JPS63316382A - 磁気ディスク装置のヘッド位置決め機構 - 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〕 本発明は磁気ディスク装置のヘッド位置決め機構に係り
、特に同心上に回転する複数の磁気ディスクに対し複数
のヘッドを有し、これら複数のへラドを支えるキャリッ
ジのピッチングによって生じるヘッドの位置決めの狂い
を回復する磁気ディスク装置のヘッド位置決め機構に関
する。　　。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置には複数の磁気ディスクを１度にセッ
トできる装置が存在する。この種の装置は１例えば第９
図に示すように同心上に回転する複数の磁気ディスク１
に対し複数のヘッド２が各々の磁気ディスクに半径方向
にアクセスする機構となっている。複数の磁気ディスク
１のうち少なくとも１枚の磁気ディスクの面には半径方
向の位置を知らせる信号（トラッキング信号）が書き込
まれており、この磁気ディスクに対しては半径方向位置
信号を検出するサーボヘッドが設けられる。

他の複数のヘッドは、磁気ディスクの記録信号を読み書
きするデータヘッドである。これらの複数のヘッド２は
各々ガイドアーム３の先端に設けられる。そしてこれら
の複数ガイドアーム３はキャリッジ４にまとめられ支え
られている。このキャリッジは、磁気ディスクの半径方
向、に直線運動できるように案内支持されている。

一般に磁気ディスク装置には、誤差が極めて小さいヘッ
ド位置決め精度が要求される。従来ヘッド位置決め機構
については、例えば米国特許４４１５９４１号に開示さ
れているように、キャリッジの両側を玉軸受とガイドレ
ールで案内支持する構造になっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術において、複数ヘッド２（サーボヘ
ッド及びデータヘッド）は磁気ディスク１の回転軸方向
と平行な方向に、すなわち一般には上下方向に配置され
、キャリッジ４にひとまとめにされている。このキャリ
ッジ４が、磁気ディスクの回転中心軸と磁気ディスク半
径を含む平面内で角度を変えてしまう異常が生じると、
すなわちピッチング姿勢の異常を生じると、サーボヘッ
ドから離れた位置に配置されたデータヘッドは磁気ディ
スク半径方向位置に誤差が生じてしまう。

このようなピッチング姿勢の異常が生ずる原因としては
、ますのキャリッジの半径方向直線運動に伴ってキャリ
ッジ４がピッチング振動を起こしてしまう場合がある。

このピッチング振動は、残留振動の振幅が大きく、この
残留振動が充分に減衰するまでに時間がかかりしたがっ
て位置決め時間が長くなってしまうという問題がある。

■また、玉軸受は鋼材でできておりキャリッジ４は軽量
化のためアルミ材が使用され、両材料の熱膨張係数が大
きく異なるため両材料の熱変形によってピッチング姿勢
の異常を生ずるものがある。前者は動的なピッチング姿
勢異常、後者は静的なピッチング姿勢異常といえる。第
９図にキャリッジのピッチング姿勢の異常状態を示す。

本発明は、ピッチング姿勢の異常による各ヘッドの位置
決め誤差をなくすことのできるヘッド位置決め機構を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、キャリッジを案内支持する支持手段が、姿勢
ガイドを含むものであって、この磁気の強さを変えるこ
とによって前記キャリッジのピッチング姿勢を変えうる
ものである。そして、複数の磁気ディスクの回転中心軸
に対する相対的な変形がない部位に、キャリッジのピッ
チング姿勢の異常を検出する検出手段を設ける。この検
出手段が発する検出信号を受けて、制御手段が、ピッチ
ング姿勢の異常を回復すべく磁気の強さを変える制御を
おこなう。

検出手段には、キャリッジとの回転中心軸方向の距離の
変位を検出するもの、あるいはキャリッジとの半径方向
の距離変位を検出するものが存在する。キャリッジのピ
ッチング姿勢の異常は１回転中心軸方向の距離の変位あ
るいは半径方向の距離の変位として表われるからである
。これらの変位を二つのセンサで検出し変位の差を求め
ることによりピッチング姿勢の異常を検出できる。

半径方向の距離の変位を検出するものとして二つのサー
ボヘッドを利用することができる。サーボヘッドは磁気
ディスク面の半径方向位置信号を検出できるのでキャリ
ッジの半径方向の距離変位を検出できる。サーボヘッド
を回転中心軸方向に離して二つ設けておけば、それぞれ
の検出する変位の差によりピッチング姿勢の異常を検出
できる。

〔作用〕

検出手段は、磁気ディスクの回転中心軸に対する相対的
な変位がない部分に設けられているので、キャリッジの
磁気ディスクに対するピッチング姿勢異常を検出できる
。この検出信号を受けた制御手段が、磁気ガイドの磁気
の強さを変えることによってキャリッジのピッチング姿
勢を正しい位置に回復することが可能となる。

〔実施例〕

以下１本発明の第１実施例を第１図から第３図を用いて
説明する。

複数の磁気ディスク１の各々の面上に位置する磁気ヘッ
ド２　（２ａ、２ｂ、２ｃ）はガイドアーム３に支持さ
れ、これら複数のガイドアーム３はキャリッジ４にまと
められ支持されている。キャリッジ４の後端にはボイス
コイル５が備えられる。

このボイスコイル５の外側に磁気回路を設け、ボイスコ
イル５に電流を流したときのローレンツ力により、ボイ
スコイル５を磁気ディスク１の半径方向に駆動する。　
　　　　　　　　　　　　匂また。キャリッジ４には、
磁気ガイドを構成するためのコイル６．７．８とこれら
各々に対応するマグネット９（図中には１個のみ示す）
とを設けである。これらのコイル６．７．８は、磁界分
布の不均一さを緩和するために位相をずらして、複数層
巻いて、支持のための反発力の均一化を図っである。こ
れらのうちの２組のコイル６、コイル７は磁気ディスク
１の回転中心軸方向１０と半径方向１１とを含む平面内
のキャリッジ４の回転姿勢（すなわちピッチング姿勢）
を制御する。他の３組のコイル８はその他の方向の姿勢
、すなわちローリング姿勢やヨーイング姿勢等を制御す
る。

このヘッド位置決め機構は、磁気ディスク面上の位置を
検出するサーボヘッド２ａ、２ｂが上下端（回転中心軸
方向両端）に２個あり、両者の検出する半径方向位置の
変位の差よりキャリッジ４の姿勢の傾きが分かる。

このヘッド位置決め機構の姿勢制御のブロック線図の一
例を第３図に示す、ａ気ディ゛スクの半径方向１１の目
標位置χとサーボヘッド２ａの実際の位置χａとの差を
零に近づけるようにボイスコイル２ａによりキャリッジ
４を駆動する。ピッチング姿勢回復のためのコイル６、
コイル７にはバイアス電流を流し、各マグネット９との
ギャップ：ｊｌｍ　’：Ｊｚ　（上下方向、すなわち回
転中心軸方向の距離）をほぼ一定に保っている。コイル
６、コイル７の間の水平方向（すなわち磁気ディスク半
径方向）の距離をり、サーボヘッド２ａとサーボヘッド
２ｂの上下方向の距離をＨとすれば、コイルとマグネッ
トのギャップＶ、ｅ　Ｖｚ、２個のサーボヘッドの半径
方向位置χａ、χｂの差χａ−χｂには （χａ−χｂ）／Ｈ＝　　（ｙｚ　　　ｙｚ）／Ｌの関
係がある。この関係を用いた制御手段（図示せず）によ
り−Ｙｘ’ｊｘが零に近づくようにコイル６．７の電流
を制御して、χａ−χｂを零に近づくようにしている。

本実施例によればキャリッジのピッチング姿勢を制御し
て、ヘッド位置決め時のピッチング振動の残留振動の低
減を図ることができ、データにアクセスする時間を短縮
できる。また熱変形によるピッチング姿勢異常を回復で
きるので、サーボヘッドとデータヘッドの位置ずれを小
さくすることができ、したがってデータヘッドの半径方
向位置の誤差を小さくできる。

〔第２実施例〕 第４図は、ヘッド側の磁気ガイド（コイル６とマグネッ
ト９）に変えて板ばね２１を使用したものである。この
第２実施例においても、コイル７の電流の大きさにより
キャリッジ４の姿勢を制御し、残留振動の低減、サーボ
ヘッドとデータヘッドの位置ずれ低減を図れる。また、
本実施例では板ばね２１の剛性で常時支持できるので、
停止中などコイル電流を流さないときのキャリッジ４の
保持機構が必要ない。

〔第３実施例〕 また、第５図は、ヘッド側の磁気ガイドに変えてレール
３１ところがり車３２を使用したものである。この実施
例においても第２実施例と同様の効果を得ることが可能
である。

〔第４実施例〕 また、第６図〜第８図は、キャリッジ４のピッチング姿
勢の変化を検知するために、キャリッジ４の上下方向（
磁気ディスク回転中心軸方向）の距離変位を検出する二
つの変位センサ４１，４２を使用したものである。これ
ら変位センサ４１゜４２を１回転中心軸１０が保持され
るベースに固定されたプローブホルダ４３により把持し
て、二つの変位センサ４１，４２と回転中心軸１０との
位置関係が相対的に変形しないようにしである。

２個のセンサの検出する上下方向の距離、すなわちキャ
リッジとのギャップＹ、、Ｙ２の差Ｙ、−Ｙ２の変動が
キャリッジ４のピッチング姿勢を表わす。

また、キャリッジ４は磁気ガイドを構成するコイル７．
８とこれらに対応するマグネット９との間に作用する反
発力で案内支持されている。

したがって、検出されたギャップの差ＹニーＹ２を、案
内支持する磁気ガイドのコイルにフィードバックして（
第８図）、両者の差が零になるようにすれば、キャリッ
ジのピッチング姿勢は回復される。これにより第１実施
例と同様に半径方向の位置の誤差も零になる。変位セン
サ４１，４２には静電容量型、うず電流型、光量型など
の非接触変位センサを用いている。また本実施例によれ
ば第１実施例に比べ、サーボヘッドが１個でよいので、
データヘッドの数を増やし記録容量を大きくすることが
できる。

また、以上の四つの実施例で、磁気ガイドに用いている
コイルのかわりにマグネットを、マグネットのかわりに
コイルを用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、キャリッジのピッチング姿勢を制御し
異常姿勢を回復できるので、■ヘッド位置決め時のピッ
チング振動の残留振動を図ることができ、■熱変形によ
るピッチング姿勢異常を回復できるので、サーボヘッド
とデータヘッドの磁気ディスク半径方向位置ずれが大幅
に低減される。

第１０図はキャリッジを距離αだけ半径方向に移動して
半径方向位置決めをするときの、キャリッジの運動を示
している１図（ａ）が従来の機構、図（ｂ）が本発明に
よる機構の特性である０図（ａ）において目標位置近く
でオーバーシュート（Ａ）しているのはピッチング振動
の残留信号の影響である。

すなわち、玉軸受をガイドレールとによる案内支持構造
によると、玉軸受部分は微分変位レベルではバネ支持と
同様の挙動をし、キャリッジにピッチング姿勢の異常を
示す６本発明によれば、図（ｂ）に示すように、このピ
ッチング振動の残留振動をすみやかに抑止することがで
き、磁気ディスク上のデータにデータヘッドがアクセス
する時間を短縮することができる。

また、第１１図の図（ａ）は各データヘッドの取付位置
（図中りは基準となるあるサーボヘッドからの距離を示
す）における、熱変形による位置ずれ誤差δ（磁気ディ
スクの半径方向誤差）を示す。

キャリッジのピッチング姿勢は、この図において（ａ）
の線の傾きに影響を与えている６本発明によれば、ピッ
チング姿勢を正しいものに回復して図（ｂ）に示すよう
に誤差を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はその側面
図、第３図はその駆動のためのブロック線図、第４図、
第５図はそれぞれ第２実施例、第３実施例を示す側面図
、第６図は第４実施例を示す側面図、第７図は第６図の
作用を説明するための図、第８図は第７図の駆動のため
のブロック線図、第９図は本発明が解決しようとする問
題点を表わす一例を示す側面図、第１０図及び第１１図
は本発明の詳細な説明する図である。 １・・・磁気ディスク、２ａ、２ｂ・・・サーボヘッド
、２ｃ・・・データヘッド、　　　３・・・ガイドアー
ム、４・・、キャリッジ、　　　　　５・・・ボイスコ
イル、６．７．８・・・コイル、　　　９・・・マグネ
ット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）同心状に回転する複数の磁気ディスクのうち少な
   くとも１枚の磁気ディスク面の半径方向位置信号を検出
   するサーボヘッドと、複数の磁気ディスクの記録信号を
   読み書きする複数のデータヘッドと、これら各ヘッドを
   各々先端に有する複数のガイドアームと、これらのガイ
   ドアームを支えるキャリッジと、このキャリッジを磁気
   ディスク半径方向に直線運動可能に案内支持する支持手
   段と、案内支持したキャリッジを磁気ディスク半径方向
   に駆動するモータと、を備える磁気ディスク装置のヘッ
   ド位置決め機構において、 前記支持手段は磁気ガイドを含み磁気の強さを変えるこ
   とによって前記キャリッジのピッチング姿勢を変えうる
   ものであり、前記複数の磁気ディスクの回転中心軸に対
   する相対的な変形がない部位に、前記キャリッジのピッ
   チング姿勢の異常を検出する検出手段を設け、この検出
   信号を受けてピッチング姿勢の異常を回復すべく前記磁
   気の強さを変える制御手段を有することを特徴とする磁
   気ディスク装置のヘッド位置決め機構。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、検出手段は前記
   変形がない部位に設けられキャリッジとの回転中心軸方
   向の距離変位を検出する二つの変位センサである磁気デ
   ィスクの装置のヘッド位置決め機構。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、同心状に回転す
   る複数の磁気ディスクのうち少なくとも２枚の磁気ディ
   スク面の半径方向位置信号を検出するため少なくとも二
   つのサーボヘッドを備え、検出手段はこれらを二つのサ
   ーボヘッドである磁気ディスク装置のヘッド位置決め機
   構。