JPS63204569A - ヘツド位置決め装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフロッピーディスク或いはハードディスク等の
所定トラックへヘッドを位置決めする装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明はステッピングモータの駆動によりヘッドをディ
スクの所定トランク位置に位置決めする様にして成るヘ
ッド位置決め装置に於いて、第１のステッピングモータ
が１ステップ駆動すると、ディスクの複数トラック分移
動する第１のキャリッジと、この第１のキャリッジ上に
第２のステッピングモータを配設し、この第２のステッ
ピングモータが１ステップ駆動するとディスクの１トラ
ック分移動する第２のキャリッジとを有し、この第１の
キャリッジにヘッドが取付けられて成ることにより、ヘ
ッドのアクセスタイムを短縮し、高速なシークが行なえ
る様にしたものである。

〔従来の技術〕

フロッピーディスクやハードディスクのヘッド位置決め
装置のヘッドの駆動源として、ステッピングモータが広
（利用される。これは他の駆動手段に比べてオープンル
ープで、ヘッドの位置決めが可能であり、デジタル制御
が出来るのでコンビ二一夕による制御が行い易いためで
ある。

ステンビングモータｄ駆動方法には種々のものが提案さ
れているが、ステッピングモータを効率よく駆動するに
はステッピングモータの発生トルクがステータコイルに
流す電流に略比例するため、いかに効率よく駆動用のス
テップ電圧より遅れのない電流を流すかに掛かっている
。

第５図は通常のステッピングモータの１〜２相励磁によ
る駆動原理を示すベクトル図であり、夫々Ａ相、Ｂ相に
ステップ電圧を“オン０“オフ”する様に供給したとき
、実線で示すＡ相が１相励磁を、破線で示すＢ相が２相
励磁を示し、２相励磁では１相励磁の停止位置から電気
角で４５度ずれた位置に停止する。第６図はこの考え方
を更に進めたマイクロステンプ駆動の原理を示すベクト
ル図である。即ち、Ａ相及びＢ相を単純に“オン′“オ
フ”させるのではなく、２相励磁のステッピングモータ
では第７図に示す様にＡ及びＢ相に互いに９０度の位相
差を有するｓｉｎ、　ｃｏｓ電流を流し、アナログ的に
変化させてＡ、Ｂ相の電流をアンバランスにすることで
、所定の位置に停止させている。原理的にはステ・ノブ
角θはかなり小さく出来て実際には１２８分割分割炉限
界とされている。

第８図は叙上の通常のステッピングモータ駆動とマイク
ロステップ駆動を行った従来のヘッド位置決め装置の構
成図を示すもので、以下これについて説明する。第８図
に於いて、フロッピーディスク又はハードデジタル（１
１はスピンドルモータの軸に嵌着したスピンドルハブ（
２）上に載置されている。ガイドバー（３）とスクリュ
（４）はディスク（１１の軸方向と平行に配設されてい
る。キャリッジ（５）の一端はガイドバー（３）上に摺
動自在に載置され、他端にはニードル（又はビン）（６
）が設けられている。

このニードル（６）をスクリュ（４）に配設した■溝に
押し当ててステッピングモータ（８）の駆動に応じてキ
ャリッジを１ステップ毎にＤ−Ｄ’力方向移動させる。

（７ａ）は支持スプリングでキャリフジ（５）上に配設
されヘッド（７）は支持スプリング（７ａ）の先端に取
り付けられている。このヘッド（７）の出力端はエラー
検出回路（９）の入力端に接続され、エラー検出回路（
９）の出力端はマイクロコンピュータ（１０）の入力端
に接続されている。マイクロコンピュータ（ｌＯ）の出
力端はデジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ回路）　　（
１１）の入力端に接続され、Ｄ／Ａ回路（ＩＸ）の出力
端は比較回路を構成する演算増幅器（１２）の非反転入
力に接続され、基準端子（１３）に供給される基準電圧
ＲＥＦは演算増幅器（１２）の反転入力に供給される。

演算増幅器（１２）の出力端は第１の駆動増幅器（１４
）の入力端に接続され、第１の駆動増幅器（１４）の出
力端は切換スイッチ（１６）の固定接続すに接続され、
マイクロコンピュータ（１０）からの他の出力信号は第
２の駆動増幅器（１５）の入力端に接続されている。切
換スイッチ（１６）の可動接片ａはステッピングモータ
（８）に接続されている。

上述の構成に於ける動作を説明するに、マイクロコンピ
ュータ（１０）から、ヘッド（７）を所定トラック位置
に送るトラック送り信号が出力されて第２の駆動増＠器
（１５）と切換スイッチ（１６）の固定接点Ｃと可動接
点ａを介してステッピングモータ（８）にデジタル的な
ステップ電圧が供給されてステッピングモータ（８）に
所定のステッピング電流を流し、１ステツピ毎にスクリ
ュー（４）を回転させ、キャリッジ（５）をＤ方向に移
動させて微動駆動を行い、ヘッド（７）をディスクの所
定トランク位置に移動させる。

ディスク＋１）には位置信号が記録されているので、こ
の位置信号を読み出し、エラー検出回路（９）に供給し
、所定トラック位置とヘッド（７）が移送された位置と
のトラックずれを検出し、そのエラー検出出力をマイク
ロコンピュータ（１０）に供給する、マイクロコンピュ
ータ（１０）は上述のマイクロステップ駆動を行うぺ（
ｓｉｎ、　ｃｏｓ信号をＤ／Ａ回路（１１）に供給し、
Ｄ／Ａ回路（１１）でアナログ化した信号を演算増幅器
（１２）に供給し、基準電圧ＲＥＦとレベル比較されて
第１の駆動増幅器（１４）に供給される。第１の駆動増
幅器（１４）は、ステッピングモータ（８）を切換スイ
ッチ（１６）の固定接点Ｃと可動接片ａを介して駆動し
、マイクロステツブ駆動によってキャリ・フジ（５）を
移動させて、ヘッド（７）の所定トラック位置からのず
れを微調整して所定トランク位置にヘッドを位置決めす
る様にしζいる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の従来構成によると、ステッピングモータを用いる
為にヘッド（７）を所定トラックに位置決めするための
シーク時間が長（なる問題がある。更にステッピングモ
ータでマイクロステップ駆動する場合、駆動電流に対し
て残留トルクの影響で角度がりニヤに変化しないために
位置決め精度が悪くなる弊害もあった。

本発明は叙上の問題に鑑みなされたものでその目的とす
るところはヘッド位置決め速度をステッピングモータを
用いた場合でも高速に出来る様にしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ステッピングモータ（８）によりヘッド（７
）をディスク（１１の所定トラック位置に位置決めする
様にして成るヘッド位置決め装置に於いて、第１のステ
ッピングモータ（８）の１ステップ駆動に対応して、デ
ィスクの所定複数トランクピッチ分移動する第１のキャ
リッジ（５ａ）と、この第１のキャリッジ（５ａ）上に
配設された第２のステッピングモータ（１７）の１ステ
ップ駆動に対応して、ディスク（１）の１トラツク分移
動する第２のキャリッジ（５ｂ）とより成り、ヘッド（
７）が第２のキャリッジ（５ｂ）に取付けられて成るも
のである。

〔作用〕一 本発明のヘッド位置決め装置によれば、第１のステッピ
ングモータ（８）がディスク（１）の複数トラックに対
応するｌステップの粗動送りを行って第１のキャリッジ
を移動させると共に、第２のステッピングモータ（１７
）がディスク（１）の１トラツクを１ステップ微動送り
を行って第２のキャリッジを移動させることで、ヘッド
のシーク時間は従来に比べて大幅に短縮出来る。

〔実施例〕

以下、本発明のヘッド位置決め装置の１実施例を第１図
乃至第４図について詳記する。第１図は本発明のヘッド
位置決め装置の１実施例を示す構成図、第２図は第１図
のＡ−Ａ’を断面とする矢視図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ’を断面とする矢視図、第４図は第１図の波形図であ
る。面、第１図に於いて、第８図との対応部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。

先ず、第１図乃至第３図で機構部分について説明する。

第１のキャリッジ（５ａ）はガイドバー（３）とスクリ
ュ（４）間に橋絡され、第１のステッピングモータ（８
）によってＤ−Ｄ’方向に粗動駆動〔少くともディスク
の複数トランク分（例えば４トラツク分）を１ステップ
で移動する。〕される。第１のキャリッジ（５ａ）には
第２のステッピングモータ（１７）が配設され、この第
２のステッピングモータ（１７）の軸（１９）にはカム
（１８）が嵌着されている。

第２図に第２のステッピングモータ（１７）の部分の側
断面図が示され、これから分かる様に、カム（１８）の
一端は第２のキャリッジ（５ｂ）に形成した折り曲げ部
（５ｃ）に対接する様に第１及び第２のキャリフジ（５
ａ）　、　　（５ｂ）間に設けたスプリング（２０）で
偏倚されている。

第１のキャリッジ（５ａ）には第３図で示す様に断面が
略コ字状に形成されたホトインクラブタ（２１）がビス
（２２）を介して取り付けられている。

第２のキャリッジ（５ｂ）はガイドバー（３）とスクリ
ュ（４）の軸部（４ａ）との間に橋絡され、上述した第
２のステッピングモータ（１７）の軸に嵌着したカム（
１８）によって矢印り方向にディスクの１トラツク分だ
け押圧摺動される。第２のキャリッジ（５ｂ）にはヘッ
ド（７）を支持する支持スプリング（７ａ）が固定され
、更に、第２のキャリッジ（５ｂ）の一部に形成した傾
斜部（２４）が第３図示の如くホトインタラプタ（２１
）のコ字状の溝（２１ａ　）内に入り込んでいる。この
溝内にはその上下にＬＥＤの如き発光素子（２３ｂ）と
ホトダイオードの如き受光素子（２３ａ　）が設けられ
、傾斜部（２４）が受光素子（２３ａ　）の受光面の略
半分を覆う様に調整されている。

次に電気回路を説明する。第８図では切換スイッチ（１
６）の可動接片ａはステッピングモータ（８）に接続さ
れているが、この実施例では第２のステッピングモータ
（１７）に接続され、マイクロコンピュータ（１０）か
らの粗動駆動用の信号は第３の駆動増幅器（２５）を介
して第１のステッピングモータ（８）に供給されている
。更に比較回路を構成する第１の演算増幅器（１２）の
非反転入力端子は第２の演算増幅器（３０）の出力が供
給され、第２の演算増幅器（３０）の非反転入力端子に
はホトインタラプタ（２１）の受光素子（２３ａ）から
のヘッド位置信号が供給され、反転入力端子には基準入
力端子（１３ａ）に加えられる基準電圧ＲＥＦが供給さ
れる。

上述の構成の動作を説明するに、先ずマイクロステップ
駆動では、受光素子（２３ａ）からヘッド（７）の現在
位置が検出され、第２の演算増幅器（３０）で基準電圧
ＲＥＦと比較されたヘッド位置信号か、第１の演算増幅
器（１２）の反転入力端子に供給される。ヘッド（７）
からエラー検出回路（９）−マイクロコンピュータ（１
０）−Ｄ／Ａ回路（１１）を経て第１の演算増幅器（１
２）の非反転入力端子に供給されたトラックエラー信号
が上述のヘッド位置信号と比較され、その比較出力が第
１の駆動増幅器（１４）と切換スイッチ（１６）の固定
接点す一可動接片ａを介して第２のステッピングモータ
（１７）に加えられクローズトループのサーボ制御が行
なわれるために、ディスク（１）から得られるトラック
エラー信号がインデックスサーボ或いはセクターサーボ
の様に連続性のない場合にはより精度の高いマイクロス
テップ駆動サーボを行うことが出来る。

又、マイクロコンピュータ（１５）からの粗動駆動信号
を第３の駆動増幅器（２５）に供給し、第４図Ａに示す
様に第１のトランク位置（２７ａ　）から粗動パルスを
第１のステンブモータ（８）に供給すれば１ステップで
、第１のキャリッジ（５ａ）はディスク（１）の複数ト
ラック分（例えば４トラツク分）移動して第ｎのトラッ
ク位置（２７ｎ）に来る。即ち、第１のステッピングモ
ータ（８）の１ステップ回動によってスクリュ（４）は
第１のキャリッジ（５ａ）を複数トラック分移動させる
。第２のキャリ、ジ（５ｂ）はカム（１８）に対接し、
このカムに追従するために支持スプリング（７ａ）の先
端に配したヘッド（７）はディスク（１）の軸方向に複
数トラック分（４トラツク分）移動する。

更に、切換スイッチ（１６）の可動接片ａを固定接点Ｃ
側に例し、第２のステッピングモータ（１７）に微動パ
ルスを供給すれば第１のトランク位置（２７ａ）から第
２のキャリッジ（５ｂ）　　（ヘッドを含む）力月トラ
ック分移動して第２のトラック位１（２７ｂ）に移動し
、１ステップ駆動で１トラツクずつ次々と第３、第４の
トラック位置（２７ｃ）（２７ｄ）に移動する様なトラ
ック送りが行なわれる。可動接片ａをｂ側に倒せば上述
のマイクロステップ駆動が行われて符号（２９）で示す
様に１トランク内にヘッドが位置するような中心位置調
整が行なわれる。今、マイクロコンピュータ（１０）か
ら図示しないキーボードを介して５０番目のトラックに
ヘッド位置を持って行く様なシークコマンドが与えられ
たとし、且つ粗動駆動の１ステップ内で微動駆動が４ト
ラツク分移動する４ステップ駆動が行なわれるものと仮
定すると、マイクロコンピュータ（１０）は駆動増幅器
（２５）に４　Ｘ　１２＝４８の１２ステップ移動する
様な１２発の駆動パルスを出力する。次に切換スイッチ
（１６）の可動接片ａはマイクロコンピュータ（１０）
で固定接点Ｃ側に切換られて、マイクロコンピュータ（
１０）から駆動増幅器（１５）に２ステップ動く様な２
発の駆動パルスが供給される。この結果、第１のキャリ
。

ジ（５ａ）は第４８番のトランク位置迄１２ステップで
Ｄ方向に一気に進み、次の２トラツク分は第２のステッ
ピングモータ（１７）によってステツピングされて第２
のキャリッジ（５ｂ）が２トラツク分り方向に移動し、
ヘッド（７）が５０番目のトランク位置に持ち来される
。このとき必要に応じてディスク（１）に記録したべ・
ノド位置信号と、受光素子（２３ａ）から出力される実
際のへソト位置に基づいてマイクロステップ駆動が切換
スイッチ（１６）の可動接片ａを固定接点す側に切換え
ることで行なわれる。

本発明は叙上の様に動作させたのでシーク速度は第８図
の１ステップｌトラツク毎に駆動する場合に比べて大幅
に高速化される。

面、上述の実施例では第２のキャリッジを駆動する駆動
手段として第２のステンビングモータを用いた例を説明
したが、これは１ステップ１トランクを移動させること
の出来るバイモルフ型の圧電素子等を用いることも出来
て、第２のステ・７ピングモータの中にはこれらの駆動
手段も含まれるものである。

〔発明の効果〕

本発明のヘッド位置決め装置によれば、ステンピングモ
ータをヘッド位置決め用の駆動手段として用いても、ヘ
ッドを所定のトランク位置に持ち来たすシーク時間を大
幅に短縮することが可能となる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッド位置決め装置の１実施例を示す
構成図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線に沿った断面の矢
視図、第３図は第１図のＢ−Ｂ’線に沿った断面の矢視
図、第４図は第１図の説明に供する波形図、第５図は通
常のステンピングモークの駆動状態を示すベクトル図、
第６図はマイクロステップ駆動の説明に供する駆動ベク
トル図、第７図はマイクロステップ駆動電流の波形図、
第８図は従来のヘッド位置決め装置の構成図である。 （５ａ）・・・第１のキャリッジ、（５ｂ）・・・第２
のキャリッジ、（７）・・・ヘッド、（８）・・・第１
のステンビングモータ、（９）・・・エラー検出回路、
（１４）　、　　（１５）　、　　（２５）・・・第１
〜第３の駆動増％Ｊ器、（１７）・・・第２のステンピ
ングモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステッピングモータの駆動により、ヘッドをディスクの
   所定トラック位置に位置決めする様にして成るヘッド位
   置決め装置に於いて、 第１のステッピングモータの１ステップ駆動に対応して
   、上記ディスクの所定複数トラックピッチ分移動する第
   １のキャリッジと、 上記第１のキャリッジ上に配設された第２のステッピン
   グモータの１ステップ駆動に対応して、上記ディスクの
   １トラック分移動する第２のキャリッジとを有し、 該第２のキャリッジに上記ヘッドが取付けられて成るこ
   とを特徴とするヘッド位置決め装置。