JPH06309825A - 磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方法及び装置 - Google Patents

磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方法及び装置

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JPH06309825A
JPH06309825A JP5101457A JP10145793A JPH06309825A JP H06309825 A JPH06309825 A JP H06309825A JP 5101457 A JP5101457 A JP 5101457A JP 10145793 A JP10145793 A JP 10145793A JP H06309825 A JPH06309825 A JP H06309825A
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啓之 鈴木
Takahiro Nakagawa
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Yoshiyasu Nakamoto
吉保 中本
Muthuthamby Sri-Jayantha
ムスサンバイ・スリ・ジャヤンサ
Hugh Dang Hyne
ハイン・ヒュ−・ダング
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    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、磁気ディスク装置のサーボトラック
書込み方法及び装置に関し、定常状態におけるヘッドの
機械的振動を低減させ、また、システムの整定時間を短
縮させたサーボトラック書込み方法及び装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】磁気ディスク装置２のヘッドアーム端部２２近
傍に非接触に位置する検出面を有し、検出面とヘッドア
ーム端部２２のヘッド移動方向のギャップ量を検出する
ギャップ量検出手段であるキャパシタンスプローブ２８
を設ける。また、キャパシタンスプローブ２８をヘッド
移動方向に移動させて目標位置に位置決めする位置決め
手段であるロータリポジショナ２６と、ギャップ量が一
定値を維持するように磁気ディスク装置２のヘッド１４
を移動させて、ヘッド１４を所定のサーボトラック書込
み位置に位置決めさせるヘッド駆動系制御手段とを備え
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置のサ
ーボトラック書込み方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の小
型大容量化の要求が高まってきていることに伴い、記録
される情報量が１平方インチ当たり１００メガビットを
超える高い面積密度のディスクを有する磁気ディスク装
置が必要となってきている。
【０００３】ディスクの高面密度を達成するには、ディ
スクの半径方向の１インチ当たりのトラック数(ＴＰＩ:
Ｔrack Ｐer Ｉnch）を増加させることが必要である。
近い将来、上述のような小型大容量の磁気ディスク装置
を製造するには、３０００ＴＰＩを超えるトラック密度
が要求されることになる。３０００ＴＰＩのトラック密
度を達成するには、ディスク面上に形成するトラックの
トラックピッチは、１０μｍより狭くならなければなら
ない。
【０００４】即ち、ディスク面へのサーボトラックの書
込みには、より高精度なヘッド位置決めが要求される。
従来の磁気ディスク装置のサーボトラック書込み装置を
図１１を用いて説明する。図１１は、サーボトラックの
書込み機構の一部のみを示した平面図であり、サーボト
ラックが書き込まれる磁気ディスク装置２をすでに石定
盤２０上に搭載した状態を示している。
【０００５】磁気ディスク装置２の構成要素を簡単に説
明する。磁気ディスク装置２のベースプレート４上にス
ピンドルモータ６が取付けられ、スピンドルモータ６の
回転軸に複数枚のディスク８が固定されて取付けられて
いる。ディスク８の外側のベースプレート４に固定され
たピボット１０を回転軸として、ヘッド１４をディスク
８上の半径方向に移動させるロータリアクチュエータ１
２が回転可能に取付けられている。ヘッド１４のピボッ
ト１０の反対側にはロータリアクチュエータ１２を駆動
させるボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１６が設けら
れている。ＶＣＭ１６には、ヘッド１４を位置決めする
リニアポジショナ１８の先端部が接触する突起部１７が
形成されている。
【０００６】リニアポジショナ１８は、サーボトラック
書き込み機構の一部を構成し、磁気ディスク装置２外の
石定盤２０上に設置され、磁気ディスク装置２内のＶＣ
Ｍ１６の突起部１７にその先端を接触させるように取付
けられている。リニアポジショナ１８は、駆動装置（図
示せず）により駆動され、直線的に所定量だけ移動する
ことができるようになっている。
【０００７】次に、図１１で示した従来のサーボトラッ
ク書込み装置によるサーボトラック書込み方法を簡単に
説明する。ヘッド１４を１トラックピッチだけ移動させ
るようにリニアポジショナ１８を所定量直線移動させて
リニアポジショナ１８先端で突起部１７を押す。突起部
１７が押されるとロータリアクチュエータ１２がピボッ
ト１０を中心にして所定量回転させられ、ヘッド１４を
ディスク８の半径方向に移動させる。その際、突起部１
７がリニアポジショナ１８の先端と剛体的に接触を保つ
ように、リニアポジショナ１８の作用する力と反対方向
にバランスする力を生じさせるバイアス電流がＶＣＭ１
６に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のサ
ーボトラック書込みは、サーボトラック書込み用のヘッ
ド１４の位置決めを、ヘッド１４を支持しているロータ
リアクチュエータ１２と突起部１７を介してリンクする
リニアポジショナ１８によって行っていた。
【０００９】しかしながら、この従来のサーボトラック
書込み方法及び装置では、３０００ＴＰＩを超える高ト
ラック密度を要求される磁気ディスク装置のサーボトラ
ック書込みをさせるには種々の問題が生じる。
【００１０】例えば、ヘッド１４はピボット１０を回転
軸として回転移動するのに対し、リニアポジショナ１８
は直線移動することから、ヘッド１４に位置決め誤差が
生じ、その補正が困難であるという問題である。また、
リニアポジショナ１８と突起部１７の接触点が、サブミ
クロンオーダで断続的に滑ってしまい、トラックピッチ
エラーが増大してしまうという問題である。
【００１１】このため近年では、リニアポジショナ１８
の代わりにピボット１０の回転軸上に回転軸を有するロ
ータリポジショナを用いることにより上述の問題点は解
決されたが、ロータリポジショナを用いても次のような
問題点が生じる。
【００１２】即ち、所定のサーボトラック書込み位置に
ヘッド１４の位置決めが完了した定常状態においても、
ロータリアクチュエータ１２に剛体的に接触するリニア
ポジショナ１８（またはロータリポジショナ）の質量が
影響して、位置決めサーボが追従できないような共振周
波数の機械振動がヘッド１４に発生してしまうという問
題がある。例えば、発明者達が用いた磁気ディスク装置
及び従来のサーボトラック書込み装置での測定によれ
ば、サーボ系が追従することができない、周波数５６０
Ｈｚ、振幅０．１７μｍ（ピーク−ピーク）の振動がポ
ジショナの質量の影響により定常状態において発生する
場合があった。
【００１３】また、突起部１７とリニアポジショナ１８
（またはロータリポジショナ）を剛体的に結合させるた
めに、ヘッド１４の位置決めの際にリニアポジショナ１
８の力とＶＣＭ１６の力とはバランスさせているが、そ
のため、リニアポジショナ１８がステップ関数的に１ト
ラックピッチだけ移動するとき、このようなステップ的
移動による過渡応答としての機械振動がロータリアクチ
ュエータ１２に発生する。つまり、リニアポジショナ１
８の慣性質量の大きいことが影響して、ヘッド１４を１
トラックシークさせる際のステップ的移動により生じる
過渡応答の減衰が小さくなり、システムの整定時間が長
くなってしまうという問題が生じる。発明者達が用いた
磁気ディスク装置及び従来のサーボトラック書込み装置
でのヘッドの整定時間を図１２に示す。図１２に示すと
おり５μｍの目標位置に到達するまでの整定時間は１２
ミリ秒である。ヘッドの整定時間が長いと３０００ＴＰ
Ｉという高いトラック密度のディスクを搭載する磁気デ
ィスク装置の場合、サーボトラック書込み工程のスルー
プットが無視できない程に低下してしまうという問題を
生じる。
【００１４】さらに、実際の製造工程におけるサーボト
ラック書込みにおいては、磁気ディスク装置のトップカ
バーに形成するサーボトラック書込み用の開口部の大き
さをあまり大きくできないという問題も生じる。
【００１５】本発明は、上述の従来の技術の問題を除く
ためになされたものであって、その目的とするところ
は、サーボ系の安定性を確保すべく、定常状態における
ヘッドの機械的振動を低減させたサーボトラック書込み
方法及び装置を提供することにある。
【００１６】また、他の目的は、システムの整定時間を
短縮させて磁気ディスク装置のサーボトラック書込み工
程のスループットを向上させたサーボトラック書込み方
法及び装置を提供することにある。
【００１７】さらに他の目的は、実際の製造工程での使
用により適応させたサーボトラック書込み方法及び装置
を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下に示す
磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方法によって
達成される。磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍に
非接触に位置する検出部を設け、検出部とヘッド支持部
材間のヘッド移動方向のギャップ量を検出する。検出部
をヘッド移動方向に移動させて目標位置に位置決めし、
同時にギャップ量が一定値を維持するように磁気ディス
ク装置のヘッドを移動させて、ヘッドを所定のサーボト
ラック書込み位置に位置決めするようにする。
【００１９】また上記目的は、以下に示す磁気ディスク
装置のサーボトラック書込み方法によって達成される。
磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍に非接触に位置
する検出部を設けて、検出部とヘッド支持部材間のヘッ
ド移動方向のギャップ量を検出する。ヘッド目標位置を
順次変更して磁気ディスク装置のヘッド駆動系を駆動
し、ギャップ量をフィードバックしてヘッド駆動系を制
御し、磁気ディスク装置のヘッドを複数のサーボトラッ
ク書込み位置に順次位置決めするようにする。ギャップ
量の検出は、検出部の出力の線形性が維持できる測定範
囲内で行われる。検出部が測定範囲の一方の限界に達し
たら、測定範囲の他方の限界まで検出部を移動させるよ
うにする。
【００２０】さらに上記目的は、以下に示す磁気ディス
ク装置のサーボトラック書込み方法によって達成され
る。磁気ディスク装置のヘッド支持部材のエッジ部に非
接触に位置する検出部を設け、検出部とエッジ部のヘッ
ド移動方向のずれ量を検出しつつ、検出部をヘッド移動
方向に移動させて目標位置に位置決めする。同時にずれ
量が一定値を維持するように磁気ディスク装置のヘッド
を移動させて、ヘッドを所定のサーボトラック書込み位
置に位置決めするようにする。
【００２１】また上記目的は、以下に示す磁気ディスク
装置のサーボトラック書込み装置によって達成される。
磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍に非接触に位置
する検出部を有し、検出部とヘッド支持部材間のヘッド
移動方向のギャップ量を検出するギャップ量検出手段を
設ける。また、ギャップ量検出手段をヘッド移動方向に
移動させて目標位置に位置決めする位置決め手段と、ギ
ャップ量が一定値を維持するように磁気ディスク装置の
ヘッドを移動させて、ヘッドを所定のサーボトラック書
込み位置に位置決めするヘッド移動手段とを備えるよう
にする。
【００２２】ヘッド移動手段は、ギャップ量をフィード
バックして磁気ディスク装置のヘッド駆動系を制御する
ヘッド駆動系制御手段を備えているようにしてもよい。
ギャップ量検出手段にキャパシタンスプローブを用いる
ようにしてもよい。位置決め手段は、ギャップ量検出手
段の現在位置を検出してフィードバック制御する位置制
御手段を備えるようにする。位置決め手段にロータリポ
ジショナを用いるようにしてもよい。
【００２３】さらに上記目的は、以下に示す磁気ディス
ク装置のサーボトラック書込み装置によって達成され
る。磁気ディスク装置のヘッド支持部材のエッジ部に非
接触に位置する検出部を有し、検出部とエッジ部のヘッ
ド移動方向のずれ量を検出するエッジ検出手段を設け
る。また、エッジ検出手段をヘッド移動方向に移動させ
て目標位置に位置決めする位置決め手段と、ずれ量が一
定値を維持するように磁気ディスク装置のヘッドを移動
させて、ヘッドを所定のサーボトラック書込み位置に位
置決めするヘッド移動手段とを備えるようにする。
【００２４】ヘッド移動手段は、ずれ量をフィードバッ
クして磁気ディスク装置のヘッド駆動系を制御するヘッ
ド駆動系制御手段を備えているようにしてもよい。エッ
ジ検出手段は、ヘッド支持部材上面に対して垂直方向に
設けられたキャパシタンスプローブである。位置決め手
段は、エッジ検出手段の現在位置を検出してフィードバ
ック制御する位置制御手段を備えているようにしてもよ
い。位置決め手段にロータリポジショナを用いるように
してもよい。
【００２５】
【作用】本発明によれば、検出部とヘッド支持部材間の
ヘッド移動方向のギャップ量を非接触で検出しつつ、検
出部をヘッド移動方向に移動させて目標位置に位置決め
し、同時にギャップ量が一定値を維持するように磁気デ
ィスク装置のヘッドを移動させて、ヘッドを所定のサー
ボトラック書込み位置に位置決めするようにしたので、
定常状態におけるヘッドの機械的振動を低減させること
ができる。
【００２６】また、本発明によれば、検出部とヘッド支
持部材間のヘッド移動方向のギャップ量を非接触で検出
しつつ、ヘッド目標位置を順次変更して磁気ディスク装
置のヘッド駆動系を駆動し、ギャップ量をフィードバッ
クしてヘッド駆動系を制御し、磁気ディスク装置のヘッ
ドを複数のサーボトラック書込み位置に順次位置決めす
るようにし、また、ギャップ量の検出は、検出部の出力
の線形性が維持できる測定範囲内で行い、検出部が測定
範囲の一方の限界に達したら、測定範囲の他方の限界ま
で検出部を移動させるようにしたので、システムの整定
時間を短縮させて磁気ディスク装置のサーボトラック書
込み工程のスループットを向上させたサーボトラック書
込みが可能となる。
【００２７】さらに、本発明によれば、磁気ディスク装
置のヘッド支持部材のエッジ部に非接触に位置する検出
部を設け、検出部とエッジ部のヘッド移動方向のずれ量
を検出しつつ、検出部をヘッド移動方向に移動させて目
標位置に位置決めし、同時にずれ量が一定値を維持する
ように磁気ディスク装置のヘッドを移動させて、ヘッド
を所定のサーボトラック書込み位置に位置決めするの
で、実際の製造工程での使用により適応させたサーボト
ラック書込み方法及び装置を実現することができる。
【００２８】
【実施例】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装
置のサーボトラック書込み方法及び装置を図１乃至図３
を用いて説明する。図１は、本実施例によるサーボトラ
ックの書込み機構の一部を示した平面図であり、サーボ
トラックが書き込まれる磁気ディスク装置２をすでにサ
ーボトラック書込み装置の石定盤２０上に搭載した状態
を示している。図２は、本実施例によるサーボトラック
の書込み機構の斜視図である。
【００２９】まず、サーボトラックが書き込まれる磁気
ディスク装置２の構成要素を簡単に説明する。磁気ディ
スク装置２のベースプレート４上にスピンドルモータ６
が取付けられ、スピンドルモータ６の回転軸に複数枚の
ディスク８が固定されてスピンドルモータの回転ととも
に回転可能に取付けられている。ディスク８の外側のベ
ースプレート４に固定されたピボット１０を回転軸とし
て、ヘッド１４をディスク８上に半径方向に移動させる
ロータリアクチュエータ１２が回転可能に取付けられて
いる。ヘッド１４はヘッドアーム端部２２から延びるヘ
ッド支持部２４の先端に取付けられている。ピボット１
０に対しヘッド１４の反対側にはロータリアクチュエー
タ１２を駆動させるボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）
１６が設けられている。
【００３０】このような磁気ディスク装置２が、本実施
例のサーボトラック書込み装置の石定盤２０上の所定位
置に載せられて、ディスク８上にサーボトラックが書き
込まれる。
【００３１】本実施例のサーボトラック書込み装置の一
部を構成するロータリポジショナ２６が、石定盤２０に
固定された支持部材（図示せず）により支持されて磁気
ディスク装置２のピボット１０の上方に回転可能に取付
けられている。ロータリポジショナ２６の回転軸と磁気
ディスク装置２のピボット１０の回転軸とが一致するよ
うにロータリポジショナ２６の位置は調整されている。
ロータリポジショナ２６は、レーザロータリエンコーダ
及びエアーベアリングを用いたＤＣサーボモータ（共に
図示せず）を内蔵している。レーザロータリエンコーダ
は、サーボトラックが書き込まれる磁気ディスク装置２
のヘッド１４を移動させて、次のサーボトラック書き込
み位置に位置決めさせるための位置情報を出力する位置
情報検出手段である。
【００３２】ロータリポジショナ２６は、支持部材２７
を介してキャパシタンスプローブ２８を支持している。
キャパシタンスプローブ２８は、ロータリポジショナ２
６が回転するとそれに随伴して０．１μｍの精度で移動
されるようになっている。このように、ロータリポジシ
ョナ２６は、レーザロータリエンコーダの位置情報をフ
ィードバック回路（図示せず）によりフィードバックし
て、キャパシタンスプローブ２８を位置決めする位置決
め手段である。
【００３３】キャパシタンスプローブ２８は、支持部材
２７から斜め下方に向かって取付けられており（図２
（ａ）参照）、その先端面は、磁気ディスク装置２のヘ
ッドアーム端部２２の側面にギャップを持って相対する
ようになっている（図２（ｂ）参照）。本実施例におけ
るキャパシタンスプローブ２８は、キャパシタンスプロ
ーブ２８先端面と磁気ディスク装置２のヘッドアーム端
部２２側面との間のギャップ量を測定するために用いら
れる。本実施例に用いたキャパシタンスプローブ２８
（ＡＧＥ社製）は、１６５μｍを中心に+/-５０μｍの
範囲のギャップ量をフルスケール０．２％の線形性で得
られる性能を有している。キャパシタンスプローブ２８
の出力は、+/-５０μｍの範囲内で+/-１０Ｖである。
【００３４】キャパシタンスプローブ２８は、位置決め
手段たるロータリポジショナ２６に固定され、ヘッド１
４を支持するヘッドアーム等のヘッド支持部材のヘッド
移動方向に非接触に位置する検出部を有し、検出部とヘ
ッド支持部材間のヘッド移動方向のギャップ量を検出す
るギャップ量検出手段である。
【００３５】次に、本実施例によるサーボトラック書込
み方法を図１乃至図３を用いて説明する。図３は、本実
施例による磁気ディスク装置のサーボトラック書込み装
置のサーボ系の動作を示すブロック図である。図３
（ａ）はロータリポジショナ２６の位置制御手段である
サーボ系のブロック図、図３（ｂ）はキャパシタンスプ
ローブ２８の先端面とヘッドアーム端部２２側面との間
のギャップ量を一定値に維持するようにＶＣＭ１６を制
御するヘッド駆動系制御手段であるサーボ系のブロック
図である。
【００３６】コントローラ３４からロータリポジショナ
２６のＤＣモータ３０に、ヘッド１４を１トラック分だ
けシーク（移動）させる目標値が入力される。ＤＣモー
タ３０の駆動に伴い、レーザロータリエンコーダ３２で
計測された位置情報から誤差信号がフィードバックされ
てＤＣモータ３０の回転量を制御し、ロータリポジショ
ナ２６を正確に所定の移動量（ヘッド１４の位置決め
量）だけ回転させる。ロータリポジショナ２６の回転に
伴ってキャパシタンスプローブ２８も正確に所定の移動
量だけ回転して所定の位置に位置決めされる（図３
（ａ））。
【００３７】一方、磁気ディスク装置２のロータリアク
チュエータ１２のＶＣＭ１６には、キャパシタンスプロ
ーブ２８先端面とヘッドアーム端部２２側面の間のギャ
ップ量を維持するようにＶＣＭ電流が供給され、キャパ
シタンスプローブ２８により検出されたギャップ量から
誤差信号がフィードバックされてＶＣＭ電流が制御され
る（図３（ｂ））。従って、アクチュエータ１２は、一
定のギャップ量を維持しながらキャパシタンスプローブ
２８の移動に追従するように駆動され、ヘッド１４を所
定のトラックに位置決めする。
【００３８】このようにして、ヘッド１４を所定のサー
ボトラック書込み位置に非接触で位置決めして磁気ディ
スク装置２のディスク８にサーボトラックを書き込む。
サーボトラック書込み工程が終了すると、磁気ディスク
装置２は石定盤２０から外されて次工程に移行する。
【００３９】本実施例によれば、所定のサーボトラック
書込み位置にヘッド１４の位置決めが完了した定常状態
（サーボトラックの書込み時）において、ロータリアク
チュエータ１２とキャパシタンスプローブ２８とが非接
触であることからロータリポジショナ側の質量の影響を
無視することができ、位置決めサーボが追従できないよ
うな共振周波数による機械振動がヘッド１４に発生して
しまうこと防止することができる。本実施例において
は、本実施例で用いた磁気ディスク装置のサーボ系が追
従できない５６０Ｈｚ近辺の振動の振幅レベルが無視で
きる程度に低減され、定常状態におけるヘッドの機械的
振動を低減させたサーボトラック書込み方法及び装置を
実現できた。
【００４０】本発明の第２の実施例による磁気ディスク
装置のサーボトラック書込み方法及び装置を図４乃至図
６を用いて説明する。
【００４１】本実施例の特徴は、第１の実施例に示した
磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方法及び装置
を改良したことにある。第１の実施例のサーボトラック
書き込み方法では、ヘッド１４を位置決めするために、
１トラックシーク毎にロータリポジショナ２６を回転駆
動してキャパシタンスプローブ２８を移動させていた。
しかし、ロータリポジショナ２６の慣性質量は、磁気デ
ィスク装置２のロータリアクチュエータ１２の１０００
倍以上あり、ヘッド１４の位置決め（シーク）時の過渡
応答の整定時間は、結局ロータリポジショナ２６の長い
整定時間に依存することになる。従って、ロータリポジ
ショナ２６の駆動回数を減少させてヘッド１４の位置決
めができれば、ヘッド１４のシーク時の過渡応答の整定
時間を減少させてサーボトラック書込み工程の所要時間
を短縮させることができる。
【００４２】本実施例のサーボトラック書込み方法を概
説すれば、キャパシタンスプローブ２８の出力の線形性
が維持できる測定領域、即ち、キャパシタンスプローブ
２８先端面とヘッドアーム端部２２側面間の距離が１６
５μｍ +/-５０μｍの範囲内にあっては、ロータリポジ
ショナ２６を移動させることなく、つまり、キャパシタ
ンスプローブ２８を所定位置に停止させた状態のまま
で、ロータリアクチュエータ１２のＶＣＭ１６に電流を
供給してヘッド１４を１トラック毎にシークさせてサー
ボトラックの書込みを行うようにしたものである。その
際、停止したキャパシタンスプローブ２８と移動するヘ
ッドアーム端部２２間のギャップ量をキャパシタンスプ
ローブ２８により正確に測定し、ＶＣＭ１６にフィード
バックして制御することによりヘッド１４の精密位置決
めを行うようにしたものである。
【００４３】本実施例のサーボトラック書込み装置は、
サーボ系が変更された点を除いて図１及び図２に示され
た第１の実施例のサーボトラック書込み装置と同一構成
である。従って、同一構成の部分については本実施例の
サーボトラック書込み装置の構成の説明を省略する。図
４は本実施例の磁気ディスク装置のサーボトラック書込
み装置のサーボ系の動作を示すブロック図である。図５
は本実施例によるサーボトラック書込み方法を示す図で
ある。
【００４４】本実施例のサーボトラック書込み装置のサ
ーボ系は、ロータリポジショナ２６を制御するロータリ
ポジショナ制御部３８、ＶＣＭ１６を制御するＶＣＭ制
御部４０、及びそれらに目標値を与えるコントローラ３
４で構成される。ロータリポジショナ制御部３８は、コ
ントローラ３４からの位置指令によりロータリポジショ
ナ２６を回転駆動させるＤＣモータ３０と、ロータリポ
ジショナ２６の移動量（回転角）を計測してフィードバ
ックするレーザロータリエンコーダ３２とで構成され
る。
【００４５】ＶＣＭ制御部４０は、コントローラ３４か
らのヘッド１４の１トラックシーク毎のデジタル値の位
置指令をアナログ信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６
と、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力される位置指令に基
づいて磁気ディスク装置２のヘッド１４を駆動するロー
タリアクチュエータ１２のＶＣＭ１６と、キャパシタン
スプローブ２８先端面とヘッドアーム端部２２側面との
間のギャップ量を測定してフィードバックするためのキ
ャパシタンスプローブ２８とで構成されている。
【００４６】本実施例のサーボトラック書込み装置の動
作例を図４及び図５を用いて説明する。図５の横軸はサ
ーボパターンを書込むべきサーボトラックのトラック番
号（ディスク８の外から内に向かって番号が増加するも
のとする）である。縦軸はキャパシタンスプローブ２８
先端面とヘッドアーム端部２２側面との間のギャップ量
を示している。
【００４７】本実施例におけるサーボパターンを書込む
べきトラックのトラックピッチは５μｍである。使用す
るキャパシタンスプローブ２８は、第１の実施例に用い
たものと同一であり、ギャップ量が１６５μｍ +/-５０
μｍの範囲で線形性が保たれている。
【００４８】まず初めに、キャパシタンスプローブ２８
先端面とヘッドアーム端部２２側面との間のギャップ量
を１１５μｍになるように調整してトラック０にヘッド
１４を位置決めし、トラック０にサーボパターンの書込
みを行う。
【００４９】次に、キャパシタンスプローブ２８は停止
させたまま、ＶＣＭ１６に電流を供給してアクチュエー
タ１２を駆動し、ヘッド１４をキャパシタンスプローブ
２８と反対方向に５μｍシークさせる。この時キャパシ
タンスプローブ２８で測定されるギャップ量が１２０μ
ｍとなるようにＶＣＭ電流をフィードバック制御してヘ
ッド１４をトラック１に位置決めする。このように、ヘ
ッド１４の位置決めは、ＶＣＭ１６に電流を供給してロ
ータリアクチュエータ１２を駆動し、位置決め制御は停
止しているキャパシタンスプローブ２８で測定されるギ
ャップ量をフィードバックして行う。同様の動作をギャ
ップ量が２１５μｍになるまで繰り返すことにより、キ
ャパシタンスプローブ２８を停止させた状態で、即ちロ
ータリポジショナ２６を停止させた状態で、２０トラッ
クのサーボパターンの書込みを行うことができる。ＶＣ
Ｍ１６の駆動によるヘッド１４の１トラック毎のシーク
は、図５中破線で示されている。
【００５０】次に、ＶＣＭ１６を停止させたまま、キャ
パシタンスプローブ２８先端面が１００μｍだけヘッド
アーム端部２２方向に移動するような位置指令をコント
ローラ３４からロータリポジショナ２６のＤＣモータ３
０に送る。レーザロータリエンコーダ３２で計測された
位置情報に基づく誤差信号がフィードバックされてＤＣ
モータ３０の回転量を制御し、ロータリポジショナ２６
を正確に所定の移動量だけ回転させる。ロータリポジシ
ョナ２６の回転に伴ってキャパシタンスプローブ２８も
正確に所定の移動量だけ回転して所定の位置に位置決め
される。キャパシタンスプローブ２８先端面とヘッドア
ーム端部２２側面との間のギャップ量は１１５μｍに回
復する。ロータリポジショナ２６の駆動によるキャパシ
タンスプローブ２８の移動は、図５中実線で示されてい
る。
【００５１】以上の動作を繰り返しながら全てのトラッ
クにサーボパターンの書込みを行う。この方法によれ
ば、慣性質量の大きいロータリポジショナ２６を駆動さ
せる回数が、第１の実施例の場合と比較して４０００ト
ラック当たり１／２０にまで減少させることができる。
【００５２】本実施例のサーボトラック書込み方法及び
装置によれば、非接触位置決めプローブであるロータリ
ポジショナ２６を用いても減少させることが困難であっ
たシーク時間の過渡応答特性を改善させることができ
る。図６に示すように、５μｍの１トラックシークに要
する時間(位置決め時間)を従来の１２ミリ秒（図１２）
に対して２ミリ秒に短縮させることができる。これによ
り、磁気ディスク装置のサーボトラック書込み工程のス
ループットを向上させることができる。
【００５３】なお、第１及び第２の実施例において、位
置決めの基準点であるピボット１０を回転中心とするヘ
ッドアーム端部２２と実際のヘッド１４の位置とは、ヘ
ッド支持部２４の長さだけの差があることからいわゆる
アッベのエラーが生じ得るが、これは十分に無視できる
ものである。また、本実施例では、ギャップ量が大きく
なる方向にヘッド１４を移動させたが、逆方向に制御す
ることももちろん可能である。
【００５４】本発明の第３の実施例による磁気ディスク
装置のサーボトラック書込み方法及び装置を図７乃至図
１０を用いて説明する。本実施例のサーボトラック書込
み方法及び装置は、図７及び図８に示すように、磁気デ
ィスク装置２のヘッド支持部材を構成するヘッドアーム
端部２２側面のエッジ部上に、ヘッドアーム端部２２上
面に対して垂直にキャパシタンスプローブ２８が位置し
ている点に特徴を有している。第１及び第２の実施例で
すでに説明した構成要素については説明を省略する。
【００５５】本実施例による磁気ディスク装置のサーボ
トラック書込み方法の原理を図９を用いて説明する。第
１及び第２の実施例で示したように、キャパシタンスプ
ローブ２８は、本来図９（ａ）に示すように、ヘッドア
ーム端部２２側面との間のギャップ量を非接触で精密に
測定するために用いられる。
【００５６】しかし、このキャパシタンスプローブ２８
の使用方法では、ヘッドアーム端部２２側面とキャパシ
タンスプローブ２８先端の検出面を平行に向き合わせて
その間の距離を測定することから、複雑な機構中にヘッ
ドアームが組み込まれる小型の磁気ディスク装置等に対
しては、キャパシタンスプローブ２８先端をヘッドアー
ム端部２２側面に正確に近接させるには困難を伴うこと
が多い。また、ヘッドアーム端部２２側面近傍にキャパ
シタンスプローブ２８を到達させるためには磁気ディス
ク装置２のトップカバーに形成するサーボトラック書込
み用の開口部を広げなければならない場合も生じる。
【００５７】そこで、本実施例においては、図９（ｂ）
のようにキャパシタンスプローブ２８先端面がヘッドア
ーム端部２２上面に対して平行になるように、キャパシ
タンスプローブ２８をロータリポジショナ２６に取付け
るようにする。キャパシタンスプローブ２８先端面はヘ
ッドアーム端部２２のエッジ上部に位置するように調整
される。
【００５８】目標位置に移動させるためにロータリポジ
ショナ２６を回転駆動させると、それに伴ってキャパシ
タンスプローブ２８は、図９（ｂ）のＸ方向（ヘッド移
動方向）に移動する。キャパシタンスプローブ２８先端
面とヘッドアーム端部２２エッジ部上面の駆動前の位置
関係を初期値とすれば、キャパシタンスプローブ２８の
移動に伴ってキャパシタンスプローブ２８から出力され
る信号と初期値との差は、キャパシタンスプローブ２８
とヘッドアーム端部２２のエッジ部とのヘッド移動方向
のずれ量を示すことになる。即ち、本原理によるキャパ
シタンスプローブ２８を用いたサーボトラック書込みに
おいては、ヘッド移動方向のずれ量を検出してＶＣＭ１
６をフィードバック制御することになる。
【００５９】本実施例に用いたキャパシタンスプローブ
２８の特性を図１０に示す。図１０は、キャパシシタン
スプローブ２８をＸ方向（ヘッド移動方向）に移動させ
る際の、キャパシタンスプローブ２８とヘッドアーム端
部２２との間に初期設定時に設けるべきギャップ量Ｇの
使用可能範囲を示している。横軸はヘッドアーム端部２
２を停止させた状態でキャパシタンスプローブ２８をＸ
方向に移動させた移動距離を示している。縦軸はキャパ
シタンスプローブ２８の出力を示している。図中の曲線
Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれギャップ量Ｇが０．０８ｍｍ、
０．１７ｍｍ、０．２１ｍｍであり、Ｘ方向の移動距離
に対する出力レベル（ゲイン）の関係を示している。
【００６０】ギャップ量Ｇが０．０８ｍｍの場合にはゲ
インは直線的に変化し、その変化率は４Ｖ／５０μｍで
あり、ギャップ量Ｇが０．１７ｍｍの場合のゲインの直
線部分での変化率は４Ｖ／１００μｍであり、ギャップ
量Ｇが０．２１ｍｍの場合のゲインの直線部分での変化
率は４Ｖ／１５０μｍである。ギャップ量Ｇが０．０８
ｍｍより小さい場合は、ゲインの変化率が過大となりサ
ーボ系に適さず、ギャップ量Ｇが０．２１ｍｍより大き
い場合は、ゲインの変化率が過小となりやはりサーボ系
に適さない。従って、ギャップ量Ｇが０．０８ｍｍから
０．２１ｍｍの範囲であれば、キャパシタンスプローブ
２８からずれ量を検出して出力をフィードバックし、磁
気ディスク装置２のＶＣＭ１６を制御することは容易に
行える。
【００６１】キャパシタンスプローブ２８とヘッドアー
ム端部２２エッジ部上面間のギャップ量Ｇを調整する方
法を以下に示す。まず、サーボトラック書込みをすべき
磁気ディスク装置２を石定盤２０上の所定位置にセット
する。エッジ部以外のヘッドアーム端部２２上面にキャ
パシタンスプローブ２８先端面を位置させ、第１の実施
例で用いたと同様の方法でヘッドアーム端部２２上面と
キャパシタンスプローブ２８先端面とのギャップ量を測
定する。ギャップ量Ｇが０．０８ｍｍから０．２１ｍｍ
の範囲内の所定量になるように磁気ディスク装置２の高
さを調整する。次に、キャパシタンスプローブ２８をヘ
ッド移動方向に移動させて、ヘッドアーム端部２２エッ
ジ部上部にキャパシタンスプローブ２８先端面が位置す
るように調整すればよい。
【００６２】このように本実施例によれば、実際の製造
工程での使用により適応させたサーボトラック書込み方
法及び装置を実現することができる。
【００６３】本発明は、上記実施例に限らず種々の変形
が可能である。例えば上記実施例は、ロータリアクチュ
エータ型の磁気ディスク装置に対して本発明を適用した
が、リニアアクチュエータ型の磁気ディスク装置に本発
明を適用することはもちろん可能である。その場合に
は、上記実施例でロータリポジショナとキャパシタンス
プローブの組み合わせを用いた代わりに、リニアポジシ
ョナとキャパシタンスプローブを組み合わせて用いれば
よい。
【００６４】また、上記実施例においては、ギャップ量
検出手段にキャパシタンスプローブを用いたが、測定精
度さえ満たせば他の非接触位置検出器、例えばオプティ
カルセンサ等を用いることもできる。
【００６５】またさらに、上記第１及び第２の実施例に
おいては、キャパシタンスプローブによるギャップ量の
検出域をヘッドアーム端部２２側面としたが、本発明は
これに限られることなく、表面が金属であれば他の面例
えばヘッド支持部２４等の側面を検出域とすることもも
ちろん可能である。
【００６６】同様に、第３の実施例においては、キャパ
シタンスプローブによるギャップ量の検出域をヘッドア
ーム端部２２のエッジとしたが、本発明はこれに限られ
ることなく、エッジ部が金属であれば例えばヘッド支持
部２４等のエッジ、或はヘッドアームの他のエッジ、ヘ
ッドアーム上面に形成された開口部のエッジ等を検出域
とすることももちろん可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、定常状態
におけるヘッドの機械的振動を低減させることができ、
また、サーボトラック書込み時のシステムの整定時間を
短縮させて磁気ディスク装置のサーボトラック書込み工
程のスループットを向上させることができ、さらに、実
際の製造工程での使用により適応させたサーボトラック
書込み方法及び装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置のサーボ系の動作を示すブ
ロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置のサーボ系の動作を示すブ
ロック図である。
【図５】本発明の第２の実施例によるサートラック書込
み方法を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例の磁気ディスク装置のサ
ーボトラック書込み装置による１トラックシークに要す
る時間(位置決め時間)を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み装置の斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施例による磁気ディスク装置
のサーボトラック書込み方法の原理説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に用いたキャパシタン
ス・プローブの特性を示す図である。
【図１１】従来の磁気ディスク装置のサーボトラック書
込み装置を示す図である。
【図１２】従来の磁気ディスク装置のサーボトラック書
き込み装置による１トラックシークに要する時間（位置
決め時間）を示す図である。
【符号の説明】
２ 磁気ディスク装置 ４ ベースプレート ６ スピンドルモータ ８ ディスク １０ ピボット １２ ロータリアクチュエータ １４ ヘッド １６ ＶＣＭ １７ 突起部 １８ リニアポジショナ ２０ 石定盤 ２２ ヘッドアーム端部 ２４ ヘッド支持部 ２６ ロータリポジショナ ２７ 支持部材 ２８ キャパシタンスプローブ ３０ ＤＣモータ ３２ レーザロータリエンコーダ ３４ コントローラ ３６ Ａ／Ｄコンバータ ３８ ロータリポジショナ制御部 ４０ ＶＣＭ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 孝浩 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 中本 吉保 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 ムスサンバイ・スリ・ジャヤンサ アメリカ合衆国ニュ−ヨ−ク州オシニン グ、シャ−ウッドアベニュ−32 (72)発明者 ハイン・ヒュ−・ダング アメリカ合衆国ニュ−ヨ−ク州ネ−ニュッ ト、フェアビュ−アベニュ−５

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍
    に非接触に位置する検出部を設け、 前記検出部と前記ヘッド支持部材間のヘッド移動方向の
    ギャップ量を検出しつつ、前記検出部を前記ヘッド移動
    方向に移動させて目標位置に位置決めし、 同時に前記ギャップ量が一定値を維持するように前記磁
    気ディスク装置のヘッドを移動させて、前記ヘッドを所
    定のサーボトラック書込み位置に位置決めすることを特
    徴とする磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方
    法。
  2. 【請求項２】 磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍
    に非接触に位置する検出部を設けて、前記検出部と前記
    ヘッド支持部材間のヘッド移動方向のギャップ量を検出
    し、 前記ギャップ量を順次変更して前記磁気ディスク装置の
    ヘッド駆動系を制御し、前記磁気ディスク装置のヘッド
    を複数のサーボトラック書込み位置に順次位置決めする
    ことを特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラック書
    込み方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の磁気ディスク装置のサー
    ボトラック書込み方法において、 前記ギャップ量の検出は、前記検出部の出力の線形性が
    維持できる測定範囲内で行われることを特徴とする磁気
    ディスク装置のサーボトラック書込み方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の磁気ディスク装置のサー
    ボトラック書込み方法において、 前記検出部が前記測定範囲の一方の測定限界に達した
    ら、前記測定範囲の他方の測定限界まで前記検出部を移
    動させることを特徴とする磁気ディスク装置のサーボト
    ラック書込み方法。
  5. 【請求項５】 磁気ディスク装置のヘッド支持部材のエ
    ッジ部に非接触に位置する検出部を設け、 前記検出部と前記エッジ部のヘッド移動方向のずれ量を
    検出しつつ、前記検出部を前記ヘッド移動方向に移動さ
    せて目標位置に位置決めし、 同時に前記ずれ量が一定値を維持するように前記磁気デ
    ィスク装置のヘッドを移動させて、前記ヘッドを所定の
    サーボトラック書込み位置に位置決めすることを特徴と
    する磁気ディスク装置のサーボトラック書込み方法。
  6. 【請求項６】 磁気ディスク装置のヘッド支持部材近傍
    に非接触に位置する検出部を有し、前記検出部と前記ヘ
    ッド支持部材間のヘッド移動方向のギャップ量を検出す
    るギャップ量検出手段と、 前記ギャップ量検出手段を前記ヘッド移動方向に移動さ
    せて目標位置に位置決めする位置決め手段と、 前記ギャップ量が一定値を維持するように前記磁気ディ
    スク装置のヘッドを移動させて、前記ヘッドを所定のサ
    ーボトラック書込み位置に位置決めするヘッド移動手段
    とを備えたことを特徴とする磁気ディスク装置のサーボ
    トラック書込み装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の磁気ディスク装置のサー
    ボトラック書込み装置において、 前記ヘッド移動手段は、前記ギャップ量をフィードバッ
    クして前記磁気ディスク装置のヘッド駆動系を制御する
    ヘッド駆動系制御手段を備えていることを特徴とする磁
    気ディスク装置のサーボトラック書込み装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の磁気ディスク装置のサー
    ボトラック書込み装置において、 前記ギャップ量検出手段は、キャパシタンスプローブで
    あることを特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラッ
    ク書込み装置。
  9. 【請求項９】 請求項６乃至８のいずれかに記載の磁気
    ディスク装置のサーボトラック書込み装置において、 前記位置決め手段は、前記ギャップ量検出手段の現在位
    置を検出してフィードバック制御する位置制御手段を備
    えていることを特徴とする磁気ディスク装置のサーボト
    ラック書込み装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の磁気ディスク装置のサ
    ーボトラック書込み装置において、 前記位置決め手段は、ロータリポジショナであることを
    特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラック書込み装
    置。
  11. 【請求項１１】 磁気ディスク装置のヘッド支持部材の
    エッジ部に非接触に位置する検出部を有し、前記検出部
    と前記エッジ部のヘッド移動方向のずれ量を検出するエ
    ッジ検出手段と、 前記エッジ検出手段を前記ヘッド移動方向に移動させて
    目標位置に位置決めする位置決め手段と、 前記ずれ量が一定値を維持するように前記磁気ディスク
    装置のヘッドを移動させて、前記ヘッドを所定のサーボ
    トラック書込み位置に位置決めするヘッド移動手段とを
    備えたことを特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラ
    ック書込み装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の磁気ディスク装置の
    サーボトラック書込み装置において、 前記ヘッド移動手段は、前記ずれ量をフィードバックし
    て前記磁気ディスク装置のヘッド駆動系を制御するヘッ
    ド駆動系制御手段を備えていることを特徴とする磁気デ
    ィスク装置のサーボトラック書込み装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の磁気ディスク装置の
    サーボトラック書込み装置において、 前記エッジ検出手段は、前記ヘッド支持部材上面に対し
    て垂直方向に設けられたキャパシタンスプローブである
    ことを特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラック書
    込み装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１１乃至１３のいずれかに記載
    の磁気ディスク装置のサーボトラック書込み装置におい
    て、 前記位置決め手段は、前記エッジ検出手段の現在位置を
    検出してフィードバック制御する位置制御手段を備えて
    いることを特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラッ
    ク書込み装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の磁気ディスク装置の
    サーボトラック書込み装置において、 前記位置決め手段は、ロータリポジショナであることを
    特徴とする磁気ディスク装置のサーボトラック書込み装
    置。
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