JPS63501110A

JPS63501110A - ディスクドライブ用変換ヘッド位置決め装置

Info

Publication number: JPS63501110A
Application number: JP61505722A
Authority: JP
Inventors: スレガー、ロジャー・アール
Original assignee: ヒュ−レット・パッカ−ド・カンパニ−
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1988-04-21
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH0810541B2; EP0243466B1; EP0243466A1; DE3673159D1; EP0243466A4; WO1987002498A1

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】 −・イスクドーイプ　へ、ド装置゛め壮看を　曇するための壮者　び　法〔技術分野〕本発明は一般に、高性能磁気ディスクドライブにおける磁気ヘッド運動の制御に関わる。特に、本発明はこの種のドライブにおいて、ヘッド位置決め装置に生じる機械的共振の安定化と制御とに関わる。

〔発明の背景〕

ディスクドライブとは、高速でアクセスしうるデータを記憶することができる回転型磁気記憶装置である。この装置は回転する平坦な磁気表面を有し、そこでは、ディスクの高回転とヘッド位置決め装置の半径方向の高速アクセス能力のため、通常ミリ秒の単位でデータの記録検索ができる。ディスクドライブ装置のヘッド位置決め装置は、磁気読み取り書き込みヘッドを、ディスク上の指定のトラック位置に配置し、保持する機能を果たし、このヘッド位置決め装置はまたヘッドが正常に働くのに必要な高精度の支持と安定をもたらす。大部分のディスクドライブの構成は、より速いがコストも高い「トラック毎のヘッド」方式ではなくて、移動ヘッド方法に基づいている。通例、ドライブ毎に２つ以上のディスクまたはディスク面が使用され、この場合、各ディスク面にアクセスするには、１つまたは２つの独立したヘッドが用いられる。それぞれのディスク面のヘッドは、位置決め装置の、−列に整列されたアームの上に取り付けられ、全部が一緒に動くようになっている。その結果、ヘッド位置決め装置の構成は櫛（コーム）のように見え、このためよくヘッドコームとよばれる。ヘッドコームは普通−列に整列され、線形運動または回転運動で作動する支持駆動機構により、駆動される。

ディスクドライブのヘッド位置決め装置が非常に高速の検索を行うと、多くの共振またはリンギング形態が励起され、適切に制動しないと、普通１００ミリ秒以上の単位で長時間リンギングを続ける傾向がある。磁気ヘッド位置におけるこれら振動形態の振幅が、磁気ディスクのデータトランク幅の大きな割合を占めてしまうことが多い。こうなると、リンギング振幅が十分低い値になって正確な読み取り書き込みができるようになるまで、データの読み取りや書き込みができなくなってしまう。

高トラツク密度のディスクドライブは、磁気ヘッドにより正確で迅速なトラックロケーティングを行うために、通常、位置決めサーボ機構を使用する。しかしながら、このようなサーボ装置の精度と速度は機械装置の共振状態によって大幅に変わってくる。サーボ装置は、装置の一部が機械的である、負帰還制御装置である。この種のサーボ装置のための理想的制御ループとは、装置の出力信号を装置の入力に入力とは位相を変えて帰還し、単位利得伝達関数を呈するようになっている。サーボ装置の機械的部分を使用すると、機械的共振により入力信号より大きい出力信号を生じ、また出力信号は入力信号に対して移相関係になる。機械装置の安定性をよくするために、サーボ制御ループになんらかの補償手段を設けるのが普通である。しかしながら、このような補償手段にも拘らず、ヘッド位置決め装置の共振によって生じる上述のような機械的共振はしばしば相当太き（、単位利得より大きい利得において、装置に対して正帰還が生ずるのに充分な大きさの移相が生じる。そうなると、サーボループ機構はその共振周波数において不安定となる。

性能の低いディスクドライブを作っている業界では、ディスクドライブ用ヘッド位置決め装置を駆動するステップモーフに回転ダンパを用いる方法が行われていた。このようなダンパは、ステップモータ自体の安定性を増すのに使用される。

しかしながら、今や明らかなように、このような公知の制動方法は、高性能トラック追従サーボディスクドライブアクチュエータに用いられるヘッド位置決め装置全体の振動共振の制動を目指すものではなく、その点で本発明とは異なっている。

〔発明の開示〕

本発明の一般的目的は、ディスクドライブのヘッド位置決め装置における振動共振から生じる上述の諸問題に対する新規かつより良い解決方法を提供することである。この解決法には、ヘッド位置決め装置の所定の場所に、所定の可動浮遊体を設けることにより、ヘッド位置決め装置における振動の共振形態の振幅を小さくする方法も含まれる。ヘッド位置決め装置の所定の場所とは、そこでの振動共振形態が大きな動きを示す所である。この浮遊体は、周知の粘性を持つ液状薄膜内に配置され、浮遊体と薄膜はヘッド位置決め装置の所定の位置でこれに固着されたハウジング内に配設されている。ヘッド位置決め装置がその検索路を横切って、突然休止位置に向かうと、振動エネルギーがヘッド位置決め装置から浮遊体へ伝えられ、浮遊体は液状薄膜上を移動するため、浮遊体と薄膜の境界面にせん断力が生じる。このせん断力とそれが作用する距離とが、制動力即ちヘッド位置決め装置の振動エネルギーから取り除かれるエネルギー損失を表す。

本発明の好ましい実施例において、浮遊体は軟らかいバネによって、ハウジングつ向かい合う壁面の間の中心位置に保持され、ハウジングが受け取った振動エネルギーは、ヘッド位置決め装置の振動共振周波数に近いか等しい周波数で、粘性により浮遊体に結び付けられる。バネは単に浮遊体をハウジングの端壁から離れるように保持しているだけなので、制動質量はその重力に対する方向に関わりなく機能する。

従って、本発明の目的は、構成が容易で、ディスクドライブ用ヘッド位置決め装置への装着のために特に構成されかつこれに適する新規な制動装置を設けることである。

他の目的は、ディスクドライブのトラックロケーティング時間を速くし、帯域幅を広くし、これに伴うサーボ位置決め装置をより高性能とする、新規かつより良い制動方法および装置を提供することである。

他の目的は、ヘッド位置決め装置の振動からエネルギーを放散し、これによって検索運動後のセトリング時間を短縮する、上記種類の方法および装置を提供することである。これにともなって、より速い読み取り書き込み操作が達成される。

さらに他の目的は、関連のサーボ制御ループの安定性をよくする上記種類の改善された方法及び装置を提供することである。

他の目的は、共振周波数を上げる（これが出来ない場合がある）必要な（してサーボおよび検索性能を改善する機能を果たす上記種類の新規かつより良い方法および装置を提供することである。

本発明の、以上およびその他の目的および特徴は、以下の添付図面によって、より簡単に明らかになるだろう。

〔図面の簡単な説明〕

第１図はヘッド位置決め装置及び本発明による制動装置の等川口である。

第２図は、第１図の制動装置の断面図である。

第３図は本発明によって達成される共振形態振幅の減少を示すために、ヘッド位置決め装置が制動された場合（Ｄ）と非制動の場合（Ｕ）とでそれぞれに関し共振形態振幅対共振周波数をプロットした図である。

〔発明を実施する最良の態様〕

第１図に於て、モータと前後にそれぞれ開口部１４及び１６があるアーム支持構造１２とを有する回転ヘッド位置決め装置が示されている。支持構造１２は磁気ヘッドアクセスアーム機構１８のハウジングとして用いられ、機構１８は複数のアクセスヘッドアーム２２．２３．２４．２５．２６．２７を有し、これらアームは図示のように前の開口部１４から延びており、アクセスアームの端部に設けられた複数の磁気へ７ド２８．２９．３０．３１．３２．３３を有する。アクセスヘッドアーム機構１８は支持構造１２の縦軸３４に枢動可能すこ取り付けられ、高速検索動作中、この軸を中心に高速で回転駆動されるようになっている。磁気ディスク（図示せず）は、磁気ヘッド２８．２９．３０．３１．３２．３３のあいだの開口部に配置され、これらヘッドは高速検索動作中、これらディスクのトランクの所定の位置に駆動される。

アクセスヘッドアーム機構１８はハウジング１２の内部で、ヘッドアーム機構１８の上に設けられたモータコイル３６により駆動される。このモータコイル３６は、図示するように、アクセスヘッド≠？＝４ｔ−≠アーム機構１８の後方中心に配置されている。モータコイル３６もやはり上下のモータ磁石３８．４０のあいだの中心に保持され、一対の端部フランジ４２．４４が設けられ、その間にモータコイルが巻かれている。制動浮遊体（ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｍａｓｓｄａｍｐｅｒ）　４６は図示のように、これらフランジ４２と４４との間に設けられている。

第２図に於て、制動浮遊体４６は断面図により、より詳しく示され、通常メグネシウム製の筒状ハウジング４８を有する。このハウジングには端壁５０および他の着脱可能壁またはキャップ５２があり、この中に浮遊体（ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｄａｍｐｅｒ　ｍａｓｓ）５４を納められるようになっている。浮遊体５４は、通常１．非磁性ステンレス鋼より成り、その長手方向中心線に沿って、中央通路５６があり、一対の軟性センタリングスプリング５８．６０によりハウジング４８の中心に保持されている。これらのスプリングは、ハウジング４８の対向する端壁５０．５２と、浮遊体５４の各端部の凹部または空隙６２．６４との間に延在している。

浮遊体５４の外表面とハウジング４８の内面との間には、図示のように粘性制動薄膜６６が設けられている。この粘性制動薄膜６６は通常、シリコン油よりなる。

高速検索動作中、アクセスヘッドアーム２２．２４．２６の端部は通常、第１図の距離Ａで示すような共振振動振幅（かなり誇張しである）を受ける。このような共振振動を受けると、回転ヘッド位置決め装置１０は、へ外ドアームの振動が静まり、Ａの値がゼロに近くなるまでは、電気的に使用不可能にな、る。本発明によれば、制動浮遊体４６により、Ａの値を減少するのに必要な時間を短縮する簡潔な解決方法が得られる。本発明によれば、制動浮遊体４６は、アクセスヘッドアーム機構１８の後方で、寸法Ｂを有する垂直平面内に設けられている。この寸法Ｂは、高速検索動作中、アクセスヘッドアーム機構１８の後部が受ける最大共振振動に相当し、アクセスヘッドアーム２２．２４．２６の変位Ａに対応する。図示のように変位Ｂを生ずる共振振動の間、ハウジング４８は粘性制動薄膜６６の上を横方向に急速に、前後運動する。浮遊体５４の動きはもっとわずかであるが、これと上述のハウジング４８の運動が協力して横方向のせん断力を生じ、これが回転中のアクセスヘッドアーム機構１８の振動エネルギーを大きく放散する。このエネルギー放散は、寸法Ｂの値をすばやく低下させ、制動浮遊体４６かない場合よりもずっと低いレベルに、Ｂの値を維持する。

第３図はアクセスヘッドアーム機構１８の振動の大きさを振動周波数の関数として示すグラフである。第３図の曲線Ｕは制動してない場合の振動の大きさＭを表し、曲線りは制動後の周波数におけるＭの変動を表す。

３図に示すように、曲線りの最大点では、制動作用の結果として、周波数は所定の若干量移動（下降）する。以上により、制動浮遊体４６を使用する結果として倍率Ｍが低下し、第１図のＡとＢにおける共振値の大きさを大幅に減少して前述の磁気ディスクの所定のトラックに磁気ヘッド２８．３０．３２を安定配置する。

以上の記載により、構成が簡単で、動作は信頼性、耐久性があり、回転ヘッド位置決め装置１０に加わる費用が比較的少ない新規かつより良い方法および装置を説明した。おびただしく複雑な公知の粘性制動装置と比べて、本発明の制動浮遊体４６は、一対のバネ５８と６０だけで中心に保持された単一浮遊制動体５４のみを使用して、ハウジング４日が粘性制動薄膜６６の上を動くとき相当のせん断力を生じる。制動ヘッド位置決め装置のセトリング時間の短縮は、制動してないヘッド位置決め装置の５〜１０倍であることが確認された。

以上説明した本発明実施例は、添付クレームの範囲を逸脱することな（色々の変形を行うことができる。例えば、組立を容易にするため、アクセスヘッドアーム機構１８を３部分に別れた構造とすることが往々にして望ましい。即ち、第一の部分は一端で一体に結合したアーム２２．２３．２４．２５．２６．２７より成り、第二の部分即ち中心ロック片は軸３４に枢動的に取り付けられてアクセスアーム２２．２３．２４．２５．２６．２７と機械的に連動しており、最後の部分即ちモータコイル支持片４１は中心連動片の後部に取り付けられ、モータコイル３６がハウジング１２内で上下のモータ磁石３８．４０のそれぞれの間に容易に入れるようにしてもよい。

Ｆｉｇ、　Ｉａ国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．１個以上のトラックアクセスアームが所定の軸に駆動的に取り付けられ、そして前記所定の軸からの第１の所定の距離に最大振動共振振幅点を有する、磁気ディスクドライブ用のヘッド位置決め装置において、前記トラックアクセスアームの、前記中心軸からの第２の所定の距離で、前記トラックアクセスアームから大きな振動共振振幅を受け取る位置に取り付けられた制動浮遊体と、粘性制動薄膜上に滑動可能に取り付けられた前記浮遊体とを含む改良。
２．前記制動浮遊体が包囲型ハウジング内に取り付けられた浮遊材と、前記ハウジング内にあって、該ハウジングの内壁と前記浮遊材の外壁と該ハウジングの端壁との間に設けられ、重力に対する前記ヘッド位置決め装置の方向にはかかわりなく前記浮遊材の運動を可能とする粘性薄膜とを含む、請求の範囲第１項記載の改良。
３．磁気ヘッドあるいはその種向きの位置決め部材における（ａ）前記部材の所定の位置にあって、前記部材と所定の可動浮遊材との間に設けられた、公知の粘性を有する流体薄膜の供給と、（ｂ）浮遊材と薄膜との境界でせん断力を生じ、前記せん断力とそれらが作用する距離とが、前記振動形態エネルギーから除かれる制動エネルギー損失を生じるための、前記部材から前記浮遊材への振動形態エネルギーの結合とを含む共振形態を制動するための方法。
４．回転磁気記憶装置用のヘッド位置決め装置における（ａ）前記位置決め装置の振動共振形態の大きな動きを示す、ヘッド位置決め装置上の所定の位置への所定の浮遊材の供給と、（ｂ）前記浮遊材に接触し、そして前記ヘッド位置決め装置の最大共振形態の位置に関連した固定位置内に設けられた所定の粘性を有する流体薄膜の供給と、（ｃ）前記ヘッド位置決め装置から前記浮遊材への振動形態運動の結合と、（ｄ）浮遊材と薄膜との境界でのせん断力、及びそれらが作用する距離とが、前記ヘッド位置決め装置の振動形態エネルギーから除かれる制動エネルギー損失を表わす、前記流体薄膜に対する前記位置決め装置の運動とを含む、振動の共振形態を制動するための方法。
５．さらに、（ａ）前記浮遊材と流体とのためのハウジングの供給と、（ｂ）前記ヘッド位置決め装置の所定の位置への前記ハウジングの固着と（ｃ）前記ハウジングによって受け取られる振動運動が前記ヘッド位置決め装置の主振動共振周波数に近いか、等しい周波数において、前記浮遊材へ粘性結合し、前記ヘッド位置決め装置の主共振周波数において、前記振動形態運動の制動が達成される、前記ハウジング内の中心に前記浮遊材を据えるためのばねとを含む請求の範囲第４項記載の方法。
６．前記浮遊材が、ヘッド位置決め装置上で、複数の磁気ヘッドと反対側の端で、１個以上の前記磁気ヘッドの運動平面内に可動的に取り付けられている、請求の範囲第５項記載の方法。