FR2749696A1

FR2749696A1 - Precision rotary assembly for head arm of hard disc

Info

Publication number: FR2749696A1
Application number: FR9612556A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Lazzari; Roberto Gemi
Original assignee: Silmag SA
Current assignee: Silmag SA
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1997-12-12

Abstract

The assembly is used for the arm supporting a hard disc read/write head. The arm rotates about a transverse pivot (16), driven in rotation by a coil (20) moving inside a magnet at the outer end of the arm. A second supplementary drive (50) is positioned between the main coil and the arm itself to provide fine control of the position of the heads. The supplementary drive is a piezo-electric bar (56) which can provide minor deflections of the arm. The main coil is attached to the arm by two flexible strips (52,54) to allow relative movement between main drive coil and head arm.

Description

ASSEMBLAGE ROTATIF DE PRECISION
POUR MEMOIRE A DISQUE
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention a pour objet un assemblage rotatif de précision. Elle trouve une application dans la réalisation de mémoires à disque.PRECISION ROTARY ASSEMBLY
FOR DISC MEMORY
DESCRIPTION
Technical area
The present invention relates to a precision rotary assembly. It finds an application in the production of disk memories.

Etat de la technique antérieure
Dans les mémoires à disque, les informations sont lues et/ou écrites par des têtes magnétiques disposées à l'extrémité de moyens flexibles de suspension. Sur la figure 1 annexée, on voit de telles têtes 10 et des moyens flexibles 12 dans le cas où la mémoire comprend plusieurs disques, chaque disque travaillant sur ses deux faces. L'ensemble des moyens flexibles forme une espèce de peigne qui est fixé à un bras 14. Le bras 14 est relié à une pièce rigide 18 qui supporte un enroulement conducteur 20 en forme de bobine plate.State of the art
In disc memories, the information is read and / or written by magnetic heads placed at the end of flexible suspension means. In Figure 1 attached, we see such heads 10 and flexible means 12 in the case where the memory comprises several discs, each disc working on its two faces. The set of flexible means forms a sort of comb which is fixed to an arm 14. The arm 14 is connected to a rigid part 18 which supports a conductive winding 20 in the form of a flat coil.

Cette bobine est parcourue par un courant délivré par un circuit d'alimentation non représenté, ce courant étant défini à partir de signaux de positionnement des têtes par rapport à la piste d'enregistrement, comme on le comprendra mieux par la suite. L'assemblage représenté comprend encore un aimant permanent 22, dont les deux pôles encadrent la bobine plate 20. Cet aimant est monté sur une platine non représentée. Se trouve ainsi constitué une sorte de moteur électrique, que l'on peut appeler "actuateur", ou de façon plus générique, "moyen de commande de rotation". This coil is traversed by a current delivered by a supply circuit not shown, this current being defined from signals for positioning the heads relative to the recording track, as will be better understood later. The assembly shown also comprises a permanent magnet 22, the two poles of which frame the flat coil 20. This magnet is mounted on a plate, not shown. There is thus constituted a kind of electric motor, which can be called "actuator", or more generically, "rotation control means".

Un tel assemblage porte aussi le nom de "Head
Stack Assembly" en terminologie anglosaxonne, ou HSA en abrégé.Such an assembly also bears the name of "Head
Stack Assembly "in English terminology, or HSA for short.

Le disque où sont enregistrées les informations est schématiquement représenté sur la figure 2. Il comprend des secteurs, par exemple une cinquantaine, chaque secteur comprenant un grand nombre de pistes en forme d'arc de cercle. On voit ainsi, sur la figure 2, un secteur 30 avec l'une des pistes référencées 32. The disc where the information is recorded is schematically represented in FIG. 2. It comprises sectors, for example around fifty, each sector comprising a large number of tracks in the shape of an arc of a circle. We can thus see, in FIG. 2, a sector 30 with one of the tracks referenced 32.

Chaque piste comprend trois zones : d'abord une zone 34 de centrage, puis une zone 36 d'adressage, enfin une zone 38 contenant les données mémorisées.Each track comprises three zones: first a centering zone 34, then an addressing zone 36, finally a zone 38 containing the stored data.

La figure 3 montre, de manière plus détaillée, ces trois zones, ainsi qu'une tête magnétique 40 balayant une telle piste. La zone de centrage 34 comprend des éléments binaires d'information positifs 35, tous placés d'un même côté de l'axe médian de la piste, et des éléments binaires d'information négatifs 37, tous placés de l'autre côté de ce même axe médian. Lorsque la tête passe au-dessus de la zone de centrage, elle délivre des signaux alternativement positifs et négatifs. Si la tête est parfaitement centrée, l'amplitude du signal correspondant aux éléments positifs 35 est égale à celle du signal correspondant aux éléments négatifs. Mais, si la tête est excentrée, l'une des deux amplitudes va l'emporter et le signal d'erreur correspondant constituera un signal qui pourra être utilisé pour recentrer la tête et lui faire suivre exactement l'axe médian de la piste. FIG. 3 shows, in more detail, these three zones, as well as a magnetic head 40 scanning such a track. The centering zone 34 includes binary positive information elements 35, all placed on the same side of the center line of the track, and negative information binary elements 37, all placed on the other side of this track. same median axis. When the head passes over the centering zone, it delivers alternately positive and negative signals. If the head is perfectly centered, the amplitude of the signal corresponding to the positive elements 35 is equal to that of the signal corresponding to the negative elements. But, if the head is off-center, one of the two amplitudes will prevail and the corresponding error signal will constitute a signal which can be used to re-center the head and make it follow exactly the median axis of the track.

Les incertitudes de ces opérations de suivi de piste (en anglais "tracking") proviennent, pour environ 45%, du rapport signal sur bruit du signal de centrage, fourni par la tête, pour environ 25% de la non concentricité de rotation du disque (incertitude de précession, incertitudes apportées par l'axe de rotation des disques, etc. . .) et enfin pour 30%, des vibrations incontrôlées de l'actuateur, du patin et de la platine mécanique de la mémoire elle-même. The uncertainties of these tracking operations come in for about 45% from the signal-to-noise ratio of the centering signal supplied by the head, for about 25% of the disc rotation's non-concentricity (uncertainty of precession, uncertainties brought by the axis of rotation of the discs, etc.) and finally for 30%, uncontrolled vibrations of the actuator, the pad and the mechanical stage of the memory itself.

La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. The object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks.

Exposé de l'invention
A cette fin, l'invention préconise d'ajouter des seconds moyens de commande de rotation, autrement dit un second moteur (ou un second actuateur), plus fin et plus rapide que le premier, pour pouvoir ajuster plus finement et plus rapidement la position de la tête sur la piste d'enregistrement.Statement of the invention
To this end, the invention recommends adding second rotation control means, in other words a second motor (or a second actuator), thinner and faster than the first, in order to be able to adjust the position more finely and quickly. of the head on the recording track.

En quelque sorte, l'assemblage de l'invention travaille par double réglage, d'abord par un réglage grossier au moyen de l'actuateur traditionnel, ensuite par un réglage fin, par les moyens nouveaux constituant l'actuateur secondaire. In a way, the assembly of the invention works by double adjustment, first by a coarse adjustment by means of the traditional actuator, then by a fine adjustment, by the new means constituting the secondary actuator.

De façon précise, la présente invention a pour objet un assemblage rotatif de précision pour mémoire à disque, comprenant au moins une tête de lecture/écriture disposée à l'extrémité de moyens flexibles de suspension reliés à un bras, ce bras étant monté rotatif autour d'un axe, des premiers moyens de commande de la rotation du bras, cet assemblage étant caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des seconds moyens de commande de la rotation du bras, ces seconds moyens de commande étant aptes à assurer un réglage de la rotation plus fin et plus rapide que le réglage obtenu par les premiers moyens de commande. Specifically, the present invention relates to a rotary precision assembly for disk storage, comprising at least one read / write head disposed at the end of flexible suspension means connected to an arm, this arm being mounted to rotate around an axis, first means for controlling the rotation of the arm, this assembly being characterized by the fact that it further comprises second means for controlling the rotation of the arm, these second control means being capable of ensuring a finer and faster adjustment of the rotation than the adjustment obtained by the first control means.

De préférence, les seconds moyens de commande de la rotation du bras sont du type piézoélectrique. Preferably, the second means for controlling the rotation of the arm are of the piezoelectric type.

De manière avantageuse, les moyens de type piézoélectrique comprennent au moins un barreau piézoélectrique. Advantageously, the piezoelectric type means comprise at least one piezoelectric bar.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'assemblage comprend, en outre, au moins un capteur de déplacement placé à proximité de la ou des tête(s), le ou les capteur(s) de déplacement délivrant un signal qui est appliqué au circuit électronique. According to another characteristic of the invention, the assembly further comprises at least one displacement sensor placed close to the head (s), the displacement sensor (s) delivering a signal which is applied to the electronic circuit.

De préférence, ces capteurs de déplacement sont aptes à fournir des signaux liés à la vitesse et/ou à l'accélération et/ou aux vibrations du patin de vol. Preferably, these displacement sensors are capable of providing signals related to the speed and / or to the acceleration and / or to the vibrations of the flight pad.

Dans une variante avantageuse, le ou les capteur(s) est (sont) sensible(s) aux vibrations du patin, et le circuit électronique délivre aux seconds moyens de commande un signal tel que le mouvement de rotation produit par ces seconds moyens de commande soit un mouvement de vibration en opposition de phase par rapport aux vibrations détectées par le capteur, de sorte que ces vibrations se trouvent être amorties. In an advantageous variant, the sensor (s) is (are) sensitive to vibration of the shoe, and the electronic circuit delivers to the second control means a signal such as the rotational movement produced by these second control means or a vibration movement in phase opposition with respect to the vibrations detected by the sensor, so that these vibrations are found to be damped.

Brève description des dessins
- la figure 1, déjà décrite, montre un assemblage
rotatif connu
- la figure 2, déjà décrite, montre, de manière
schématique, l'organisation d'un disque avec
ses secteurs et ses pistes
- la figure 3, déjà décrite, montre la structure
d'une piste avec ses zones de centrage,
d'adresse et d'informations
- la figure 4 illustre un premier mode de
réalisation d'un assemblage conforme à l'invention ;
- la figure 5 montre un détail de ce premier mode
de réalisation
- la figure 6 illustre un deuxième mode de
réalisation
- la figure 7 illustre un troisième mode de
réalisation
- la figure 8 illustre un quatrième mode de
réalisation
- la figure 9 illustre un cinquième mode de
réalisation.Brief description of the drawings
- Figure 1, already described, shows an assembly
known rotary
- Figure 2, already described, shows, so
schematic, the organization of a disc with
its sectors and tracks
- Figure 3, already described, shows the structure
a track with its centering zones,
address and information
- Figure 4 illustrates a first mode of
production of an assembly in accordance with the invention;
- Figure 5 shows a detail of this first mode
of achievement
- Figure 6 illustrates a second mode of
production
- Figure 7 illustrates a third mode of
production
- Figure 8 illustrates a fourth mode of
production
- Figure 9 illustrates a fifth mode of
production.

Exposé détaillé de modes de réalisation
Sur la figure 4 est illustré un premier mode de réalisation d'un assemblage conforme à l'invention. On retrouve, sur cette figure, des moyens déjà représentés sur la figure 1, à savoir la (les) tête(s) 10, les moyens flexibles 12, le bras 14 monté rotatif autour de l'axe 16, la pièce arrière 18 supportant la bobine plate 20 et l'aimant, schématisé par un pôle unique 22, et monté sur la platine fixe. Les seconds moyens de commande, caractéristiques de l'invention, sont représentés symboliquement par l'élément 50. Sur l'exemple illustré, ces moyens sont placés entre l'axe 16 et les premiers moyens de commande 18, 20, 22. Mais, dans un autre mode de réalisation, qui sera illustré sur la figure 9, cet élément pourrait être placé entre l'axe 16 et l'ensemble bras 14-flexibles 12. Dans les deux cas, les premiers moyens de commande (autrement dit le premier moteur) et le bras, sont reliés par un attelage déformable. Il peut s'agir, par exemple, de lames métalliques souples 52, 54.Detailed description of embodiments
In Figure 4 is illustrated a first embodiment of an assembly according to the invention. We find, in this figure, means already shown in Figure 1, namely the head (s) 10, the flexible means 12, the arm 14 rotatably mounted around the axis 16, the rear part 18 supporting the flat coil 20 and the magnet, shown diagrammatically by a single pole 22, and mounted on the fixed plate. The second control means, characteristic of the invention, are symbolically represented by the element 50. In the example illustrated, these means are placed between the axis 16 and the first control means 18, 20, 22. But, in another embodiment, which will be illustrated in FIG. 9, this element could be placed between the axis 16 and the 14-flexible arm assembly 12. In both cases, the first control means (in other words the first motor) and the arm, are connected by a deformable hitch. It can be, for example, flexible metal blades 52, 54.

Pour en revenir au cas où le second moteur est placé entre les premiers moyens de commande et l'axe, un mode particulier de réalisation de ce cas est illustré sur la figure 5. To return to the case where the second motor is placed between the first control means and the axis, a particular embodiment of this case is illustrated in FIG. 5.

Sur cette figure, le second moteur 50 comprend un barreau monocristallin piézoélectrique 56, câlé sur le moteur principal et poussé contre le bras 14 au moyen d'un matériau souple 58, comme une mousse de silicone. In this figure, the second motor 50 comprises a piezoelectric monocrystalline bar 56, wired on the main motor and pushed against the arm 14 by means of a flexible material 58, such as silicone foam.

Le barreau 56 est collé à une pastille 60, par exemple en céramique. Face à cette pastille 60 se trouve une barrette 62, par exemple elle aussi en céramique, collée au bras 14.The bar 56 is glued to a patch 60, for example made of ceramic. Facing this patch 60 is a bar 62, for example also made of ceramic, glued to the arm 14.

Cet ensemble fonctionne par actions répétitives. This set works by repetitive actions.

Le barreau 56, soumis à une tension, déplace légèrement la barrette 62, puis reprend sa place et déplace à nouveau la barrette, etc... Le déplacement est donc cumulatif et peut atteindre quelques micromètres.The bar 56, subjected to a tension, slightly displaces the bar 62, then resumes its place and moves the bar again, etc. The displacement is therefore cumulative and can reach a few micrometers.

Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 6, un barreau piézoélectrique 64, toujours monté entre le premier moteur et l'axe, se déforme et entraîne en rotation le bras 14. Mais, à la différence de la variante de la figure 5, l'action est unique et donc de moindre amplitude (inférieure au micromètre). According to another embodiment illustrated in Figure 6, a piezoelectric bar 64, always mounted between the first motor and the axis, deforms and rotates the arm 14. But, unlike the variant of Figure 5 , the action is unique and therefore of lesser amplitude (less than a micrometer).

Sur la figure 7 est représenté encore un autre mode de réalisation où le barreau piézoélectrique 70 a sa direction longitudinale sensiblement parallèle au plan médian 15 de l'assemblage, comme dans les modes de réalisation des figures 4, 5 et 6, mais sensiblement perpendiculaire à ce plan médian. L'allongement ou le raccourcissement de ce barreau provoque la rotation du bras 14 par rapport à la pièce 18. In FIG. 7 is represented yet another embodiment where the piezoelectric bar 70 has its longitudinal direction substantially parallel to the median plane 15 of the assembly, as in the embodiments of FIGS. 4, 5 and 6, but substantially perpendicular to this median plane. The lengthening or shortening of this bar causes the arm 14 to rotate relative to the part 18.

Dans tous les modes de réalisation illustrés sur les figures 4, 5, 6 et 7, le bras 14 et la pièce rigide 18 sont reliées entre elles par une liaison souple formée, par exemple, par les lames 52, 54 visibles sur la figure 4, ces lames encadrant l'assemblage. De manière différente, et comme illustré sur la figure 8, la liaison souple peut être disposée sensiblement dans le plan médian 15 de l'assemblage sous forme d'une seule lame flexible 72. Les seconds moyens de commande peuvent alors être placés de part et d'autre de la lame 72, par exemple sous forme de deux barreaux piézoélectriques 741, 742 travaillant en opposition. In all the embodiments illustrated in FIGS. 4, 5, 6 and 7, the arm 14 and the rigid part 18 are connected together by a flexible connection formed, for example, by the blades 52, 54 visible in FIG. 4 , these blades framing the assembly. In a different manner, and as illustrated in FIG. 8, the flexible connection can be arranged substantially in the median plane 15 of the assembly in the form of a single flexible blade 72. The second control means can then be placed on the side and on the other side of the blade 72, for example in the form of two piezoelectric bars 741, 742 working in opposition.

Tous ces modes de réalisation, à un ou plusieurs barreaux piézoélectriques, peuvent être adoptés dans la variante de la figure 9 où les moyens piézoélectriques sont placés entre l'axe 16 et l'ensemble bras 14flexibles 12. All these embodiments, with one or more piezoelectric bars, can be adopted in the variant of FIG. 9 where the piezoelectric means are placed between the axis 16 and the flexible arm assembly 12.

Les seconds moyens de commande de la rotation fine et rapide du bras, autrement dit le second moteur, peuvent être commandés par tout circuit électronique connu. Ce circuit peut être du type de ceux que l'on rencontre dans l'alimentation des micromoteurs. Ce circuit peut être monté sur l'assemblage lui-même, soit sur le bras 14, soit sur la pièce 18 supportant la bobine plate. Son alimentation en électricité peut s'effectuer par un câble souple. The second means for controlling the fine and rapid rotation of the arm, in other words the second motor, can be controlled by any known electronic circuit. This circuit can be of the type encountered in the supply of micromotors. This circuit can be mounted on the assembly itself, either on the arm 14, or on the part 18 supporting the flat coil. It can be supplied with electricity by a flexible cable.

L'assemblage de l'invention peut comprendre en outre un ou des capteurs de déplacement, situé(s) à proximité des têtes magnétiques de lecture et/ou d'écriture, par exemple sur le patin de vol supportant les têtes. Ces capteurs, ou senseurs, sont reliés au circuit d'alimentation des seconds moyens de commande. The assembly of the invention may further comprise one or more displacement sensors, located near the magnetic read and / or write heads, for example on the flight pad supporting the heads. These sensors, or sensors, are connected to the supply circuit of the second control means.

Ces capteurs peuvent être sensibles à la vitesse et/ou à l'accélération et/ou aux vibrations du patin de vol. These sensors can be sensitive to the speed and / or acceleration and / or vibrations of the flight pad.

Le circuit électronique peut délivrer aux seconds moyens de commande un signal tel que le mouvement de rotation qui s'en suit soit un mouvement de vibration en opposition de phase avec les vibrations détectées par le capteur. Les vibrations du patin se trouvent alors amorties, voire supprimées. The electronic circuit can deliver a signal to the second control means such that the rotation movement which follows is a vibration movement in phase opposition with the vibrations detected by the sensor. The vibrations of the skate are then damped or even eliminated.

Claims

1. Precision rotary assembly for disk memory, comprising at least one read / write head (10) disposed at the end of flexible suspension means (12) connected to an arm (14), this arm (14) being rotatably mounted around an axis (16), first control means (18, 20) for the rotation of the arm (14), this assembly being characterized in that it further comprises second control means (50 , 64, 70, 741, 742) of the rotation of the arm (14), these second control means being capable of ensuring a finer and faster adjustment of the rotation than the adjustment obtained by the first control means (18, LO).

2. Assembly according to claim 1, in which the second means for controlling the rotation of the arm are of the piezoelectric type.

3. The assembly of claim 2, wherein the piezoelectric type means comprise at least one piezoelectric bar (56, 64, 70, 741, 742)

4. An assembly according to claim 2, in which the piezoelectric rod (s) is

(are) placed between the first control means

(18, 20, 22) and the axis of rotation (16).

5. The assembly of claim 2, wherein the bar (s) (s) is (are) placed (s) between the axis of rotation (16) and the arm assembly (14) flexible suspension (12) -heads ( 10).

6. The assembly of claim 3, wherein the piezoelectric bar (s) (s) (56, 64, 741, 742) has (have) a longitudinal direction substantially parallel to the median plane (15) of the assembly.

7. An assembly according to claim 3, wherein the piezoelectric bar (s) (s) (70) has (have) a longitudinal direction substantially perpendicular to the median plane (15) of the assembly.

8. The assembly of claim 3, wherein the first control means are connected to the arm (14) by a flexible connection.

9. The assembly of claim 8, wherein the flexible connection comprises two flexible blades (52, 54).

10. The assembly of claim 9, wherein the two flexible blades (52, 54) are arranged on the sides of the assembly, the second control means being placed between these two flexible blades.

11. The assembly of claim 8, wherein the flexible connection comprises a single flexible blade (72).

12. The assembly of claim 11, wherein the single flexible blade (72) is disposed substantially in the median plane (15) of the assembly, the second control means (741, 722) being placed on either side of this single blade (72).

13. The assembly of claim 1, wherein the second control means are controlled by an electronic circuit disposed in the vicinity of the heads.

14. The assembly of claim 1, further comprising at least one displacement sensor placed near the head (s)

(10), the displacement sensor (s) delivering a signal which is applied to the electronic circuit.

15. The assembly of claim 14, wherein the head (s) (10) being placed on a flight pad, the sensor (s) is (are) placed (s) on the flight pad.

16. An assembly according to claim 15, in which the displacement sensor (s) is (are) able to supply signals related to the speed and / or to the acceleration and / or to the vibrations of the skid of flight.

17. The assembly as claimed in claim 16, in which the electronic circuit delivers to the second control means a signal such that the rotational movement produced by these second control means is a vibration movement in phase opposition with respect to the vibrations detected by the sensor, so that these vibrations happen to be dampened.