JPH0554523A - デイスク装置の振動低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスク円周方向の振動を減少させることがで
きることである。 【構成】サーボ面サーボ方式でヘッドの位置決めを行な
っているディスク装置の振動低減方法において、サーボ
面から得られたサーボ信号からサーボクロック信号
（Ｂ）を作成し、サーボクロック信号（Ｂ）をデータヘ
ッド２を用いて磁気ディスク９に書き込み、磁気ディス
ク９に書き込まれたサーボクロック信号（Ｂ）をデータ
クロック信号として読み取ると共に、データクロック信
号と磁気ディスク９に書き込んでいないサーボクロック
信号（Ｂ）との位相差を求める。そして、この位相差が
小さくなるよう、ヘッド位置決め機構の可動部分の重心
位置、または該可動部分にかかる駆動力の作用位置を調
整する。

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、光
ディスク装置、光磁気ディスク装置等のディスク装置の
位置決め機構のディスク円周方向（データ記録方向）の
振動を低減させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置、光ディスク装置等の
記憶媒体としてディスクを使用するディスク記憶装置で
は、回転するディスクの表面に同心円状に記憶領域を設
け、磁気ヘッドや光ピックアップなどをディスクの径方
向に相対移動させることにより、ディスクの任意の位置
における情報の書き込みや読み出しを行っている。とこ
ろで、一般的に、高速かつ高精度に磁気ヘッドや光ピッ
クアップの位置決めを行わせるなどの目的で、ボイスコ
イルモータを駆動源とするアクチュエータ（ヘッド位置
決め機構の可動部分）が用いられている。

【０００３】この場合、磁気ヘッドや光ピックアップな
どを搭載して移動するアクチュエータの重心位置が、ボ
イスコイルモータに発生する推力の作用方向からズレて
いると、推力の一部が偶力となってアクチュエータを加
振することになり、アクチュエータに振動が生じて磁気
ヘッドや光ピックアップの位置決め精度を劣化させるこ
とになる。

【０００４】このため、従来では、特開昭５１−１５４
１６号公報や特開昭６３−１０３７９号公報に開示され
るように、実使用時と同じようにアクチュエータを駆動
させながら、ディスクの径方向の位置情報が書き込まれ
ているサーボデータに基づき、その時発生する振動が最
小となるように、重心位置または、駆動力の中心位置を
調整することが提案されている。これを実現する為に、
前者は、アクチュエータに取り付ける重りの量または取
り付け位置を調整することを提案している。一方、後者
は、ボイスコイルモータのヨークの一部に穴をあけ、そ
の穴に棒材を挿入し、磁気ギャップの深さを調節するこ
とにより、駆動力の中心を調節することを提案してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、径方向の位置情報が書き込まれてい
るサーボデータに基づき、その時発生する振動が最小と
なるよう調整しているため、データの記録方向であるデ
ィスク円周方向の振動については、ほとんど考慮され
ず、ディスク円周方向の振動を低減させることができな
いという問題点がある。特に、最近は転送速度を上げる
ため、同一装置内の複数のデータヘッドによる複数のデ
ータの読み書きを同時に行うパラレル転送の技術なども
製品に採用されており、アクチュエータのディスク円周
方向の振動により発生するデータ間の位相ズレはデータ
の読み取りエラーの直接の原因となるため、増々問題に
なってきている。

【０００６】また、応答性能、スループットの向上策と
してアクチュエータ単位に、小容量のキャッシュを搭載
したアクチュエータレベルキャッシュ（ＡＬＣと呼ぶ）
を実現した場合にも、以下の理由でディスク円周方向の
振動が問題になっている。データの情報は各レコードに
分かれており、各レコードの先頭には、情報が何も書か
れていない空白状態でレコードの先頭を検知するのに使
用されるＡＭ（アドレス・マーク）が一定長さ（例えば
４バイト）設けられており、各レコード間には、例え
ば、１００１００等の特定のパターンが書かれているギ
ャップ、また場合によっては、ディスクの傷等の原因に
より、正しい情報が書きこめない為、ディスク制御装置
により自動的に情報を読むのを飛び越すＳＤ（スキップ
・ディフェクト）がある。

【０００７】従来のデータの読み込みの方式では、基本
的にデータ自身が生成するクロックを用いて行うが、Ａ
ＭやＳＤ等、正しいクロックが保証されない部分では、
データのパターンが記録してあるディスク制御装置のマ
イクロプログラムが、読み取ったレコード長に基づきサ
ーボクロック（ディスク径方向の位置決め情報に含まれ
るディスク円周方向のクロック）に切換えて使用してい
た。しかし、ＡＬＣを用いた方式では、上位装置の負担
を軽くし、スループットを向上させるため、読み出し命
令のかかっているトラックのみトラックのデータを先読
みしてキャッシュに記憶させる動作等をディスク制御装
置とオフラインで行うので、ＡＭやＳＤの位置がわから
ない。このため、データのクロックのみを使用するとＡ
ＭやＳＤの位置で、データ転送時にクロックが外れ、リ
ードエラーとなる可能性があるので、この場合、サーボ
クロックのみを使用することになる。従って、ディスク
径方向の位置決め情報とデータのディスク円周方向の位
相ズレが大きいと１クロック分のデータが抜け落ちたり
データ転送ミスを生じ、回復不能エラーとなるので、主
な原因となるアクチュエータのディスク円周方向の振動
を低減させることが重要になってきている。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点につい
て着目してなされたもので、ディスク円周方向の振動を
減少させることができるディスク装置の振動低減方法、
振動検出装置、およびこれを備えたディスク装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のディスク装置の振動低減方法は、サーボ面サーボ方式
でヘッドの位置決めを行なっているディスク装置の振動
低減方法において、サーボ面から得られたサーボ信号か
ら基準信号を作成し、該基準信号を前記ヘッドを用いて
ディスクに書き込み、該ディスクに書き込まれた基準信
号をデータ信号として読み取ると共に、該データ信号と
ディスクに書き込んでいない基準信号との位相差を求
め、該位相差が小さくなるよう、ヘッド位置決め機構の
可動部分の重心位置、または該可動部分にかかる駆動力
の作用位置を調整することを特徴とするものである。

【００１０】前記目的を達成するためのディスク装置の
振動検出装置は、サーボ面サーボ方式でヘッドの位置決
めを行なっているディスク装置の振動検出装置であっ
て、サーボ面から得られたサーボ信号を基にして基準信
号を作成する基準信号発生部と、該基準信号を前記ヘッ
ドを用いてディスクに書き込むと共に、これを該ディス
クから読み取るリード・ライト部と、前記ディスクから
読み取られた基準信号と、前記基準信号発生部から直接
得られた基準信号との位相差を求める位相差検出手段と
を備えていることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】位置決め機構の可動部分に関するディスク径方
向の振動で、回転するディスクにおいてサーボ面とデー
タ面とが共に該可動部分に対して同期的に振動する場
合、前述したような問題は生じない。すなわち、回転す
るディスクにおいては、サーボ面とデータ面とが、その
周方向に相対的にズレなければ、何ら問題はない。問題
となるのは、サーボ面とデータ面とがその周方向に相対
的にズレるような振動である。このため、このような振
動は、サーボ信号とデータ信号との位相差として現われ
る。そこで、サーボ信号を基にして作成した基準信号を
一旦ディスクに書き込んだ後、読み取り、このデータ信
号として読み取ったものと、未だ書き込んでいない基準
信号との位相差を検出することにより、振動の程度を把
握することができる。

【００１２】このようにして、把握される振動が小さく
なるよう、振動調整手段を操作して振動を低減させる。
この振動調整手段による振動低減は、具体的には、ヘッ
ド位置決め装置の可動部分の重心位置を変えることによ
り実施するものや、可動部分にかかる駆動力の作用位置
を変えることにより実施するものなどが考えられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図９を用い
て説明する。本発明は、磁気ディスク装置、光ディスク
装置、光磁気ディスク装置等のディスクを使用するディ
スク記憶装置に適用されるが、本実施例では、便宜上、
磁気ディスク装置を例にあげて説明する。図１に示すよ
うに、磁気ディスク装置のスピンドル１０は、モータ１
１に直結されており、さらに上部に複数の磁気ディスク
９が搭載され、ベース１２に固定されている。このベー
ス１２とＨＤＡ（ヘッド・ディスク・アッセンブリー）
カバー１３とで、ＨＤＡは密閉構造となっている。

【００１４】磁気ヘッド（１本のサーボヘッド１と複数
のデータヘッド２）は、複数のヘッドアーム３によりそ
の先端に支持されている。ヘッドアーム３はキャリッジ
４に支持されており、キャリッジ４は直線運動が可能な
ように玉軸受６により支持されている。玉軸受６は、ベ
ース１２に固定されているレール７により案内されてい
る。キャリッジ４の他端にはコイル５が取りつけられて
おり、コイル５の周囲にはヨーク８、マグネット１７か
らなる磁気回路がベース１２に取りつけられている。コ
イル５と磁気回路はいわゆるボイスコイルモータ（以下
ＶＣＭと称す）を形成しており、コイル５に電流を流す
とコイルに推力が発生するようになっている。以上の構
成により、アクチュエータ（ヘッド位置決め機構の可動
部分で、サーボヘッド１、データヘッド２、ヘッドアー
ム３、キャリッジ４、コイル５、玉軸受６から構成され
る部分）は、水平方向に直線運動が可能となり、モータ
１１によって回転している磁気ディスク９の所望のトラ
ックに、データヘッド２が以下のように位置決めされ
る。磁気ディスク９のサーボ面（サーボヘッド１がある
面）９ａには、トラック幅方向位置決め情報（サーボ情
報という）が記録されており、その情報は、サーボヘッ
ド１により読み出され、サーボ制御により位置決め動作
が行われる。位置決めされたデータヘッド２は、磁気デ
ィスク９上にデータ（情報）を書き込んだり、磁気ディ
スク９上のデータを読み出すことにより記憶装置として
機能する。

【００１５】図２は、図１におけるII矢視図で、アクチ
ュエータを上方からみたものである。アクチュエータ
は、II矢印方向から見てた場合、全体として中心軸のま
わりにほぼ対称に作られており、したがって、重心位置
Ｇは、ほぼキャリッジ４の中心軸上に有する。また、駆
動源であるボイスコイルモータを構成するコイル５、ヨ
ーク８、マグネット１７も中心軸の回りに円筒上に配置
されており、駆動力Ｆも、キャリッジ４のほぼ中心軸上
の点Ｐに作用する。しかし、アクチュエータの組立公
差、玉軸受６の摩擦の影響、マグネット１７、ヨーク８
の着磁のバラツキ、ボイスコイルモータの磁路のギャッ
プにおける磁束分布のバラツキにより、アクチュエータ
重心Ｇと駆動力Ｆの作用点Ｐには、ズレΔγが生じる。
このとき、ズレΔγと駆動力Ｆとの積Ｆ・Δγは、重心
Ｇのまわりに、アクチュエータを回転させようとするト
ルクＭとなり、この力でアクチュエータに振動が生じ
る。この振動は、サーボヘッド１、データヘッド２の位
置決め後も残留持続するので、ディスク径方向成分は位
置決め精度の低下、ディスク円周方向成分はデータの読
み取りエラー等の増加を招く。また、駆動力Ｆが周期的
に加わるとレール７やベース１２で構成される支持構造
体と共振し、より一層の性能の低下をまねく。これを防
止する為には、検出した振動を基に、後で説明する振動
調整手段を用いてアクチュエータの重心Ｇと駆動力の作
用点ＰとのずれΔγを小さくすればよい。

【００１６】ディスク径方向の振動の検出は、アクチュ
エータの位置決めに利用される位置決め誤差信号をその
まま使用すればよいが、ディスク円周方向の振動につい
ては、それに相当するものがないので、新たにディスク
円周方向の振動検出信号を作成する必要がある。

【００１７】そこで、図１に示すディスク振動検出装置
を用いた、ディスク円周方向の振動の検出方法について
説明する。図１に示すように、ディスク振動検出装置
は、サーボ情報からサーボクロック信号（Ａ）を生成す
ると共に、これからインデックス信号を検出するインデ
ックス信号検出回路３１と、サーボクロック信号（Ａ）
からディスク円周方向の振動検知に適切なクロック間隔
のサーボクロック信号（Ｂ）を生成するパルス発生回路
３２と、サーボクロック信号（Ｂ）をデータヘッド２で
磁気ディスク９上に書き込ませると共に、磁気ディスク
９上のデータをデータヘッド２で読み取らせるリード・
ライト回路３７と、パルス発生回路３２から出力される
信号とデータヘッド２から読み取られる信号との位相ズ
レを三角波として出力する三角波発生回路３３と、ピー
クホールド回路３５と、ローパスフィルタ３５と、アン
プ３６とを有して構成されている。

【００１８】このディスク振動検出装置による振動検出
方法を図３に基づき説明する。 ステップ１；ディスク径方向の位置決め情報をサーボヘ
ッド１より読み込み、インデックス検出回路３１によ
り、サーボクロック信号（Ａ）を生成すると共に、トラ
ックレコードの頭の部分であるインデックス信号を検出
する。 ステップ２；サーボクロック信号（Ａ）は、このままで
は通常３０ＭＨｚ程度の高周波であるため、パルス発生
回路３２にて分周し、ディスク円周方向の振動検出信号
が測定に必要なクロック間隙のサーボクロック信号
（Ｂ）（１〜数ＭＨｚ）を生成する。 ステップ３；パルス発生回路３２で生成されたサーボク
ロック信号（Ｂ）をリード・ライト回路３７により、デ
ータヘッド２で磁気ディスク９に書き込ませる。パルス
の書き込みは、消さない限り、一度行えばよい。書き込
まれたサーボクロック信号（Ｂ）は、データヘッド２よ
り読み出される。この信号はアクチュエータのディスク
円周方向の振動成分を含んでいる。 ステップ４；パルス発生回路３２から出力されるサーボ
クロック信号（Ｂ）と、一旦、サーボクロック信号
（Ｂ）が磁気ディスク９に書き込まれ、その後これが読
み取られて得られたデータクロック信号（Ｂ）との位相
ズレを、三角波発生回路３３にて検出する。三角波発生
回路３３は、ステップ１で得られたインデックス信号を
トリガにして、サーボクロック信号の立上り波形から、
次のデータクロック信号の立上り波形までを積分し、そ
の後、リセットする。よって、三角波のピークの高さ
が、サーボクロックとデータクロックとの間の位相ズレ
量を表わす。この場合、サーボクロック信号とデータク
ロック信号を逆にして、三角波発生回路を作成しても上
記と同様に、サーボクロックとデータクロックとの間の
位相ズレ量が得られる。

【００１９】ステップ５；ディスク円周方向の振動を測
定するのに必要な周波数帯域は、ヘッド振動等を考慮に
入れても、１０ｋＨｚ程度であり、ディスク円周方向の
振動検出信号もこの条件に合わせて、ピークホールド回
路３４で、ステップ４で得られた三角波にピークホール
ド処理（測定可能な微小振動を検出できるように放電時
定数を定める（例えばτ＜１０μｓ））を施す。 ステップ６；ステップ５でピークホールド処理された信
号をローパスフィルター３５で、折点付近でのゲインの
低下を見込んで２０ｋＨｚ程度にする。 ステップ１からステップ６の処理を行うことによって得
られたディスク円周方向の振動検出信号は、サーボクロ
ック（Ｂ）を基準にしたデータクロックの位相ズレ量
を、アナログ的に表したもので、これをディスク円周方
向の振動検出用として使用することができる。

【００２０】この振動検出信号を基に、図４から図８に
示す振動調整手段を用いて、アクチュエータのディスク
円周方向の振動を小さくすることができる。以下、順に
説明する。図４および図５は、振動調整手段を有するア
クチュエータの一実施例を示している。アクチュエータ
のキャリッジ４の側面の中央部に、上中下３カ所の貫通
したネジ穴をあけ、その中に鋼や黄鋼など比較的比重の
大きい材料でつくられたネジ１４を入れ、重りの働きを
させる。そして、全体の組立終了後に、ディスク径方向
の位置決め動作を行わせ、上記の方法で得られたディス
ク円周方向の振動検出信号をオシロスコープ等で観察
し、ディスク円周方向の振動が最小になるように、重り
の大きさ、および位置を調整する。このように、重りの
大きさおよび位置の調整により、ディスク円周方向の振
動を低減させることができる。なお、ねじ穴の数を増や
したり、またはその位置を変えることにより、調整幅を
自由に変更することができる。

【００２１】図６から図８は、振動調整手段を有するボ
イスコイルモータの一実施例を示している。マグネット
１７は、ヨーク８とで磁気回路を構成している。マグネ
ット１７とコイル５との間には、磁気ギャップ１８があ
り、コイル５を横切る磁束が存在する。コイル５に電流
を流すと、図７におけるＡ矢印の方向にコイル５が移動
する。ヨーク８にはスリット１６が４ケ所入っており、
このスリット１６により分けられる４個の部分に、それ
ぞれ、マグネット１７と、アジャストロッド１５が取り
付けられている。例えば、マグネット１７は希工類のＮ
α−Ｆｅ−Ｂ、ヨーク８およびアジャストロッド１５は
Ｓ１０Ｃで作られている。アジャストロッド１５の長さ
を選ぶことにより、ヨーク８の磁気抵抗が変わるので、
アジャストロッド１５を変えたところの磁路を通る磁束
のみが変化する。よって駆動力作用位置を調整すること
ができる。また、アジャストロッド１５の長さを変えな
くても、磁気抵抗の異なる材料によりアジャストロッド
１５を作り、駆動力作用位置の調整をおこなってもよ
い。アジャストロッド１５は、磁気吸引力により吸着す
るので、作業性は良い。本実施例ではスリット１６は４
ケ所入っており、駆動力位置の調整が、面内で可能とな
る。スリット１６は、調整方向が１軸であれば、２ケ所
にすることができる。また、アジャストロッド１５を増
加させることにより、その調整巾を広げることができ
る。なお、スリット１６により、磁路を明確に分割して
いないと、アジャストロッド１５を用いても、磁束分布
にはほとんど変化がない。

【００２２】図９は、上記ボイスコイルモータの等価回
路である。ボイスコイルモータは、大きく４つの磁路に
分割されている。Φ₁からΦ₄は磁束、Ｒｇ₁からＲｇ₄は
各ギャップ１８の磁気抵抗、Ｈ₁からＨ₄はマグネット１
７の動作点での減磁界の強さ、ｌ₁からｌ₄はマグネット
厚さ、Ｒｙ₁ららＲｙ₄はヨーク８の分割された部分の磁
気抵抗、ＲｙｃはＲｙ₁からＲｙ₄以外のヨーク８の磁気
抵抗を示す。４ケ所の磁束Φ₁，…，Φ₄の違いにより、
駆動力作用位置が異なる。第１の原因は、各々のマグネ
ット１７の個体差である。例えば、マグネット１７の磁
場配向の個体差、密度の個体差、着磁の違いによるもの
である。第２の原因は、マグネット１７の厚みｌ₁，
…，ｌ₄の違いによるものである。第３の原因は、永久
磁石１７とヨーク８の磁気ギャップ１８の長さの違いに
起因する磁気ギャップ抵抗Ｒｇ₁，…，Ｒｇ₄の違いによ
るものである。アジャストロッド１５がないときは、ヨ
ーク８の磁気抵抗Ｒｙ₁，…，Ｒｙ₄には基本的にほとん
ど差がない。アジャストロッド１５は、例えば磁路の断
面積を変え、磁気抵抗Ｒｙ₁，…，Ｒｙ₄を調整するもの
である。よって、全体の組立終了後に、ディスク径方向
の位置決め動作を行わせ、上記の方法で得られたディス
ク円周方向の振動検出信号をオシロスコープ等で観察し
この振動が最小になるように、アジャストロッド１５の
取付位置、長さを変えて調整すればよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ディスク周方向の振動
を検知することができ、これに基づいて、ヘッド位置決
め機構の可動部分の重心位置、または該可動部分にかか
る駆動力の作用位置を調整することにより、ディスク周
方向の振動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の振動検出装置およびデ
ィスク装置の構成説明図である。

【図２】本発明に係る一実施例のアクチュエータの上面
図である。

【図３】本発明に係る一実施例の振動検出装置が作成す
る各種信号の波形図である。

【図４】本発明に係る一実施例のアクチュエータの側面
図である。

【図５】本発明に係る一実施例のアクチュエータの要部
切り欠き正面図である。

【図６】本発明に係る一実施例のボイスコイルモータの
正面図である。

【図７】図６におけるＶII−ＶII線断面図である。

【図８】図７におけるＶIII−ＶIII線断面図である。

【図９】ボイスコイルモータの等価回路図である。

【符号の説明】

１…サーボヘッド、２…データヘッド、４…キャリッ
ジ、５…コイル、８…ヨーク、９…磁気ディスク、９ａ
…サーボ面、１４…ネジ、１５…アジャストロッド、１
７…マグネット、３０…振動検出装置、３２…パルス発
生回路、３３…三角波発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴野 洋二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボ面サーボ方式でヘッドの位置決めを
   行なっているディスク装置の振動低減方法において、 サーボ面から得られたサーボ信号から基準信号を作成
   し、 前記基準信号を前記ヘッドを用いてディスクに書き込
   み、 前記ディスクに書き込まれた基準信号をデータ信号とし
   て読み取ると共に、該データ信号と前記ディスクに書き
   込んでいない基準信号との位相差を求め、 前記位相差が小さくなるよう、ヘッド位置決め機構の可
   動部分の重心位置、または該可動部分にかかる駆動力の
   作用位置を調整することを特徴とするディスク装置の振
   動低減方法。
2. 【請求項２】サーボ面サーボ方式でヘッドの位置決めを
   行なっているディスク装置の振動検出装置であって、 サーボ面から得られたサーボ信号を基にして基準信号を
   作成する基準信号発生部と、 前記基準信号を前記ヘッドを用いてディスクに書き込む
   と共に、これを該ディスクから読み取るリード・ライト
   部と、 前記ディスクから読み取られた基準信号と、前記基準信
   号発生部から直接得られた基準信号との位相差を求める
   位相差検出手段とを備えていることを特徴とするディス
   ク装置の振動検出装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の振動検出装置と、ヘッド位
   置決め機構の可動部分の重心位置、または該可動部分に
   かかる駆動力の作用位置を調整する振動調整手段とを備
   え、前記基準信号発生部は、前記サーボ面から得られる
   サーボ信号が入力可能に設けられ、 前記振動検出装置の前記リード・ライト部は、搭載され
   ているヘッドを用いて、同じく搭載されているディスク
   に前記基準信号の書き込みおよび読み取り可能に、設け
   られていることを特徴とするディスク装置。