JPS61208680A - 磁気記録再生装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気ヘッドの送り制御に係り、特に磁気記録
再生装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、文献ステッピングモータの理論と応用（
ｐ７５〜ｐ８１）に記載のように、ステッピングモータ
の駆動に際しての共振や不安定現象を抑える対策として
、駆動方式によるダンピング効果をもたらす手段につい
て広く知られティるが、磁気ヘッド位置決め、コスト、
信頼性の上で十分でなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、特に磁気ヘッドの移動及び高速、高精
度位置決め、及びモータ小形化省電力化を目的とするも
ので、信頼性の高い磁気記録再生装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明の要旨は、ステッピングモータの起動から停止ま
でを、定格電圧により行った場合、急激な停止によりオ
ーバーシュートが大きく、ヘッドが定められた位置に安
定するまでの時間が長かった６そこで担体であるキャリ
ッジが移動中のブレーキ作用をかけるため移動中に電圧
を落してトルクを減少させ目的のトラック近傍に近づけ
た後、トラック位置決めのため再度定格電圧をかけ正確
な位置決めを行なうようにした点にある。また、印加す
る電圧を磁気ヘッド送り信号の１周期以内に複数段に分
割するなど負荷特性に対応して省電力を図るようにした
点にある。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する６第２図お
よび第３図において、１はシャーシ、２は支持体、３は
前面パネル、４は前記前面パネル３の磁気デスク５の挿
入口、６は前記シャーシ１より延設された案内溝７を有
する突出部８に上下動自在に支承されたホルダー、９は
インジェクトレバーで、バネ１０がシャーシ１に張架さ
れており、杆体１１と係合しホルダー６とは第２図に示
すような位置関係にある、磁気デスク５をホルダー６内
に挿入すると、回動自在に支承された杆体１２に配設さ
れたピン１３がバネ１４の張力に抗して平面運動し、磁
気デスク５のシャッター（図示せず）を開き、さらに磁
気デスク５を押し進めると磁気デスク５が杆体１１と当
接し、シャーシ１に配設された支持ピン１５の回りに杆
体１１が回動し、イジェクトレバー９と杆体１１の係合
がはずれバネ１０により案内溝１６に沿って、ホルダー
６はピン１７を介在して、下方へ移動し、磁気デスク５
は、回転駆動体１８のチャツキング面１９へ挿着される
構成となす。一方磁気ヘッド２０．２１は、それぞれ担
体であるキャリッジ２２、ヘッドアーム２３にジンバル
２４．２５を介在して配設されている。キャリッジ２２
は１端を支持体２６を介在して案内軸２６ａに水平摺動
自在に保持され、他端をステッピングモータ２７に可回
転的に支承されたスクリュー２８にスクリューナツト２
９を介在して保持されている。さらに、ヘッドアーム２
３は支持体２６．３０を介在してキャリッジ２２へら着
固定され、支持体３０の一端にバネ３１を介在して弾性
的に、磁気ヘッド２１．２２が磁気デスク５を介在して
当接する。

チャッキング部の構成は１回転駆動体１８が一端に圧入
された軸体３２をハウジング３３に配設されたボールベ
アリング３４、軸受３５により可回転的に支承され、ハ
ウジング３３は基板３６を介在してシャーシ１へ固定さ
れている。また、軸体３２の他端には、磁気デスク５と
のチャツキング面１９の裏面に板バネ４′３に駆動ピン
３７をチャツキング面１９より突出して配設しである。

シャーシ１と軸体３２との位置関係は、ハウジング３３
に形成された環状に突出したインロ一部３８により位置
決めされる。第４図に磁気デスク５のハブ３９の形状を
示す、４０がセンタ一孔で軸体３２と係合し、４１がド
ライブ孔で駆動ビン３７と係合する。第５，６図がチャ
ッキング状態を示すもので、第５図が駆動ビンと係合前
、第６図が係合状態を示すものである。ハウジング３３
には凹部４２が形成され、外周はインロ一部３８を有す
る構成となす。第５図に示す様に、磁気デスク５のハブ
３９とチャツキング面１９とが当接すると駆動ビン３７
とドライブ孔４１とが係合する過程まで板バネ３６に保
持された駆動ビンは、ハブ３９に対して後退する。ハブ
３９がチャツキング面１９が相対的に回転変位すると、
第６図に示すように駆動ピンが係合して、チャッキング
が完了する。

以上の構成において、磁気デスク５を挿入するとホルダ
ー６に回動自在に保持された杆体１２のピン１３により
磁気デスク５のシャッターを開くとともに、インジェク
トレバー９と杆体１１の係合が解除され、ホルダー６が
インジェクトレバー９の案内溝１６に沿って下がり、磁
気デスク５がチャツキング面に着座し、ホルダー６に支
持されたヘッドアーム２３が閉じ、磁気ヘッド２０゜２
１が磁気デスク５の磁気記録面を介在して当接し、記録
面への記録再生を行う、インジェクトレバー９を押し込
むと、再びホルダー６を案内溝１６に沿って上昇すると
ともに、ピン１３により磁気デスク５は排出され、イン
ジェクトレバー９と杆体１１が係合保持される。

次に、ステッピングモータ２７の駆動回路について説明
する。第６図は回路構成を表わし、第７図および第８図
は、動作タイミングチャートを示している。第６図にお
いてフリップフロップ１０１゜１、０２、インバータ１
０３およびゲート１０４゜１０５によりステッピングモ
ータ駆動信号を作成し、駆動ＩＣ１０６に入力される。

またタイマー１０７．１０８，１０９およびＮＡＮＤゲ
ート１１０゜１１１は、ステッピングモータ２７に＋１
２Ｖを印加する時間を決めている。トランジスタ１１２
゜ダイオード１１３はＮＡＮＤゲート１１１の信号を受
け。

駆動ＩＣ１０６を介在してステッピングモータ２７に電
圧を供給する。次に上記構造の駆動回路と第６図および
第７図および第８図に示すタイミングチャートにより動
作を説明する。第６図において、フリップフロップ１０
１，１０２はリング状のシフトレジスタであり、ＤＩＲ
ＥＣＴＩＯＮ信号により。

片方のフリップフロップ出力が反転させられる。

これにより５ＴＥＰ信号が２パルス入力されると、前の
データの反転データが保持され、４パルス入力されると
前のデータにもどる。またフリップフロップの入力に、
他のフリップフロップ出力が直接入力される場合は、９
０°位相が遅れ、反転される場合は９０ｍ位相が進む、
これにより５ＴＥＰ信号の１／４周期で９０’位相が変
化した２相ステツピングモ一タ駆動信号を作成できる。

これを第７図のタイミングチャートに示す６次に、ステ
ッピングモータ２７に印加する電圧の時間を制御する動
作を説明する。タイマー１０７，１０８，１０９の時間
はそれぞれＴ１＜Ｔ、＜Ｔ、とし、タイマー１０７の出
力だけが負論理とする。初めに５ＴＥＰ信号が入力され
ていない時は、出力１１６がローレベルとなるのでトラ
ンジスタ１１２はオフ状態となりステッピングモータ２
７には＋Ｖ、が印加され、パワーセーブ状態となる。ス
テップ信号が入力されてから、タイマー１０７がオンし
ている間は、出力１１４はローレベル、出力１１５，１
１６はハイレベルとなりトランジスタ１２がオンし、ス
テッピングモータには■１が印加される０次にタイマー
１０７がＯＦＦでタイマー１０８がオンしている間は、
出力１１４，１１５がハイレベル、出力１１６がハイレ
ベルとなり、ＮＡＤゲート１０．１１によりトランジス
タ１１２がオフし、ステッピングモータ２７にはｖＬが
印加される。

次にタイマー１０８がオフ状態、タイマー１０９がオン
状態の時は、出力１１５がローレベル、出力１１６がハ
イレベルとなりトランジスタ１１２がオンしステッピン
グモータには＋１２Ｖが印加される。

さらに、タイマー１０９がオフすれと、出力１１６がロ
ーレベルとなりトランジスタ１１２がオフし、スタンバ
イ状態となる。この動作は第７図のタイミングチャート
の通りである。

以上の構成において、磁気ヘッド２０．２１はそれぞれ
キャリッジ２２．ヘッドアーム２３にジンバル２４．２
５を介在して配設され、キャリッジ２２は一端を支持体
２６を介在して案内軸２６ａに水平摺動自在に保持され
、他端をステッピングモータ２７に可回転的に支承され
たスクリュー２８にスクリューナツト２９を介在して保
持されていることは、前記した通りであるが、読み書き
する際、磁気ヘッド２０．２１を磁気ディスク５上の目
的のトラック位置へ可能な限り速く移動する必要がある
。例えば、ステッピングモータ２７の回転角を１５＠、
リードスクリューピッチを４．５　閣とすることにより
、１トラツク（０，１８７５ｍ）、３ｍｓの高速移動す
るステッピングモータ２７を使用している。しかし、３
ｍｓで送られ目的のトラックまで運動する磁気ヘッド２
０．２１はキャリッジ２２．ヘッドアーム２３自身のも
つ慣性力とステッピングモータ２７の停止トルクの相互
作用により振動する。その振動が止るまでは磁気ヘッド
２０．２１も共に振動し安定した正常な読み書きができ
ないにの磁気ヘッド２０゜２１が移動後安定するまでの
時間をいかに短縮するかが、高速化の重要なポイントで
ある。

第１０図に磁気ヘッドが隣接するトラックへ移動する状
態を示す０図中のＸ点を現在の磁気ヘッド２０の位置と
する。Ｙ点が隣りのトラックの位置である。今、マイク
ロコンピュータ（図示せず）からの指令によりステッピ
ングモータ２７が回転しスクリューナツト２９を介在し
てキャリッジ２２が移動させられＹ点の位置へ向う。２
点の位置にてステッピングモータ２７が、回転を止め磁
気ヘッド２０を停止させ、位置決めを行なおうとする停
止トルクと、キャリッジ２２、ヘッドアーム２３、磁気
ヘッド２０．２１の慣性力の相互作用により２点からＷ
点までの区間、磁気ヘッド２０．２１が振動を繰り返す
ことになり、磁気ヘッド２０．２１は正常な読み書きは
できない場合が多い０本発明は、この不安定領域を低減
することに第１の目的がある。

従来の駆動方式は、第９図のステッピングモータ２７に
印加する電圧波形のように不安定領域の時間が安定する
までの時間は、常にステッピングモータ２７に一定の電
圧を時間ｔの間与え続けていた。しかし、この方式では
、第１０図のようにＸ点から２点までの区間の移動力が
強くなりすぎ２点からＷ点までの振動現象が長く続いた
。そこで今回、第１１図のようにステッピングモータ２
７に印加する電圧を、初期のｔ８１．の間１２Ｖの電圧
を印加する。するとステッピングモータ２７が回転し出
し、目的のトラックへ向けて移動を始めるｓ　ｔａｓｔ
後にはトラックのほぼ１７３程度までの移動を完了して
いるａ　ｔｚ＠＠後、電圧を５ｖの保持電圧に落す。そ
うすれば、いままで引きつけていた駆動力は弱まるが、
キャリッジ２２゜ヘッドアーム２３などの慣性により目
的のトラックまで移動を続ける。起動後ｔ１３．で５ｖ
にすることで適度なブレーキ作用が生じ振動を減衰させ
。

不安定領域の時間の低減につながるわけである。

また、ｔｏ、後１２Ｖに戻しｔ３１１間１２Ｖとするこ
とによって磁気ヘッド２０．２１の正確な位置決めを可
能としている。　　゛ 次に、ステッピングモータ２７の連続応答時について第
１３図に示す、連続応答時は第１１図に示すように、起
動よりｔｌｌ、を１２Ｖ、ｔ４−　　を５ｖの駆動とす
る。これによれば実際のステッピングモータ２７の巻線
へ流れる電流波形ｆ１は第１４図に示すようになる。こ
こで電力値を求めると約１．７Ｗとなる。従来品の１２
Ｖだけの駆動時の消費電力値は約２．７Ｗとなることか
ら、約４０％の省電力を図ることが可能となる。従って
、ステッピングモータ２７自身の温度上昇について省電
力に対応する低減の効果が見られる。その様子を第１５
図に示す、１２ｖで連続運転した場合、温度上昇は約３
０ｄｅｇであるが、ｔｌｌ、後５ｖにすれば、約１８ｄ
ｅｇとなり、約４０％の温度上昇を抑制可能である。

今回の実施例においては、起動後先〇１．を１２Ｖ、そ
の後ｔ２１．を５ｖとし、停止時ｔ。、を再度１２Ｖと
しているが、この時間配分についてはキャリッジ２２な
どの負荷の低減、あるいはステッピングモータ２７のト
ルク増加手段により時間の短縮が図れる。それらの関係
は、磁気ヘッド２０．２１送り信号列をｔｌｌ□とすれ
ば、ｔ１≦ｔ０ ｔａｓｔ。

ｔ３≧ｔ２≧ｔ１ となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ステッピングモータ２７、磁気ヘッド
２０．２１の移動をスムーズに行うことが可能で゛あり
、ダンピング現象の低減が可能であり、ヘッド位置決め
の高速化が図れ、省電力、ステッピングモータ２７の温
度上昇の低減など実用的効果煩る大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気記録再生装置の断面図、第２図は磁気記録
再生装置の平面図、第３図は磁気ディスクハブの平面図
、第４図および第５図は磁気ディスクのチャッキング状
態を示す要部断面図、第６図は駆動回路図、第７図およ
び第８ｇは印加電圧のフロー図、第９図は従来のステッ
ピングモータの駆動電圧フロー図、第１０図は従来の磁
気ヘッドの移動状態図、第１１図は本発明のステッピン
グモータの駆動電圧フロー図、第１２図は本発明による
磁気ヘッドの移動状態図、第１３図はステッピングモー
タの連続駆動電圧フロー図、第１４図は磁気ヘッドの連
続移動時の電流と電圧の波形図、第１５図はステッピン
グモータの外被温度特性図である。 １・・・シャーシ、５・・・磁気ディスク、６・・・ホ
ルダー。 ９・・・イジェクトレバー、１８・・・回転駆動体、２
ｏ。 ２１・・・磁気ヘッド、２３・・・ヘッドアーム、２６
・・・キャリッジ、２７・・・ステッピングモータ、２
８・・・リードスクリュー、２９・・・スクリューナツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ディスクを回転駆動する駆動装置と、同芯状の
   トラックを記録面とする磁気ディスクに書込み、読出し
   を行なうための磁気ヘッドと、これの担体を配設し、磁
   気ヘッドを磁気ディスク面に平行移動すべく担体を移動
   する手段を有するステッピングモータを設置するものに
   おいて、磁気ヘッドを目的のトラックに移動するために
   、磁気ヘッド送り信号列の最終信号に対して、ステッピ
   ングモータを少なくとも複数の電圧で駆動し、先行して
   高い電圧（Ａ）、次に低電圧（Ｂ）を、再び高い電圧（
   Ｃ）のごとく電圧を変えて印加して担体を移動すること
   を特徴とする磁気記録再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、電圧（
   Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の時間配分それぞれｔ＿１、ｔ＿
   ２、ｔ＿３と、磁気ヘッド送り信号列のパルス間隔ｔ＿
   ■＿■＿■とを、 ｔ＿１≧ｔ＿０ ｔ＿２≧ｔ＿０ ｔ＿３≧ｔ＿２≧ｔ＿１ に設置したことを特徴とする磁気記録再生装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、連続し
   て磁気ヘッド送りを行うときに、ステッピングモータに
   印加する電圧を磁気ヘッド送り信号の１周期以内にて、
   複数段の電圧を制御することを特徴とする磁気記録再生
   装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、バイポ
   ーラ２相のステッピングモータを２相励磁駆動方式とし
   たことを特徴とする磁気記録再生装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、ステッ
   ピングモータに装備されたリードスクリューにより担体
   を移動することを特徴とする磁気記録再生装置。