JPH076530A

JPH076530A - サーボトラック設定方法および設定装置

Info

Publication number: JPH076530A
Application number: JP17216693A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Mori; 恭一森
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスクのトラックに対して、ヘッドを正確
に位置決めしてサーボトラックを設定する方法と、この
設定方法を具体化した経済的な設定装置を構成する。【構成】設定方法は、ステップモータにより移動して
移動部とのギャップを検出する静電容量式のギャップセ
ンサを設け、ギャップセンサを移動部に対して検出限界
内のギャップの位置に移動してギャップを検出し、ギャ
ップデータを参照して移動部を正確に１トラック分づつ
移動してヘッドを複数個のトラックの位置に逐次に位置
決めし、サーボ信号を書込んでサーボトラックを設定す
る。これが終了後、ギャップセンサを検出限界内のギャ
ップだけさらに移動し、上記により設定された複数個の
最後のサーボトラックを読み出してヘッドを追従させ、
ヘッドともに追従する移動部を基準位置とし、次の複数
個のトラックに対するヘッドの逐次の位置決めと、各ト
ラックに対するサーボ信号の書込みとを繰り返して、デ
ィスクの全面に対してサーボトラックを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスクのトラ
ックに対して磁気ヘッドを位置決めしてサーボトラック
を設定する方法と、これに対する設定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムに使用されるハー
ド磁気ディスクには、サーボライターにより、磁気ヘッ
ドの位置制御用のサーボトラックが設定される。磁気デ
ィスクドライバにおける、磁気ヘッドの駆動方式にはリ
ニア式とロータリ式があり、ここではロータリ式のディ
スクドライバにおける、サーボトラックの設定方法につ
いて、図４により説明する。図４に示すロータリ式のド
ライバ１は、磁気ディスク（以下単にディスクという）
２を装着して回転するスピンドル11と、先端に磁気ヘッ
ド（以下単にヘッドという）12が固定され、後端が回転
軸14に軸支されたヘッドアーム13、およびヘッドアーム
13を回動するボイスコイル15を有し、また、キャリッジ
制御回路31と書込み回路32、読出し回路33、およびマイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）34よりなるドライバ制御部３
が内蔵されている。ドライバ１の動作を述べると、ボイ
スコイル15はキャリッジ制御回路31により制御されてヘ
ッド12をディスク２の表面の、矢印Ｃに示す円弧状に移
動し、所定のサーボトラックの位置に停止してそのサー
ボ信号によりトラックに追従する。マイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）34より書込み回路32に与えられたデータは、
ヘッド12によりディスク２のトラックに対して書込みさ
れて記録され、また記録されたデータはヘッド12により
検出されて読出し回路33により読出され、ＭＰＵ34に取
り込まれる。

【０００３】上記のドライバ１により、ディスク２に対
してサーボトラックを設定するためには、ヘッド12を正
確に１トラックづつ移動することが必要である。しか
し、トラック間隔は数ミクロン程度の微小であって、ボ
イスコイル15には位置検出手段がないのでヘッド12を位
置決めできない。そこで、ボイスコイル15とは別のヘッ
ドアーム駆動機構４と、これにより移動したヘッド12の
位置（または移動量）を測定するヘッド位置測定部５と
が設けられる。ヘッドアーム駆動機構４は、ヘッドアー
ムの回転軸14に一致する駆動軸41と、これに固定された
回動アーム42と、その先端に取り付けられ、ヘッドアー
ム13の側面を押圧する駆動ピン43、および回動アーム42
に対するボイスコイル44よりなる。またヘッド位置測定
部５は、光干渉方式の測長器51と中継ミラー52、回動ア
ーム42に取り付けられたミラー53、およびボイスコイル
制御回路54よりなる。サーボトラックの設定において
は、ＭＰＵ34の指示により、ドライバ側のボイスコイル
15に適当なバイアス電流を供給して、ヘッド12をディス
クの中心付近に停止する。これに対して、ＭＰＵ34の指
示により、ボイスコイル制御回路54よりボイスコイル44
に駆動電流を供給して回動アーム42を回動し、駆動ピン
43をヘッドアーム13に押圧して移動させる。この移動に
よりミラー53が移動し、その移動量が測長器51により測
定される。測定された移動量は制御回路54を経てＭＰＵ
34に入力し、移動量が所定の値であるか否かがチェック
され、これが所定値となるように制御回路54が指示さ
れ、ヘッド12はトラックに対して正しく位置決めされて
サーボ情報が書き込まれてサーボトラックが設定され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、サーボトラック
の微小な間隔に対応するために、上記のヘッドアーム駆
動機構４の駆動軸41は高精度の軸受けにより軸支されて
おり、また測長器54も高精度の測定性能を有するもの
で、これらはいずれも非常に高価である。これに対し
て、安価な駆動機構と測長器を使用して経済性のあるサ
ーボライターを構成することが要望されている。しか
し、安価な駆動機構や測長器は、それなりに精度が良好
でなく、そのままではヘッドを正確に位置決めできな
い。従って、正確に位置決めするためのなんらかの工夫
が必要である。この発明は以上に鑑みてなされたもの
で、比較的に安価な駆動機構と測長器を使用して、ヘッ
ドを正確に位置決めできるサーボトラック設定方法と、
この設定方法を具体化した設定装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成する、サーボトラックの設定方法および設定装置で
ある。設定方法は、前記のサーボライターにおいて、ヘ
ッドアームを支持してキャリッジ機構により移動する移
動部に対向し、ステップモータにより移動して移動部と
のギャップを検出する静電容量式のギャップセンサを設
ける。移動部に対してギャップセンサを検出限界内のギ
ャップの位置に移動してギャップを検出する。検出され
たギャップデータを参照してキャリッジ機構を動作し、
移動部を正確に１トラック分づつ移動してヘッドを複数
個のトラックの位置に逐次に位置決めし、位置決めされ
た各トラックに対して書込み回路によりサーボ信号を書
込んでサーボトラックを設定する。設定の終了後、ギャ
ップセンサを検出限界内のギャップだけさらに移動し、
上記により設定された複数個の最後のサーボトラックを
読出し回路により読み出してヘッドを追従させる。この
追従によりともに追従する移動部を基準位置とし、この
基準位置に対するギャップの検出と、移動部の正確な１
トラック分づつの移動による、次の複数個のトラックに
対するヘッドの逐次の位置決め、および各トラックに対
するサーボ信号の書込みとを順次に繰り返して、ディス
クの全面に対してサーボトラックを設定するものであ
る。

【０００６】設定装置は、前記のサーボライターに対し
て、モータ駆動回路によりステップ回転するステップモ
ータと、ステップモータにより移動する移動体と、ヘッ
ドのヘッドアームを支持し、キャリッジ機構により移動
する移動部に対向して移動体に取り付けられた静電容量
式のギャップセンサ、およびギャップセンサにより検出
されたギャップ信号を演算処理してヘッドの位置に換算
する演算回路とを付加して構成される。

【０００７】

【作用】上記のサーボトラックの設定方法において使用
する静電容量式のギャップセンサは、例えば、検出限界
は割合に狭くて２００μｍ程度であるが、検出精度は非
常に良好で０．０２μｍ程度のもので、検出精度に関し
ては、光干渉式の測長器に匹敵する。一方、ステップモ
ータは〜１０μｍ程度の間隔でギャップセンサをステッ
プ移動する、角度精度の粗いものである。サーボトラッ
クの設定においては、ステップモータによりギャップセ
ンサを移動し、ヘッドを支持した移動部に対して検出限
界内のギャップの位置に停止する。この場合、ギャップ
センサはステップ移動するためにヘッドに対する位置精
度は良好でない。そこで、停止したギャップセンサによ
り移動部とのギャップを検出し、検出されたギャップデ
ータを参照することにより、移動部を高精度で１トラッ
ク分づつ移動することができる。これによりヘッドは複
数個のトラックの位置に逐次に正確に位置決めされ、位
置決めされた各トラックに対して書込み回路によりサー
ボ信号を書込んでサーボトラックが設定される。これが
終了すると、ギャップセンサを検出限界内のギャップだ
けさらに移動するとともに、上記により設定された複数
個の最後のサーボトラックをヘッドにより検出し、読出
し回路によりサーボ信号を読み出してヘッドを追従させ
る。ヘッドの追従とともに移動部も追従し、その位置は
精度が良好であるので、これが基準位置とされる。この
基準位置とギャップセンサとのギャップを検出し、上記
と同様に、移動部を正確に１トラック分づつ移動し、次
の複数個のトラックに対してヘッドが逐次に位置決めさ
れてサーボ信号の書込みが逐次になされる。このような
手順を順次に繰り返すことにより、ディスクの全面に対
してサーボトラックが正確に設定される。上記において
は、ステップモータによるギャップセンサの移動量は、
前記した１０μｍ程度の段階の粗いもので、微小なトラ
ック間隔に対応できない。また、ギャップセンサは検出
限界が〜２００μｍであり、例えば３．５インチのディ
スクの有効半径に対して非常に狭い。従ってディスクの
全域に対してこのようなギャップセンサを適用するとギ
ャップデータが不正確でヘッドを正確に位置決めできな
い。これに対して上記のように、ギャップセンサを検出
限界内のギャップだけ逐次に移動する一方、設定された
複数個うちの最後のサーボトラックを読出してヘッドを
追従させ、これとともに移動する移動部を基準位置とす
ることにより、ステップモータによるギャップセンサの
粗い位置精度と、狭い検出限界との欠点が回避され、良
好な検出精度によりヘッドが正確に位置決めされてディ
スクの全面にサーボトラックを設定することができる。

【０００８】上記のサーボトラックの設定装置において
は、移動部に対向して設けられたギャップセンサは、ス
テップモータにより駆動されてステップ移動し、移動部
に対して検出限界内のギャップ位置に停止してギャップ
が検出される。検出されたギャップ信号は演算回路によ
りヘッドの位置に換算され、換算されたヘッド位置デー
タはモータ駆動回路とキャリッジ制御回路それぞれに与
えられ、この発明のサーボトラック設定方法の手順に従
って、モータ駆動回路によりステップモータが動作して
ギャップセンサが検出限界内のギャップづつ逐次に移動
し、またキャリッジ機構の移動部が１トラック分づつ移
動して、複数個の各トラックに対してヘッドが逐次に位
置決めされ、ディスクの全面に対してサーボトラックが
設定される。なお、ギャップセンサは移動部に接触しな
いので、従来の駆動ピン43（図４参照）のように接触し
て発塵する恐れがなく、塵埃管理上有利である。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明によるサーボトラック設定方
法の一実施例を示す。図１(a) において、Ｋはキャリッ
ジ機構、Ｋa はキャリッジ機構により移動する移動部、
Ｈは移動部に支持された磁気ヘッド、ＳＭはステップモ
ータ、Ｓa はステップモータにより移動する移動体、Ｇ
s は移動体に取り付けられた静電容量式のギャップセン
サ、Ｇ₀ 〜Ｇ₉ はギャップセンサと移動部とのギャッ
プ、Ｔ_Rはサーボトラック、Ｒはμｍ単位で表示したデ
ィスクの半径方向をそれぞれ示す。なお、ここでは各サ
ーボトラックＴ_R の間隔を１０μｍとする。キャリッジ
機構Ｋを動作してヘッドＨを移動し、キャリッジ機構の
基準位置である内周側のストロークエンド位置に停止す
る。その後、規定の距離だけ移動し、サーボトラックＴ
_R0を設定する。一方、ステップモータＳＭの動作により
ギャップセンサＧs をステップ移動し、ギャップＧ₀ を
検出しながら、例えばＲがほぼ５０μｍとなる位置に停
止する。ついで、移動部Ｋa を移動してギャップが１０
μｍだけ減少したＧ₁ の位置に停止すると、ヘッドＨは
第１トラックに正確に位置決めされ、これに対してサー
ボ信号を書込んでサーボトラックＴ_R1を設定する。以下
同様に、ヘッドを第２〜第４トラックに対して位置決め
してサーボトラックＴ_R2，Ｔ_R3，Ｔ_R4を順次に設定す
る。これが終了すると、ヘッドＨによりサーボトラック
Ｔ_R4のサーボ信号を検出してヘッドＨをＴ_R4に追従させ
る。ヘッドの追従とともに移動部Ｋa も追従し、これに
対してギャップセンサＧｓをほぼ１００μｍの位置に移
動すると、図(b) の状態となる。ここで改めてギャップ
Ｇ₄'を検出してこれを基準ギャップとする。移動部Ｋa
を移動して基準ギャップＧ₄'が１０μｍだけ減少したＧ
₅ の位置に停止してサーボトラックＴ_R5を設定し、以下
同様にサーボトラックＴ_R6〜Ｔ_R9がそれぞれ設定され
る。以上の方法を繰り返すことにより、ディスクの全面
に対してサーボトラックＴ_Rが正しく設定されるわけで
ある。

【００１０】図２はこの発明のサーボトラック設定装置
の第１の実施例を、図２は第２の実施例をそれぞれ示
す。図２はロータリ式のディスクドライバに対するもの
で、図(a) に示すドライバ１は、前記した図４で説明し
たものとし、図４の場合と同様にマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）34と、これに接続されたキャリッジ機構31、
書込み回路32、および読出し回路33とを有する。この実
施例においてはドライバ１に対して、ギャップセンサ駆
動機構６とギャップセンサ制御部７とを付加する。ギャ
ップセンサ駆動機構６は、ステップモータ61と、その回
転軸に固定された回動アーム62、および回動アームの先
端に取り付けた静電容量式のギャップセンサ63よりな
る。ギャップセンサ63は、前記したように、〜２００μ
ｍの検出限界と、０．０２μｍの検出精度を有する。ま
た、ステップモータによるギャップセンサ63のステップ
移動は〜１０μｍの段階でなされる。図(b) は、駆動機
構６とドライバ１のヘッドアーム13の位置決め関係の詳
細を示す。次に、ギャップセンサ制御部７は、ステップ
モータ61に対するモータ駆動回路71と、ギャップセンサ
63の検出信号に対するギャップ信号演算回路72よりな
り、各回路はＭＰＵ34に接続される。サーボトラックの
設定は、前記したこの発明のサーボトラック設定方法の
手順に従って行われる。まずキャリッジ制御回路31によ
りドライバ１のボイスコイル15を駆動し、ヘッドアーム
13を回動してヘッド12をディスク２の最内周の第０トラ
ックの位置に停止し、このトラックに対して書込み回路
32によりサーボ信号を書込んでサーボトラックＴ_R0を設
定する。一方、モータ駆動回路71によりステップモータ
61を駆動して回動アーム62を回動し、ギャップセンサ63
をヘッドアーム13の側面13a に対して、検出限界内のギ
ャップの位置（例えばほぼ５０μｍ）に停止する。ギャ
ップセンサ63により、ヘッドアーム13の側面13a とのギ
ャップＧを検出し、検出されたギャップ信号を演算回路
72により演算処理してヘッド12の位置データに変換す
る。ＭＰＵ34においてこの位置データを参照しながら、
キャリッジ制御回路31を動作してヘッド12を１トラック
分の１０μｍづつ移動し、複数個（例えば４個）の各ト
ラックに対してヘッド12を位置決めし、各トラックにサ
ーボ信号を書込んでサーボトラックＴ_R1〜Ｔ_R4を設定す
る。ついで、ギャップセンサ63をさらに検出限界内（例
えばほぼ５０μｍ）だけ移動するとともに、読出し回路
33によりサーボトラックＴ_R4のサーボ信号を読出し、キ
ャリッジ制御回路に与えてヘッド12をこれに追従させ
る。この追従により側面13a は基準面となり、そのギャ
ップＧを改めてギャップセンサ63により検出して、上記
と同様に各トラックに対するヘッド12の位置決めと、サ
ーボトラックの設定とがなされる。

【００１１】次に、図３はリニア式のキャリッジ機構に
よるサーボライターと、これに対するサーボトラック設
定装置の一部構成図を示す。図において、ベース盤Ｂの
上に回転機構２a を設け、これにディスク２を装着して
回転する。一方、リニアキャリッジ機構８は、直線移動
する移動部81と、これを駆動するボイスコイル82を有す
る。これに対して、ギャップセンサ駆動機構９が付加さ
れる。ギャップセンサ駆動機構９は、ステップモータ91
と、これにより回転するボールねじ92、ボールねじの回
転により移動する移動体93、および移動体の先端に取り
付けられ、キャリッジ機構の移動部81とのギャップＧを
検出するギャップセンサ94よりなる。また図示を省略す
るが、図２の第１の実施例の場合と同様に、キャリッジ
制御回路31、書込み回路32、読出し回路33、モータ駆動
回路71、およびＭＰＵ34が付加される。ただしこの場合
は、ギャップセンサ94とヘッド12の移動量は同一である
ので、ギャップセンサ94が検出したギャップデータは変
換する必要がなく、従ってギャップ信号演算回路72は不
要である。上記のリニア式の場合は、ギャップ信号の変
換を除き、第１の実施例におけるロータリ式と全く同一
手順によりサーボトラックが設定されるので、その説明
は省略する。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明によるサ
ーボトラック設定方法においては、粗い位置精度のステ
ップモータと、検出精度は良好であるが検出限界が狭い
静電容量式のギャップセンサを使用し、ギャップセンサ
を検出限界内のギャップだけ逐次に移動し、このギャッ
プ範囲内の複数個のトラックに対してヘッドを位置決め
してサーボトラックを設定し、設定されたサーボトラッ
クを読出してヘッドを追従させ、これとともに移動する
移動部を基準位置とする方法により、ステップモータに
よるギャップセンサの粗い位置精度と、狭い検出限界と
の欠点が回避され、良好な検出精度によりヘッドが正確
に位置決めされて、ディスクの全面にサーボトラックが
正しく設定される。また、設定装置はこの設定方法を具
体化したもので、従来のサーボライターのように、光干
渉方式の測長器や駆動ピンに対する駆動機構などの高価
な部材を必要とせず、いずれも極めて安価なステップモ
ータと静電容量式ギャップセンサにより経済的に構成さ
れるもので、設定方法とともにサーボトラックの設定に
寄与する効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるサーボトラック設定方法の一
実施例であり、(a)は移動部とギャップセンサの測定開
始位置の説明図、(b) は移動部とギャップセンサが移動
した状態の説明図を示す。

【図２】この発明のサーボトラック設定装置のロータ
リ式方式における実施例であり、(a) は全体構成図、
(b) は(a) の部分詳細図を示す。

【図３】この発明のサーボトラック設定装置のリニア
方式における実施例を示す。

【図４】ロータリ式ディスクドライバ１と、これによ
るサーボライターの構成図を示す。

【符号の説明】

１…ロータリ式ディスクドライバ、11…スピンドル、12
…磁気ヘッド、13…ヘッドアーム、13a …側面、 14 …
回転軸、15…ボイスコイル、２…磁気ディスク、３…ド
ライバ制御部、31…キャリッジ制御回路、32…書込み回
路、33…読出し回路、34…マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）、４…ヘッドアーム駆動機構、41…駆動軸、42…回
動アーム、43…駆動ピン、44…ボイスコイル、５…ヘッ
ド位置測定部、51…測長器、52…中継ミラー、53…ミラ
ー、54…ボイスコイル制御回路、６…ギャップセンサ駆
動機構、61…ステップモータ、62…回動アーム、63…ギ
ャップセンサ、７…ギャップセンサ制御部、71…モータ
駆動回路、72…ギャップ信号演算回路Ｋ…キャリッジ機構、Ｋa …移動部、Ｈ…磁気ヘッド、
ＳＭ…ステップモータＳa …移動体、Ｇs …ギャップセンサ、Ｇ，Ｇ₀ 〜Ｇ
₉ ，Ｇ₄'…ギャップ、Ｔ_R …サーボトラック、Ｒ…ディ
スクの半径方向。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクの表面に対して磁気ヘッド
を移動するロータリ式またはリニア式のキャリッジ機
構、および該磁気ヘッドに対する書込み／読出し回路と
を有するサーボライターにおいて、前記磁気ヘッドのヘ
ッドアームを支持し、前記キャリッジ機構により移動す
る移動部に対向し、ステップモータにより移動して該移
動部とのギャップを検出する静電容量式のギャップセン
サを設け、該移動部に対して該ギャップセンサを検出限
界内のギャップの位置に移動して該ギャップを検出し、
該検出されたギャップデータを参照して前記キャリッジ
機構を動作し、前記移動部を正確に１トラック分づつ移
動して前記磁気ヘッドを複数個のトラックの位置に逐次
に位置決めし、該位置決めされた各トラックに対して、
前記書込み回路によりサーボ信号を書込んでサーボトラ
ックを設定し、該設定の終了後、前記ギャップセンサを
検出限界内のギャップだけさらに移動し、前記設定され
た複数個の最後のサーボトラックを前記読出し回路によ
り読み出して前記磁気ヘッドを追従させ、該追従により
ともに追従する移動部を基準位置とし、該基準位置に対
する前記ギャップの検出と、該移動部の正確な１トラッ
ク分づつの移動による、次の複数個のトラックに対する
磁気ヘッドの逐次の位置決め、および該各トラックに対
するサーボ信号の書込みとを順次に繰り返して、前記磁
気ディスクの全面に対してサーボトラックを設定するこ
とを特徴とする、サーボトラック設定方法。
【請求項２】磁気ディスクの表面に対して磁気ヘッド
を移動するロータリ式またはリニア式のキャリッジ機構
と、該キャリッジ機構を制御するキャリッジ制御回路、
および該磁気ヘッドに対する書込み／読出し回路とを有
するサーボライターに対して、モータ駆動回路によりス
テップ回転するステップモータと、該ステップモータに
より移動する移動体と、前記磁気ヘッドのヘッドアーム
を支持し、前記キャリッジ機構により移動する移動部に
対向して前記移動体に取り付けられた静電容量式のギャ
ップセンサ、およびギャップセンサにより検出されたギ
ャップ信号を演算処理して前記磁気ヘッドの位置に換算
する演算回路とを付加して構成されたことを特徴とす
る、サーボトラック設定装置。