JPH06325509A

JPH06325509A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH06325509A
Application number: JP11353093A
Authority: JP
Inventors: Toru Narishima; 徹成島
Original assignee: NEC Ibaraki Ltd
Current assignee: NEC Ibaraki Ltd
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【構成】磁気ヘッドの磁気ディスクの各シリンダ位置
に対応するループゲインの値をあらかじめ記憶している
ＲＯＭを位置制御回路に設ける。【効果】磁気ヘッドの位置に無関係にボイスコイルモ
ータが発生するトルクの大きさを常に一定の値とするこ
とが可能になり、従って高精度のサーボ系を実現でき、
高速なシーク動作を行わせることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に関
し、特に磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリン
ダ位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆
動されるアクチュエータを有し、サンプリングサーボ方
式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディス
ク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ヘッドを磁気ディスクの指定された
シリンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによ
って駆動されるアクチュエータを有し、サンプリングサ
ーボ方式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う従来
の磁気ディスク装置は、スピンドルモータによって回転
させられる少なくとも１枚の磁気ディスクと、磁気ディ
スクに対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッ
ドと、磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリンダ
位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆動
されるアクチュエータと、アクチュエータの動作を制御
する位置制御回路とを備えており、位置制御回路内に、
一定値のループゲインを有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、磁気ディスク装
置に対して小型化・大容量化・高速化の要求が高まって
いるが、これに対応するため、特に小型の磁気ディスク
装置においては、磁気ディスクの記録面の中にサーボ情
報のみを記録した専用の記録面（サーボ面）を設けるこ
とによって磁気ディスク装置の記憶容量が低下するのを
防ぐため、通常のデータを記録する面（データ面）に中
に磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ情報（位置情
報）を分散して設けておき、これらの位置情報から位置
誤差信号を再生して磁気ヘッドの位置決め動作を行うい
わゆるサンプリングサーボ方式による位置決め方式が採
用されている。

【０００４】このような小型の磁気ディスク装置は、磁
気ヘッドの移動距離が短く、可動部が軽量である等の利
点はあるが、磁気ヘッドに接続されて信号を伝達するＦ
ＰＣが外乱の影響を受け易いため、磁気ヘッドの位置決
めのとき、オフセットが発生するのが問題となってい
る。

【０００５】従来の磁気ディスク装置のボイスコイルモ
ータが発生するトルクは、磁気ヘッドの位置によって変
化するため、上述のようなサンプリングサーボ方式の場
合は、高精度のサーボ系を実現したり、高速なシーク動
作を実現するのが困難であるという欠点を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、スピンドルモータによって回転させられる少なく
とも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して
情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、前記磁
気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシリンダ位置
に移動させるためボイスコイルモータによって駆動され
るアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御
する位置制御回路とを備え、サンプリングサーボ方式に
よって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディス
ク装置において、前記磁気ディスクの各シリンダ位置に
対応するループゲインの値をあらかじめ記憶しているＲ
ＯＭを前記位置制御回路に設け、位置決め動作のとき、
前記ＲＯＭから読出したループゲインの値によって前記
ボイスコイルモータに供給する駆動電流を変更すること
を含むものである。

【０００７】すなわち、本発明の磁気ディスク装置は、
スピンドルモータによって回転させられる少なくとも１
枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して情報の
読出しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッ
ドを前記磁気ディスクの指定されたシリンダ位置に移動
させるためボイスコイルモータによって駆動されるアク
チュエータと、前記アクチュエータの動作を制御する位
置制御回路とを備え、サンプリングサーボ方式によって
前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディスク装置
において、前記磁気ディスクのシリンダ位置に対応する
前記ボイスコイルモータのループゲインの値をあらかじ
め記憶しているＲＯＭと、位置決め動作のとき前記ＲＯ
Ｍから該当する磁気ヘッド位置に対応したループゲイン
の値を読出して切替えるマイクロコンピュータとを前記
位置制御回路に設けたものである。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例を示す平面図、図
２は図１の実施例の制御系の構成を示すブロック図、図
３は図２の制御対象の詳細を示すブロック図、図４は磁
気ディスク装置における磁気ヘッドの位置に対するボイ
スコイルモータの発生トルクとの一般的な関係を示す特
性図、図５は複数の磁気ディスク装置のボイスコイルモ
ータの発生トルクの平均値をトルク定数に換算したボイ
スコイルモータのトルク定数と磁気ヘッド位置との関係
を示す特性図である。

【００１０】図１において、磁気ディスク１は、スピン
ドルモータによって回転させられ、情報を記録する。磁
気ヘッド２は、磁気ディスク１に対する情報の読出しま
たは書込みを行う。アクチュエータ３は、内蔵している
ボイスコイルモータ（図示省略）によって駆動され、磁
気ヘッド１を磁気ディスク２の指定されたシリンダ位置
に移動させる。位置制御回路４は、ＲＯＭ５およびマイ
クロコンピュータ（マイコン）６を内蔵し、アクチュエ
ータ３の動作を制御する。

【００１１】ＲＯＭ５は、磁気ディスク２の各シリンダ
位置に対応するループゲインの値をあらかじめ記憶して
いる。マイコン６は、ＲＯＭ５から、該当する磁気ヘッ
ド位置に対応したループゲインの値を読出してそれに切
替える。

【００１２】図２において、コントローラ７は、位置制
御回路４に含まれており、アクチュエータ３の移動動作
の目標速度を発生する。ループゲイン８は、位置制御回
路４に含まれ、コントローラ７の出力信号をマイコン６
の指示に従って増幅する。デジタルアナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）９は、位置制御回路４に含まれ、ループゲイン８
の出力のデジタル信号をアナログ信号に変換したＤＡＣ
出力信号２１を出力する。

【００１３】ＤＡＣ９は、サンプルアンドホールド機能
を有し、次のサンプリングに時点まで一定値を保持する
ゼロ次ホールド機能付きである。パワーアンプ１０は、
位置制御回路４に含まれ、ＤＡＣ出力信号２１を増幅し
た駆動電流２２をアクチュエータ３のボイスコイルモー
タに供給する。パワーアンプ１０とアクチュエータ３と
が制御対象１３である。

【００１４】アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１２
は、位置制御回路４に含まれ、アクチュエータ３の出力
のヘッド位置情報２３をデジタル信号に変換してコント
ローラ７にフィードバックする。制御対象１３は連続系
であるが、コントローラ７は、離散系で動作する。

【００１５】図３において、パワーアンプ（ゲインｇ
ｍ）１０の出力の駆動電流（Ｓ２）２２は、ロータリ型
のボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６に入力
し、ボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６からト
ルク（Ｓ７）２７が出力される。このトルク（Ｓ７）２
７は、慣性モーメントの逆数（１／Ｊ）１７と第一積分
器（１／Ｓ）１８および第二積分器（１／Ｓ）１９を経
由してヘッド位置情報２３として出力される。

【００１６】このとき、ボイスコイルモータが発生する
トルク（Ｓ７）２７の大きさは、駆動電流（Ｓ２）２２
に比例する。この関係を、次式で表す。

【００１７】Ｓ７＝Ｓ２×Ｋｔ …………… （式１）また、ボイスコイルモータに対して発生することが要求
されるトルク大きさは、磁気ヘッド１の磁気ディスク２
に対する位置に無関係に、Ｓ７＝一定値（設計値） …………… （式２）である。

【００１８】しかし、実際の磁気ディスク装置において
は、図４の曲線３１に示すように、磁気ヘッド位置（ｃ
ｙｌ）によってトルクの大きさが変化して一定値とはな
らない。

【００１９】また、式２が成立するためには、図３か
ら、次の式３が成立する必要がある。

【００２０】（ループゲイン）×Ｋｔ＝一定値（設計値） …………… （式３）そこで、あらかじめ適当な台数の磁気ディスク装置につ
いて、図４のように、各シリンダにおけるトルクの大き
さを測定してその平均値を求め、図５に示すように、そ
の値をトルク定数に換算して磁気ヘッド位置（ｃｙｌ）
すなわちシリンダ位置に対するトルク定数を示す特性線
３２を求める。

【００２１】このデータを基に、式３が成立するような
各磁気ヘッド位置（ｃｙｌ）におけるループゲインを計
算し、それらのデータをあらかじめＲＯＭ５に記憶させ
ておく。

【００２２】このように構成した磁気ディスク装置は、
次のように動作する。

【００２３】まずマイコン６は、サンプリング時刻ｋに
おけるヘッド位置情報２３を基にして、そのときの磁気
ヘッド位置に対応したループゲインの値をＲＯＭ５から
読出し、次のサンプリング時刻（ｋ＋１）の動作のと
き、そのループゲインの値に切替える。

【００２４】このように、位置制御回路４に設けたマイ
コンによって磁気ヘッド位置に対応したループゲインの
値を求めてそれに変更することにより、ボイスコイルモ
ータが発生するトルクの値を、磁気ヘッド位置に無関係
に常に一定値とすることが可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ディ
スク装置は、磁気ヘッドの磁気ディスクの各シリンダ位
置に対応するループゲインの値をあらかじめ記憶してい
るＲＯＭを位置制御回路に設け、位置決め動作のとき、
このＲＯＭから読出したループゲインの値によってボイ
スコイルモータに供給する駆動電流を変更することによ
り、磁気ヘッドの位置に無関係にボイスコイルモータが
発生するトルクの大きさを常に一定の値とすることが可
能になるという効果があり、従って高精度のサーボ系を
実現でき、高速なシーク動作を行わせることが可能にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の実施例の制御系の構成を示すブロック図
である。

【図３】図２の制御対象の詳細を示すブロック図であ
る。

【図４】磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置に
対するボイスコイルモータの発生トルクの一般的な関係
を示す特性図である。

【図５】複数の磁気ディスク装置のボイスコイルモータ
の発生トルクの平均値をトルク定数に換算したボイスコ
イルモータのトルク定数と磁気ヘッド位置との関係を示
す特性図である。

【符号の説明】

１磁気ディスク２磁気ヘッド３アクチュエータ４位置制御回路５ＲＯＭ６マイクロコンピュータ（マイコン）７コントローラ８ループゲイン９デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１０パワーアンプ１２アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１３制御対象１６ボイスコイルモータ１７慣性モーメントの逆数１８第一積分器（１／Ｓ）１９第二積分器（１／Ｓ）２１ＤＡＣ出力信号２２駆動電流２３ヘッド位置情報２７トルク（Ｓ７）３１曲線３２特性線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スピンドルモータによって回転させられ
る少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク
に対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッド
と、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシ
リンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによっ
て駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの
動作を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサ
ーボ方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う
磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの各シリ
ンダ位置に対応するループゲインの値をあらかじめ記憶
しているＲＯＭを前記位置制御回路に設け、位置決め動
作のとき、前記ＲＯＭから読出したループゲインの値に
よって前記ボイスコイルモータに供給する駆動電流を変
更することを含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】スピンドルモータによって回転させられ
る少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク
に対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッド
と、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシ
リンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによっ
て駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの
動作を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサ
ーボ方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う
磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクのシリン
ダ位置に対応する前記ボイスコイルモータのループゲイ
ンの値をあらかじめ記憶しているＲＯＭと、位置決め動
作のとき前記ＲＯＭから該当する磁気ヘッド位置に対応
したループゲインの値を読出して切替えるマイクロコン
ピュータとを前記位置制御回路に設けたことを特徴とす
る磁気ディスク装置。