JPH03105773A - Magnetic disk device - Google Patents
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
計算機システムの外部記憶装置として広く用いられる磁
気ディスク装置に関し、
コアースモード時にもファインモード時にも磁気ヘッド
の移動が適切に行われ、位置決め精度良く磁気ヘッドの
高速アクセスを行うことができる磁気ディスク装置を提
供するを目的とし、複数の磁気ディスクを取り付けた状
態で回転するスピンドルと、制御ヘッドを含み、前記各
ディスク側とデータの遣り取りを行う複数の磁気ヘッド
と、このヘッドをアクセスさせるアクチュエータ、及び
これを位置決めするための制御系を備えた磁気ディスク
装置であって、前記制御系は前記制御ヘッドからの信号
を用いた速度フィードバックによる粗位置決め制御系と
、位置フィードバックによる精密位置決め制御系とから
なり、前記粗位置決め制御系には粗位置決めに適したパ
ワーアンプを、前記精密位置決め制御系には精密位置決
めに適したパワーアンプを、それぞれ独立して設けて構
威する．
〔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、計算機システ
ムの外部記憶装置として広く用いられる磁気ディスク装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a magnetic disk device widely used as an external storage device for computer systems, the movement of the magnetic head is performed appropriately in both the coarse mode and the fine mode, and the magnetic head can be moved at high speed with good positioning accuracy. The object of the present invention is to provide a magnetic disk device that can access a magnetic disk device, and includes a spindle that rotates with a plurality of magnetic disks attached thereto, a plurality of magnetic heads that include a control head and exchange data with each of the disks. , an actuator for accessing this head, and a control system for positioning the same, the control system including a coarse positioning control system based on speed feedback using signals from the control head, and a position control system for controlling the position. The coarse positioning control system is equipped with a power amplifier suitable for coarse positioning, and the precise positioning control system is equipped with a power amplifier suitable for precise positioning. do. [Industrial Field of Application] The present invention relates to a magnetic disk device, and particularly to a magnetic disk device widely used as an external storage device for computer systems.
情報化社会の進展に伴い、大量情報の速やかな処理に対
する二−ズは益々高まり、計算機の外部記憶装置に対し
てもより大容量化、高速化の要求が強い．このニーズに
答えるため、電子計算機システムの外部記憶装置として
用いられる磁気ディスク装置は、近年、大容量化、高速
化が急速に進められており、記録トラック幅も高密度化
している．
磁気ディスク装置の高速化における１つのポイントは、
磁気ヘッドアクセスモータのアクセスの高速化である．
最近では平均アクセス時間が１０ｍｓレベルに達してい
るが、ディスクのトラック密度も向上しているため、更
なる高速化のためにはよりハイパワーの駆動モータを使
用することだけでなく、より精度の良い位置決めのため
、より制御性の良いモータが望まれている．
〔従来の技術〕
第９図は従来の磁気ディスク装置の構戒を示すものであ
る。同図（Ａ）において、１は磁気ディスクユニットで
あり、情報記憶媒体としての磁気ディスク１０がスピン
ドルモータ１２によって回転軸１１を中心に回転され、
磁気ヘッド１３がボイスコイルモー夕部１４のロータ１
４０に取り付けられ、コイル１４１と磁石１４２とによ
って磁気ディスク１０の半径方向に移動（シーク）され
るものであり、これらが筐体１６に収容されている．２
は速度制御部であり、磁気へッドｌ３からのサーボ信号
による位置信号ＰＳおよび検出信号１をもとに速度誤差
信号ΔＶを発生するもの、３は位置決め制御部であり、
位置信号ＰＳをＰ−１−Ｄ（比例、積分、微分）処理し
た信号にローバスフィルタをかけた信号から位置決め信
号ΔＰを発生するもの、４は制御部であり、外部からの
移動指示に応じて速度制御部２を制御して速度誤差信号
ΔＶを発生させ、ボイスコイルモータ１４を速度制御さ
せると共に、目標位置近傍においてコアース／ファイン
切換信号ＭＳを発し、後述する切換スイッチを動作させ
るもの、５は切換スイッチであり、コアース／ファイン
切換信号ＭＳに応じて切り換えを行うものであり、コア
ース指示では速度誤差信号ΔＶをボイスコイルモータｌ
４に与え、ファイン指示では位置決め信号ΔＰをボイス
コイルモータ１４に与えるものであり、５ｏはパワーア
ンプであり、切換スイッチ５の出力をパワー増幅してボ
イスコイルモータｌ４に与えるものである．
このような磁気ディスク装置では、第９図（ＩＩ）に示
すように、シーク時にはまず速度制御により磁気ヘッド
１３を大きな移動量で目標位置に移動させる粗位置決め
（コアースモード）を行い、続いて位置決め制御により
磁気ヘッド１３を小さな移動量で目標位置に移動させる
精密位置決め（ファインモード）を行う．制御部４は外
部から移動指示が与えられると、目標位置への移動量を
算出して速度制御部２に与える．速度制御部２は移動量
から台形カーブ等の速度関数に従って基準速度Ｖｃを発
生し、磁気ヘッド１３からの位置信号ＰＳより得た実速
度Ｖｒと比較し、速度誤差信号ΔＶを発生する．制御部
４はコアースモードを指示しているので切換スイッチ５
はａ側に接続されており、速度誤差信号ΔＶがボイスコ
イルモータ１４に与えられ、これによってボイスコイル
モータｌ４、磁気ヘッド１３は台形速度カーブに従って
目標位置（目標シリンダ）に向かって速度制御によって
移動する。制御部４は位置信号ＰＳによって目標位置近
傍に達したことを検出すると、コアース／ファイン切換
信号ＭＳによってファインモードを指示し、切換スイッ
チ５をｂ側に接続する。With the advancement of the information society, the need for rapid processing of large amounts of information is increasing, and there is a strong demand for larger capacity and faster speeds for external storage devices for computers. To meet this need, magnetic disk drives used as external storage devices for computer systems have rapidly become larger in capacity and faster in recent years, and recording track widths have also become denser. One point in increasing the speed of magnetic disk devices is
This is to speed up the access of the magnetic head access motor.
Recently, the average access time has reached the 10ms level, but as the track density of disks has also improved, further speeding up requires not only the use of higher-power drive motors, but also the use of higher-precision drive motors. For better positioning, a motor with better controllability is desired. [Prior Art] FIG. 9 shows the structure of a conventional magnetic disk device. In the same figure (A), 1 is a magnetic disk unit, in which a magnetic disk 10 as an information storage medium is rotated around a rotating shaft 11 by a spindle motor 12.
The magnetic head 13 is attached to the rotor 1 of the voice coil motor section 14.
40 and is moved (seek) in the radial direction of the magnetic disk 10 by a coil 141 and a magnet 142, and these are housed in a housing 16. 2
3 is a speed control section that generates a speed error signal ΔV based on the position signal PS and the detection signal 1 based on the servo signal from the magnetic head l3; 3 is a positioning control section;
A positioning signal ΔP is generated from a signal obtained by applying a low-pass filter to a signal obtained by processing the position signal PS by P-1-D (proportional, integral, differential). 4 is a control section, which responds to movement instructions from the outside. 5, which controls the speed control unit 2 to generate a speed error signal ΔV to control the speed of the voice coil motor 14, and also generates a coarse/fine switching signal MS in the vicinity of the target position to operate a changeover switch to be described later; is a changeover switch that performs switching according to the coarse/fine changeover signal MS, and in the case of coarse instruction, the speed error signal ΔV is switched to the voice coil motor l.
4, and in the fine instruction, a positioning signal ΔP is given to the voice coil motor 14, and 5o is a power amplifier that amplifies the power of the output of the changeover switch 5 and gives it to the voice coil motor 14. In such a magnetic disk drive, as shown in FIG. 9 (II), when seeking, first coarse positioning (coarse mode) is performed in which the magnetic head 13 is moved to the target position by a large amount of movement by speed control, and then positioning is performed. Precise positioning (fine mode) is performed in which the magnetic head 13 is moved to the target position by a small amount of movement under control. When the control unit 4 receives a movement instruction from the outside, it calculates the amount of movement to the target position and provides it to the speed control unit 2. The speed control section 2 generates a reference speed Vc from the movement amount according to a speed function such as a trapezoidal curve, and compares it with the actual speed Vr obtained from the position signal PS from the magnetic head 13 to generate a speed error signal ΔV. Since the control unit 4 is instructing the coarse mode, the selector switch 5 is
is connected to the a side, and a speed error signal ΔV is given to the voice coil motor 14, whereby the voice coil motor l4 and the magnetic head 13 are moved by speed control toward the target position (target cylinder) according to the trapezoidal speed curve. do. When the control unit 4 detects that the target position has been reached using the position signal PS, it instructs the fine mode using the coarse/fine switching signal MS, and connects the changeover switch 5 to the b side.
位置制御部３は位置信号ＰＳから位置決め信号ΔＰを発
生し、位置決め信号ΔＰがボイスコイルモータ１４に与
えられ、位置決め及び位置保持制御が行われる．
そして、ファインモードに切り換わった後、位置信号Ｐ
Ｓが許容範囲内であることを制御部４が検出することに
よって、位置決め完了を示すシークエンド信号を上位へ
送り、磁気ディスクであれば、目標シリンダのり一ド／
ライトを実行させる。The position control unit 3 generates a positioning signal ΔP from the position signal PS, and the positioning signal ΔP is applied to the voice coil motor 14 to perform positioning and position holding control. Then, after switching to fine mode, the position signal P
When the control unit 4 detects that S is within the allowable range, it sends a sequence end signal indicating completion of positioning to the upper level, and if it is a magnetic disk, the target cylinder
Run the light.
このようなリード／ライト中の位置の保持は、位置制御
部３が磁気ヘッド１３の読み取ったサーボ信号ＳＶＳよ
り得た位置信号ＰＳより位置決め信号ΔＰを作威し、ヘ
ッド１３のトラックからの位置ずれを防止するようにし
ていた。To maintain the position during reading/writing, the position control unit 3 generates a positioning signal ΔP from the position signal PS obtained from the servo signal SVS read by the magnetic head 13, and controls the position of the head 13 from the track. I was trying to prevent this.
第ｌＯ図は典型的な従来の磁気ヘッド位置決め系の概略
を示すものである。図におけるＣＰＵ４ ０は第９図の
制御部４の中にあり、速度制御部２と位置決め制御部３
に位置情報を送る。速度制御部２と位置決め制御部３か
らの信号は切換スイ・冫チ５を介してパワーアンプ５０
に人力され、このパワーアンプ５０が磁気ヘッド１３を
移動させるためのボイスコイルモータ１４を駆動する。FIG. 10 schematically shows a typical conventional magnetic head positioning system. The CPU 40 in the figure is located in the control section 4 in FIG. 9, including the speed control section 2 and positioning control section 3.
Send location information to. Signals from the speed control section 2 and positioning control section 3 are sent to a power amplifier 50 via a switch/controller 5.
This power amplifier 50 drives the voice coil motor 14 for moving the magnetic head 13.
そして、磁気ヘッド１３の内のコントロールヘッドが磁
気ディスク１０に書かれた位置情報を読み取り、これを
速度制御部２と位置決め制御部３とにフィードバックす
る制御が行われている。この制御においては、磁気ヘッ
ド１３の粗位置決めを行うコアースモードの時に高速シ
ーク制御で速度フィードバックを主とし、パワーアンプ
５０をほぼオン／オフ制御（スイッチング）に近い状態
で動作させ、磁気ヘッド１３の精密位置決めを行うファ
インモードの時に精密域決め制御で位置フィードバック
を主とし、パワーアンプ５０はリニアに動作させている
。A control head in the magnetic head 13 reads the positional information written on the magnetic disk 10 and controls to feed this back to the speed control section 2 and the positioning control section 3. In this control, during the coarse mode in which the magnetic head 13 is roughly positioned, speed feedback is mainly used in high-speed seek control, the power amplifier 50 is operated in a state close to on/off control (switching), and the magnetic head 13 is In the fine mode for precise positioning, position feedback is mainly performed by precision area determination control, and the power amplifier 50 is operated linearly.
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来のボイスコイルモー夕の制御法には以下
のような問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional voice coil motor control method has the following problems.
（１）ボイスコイルモータ１４は機械的な共振点を持ち
、制御系を不安定、或いは不安定まで至らなくとも大パ
ワーの入力時に残留振動により位置決め精度が低下して
しまう。(1) The voice coil motor 14 has a mechanical resonance point, which makes the control system unstable, or even if it does not become unstable, the positioning accuracy decreases due to residual vibration when large power is input.
（２）一般にボイスコイルモータ１４を駆動するパワー
アンプ５０は、十電源のような片側電源で使用可能なＨ
型ブリッジと呼ばれるＢ級アンプを使用しており、コア
ースモード時には問題はないが、ファインモード時にパ
ワーアンプ５０のスイッチング歪が大きく、位置決め精
度低下が起こり易い。更に、高速アクセスのために電流
一力変換効率Ｂ ｌ ／ ｍを大きくしてボイスコイル
モータのパワーを上げる程、位置決め時の電流が小さく
なって歪の影響が大きくなる。(2) Generally, the power amplifier 50 that drives the voice coil motor 14 is an H
A class B amplifier called a type bridge is used, and although there is no problem in the coarse mode, the switching distortion of the power amplifier 50 is large in the fine mode, and the positioning accuracy is likely to deteriorate. Furthermore, as the power of the voice coil motor is increased by increasing the current single force conversion efficiency B l/m for high-speed access, the current during positioning becomes smaller and the influence of distortion becomes larger.
本発明は前記従来の磁気ディスク装置の磁気ヘッドの高
速アクセスに起因する課題を解消し、コアースモード時
にもファインモード時にも磁気ヘッドの移動が適切に行
われ、位置決め精度良く磁気ヘッドの高速アクセスを行
うことができる磁気ディスク装置を提供することを目的
としている。The present invention solves the problems caused by the high-speed access of the magnetic head of the conventional magnetic disk drive, and allows the magnetic head to move appropriately in both the coarse mode and the fine mode, allowing high-speed access of the magnetic head with high positioning accuracy. The purpose of the present invention is to provide a magnetic disk device that can perform the following functions.
前記目的を達戒する本発明の磁気ディスク装置の構戒が
第１図に示される。図において、磁気ディスク装置は複
数の磁気ディスク１０を取り付けた状態で回転するスピ
ンドル１２と、制御ヘッドを含み、前記各ディスク１０
とデータの遣り取りを行う複数の磁気ヘッド１３と、こ
のヘッド１３をアクセスさせるアクチュエータ１４、及
びこれを位置決めするための制御系を備えている．この
ような磁気ディスク装置において、本発明では、前記制
御系は前記制御ヘッドからの信号を用いた速度フィード
バックによる粗位置決め制御系６と、位置フィードバッ
クによる精密位置決め制御系７とから構威され、前記粗
位置決め制御系６の後段には粗位置決めに適したパワー
アンプ８が、前記精密位置決め制御系７の後段には精密
位置決めに適したパワーアンプ９がそれぞれ独立して設
けられている。FIG. 1 shows the structure of a magnetic disk device of the present invention that achieves the above object. In the figure, the magnetic disk device includes a spindle 12 that rotates with a plurality of magnetic disks 10 attached thereto, and a control head.
It is equipped with a plurality of magnetic heads 13 for exchanging data with the magnetic heads 13, an actuator 14 for accessing the heads 13, and a control system for positioning the magnetic heads 13. In such a magnetic disk device, in the present invention, the control system is composed of a coarse positioning control system 6 based on velocity feedback using signals from the control head, and a precision positioning control system 7 based on position feedback, and A power amplifier 8 suitable for coarse positioning is provided downstream of the coarse positioning control system 6, and a power amplifier 9 suitable for precise positioning is provided downstream of the precise positioning control system 7.
本発明の磁気ディスク装置によれば、コアース制御用の
パワーアンプとファイン制御用のパワーアンプとが、そ
れぞれの制御に相応しいパワーアンプにより個々に設け
られているので、コアースモード時には、Ｈ型ブリッジ
のパワーアンプが選択されて大パワーにより高速で磁気
ヘッドが目標位置まで近づき、ファインモード時には、
士電源による小電流リニアアンプが選択されて小さな歪
で精度良く磁気ヘッドが目標位置にアクセスされる。According to the magnetic disk device of the present invention, since the power amplifier for coarse control and the power amplifier for fine control are individually provided with power amplifiers suitable for each control, in the coarse mode, the H-type bridge is When the power amplifier is selected, the magnetic head approaches the target position at high speed with high power, and in fine mode,
A small current linear amplifier powered by a magnetic power source is selected to allow the magnetic head to access the target position with small distortion and precision.
以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
．
第２図は本発明の磁気ディスク装置の一実施例の構威を
示すものであり、従来と同じ部材については同じ符号を
付して説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 shows the structure of an embodiment of the magnetic disk device of the present invention, and the same members as those in the prior art will be described with the same reference numerals.
第２図において、１は磁気ディスクユニットであり、そ
の筐体１６の中では、情報記憶媒体としての磁気ディス
クｌＯがスピンドルモータ１２によって回転軸１１を中
心に回転され、磁気ヘッドｌ３がボイスコイルモー夕部
ｌ４の可動部分１４３に取り付けられて磁気ディスク１
ｏの半径方向にシークされるようになっている．
この実施例ではボイスコイルモータ１４にはコアース用
コイル２１とファイン用コイル２２とがあり、コアース
用コイル２１は後述するコアース用パワーアンプ５ｌに
よって駆動され、ファイン用コイル２２は後述するファ
イン用パワーアンプ５２によって駆動されるようになっ
ている。２は速度制御部であり、磁気ヘッド１３からの
サーボ信号による位置信号ＰＳおよび検出信号ｉを基に
速度誤差信号ΔＶを発生するもの、３は位置決め制御部
であり、位置信号ＰＳをＰ−Ｉ−Ｄ（比例、積分、微分
）処理した信号にローパスフィルタをかけた信号から位
置決め信号ΔＰを発生するもの、４は制御部であり、外
部からの移動指示に応じて速度制御部２を制御して速度
誤差信号Δ■を発生させ、ボイスコイルモータ１４を速
度制御させると共に、目標位置近傍においてコアース／
ファイン切換信号ＭＳを発し、切換スイッチ５を動作さ
せるものである。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a magnetic disk unit, in which a magnetic disk lO as an information storage medium is rotated by a spindle motor 12 around a rotating shaft 11, and a magnetic head l3 is driven by a voice coil motor. The magnetic disk 1 is attached to the movable part 143 of the evening part l4.
The seek is done in the radial direction of o. In this embodiment, the voice coil motor 14 has a coarse coil 21 and a fine coil 22. The coarse coil 21 is driven by a coarse power amplifier 5l, which will be described later, and the fine coil 22 is driven by a fine power amplifier, which will be described later. 52. Reference numeral 2 denotes a speed control section, which generates a speed error signal ΔV based on the position signal PS generated by the servo signal from the magnetic head 13 and the detection signal i; and 3, the positioning control section, which generates the position signal PS by P-I. - Generates a positioning signal ΔP from a signal obtained by applying a low-pass filter to a D (proportional, integral, differential) processed signal. 4 is a control unit, which controls the speed control unit 2 in response to movement instructions from the outside. generates a speed error signal Δ■ to control the speed of the voice coil motor 14, and also generates a coarse/
It emits a fine switching signal MS to operate the changeover switch 5.
このようにボイスコイルモータｌ４を駆動するパワーア
ンプをコアース用パワーアンプ５１と、ファイン用パワ
ーアンプ５２に分けたのは、ボイスコイルモータｌ４の
アクセスにおける高速性と高精度位置決めに要求される
事柄は必ずしも同一ではないからである．即ち、高速ア
クセス（高速フィードバック、粗位置決め）に対しては
、パワーアンプからパワーが出ることが必要であり、具
体的には電流一力変換効率Ｂｉｔ７ｍを大きくしてボイ
スコイルモー夕のパワーを上げることが必要である。ま
た、高精度位置決めに対しては、系のループゲインを大
きくすることと、系の非直線性による歪を小さくするこ
とが必要であり、具体的には機構部分の共振周波数を上
げること及び回路系の歪を少なくすることが必要である
。The reason why the power amplifier that drives the voice coil motor l4 is divided into the coarse power amplifier 51 and the fine power amplifier 52 is because the requirements for high-speed access and high-precision positioning of the voice coil motor l4 are This is because they are not necessarily the same. In other words, for high-speed access (high-speed feedback, coarse positioning), it is necessary for power to be output from the power amplifier, and specifically, the power of the voice coil motor is increased by increasing the current-force conversion efficiency Bit 7m. It is necessary. In addition, for high-precision positioning, it is necessary to increase the loop gain of the system and reduce distortion due to system nonlinearity. Specifically, it is necessary to increase the resonant frequency of the mechanical part and to It is necessary to reduce the distortion of the system.
そこで、コアースモードの時には、パワーアンプから大
電流がボイスコイルモータ１４に供給−ｔ＝きるように
、コアース用のパワーアンプ５１は第３図（Ａ）に示す
ようにＨ型ブリッジを用いた大電流パワーアンプとし、
ファイン用のパワーアンプ５２は第３図（Ｂ）に示すよ
うに士電源による小電流リニアアンプとしている。この
小電流リニアアンプは、オーディオアンプと同一のコン
ブリメンタリーアンプであり、これはバイアス電流を少
し流し、ＡＢ級（或いはＡ級）動作させると歪が少なく
なるという特徴を持つものである。更に、ファイン用の
パワーアンプ５２は、この実施例に示すように、消費電
流が１（１０）ｄ程度で十分であり、一般の演算増幅器
（ややハイパワータイプ）にて十分であり、更には電源
電圧も±５ｖ程度で良いため、回路的には殆ど負担とな
らないものである。Therefore, in order to supply a large current from the power amplifier to the voice coil motor 14 in the coarse mode, the coarse power amplifier 51 is constructed using an H-type bridge as shown in FIG. 3(A). As a current power amplifier,
The fine power amplifier 52 is a small current linear amplifier powered by a power source, as shown in FIG. 3(B). This small current linear amplifier is a combinational amplifier similar to an audio amplifier, and has the characteristic that distortion is reduced when a small amount of bias current is passed through the amplifier and the amplifier is operated in class AB (or class A) mode. Furthermore, as shown in this embodiment, the fine power amplifier 52 has a current consumption of about 1 (10) d, which is sufficient, and a general operational amplifier (slightly high power type) is sufficient. Since the power supply voltage only needs to be about ±5V, it does not place much burden on the circuit.
そして、前述のようにコアース用とファイン用とで独立
させて設けたパワーアンプ５１．５２に対応させて、第
２図の実施例ではボイスコイルモータ１４に設ける駆動
コイルもコアース用コイル２１とファイン用コイル２２
とに分けて独立させている。コアース用コイル２ｌとフ
ァイン用コイル２２とに分ける利点は、コアース用コイ
ル２ｌはボイスコイルモータ１４に大きなトルクを発生
させるように配置し、ファイン用コイル２２はボイスコ
イルモータ１４にそれほど大きなトルクを発生させない
位置に配置することができる点である．
第４図から第６図はボイスコイルモータ１４におけるコ
アース用コイル２１とファイン用コイル２２の配置例を
示すものである。As mentioned above, in correspondence with the power amplifiers 51 and 52 provided independently for coarse and fine use, in the embodiment shown in FIG. coil 22
It is divided into two parts and made independent. The advantage of separating the coarse coil 2l and the fine coil 22 is that the coarse coil 2l is arranged so as to generate a large torque to the voice coil motor 14, and the fine coil 22 is arranged so as to generate a relatively large torque to the voice coil motor 14. The point is that it can be placed in a position where it will not be exposed. 4 to 6 show examples of the arrangement of the coarse coil 21 and the fine coil 22 in the voice coil motor 14. FIG.
第４図は可動コイル型構威のボイスコイルモータ１４の
構或を示すものであり、図において４１はボイスコイル
モータ１４の回転軸、４２はロータ、４３はロータ４２
に突設されたアーム、４４はアーム４３の先端部に取り
付けられた荷重アーム、４５は荷重アーム４４の先端部
に設けられた磁気ヘッドである．この実施例のボイスコ
イルモータ１４では、ロータ４２のアーム４３の反対側
の部分を外側に延長し、ファイン用コイル２２はボイス
コイルモータ１４の回転軸４１に近い部分に配置し、コ
アース用コイル２１はロータ４２の延長部分の回転軸４
ｌから離れた位置に配置した。FIG. 4 shows the structure of the voice coil motor 14 having a moving coil type structure. In the figure, 41 is the rotating shaft of the voice coil motor 14, 42 is the rotor, and 43 is the rotor 42.
44 is a load arm attached to the tip of the arm 43, and 45 is a magnetic head attached to the tip of the load arm 44. In the voice coil motor 14 of this embodiment, the portion of the rotor 42 on the opposite side of the arm 43 is extended outward, the fine coil 22 is disposed near the rotation axis 41 of the voice coil motor 14, and the coarse coil 22 is arranged near the rotation axis 41 of the voice coil motor 14. is the rotating shaft 4 of the extension part of the rotor 42
It was placed at a distance from l.
そして、ボイスコイルモータ１４のヨーク４６も２つに
分岐し、内側ヨーク４７と外側ヨーク４日のコアース用
コイル２Ｉとファイン用コイル２２に対向する部分には
それぞれ磁石４９を設けた。The yoke 46 of the voice coil motor 14 is also branched into two parts, and a magnet 49 is provided in each of the inner yoke 47 and the outer yoke 4 at the portions facing the coarse coil 2I and the fine coil 22.
このように、コアース用コイル２１を比較的大きな半径
上に配置することにより、コアースモード時にボイスコ
イルモータ１４は大きなトルクを発生することが出来る
。By arranging the coarse coil 21 on a relatively large radius in this way, the voice coil motor 14 can generate a large torque in the coarse mode.
第５図は可動コイル型構或のボイスコイルモータ１４の
他の構威を示すものであり、第４図と同し部材には同じ
番号を付してその説明を省略する。FIG. 5 shows another structure of the voice coil motor 14 having a moving coil type structure, and the same members as those in FIG. 4 are given the same numbers and their explanations will be omitted.
この実施例のボイスコイルモータ１４が第４図のボイス
コイルモータエ４と異なるのはファイン用コイル２２の
取付位置である。この実施例ではファイン用コイル２２
の取付位置をコアース用コイル２１の取付位置とほぼ直
交させ、ファイン用コイル２２をロータ４２の半径に小
さな位置に配置している。これに伴って、ヨークはコア
ース用ヨーク５３とファイン用ヨーク５４とに分けて独
立に配置した．５５は磁石である。この実施例のボイス
コイルモータ１４の動作は第４図と同じであり、コアー
スモードの時はコアース用コイル２１に大電流を流して
大きなトルクで高速アクセスを行い、ファイインモード
時はファイン用コイル２２に小電流を流して正確な位置
決めを行う。コアース用コイル２１とファイン用コイル
２２に対向する部分にはそれぞれ磁石４９を設けた。こ
のように、コアース用コイル２１を比較的大きな半径上
に配置することにより、コアースモード時にボイスコイ
ルモータｌ４は大きなトルクを発生することが出来る。The voice coil motor 14 of this embodiment differs from the voice coil motor 4 of FIG. 4 in the mounting position of the fine coil 22. In this embodiment, the fine coil 22
The attachment position of the coarse coil 21 is substantially perpendicular to the attachment position of the coarse coil 21, and the fine coil 22 is disposed at a small radius of the rotor 42. Accordingly, the yoke is divided into a coarse yoke 53 and a fine yoke 54 and arranged independently. 55 is a magnet. The operation of the voice coil motor 14 in this embodiment is the same as that shown in FIG. 4. In the coarse mode, a large current is passed through the coarse coil 21 to perform high-speed access with a large torque, and in the fine mode, the fine coil 21 is operated at high speed. Accurate positioning is performed by passing a small current through 22. Magnets 49 were provided at portions facing the coarse coil 21 and the fine coil 22, respectively. By arranging the coarse coil 21 on a relatively large radius in this way, the voice coil motor 14 can generate a large torque in the coarse mode.
なお、第５図の構或のボイスコイル七ータｌ４には機構
的にも大きな利点がある。即ち、第５図のボイスコイル
モータ１４の面内主共振は比較的低＜（特にコイル部に
起因する）、コアース用コイル２１に入力した場合は大
きなピークとなる。It should be noted that the voice coil septa data l4 having the structure shown in FIG. 5 has a great mechanical advantage. That is, the in-plane main resonance of the voice coil motor 14 shown in FIG. 5 is relatively low (particularly due to the coil portion), and has a large peak when input to the coarse coil 21.
一方、ファイン用コイル２２はより中心部に位置するた
め、振動モードで言えば節に近く、ファイン用コイル２
２に人力時は主共振のピークは比較的低い。この様子を
第７図の周波数特性図に示すが、図中低域のピークが低
くなるのは、ファイン用コイル２２が磁気ヘッド４５に
対してほぼ直交し、剛体モードがサブレスされたためで
ある。この第７図より明らかなように、ファイン用コイ
ル２２では周波数特性がよりフラットであり、より高帯
域の制御系が構戒できる。（ゲインが低いのは回路で補
えるので問題はない．）
第６図は可動コイル型と可動磁石型を組み合わせたボイ
スコイルモータ１４の構或を示すものであり、第４図と
同じ部材には同じ番号を付してその説明を省略する．こ
の実施例のボイスコイルモータ１４が第４図のボイスコ
イルモータｌ４と異なるのはファイン用コイル２２の取
付位置である。On the other hand, since the fine coil 22 is located more centrally, it is close to the node in terms of vibration mode, and the fine coil 22 is located closer to the node in terms of vibration mode.
Second, the peak of the main resonance is relatively low when powered by humans. This situation is shown in the frequency characteristic diagram of FIG. 7, and the reason why the low frequency peak in the diagram is low is because the fine coil 22 is substantially perpendicular to the magnetic head 45, and the rigid body mode is sub-restrained. As is clear from FIG. 7, the fine coil 22 has a flatter frequency characteristic and can be used in a higher band control system. (The low gain can be compensated for by the circuit, so there is no problem.) Figure 6 shows the structure of a voice coil motor 14 that combines a moving coil type and a moving magnet type, and the same parts as in Figure 4 are used. We will assign the same number and omit the explanation. The voice coil motor 14 of this embodiment differs from the voice coil motor 14 of FIG. 4 in the mounting position of the fine coil 22.
第４図の実施例ではファイン用コイル２２を回転軸４１
に近いロータ４２に外周面に取り付けていたが、この実
施例では回転軸４１に近いロータ４２に外周面に磁石６
１を取り付け、ファイン用コイル２２を内側ヨーク４７
の回転軸４１側に磁石６１に対向させて取り付けている
．
この構戒により前述の利点は一層強調される。In the embodiment shown in FIG. 4, the fine coil 22 is connected to the rotating shaft 41.
However, in this embodiment, magnets 6 are attached to the outer circumferential surface of the rotor 42 near the rotating shaft 41.
1 and attach the fine coil 22 to the inner yoke 47.
The magnet 61 is attached to the rotating shaft 41 side of the magnet 61. This structure further emphasizes the above-mentioned advantages.
即ち、可動磁石型で剛性が非常に高く、かつ、コアース
用コイル２ｌの共振の影響が少なくなるのは前述の通り
のため、ファインモード用のアクチュエータとしてはよ
りフラットな特性となる。なお、この形態のボイスコイ
ルモータ１４においても、第５図に示したように、磁石
６１とファイン用コイル２２とをコアース用コイル２１
に直交するように設けても良いものである。That is, since it is a movable magnet type and has very high rigidity, and the influence of resonance of the coarse coil 2l is reduced as described above, it has flatter characteristics as a fine mode actuator. In the voice coil motor 14 of this form, as shown in FIG. 5, the magnet 61 and the fine coil 22 are connected to the coarse coil 21.
It may also be provided so as to be perpendicular to.
第８図は本発明の磁気ディスク装置の変形例を示すもの
であり、コアースモード時にファイン用コイル２２の端
子間の電圧を検出器８８により検出し、速度信号として
用いる、いわゆるタコメータとすることもできる。ファ
イン用コイル２２の端子電圧からは精度の良い速度信号
が得られるために、速度制御のレベルが向上する．なお
、図示はしていないが、ファインモード時にこの逆にコ
アース用コイル２１の両端の電圧を検出してタコメータ
とし、位置制御だけでなく、速度フィードバックを行−
うことも可能である。これにより一層位置決め精度を向
上させることができる。FIG. 8 shows a modification of the magnetic disk drive of the present invention, in which the voltage between the terminals of the fine coil 22 is detected by a detector 88 in the coarse mode and used as a speed signal, which may be a so-called tachometer. can. Since a highly accurate speed signal can be obtained from the terminal voltage of the fine coil 22, the level of speed control is improved. Although not shown, in the fine mode, the voltage across the coarse coil 21 is detected and used as a tachometer to perform not only position control but also speed feedback.
It is also possible. This makes it possible to further improve positioning accuracy.
以上説明したように本発明によれば、一層ハイパワーか
つ広帯域のアクチュエータが構成でき、かつパワーアン
プ歪も低減できるため、一層高速かつ高精度なアクセス
が実現できるという効果がある．As explained above, according to the present invention, it is possible to construct an actuator with higher power and wider band, and power amplifier distortion can be reduced, so that access can be achieved at higher speed and with higher precision.
第１図は本発明の磁気ディスク装置の原理説明図、第２
図は本発明の磁気ディスク装置の一実施例の構成図、第
３図（Ａ）． （Ｂ）は第２図のパワーアンプの具体的
構威例を示す回路図、第４図は第２図のボイスコイルモ
ー夕の一実施例の構或図、第５図は第２図のボイスコイ
ルモー夕の他の実施例の構戒図、第６図は第２図のボイ
スコイルモー夕の更に他の実施例の構成図、第７図は第
５図のコアース用コイルとファイン用コイルの周波数特
性図、第８図は本発明の変形実施例を示す図、第９図（
Ａ）． （Ｂ）は従来の磁気ディスク装置の構戒及び動
作を示す説明図、第１０図は従来の磁気へ・ノド位置決
め系の構戒図である。
２・・・速度制御部、３・・・位置決め制御部、４・・
・制御部、５・・・切換スイッチ、６・・・粗位置決め
制御系、７・・・精密位置決め制御系、８・・・粗位置
決めに適したパワーアンプ、９・・・精密位置決めに適
したパワーアンプ、１０・・・磁気ディスク、１３・・
・磁気ヘツド、ｌ
用コイ
軸、４
４９，
ブ、５
４・・・ボイスコイルモー夕、２１・・・コアースル、
２２・・・ファイン用コイル、４１・・・回転２・・・
ロータ、４６，４７．４８・・・ヨーク、６１・・・磁
石、５１・・・コアース用パワーアン２・・・ファイン
用パワーアンプ。FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the magnetic disk device of the present invention, and FIG.
The figure is a block diagram of an embodiment of the magnetic disk device of the present invention, and FIG. 3(A). (B) is a circuit diagram showing a specific example of the configuration of the power amplifier in FIG. 2, FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment of the voice coil motor in FIG. 2, and FIG. A configuration diagram of another embodiment of the voice coil moderator, FIG. 6 is a configuration diagram of still another embodiment of the voice coil moderator shown in FIG. 2, and FIG. 7 shows the coarse coil and fine coil of FIG. 5. A frequency characteristic diagram of the coil, FIG. 8 is a diagram showing a modified embodiment of the present invention, and FIG. 9 (
A). (B) is an explanatory diagram showing the configuration and operation of a conventional magnetic disk device, and FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional magnetic gutter positioning system. 2... Speed control section, 3... Positioning control section, 4...
・Control unit, 5... Selector switch, 6... Rough positioning control system, 7... Precision positioning control system, 8... Power amplifier suitable for coarse positioning, 9... Suitable for precision positioning. Power amplifier, 10...Magnetic disk, 13...
・Magnetic head, coil shaft for l, 4 49, b, 5 4...Voice coil moder, 21...Coastle,
22...Fine coil, 41...Rotation 2...
Rotor, 46, 47.48... Yoke, 61... Magnet, 51... Power amplifier for coarse 2... Power amplifier for fine.
Claims (1)
転するスピンドル（１２）と、制御ヘッドを含み、前記
各ディスク（１０）とデータの遣り取りを行う複数の磁
気ヘッド（１３）と、このヘッド（１３）をアクセスさ
せるアクチュエータ（１４）、及びこれを位置決めする
ための制御系を備えた磁気ディスク装置であって、前記
制御系は前記制御ヘッドからの信号を用いた速度フィー
ドバックによる粗位置決め制御系（６）と、位置フィー
ドバックによる精密位置決め制御系（７）とからなり、 前記粗位置決め制御系（６）の後段には粗位置決めに適
したパワーアンプ（８）を、前記精密位置決め制御系（
７）の後段には精密位置決めに適したパワーアンプ（９
）を、それぞれ独立して設けたことを特徴とする磁気デ
ィスク装置。 ２、前記アクチュエータ（１４）が、前記パワーアンプ
（８）に接続する粗位置決め制御用駆動コイル（２１）
と、前記パワーアンプ（９）に接続する精密位置決め制
御用駆動コイル（２２）とを持つことを特徴とする請求
項１に記載の磁気ディスク装置。 ３、前記アクチュエータ（１４）が可動コイル型の揺動
型アクチュエータであり、前記駆動コイル（２１）を駆
動コイル（２２）より外側に配置したことを特徴とする
請求項２に記載の磁気ディスク装置。 ４、前記アクチュエータ（１４）が、前記粗位置決め制
御系のアクチュエータとして動作する時は可動コイル型
の揺動型アクチュエータであり、前記精密位置決め制御
系のアクチュエータとして動作する時は可動磁石型の揺
動型アクチュエータである請求項２に記載の磁気ディス
ク装置。 ５、前記アクチュエータが粗または精密位置決め制御系
のアクチュエータとして動作している時に、動作してい
ない系の駆動用コイルをタコメータとして用いて速度信
号を生成させることを特徴とする請求項２に記載の磁気
ディスク装置。[Claims] 1. A spindle (12) that rotates with a plurality of magnetic disks (10) attached thereto, and a plurality of magnetic heads (12) that include a control head and exchange data with each of the disks (10). 13), an actuator (14) for accessing the head (13), and a control system for positioning the head, the control system controlling the speed using a signal from the control head. It consists of a coarse positioning control system (6) using feedback and a precision positioning control system (7) using position feedback, and a power amplifier (8) suitable for coarse positioning is installed downstream of the coarse positioning control system (6). Precision positioning control system (
7) At the rear stage is a power amplifier (9) suitable for precision positioning.
) are provided independently. 2. The actuator (14) is a coarse positioning control drive coil (21) connected to the power amplifier (8).
The magnetic disk device according to claim 1, further comprising: a drive coil (22) for precision positioning control connected to the power amplifier (9). 3. The magnetic disk device according to claim 2, wherein the actuator (14) is a movable coil type swinging actuator, and the drive coil (21) is disposed outside the drive coil (22). . 4. When the actuator (14) operates as the actuator of the coarse positioning control system, it is a movable coil type swinging actuator, and when it operates as the actuator of the precise positioning control system, it is a movable magnet type swinging actuator. The magnetic disk device according to claim 2, which is a type actuator. 5. The actuator according to claim 2, wherein when the actuator is operating as an actuator of a coarse or precise positioning control system, a drive coil of the system that is not operating is used as a tachometer to generate a speed signal. Magnetic disk device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24183389A JPH03105773A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Magnetic disk device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24183389A JPH03105773A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Magnetic disk device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105773A true JPH03105773A (en) | 1991-05-02 |
Family
ID=17080178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24183389A Pending JPH03105773A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Magnetic disk device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03105773A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731973A (en) * | 1995-01-06 | 1998-03-24 | Fujitsu Limited | Developing system and measuring system for filing apparatus |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24183389A patent/JPH03105773A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731973A (en) * | 1995-01-06 | 1998-03-24 | Fujitsu Limited | Developing system and measuring system for filing apparatus |
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