ずれ補正動作とを同時に行う
方式が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、前者の公報に記載されたものによ
れば、各データ面にデータトラックと別にサーボトラッ
クを設け、このサーボトラックから構成される装置情報
によって、個々のデータヘッドの位置ずれ量を検出する
とともに、その位置ずれをピエゾ素子を用いた補正機構
により補正しているが、この場合、サーボトラック上で
のデータヘッドの位置ずれ補正は精度よく補正すること
は可能となるが、サーボトラックでないデータトラック
上でのデータヘッドの位置ずれを精度よく補正するには
限度があり、また、この補正精度を改善するためにサー
ボトラックの数を増すと、各データ面に記録できる情報
量が低下してしまうという問題があった。

また、後者の公報に記載されたものによれば、磁気ディ
スク装置の電源投入後の指定時点で、データディスクに
対応する各磁気ヘッドの、データトラック中心からの位
置ずれ量を、データディスクの各記録面の一部に記録さ
れた第二の位置決め情報を読み取ることによって検出す
るとともに、その位置ずれ量を記憶し、さらに、ピエゾ
素子を用いた位置ずれ補正機構により補正しているが。

指定時点における記憶された位置ずれ量を基に補正動作
を行っているため、経時的に変化する熱オフトラックに
対しては精度の高い補正にも限度があるという問題があ
った。

本発明の目的は、全てのデータ面において、記録された
信号からサーボディスクに記録されたサーボ信号とは別
の位置決め情報を検出すると共に、各データトラックの
中心に各データヘッドを位置決め動作する微小変位素子
を用いたヘッド位置補正機構を設けたことにより、経時
的に変化する熱オフトラックを、精度よく補正すること
を可能とする磁気ディスク装置を提供することにある。

なお、データ面に記録されたデータ信号から、位置信号
を検出する手段は、たとえば、特開昭５５−６５８８５
４号公報のように、データ信号のピーク値の検出をトラ
ック追従サーボ方式に利用した方式が考えられる。この
方式は、データトラックの中心にデータヘッドが位置決
めされているとき、読み取り信号の最大振幅が得られる
ことを利用するものである。つまりこの方式は、データ
ヘッドにより読み取られた。三つの相次ぐサンプルデー
タの振幅値の比較をすることにより、データヘッドが、
トラックの中心線から遠ざかっているか、また近づいて
いるのかを知り最終的にデータトラック中心を求めるも
のである。たとえば、データヘッドから取り込まれた、
サンプルデータ（ｎ　−２）。

（ｎ−１）、（ｎ）の各信号の振幅が徐々に大きくなっ
ていれば、データヘッドはトラックの中心に向かって移
動しており、その逆で徐々に振幅値が小さくなっている
場合には、データヘッドがトラック中心から遠ざかる方
向に移動していることがわかる。又、（ｎ−２）点より
（ｎ−１）点の信号の振幅は大きいが、（ｎ−１）点の
信号より（ｎ）点の信号の方が、振幅が小さい場合、デ
ータヘッドはいったんトラック中心に近づいてきたが、
さらにトラック中心をいきすぎて、データヘッドがまた
トラック中心から遠ざかり出したことを意味している。

本発明では、ポルスコイルモータを用いた、サーボ面サ
ーボ方式によるヘッド位置決め機構により、データヘッ
ドが、ディスク面の任意のトラックに位置決めされた後
、微小変位素子を用いたへラド位置補正機構により、三
つの相次ぐサンプルデータの取り込みと、それぞれの振
幅値の比較を、繰り返すことにより、データトラック中
心にデータヘッドを位置決めさせるために動作させた微
小変位素子によるヘッド位置補正機構の補正値を求め、
これを第二の位置情報として記憶することにより、経時
的に変化する熱オフトラックを精度よく補正することを
可能にした。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドの位置
決め方式は、サーボディスクの他に、データ面に記録さ
れたデータ信号から、第二の位置情報を求める手段を備
え、さらに、キャリッジまたは磁気ヘッドにピエゾ素子
による微小変位素子を主要構成要素の一つとするヘッド
位置補正機構を設けておき、キャリッジの粗位置決め動
作の終了に合せて、前記データディスク面のデータ信号
から求めたサーボ情報を基に、前記微小変位素子を用い
たヘッド位置補正機構による各データヘッドの精密位置
決め動作を行ない、特別なオフトラック補正動作を不要
にした。なお、前記ヘッド位置補正値は、ヘッド位置決
め機構の起動時に、導出し、ヘッド位置補正機構を構成
するマイクロコンピュータのメモリに記憶させると共に
、それ以後は、一定時間ごとに補正値の見直しを行う。

すなわち１本発明の磁気ディスク装置は、同軸に間隔を
おいて層状に設けられた複数の記録ディスクと、前記各
記録ディスクの記録面に対向させて位置された複数のヘ
ッドと、前記ヘッドを適宜数ごとにそれぞれ支持する複
数のへラドアームと、前記複数のヘッドアームの基部を
一体的に支持するアーム支持部材と、前記アーム支持部
材を介して前記ヘッドを前記記録ディスクのラジアル方
向に移動させるヘッド駆動装置と、前記−つの記録ディ
スクの一つの記録面に記録されたサーボ位置情報を前記
記録面に対向されたサーボヘッドにより読み取り、前記
読み取られたサーボ位置情報に基づき前記ヘッド駆動装
置を制御して他の前記ヘッドの位置制御をする制御装置
をもつ磁気ディスク装置の磁気ヘッド位置決め方式にお
いて、前記各記録ディスクの記録信号から第二の位置決
め情報を検出し、前記磁気ヘッド、または、各ヘッドア
ームの途中に挿入され、印加される電圧に応じて前記ラ
ジアル方向に変位する微小変位素子を主要構成要素の一
つとするヘッド位置補正機構を装備し、前記サーボヘッ
ドにより読み取られたサーボ位置情報に基づいて前記磁
気ヘッドの一斉位置決め動作により、前記磁気ヘッドが
移動され、指定された目標トラック内に磁気ヘッドが到
達するのに合せて、データの読み書きのために指定され
た磁気ヘッドに対して、前記磁気ヘッドに対応するデー
タトラックから検出し記録された第二の位置情報に基づ
き前記微小変位素子を用いたヘッド位置補正機構を制御
して、前記対象データヘッドの位置をそのデータトラッ
クのトラック中心に位置決めすることにより、経時的に
変化する熱オフトラックを補正し、高精度のヘッド位置
決めを可能にしたものである。

〔作用〕

このように構成されるため、本発明の磁気ディスフ装置
によれば１次の作用をする。

まず、全てのデータトラックにおいて、記録されたデー
タ信号から、第二の位置情報を求めて記録し、さらにそ
の位置情報を基に各データヘッドを各データトラック中
心位置に位置決めするヘッド位置補正機構を設けたこと
により、サーボヘッドにより読み出された位置情報によ
り一斉に位置決めされた各データヘッドのトラック中心
からの位置ずれを、補正することが可能となるため、結
果的に、経時的に変化する熱オフトラックの影響を除去
し位置決め精度を高く継持することが可能となる。

また、熱オフトラック補正のために質量の大きいボイス
コイルモータ、及び、キャリッジを動かす必要がなくな
るため、アクセス機構の機構的振動の発生を低減するこ
とができる。

また、サーボ面サーボ方式を用いた目標トラックへのヘ
ッド位置決め動作と、データ面の位置情報に基づいたヘ
ッド位置補正動作を、それぞれ独立に制御することが可
能であるため、アクセス時間を長くすることなく、ヘッ
ドの位置決めを精度ｊく行うことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて説明する。

第１図は、本発明を適用した磁気ディスク装置のヘッド
位置制御装置（アクセスサーボ機構）の構成を示すブロ
ック図である。第１図において、制御回路１００は上位
の装置から与えられるアドレスを含む指令に応じてアク
セスサーボ機構を動作させる機能を持つ。制御回路１０
０はこの指令に応じてパワーアンプ駆動信号を出力する
。この信号はパワーアンプ１０１で増幅されてボイスコ
イルモータ１０２に印加される。ボイスコイルモータ１
０２はキャリッジを介して全ヘッド１０３゜１０４を磁
気ディスク１０５の径方向に一斉に駆動する。また、キ
ャリッジ１０６と各ヘッド１０３゜１０４との間にはピ
エゾ素子１１１ａ、ｂ、ｃが装着されており、ヘッド１
０３，１０４をディスク１０５の半径（ラジアル）方向
に微小変位させることができるようになっている。磁気
ディスク１０５はスピンドルモータ１０７によって同心
、かつ、一定速度で回転される。この磁気ディスク１０
５の複数のディスク面のうちの一つの各トラックの位置
情報が記録されたサーボ面１２０が形成されており、そ
の他の面はデータ情報を記憶するデータ面１３０となっ
ている。サーボ面１２０に対応するサーボヘッド１０４
で読み込まれた信号は、アンプ１２１により増幅され、
位置信号１２２として制御回路１００に読み込まれる。

−方、データ面１３０に対応する各ヘッド１０３で読み
込まれた各信号は、リードアンプ１３１で増幅された後
、マルチプレクサ１３２でこのうちの一つが選択される
。選択された信号は、制御回路１００にデータ信号とし
て入力される。一方、ＡＤ変換器１５１を経てマイクロ
コンピュータ１５０に入力される。

このマイクロコンピュータ１５０は、ピエゾ素子１１１
ａ、ｂ、ｃを駆動する機能をもち、その駆動信号を、Ｄ
／Ａ変換器１５２ａ、ｂ、ｃを、アンプ１５５ａ、ｂ、
ｃを介して、ピエゾ素子１１１ａ、ｂ、、ｃに入力する
。また、マイクロコンピュータ１５０は、制御回路１０
０とのインターフェース信号を送受して、ヘッド位置補
正動作の実行を管理する。マルチプレクサ１３２は、制
御回路１００とマイクロコンピュータ１５０のいずれか
一方から、ヘッドの選択信号を受は取り、その選択信号
に対応するヘッドのデータをＡ／Ｄ変換器１５１に出力
する。

第２図にヘッド及びディスク周辺の詳細構造を模式的な
斜視図で示す。第２図において、スピンドルモータ１０
７によって一体的に回転するディスク面のうちの一つが
サーボ面１２０とされ、このサーボ面１２０に各トラッ
クの位置を規定するサーボ信号（位置情報）が記録され
ている。このサーボ信号はサーボベツド１０４で読みと
る。残りの各ディスク面は、データ情報を記録するデー
タ面１３０である。これらのデータ面１３０の複数のデ
ータトラック１３６にはデータ信号が書き込まれており
、各データ面に対応するデータヘッド１０３で、そのデ
ータ信号も読み取れるようになっている。一方、これら
のヘッド１０３，１０４は、支持ばね１６２を介してヘ
ッドアーム１６３に取り付けられている。そして、ヘッ
ドアーム１６３の中に、ピエゾ素子１１１ａ、ｂ、ｃが
組み込まれており、マイクロコンピュータ１５０により
制御される。ヘッドアーム１６３は、キャリッジ１０６
に固定されており、キャリッジ１０６はボイスコイルモ
ータ１０２によってディスクのラジアル方向に駆動され
る。

以下、本発明にかかる特徴部分であるヘッド位置補正機
構を開ループ系で動作させる場合に必要となる。微小変
位素子の補正値の導出とその記憶の手順について動作と
ともに説明する。

第３図に、各データヘッドを各データトラックの中心に
位置決めするために必要となる微小変位素子の補正値を
、導出してメモリに記憶するまでの処理手順のフローチ
ャートを示す。

上位装置から、ヘッド位置決め機構の制御回路１００に
、ヘッドを位置決めしたい目標トラックと、データを読
み書きしたいヘッド番号が指示（ステップ３０１）され
ると、制御回路１００はこの指令に応じてパワーアンプ
駆動信号を出力する（ステップ３０２）。この信号はパ
ワーアンプ１０１で増幅されてボイスコイルモータ１０
２に印加される。ボイスコイルモータ１０２はキャリッ
ジを介して、全ヘッド１０３．１０４を磁気ディスク１
０５の径方向に一斉に、目標トラックに向けて駆動され
る。その結果、ヘッドが移動されると、位置情報が記録
されたサーボ面１２０に対応するサーボヘッド１０４か
ら位置情報が読み込まれ、アンプ１２１により増幅され
た後、位置信号１２２として制御回路１００に読み込ま
れる。

制御回路１００はフィードバックされた位置信号１２２
に基づいて、サーボヘッドが目標トランクに位置決めさ
れるまで駆動信号を出力し、サーボヘッドが目標トラッ
ク内に位置決めされた段階（ステップ３０３）で、サー
ボ面サーボ方式によるヘッド位置決め系の制御装置の構
成を、それまでのヘッドを目標トラックまで高速に移動
させるためのサーボ系構成から、目標トラックのサーボ
情報に追従して、そのトラック中心にヘッドを位置決め
するためのサーボ系の構成に切替える（ステップ３ｏ４
）などサーボ面サーボ系に関してのヘッド位置決め動作
の実行を管理する。

一方、データ面１３０に対応する各ヘッド１０３で読み
込まれた各信号は、リードアンプ１３１で増幅された後
、マルチプレクサ１３２でこのうちの一つが選択される
。指示されたヘッド番号に対応して選択された前述の信
号は、制御回路１００にデータ信号として入力される一
方、Ａ／Ｄ変換器１５１を経て、マイクロコンピュータ
１５０に入力される。

また、マイクロコンピュータ１５０は、ピエゾ素子１１
１ａ、ｂ、ｃｔｉｌｌｉ動する機能をもち、その駆動信
号はＤ／Ａ変換器１５２ａ、ｂ、ｃとアンプ１５５ａ、
ｂ、ｃを介してピエゾ素子１１１ａ。

ｂ、ｃに入力される構成となっている。　。

つまり、マイクロコンピュータ１５０は、選択されたデ
ータヘッド１０３から読み取られたデータ信号の最大ピ
ーク値となるヘッド位置を探索することにより、ヘッド
位置補正機構の位置決め情報を取り出し、その信号を基
に、データ面の目標トラックの中心に、その対象のデー
タヘッドを位置決め補正する制御動作を行わせることが
できる。

なお、このピエゾ素子を微小変位素子として構成したデ
ータ面でのヘッド位置補正機構は、サーボ面サーボ方式
を用いての磁気ヘッドの一斉位置決め動作により、サー
ボヘッドが目標トラック内に到達した段階で起動（ステ
ップ３０５）Ｌ、、以後、サーボ面サーボ系がサーボヘ
ッドを目標トランクのサーボ情報に追従してそのトラッ
ク中心に位置決め制御している間に、ヘッド位置補正機
構を用いて、データ信号がピーク値となるヘッド位置を
求め、その状態でのピエゾ素子への印加電圧をマイクロ
コンピュータ１５０のメモリに記憶させる（ステップ３
０６）ことにより、これ以後はこの記憶された微小変位
素子への補正値を基に、データ面の目標トラックの中心
に、その対象のデータヘッドを位置決め補正することが
できる。このヘッド位置補正機構は、補正値がメモリに
記憶された段階で停止させ（ステップ３０７）、全ての
データヘッドの全てのデータトラックの補正値がメモリ
に記憶されるまで、内容ステップ３０１〜ステツプ３０
７）を繰り返す。この補正値の導出とメモリへの記憶は
、ヘッドの位置決め系を起動した初期段階と、それ以後
は一定時間ごとに補正値を再見直しすることにより、経
時的に変化する、熱オフトラックに対しても精度の高い
補正を行うことが可能となる。

上述したように５本実施例では、まず、ヘッド位置決め
系の起動時に、全てのデータヘッドの全てのデータトラ
ックに対してのヘッド位置補正値を導出してマイクロコ
ンピュータのメモリに記録させる初期動作を行い、この
処理を終了すると、それ以後は、一定時間ごとに補正値
の再見直しを行う。そして通常は、上位装置から目標ト
ラックへの位置決め動作が指示されると、制御回路１０
０はサーボヘッド１０４をサーボディスク１２０の指定
トラック上に移動させてキャリッジ１０６が搭載してい
るすべての磁気ヘッドの一斉位置決め動作を行い、他方
、マイクロコンピュータ１５０は、サーボヘッド１０４
がサーボディスク１２０の指定トラック内に移動された
段階から、マイクロコンピュータ１５０のメモリに記録
されたヘッド位置補正値を基に、指定トラックの中心に
ヘッドを位置決めする制御を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、データを記録しておくためのディスク
面のデータ信号から、第二の位置情報を求め、その位置
情報を基にデータが記録されたトラックの中心にそのデ
ータヘッドが位置決めされるように、微小変位素子を主
要構成要素の一つとして構成したヘッド位置補正機構を
制御することができるので、サーボ面サーボ方式で問題
となる熱オフトラックによるサーボヘッドと他のデータ
ヘッドの相対位置ずれを考慮する必要がない。

また、ピエゾ素子による微小変位素子でヘッド位置補正
機構を構成したことにより、質量の大きいボイスコイル
モータ、及び、キャリッジを動作させてオフトラック補
正を行なう必要がないため、アクセス動作の際の振動の
発生を低減することができる。

また、サーボ面サーボ方式を用いた目標トラックへのヘ
ッド位置決め動作と、データ面の位置情報に基づいたヘ
ッド位置補正動作を、それぞれ独立に制御することが可
能であるため、アクセス時間を長くすることなく、ヘッ
ドの位置決めを精度よく行うことが可能となる。

さらに、本発明によれば、データディスクの各記録面の
一部に、第二の位置決め情報を記録することなく、デー
タヘッドの位置ずれを検出することが可能であることか
ら、データディスクに記録できる情報量を低下させるこ
となく、ヘッドの位置決め精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスク装置のブロッ
ク図、第２図はヘッド及びディスク周辺の構造を模式的
に示した斜視図、第３図はヘッド位置補正値の導出と記
憶の処理の流れを示すフローチャートである。 １００・・・制御回路、１０２・・・ボイスコイルデー
タ、１０３・・・ヘッド、１０４・・・サーボヘッド、
１０６・・・キャリッジ、１０５・・・磁気ディスク、
１１１ａ〜Ｃ・・・ピエゾ素子、１２０・・・サーボ面
、１３０・・・データ面、１３２・・・マルチプレクサ
、１３６・・・データトラック、１５０・・・マイクロ
コンピュータ、１５１・・・Ａ／Ｄ変換器、１５２・・
・Ｄ／Ａ変換器、第２口 茶３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの記録面
   に対応する複数個の磁気ヘッドを一体的に移動させて位
   置決めするキャリッジ機構を有し、前記磁気ディスクの
   任意の一個の記録面に位置決め情報を記録してサーボデ
   ィスクとし、残りの記録面をデータ情報を記録するデー
   タディスクとし、前記サーボディスクの前記位置決め情
   報を読取って、前記磁気ヘッドの一斉位置決め動作を行
   う、磁気ディスク装置において、前記データディスクの
   各記録信号から第二の位置決め情報を検出し、前記磁気
   ヘッドまたはキャリッジに微小変位素子を主要構成要素
   の一つとするヘッド位置補正機構を装備し、さらに、前
   記第二の位置決め情報を基に、前記ヘッド位置決め補正
   機構により、個々のデータヘッドを各データトラックの
   中心に位置決めすることを可能としたことを特徴とする
   磁気ディスク装置。