JPH02227886A - 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】 〔概　要〕 磁気ディスク装置等におけるヘッド位置決め機構に関し
、 記録ディスクのデータ面に、ヘッドを高精度で、かつ高
速に位置決め可能にすることを目的とし、記録ディスク
の半径方向にアクチュエータにより揺動されるアクセス
アームに、インライン型のヘッド支持バネ機構を介して
ヘッドを支持したヘッド位置決め機構であって、前記ア
クセスアームとヘッド支持バネ機構とを圧電素子を主体
としてなる微小揺動アクチエエータにより連結し、該ヘ
ッド支持バネ機構を独立してディスクの半径方向に揺動
可能とした構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気ディスク装置等におけるヘッド位置決め機
構に関するものである。

近年、磁気ディスク装置等においてはディスクの半径方
向（トラック方向）への高記録密度化に伴って、複数枚
のディスクの各記録トラック上にそれぞれヘッドを、よ
り正確に位置決めすることが必要とされる。

〔従来の技術〕

一般に磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置決め
制御方法は大別すると、ヘッド位置決め用アクチュエー
タとして、ステップモータ等を用いて開ループ制御によ
り行う方式と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を用い
て閉ループ制御により行う方式がある。

この内の前者の開ループ制御方式はアクチュエータの構
成及びその制御回路が簡単であるが、情報の書き込み、
或いは読み出し時における磁気ヘッドの位置決めが熱変
形などにより磁気ディスクの半径方向へずれた（オフト
ラック）場合に補正することができないため、トラック
密度を高めることは困難であった。

またこれに対して後者の閉ループ制御方式では磁気ディ
スクに予め記録されたサーボ情報により磁気ヘッドの位
置決めを行っているため、より高いトラック密度化が図
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこのような閉ループ制御方式は、従来、磁気デ
ィスクの一面に複数の磁気ヘッドを配備するタイプの場
合には、その内の一つの磁気ヘッドが用いる領域、また
ＨＤＡ　（ヘッドディスクアセンブ）当たり複数のアク
チュエータを具備するタイプの場合には、各アクチュエ
ータ当たり一つのディスク面をサーボ情報により磁気ヘ
ッドの位置決めを制御するサーボ用とし、その他の面を
データ記録面とするサーボ面サーボ方式が主流であった
が、この方式の場合、情報の書き込み、或いは読み出し
時に磁気ディスク側のスピンドルとアクチュエータ側の
シャフトなどが、これらの支持構成体の熱変形により相
対的に傾いたり、局所的に変形すると連動するサーボヘ
ッドと記録再生磁気ヘッドがサーボ面とデータ面とでず
れが生じる場合があり、オフトラックとなる恐れがある
ことから必ずしも容易に記録密度を上げることはできな
い。

そこで記録密度を上げるために、アクチュエータには更
に磁気ディスクに対して高速で、かつ高精度に磁気ヘッ
ドを位置決めできる機能が要求される。

一般にアクチュエータによるアクセス動作は、磁気ディ
スクの目標トラックに磁気ヘッドを高速に移動させるた
めのコアース（粗動）モードと、その目標トラックに磁
気ヘッドを追従させるためのファイン（微動）モードに
よって行われる。

前記コアースモードで動作するアクチュエータは、磁気
ヘッドの移動ストロークの全域に対して大きな加速度を
発生し得ることが要求されるため、供給される駆動電流
当たりの発生力を大きくし、かつ可動部の質量を小さく
することにより、大きな加速度を得る必要がある。

一方、ファインモードについては、磁気ヘッドの動作距
離が短く、それほど大きな加速度を必要としないが、高
精度の位置決めを行うためには、広い制御帯域と剛性の
高い構造が要求される。

勿論、コアースモードにおいても全くのオープンな制御
ではないので高剛性であることは必要であるが、ファイ
ンモードはど広い制御帯域までは要求されず、コアース
モードに続くファインモード時に振動等を残さないレベ
ルであれば良い。

また大きな出力を必要とするコアースモードでは、なる
べく大きな電流を双方向に流す必要があるため、これを
駆動する電力増幅器はＨ型等で構成し、電流の方向をス
イッチングにより変えることが多い。従って、そのよう
な増幅器では、その不感帯域等によりファインモードに
おいて極く微小な変位の制御が困難になる問題がある。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、ヘッドを移動す
る主アクチユエータとは別に、その移動した後のヘッド
を独立して微動させる軽量で剛性を有する機構を設ける
ことにより、ヘッドを高精度で、かつ高速な位置決めを
可能とする新規なヘッド位置決め機構を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記した目的を達成するため、記録ディスクの
半径方向にアクチュエータにより揺動されるアクセスア
ームに、インライン型のヘッド支持バネ機構を介してヘ
ッドを支持したヘッド位置決め機構であって、前記アク
セスアームとヘッド支持バネ機構とを圧電素子を主体と
してなる微小揺動アクチュエータにより連結し、該ヘッ
ド支持バネ機構を独立してディスクの半径方向に揺動可
能とした構成とする。

〔作　用〕

本発明では、例えば回転する複数枚の磁気ディスク上に
それぞれ磁気ヘッドを同時に移動させる揺動型の主アク
チユエータとは別に、その各磁気ヘッドを支持したヘッ
ド支持バネ機構とアクセスアームとの間に、揺動中心部
材、と、その両側に互いに逆方向に変位する一対の圧電
素子とを介在した比較的剛性が高く、軽量なる微小揺動
用の副アクチユエータを設けた構成としているため、前
記複数枚の磁気ディスク上に主アクチユエータにより全
ての磁気ヘッドをコアースモードで同時にアクセス動作
した後、その個々の磁気ヘッドを独立して前記副アクチ
ユエータにおける一対の圧電素子を互いに逆方向に変位
して揺動中心部材を左右に微小に揺動させるファインモ
ードで目標トラックへ追従制御するように役割が分担さ
れ、高精度な位置決めと高速アクセスが可能となる。

即ち、情報の書き込み、或いは読み取り時における熱変
形等による磁気ヘッドのオフトラックは静的で、掻く低
い周波数成分しか含まれないので、サーボ面サーボ方式
では主アクチユエータによるコアースモードで同時にア
クセス動作した個々の磁気ヘッドの目標トラックへの相
対的なずれをサーボヘッドにより検出し、その検出信号
によって各磁気ヘッドをそれぞれ対応する前記副アクチ
ユエータにより目標トラックに追従制御することにより
、オフトラックが低減され、高精度な位置決めができる
。

また、データ面サーボ方式では、全ての磁気ヘッドをサ
ーボ位置情報により主アクチユエータのみによって位置
決めすることも可能であるが、前記副アクチユエータに
より個々の磁気ヘッドを同時に目標とする各トラックへ
追従制御させることができるため、それら各磁気ヘッド
は同時に読み書きができ、並行して処理することができ
るので該読み書き情報の転送速度を大幅に向上すること
ができる。

更に、このように複数のディスク面に対して各磁気ヘッ
ドを並行にシークして読み書きを行う同一シリンダにお
いて、前記各磁気ヘッドによる並行な読み書きを、その
内の選択された磁気ヘッドのみにより読み書きに切り替
えた場合でも、再位置決めを行う必要がなく、直ちに書
き込み・読み出しができるため、スループットを向上さ
せることが可能となる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係るヘッド位置決め機構の一実施例を
説明するための斜視図である。

図において、１は従来と同様な一般的な揺動型の主アク
チユエータであり、該主アクチユエータｌに取付けられ
た複数本のアクセスアーム２と、複数枚の磁気ディスク
４の各面に対応する磁気ヘッド５をそれぞれ支持したイ
ンライン型のヘッド支持ばね機構３の取付は端部との間
、本実施例では該支持ばね機構３を取付けるアクセスア
ーム２の基部に切り欠き６ａ＊　６ｂにより形成された
揺動中心部材７と、その両側に該切り欠き６ａ、　６ｂ
を隔てて該揺動中心部材７の長さ方向に対して互いに逆
方向に変位（伸１１）する一対の圧電素子８ａ、　８ｂ
とを併設した構成の微小揺動用の副アクチユエータ９が
取付けられている。

そしてこのインライン型ヘッド支持ばね機構３を用いた
場合、前記一対の圧電素子８ａ、　Ｂｂ間の間隔２１に
対して揺動中心部材７から磁気ヘッド５までの距離２．
を大きくすることにより、その−対の圧電素子８ａ、　
８ｂの変位による磁気ヘッド５の揺動範囲を２×ｌｔ／
ｉｔ倍に拡大することができる。

またこの副アクチユエータ９は、該一対の圧電素子８ａ
、　８ｂがアクセスアーム２の構成部材を利用して設け
ているので剛性が比較的高く、切り欠き６ａ、　６ｂを
設けても充分な剛性が得られ、その上、軽量であるので
アクセス動作時の主アクチユエータｌに対して負担とな
るようなことはない。

従って、前記複数枚の磁気ディスク４上に主アクチユエ
ータ１により全ての磁気へラド５をコアースモードによ
り同時にアクセス動作した後、その個々の磁気へラド５
を更に独立して前記副アクチユエータ９における一対の
圧電素子８ａ、　８ｂを互いに逆方向に変位して揺動中
心部材７を左右に微小に揺動させるファインモードによ
って、目標トラックへの追従制御、或いは熱変形等によ
る磁気ヘッド５のオフトラックを容易に補正することが
できるので、高精度な位置決めと高速アクセスが容易に
可能となる。

なお、以上の実施例で説明した副アクチユエータを構成
する圧電素子としては剛性が損なわれず、かつ小型、軽
量であれば特に限定するものではないが、低い印加電圧
で駆動可能な積層型の圧電素子の適用が好ましい。

第２図は本発明に係るヘッド位置決め機構における副ア
クチユエータの他の実施例を示す要部斜視図であり、第
１図と同等部分には同一符号を付した。この図で示す実
施例が第１図の例と異なる点は、副アクチユエータ１１
を構成する一対の圧電素子８ａ、　８ｂを設けた近傍の
構成部材に、図示のように更にそれぞれ切り欠き１２．
１３を設けて揺動時における副アクチユエータ１１の構
成取付は部に働くモーメントを緩和して耐久性を高めた
ことである。

このような実施例構成によっても前記第１図による実施
例と同様の効果が得られる。

また第３図は本発明に係るヘッド位置決め機構における
副アクチユエータの更に他の実施例を示す要部斜視図で
あり、第１図と同等部分には同一符号を付した。この図
で示す実施例が第１図の例と異なる点は、副アクチユエ
ータ２１を構成する一対の圧電素子として積層型の圧電
素子２３．２４を用い、その両者と切り欠き２５ａ、　
２５ｂを介して設けた揺動中心部材２２は、アクセスア
ーム２側を切り離した形状とし、その切り離し端部はア
クセスアーム２とねじ２６により連結され、かう咳ねじ
２６のねじ締めにより、前記一対の積層型圧電素子２３
．２４に適度の圧縮力を付与した状態にして、その耐久
性の向上を図ったことである。

かかる実施例構成によっても前記第１図による実施例と
同様の効果が得られる。

また本発明は光学ヘッドを用いたディスク装置にも適用
可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係るヘッド位
置決め機構によれば、コアースモードでアクセスする主
アクチユエータと、アクセスアームとインライン支持ば
ね間にファインモードで揺動動作する小型、軽量で剛性
の高い副アクチユエータを設置した二段アクチュエータ
を構成することにより、高トラツク密度の磁気ディスク
に対する高精度な位置決めと高速アクセスを実現するこ
とが可能となるなど、優れた利点が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヘッド位置決め機構の一実施例を
説明するための斜視図、 第２図は本発明に係るヘッド位置決め機構における副ア
クチユエータの他の実施例を 示す要部斜視図、 第３図は本発明に係るヘッド位置決め機構における副ア
クチユエータの更に他の実施 例を示す要部斜視図である。 第１図乃至第３図において、 ■は主アクチユエータ、２はアクセスアーム、３はヘッ
ド支持ばね機構、４は磁気ディスク、５は磁気ヘッド、
６ａ、６ｂ、１２ａ１２ｂ、　２５ａ、　２５ｂは切り
欠き、７．２２は揺動中心部材、８ａ、　８ｂは圧電素
子、９，１１．２１は副アクチユエータ、２３．２４は
積層型圧電素子、２６はねじをそれぞれ示す。 本発明ｉ狂〜Ｖ＾徨］外糎蹟９捜＜ｔｓ４呼７１図第１
図 、ｌ［］万り畠リアλ升；エータめ刊乞シ宗→チｊ警零
す師タ声ＦネＦ５コ第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録ディスク（４）の半径方向にアクチュエータ（１）
   により揺動されるアクセスアーム（２）に、インライン
   型のヘッド支持バネ機構（３）を介してヘッド（５）を
   支持したヘッド位置決め機構であって、上記アクセスア
   ーム（２）とヘッド支持バネ機構（３）とを圧電素子（
   ８ａ、８ｂ）を主体としてなる微小揺動アクチュエータ
   （９）により連結し、該ヘッド支持バネ機構（３）を独
   立してディスク（４）の半径方向に揺動可能としたこと
   を特徴とするヘッド位置決め機構。