JPH02240878A - ヘッド送り装置 - 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、例えば磁気ディスクドライブのヘッド送り装
置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気ディスクの所定トラック位置に磁気ヘッ
ドを移送するヘッド送り装置であり、可動部材をステッ
プ送り駆動するモータと、ヘッドキャリッジを送り駆動
するボイスコイルモータと、可動部材及びヘッドキャリ
ッジの少なくとも一方に設はられ他方の位置を検出する
位置検出手段とを有し、位置検出手段からの出力に応じ
てボイスコイルモータによるヘッドのステップ送り制御
を行わせることにより、アクセス時間が短く、装置の規
模が小さく、回路構成の簡単なヘッド送り装置を提供す
るものである。

〔従来の技術〕

従来より、磁気ディスクの高トラツク密度化に伴い、磁
気ヘッドを微動側？１ｌ（）ラッキングサーボ）させる
ためのさまざまな駆動装置と方式が従業されている。特
にハードディスク等では上記駆動装置としてボイスコイ
ルモータが広く使用されており、この場合、先ずトラッ
ク移動を行い（粗動制御）、その後トラッキング情報を
基に微動制御を行うと言う手順で行われている。したが
って、ここでは粗動制御のためのヘッド位置検出手段が
必要であり、その手段の１つとして、光学スケールによ
ってヘッド位置を検出する装置が挙げられる。

また、上述のものと代わるものとして、上記駆動装置に
ステッピングモータを用いる方法がある。

該ステッピングモータにおいては、１ステツプあたりの
送り量が決められているため、ステップ数を数えること
により容易にヘッド位置を検出できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した光学スケールを用いてヘッド位置検出
を行う場合、経年変化や温度変化による膨張収縮等によ
りスケールの精度が劣化する虞れがある。また、光学ス
ケール自体が太き（かつ重く、したがって装置の小型化
に難点がある。スケールの刻印等に高い加工精度が必要
であるため高価となり、コスト的なデメリットもある。

その他、光学スケールを用いると、位置読み取りのため
の回路構成が必要になってくる。

また、ステッピングモータを用いる方式においては、ヘ
ッドキャリッジをこのステッピングモータで移動させる
ため、このステッピングモータに負荷がかかり、したが
ってアクセスタイムが制限を受けて応答性が悪くなる。

また、一般に、磁気ヘッドの停止位置が離散的に与えら
れるため、微動制御にかなり細かい送り制御をしなけれ
ばならず、そのためにアクセス時間が長（なることにな
る、また、ステッピングモータのヒステリシスの問題も
ある。

この点では、アナログ的に動いて連続的に位置決めが可
能なボイスコイルモータは、細かい送り制御が可能とな
り、ステッピングモータよりも有利と言える。しかし、
ボイスコイルモータはヘッドを所定トラックまで送る際
にヘッドの位置検出手段がなければトラック送りができ
ない欠点がある。

したがって、これらを考え合わせて、粗動制御にはステ
ッピングモータを使い、微動制御にはボイスコイルモー
タを使用することも考えられる。

しかし、ステッピングモータでヘッドキャリッジを動か
す時間の限界（アクセスタイムへの制限）は依然として
残り、スペース的にも小型化を考えると不利である。

そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案され
たものであり、装置を小型でき、アクセス時間が短く、
回路構成の簡単なヘッド送り装置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゛明は上述の目的を達成するために提案されたもの
であり、第１図に示すように、可動部材９をステップ送
り駆動するモータ（例えばステ・ノピングモータ）１２
と、ヘッドキャリッジ２を送り駆動するボイスコイルモ
ータ１５と、上記可動部材９及び上記ヘッドキャリッジ
２の少なくとも一方に設けられ他方の位置を検出するた
めの位置検出手段８とを有し、この位置検出手段８から
の出力に応じて上記ボイスコイルモータ１５によるヘッ
ド１のステップ送り制御を行わせることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

本発明によれば、可動部材をステップ送り駆動するモー
タによりヘッドを粗動制御し、ヘッドキャリッジを送り
駆動するボイスコイルモータによりヘッドを微動制御１
−、ている。また、位置検出手段により可動部材とヘッ
ドキャリッジを空間的に分離しており、位置検出手段か
らの出力に応じてボイスコイルモータによるヘッドのス
テップ送り制御を行っているためアクセスタイムが短い
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるもの
でないことはいうまでもない。

第１図Ａ及び第１図Ｂは、本実施例のヘッド送り装置の
概略構成を模式的に示したものであり、第１図Ａは当該
装置の平面図を示し、第１図Ｂは一部破断した側面図を
示ず。

第１図Ａ及び第１図Ｂにおいて、シャーシ２１には、例
えば３．５インチのフロッピディスク１９、ディスク駆
動用モータ２４、ボイスコイルモータ１５、シャフト６
ａ、６ｂｘステツピングモータ１２及びリードスクリュ
１１、ガイドレールｌＯが固定されている。なお、上記
ボイスコイルモータ１５は固定ネジ１８によりシャーシ
２１に固定されている。また、上記フロッピディスク１
９のハブ２３は、上記ディスク駆動用モータ２４の回転
軸２４ａによって位置決めされ磁力で吸着されている。

したがって磁気ディスク２０は上記ハブ２３と共に上記
ディスク駆動用モータ２４により回転されるものである
。すなわち、本実施例においては、いわゆるフロッピデ
ィスクのドライブ装置におけるトラッキング制御につい
ての一例を述べたものである。

ここで、磁気ヘッド１及びヘッドキャリッジ２は、バネ
材３を介して固定ネジ４により、支持部材５に取り付け
られている。当該支持部材５は２つの貫通穴を有し、こ
の貫通穴に上記シャフト６ａ、６ｂが通っており、した
がって、該支持部材５は上記シャフト６ａ、６ｂにより
摺動可能および移動ルートの規制がなされている。

この支持部材５には、固定ネジ７により受光素子８ａを
有する位置検出手段８が固定されている。

当該位置検出手段８は、相対する位置にある可動部材９
に配設された発光素子９ａからの光を受光することによ
り発光素子９ａの位置を検出するものである。すなわち
、上記位置検出手段８と可動部材９は空間的に分離され
ている。なお、上記位置検出手段８の受光素子８ａの受
光信号は後述する制御回路に送られている。

ここで、上記位置検出手段８と相対する位置にある可動
部材９には、上記ガイドレールｌＯが貫通する貫通穴と
上記リードスクリュ１１のためのネジ穴が設けられてお
り、上記リードスクリュｌｌの回転により上記可動部材
９の移動が行われ、上記ガイドレール１０により上記可
動部材９の摺動及び移動ルートの規制を行っている。ま
た、上記リードスクリュ１１は上記可動部材９をステッ
プ送り駆動する上記ステッピングモータ１２と直結され
ており、当該ステッピングモータ１２の回転によって上
記リードスクリュ１１の回転が行われる。なお、上記ス
テッピングモータ１２は、後述する制御回路によりステ
ップ送り制御がなされている。

また、上記支持部材５には固定ネジ１３によりコイル１
４が取り付けられている。すなわち、当該コイル１４は
上記ヘッドキャリッジ２を送り駆動する上記ボイスコイ
ルモータ１５の可動コイル１４である。ここで、上記ボ
イスコイルモータ１５は対向したマグネット１６ａ、１
６ｂ及びレール１７を有するものであり、当該マグネッ
ト１６ａ、１６ｂと上記コイル１４の巻線に流れる電流
により上記コイル１４が動かされ、上記レール１７が上
記コイル１４の摺動と移動ルート規制を行っている。な
お、上記ボイスコイルモータ１２は、後述する制御回路
により制御されている。

すなわち、上記ステッピングモータ１２をステップ駆動
制御して上記リードスクリュ１１を回転させることによ
り上記可動部材９をステップ移動させ、したがって、該
可動部材９の発光素子９ａの光を受光した位置検出手段
８の受光素子８ａの受光信号が後述の制御回路で処理さ
れてその制御信号が上記ボイスコイルモータ１５に供給
され、該ボイスコイルモータ１５の可動コイル１４が動
かされる。すなわち言い換えれば、上記ステッピングモ
ータ１２の粗動ステ、ツブ制御に基づいて、上記ボイス
コイルモータ１５が上記ヘッドキャリッジ２に配設され
た磁気ヘッドｌを磁気ディスク２０の所定トラック位置
付近までステップ送り制御し、更に、上記ボイスコイル
モータ１５によって上記磁気ヘッド１が微動制御されて
所定トラック上でトラッキングサー、ボを行うことにな
る。

なお、上記位置検出手段８の受光素子８ａと可動部材９
の発光素°子９ａは互いに交換することも可能である。

この場合は、可動部材９に配設される受光素子が位置検
出手段８の発光素子の位置を検出して後述する制御回路
に送ることになる。

第２図は、前記ステッピングモータ１２とボイスコイル
モータ１５の送り制御及び前記位置検出手段８の受光素
子８ａの信号処理を行う制御回路を示すものである。

第２図において、入力端子３０には図示しないホスト・
コンピュータから送られてくるステップ送り制御信号が
入力されている。このステップ送り制御信号は、所定の
プログラムにしたがって送られてくる信号であり、上記
ステッピングモータ１２の回転方向を制御する信号とス
テップ送り量を示すステップパルスで構成された信号で
送られて（る場合や、磁気ディスクの所定トラックを指
定するトラック指定の信号として送られてくる場合等が
ある。

これらのステップ送り制御信号は、入力信号処理回路３
１に人力される。当該回路３１は上記ステップ送り制御
信号を受けて、上記ステッピングモータ１２のステップ
送りに基づいた上記ボイスコイルモータ１５のステップ
送り制御で上記磁気ヘッド１を所定トラック付近へ移動
させるのに必要な数のステップパルスを発生し、分配回
路３３に供給する。上記分配回路３３はこのステップパ
ルス毎に上記ステッピングモータ１２の位相を示す励磁
パターンを出力し、このパターンをステッパ・ドライブ
回路３４へ出力する。該ステッパ・ドライブ回路３４は
上記ステッピングモータ１２の各相に対し、上記励磁パ
ターンによって決まる方向に電流を流す。上記ボイスコ
イルモータ１５は、上記磁気ヘッド１を目的のトラック
へ送るために、上記ヘッドキャリッジ２及び該ヘッドキ
ャリッジ２に取り付けられた前記位置検出手段８の受光
素子８ａを移動させる。ここで、第３図は上記受光素子
８ａのセンサレベル信号（アナログ信号）を示し、上記
発光素子９ａとの相対距離が最も近づいた時すなわち受
光強度が最大の時にピーク値をとり、互いが離れるにつ
れて減少していくものである。このセンサレベル信号は
、切換選択スイッチ４７を介してＡ／Ｄ変換回路４０に
伝送され、ここでＡ／Ｄ変換が行われた後、サーボ回路
４１のコントローラに取り込まれる。

上記サーボ回路４１はステッピングモータ１２の送りに
伴うステップ時に上記受光素子８ａのセンサレベルを見
ながら、これが常にピークとなる様にボイスコイルモー
タ１５を動作させる。すなわち、上記ステッピングモー
タ１２によって移動する上記可動部材９の発光素子９ａ
に、上記ヘッドキャリッジ２は追従することになる。具
体的には、イニシャライズ時の相対距離が０″となった
時の受光素子８ａのセンサレベル（ピーク）をラッチし
ておき、ステップする毎にセンサレベル信号を取り込み
、ピーク（又はその付近）となった所で上記ボイスコイ
ルモータ１５を止める。これによって前記磁気ヘッド１
は、目的のトラックに送られる。また、上記ボイスコイ
ルモータ１５への動作コントロール電圧は、サーボ回路
４１の出力データ（ディジタルデータ）をＤ／Ａｉ換回
路４２によりＤ／Ａ変換し、ボイスコイルモータドライ
ブ回路４３へと与えられる。

上述のようにして、上記磁気へラド１が目的のトラック
へ達した後、そのトラック上で上記ボイスコイルモータ
１５による微動制御が行われる。

ここで、トラッキングサーボのためのデータは、第４図
に示すような記録フォーマットで磁気ディスク２０上に
書かれている。すなわち、第４図は磁気ディスク２０の
一部を拡大したものであり、トラック方向を直線的に展
開して概略的に示したものであり、トラック５３で構成
されるデータ領域りの間にトラッキングサーボデータと
してのサーボＩＤ信号パターン５２．。とサーボバース
ト信号パターン５２．で構成されるサーボ領域Ｓが配さ
れて構成されるものである。

ここで、上記トラッキングサーボデータは上記磁気ヘッ
ドｌで読み込まれ、アンプ４５で信号増幅された後、エ
ンベロープ検波回路４６によりエンベロープ検出されて
、切換選択スイッチ４７を介してＡ／Ｄ変換回路４０に
送られ、このＡ／Ｄ変換回路４０でＡ／Ｄ変換された後
に上記サーボ回路４１に送られている。なお、上記エン
ベロープ検波回路４６からのエンベロープ波形ＥＮは、
第４図で示すような波形となる。なお、上記データ領域
りとサーボＩＤ信号パターン５２１゜は、図中破線で示
す検出波形となっている。

また、上記切換選択スイッチ４７は、上記サーボ回路４
１のコントローラにより制御され、上記Ａ／Ｄ変換回路
４０に入力される上記センサレベル信号とエンベロープ
検出信号とを切り換え選択している。

すなわち、上述したことをまとめると、上記磁気へラド
ｌの粗動制御の場合には、前記ステップ送り制御信号に
基づいた上記入力信号処理回路３１からの信号により、
上記ステッピングモータ１２は粗動ステップ送り制御さ
れ、かつ、上記サーボ回路４１は上記切換選択スイッチ
４７を制御して端子４７ａと端子４７ｃを接続させる。

これによって、上記受光素子８ａからのセンサレベル信
号が上記サーボ回路４１に供給され、該サーボ回路４−
１は上記センサレベル信号に基づいて上記ボイスコイル
モータ１５をステップ送り制御する。

すなわち、上記ボイスコイルモータ１５により移送され
るヘッドキャリッジ２に配設された磁気ヘッド１が所定
トラック付近に送られる。

上記磁気ヘッドｌの微動制御すなわちトラッキングサー
ボを行う場合は、上述したように上記磁気ヘッド１が所
定トラック付近に到達した時点で（すなわち、上記ステ
ップ送り制御信号に基づいて）、上記サーボ回路４１は
上記切換選択スイッチ４７を制御して端子４７ｂと端子
４７ｃを接続させる。これによって、上記磁気ヘッドｌ
が読み取るトラッキングサーボデータが上記サーボ回路
４１に供給され、該サーボ回路４１は上記トラッキング
サーボデータに基づいて上記ボイスコイルモータ１５を
制御し、上記磁気ヘッドｌが所定トラックを走査（トラ
ッキングサーボ）することを可能とする。

すなわち、本実施例装置は、前述したような光学スケー
ルを用いずに磁気ヘッドｌの位置検出を行っているため
装置の小型化を図ることができる。

また、粗動制御用のステッピングモータ１２とヘッドキ
ャリッジ２が上記受光素子８ａと発光素子９ａにより空
間的に分離されていおり、ステップ送り制御をボイスコ
イルモータ１５によって行っているため、速いアクセス
タイムで上記磁気ヘッドｌを所定トラック付近に移送す
ることができる。

また、本実施例の場合は位置検出の際に上記受光素子８
ａのセンサレベル信号がピークとなる場合のみを要求し
ているため、光量調整等が必要ない。

なお、微動制御は上記ボイスコイルモータ１５が行って
いるため、高精度のトラッキングサーボが行える。

また、上述の実施例においては、上記位置検出手段８に
受光素子（或いは発光素子）を配設し、上記可動部材９
に発光素子（或いは受光素子）を配設しているが、上記
位置検出手段８に例えばホトインタラプタを配設し、可
動部材９で上記ホトインタラプタの光を遮ることで可動
部材９の位置を検出することも可能である。すなわち、
この場合は、可動部材９は上記ホトインタラプタの光を
遮断するだけに用いるために特に発光素子等を取りつけ
る必要がなく、また、逆の場合も可能である。なお、光
学的な位置検出素子に限らず例えば機械的検出や磁気等
を検出するものであっても同様に用いることができる。

〔発明の効果〕 本発明においては、ステップ送り駆動するモータが重い
ヘッドキャリッジを送り駆動しておらずボイスコイルモ
ータでヘッドキャリッジを送り駆動しているため、アク
セス時間を短縮でき、装置の規模が小さく回路構成の簡
単なヘッド送り装置を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本実施例装置の概略平面図、第１図Ｂは本実
施例装置の一部破断した側面図、第２図は本実施例装置
の制御回路を示すブロック回路図、第３図は受光素子の
センサレベルを示す特性図、第４図は磁気ディスク上の
記録フォーマットを示す概略図である。 ｌ　・　・　・ ２　・　・　・ ８　・　・　・ ８ａ　・　・ ９　・　・　・ ９ａ　・　・ ｌ　２　・　・ ｌ　４　・　・ ｌ　５　・　・ ３　ｌ　・　・ ３３　・　・ ３４　・　・ ４０　・　・ ４　ｌ　・　・ ４２　・　・ ４３　・　・ ４６　・　・ ４７　・　・ ５２＋ｍ・ ・磁気ヘッド ・ヘッドキャリッジ ・位置検出手段 ・受光素子 ・可動部材 ・発光素子 ・ステッピングモータ ・コイル ・ボイスコイルモータ ・入力信号処理回路 ・分配回路 ・ステッパ・ドライブ回路 ・Ａ／Ｄ変換回路 ・サーボ回路 ・Ｄ／Ａ変換回路 ・ボイスコイルモータドライブ回路 ・エンベロープ検波回路 ・切換選択スイッチ ・サーボＩＤ信号パターン ・サーボバースト信号パターン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可動部材をステップ送り駆動するモータと、ヘッドキャ
   リッジを送り駆動するボイスコイルモータと、 上記可動部材及び上記ヘッドキャリッジの少なくとも一
   方に設けられ他方の位置を検出するための位置検出手段
   とを有し、 この位置検出手段からの出力に応じて上記ボイスコイル
   モータによるヘッドのステップ送り制御を行わせること
   を特徴とするヘッド送り装置。