JPS6394479A - Head floating quantity controller for disk storage device - Google Patents
Head floating quantity controller for disk storage deviceInfo
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Abstract
Description
本発明は固定ディスク装置などのディスク記憶装置にお
けるディスクに記録された情報の読み書き用ヘッドのデ
ィスク面からの浮上量の制ｗｊ装置に関する。The present invention relates to a wj device for controlling the flying height of a head for reading and writing information recorded on a disk from a disk surface in a disk storage device such as a fixed disk device.
周知のように上述のディスク記憶装置では、ヘッドは高
速で回転するディスクの媒体面から空気力学的な作用で
僅かに浮上されており、その浮上量は場合によって異な
るが１−以下、ふつうはその数分の１である。もちろん
、ディスク面自体もこれに応じて平坦であることが望ま
しいが、実際には「そり」や「うねり」をな（すことは
至難である。しかし、前述の空気力学的な浮上刃はがが
るディスクの形状変動に対して良好に追従でき、定常的
な運転時にはディスク面によほどたちの悪い変形がない
限り、ヘッドがディスク面に接触して媒体を傷つけるこ
とはほとんどない。
ただし、上記はあくまで定常的な運転の場合であって、
ディスクの始動時や衝撃、振動が掛かったときの話は別
になる。公知のようにディスクの停止時や始動時にはふ
つうヘッドはディスク面に接触しており、ディスクの表
面が平坦であればあるほど吸着現象が生じやすく、吸着
状態では空気力学的な浮上刃は作用し得ないから媒体が
傷つきやすい、また、空気力学的な浮上刃のディスク面
の変動に対する可追従性はヘッドのディスクの周方向寸
法の数倍ないしは１０倍以下にはならないから、これに
相当する時間よりも短い周期成分を持つ衝撃や振動に対
して安全を保証することが困難で、ふつうは耐衝撃力は
１０ｇ以下である。
これらの問題に対する解決策としては、ディスク記憶装
置の非運転時にヘッドをディスク内の情報記録用エリア
外１例えば内径側に必ず移しておくことにより、ヘッド
の吸着に基づく媒体の損傷を避ける方策が知られている
。あるいは、非運転時にはりフタと呼ばれる機構により
ヘッドをディスク面から思い切って１ｎ程度離しておく
ことが行なわれている（例えば、日経エレクトロニクス
誌、 １９８６年３月２４日（３９１号）、９６〜９９
頁を参照）。
前者の方策では情報記録に役立たないいわゆるシツピン
グゾーンを設定してやる要があり、それだけ貴重なディ
スクの面積が食われてしまう、後者の方策は吸着防止と
同時に非運転時の耐衝撃性を数十ｇ程度に向上できる利
点はあるが、機構かや。
や複雑になるのを否むことができない、また両方策とも
装置の運転時の耐衝撃性や耐振動性の向上にはあまり役
立たない。As is well known, in the above-mentioned disk storage device, the head is slightly lifted off the surface of the medium of the disk rotating at high speed by aerodynamic action, and the flying height varies depending on the case, but is usually less than 1. It is a fraction of that. Of course, it is desirable for the disk surface itself to be flat, but in reality it is extremely difficult to create warps or undulations.However, the aerodynamic floating blade mentioned above is During regular operation, unless the disk surface is severely deformed, the head will rarely come into contact with the disk surface and damage the medium. This is only for regular operation,
It's a different story when the disc starts up or is subjected to impact or vibration. As is well known, when the disk is stopped or started, the head is usually in contact with the disk surface, and the flatter the disk surface, the more likely the adsorption phenomenon will occur, and in the adsorption state, the aerodynamic floating blade will not work. The medium is easily damaged because the aerodynamic floating blade cannot follow the fluctuations in the disk surface, and the head's ability to follow changes in the disk surface is not more than several times or ten times the circumferential dimension of the disk. It is difficult to guarantee safety against shocks and vibrations with shorter periodic components, and the impact resistance is usually less than 10g. A solution to these problems is to avoid damage to the medium due to head adsorption by always moving the head outside the information recording area of the disk (for example, to the inner diameter side) when the disk storage device is not in operation. Are known. Alternatively, during non-operation, the head is deliberately kept about 1 nm away from the disk surface using a mechanism called a flap (for example, Nikkei Electronics Magazine, March 24, 1986 (No. 391), 96-99).
(see page). The former method requires setting up a so-called shipping zone that is not useful for recording information, which takes up valuable disk space. There is an advantage of being able to improve it to around 100g, but it's just a mechanism. Both measures are not very useful in improving the shock resistance and vibration resistance of the device during operation.
本発明は上記の事情に鑑み、ヘッドがディスク面から浮
上されるディスク記憶装置の耐衝撃性や耐振動性を向上
できるヘッドの浮上量制御装置を得ることを目的とする
。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a head flying height control device that can improve the shock resistance and vibration resistance of a disk storage device in which a head flies above a disk surface.
本発明は従来からの空気力学的なヘッドの浮上原理では
、制御の連応性にやはり限度があり、現状以上の大幅な
改善が困難である点に留意して、ヘッドの浮上量制御に
圧電素子を利用することにより従来技術のもつ隘路を取
り除くことに成功したもので、本発明によれば、駆動電
圧を受けその値に応じて伸縮することにより前記浮上量
を調節可能にヘッドの機械支持系に対して機械的に結合
された圧電体と、浮上量の実際値を検出する浮上量検出
手段と、該浮上量検出手段からの浮上量実際値を受け該
値に基づいて圧電体に対する駆動電圧を発生して浮上量
を所定の適正値に制御する圧電体制御手段とを備えるよ
うにディスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置を構成す
ることにより、上述の目的が達成される。
前述の圧電体としては、従来から知られている圧電素子
であってもその積層体であってもよく、いずれの場合も
比較的低い駆動電圧でに、程度の非常に大きなヘッド操
作力と数ハから数十−の高い動作連応性とが得られる。
操作量としての圧電変位置は一般には小さいが、圧電積
層体の場合は数−以上の充分な操作用変位量が得られる
。これより変位量が小なふつうの圧電素子でも、ヘッド
の支持系への素子の組み込み方を工夫することにより、
変位量を簡単なてこの原理で増幅することができる。操
作力は前述のように大きいので、このように変位量を例
えば１桁程度増幅してもなお充分である。
かかる本発明によるヘッドの浮上量制御は、従来からの
空気力学的なヘッドの浮上量制御と組み合わせても、あ
るいはこれとは別に単独ですることもできる。空気力と
組み合わせたとき、圧電体を用いる浮上量制御は空気力
を用いるよりも制御ｎ速度を早くできるので、従来の機
械的制御系では追従できなかった浮上量の変動分をも制
御するようにして、浮上量制御の精度を従来よりも高め
ることができる。換言すれば空気力による制御と圧電体
による制御とではそれぞれ制御速度面で得意な範囲があ
り、両者を共用することによって、広い可制御範囲が得
られる。容易に理解されるように、圧電体を用いる制御
の方は高い周波数成分を含む衝撃力に基づく浮上量の変
動を少なくする上でと（に有利である０本発明を空気浮
上とは独立に実施する場合は、前述の構成にいう浮上量
は圧電力によるものとなるが、ヘッドの支持系とくに支
持片の剛性を高めることによりディスク記憶装置を本質
的に衝撃や振動に対して従来よりも不感性にすることが
できる。
本発明のとくに有利なり様においては、圧電体を用いる
浮上量制御の方向を常に浮上量を減少させる方向に働か
せておき、ディスク記憶装置の非運転時には圧電体へ駆
動電圧の供給を断つことにより、ヘッドをディスク面か
ら充分引き離しておくようにする。この態様によれば、
本発明を従来のりフタの代わりに利用して、非常に簡単
な構成でディスク記憶装置の休止時の耐衝撃性を大幅に
改善することができる。
圧電体には駆動電圧とその変位量との関係に若干の履歴
があり、と（に圧電体として積層体を用いるとこれが太
き（なる、この履歴は一般には制御上不利であるが、こ
れが問題となるのは駆動電圧を断続させたり損性を切り
換えたときのみであって、実際の制御時には駆動電圧を
ある基準点から小範囲内で上下させるだけであるから、
マイナーループの履歴はほとんど問題とするに足りない
。
またディスク記憶装置の停止時や起動時には駆動電圧の
与え方を少しく工夫すれば、この履歴を逆に利用して装
置の運転上安全サイドになるように利用することもでき
る。
なお、上記の圧電体とヘッドの支持系とのａ械結合はも
ちろん密にしておくのが有利であるが、逆に１個所でこ
れをルーズにしておいて、公知のいわゆる尺取り虫の原
理で浮上量のいわば再通化制御をすることも可能である
。この際、結合の一時的釈放の後の再結合が必要である
が、これに圧電体のもつ誘電的な吸着力を利用すること
ができる。
他の本発明の実施に有利な態様は次項で述べるとおりで
ある。The present invention uses a piezoelectric element to control the flying height of the head, keeping in mind that the conventional aerodynamic head flying principle still has a limit to the coordination of control, and it is difficult to make a significant improvement beyond the current state. According to the present invention, the mechanical support system of the head can adjust the flying height by expanding and contracting according to the value of the driving voltage. a piezoelectric body mechanically coupled to a piezoelectric body, a flying height detecting means for detecting an actual value of the flying height, and a driving voltage applied to the piezoelectric body upon receiving the actual flying height value from the flying height detecting means. The above object can be achieved by configuring a head flying height control device for a disk storage device to include piezoelectric control means that generates a piezoelectric control means to control the flying height to a predetermined appropriate value. The piezoelectric material mentioned above may be a conventionally known piezoelectric element or a laminate thereof. A high motion coordination of several tens of degrees can be obtained from (c). The piezoelectric displacement position as a manipulated variable is generally small, but in the case of a piezoelectric laminate, a sufficient displacement amount of several orders of magnitude or more can be obtained. Even with ordinary piezoelectric elements whose displacement is smaller than this, by devising a way to incorporate the element into the head support system,
The amount of displacement can be amplified using a simple lever principle. Since the operating force is large as described above, it is still sufficient to amplify the displacement amount by about one order of magnitude in this way. The flying height control of the head according to the present invention can be performed in combination with conventional aerodynamic head flying height control, or can be performed independently. When combined with aerodynamic forces, flying height control using piezoelectric bodies can achieve faster control speed than using aerodynamic forces, so it is possible to control fluctuations in flying height that conventional mechanical control systems cannot follow. As a result, the precision of flying height control can be improved compared to the conventional method. In other words, control by aerodynamic force and control by piezoelectric body each have a range of advantages in terms of control speed, and by using both in common, a wide controllable range can be obtained. As is easily understood, control using a piezoelectric body is advantageous in reducing fluctuations in flying height due to impact forces including high frequency components. When implemented, the flying height in the above-mentioned configuration is due to piezoelectric force, but by increasing the rigidity of the head support system, especially the support piece, the disk storage device is essentially more resistant to shock and vibration than before. In a particularly advantageous aspect of the present invention, the flying height control using the piezoelectric body is always operated in the direction of decreasing the flying height, and when the disk storage device is not in operation, the piezoelectric body is By cutting off the supply of drive voltage, the head is kept sufficiently separated from the disk surface. According to this aspect,
By using the present invention in place of the conventional lid, it is possible to greatly improve the impact resistance of a disk storage device during rest with a very simple configuration. A piezoelectric material has a slight history in the relationship between the drive voltage and its displacement, and if a laminate is used as a piezoelectric material, this history becomes thick (this history is generally disadvantageous in terms of control, but Problems arise only when the drive voltage is intermittent or the lossiness is switched, and during actual control the drive voltage is only raised and lowered within a small range from a certain reference point.
The history of minor loops is hardly enough to matter. Furthermore, by making some changes to the way the drive voltage is applied when the disk storage device is stopped or started, this history can be used to make the device operate more safely. Of course, it is advantageous to keep the mechanical connection between the piezoelectric body and the support system of the head tight, but on the other hand, it is advantageous to leave it loose at one point so that it can float up using the well-known so-called inchworm principle. It is also possible to control the amount, so to speak, of recirculation. At this time, it is necessary to temporarily release the bond and then recombine it, but the dielectric attraction force of the piezoelectric material can be used for this purpose. Other advantageous embodiments of the present invention are described in the next section.
【発明の実施例］
以下、図を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図に示された実施例では、その上部に模式的に示す
ようにヘッド２の機械的な支持体として図の左右方向に
移動可能なキャリッジ３が用いられているが、これは公
知の横動アーム方式のものであってもよい、これを含む
ディスク記憶装置１００の機械部は通常のように、ディ
スク１がスピンドルモータ５により高速駆動され、キャ
リッジ３はこの例てはベース４により案内されてヘッド
駆動モータ６によって位置操作される。このモータ６は
ディスク記憶装置の組み込みプロセッサ１０の指令を受
ける付属の駆動回路６ａにより給電される。
この実施例における圧電体２０は、前述のキャリッジ３
とヘッド２を先端に担持する支持片１１との間に介装さ
れており、その具体構造例が第２図および第３図に示さ
れている。第２図に示された態様は、支持片１１を従来
と同様に柔構造にしておいて圧電体による浮上量制御を
空気力による浮上量制御と組み合わせる例であって、支
持片１１は先端幅が狭められた金ＸＩ！ｍ板で構成され
る。支持片１１の先端部１１ａには従来と同様にヘッド
２が取り付けられるが、幅広のその基部は３個の部分に
分けられて、その両側の可撓基部１１ｂはキャリッジ３
の突起部３ａに固定されている。中央基部ｌｉｅはいわ
ば支持片１１の延長部であって、これと前述の突起部３
ａとの間に圧電体２０が介装される。該圧電体２０に駆
動電圧ＤＶが与えられて、圧電体２０の寸法が例えば図
の矢印で示すように伸びたとき、支持片１１は可撓基部
１１ｂを支点として一種のてことして働き、先端のヘッ
ド２を矢印のようにディスク１の表面に近づける。もっ
とも、圧電体２０は駆動電圧により伸長されるようにも
圧縮されるようにも使うことができるから、その作用方
向を図示とは逆の方向に選択しても差し支えない、圧電
体の作用方向の図示の方向とし、空気力による浮上量制
御量よりも圧電体による浮上量制御量の方の貢献度を大
に選んでおけば、ディスク記憶装置の運転休止時に単に
駆動電圧を断にすることによって、ヘッド２をディスク
面から強制的に引き離して吸着が生じ得ないようにし、
該休止時におけるディスク記憶装置の耐衝撃性を向上さ
せることができる。この場合は、圧電体の変位量が大で
あることが必要なので、圧電体２０としては単体の圧電
素子よりは積層圧電体とするのが育利である。
第３図に示す態様は、支持片１２を剛構造にしてディス
ク記憶′Ｊ装置の運転時の耐衝撃性や耐振動性を向上さ
せる例であって、該支持片１２はヘッド２０が取り付け
られるその先端部１２ａから圧電体２０と結合される基
部１２ｂまでにプレス加工にょろりプ１２ｃにより剛性
が付与されている。基部１２ｂから先端部１２ａまでに
は、第２図における程ではないが先細のテーパが付けら
れており、操作上の慣性モーメントをできるだけ減少さ
せる上で役立てられている。基部１２ｂのキャリッジ３
側には、第３図中）に見られるような切欠き１２ｅによ
り可撓性を付与された可撓基部１２ｄが設けられており
、ここで支持片１２が支持体としてのキャリッジ３の突
起部３ｂに固定されている。圧電体２ｏはキャリッジ３
の突起先端部３ｃと前述の剛性をもつ基部１２ｂとの間
に介装される。この実施例においても、圧電体２０が駆
動電圧によりヘッド２をディスク１から遠ざけるように
しても、逆にこれに近づけるようにしてもよく、後者の
方が運転休止時の吸着防止用には望ましい、もちろん、
第３図の実施例における支持片１２の基部のキャリッジ
３への支持を第２図に示したようにしてもよい。
以上のいずれの実施例でも、各圧電体２０はその一方の
電極を支持体としてのキャリッジ３に固定接続し、他方
の電極を支持片とは電気的には絶縁しながら接着等の手
段でこれに固着させる。
圧電体２０は第２図および第３図に示したように支持片
の基部に設ける必要は必ずしもなく、圧電・体として小
形の圧電素子を用いて支持片の先端部とヘッド２との間
に介装することもできる。この場合は、支持片の基部は
従来技術におけるようにキャリッジ３に取り付けられる
。
以上のようにして取り付けられた圧電体を用いてヘッド
の浮上量を制御するには、まず浮上量の実際値を知らね
ばならない、これを検出するための浮上量検出手段とし
ては、ヘッドと並べて浮上量を検出するセンサ、例えば
ホール素子を設けることができるが、特別なセンサを利
用するよりはヘッド事態が一種のセンサであるからその
出力を検出出力として用いるのが最も簡単である。ヘッ
ドとは別のセンサを用いる場合は、これをディスクの周
方向にヘッドとはずらせて配置し、ヘッドよりは先行し
て浮上量を検出するようにするのが有利であるが、先行
検出をしなくてもヘッドの浮上量制御の目的は充分達し
うる。以下この態様について第１図に戻って説明する。
また、以下においては最良実施例として圧電体２０によ
るヘッドの操作力はヘッドをディスクに近づける方向に
働かされるものとする。
ディスク記憶装置１００にはふつう公知のリードライト
回路７が用いられており、これを介してディスク上に記
録された情報を読み出した読取信号ＲＳを浮上量検出に
利用する。ディスク上に読み書きすべき有用な情報がま
だ何も書き込まれてなくても、そのディスクがフォーマ
ツティングされていさえすれば、いわゆる同期化情報や
照合情報が記録されているので、これらのフォーマツテ
ィング情報を読み出した読取信号から浮上量を検出でき
る。公知のようにリードライト回路７は前述のプロセッ
サｌＯからヘッド選択指令Ｈ３を受けて、そ・れによっ
て指定されたヘッドを読み出し状態または書き込み状態
におくものであるが、たとえヘッドが書き込み状態に置
かれていてその書き込み人力Ｗに付属のコントローラな
どからの書込データー〇が与えられていても、前述の同
期化情報や照合情報の読み出し時間中はその読み出し出
力Ｒから読取信号Ｒ３が出力される。この読取信号Ｒ３
用の図示の増幅器７ａは実際はリードライト回路７内に
組込まれている場合が多いが、図では理解の容易のため
これから取り出して示されている。この増幅器７ａから
の読取信号Ｒ５は図に簡略に示されているように、アナ
ログの交流ないしは脈動波形であって、そのレベルが種
々の原因で変動し易いので、ＡＧＣ回路８を介してその
レベルを揃えた上で復調回路９に与えられ、ここで公知
のＭＦＭ方式などの変Ｕ［取信号ＭＲＳに変換されて付
属のコントローラに出力される。しかし、浮上量渣出の
ためには上述のレベルが変動するもとの読取信号ＲＳＯ
方が有用であり、ＡＧＣ回路８を介しない前の状態で本
発明における浮上！構出手段３０に与えられる。この浮
上！！１検出手段３０の具体回路例１よ第４図に示され
ているが、ここでは読取信号の変動するレベルに対応す
る直流信号の実際値ｖ１に変換された上で圧電体制御手
段４０に与えられる。
第１図の例では、圧電体制御手段４０はその比較回路４
１の一方の入力にこの実際値ｖ１を受け、その他方の入
力に与えられている目標値発生回路５０がらの目標値ｖ
２と比較する。この目標値発生回路５゜の具体回路例も
第４図に示されているが、もちろんその出力である目標
値ｖ２は浮上世上に対する適正値を指定するためのもの
である。駆動電圧発生回路６０は圧電体２０を駆動する
に必要な駆動電圧ＤＶを図示の交流源から発生させると
ともに、比較回路４１からの比較出力を受けてその正負
の値に応じて該駆動電圧ＤＶＯ値を上下させるものであ
る。ここで発生すべき駆動電圧ＤＶの値は圧電体の種類
によっても異なるが、圧電体が積層体である場合でも高
々 １５０Ｖまででよく、一般の交流電源を整流するこ
とによって簡単に得られる。この発生駆動電圧ＤＶはそ
のまま圧電体に供給してもよいが、図示の実施例ではデ
ィスク記憶装置１００の休止時にプロセッサｌＯからの
指令で断とされるスイッチ４２を介して圧電体制御手段
４０から出力される。このスイッチ４２はふつうのアナ
ログスイッチでよく、またこれを２個用いた切換式とし
て駆動電圧ＤＶを断とすると同時に圧電体２ｏを接地す
るようにすれば、前述のヘッドの吸着防止に有利である
。また、図示の実施例では圧電体制御手段４ｏに付属し
て切換手段７０が用いられており、ヘッド選択指令Ｈ３
によって指定されたヘッドに対応する圧電体２ｏに選択
的に駆動電圧ＤＶを与えるようになっている。この切換
手段７０もアナログスイッチでよく、このようにすれば
駆動電圧が供給されない圧電体側のヘッド２をディスク
１から安全のために遠ざがらせるようにすることができ
る。
第４図には浮上量検出手段３０と目標値発生回路５０の
具体回路例が示されている。浮上量検出手段３０の増幅
回路３１は前述のリードライト回路７に増幅器７ａがあ
る場合は必ずしも必要ではないが、読取信号中の高周波
成分が余り多い場合には積分動作の増幅回路として浮上
量の検出を容易にするのがよい、整流回路３２は交流の
読取信号Ｒ３をそのレベル値に応じた直流信号に変換す
るためのもので、その出力が抵抗３３とキャパシタ３４
からなる平滑回路を介して実際値ｖｌとして浮上量検出
手段３ｏから出力される。平滑回路のＣＲ時定数は読取
信号中の無用な高周波成分に基づく実際値Ｖｌ中の脈動
を抑えかつ圧電体制御に必要な実際値の速力度が得られ
るように選択される。目標値発生回路５０は本質的には
設定値回路であって、調整抵抗５１によって適正な浮上
量を指定する目標値ｖ２を発生できるものであればよい
が、この実施例ではヘッドのディスク内の径方向位置に
よってこの目標値ｖ２を補正する回路が含まれている。
このために、バイアス用の抵抗５２が調整抵抗５１に直
列接続され、両者の相互接続点にプロセッサ１０からの
径方向位置を示すデータを受けるＤＡ変換器５３のアナ
ログ出力が別の調整抵抗５４を介して与えられている。
ヘッドの浮上量が同じであっても、ヘッドがディスクの
外径側にある場合は読取信号Ｒ３のレベルが高まる傾向
にあるから、この補正回路はヘッドの位置が外径側にあ
るときは目標値ｖ２の値を内径側にある場合よりも持ち
上げるように機能する。
第５ＴＩ！Ｊは駆動電圧発生回路６０の具体回路例を示
すもので、例えば１００ｖの交流電源により給電され、
比較回路４１の比較結果出力を制御信号ＣＳとして受け
る。整流回路６１で交流電圧を整流して得られた直流電
圧はスイッチングトランジスタ６２を介してフリーホイ
ーリング用ダイオード６４．リアクトル６５およびキャ
パシタ６８からなる公知の回路に与えられる。スイッチ
ングトランジスタ６２の開閉制御用の調節器６３は、前
述の制御信号ＣＳと発生駆動電圧Ｄｖのディスク６６．
６７からなる抵抗分割器を介して得られる実際値と比較
した上で、制御信号が駆動電圧ＤＶの上昇を指令すると
きはスイッチングトランジスタ６２のオン時間を増加し
て駆動電圧ＤＶの値を上げ、その逆のときは下げるよう
に動作・する。
第１図に帰って、以上のように構成された圧電体制御手
段４０は、浮上量検出手段３０からの実際値信号ｖ１の
値が低く従って浮上量が過大であることを示すときは、
駆動電圧発生回路６ｏに駆動電圧を高めるように制御信
号Ｃ８を発して、圧電体２ｏへの駆動電圧ＤＶの値を上
げさせることによりヘッドをディスクに近づけさせ、そ
の逆の場合は駆動電圧の値を下げさせることによってヘ
ッドをディスクから遠ざけさせる。圧電体による浮上１
１ Ｗｉｌｌ ？ｌＩを空気力による浮上量制御と組み
合わせた場合でも、前者の電気的な制御速度は後者の機
械的制御速度よりもかなり早くすることができるので、
従来の空気力のみによる制御の場合よりもより精密な制
御が可能になり、かつがなり高い周波数成分を持つ衝撃
力がディスク記憶装置に掛がうた場合にも、それによる
浮上量の変動に速力して装置の耐衝撃性を向上させるこ
とができる。
【発明の効果】
以上の説明からすでに明らかなように、本発明によれば
圧電体をヘッドの機械支持系内に組み込んでおき、浮上
量検出手段からの浮上量の実際値検出信号に基づいて圧
電体制御手段により圧電体に与える駆動電圧の値を制御
することにより、従来の空気力のみによる浮上量制御に
おけるよりもヘッドの浮上量を精密にかつ高速で制御で
きるので、ディスク記憶装置の運転中に衝撃力や振動力
が掛かってもそれによる浮上量の変動に速“応してかか
る外力による影響を打ち消すことにより、ディスク記憶
装置の運転信鯨度を向上することができる。
また、圧電体によるヘッドへの操作力をディスクに近付
ける方向に働かせる本発明の有利な実施・Ｂ様を取れば
、ディスク記憶装置の運転休止時に圧電体に対する駆動
電圧を単に断とするだけの簡単な手段で、ヘッドをディ
スク面から充分引き離すことにより、ディスク記憶装置
の休止時における耐衝撃性を向上することができ、従来
技術におけるような復雑な機構の採用を不要にすること
ができる。[Embodiments of the Invention] The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the embodiment shown in FIG. 1, as schematically shown above, a carriage 3 movable in the horizontal direction of the figure is used as a mechanical support for the head 2. The mechanical part of the disk storage device 100, which may be of a transverse arm type, is as usual, in which the disk 1 is driven at high speed by a spindle motor 5, and the carriage 3 is guided by a base 4 in this example. The position of the head is controlled by the head drive motor 6. This motor 6 is powered by an attached drive circuit 6a which is commanded by an embedded processor 10 of the disk storage device. The piezoelectric body 20 in this embodiment is the carriage 3 described above.
and a support piece 11 that supports the head 2 at its tip, examples of its specific structure are shown in FIGS. 2 and 3. The embodiment shown in FIG. 2 is an example in which the support piece 11 has a flexible structure as in the past, and the flying height control using a piezoelectric body is combined with the flying height control using an aerodynamic force. Gold XI narrowed down! Consists of m plates. The head 2 is attached to the tip 11a of the support piece 11 as in the conventional case, but its wide base is divided into three parts, and the flexible bases 11b on both sides are attached to the carriage 3.
It is fixed to the protrusion 3a of. The central base lie is, so to speak, an extension of the support piece 11, and is connected to the aforementioned protrusion 3.
A piezoelectric body 20 is interposed between the a and the a. When the drive voltage DV is applied to the piezoelectric body 20 and the size of the piezoelectric body 20 expands, for example, as shown by the arrow in the figure, the support piece 11 acts as a kind of lever with the flexible base 11b as a fulcrum, and the tip Move the head 2 close to the surface of the disk 1 as shown by the arrow. However, since the piezoelectric body 20 can be used to be expanded or compressed by the driving voltage, the direction of action of the piezoelectric body may be selected to be opposite to that shown in the drawings. If the direction shown in the figure is chosen and the degree of contribution of the flying height control amount by the piezoelectric body is greater than that of the flying height control amount by the aerodynamic force, it is possible to simply turn off the drive voltage when the disk storage device stops operating. to forcibly separate the head 2 from the disk surface to prevent adhesion from occurring,
The impact resistance of the disk storage device during the suspension can be improved. In this case, since the amount of displacement of the piezoelectric body needs to be large, it is advantageous to use a laminated piezoelectric body as the piezoelectric body 20 rather than a single piezoelectric element. The embodiment shown in FIG. 3 is an example in which the support piece 12 has a rigid structure to improve shock resistance and vibration resistance during operation of the disk storage device, and the head 20 is attached to the support piece 12. Rigidity is imparted from the tip portion 12a to the base portion 12b connected to the piezoelectric body 20 by a press-formed grip 12c. From the base portion 12b to the distal end portion 12a, there is a tapered taper, although not as tapered as in FIG. 2, which serves to reduce the moment of inertia during operation as much as possible. Carriage 3 of base 12b
A flexible base 12d is provided on the side, which is provided with flexibility by a notch 12e as shown in FIG. 3b. Piezoelectric body 2o is carriage 3
It is interposed between the protrusion tip 3c and the aforementioned rigid base 12b. In this embodiment as well, the piezoelectric body 20 may move the head 2 away from the disk 1 or move it closer to the disk 1 using the driving voltage, and the latter is preferable for preventing adhesion during suspension of operation. ,of course,
The support of the base of the support piece 12 to the carriage 3 in the embodiment of FIG. 3 may be as shown in FIG. 2. In any of the embodiments described above, one electrode of each piezoelectric body 20 is fixedly connected to the carriage 3 serving as a support, and the other electrode is electrically insulated from the support piece while being connected by adhesive or other means. to be fixed to. The piezoelectric body 20 does not necessarily need to be provided at the base of the support piece as shown in FIGS. It is also possible to intervene. In this case, the base of the support piece is attached to the carriage 3 as in the prior art. In order to control the flying height of the head using the piezoelectric body attached as described above, it is first necessary to know the actual value of the flying height. A sensor for detecting the flying height, such as a Hall element, can be provided, but rather than using a special sensor, since the head is a type of sensor, it is easiest to use its output as the detection output. When using a sensor separate from the head, it is advantageous to place it away from the head in the circumferential direction of the disk so that it detects the flying height before the head. Even without this, the purpose of controlling the flying height of the head can be fully achieved. This aspect will be explained below with reference to FIG. Further, in the following description, as a best embodiment, it is assumed that the head operating force by the piezoelectric body 20 is applied in the direction of moving the head closer to the disk. A well-known read/write circuit 7 is generally used in the disk storage device 100, and a read signal RS from which information recorded on the disk is read is used for detecting the flying height. Even if no useful information has been written to or read from the disk, as long as the disk has been formatted, so-called synchronization and verification information has been recorded, so these formats can be used. The flying height can be detected from the read signal from which the flying information is read. As is well known, the read/write circuit 7 receives a head selection command H3 from the processor 10 mentioned above and places the designated head in a reading state or a writing state. Even if the writing data 〇 is given from the controller attached to the writing manual W, the reading signal R3 is output from the reading output R during the reading time of the synchronization information and collation information mentioned above. . This read signal R3
Although the illustrated amplifier 7a is actually incorporated into the read/write circuit 7 in many cases, it is shown extracted from the read/write circuit 7 in the figure for ease of understanding. As shown in the diagram, the read signal R5 from the amplifier 7a is an analog alternating current or pulsating waveform, and its level is easily fluctuated due to various reasons. The signal is then provided to the demodulation circuit 9, where it is converted into a variable U signal MRS using a known MFM system, etc., and output to the attached controller. However, in order to determine the flying height, the original read signal RSO whose level fluctuates as described above is required.
It is more useful to float in the present invention in the state before passing through the AGC circuit 8! configuring means 30. This levitation! ! A specific circuit example 1 of the detection means 30 is shown in FIG. It will be done. In the example of FIG. 1, the piezoelectric control means 40 has its comparison circuit 4
1 receives this actual value v1 at one input, and the target value v from the target value generation circuit 50 is given to the other input.
Compare with 2. A specific circuit example of this target value generation circuit 5° is also shown in FIG. 4, and of course the output of the target value v2 is for specifying an appropriate value for the floating world. The drive voltage generation circuit 60 generates the drive voltage DV necessary to drive the piezoelectric body 20 from the illustrated AC source, and also receives the comparison output from the comparison circuit 41 and generates the drive voltage DVO value according to the positive or negative value of the comparison output. It raises and lowers the The value of the drive voltage DV to be generated here differs depending on the type of piezoelectric material, but even if the piezoelectric material is a laminate, it may be up to 150 V at most, and can be easily obtained by rectifying a general AC power source. This generated drive voltage DV may be supplied to the piezoelectric body as it is, but in the illustrated embodiment, it is supplied from the piezoelectric body control means 40 via a switch 42 that is turned off by a command from the processor IO when the disk storage device 100 is inactive. Output. This switch 42 may be an ordinary analog switch, and it is advantageous to prevent the above-mentioned head from attracting if it is a switching type using two switches so that the drive voltage DV is cut off and the piezoelectric body 2o is grounded at the same time. . Further, in the illustrated embodiment, a switching means 70 is used attached to the piezoelectric control means 4o, and a head selection command H3 is used.
The drive voltage DV is selectively applied to the piezoelectric body 2o corresponding to the head specified by the head. This switching means 70 may also be an analog switch, and in this way, the head 2 on the piezoelectric body side to which the drive voltage is not supplied can be moved away from the disk 1 for safety. FIG. 4 shows a specific circuit example of the flying height detecting means 30 and the target value generating circuit 50. The amplifier circuit 31 of the flying height detection means 30 is not necessarily necessary when the read/write circuit 7 includes the amplifier 7a, but if there are too many high frequency components in the read signal, the amplifier circuit 31 of the flying height detection means 30 is used as an integral operation amplifier circuit to control the flying height. The rectifier circuit 32, which should be easy to detect, is for converting the AC read signal R3 into a DC signal according to its level value, and its output is connected to the resistor 33 and capacitor 34.
The flying height detection means 3o outputs the actual value vl through a smoothing circuit consisting of the following. The CR time constant of the smoothing circuit is selected to suppress pulsations in the actual value Vl due to unnecessary high frequency components in the read signal and to obtain the speed of the actual value required for piezoelectric body control. The target value generation circuit 50 is essentially a set value circuit, and may be any circuit that can generate a target value v2 that specifies an appropriate flying height using the adjustment resistor 51. A circuit for correcting this target value v2 according to the radial position is included. For this purpose, a biasing resistor 52 is connected in series with the adjusting resistor 51, and the analog output of the DA converter 53, which receives data indicating the radial position from the processor 10 at the interconnection point between the two, connects another adjusting resistor 54. It is given through. Even if the flying height of the head is the same, the level of the read signal R3 tends to increase when the head is located on the outer diameter side of the disk. It functions to raise the value v2 more than when it is on the inner diameter side. 5th TI! J shows a specific circuit example of the drive voltage generation circuit 60, which is powered by, for example, a 100V AC power supply,
The comparison result output of the comparison circuit 41 is received as a control signal CS. The DC voltage obtained by rectifying the AC voltage in the rectifier circuit 61 is passed through the switching transistor 62 to the freewheeling diode 64. A known circuit consisting of a reactor 65 and a capacitor 68 is provided. A regulator 63 for controlling the opening and closing of the switching transistor 62 is connected to the disk 66 . of the control signal CS and the generated drive voltage Dv.
67, and when the control signal commands an increase in the drive voltage DV, the on-time of the switching transistor 62 is increased to increase the value of the drive voltage DV; In the opposite case, it operates to lower it. Returning to FIG. 1, when the value of the actual value signal v1 from the flying height detecting means 30 is low and therefore indicates that the flying height is excessive, the piezoelectric control means 40 configured as described above performs the following:
A control signal C8 is issued to the drive voltage generation circuit 6o to increase the drive voltage, and the value of the drive voltage DV to the piezoelectric body 2o is increased to bring the head closer to the disk, and vice versa, the value of the drive voltage is increased. By lowering the head, the head is moved away from the disk. Levitation by piezoelectric material 1
1 Will? Even when II is combined with aerodynamic flying height control, the electrical control speed of the former can be much faster than the mechanical control speed of the latter, so
This enables more precise control than conventional control using only aerodynamic force, and even when an impact force with a high frequency component is applied to the disk storage device, the resulting fluctuations in flying height will be faster. This can improve the impact resistance of the device. [Effects of the Invention] As is already clear from the above description, according to the present invention, a piezoelectric body is incorporated in the mechanical support system of the head, and the piezoelectric body is incorporated in the mechanical support system of the head, and the By controlling the value of the drive voltage applied to the piezoelectric body using the piezoelectric body control means, the flying height of the head can be controlled more precisely and at a higher speed than in conventional flying height control using only aerodynamic force, which improves the operation of the disk storage device. Even if an impact force or vibration force is applied to the piezoelectric device, the operating stability of the disk storage device can be improved by quickly responding to fluctuations in the flying height and canceling out the influence of the external force. Advantageous implementation of the present invention in which the operating force exerted on the head by the human body is applied in the direction of bringing it closer to the disk.If we adopt the method B, a simple means of simply cutting off the drive voltage to the piezoelectric body when the disk storage device is not in operation can be used. By separating the head sufficiently from the disk surface, the impact resistance of the disk storage device when the disk storage device is at rest can be improved, and it is possible to eliminate the need for a complicated mechanism as in the prior art.
図はすべて本発明の説明用で、内第１図は本発明による
ディスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置の機能系統を
ディスク記憶装置の機械部の模式図とともに示すブロッ
ク回路図、第２図は圧電体のヘッドの機械支持系への組
込みと関連する支持片の一態様を示す支持系の側面図と
上面図、第３図は第２図とは異なる態様を示す支持系の
側面図と上面図、第４図は浮上量検出手段と圧電体制御
手段中の目標値発生回路との具体構成例を示す回路図、
第５図は圧電体制御手段内の駆動電圧発生回路の具体構
成例を示す回路図である１図において、
１：ディスク、２：ヘッド、３：支持体としてのキャリ
ッジ、７：リードライト回路、８ＦＡＧＣ回路、９：復
調回路、ｌＯ：ディスク記憶装置内組込プロセッサ、１
１，１２：支持片、２０：圧電体、３０：浮上量検出手
段、４０：圧電体制御手段、４１：比較回路、４２：駆
動電圧用スイッチ、５０：目標値発生回路、５１：適正
浮上型設定用調整抵抗、６０：駆動電圧発生回路、７０
：ＬＩ駆動電圧切換手段、Ｃ５：駆動電圧発生回路への
制御信号、δ：浮浮上、Ｏｖ：駆動電圧、Ｉｌｌヘッド
選択指令、ｖｌ：実際値信号、Ｖｌ目標値信号、である
。
Ｒオ人弁理士り５ 口 鳥
ｔ′：／
第１図
第２図
第３図All of the figures are for explaining the present invention, of which Figure 1 is a block circuit diagram showing the functional system of the head flying height control device for a disk storage device according to the invention together with a schematic diagram of the mechanical part of the disk storage device, and FIG. 3 is a side view and a top view of the support system showing one aspect of the support piece associated with the incorporation of the piezoelectric head into the mechanical support system; FIG. 3 is a side view and top view of the support system showing a different aspect from FIG. 2; 4 are circuit diagrams showing specific configuration examples of the flying height detection means and the target value generation circuit in the piezoelectric control means,
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a drive voltage generation circuit in the piezoelectric control means. In FIG. 1, 1: disk, 2: head, 3: carriage as support, 7: read/write circuit, 8 FAGC circuit, 9: demodulation circuit, lO: embedded processor in disk storage device, 1
1, 12: Support piece, 20: Piezoelectric body, 30: Flying height detection means, 40: Piezoelectric body control means, 41: Comparison circuit, 42: Drive voltage switch, 50: Target value generation circuit, 51: Proper floating type Setting adjustment resistor, 60: Drive voltage generation circuit, 70
: LI drive voltage switching means, C5: control signal to the drive voltage generation circuit, δ: floating, Ov: drive voltage, Ill head selection command, vl: actual value signal, Vl target value signal. R's Patent Attorney 5 Mouth Tori t':/ Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
ィスク面からの浮上量の制御装置であって、駆動電圧を
受けその値に応じて伸縮することにより前記浮上量を調
節可能にヘッドの機械支持系に対して機械的に結合され
た圧電体と、浮上量の実際値を検出する浮上量検出手段
と、該浮上量検出手段からの浮上量実際値を受け該値に
基づいて圧電体に対する駆動電圧を発生して浮上量を所
定の適正値に制御する圧電体制御手段とを備えてなるデ
ィスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、圧電体
が先端でヘッドを支承する支持片とヘッドのディスクの
径方向位置を決定するための支持体との間に設けられた
ことを特徴とするディスク記憶装置のヘッド浮上量制御
装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、圧電体
がヘッドを支承するための支持片の先端部とヘッドとの
間に介在させて設けられたことを特徴とするディスク記
憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに
記載の装置において、支持片が機械的に柔に構成された
ことを特徴とするディスク記憶装置のヘッド浮上量制御
装置。 ５）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに
記載の装置において、支持片が機械的に剛に構成され、
浮上量が圧電体の伸縮のみによって調節されることを特
徴とするディスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ６）特許請求の範囲第１項記載の装置において、圧電体
として圧電素子の積層体が用いられることを特徴とする
ディスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ７）特許請求の範囲第１項記載の装置において、圧電体
が駆動電圧を受けたときヘッドをディスク面に近付かせ
る方向に調節可能なようにヘッドの機械支持系に結合さ
れ、ヘッドの非読み書き時には圧電体制御手段からの圧
電体に対する駆動電圧が断たれるようにしたことを特徴
とするディスク記憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ８）特許請求の範囲第１項記載の装置において、浮上量
検出手段がヘッドからディスクに書き込まれた情報を読
み出した読取信号を受け、該信号のレベル値を浮上量の
実際値として出力するようにしたことを特徴とするディ
スク記憶装置のヘッド浮上量制御装置。 ９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、圧電体
制御手段が浮上量検出手段からの浮上量実際値と浮上量
の適正値を指定する目標値とを比較する手段を含み、該
比較手段の出力により圧電体に対する駆動電圧の発生値
を制御するようにしたことを特徴とするディスク記憶装
置のヘッド浮上量制御装置。 １０）特許請求の範囲第９項記載の装置において、目標
値がヘッドのディスクの径方向位置に応じて補正される
ことを特徴とするディスク記憶装置のヘッド浮上量制御
装置。 １１）特許請求の範囲第１項記載の装置において、浮上
量検出手段がヘッドとは別体のセンサであり、ヘッドと
並べてかつヘッドからディスクの周方向にずらされて配
置されることを特徴とするディスク記憶装置のヘッド浮
上量制御装置。[Scope of Claims] 1) A device for controlling the flying height of a head for reading and writing information recorded on a disk from the disk surface, which adjusts the flying height by receiving a drive voltage and expanding or contracting in accordance with the value of the drive voltage. a piezoelectric body mechanically coupled to the mechanical support system of the head; a flying height detection means for detecting an actual value of the flying height; 1. A head flying height control device for a disk storage device, comprising piezoelectric control means for controlling the flying height to a predetermined appropriate value by generating a drive voltage for the piezoelectric material based on the piezoelectric material. 2) The device according to claim 1, characterized in that a piezoelectric body is provided between a support piece that supports the head at its tip and a support for determining the radial position of the disk of the head. A head flying height control device for a disk storage device. 3) A head of a disk storage device according to claim 1, characterized in that a piezoelectric body is interposed between the head and the tip of a support piece for supporting the head. Floating height control device. 4) A head flying height control device for a disk storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the support piece is mechanically flexible. 5) In the device according to any one of claims 1 to 3, the support piece is configured to be mechanically rigid;
A head flying height control device for a disk storage device, wherein the flying height is adjusted only by expansion and contraction of a piezoelectric body. 6) A head flying height control device for a disk storage device according to claim 1, wherein a stack of piezoelectric elements is used as the piezoelectric body. 7) In the device according to claim 1, the piezoelectric body is coupled to the mechanical support system of the head so as to be adjustable in the direction of moving the head closer to the disk surface when receiving a driving voltage, and 1. A head flying height control device for a disk storage device, characterized in that a drive voltage applied to the piezoelectric body from a piezoelectric body control means is sometimes cut off. 8) In the device according to claim 1, the flying height detecting means receives a read signal from the head for reading information written on the disk, and outputs the level value of the signal as an actual value of the flying height. A head flying height control device for a disk storage device, characterized in that: 9) The apparatus according to claim 8, wherein the piezoelectric control means includes means for comparing an actual value of the flying height from the flying height detecting means with a target value specifying a proper value of the flying height, and 1. A head flying height control device for a disk storage device, characterized in that a generated value of a drive voltage for a piezoelectric body is controlled by an output of a means. 10) A head flying height control device for a disk storage device according to claim 9, wherein the target value is corrected according to the radial position of the head on the disk. 11) The device according to claim 1, characterized in that the flying height detection means is a sensor separate from the head, and is arranged in line with the head and offset from the head in the circumferential direction of the disk. Head flying height control device for disk storage devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860686A JPS6394479A (en) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | Head floating quantity controller for disk storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860686A JPS6394479A (en) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | Head floating quantity controller for disk storage device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6394479A true JPS6394479A (en) | 1988-04-25 |
Family
ID=17032677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23860686A Pending JPS6394479A (en) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | Head floating quantity controller for disk storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6394479A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016062744A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社アドバンテスト | Electronic device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083280A (en) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Fujitsu Ltd | Magnetic disk device |
| JPS61172284A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-02 | Fujitsu Ltd | Magnetic disc device |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP23860686A patent/JPS6394479A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083280A (en) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Fujitsu Ltd | Magnetic disk device |
| JPS61172284A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-02 | Fujitsu Ltd | Magnetic disc device |
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