JPS6348671A - Head positioning mechanism in magnetic disk storage device - Google Patents

Head positioning mechanism in magnetic disk storage device

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JPS6348671A
JPS6348671A JP19249086A JP19249086A JPS6348671A JP S6348671 A JPS6348671 A JP S6348671A JP 19249086 A JP19249086 A JP 19249086A JP 19249086 A JP19249086 A JP 19249086A JP S6348671 A JPS6348671 A JP S6348671A
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JP
Japan
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head positioning
head
positioning actuator
actuator
track
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Application number
JP19249086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Konishi
博 小西
Mitsuyoshi Tsukada
塚田 光芳
Toshiyuki Kano
加納 俊幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/54Disposition 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 into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain high speed accessing by providing the 1st head positioning actuator using a stepping motor as a drive source and the 2nd head positioning actuator mounted on the 1st actuator and using a piezoelectric substance as its drive source. CONSTITUTION:The 2nd head positioning actuator 2 exclusive for microstep is mounted on a swing arm 1 being a component of the 1st head positioning actuator. The 2nd head positioning actuator 2 consists of an asymmetrical bimorph 3 and an Eden spring extension mechanism 4. When a tip of the asymmetrical bimorph 3 is deflected to a fixed edge, the quantity of deflection is expanded by the Eden spring expansion mechanism 4 without friction and play and a head assembly 13 fixed by a screw 10 via a spacer 9 is moved nearly straightforward in a direction of arrow. Thus, the linear movement of the head assembly 13 causes each head to be moved straightforward simultaneously.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 と〔D発明は磁気ディスク記臆族a lこおいて、読出
し/書き込み用ヘッドを磁気ディスク上を移動ζせて目
標トラックの位置に位置決めを行なうヘッドの位置決め
機構に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] and [D] The invention is a magnetic disk recording system, in which a read/write head is moved over the magnetic disk to position it at a target track position. The present invention relates to a head positioning mechanism for performing head positioning.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

多くのファイル記憶装置に分いて、磁気ティスフ記・億
装置(く記憶容量が大きく、しかも高1なアクセスが可
能であるので、コンピュータシステムにおける記憶装置
として従来から欠くことのできない装置となっている。
Among many file storage devices, magnetic disk storage devices have a large storage capacity and are highly accessible, so they have traditionally been indispensable as storage devices in computer systems. .

最近では、パーソナルコンピュータ、OA機器などの小
型情報処理システムにおいても、多くの小型磁気ディス
ク記憶装置が採用されるようになってきた。
Recently, many small-sized magnetic disk storage devices have been used in small-sized information processing systems such as personal computers and office automation equipment.

これら装置の中でも、小型ウィンチェスタ型ハート゛デ
ィスク装@(以下、HDDと呼ぶ)はとこ数年の間に急
速な発展企遂げた装置であシ、この装置の主な研究開発
目標としては、電磁変換系の改善と−ラドの高精度な位
置決めとによる高密度記燥・再生化、ヘッドのアクセス
時間の短縮化、小型でかつ薄型で堅牢な装置化等の達成
があげられる。
Among these devices, the small Winchester-type hard disk drive (hereinafter referred to as HDD) is a device that has achieved rapid development over the past few years, and the main research and development goal of this device is to Improvements in the system and high-accuracy positioning of the RAD enable high-density recording and reproducing, shortening the head access time, and making the device smaller, thinner, and more robust.

特に、高密度化については、磁気ディスクやヘット°の
基本技術〉て負うところが大きいが、情報の高密度記録
化、アクセス時間の短7縮1ヒも含め、ヘッド ポジン
ヨニング機構ばHDDの要となる技術である。
In particular, the increase in density is largely due to the basic technology of magnetic disks and heads, but the head positioning mechanism is the key to HDDs, including high-density recording of information and shortening of access times. It's technology.

このへッドボジショニング機溝はボイスコイルを用いた
方式およびステッピングモータとスチールバンドとを7
結合させた方式に大別される。
This head positioning machine groove uses a method using a voice coil, a stepping motor and a steel band.
It is broadly divided into combined methods.

両方式とも、クローズトループサーボによるボジショニ
ングを行ない、600〜750TP工のトラック密度全
実現した装置も多く見られるようになってきた。
Both types use closed-loop servo positioning, and many devices are now being seen that achieve full track densities of 600 to 750 TP.

前記ボイスコイルを用いた方式は、主にアクセス時間の
短縮化とトラックの高密度化とを目的としたものである
が、一般に、機崗もクエ気回路も複雑であり、咀発熱、
耐衝撃および看摂動の面から、設よ1°にかなシの負担
を要し、信9注についてもいまひとつ欠ける面があった
The voice coil-based method is mainly aimed at shortening access time and increasing track density, but generally both the engine and the query air circuit are complicated, and they generate heat due to mastication.
In terms of shock resistance and perturbation, it required a considerable amount of effort to install, and Shin9 Note also lacked some aspects.

一方、前記ステッピングモータを用いた方式は、元来オ
ープンループ式でヘッドのボジショニングを行なう手段
として多く用いられてきたが、ステンピ/グモータ全オ
ープンループ方式で使うドライブにおいては、記憶容量
は小さく、トラック密度も250TPI程度であるのが
一般的であった。
On the other hand, the method using the stepping motor has originally been widely used as a means of positioning the head in an open-loop method, but the drive used in the full open-loop method using the STEMP/G motor has a small storage capacity. The track density was also generally about 250 TPI.

この理由は、ステッピングモータがかなり太きいヒステ
リシスを有すること、ステッピングモータが動作終了後
もある大きさでリンギングを続けることにある。
The reason for this is that the stepping motor has a fairly large hysteresis and that the stepping motor continues to ring at a certain level even after its operation has ended.

そして、最も大きな問題としては、機構部の熱膨張、熱
収縮によるオフトラックなどがあげられる。
The biggest problem is off-track caused by thermal expansion and contraction of mechanical parts.

例えば、5″/′ インチ用のドライブに使われるベー
スフレームと、書き込み/読み出しヘッドとの間に生じ
る位置ずれは、1°Cl7)温度変化で大略0.1μn
1に及ぶ。
For example, the misalignment that occurs between the base frame used in a 5''/' inch drive and the write/read head is approximately 0.1 μn for a 1°Cl7) temperature change.
1.

したがって、とのような問題全解消し、トラック密度の
高いドライブを実現する手段としては、セミ・クローズ
トループもしくはフル・クローズトループの位置決めシ
ステムとしてステツぎングモータを利用する以外に手段
はなかった。
Therefore, the only way to solve these problems and realize a drive with high track density is to use a stepping motor as a semi-closed loop or full closed loop positioning system.

このようなりローズドループ方式を採ってもステッピン
グモータが多用される理由は、ボイスコイル方式による
クローズドループシステムト比べて安定したアクセス動
作、高い信頼度ンク5得られることのほかに、ポジショ
ニング1表溝が嵐めて簡単であること、また、エンコー
ダ等の計数発生器を特別に用意する必要もなく、ステッ
プパルス数を計数管理することにより、ヘッドのトラッ
ク竪動量を計数できることなど、簡単で安価に制御回路
を実現できることにちる。
The reason why stepping motors are often used even if a closed loop system is adopted is that, in addition to providing stable access operation and high reliability compared to closed loop systems using a voice coil system, In addition, there is no need to prepare a special count generator such as an encoder, and by counting and managing the number of step pulses, the amount of vertical track movement of the head can be counted. It is possible to realize a control circuit.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

さて、小型磁気ディスク記憶装置し′こ現在多く用いら
れているステッピングモータは、マイクロステップ発生
回路によって制御される1、8度もしくは0.9度の基
本ステップ角度をもつモータである。
Now, the stepping motor that is currently widely used in small magnetic disk storage devices is a motor that has a basic step angle of 1, 8, or 0.9 degrees and is controlled by a microstep generating circuit.

このモータにおいて(ζ、理論上、マイクロステップ制
御によ)、各相間の巻線電流の値を微妙にずらし、基本
ステップ角度をさらに細分化させて高トラツク密度を実
現することができる。
In this motor (ζ, theoretically by microstep control), it is possible to subtly shift the value of the winding current between each phase and further subdivide the basic step angle to achieve high track density.

しかしながら、現在入手できるステッピング羊−夕にお
いては、基本ステップ誤差が±3〜4%、ヒステリシス
誤差が約3%程度であるので、0.45度のマイクロス
テップ制御(ハーフステラフ制御)が実用の限界値であ
るという問題点があった。
However, in currently available stepping machines, the basic step error is ±3 to 4% and the hysteresis error is about 3%, so 0.45 degree microstep control (half-stellar control) is the practical limit. There was a problem that.

そこで、この発明は前記問題点に着目してなされだもの
で、その目的とするところは、ステッピングモータのマ
イクロステップ、駆動を行なわず)′ζ、簡単なアクチ
ュエータによυ高精度でかつ高トラックT度を可能にし
た磁気ディスク記憶装置におけるヘッドの位置決め機溝
を提供することにある。
Therefore, this invention was made with attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to achieve high accuracy and high tracking using a simple actuator without micro-stepping or driving the stepping motor. An object of the present invention is to provide a head positioning groove in a magnetic disk storage device that enables T degrees.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記目的に沿うこの発明の構成はステッピングモータの
ステップ駆J/)により、目標トラックが存在するゾ・
−ンの基準トラックの位置に移動可能な第1のヘッド位
置決めアクチュエータと、この第1のヘッド位置決めア
クチュエータに搭載され、圧電体の71クロステツプ駆
動により、ヘッドを前記基準トラックの位置から目標ト
ラックの位置(′こ移動てせる第2のヘッド位置決めア
クチュエータと、第1のヘット°位置決めアクチュエー
タを下動する第1のヘッド位置決めアクチュエータトラ
イノ3と、第2のヘッド位置決めアクチュエ〜りを駆動
する第2のヘッド位置決めアクチュエータドライバと、
第1のヘッド位置決めアクチュエータドライバおよび第
2のヘッド位置決めアクチュエータドライバ;Cシーク
命令を送る制御手段とを1lljiえたことで要旨とす
る。
The structure of the present invention that meets the above object is to use a step drive of a stepping motor to detect the location where a target track exists.
- a first head positioning actuator that is movable to a reference track position; (The second head positioning actuator moves the first head positioning actuator downward, the first head positioning actuator Trino 3 moves the first head positioning actuator downward, and the second head positioning actuator 3 drives the second head positioning actuator.) head positioning actuator driver;
The gist of the present invention is to describe the first head positioning actuator driver, the second head positioning actuator driver, and the control means for sending the C seek command.

〔作用〕[Effect]

(YJ記1苦成に努いて、ヘッドを磁気ディスク上を移
動させて目標トラックの位置に位置決めを行う場合、ヘ
ッドを磁気デ1スクmll師装置から目も1−ランクの
位置Qこ移動てせる制X那信ぢが1七′j御部(で送ら
れると、制御部は目標トラック○あるゾーンの基準トラ
ックおよび目標トラックと基準トラックとの位置の差を
計算し、第1のヘッド位置決めアクチュエータドライバ
および第2のヘッド位置決めアクチュエータドライバに
シーク命令を送る。
(If you try to move the head over the magnetic disk and position it at the target track position, move the head one rank from the magnetic disk master device.) When the control unit 17' is sent to the control unit (17'j), the control unit calculates the target track, the reference track of a certain zone, and the difference in position between the target track and the reference track, and performs the first head positioning process. A seek command is sent to the actuator driver and the second head positioning actuator driver.

その結果、第1のヘッド位置決λつアクチュエータ)ま
ステッピングモータOステップ叱動;(より目標トラッ
クのあ己ゾーンの基準トラックの位置・:こ移動する。
As a result, the first head positioning actuator (actuator) and the stepping motor (step) move the position of the reference track in the self-zone of the target track.

次いで、第2のヘッド位置決めアクチュエータはヘッド
を圧電体のマイクロステップ駆動により、前記基準トラ
ックの位置から巳似トラックCD位置に9動させる。
Next, the second head positioning actuator moves the head nine times from the reference track position to the similar track CD position by microstep driving of the piezoelectric body.

したがって、前記問題点と除去することができる。Therefore, the above-mentioned problems can be eliminated.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図はこの発明の実施例に係る磁気ディスク記憶装置
におけるヘッドの位置決め機溝を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a head positioning groove in a magnetic disk storage device according to an embodiment of the present invention.

同図において、1は第1のヘッド位置決めアクチュエー
タを構成するスイングアームであり、このスイングアー
ム1上にマイクロステップ専用の第2のヘッド位置決め
アクチュエータ2が搭載さnている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a swing arm constituting a first head positioning actuator, and a second head positioning actuator 2 dedicated to microstepping is mounted on this swing arm 1.

この第2のヘッド位置決めアクチュエータ2は非対称バ
イモルフ3と、イーブンばね拡大機構4とから構成てれ
ている。
This second head positioning actuator 2 is composed of an asymmetric bimorph 3 and an even spring expansion mechanism 4.

非対称バイモルフ3の一端はスペーサ5を介してねじ6
により、スイングアーム1に固定されている。
One end of the asymmetric bimorph 3 is connected to a screw 6 through a spacer 5.
It is fixed to the swing arm 1 by.

非対称バイモルフ3の他端はイーブンばね拡大機構4の
1枚の弾性板7を兼目し、イーブンばね拡大機溝4の他
方の弾性板8の一バ:dがスイングアーム1にス被−サ
11を介してねじ12により固定されている。
The other end of the asymmetric bimorph 3 also serves as one elastic plate 7 of the even spring expansion mechanism 4, and one bar:d of the other elastic plate 8 of the even spring expansion machine groove 4 is attached to the swing arm 1. It is fixed with screws 12 via 11.

非対称バイモルフ3の先グ11i部が固定端に対して撓
むと、その撓み量はイーブン(ばね拡大→債4(てより
摩擦とガタを伴うことなく拡大てれ、スベー+j9を介
してねじ10により固定したヘッド組立体13が矢印方
向に大略直線昼勤するようになっている。
When the tip 11i of the asymmetrical bimorph 3 bends with respect to the fixed end, the amount of bending is even (spring expansion → bond 4), and it expands without friction and play, and is expanded by the screw 10 via the base +j9. The fixed head assembly 13 moves approximately straight in the direction of the arrow.

ヘッド組立体13のヘッド固定部14 jこ:r:、複
数のフレク/ヤ15が付設されており、各フレクシャ1
50先端には読み出し/書き込ム用ヘッド16が取付け
られている。
The head fixing part 14 of the head assembly 13 is provided with a plurality of flexures 15, and each flexure 1
A read/write head 16 is attached to the tip of the head 50.

したがって、ヘッド組立体13の直叡伴功・:てより、
各ヘッド16:i同時、こ大略・@ i;’pλニ■・
15するようになっている。
Therefore, from the direct position of the head assembly 13,
Each head 16:i at the same time, this outline・@i;'pλni■・
15.

第2図は前記第2の−・ノド位置決めアクチュエータの
要3tO詳糊分示す字゛(視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the details of the second throat positioning actuator.

このアクチュエータ(は非対称バ・1モルフ3讐・こ発
生ずるオみをイーブンばね拡大機構4を介してヘッドの
直線運励に拡大変換できるようにしたものである。
This actuator is capable of magnifying and converting the asymmetrical movement of the morph into linear motion of the head via an even spring magnifying mechanism 4.

詳しくは、非対称バイモルフ3は1枚の圧電体17と弾
性板7とが接合されたものであり、圧電体17の両面に
は図示省略の薄膜電模が形成されている。
Specifically, the asymmetric bimorph 3 is made up of a piezoelectric body 17 and an elastic plate 7 joined together, and thin film electrical patterns (not shown) are formed on both sides of the piezoelectric body 17.

また、弾性板7は非対称バイモルフ3を構成する要素で
あるとともに、イーブンばね機構4の構成要素も兼用す
るものであって、非対称バイモルフ3側の適当な位置で
大略直角に折曲され、イーブンばね拡大機構4り1jに
延在している。
In addition, the elastic plate 7 is a component of the asymmetric bimorph 3 and also serves as a component of the even spring mechanism 4. It extends to the enlargement mechanism 41j.

イーブンばね拡大機構4は大略直角に曲げられて延在す
る弾i生板7と他方の弾性板8と、弾性板7と8との間
に介在する等厚のスペーサ18とをねじ等?てよりヘッ
ド固定部14)て一体に設けた構造となっている。
The even spring expansion mechanism 4 connects an elastic plate 7 bent and extending approximately at right angles, the other elastic plate 8, and a spacer 18 of equal thickness interposed between the elastic plates 7 and 8 with screws or the like. It has a structure in which the head fixing part 14) is integrally provided.

次に、前記構成の第2のヘッド位置決めアクチュエータ
の動作原理を第3図〜第5図を併用して説明する。
Next, the principle of operation of the second head positioning actuator having the above configuration will be explained with reference to FIGS. 3 to 5.

第3図は非対称バイモルフの数字モデルを示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a numerical model of an asymmetric bimorph.

同図に示すように、弾性板7(厚さh2)に筬合嘔れた
圧電体17(厚さhl)の両電極間に一定の電圧V、が
印加されると、バイモルフ部(スパンl)の横断面に生
じる応力の分布の不連続性からバイモルフ部に撓みが発
生する。
As shown in the figure, when a constant voltage V is applied between both electrodes of the piezoelectric body 17 (thickness hl) that is mounted on the elastic plate 7 (thickness h2), the bimorph part (span l ) Deflection occurs in the bimorph part due to the discontinuity in the stress distribution that occurs in the cross section.

このときの撓み1W(x)は以下の式で表わでれる。The deflection 1W(x) at this time is expressed by the following formula.

・・・・・・(1) ここに、SIE′は圧電体の弾性コンプライアンス、d
l は圧電体の圧電定数、A1は圧電体の密度、A2は
弾性板の密度、Piは1次モードの固有角振動数、W4
 (x)は撓みの1次モードの正規関数、A1は断面1
次モーメントである。
......(1) Here, SIE' is the elastic compliance of the piezoelectric material, d
l is the piezoelectric constant of the piezoelectric body, A1 is the density of the piezoelectric body, A2 is the density of the elastic plate, Pi is the natural angular frequency of the first mode, W4
(x) is the normal function of the first mode of deflection, A1 is the cross section 1
This is the next moment.

断面1次モーメントA1は以下の式で表わてれる。The first moment of area A1 is expressed by the following formula.

(2)式におけるh(、、hl は以下の式を満たすも
のとする。
It is assumed that h(,,hl in equation (2) satisfies the following equation.

ここに、S2H弾性板の弾性コンプライアンス、ha 
は接合面と中立面間の距離である。
Here, the elastic compliance of the S2H elastic plate, ha
is the distance between the joint surface and the neutral plane.

上式から、先端の定常撓みWCl>を求めると、W(1
)は以下の式で表わされる。
From the above formula, the steady deflection WCl> of the tip is determined as W(1
) is expressed by the following formula.

・・・・・・・・・(4) ここに、klは電気機械結合係数、1111211o 
は断面2次モーメントである。
・・・・・・・・・(4) Here, kl is the electromechanical coupling coefficient, 1111211o
is the second moment of area.

断面2次モーメントIL II2 、IOは以下の式で
表わされる。
The moment of inertia of area IL II2 and IO are expressed by the following formulas.

第4図はイーブンばね拡大機構の動作を示す平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view showing the operation of the even spring expansion mechanism.

ス被−プ18を介在する2枚の弾性板7,8の間隔をD
、バイモルフ先端の定常撓みをW(# 、イーブンばね
拡大機構4の弾性板の等価有効長さをLとすると、ヘッ
ドの移動量d4i以下の式で表わされる。
The distance between the two elastic plates 7 and 8 with the spacer 18 interposed is D.
, where the steady deflection of the bimorph tip is W(#) and the equivalent effective length of the elastic plate of the even spring expansion mechanism 4 is L, the head movement amount d4i is expressed by the following equation.

ここに、Cは定数である。Here, C is a constant.

(6)式より、バイモルフ先端の定常撓み〜V (1)
が微小であっても、イーブンばね拡大機構の弾性板の等
価有効長さLを大きくすれば、簡単に高倍率(ヒされた
変位dが得られる。
From equation (6), the steady deflection of the bimorph tip ~V (1)
Even if the distance d is small, a high magnification (decreased displacement d) can be easily obtained by increasing the equivalent effective length L of the elastic plate of the even spring expansion mechanism.

第5図は(4)式による計算結果を示すグラフである0 このグラフ:こおいて、縦紬は非対称・マイモルフ先端
の規格化定常撓みを表わし、横軸は圧電板と弾性板との
板厚比を表わしている。
Figure 5 is a graph showing the calculation results using equation (4). In this graph, the vertical axis represents the normalized steady deflection of the asymmetrical Mymorph tip, and the horizontal axis represents the piezoelectric plate and elastic plate. It represents the thickness ratio.

(4)式およびグラフから明らかなように、定常撓みW
 (lりは、印加電界VE/hlに比例して増加し、ま
た、定常撓みW (1)を最大ならしめる板厚比h2/
h1  がただ一つ存在することがわかる。
As is clear from equation (4) and the graph, the steady deflection W
(The plate thickness ratio h2/hl increases in proportion to the applied electric field VE/hl, and the plate thickness ratio h2/hl that maximizes the steady deflection W (1)
It can be seen that there is only one h1.

これにより、一定の印加電圧VEのもとで、最も効果的
に定常撓みを出力できるバイモルフの板厚比h2/′h
1が決定さユる。
As a result, the plate thickness ratio h2/'h of the bimorph that can most effectively output steady deflection under a constant applied voltage VE is determined.
1 is decided.

次に、前記動作原理を前提としてヘッドの位置決め機構
の/−り動作を制御する制御系を説明する。
Next, a control system for controlling the reciprocating operation of the head positioning mechanism will be explained based on the above operating principle.

第2のヘッド位置決めアクチュエータを構成する圧電体
に電圧を印加する場合、圧電体の自発分i・取が消失す
る方向つまり分極方向と逆方向(″C電圧を印加するこ
と・は好ましくない。
When applying a voltage to the piezoelectric body constituting the second head positioning actuator, it is not preferable to apply a voltage in the direction opposite to the polarization direction in which the spontaneous part of the piezoelectric body disappears (i.e., the polarization direction).

そのため、実際に、第2のヘッド位置決めアクチュエー
タによってヘッドをシークさせる場合、圧電体の分極方
向に対し順方向に電圧を印加してヘッドが内周または外
周方向−z )−りさせる、必要があるO 第6図は第1のヘッド位置決めアクチュエータ2よび第
2のヘッド位置決めアクチュエータを動作させたとき、
磁気ディスク上に情報が記除で几るトラックを示す説明
図、第7図(グ第1のヘッド位置決めアクチュエータお
よび第2のヘッド位置決めアクチュエータQこより、ヘ
ッドが位ill決めされる場所を示す説明図である1、 説明上、トラックピッチをI]とし、第1の−・ソド位
置決めアクチュエータに使mされるステッピングモータ
の基本ステップ角度をθbとする。
Therefore, when actually seeking the head using the second head positioning actuator, it is necessary to apply a voltage in the forward direction with respect to the polarization direction of the piezoelectric material to cause the head to move in the inner or outer circumferential direction. O FIG. 6 shows when the first head positioning actuator 2 and the second head positioning actuator are operated,
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the tracks on which information is written and deleted on a magnetic disk; FIG. 1. For purposes of explanation, let the track pitch be I, and let θb be the basic step angle of the stepping motor used for the first positioning actuator.

また、第2のヘッド位置決めアクチュエータ)てよって
ヘッドがゾーンする量dは実際に使用する圧電体、弾性
板の電気的・機械的諸定″21.を前記(−1)(6)
式へ代入し、アクチュエータをこ印加する任フ】の電圧
値VE1. VB2 + 、、、vErに対しdi +
 d 2 +”’d rのごとく算出するものとする。
In addition, the amount d of the head zone (second head positioning actuator) is calculated based on the electrical and mechanical specifications of the piezoelectric body and elastic plate actually used (-1) and (6) above.
Substitute it into the equation and apply the voltage value VE1 to the actuator. VB2 + , , di + for vEr
It is assumed that the calculation is as follows: d 2 +"'d r.

さて、第1のヘッド位置決めアクチュエータはステッピ
ングモータの基本ステップ角度θbを最小とし、その倍
数に和尚するヘッド9動量しか得ら九ない。
Now, the first head positioning actuator minimizes the basic step angle θb of the stepping motor, and can only obtain a head movement amount that is a multiple of the basic step angle θb.

ここで、仮りにトラックピッチpと前記基本ステップ角
度θbとの間に以下の関係式を満たすものとする。
Here, it is assumed that the following relational expression is satisfied between the track pitch p and the basic step angle θb.

ここに、qは基ニステップ角度当たりのヘッドの心動距
離を表わす。
Here, q represents the centering distance of the head per basic two-step angle.

この(7)式+−2ステップモータのe回の相切換で位
置決めてれた磁気ディスク上のトラックと、28回目の
相切換で位置決めされた磁気ディスク上のトラックとの
間(以下ゾーンと呼ぶ)にトラック数がa本ちることを
意味する。
Between the track on the magnetic disk that was positioned by e phase switching of the +-2 step motor in equation (7) and the track on the magnetic disk that was positioned by the 28th phase switching (hereinafter referred to as zone). ) means that the number of tracks is a.

つまシ、ステッピングモータの仕様、および磁気ディス
ク装置の設計上の制約の下で(7)式で表わされるよう
なトラック密度を実現しなければならないことも十分に
考えられ、このような場合、きわめて特殊な磁気ディス
ク装置を製作しなければならなくなる。
It is quite conceivable that the track density expressed by equation (7) must be achieved under the constraints of the knob, the stepping motor specifications, and the design of the magnetic disk drive, and in such a case, it would be extremely difficult to achieve this. A special magnetic disk device will have to be manufactured.

そこで、この発明に係る第2のヘッド位置決めアクチュ
エータを主要部とするヘッドの位ffL決め機構がきわ
めて有用である。
Therefore, the head positioning mechanism ffL having the second head positioning actuator as a main part according to the present invention is extremely useful.

第8図はこのヘッドの位置決め機構の制御系と示すブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system of this head positioning mechanism.

同図において、21はヘッドの位置決め侵肖を制御する
CPUであり、このCPU21に万フトラソク用レジス
タ22、メモリ回路23丸・よびアップダウンカウント
回路24が内蔵てれている。
In the figure, reference numeral 21 denotes a CPU for controlling the positioning of the head, and this CPU 21 has a built-in register 22 for multi-function adjustment, a memory circuit 23, and an up/down count circuit 24.

オフトラック用レジスタ22 Qi 、ヘッド16が現
在トラック位置で読み出したオフトラック、甲信号をオ
フトラック険出回、?325で処理し、、jq!Jもっ
て格納するレジスタである。
The off-track register 22 Qi indicates the off-track signal read by the head 16 at the current track position. Processed with 325,,jq! This is a register that stores J.

第2のヘッド位置決めアクチュエータ2に=つて、下動
さ瓦るヘッド16の移動量とその3姑:こ必要な印加電
圧の値とは一定の関係(てちり、メモリ回路23はこの
関係のコントロール清<Ja e n’;’z 2のヘ
ッド位置決め用情報テーブルとしてあらかじめ格納して
おく回路である。
There is a certain relationship between the amount of movement of the downwardly moving head 16 and the value of the required applied voltage with respect to the second head positioning actuator 2 (the memory circuit 23 controls this relationship). This is a circuit that is stored in advance as a head positioning information table of 2.

アンプダウンカウント回路241j、磁気ディスク−制
御装置からの1制制御号に基づき、現在トラック(i置
と目標トラック位置との差から移動トラックyr!1.
をカウントする回路である。
The amplifier down count circuit 241j calculates the moving track yr!1. from the difference between the current track position (i position and the target track position) based on the first control signal from the magnetic disk controller.
This is a circuit that counts.

27はD/A変換器であり、このD/A変換器27はア
ップダウンカウント回路24からの移動トラック敬に対
応したメモリ回路23内のコントロール情報と、オフト
ラック用レジスタ22に格納されたオフトラック情報を
加えた和情報をアナログ信号に変換して電圧増幅器28
に出力するものである。
27 is a D/A converter, and this D/A converter 27 receives the control information in the memory circuit 23 corresponding to the moving track from the up-down count circuit 24 and the off-track information stored in the off-track register 22. The voltage amplifier 28 converts the sum information including the track information into an analog signal.
This is what is output to.

電圧増幅器28は、D/A変換器27からのアナログ信
号を、駆動信号に増幅させて第2のヘッド位置決めアク
チュエータ2に出力するものである。
The voltage amplifier 28 amplifies the analog signal from the D/A converter 27 into a drive signal and outputs it to the second head positioning actuator 2 .

この第2のヘッド位置決めアクチュエータ2は第1のヘ
ッド位置決めアクチュエータ29に搭載されていて、圧
電体のマイクロステップ駆動によりヘッド16を基準ト
ラック20k oの位置から目標トラック20kiの位
置に移動させて位置決めできるようになっている。
This second head positioning actuator 2 is mounted on the first head positioning actuator 29, and can move and position the head 16 from the reference track 20k o position to the target track 20ki position by microstep drive of a piezoelectric body. It looks like this.

次に、前記ヘッドの位置決め啜構の制御系の動作を説明
する。
Next, the operation of the control system for the head positioning mechanism will be explained.

ヘッド16全磁気デイスク上の目標トラックの位置に移
動てせて位置決めを行なう場合、第2のヘッド位置決め
アクチュエータ2によって下動されるヘッド16の移動
量(オフトラック補正量も含める)と、その移動に必要
な印加電圧の値とに関するコントロール情報とを第2の
ヘッド位置決め用情報テーブルとしてメモリ回路23に
あらかじめ格納しておく。
When the head 16 is moved to the target track position on the entire magnetic disk for positioning, the amount of movement of the head 16 (including the off-track correction amount) moved downward by the second head positioning actuator 2 and the movement thereof The value of the applied voltage necessary for the head positioning and the control information regarding the head positioning information are stored in advance in the memory circuit 23 as a second head positioning information table.

アクセスの開始時に、ヘッド16を目標トラック20k
iに位置決めする制御信号が磁気ディスク制御装置から
アップダウンカウント回路24に送られる。
At the start of access, move the head 16 to the target track 20k.
A control signal for positioning at point i is sent from the magnetic disk control device to the up/down count circuit 24.

この制御信号に基づき、アップダウンカウント回路24
は現在トラック位置と目標トラック位置との差から移動
トラック数を計算すると同時に目標トラック位置情報を
保持する。
Based on this control signal, the up/down count circuit 24
calculates the number of moving tracks from the difference between the current track position and the target track position, and at the same time holds target track position information.

ヘッド16が現在トラック位置で読み出したオフトラッ
ク用信号は、オフトラック検出回路25で処理されてオ
フトラックレジスタ22に前もって格納される。
The off-track signal read by the head 16 at the current track position is processed by the off-track detection circuit 25 and stored in the off-track register 22 in advance.

CPU21は前記目標トラック20kiの存在するゾー
ン20k の基準トラック20kOおよび目標トラック
20kiと基準トラック20koとの差を計算し、第1
のヘッド位置決めアクチュエータ29を基準トラック2
0kOに移動させるために、図示省略の第1のヘッド位
置決めアクチュエータドライブにシーク命令を送る。
The CPU 21 calculates the reference track 20kO of the zone 20k where the target track 20ki exists and the difference between the target track 20ki and the reference track 20ko, and calculates the difference between the target track 20ki and the reference track 20ko.
The head positioning actuator 29 of the reference track 2
In order to move the head to 0 kO, a seek command is sent to a first head positioning actuator drive (not shown).

第1のヘッド位置決めアクチュエータ29がシーク動作
を行なっているとき、CPU21は目標トラック20k
iと暴挙トラック20kOとの位置の差情報とオフトラ
ックレジスタ22(・ζ格納されているオフ;・ラック
情報の和を計算し、前記メモリ回路23内の第2のヘッ
ド位置決め用情報テーブルからその和情報に相当するマ
イクロステップ電圧のコントロール情報をD//A変換
器27へ送る。
When the first head positioning actuator 29 is performing a seek operation, the CPU 21 controls the target track 20k.
The sum of the position difference information between i and the 20kO track and the off track register 22 (. Microstep voltage control information corresponding to the sum information is sent to the D//A converter 27.

D/、変換器27によってアナログ化された出力電圧は
電圧増幅器2;3によって増幅でれ、その増幅さ、外だ
電圧シてより、第2のヘッド位置決めアクヲーユエータ
2を動作せしめ、所望のトラック上にヘッド16を位置
決めしてシーク動作を終了する。
The output voltage converted into an analog signal by the D/converter 27 is amplified by the voltage amplifier 2; The head 16 is positioned at , and the seek operation is completed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、ス
テッピングモータを駆動源とする第1のヘッド位置決め
アクチュエータと、このアクチュエータに搭載され、圧
電体を駆動源とする第2のヘッド位置決めアクチュエー
タとを備えた構成としたので、以下の効果が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, there is provided a first head positioning actuator using a stepping motor as a driving source, and a second head positioning actuator mounted on this actuator and using a piezoelectric body as a driving source. Since the configuration includes the following effects, the following effects can be obtained.

(1)、簡単で軽量な第2のヘッド位置決めアクチュエ
ータを搭載するだけで、かなりの高速でアクセスするこ
とができる。
(1) By simply installing a simple and lightweight second head positioning actuator, access can be achieved at a fairly high speed.

(2)、第2のヘッド位置決めアクチュエータが電圧の
印加により動作する圧電体を駆動源とするので、第2の
ヘッド位置決めアクチュエータドライブをきわめて簡単
な構成とすることができる。
(2) Since the second head positioning actuator uses a piezoelectric body operated by application of voltage as a drive source, the second head positioning actuator drive can have an extremely simple configuration.

(3)、電磁アクチュエータに発生しやすい電磁ノイズ
は第2のヘッド位置決めアクチュエータではまったく発
生することがない。
(3) Electromagnetic noise that tends to occur in electromagnetic actuators does not occur at all in the second head positioning actuator.

その結果、この第2のヘッド位置決めアクチュエータは
外部磁界を嫌らう磁気ディスク記憶装置用アクチュエー
タとしてきわめて有1・jである。
As a result, this second head positioning actuator is extremely useful as an actuator for a magnetic disk storage device that is sensitive to external magnetic fields.

(4)、ステツピ/グモータ、つみを駆動源とするアク
チュエータの場合、従来■技術では、最小トラックピッ
チとステッピングモータの基本ステップ角度の関係が前
記(7)式で与えられるので、高トラツク密度化を実現
するには、基本ステップ角度の小さいステッピングモー
タを不可欠としていたのに対し、この発明では、第2の
ヘッド位置決めアクチュエータを搭載するだけで、高密
度化を簡単に達成することができる。
(4) In the case of an actuator using a stepping motor or a knob as a drive source, in the conventional technology, the relationship between the minimum track pitch and the basic step angle of the stepping motor is given by the above equation (7), so high track density can be achieved. In order to achieve this, a stepping motor with a small basic step angle was indispensable, whereas in the present invention, high density can be easily achieved by simply installing a second head positioning actuator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(仁実施例に係るヘッドの位置決め機前を示す平
面図、第2図(は同位置決め機講の要部の詳i−を示す
斜視図、第3図は実施例の数字モデルを示す説明図、第
4図は実施例の動作原理を示す説明図、第5図は計算結
果を示すグラフ、第6図は磁気ディスクのゾーン分割を
示す説明図、第7図はヘッドの位置決め場所を示す説明
図、第8図は実施例の制御系を示すグロック図である。 1・・・スイングアーム 2・・・第2のヘラ上゛位置
決めアクチュエータ 3・・・非対称パ〈モルフ 4・
・・イーブンばね5犬@<4 7・・・弾性板 8・・
・弾性板13・・ヘッド1徂立体 14・・・ヘッド巴
定3i  15・・フレクシャ 16・ヘッド 17・
・・圧’m ?=21・・・CPU  22・・・オフ
トラック用レジスタ23・・・メモリ回路 24・・・
アンプダウンカウント回路 25・・・オフトラック険
出可路 27・・−D//、入変換器 28・・・正圧
増幅器 29・・・・粟1のヘッド位置決めアクチュエ
ータ。 特許出願人  沖取気工業株式会社 代理人弁理士  今  倉  喬  ニ牟 ] 旦 畔貌し苗静詳徊E示T躬正口 睡 2 亘
Figure 1 is a plan view showing the front of the head positioning machine according to the embodiment, Figure 2 is a perspective view showing details of the main parts of the positioning machine, and Figure 3 is a numerical model of the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operating principle of the embodiment, FIG. 5 is a graph showing the calculation results, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the zone division of the magnetic disk, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the head positioning location. FIG. 8 is a Glock diagram showing the control system of the embodiment. 1... Swing arm 2... Second spatula positioning actuator 3... Asymmetrical permorph 4.
... Even spring 5 dogs @<4 7... Elastic plate 8...
・Elastic plate 13...Head 1 side solid 14...Head width 3i 15...Flexure 16・Head 17・
...Pressure? =21...CPU 22...Off-track register 23...Memory circuit 24...
Amplifier down-count circuit 25... Off-track outgoing path 27...-D//, input converter 28... Positive pressure amplifier 29... Head positioning actuator for millet 1. Patent Applicant Okitoriki Kogyo Co., Ltd. Representative Patent Attorney Takashi Imakura 2 Wataru

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、目標トラックが存在するゾーンの基準トラックの位
置に移動可能な第1のヘッド位置決めアクチュエータと
、 この第1のヘッド位置決めアクチュエータに搭載され、
ヘッドを前記基準トラックの位置から目標トラックの位
置に移動させる第2のヘッド位置決めアクチュエータと
、 第1のヘッド位置決めアクチュエータを駆動する第1の
ヘッド位置決めアクチュエータドライバと、 第2のヘッド位置決めアクチュエータを駆動する第2の
ヘッド位置決めアクチュエータドライバと、 第1のヘッド位置決めアクチュエータドライバおよび第
2のヘッド位置決めアクチュエータドライバにシーク命
令を送る制御部と を備えたことを特徴とする磁気ディスク記憶装置におけ
るヘッドの位置決め機構。 2、第1のヘッド位置決めアクチュエータがステップ駆
動を行うステッピングモータである特許請求の範囲第1
項記載の磁気ディスク記憶装置におけるヘッドの位置決
め機構。 3、第2のヘッド位置決めアクチュエータがマイクロス
テップ駆動を行う圧電体である特許請求の範囲第1項記
載の磁気ディスク記憶装置におけるヘッドの位置決め機
構。
[Claims] 1. A first head positioning actuator that is movable to the position of the reference track in the zone where the target track exists;
a second head positioning actuator that moves the head from the reference track position to the target track position; a first head positioning actuator driver that drives the first head positioning actuator; and a second head positioning actuator that drives the second head positioning actuator. A head positioning mechanism in a magnetic disk storage device, comprising: a second head positioning actuator driver; and a control section that sends a seek command to the first head positioning actuator driver and the second head positioning actuator driver. 2. Claim 1, wherein the first head positioning actuator is a stepping motor that performs step drive.
A head positioning mechanism in the magnetic disk storage device described in 1. 3. A head positioning mechanism in a magnetic disk storage device according to claim 1, wherein the second head positioning actuator is a piezoelectric body that performs microstep drive.
JP19249086A 1986-08-18 1986-08-18 Head positioning mechanism in magnetic disk storage device Pending JPS6348671A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749696A1 (en) * 1996-10-15 1997-12-12 Silmag Sa Precision rotary assembly for head arm of hard disc
US6799323B2 (en) * 2000-10-20 2004-09-28 Taisuke Ito Rotary positioning stage

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