JPH0447571A - 磁気デイスク装置 - 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、複数のディスク面の
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、前記アクセス機構を動作
させ、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、上述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
の記憶容量の増大を図る際の障害となっている。

この熱オフトラン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６２−１３７７
８０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ックを測定して、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
、熱オフトランクの改善のため、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において、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、経時的に変化する熱オフトラックを、
常時、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。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、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ディスクの一部
にもあらかじめサーボ情報を記録しておき、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。

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へラ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各記録面の一部に第二の位置
決め情報を記録し、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−
っ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
磁気ヘッドが到達した時点から、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、その磁気ヘッドに
対応するデータトラックから読み取られた前記第二の位
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、前記オフトラック補正をすることなく、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ク装置
によれば、次の作用をする。

まず、全てのデータトラックに、サーボディスクとは別
の位置決め情報を記録し、さらにその位置決め情報をデ
ータヘッドにより読み出して、その情報を基に各データ
ヘッドを各データトランクの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がらの位置ずれを、サー
ボヘッドが目標トラックに追従中は、常時、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、アクセス機構の機械的振
動の発生を低減することができる。

また、データ面の各データトランクの一部に記録された
位置決め情報を基に各データヘッドをトランク中心に位
置決めするヘッド位置補正機構を備えたヘッド位置決め
系と、サーボ面のサーボ情報による全磁気ヘッドの一斉
位置決め系を、それぞれ独立に構成する方式であるため
、両者の位置決め系は同時に動作させることができる。

このためヘッド位置決め時間の短縮を図ることが可能と
なる。

また、ヘッド位置補正機構は、第二の位置決め情報を基
にした閉ループサーボ系で構成される方式であるため、
ヘッド位置補正機構の主要構成要素である微小変位素子
のヒステリシス特性を除去することができ、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ヘ
ッドの位置ずれ量や、微小変位素子への補正値を記憶し
ておく機能などを不要にすることができる。

〔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
の装置が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方する
。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に各トラックの位置
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１５．２ａ、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
見取図で示す。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ヘッド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にはその記録面の一部に少なくとも
幅方向の位置情報を示すサーボ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、そのサ
ーボ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方
式について動作とともに説明する。

第３図にヘッド位置決め補正の一実施例の処理手順のフ
ローチャートを示す。

上位装置から制御回路１００に、ヘッドを位置決めした
い目標トランクと、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１０２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１
０３．１０４を磁気ディスク１０５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
を基に、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３０４）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。

マイクロコンピュータ１５０に取込まれたデータ面１３
０からの信号には、その一部に幅方向の位置情報を示す
サーボ信号が書き込まれているので、各データ面に対応
するデータヘッド１０３でそのサーボ信号を読み取るこ
とができる。

また、マイクロコンピュータ１５０は、前述のピエゾ素
子１１１ａ、ｂ、ｃを駆動する機能をもち、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１１１
ａ、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
ータベツド１０３から読み取られた信号から、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
ッドを目標トラッ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、連続して動作し、再
度、上位装置から新しい目標トラックへの移動が指示さ
れた段階で停止させる（ステップ３０７）まで、ヘッド
位置の補正を行う。

上述したように、本実施例では、上位装置から目標トラ
ンクへの位置決め動作が指示されると、制御回路１００
はサーボヘッド１０４をサーボディスク１２０の指定ト
ラン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う。

一方、マイクロコンピュータ１５０は、サーボベツド１
０４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、データヘッド１０３をデータディスク１
３０に記録された位置決め情報を基に、指定トラックの
中心に位置する制御をする。

〔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
面のデータトラックにも、その一部に、第二の位置情報
を記録し、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。

また、データトラックからの位置情報を基にしたフィー
ドバック系を構成することができるため、微小変位素子
が第４図で示したようなヒステリシス特性を持つ場合で
も、このヒステリシス特性の影響を受けずヘッドの位置
決め補正を精度よ〈実施することができること、また、
データヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を測定し
て記憶し、さらにその位置ずれ量を基にヘッド位置を補
正するといった、オフトランク補正動作をすることが不
要となるため、マイクロコンピュータのメモリ容量を増
加させるといった問題もなく、実施が容易である。

【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動作全体の処
理の流れを示すフローチャート、第４図はピエゾ素子の
印加電圧と変位の関係を示すグラフである。 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、１０
６・・・キャリッジ、１０５・・磁気ディスク、１１１
ａ〜Ｃ・・・ピエゾ素子、１２０・・・サーボ面、１３
０・・・データ面、１３２・・・マルチプレクサ、１３
６・・・データトラック。 １５０・・・マイクロコンピュータ、 １５１・・・Ａ／Ｄ変換器、 （ａ　Ｓ−ｃ　） ・・・Ｄ／ 第３図

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もち、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
   報を読取つて、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
   各記録面の一部に第二の位置決め情報を記録し、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、前記第二
   の位置決め情報を読取つて前記ヘッド位置補正機構によ
   り、個々のデータヘッドを各データトラックの中心に位
   置決めすることを特徴とする磁気ディスク装置。