JPH0317872A - 磁気デイスク装置 - 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〕 本発明は磁気ディスク装置、特に高速，高精度な位置決
めが必要な回転駆動タイプのアクチュエータを備えた磁
気ディスク装置に関する．〔従来の技術〕 従来の回転駆動タイプのアクチュエータは、磁気ヘッド
を搭載する位置決め装置（以下キャリツジと言う），と
キャリツジを駆動するボイスコイルモータ（以下ＶＣＭ
と言う）で構成され、ＶＣＭにより駆動力が発生され、
キャリツジを駆動して，データの読み出し及び，書き込
み（以下アクセス動作と言う）を行うようになっていた
。なお，この種の装置として関連するものには，例えば
特開昭６３−１２１４６３号が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術による磁気ディスク装置の回転駆動タイプ
のアクチュエータは、アクセス動作を行うとき、ＶＣＭ
が回転し、それによってガイドアーム及びロードアーム
が回転するようになっている． しかしながら、加減速する場合、慣性力がガイドアーム
及びロードアームに作用するため，弾性変形が生じ振動
が発生する。その結果，磁気ヘッドと磁気ディスクとの
間に位置ずれが生じて、書き込み、または読み出し動作
に誤動作を起こす欠点があった． 本発明の目的は、アクチュエータ駆動の高速化に伴うア
ームの弾性変形による振動発生を最小とし、高速で高精
度な磁気ディスク装置を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達或するため本発明の磁気ディスク装置は磁
気ディスクと、該磁気ディスクに相対し、磁気記録情報
の読出し、書き込みを行う磁気ヘッドと，該磁気ヘッド
を保持するロードアームと、該ロードアームを保持する
ガイドアームと、該ガイドアームを回転させ、磁気ヘッ
ドを前記磁気ディスク面上の所定の位置に移動し位置決
めする回転駆動タイプのアクチュエータと、該アクチュ
エータを駆動する駆動部とを備える磁気ディスク装置に
おいて、該アクチュエータに、シーク動作時の慣性力に
よる変形を打ち消す機構を備えている。

また、慣性力による変形を補償する機構として電歪素子
を用いる。

また，慣性力による変形を補償する機構に用いる電歪素
子が積層圧電素子である． また，慣性力による変形を補償する機構を，該アクチュ
エータのガイドアームとロードアームに同時に設ける． また、慣性力による変形を補償する機構が複数個に分割
されて、該アクチュエータのガイドアームの側面に配置
される． また、慣性力による変形を補償する機構が，該回転駆動
タイプのアクチュエータのすべてのガイドアームに配置
されており、上記の補償機構を駆動して位置情報を読み
出すサーボヘッドとデータを読み出すデータヘッドとの
位置ずれを補正する補償機構制御回路を備える。

また、補償機構の制御回路に，アクチュエータの回転加
速度検出器と、その加速度信号を増幅する増幅回路と，
その増幅された信号を慣性力補償機構駆動信号に変換す
る変換回路を設け，また、上記補償機構の制御回路にお
いて、アクチュエータの変位を検出する検出器にひずみ
センサを設ける． 〔作用〕 磁気ディスク装置において、シーク動作を行う場合、回
転駆動タイプのアクチュエータは、駆動部としての可動
コイルの磁気回路より成るＶＣＭにより駆動される．キ
ャリッジがＶＣＭにより駆動されて、ガイドアーム及び
それに取り付けられているロードアームが回転し、磁気
ヘッドが磁気ディスク上の所定の位置に位置決めされる
。しかしながら、キャリツジが加減速する場合、ガイド
アーム及びロードアームが、慣性力を加えられることに
よって変形する．この弾性変形量は回転加速度を検出し
，その加速度を定数倍することにより求められる．した
がって、この弾性変形を補償するには，回転加速度信号
を増幅する増幅回路、その信号を補償機構駆動信号に変
換する変換回路を設け、その信号に従って補償機構を駆
動すれば良い．駆動信号を与えられた補償機構は、ガイ
ドアーム及びロードアームの弾性変形を補償して、振動
を防止するとともに、磁気ヘッドを速く、正確に磁気デ
ィスク上の所定の位置に位置決めする．〔実施例〕 本発明の実施例を図面により説明する。第１図は本発明
の磁気ディスク装置を備えた回転駆動タイプのアクチュ
エータの平面図である。データの読み書きを行う磁気ヘ
ッド１がロードアーム２に支持されている．補償機構３
が前記ロードアーム２に組み込まれている．キャリツジ
４が前記ロードアームを支持しアクセス動作を行う．ボ
イスコィルモータ（以下ＶＣＭと称する）５が前記キャ
リッジ４をアクセス動作させる。回転軸８がアクチュエ
ータの回転中心となる。磁気ディスク６にデータが記録
されている。

キャリツジ４はＶＣＭ５によって駆動され、磁気ディス
ク６にアクセス動作を行う。これによってディスクに書
き込まれたデータを読んだり，ディスクにデータが書き
込まれる。このデータの書き込みのために、キャリツジ
４の先端のヘッド１を磁気ディスク６上にある点に位置
決めしなければならない． 近年、磁気ディスク装置の大容量化に伴って、磁気ヘッ
ドの高速，高精度な位置決めが必要不可欠となっている
．このため，上記のようなアクセイ動作を行う場合、Ｖ
ＣＭ５は高速でキャリツジ４の加速，定速運転，減速を
行って、ロードアーム２及びヘッド１を所定の位置に位
置決めする。

キャリツジ４が加減速運動をすると、その加速度に比例
してロードアーム２及びヘッド１が弾性変形する。この
変形は，ロードアーム２の加速度を検出することによっ
て知ることができる．次にその計算方法について述べる
。

第２図はキャリツジ４とロードアーム２をモデル化した
ものである。回転中心からヘッドまでの距離をγ１，角
加速度をθ，集中質量をｍ，バネ定数をｋ，慣性モーメ
ントを工，駆動力をＦとすると，変位又は次のように計
算される．このモデルにおける運動方程式は次式で与え
られる。

Ｆ・γ＝工・θ　　　　　　　　　　・・・（１）Ｆ＝
−ｋｘ　　　　　　　　　　　・・・（２）以上の２式
より変位Ｘは ｘ＝−Ｉ・θ／ｋ・γ　　　　　　　・・・（３）よっ
て変位Ｘは加速度θに比例し，逆方向に変形することが
わかる．したがって、この変形を補償するためには加速
度と同方向に加速度に比例した変形を与えればよい。こ
の比例定数は計算して求めても良いし，実験で前もって
確認しておいても良い． 上記に述べたようにロードアーム２の加速度を検出する
加速度検出器，またはキャリツジ３の変形量を検出する
ひずみセンサ，または変形によって生じる応力を検出す
る検出器等を設けて変形量を求め，この弾性変形を補償
する変位を補償機構３を駆動して与えて，ヘッドの位置
ずれを防止する。

また、この方法を用いることにより、ヘッドを急速に停
止させることによって生じる残留振動を低減することが
できる。以下にその方法を説明する。ヘッドエを停止さ
せる場合には，それまでの運動方向と逆方向に加速度が
加えられる。そのため、■式で与えられる変形量は、加
速のときに変形していた向きと逆向きに変形する。この
とき、変形が急速に加えられることによってロードアー
ム２に振動が生じる。この振動を防止するには、減速し
て停止するために加速度が加えられるときに、その変形
量を補償するようにロードアーム２を補償機構３によっ
てたわませればよい．このように，加速度に応じて変形
量を補正することによって、加速，減速する際に生じる
弾性変形や振動を取り除き，位置決め時間を短縮できる
のでデータをより速く正確に読み取ることができる。

第３図は第ｌ図に示したアクチュエータの詳細図である
．第１図と同一番号は同一部分を示している。次に補償
機構３の動作について説明する。

前記補償機構３は、電圧に応じて伸縮するような例えば
、電歪素子のような部材を、ロードアーム２の側面の切
り欠きに第２図のように組み込んで製作する。この素子
は、引っ張り力に弱いという性質があるため、前もって
バイアス電圧をかけておき、縮ませるときは、その電圧
を低下させてもとの長さに戻して使用するようにする。

既に、第工図で説明したように、アクセス動作を行う場
合、キャリツジ４，ロードアーム２及びヘッドｌは、デ
ィスク６の中心方向に向って加速度運動する．ロードア
ーム２が加速度運動する場合、ロードアーム２には■式
による変形量が生じる．この変形量を打ち消すように、
補償機構３の電歪素子がロードアーム２を加速度方向に
たわませるように伸縮する．ロードアーム２がたわむこ
とによって、変形量が補償され、ヘッド１は磁気ディス
ク６上の所定の位置に正確に位置決めされる。

このように、ヘッドｌの位置決めの調整を補償機構３を
用いて行うことにより、ＶＣＭの駆動速度を急速にでは
なく、徐々に減速していくソフトランデイングという方
法をとらなくても、ヘッド１をディスク６上の所定の位
置に、高速で，正確に、位置決めすることが可能になる
。

第４図は本発明の他の実施例である。これは、Ｌ形タイ
プのアクチュエータに補償機構３を設けたものである．
このタイプでは，補償機構３はガイドアーム７上の側面
に取り付けられている。補償機構３は第１図の直線形タ
イプのアクチュエータと同じように、加速度方向にガイ
ドアーム７をたわませるように動作する． 第５図は本発明の他の実施例である。磁気ディスク装置
ではディスク中心方向と外周方向両方向にアクセスする
場合があるため、ガイドアーム７の両側面に補償機構３
を設けたものである。

第６図は本発明の他の実施例である。これは同じくＬ形
タイプの７クチュエータで、補償機構３を複数個に分け
て配置し、ヘッドの位置決めをより正確に行えるように
したものである．第７図は本発明の他の実施例である。

この実施例では、補償機構３の切り欠きを第７図のよう
にすることにより、低い電圧でガイドアーム７を大きく
たわませることにより、ガイドアーム７の変形を補償す
るまでの時間を短かくし、より速くヘッドエを所定の位
置に位置決めすることを可能にしたものである。

第８図は本発明の他の実施例である．この実施例ではガ
イドアーム７及びロードアーム２の各々の上に、補償機
構３及び補償機構３′を設けている。このようにガイド
アーム７とともにロードアーム２の微調整を行うことに
より、より速く正確にヘッド１を磁気ディスク上の所定
の位置に位置決めすることができる。また、第９図は本
発明の他の実施例であり、補償機構３′をロードアーム
２の両側に配置することにより、より微小な位置の調整
を可能としている。

次に，この補償機構を動作させるための制御系について
述べる。

第ｌＯ図は本発明の実施例の制御系の構成図である。磁
気ディスク装置にアクセス指令が与えられると、駆動電
流ｉが駆動力変換回路に入力され、駆動力ＦｏがＶＣＭ
５に与えられる．ＶＣＭ５が駆動されることによって、
ヘッド１，ロードアーム２，ガイドアーム７より成るキ
ャリツジ４が回転する。このとき、キャリツジ４の回転
加速度が加速度検出器で検出される。この加速度信号は
、増幅回路で増幅され、変換回路で補償機構駆動信号に
変換される。この信号により、補償機構３は，加速度運
動によるキャリツジ４の弾性変形を補償するように動作
する。この制御系における加速度検出器は、応力検出器
やひずみセンサで代用することもできる。

第１１図は本発明の他の実施例を示す。第１ｌ図は磁気
ディスク装置内部の縦断面図である。一般に磁気ディス
ク装置の磁気ヘッドｌは第１１図に示すように、１つの
アクチュエータに複数個取り付けられており、位置情報
が書き込まれている１枚のディスクよりｌ個のサーボヘ
ッドが位置情報を読み取り、そのサーボヘッドに揃えて
他のデータヘッドを位置決めし、データを読み取るよう
になっている。しかしながら、このサーボヘッドとデー
タヘッドの位置がディスク上でずれていると、データヘ
ッドが間違ったデータを読んでしまうという不都合があ
った．そこで、本発明をこれらのガイドアームに適用し
、各々のヘッドの位置を検出し，個々のデータヘッドの
位置をサーボヘッドの位置に一致させるようにガイドア
ームを変形させて、データ読み取り間違いを防止するこ
とも可能である． 〔発明の効果〕 本発明の磁気ディスク装置によれば，補償機構を動作さ
せることによって、アクセス動作時のヘッドの理想速度
からの遅れを補償することができる。また，アクチュエ
ータを急速に停止させた場合にキャリツジに生じる弾性
変形を補償して、スプリングバックを防止して、ヘッド
を速く、正確に、所定の位置に位置決めできる。また、
位置決めの微調整を補償機構で行うことにより、より正
確に位置決めができる。さらに，サーボヘッドとデータ
ヘッドの位置ずれを補償機構で補償することにより、デ
ータの読み間違いを防止できる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の磁気ディスク装置を備えた回転駆動タ
イプのアクチュエータの平面図、第２図は本発明の磁気
ディスク装置の作動原理の説明図、第３図乃至第９図は
それぞれ本発明の磁気ディスク装置の他の実施例の平面
図、第１０図は本発明の磁気ディスク装置の制御系の説
明図，第１１図は本発明の磁気ディスク装置の縦断面図
である．１・・・磁気ヘッド、２・・・ロードアーム、
３，３′・・・補償機構、４・・・キャリツジ、５・・
・ボイスコイルモータ、６・・・磁気ディスク、７・・
・ガイドアーム、８纂 図 第　３　図 第　４　図 第　２　図 ８　５　図 不 ２ 回 ａ ３ 品 第 ｑ 図 第 １θ ■ 不 ｊ１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ディスクと、該磁気ディスクに相対し、磁気記
   録情報の読出し、書き込みを行う磁気ヘッドと、該磁気
   ヘッドを保持するロードアームと、該ロードアームを保
   持するガイドアームと、該ガイドアームを回転させ、磁
   気ヘッドを前記磁気ディスク面上の所定の位置に移動し
   位置決めする回転駆動タイプのアクチュエータと、該ア
   クチュエータを駆動する駆動部とを備える磁気ディスク
   装置において、該アクチュエータにシーク動作時の慣性
   力による変形を打ち消す機構を備えたことを特徴とする
   磁気ディスク装置。 ２、慣性力による変形を補償する機構として電歪素子を
   用いたことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装
   置。 ３、慣性力による変形を補償する機構に用いる電る請求
   項１記載の磁気ディスク装置。 ４、慣性力による変形を補償する機構を、該アクチュエ
   ータのガイドアームとロードアームに同時に設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。 ５、慣性力による変形を補償する機構が複数個に分割さ
   れて、該アクチュエータのガイドアームの側面に配置さ
   れることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置
   。 ６、慣性力による変形を補償する機構が、該回転駆動タ
   イプのアクチュエータのすべてのガイドアームに配置さ
   れており、上記の補償機構を駆動して位置情報を読み出
   すサーボヘッドとデータを読み出すデータヘッドとの位
   置ずれを補正する補償機構制御回路を備えたことを特徴
   とする請求項１記載の磁気ディスク装置。 ７、上記補償機構の制御回路に、アクチュエータの回転
   加速度検出器と、その加速度信号を増幅する増幅回路と
   、その増幅された信号を慣性力補償機構駆動信号に変換
   する変換回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   磁気ディスク装置。 ８、上記補償機構の制御回路において、アクチュエータ
   の変位を検出する検出器にひずみセンサを設けたことを
   特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。