JPH05210832A

JPH05210832A - 精密位置決め装置

Info

Publication number: JPH05210832A
Application number: JP4015376A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Kawasaki; 勝義川崎; Masashi Yoshida; 正志吉田; Toshinori Sato; 俊徳佐藤; Shizuo Ueda; 静男植田; Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】雑音を発生する電源及び負荷についてはバス
バーを分離して接地系を隔離することにより、雑音の混
入する範囲を限定し、雑音の混入による精密回路部分へ
の影響を最小限に止めることのできる精密位置決め装置
を提供する。【構成】図１の直流電源部Ｐに示されるように、直流
電源が電源１〜電源７まであって、例えば直流電源１〜
３をボイスコイル形の直動モータ及びリニアスライドエ
アーベアリングの位置決め回路部分並びにレーザリニア
エンコーダの発光・受光回路に使用している場合にこれ
らの雑音を嫌う回路の接地系をバスバー９にまとめて共
通に接地し、直流電源４〜７をその他のディジタル回
路、モータ駆動回路あるいはエアー作動回路等に使用し
ている場合にこれらの比較的雑音に耐え得る回路の接地
系をバスバー１０にまとめて共通に接地する。このよう
に接地系を分離することにより雑音の極めて少ない接地
を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置や光
ディスク装置の書込み読出しヘッド等の位置を決定する
精密位置決め装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置は、計算機本体と制御
装置を介して接続され、計算機本体からの指令に応じて
磁気ディスクを媒体として記録及び再生を行う。そし
て、記録及び再生を行う部分は、ＨＤＡ（head disk as
sembly）と呼ばれ、図１０に示すように、磁気ヘッド
Ｄ、ディスクＡ、位置決め装置Ｈ、ディスク回転機構Ｋ
を一体として組立られ一つのコンポーネントとなってい
る。

【０００３】この磁気ディスクに情報を書込んだり、当
該磁気ディスクに記録された情報を読出したりするため
の磁気ディスク装置は、通常、図１１のように構成され
ている。この磁気ディスク装置では、制御装置からの制
御信号やアドレス情報をインタフェース部Ｂが受信して
制御回路部Ｃへ送出する。そして制御回路部Ｃは各種制
御信号を複号し、アドレス情報で指定されたトラックへ
磁気ヘッドＤを位置決めするための指令を位置決め回路
部Ｅへ、また磁気ディスクＡからの情報の読出し指令を
書込み・読出し回路部Ｆに送出する。位置決め回路部Ｅ
の出力であるサーボ信号はサーボアンプＳに供給されボ
イスコイル形の直動モータＭのサーボ電流をコントロー
ルする。

【０００４】一方、複数の磁気ヘッドＤが取付けられた
スライダＧは、リニアスライドエアベアリング２０のベ
アリング部２１に固定されており、またこれらの磁気ヘ
ッドＤを所定の磁気ディスクＡの所定のトラックに移動
させるためのボイスコイル形の直動モータＭ等から構成
されるヘッドポジショナＨに連結される。このヘッドポ
ジショナＨでは例えばレーザリニアエンコーダ等によっ
て磁気ヘッドＤの位置が検出され、この位置信号は前記
位置決め回路部Ｅに送出される。従って、位置決め回路
部Ｅではこの位置信号と、前記アドレス情報に基づくト
ラック指定信号とに基づいて、ヘッドポジショナＨの移
動指令信号をヘッドポジショナＨに送出する。このよう
にして、前記位置決め回路部Ｅは常時、ヘッドポジショ
ナＨ、即ち磁気ヘッドＤの位置を検出するフィードバッ
ク制御を行っている。

【０００５】なお、電源制御回路部Ｊは、前記アドレス
情報や書込み読出し情報に基づいて磁気ディスクＡがセ
ットされたモータＫの回転を制御する制御信号を送出す
る。また、磁気ヘッドＤからの信号の授受には、例えば
磁気ディスクＡの記録内容の状態を示す情報も含まれて
いる。そして、図１１の各部で使用される電源は電源制
御インタフェース部Ｕでコントロールされて直流電源部
Ｐによって供給される。

【０００６】さらに、前記位置決め回路部Ｅ、ヘッドポ
ジショナＨ、レーザリニアエンコーダとから構成される
位置決め装置には、ヘッドポジショナＨを高速で移動さ
せる高速位置決め制御と、ヘッドポジショナＨを高精度
に目標トラックに位置決めする精密位置決め制御とが要
求される。このような精密位置決め制御には、位置決め
回路部Ｅの分解能もさることながら、前記レーザリニア
エンコーダで構成される位置検出手段の高精度化が何よ
りも必要である。そして、高精度化のためには、雑音成
分の極めて少ない直流電源が供給されることが必要であ
る。。

【０００７】以上、詳述したように、磁気ディスク装置
の精密位置決め装置は、ボイスコイルモータやリニアエ
アベアリングを用いて磁気ヘッドＤを移動させ、レーザ
リニアエンコーダによって精密な位置決めを行うため
に、微小な動作や信号を取り扱っているにも係わらず、
通常、電源系のアースに使用されるバスバーは、システ
ムの電気的なアースを同電位にするため、電流容量の大
きな太いバスバーを一本共通に使用している。その具体
的な使用の状況を図１２に示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の精密位置決め装置では、レーザリニアエンコーダの
ような正確な精度が要求されるアナログ信号と、多少の
ノイズマージンを持つディジタル制御信号と、その他大
きな雑音を発生する誘導性負荷等とが、一本のバスバー
に接続されているため、バスバーに接続されている多数
の直流電源あるいはバスバーに帰還される負荷のうち
で、例えば前記直流電源あるいは負荷の一つに雑音発生
源が存在していた場合、その雑音発生源からの雑音が低
インピーダンスに設定してある共通のバスバーにおいて
も微少に回り込み、他の全ての電源あるいは負荷、特に
レーザリニアエンコーダのような正確な精度が要求され
るアナログ信号等がその回り込み雑音の影響大きく受け
てしまい位置決め精度を悪くしてしまうという未解決の
課題がある。

【０００９】そこで、この発明は上記従来の未解決の課
題に着目してなされたものであり、スパイク雑音や誘導
性雑音を発生する電源あるいは負荷についてはバスバー
を分離してアース系を隔離することにより、雑音の混入
する範囲を限定し、雑音の混入による精密回路部分への
影響を最小限に止めることのできる精密位置決め装置を
提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による精密位置決め装置は、移動体の変位を
検出して当該移動体の位置を決定する位置決め回路を有
すると共に、多数の直流電源を備えた精密位置決め装置
において、前記各直流電源に形成された接地用端子のう
ち、少なくとも雑音成分の混入を嫌う接地端子と、雑音
成分の混入を避けることができない接地端子とを異なる
接地用バスバーに分離接続したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明においては、２系統以上の接地用バスバ
ーが用意されているので、精密な精度を要求される精密
電源系統等の接地端子をまとめて一つのバスバーに接続
し、雑音成分の混入してしまう電源や負荷回路の電源系
統等の接地端子を他のバスバーに接続し、前者のバスバ
ーを雑音から隔離することができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、第一実施例を示す概略構成図である。
図１において、システム構成は図１０の従来例と概ね同
一であるが、同一部分の説明も簡単に行い、異なる部分
である直流電源部Ｐについて詳細に説明すると共に位置
決め回路部Ｅ及びヘッドポジショナＨについても詳細に
説明する。

【００１３】この磁気ディスク装置では、制御装置から
の制御信号やアドレス情報をインタフェース部Ｂが受信
して制御回路部Ｃへ送出する。そして制御回路部Ｃは各
種制御信号を複号し、アドレス情報で指定されたトラッ
クへ磁気ヘッドＤを位置決めするための指令を位置決め
回路部Ｅへ、また磁気ディスクＡからの情報の読出し指
令を書込み・読出し回路部Ｆに送出する。位置決め回路
部Ｅの出力であるサーボ信号はサーボアンプＳに供給さ
れボイスコイル形の直動モータＭのサーボ電流をコント
ロールする。

【００１４】なお、電源制御回路部Ｊは、前記アドレス
情報や書込み読出し情報に基づいて磁気ディスクＡがセ
ットされたモータＫの回転を制御する制御信号を送出す
る。また、磁気ヘッドＤからの信号の授受には、例えば
磁気ディスクＡの記録内容の状態を示す情報も含まれて
いる。次に、直流電源部Ｐは、１〜７の直流電源を有し
ており、それぞれ回路部によって使用電源を対応付けて
いる。この直流電源１〜７の夫々は入力端子t₁，t₂に入
力される商用交流電圧を所定の直流電圧に変換して、出
力端子t₀₁〜t₀₂から出力すると共に、出力側に接地端
子tg₁〜tg₇を有している。そして、例えば直流電源１
〜３はシリーズ電源で構成され、これらの出力端子t₀₁
〜t₀₃から出力される夫々の直流電圧がサーボアンプ
Ｓ，位置決め回路部Ｅ及び書込み読出し回路部Ｆで構成
される精密電源系統に供給され、雑音成分の混入を嫌う
ため接地端子tg₁〜tg₃は、接地用バスバー９に接続さ
れている。また、直流電源４〜７はスッチング電源又は
シリーズ電源であって、これらの出力端子t₀₄〜t₀₇か
ら出力される夫々の直流電圧が比較的雑音余裕度の大き
いインタフェース部Ｂ，制御回路部Ｃ，ステータス回路
部Ｎ及び電源制御回路部Ｊで構成される電源系統に供給
され、雑音成分の混入を避けることができないので接地
端子tg₄〜tg₇は前述した接地用バスバー９とは分離し
た接地用バスバー１０に接続されている。一般にスッチ
ング電源は直流電源出力に雑音が重畳し、シリーズ電源
は直流電源出力への雑音の重畳は微小であってきれいで
あるため、シリーズ電源１〜３は精密位置決め回路部分
に使用される。

【００１５】図２は直流電源部Ｐの詳細図である。図２
において、ＡＣ１００Ｖ電源入力のＨＯＴ側は直流電源
１〜７の入力端子t_1,t₂の一方、例えばt₁に接続され、
他方の入力端子t₂にはＡＣ１００ＶのＣＯＬＤ側が接続
されている。９，１０は接地用バスバーであって、バス
バー９は直流電源１〜３の出力の接地側に接続され、バ
スバー１０は直流電源４〜７の出力の接地側に接続され
ていて、直流電源１〜３と直流電源４〜７は二つのグル
ープにバスバーにより分離されている。上記構成の接地
側の配線例を図３に示す。

【００１６】次に、精密位置検出の手段として、例えば
レーザリニアエンコーダを使用した場合、可干渉性の高
い半導体レーザのレーザ光は、磁気ヘッドＤの移動に伴
い、２つの受光素子の出力は１／４周期の位相差のつい
た正弦波信号を出力する。この１／４周期の位相差を持
つ二つの正弦波入力信号を受信した例えば図５に示す位
置決め回路部Ｅでは、波形整形ユニット３０によりこれ
らの入力信号を適宜に分周するなどした後、ゼロクロス
比較器を有するシュミットトリガー回路により位置情報
と速度情報を有する二つの異なる位相の矩形波信号を出
力し、前記制御回路部Ｃから送出された位置制御量に前
記矩形波出力信号の位置情報を加えて位置制御し、さら
に、速度アンプ３１により変換された速度制御量に前記
矩形波出力信号をＦ／Ｖ変換器３２により変換された速
度情報を加えて速度制御する。なお、この位置決め回路
Ｅでは、前記直動モータＭからの電流値情報をドライバ
３３の前で電流アンプ３４により変換された電流制御量
にフィードバックして前記直動モータＭの電流制御も行
うようにしてある。

【００１７】次いで、磁気ヘッドＤは所定の磁気ディス
クＡの所定のトラックに移動させるためのボイスコイル
形の直動モータＭｃ等から構成されるヘッドポジショナ
Ｈに連結される。このヘッドポジショナＨでは例えばレ
ーザリニアエンコーダ等によって磁気ヘッドＤの位置が
検出され、この位置信号は前記位置決め回路部Ｅに送出
される。従って、位置決め回路部Ｅではこの位置信号
と、前記アドレス情報に基づくトラック指定信号とに基
づいて、ヘッドポジショナＨの移動指令信号をヘッドポ
ジショナＨに送出する。このようにして、前記位置決め
回路部Ｅは常時、ヘッドポジショナＨ、即ち磁気ヘッド
Ｄの位置を検出するフィードバック制御を行っている。

【００１８】ここで、ヘッドポジショナＨの構成を図６
に基づいて説明する。磁気ヘッドＤは、それぞれヘッド
アームＶを介してアーム移動体４０へ一体に取り付けら
れて支持されている。そのアーム移動体４０の後端部側
は、図７，図８に示すようにセラミックス等からなる断
面角形の２本のガイド４１に左右から挟まれるように固
定されている。この２本のガイド４１は、該アーム移動
体４０の移動方向に沿って後方に延設され、気体軸受で
あるリニアスライドエアベアリング４２によって軸方向
に移動可能に浮上支持されている。即ち、リニアスライ
ドエアベアリング４２は、図８に示すように、そのテー
ブルパッド４２ａ，アンダーパッド４２ｃ及びサイドパ
ッド４２ｂが、ガイド４１の上面，下面及び外側面に数
μｍの間隙を開けて対向し、前記テーブルパッド４２
ａ，アンダーパッド４２ｃ及びサイドパッド４２ｂに設
けられている図示しない複数の穴若しくは溝から空気が
該ガイド４１の外周面に噴射されて該間隙に生じる気体
膜圧力でガイド４１を浮上支持させるようになってい
る。

【００１９】また、前記ガイド４１の後端部は、ボイス
コイルモータＭの可動部であるコイルＭｃに筒体Ｍｄを
介して固定されている。図７に示されるように、ボイス
コイルモータＭは、上下に対向するように配設されてい
る２つの磁石Ｍａ，Ｍｂの間にコイルＭｃが配設されて
なり、該コイルＭｃが左右に移動するようになってい
る。そのコイルＭｃの外周を覆うように筒体Ｍｄが固定
され、その筒体Ｍｄから左右に延びる各フランジ部Ｍｅ
に前記ガイド４１の後端部がそれぞれボルト止めされて
いる。

【００２０】このように、精度を要求される微小な信号
を取り扱うためには、上述したように、雑音による誤動
作を引き起こさないきれいな精密電源が必要となる。そ
のために接地用バスバーを分離する必要性が生じるので
ある。次に、上記構成に基づき動作を説明する。上記構
成のように、直流電源を直流電源１〜３と直流電源４〜
７のように２系統に分けたのは、例えば直流電源１〜３
をボイスコイル形の直動モータ及びリニアスライドエア
ーベアリングの位置決め回路部分並びにレーザリニアエ
ンコーダの発光・受光回路に使用している場合にこれら
の雑音を嫌う回路の直流電源の出力側の接地ラインをバ
スバー９にまとめて共通に接地している。そして、直流
電源４〜７をその他のディジタル回路、モータＫの駆動
回路やリニアスライドエアベアリング４２のエア作動回
路等に使用している場合にこれらの比較的に雑音に耐え
得る回路の直流電源の出力側の接地ラインをバスバー１
０にまとめて共通に接地している。このため、バスバー
１０に流れる雑音電流の影響をバスバー９は排除するこ
とができ、上記のように２系統に分離することによっ
て、バスバー９は雑音のないきれいな接地ラインとして
確保することができる。

【００２１】ここで、直流電源１〜３の出力側の接地端
子tg₁〜tg₃が雑音成分の混入を嫌う接地端子であり、
直流電源４〜７の出力側の接地端子tg₄〜tg₇が雑音成
分の混入を避けることができない接地端子である。な
お、図４に示されるように、２つのバスバー９，１０を
接続してある例は、システムのハードウェアの構成上、
両者を接続した方が接地容量が大きくなり、雑音対策が
向上する場合に行われ、システム構成により接続の有無
が決定される。

【００２２】次に、本発明の第二実施例を図９に基づい
て説明する。図９において、第一実施例と構成の異なる
部分は、直流電源部Ｐの直流電源１〜７のフレームグラ
ンド（以下、ＦＧと称する）をバスバー１１に接続し、
直流電源１〜７の出力側のシグナルグランド（以下、Ｓ
Ｇと称する）をバスバー１２に接続したことである。こ
れは、直流電源１〜７の一次側のＦＧ接地と二次側のtg
₁〜tg₇で表されるＳＧ接地を分離することによって、
一次側に重畳する誘導等の外部雑音が二次側へ回り込む
のを防止している。

【００２３】ここで、直流電源１〜７の二次側のＳＧ端
子が雑音成分の混入を嫌う接地端子であり、直流電源１
〜７の一次側のＦＧ端子が雑音成分の混入を避けること
ができない接地端子である。もっとも、第一実施例と同
様に雑音重畳電源と微小信号を扱う直流電源とが混在す
る場合は、直流電源１〜７の出力側の接地ラインの接続
方法は第一実施例と同様に二次側のバスバーを分離し、
接地ラインを隔離しなければならない。

【００２４】上記実施例に示したように、バスバーを２
系統以上設けることにより、状況に応じた最適の雑音対
策を施すことができる。特に上述のように、ボイスコイ
ルモータ及びエアーベアリングを用いた位置決め回路を
有するディスク装置の精密位置決め機構に適用した場合
にその効果は大きいと期待される。なお、上記実施例に
おいて、直流電源の数を７台としたが、これに限るもの
ではなく、システムの構成によって定まるものである。

【００２５】また、上記実施例において、直流電源１〜
３と直流電源４〜７の２グループに接地をグループ分け
したが、これに限るものではなく、どの電源をどのグル
ープとするか又はグループ数をいくつに分けるかは、シ
ステムの構成によって任意に定めることができるもので
ある。さらに、上記実施例において、磁気ディスク装置
の精密位置決め装置について説明したが、これに限るも
のではなく、光ディスク装置その他の精密位置決め装置
についても適用できる。

【００２６】さらにまた、上記実施例において、移動体
として磁気ヘッドについて説明したが、これに限るもの
ではなく、その他の精密な位置決めを要する移動体にも
適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る精
密位置決め装置によれば、２系統以上の接地用バスバー
が用意されているので、精密な精度を要求される精密電
源のように雑音成分の混入を嫌う接地端子をまとめて一
つのバスバーに接続し、雑音成分の混入してしまう電源
や負荷回路の電源のように雑音成分の混入を避けること
ができない接地端子を他のバスバーに接続することによ
って、前者のバスバーを雑音から隔離することができる
ので、精密位置決め回路部分の誤動作や精度の悪化の防
止が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の概略構成図である。

【図２】第一実施例の直流電源部の回路図である。

【図３】第一実施例の接地ラインの接続図である。

【図４】第一実施例の接地ラインの接続応用例である。

【図５】図１の制御ブロック図における位置決め回路の
ブロック構成図である。

【図６】第一実施例の磁気ディスクと磁気ヘッドの位置
決め装置の概要図である。

【図７】ヘッドポジショナの概要図である。

【図８】リニアエアスライドエアベアリングの断面図で
ある。

【図９】第二実施例の直流電源部の回路図である。

【図１０】磁気ディスク装置の一例を示す組立図であ
る。

【図１１】従来例の概略構成図である。

【図１２】従来例の直流電源部の回路図である。

【符号の説明】

１〜７直流電源９〜１２接地用バスバー２０，４２リニアスライドエアベアリングＡ磁気ディスクＢインタフェース回路部Ｃ制御回路部Ｄ磁気ヘッドＥ位置決め回路部Ｆ書込み読出し回路部ＧスライダＨヘッドポジショナＪ電源制御回路部Ｋ誘導電動機ＬレーザリニアエンコーダＭ直動モータＮステータス回路部Ｐ直流電源部ＳサーボアンプＵ電源制御インタフェース部Ｖヘッドアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植田静男神奈川県茅ケ崎市香川1061−１サニーウェル坂田101 (72)発明者高橋淳神奈川県鎌倉市材木座６−23−５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の変位を検出して当該移動体の位
置を決定する位置決め回路を有すると共に、多数の直流
電源を備えた精密位置決め装置において、前記各直流電
源に形成された接地用端子のうち、少なくとも雑音成分
の混入を嫌う接地端子と、雑音成分の混入を避けること
ができない接地端子とを異なる接地用バスバーに分離接
続したことを特徴とする精密位置決め装置。