JP2000132929A - ディスク装置 - Google Patents
ディスク装置Info
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- JP2000132929A JP2000132929A JP10302396A JP30239698A JP2000132929A JP 2000132929 A JP2000132929 A JP 2000132929A JP 10302396 A JP10302396 A JP 10302396A JP 30239698 A JP30239698 A JP 30239698A JP 2000132929 A JP2000132929 A JP 2000132929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- head
- fine
- coarse
- fine movement
- Prior art date
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- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
- G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二つ以上の高応答小ストロークの微動アクチ
ュエータと、低応答大ストロークの粗動アクチュエータ
とを協調させて二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に
位置決め制御するディスク装置を提供する。 【解決手段】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータ１１と、ストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータ５、６
と、第二の微動アクチュエータ７、８と、ディスク面１
２上のトラックに第一の微動アクチュエータで駆動され
るヘッド１を位置決めすると同時に、第二のディスク面
１３上のトラックに第二の微動アクチュエータでヘッド
２を位置決めし、ヘッド１の位置決め位置とヘッド２の
位置決め位置との中心位置に粗動アクチュエータ１１が
追従動作を行うことを特徴とするディスク装置。以上に
より、データの転送速度の高速化や、ヘッド切り換え時
の高速化が可能となる。
ュエータと、低応答大ストロークの粗動アクチュエータ
とを協調させて二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に
位置決め制御するディスク装置を提供する。 【解決手段】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータ１１と、ストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータ５、６
と、第二の微動アクチュエータ７、８と、ディスク面１
２上のトラックに第一の微動アクチュエータで駆動され
るヘッド１を位置決めすると同時に、第二のディスク面
１３上のトラックに第二の微動アクチュエータでヘッド
２を位置決めし、ヘッド１の位置決め位置とヘッド２の
位置決め位置との中心位置に粗動アクチュエータ１１が
追従動作を行うことを特徴とするディスク装置。以上に
より、データの転送速度の高速化や、ヘッド切り換え時
の高速化が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
や光ディスク装置などのディスク装置に関するもので、
特に、高応答小ストロークの微動アクチュエータと、低
応答大ストロークの粗動アクチュエータとを協調させて
高速高精度な位置決め動作を実現するディスク装置に関
する。
や光ディスク装置などのディスク装置に関するもので、
特に、高応答小ストロークの微動アクチュエータと、低
応答大ストロークの粗動アクチュエータとを協調させて
高速高精度な位置決め動作を実現するディスク装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディスク装置、例えば磁気ディスク装置
においては、高密度に記録された情報を高速でアクセス
するために、アクチュエータによって駆動される磁気ヘ
ッドを目的のトラックへ高速に移動させ（シーク制
御）、目的のトラック中心に高精度に追従させる（フォ
ロイング制御）ことが要求される。このためには、アク
チュエータの軽量化および位置決め制御系の高帯域化が
必要となるが、軽量化すると剛性が低下するためにアク
チュエータの機構共振周波数を上げることには一定の限
界があり、位置決め制御系の帯域はこれによって制限さ
れる。
においては、高密度に記録された情報を高速でアクセス
するために、アクチュエータによって駆動される磁気ヘ
ッドを目的のトラックへ高速に移動させ（シーク制
御）、目的のトラック中心に高精度に追従させる（フォ
ロイング制御）ことが要求される。このためには、アク
チュエータの軽量化および位置決め制御系の高帯域化が
必要となるが、軽量化すると剛性が低下するためにアク
チュエータの機構共振周波数を上げることには一定の限
界があり、位置決め制御系の帯域はこれによって制限さ
れる。
【０００３】現在の磁気ディスク装置のトラック幅は３
μｍ程度であり、位置決め精度は０．３μｍ程度であ
る。将来の磁気ディスク装置に要求されるトラック幅は
１μｍ以下であり、その時の位置決め精度は０．１μｍ
以下を達成しなければならない。この位置決め精度を達
成するには、制御系の帯域を現状の５００Ｈｚ程度から
２ｋＨｚ以上に拡大する必要がある。
μｍ程度であり、位置決め精度は０．３μｍ程度であ
る。将来の磁気ディスク装置に要求されるトラック幅は
１μｍ以下であり、その時の位置決め精度は０．１μｍ
以下を達成しなければならない。この位置決め精度を達
成するには、制御系の帯域を現状の５００Ｈｚ程度から
２ｋＨｚ以上に拡大する必要がある。
【０００４】従来より、ボイスコイルモータで構成され
る粗動アクチュエータと、ピエゾ素子等で構成される微
動アクチュエータとを組み合わせて磁気ヘッドを高速高
精度に位置決めする技術が知られている。例えば、特開
平４−３６８６７６号公報には、粗動アクチュエータの
制御系と微動アクチュエータの制御系とを協調させて制
御系の高帯域化を実現する技術が開示されている。
る粗動アクチュエータと、ピエゾ素子等で構成される微
動アクチュエータとを組み合わせて磁気ヘッドを高速高
精度に位置決めする技術が知られている。例えば、特開
平４−３６８６７６号公報には、粗動アクチュエータの
制御系と微動アクチュエータの制御系とを協調させて制
御系の高帯域化を実現する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、上位コン
トローラから指定された特定の一つのヘッドに対する微
動・粗動アクチュエータを用いた位置決め制御技術の問
題を解決した。しかし、微動・粗動アクチュエータを用
い二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に位置決め制御
する技術については多くの課題が残されている。
トローラから指定された特定の一つのヘッドに対する微
動・粗動アクチュエータを用いた位置決め制御技術の問
題を解決した。しかし、微動・粗動アクチュエータを用
い二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に位置決め制御
する技術については多くの課題が残されている。
【０００６】同一シリンダ上のデータを二つ以上のヘッ
ドを用いて同時に読むことが可能となれば、同時に大量
のデータを上位コントローラに転送することができる。
高速なデータの転送を実現するには、基本的にはビット
密度を詰め、ディスクを高速回転させることが重要であ
るが、磁気干渉の問題や、データ転送用の回路の問題に
より、ビット密度を詰めることには限界がある。そこ
で、同時に複数のデータを読み書きすることができれ
ば、ビット密度を詰めることなく、データ転送の高速化
を図ることができる。
ドを用いて同時に読むことが可能となれば、同時に大量
のデータを上位コントローラに転送することができる。
高速なデータの転送を実現するには、基本的にはビット
密度を詰め、ディスクを高速回転させることが重要であ
るが、磁気干渉の問題や、データ転送用の回路の問題に
より、ビット密度を詰めることには限界がある。そこ
で、同時に複数のデータを読み書きすることができれ
ば、ビット密度を詰めることなく、データ転送の高速化
を図ることができる。
【０００７】また、二つ以上のヘッドを用いてディスク
に予め記録されている位置情報を同時に読むことが可能
となれば、同一シリンダ上で連続的なヘッドの切換えを
行うことができる。連続的なデータの転送を実現するに
は、基本的には、ヘッド切り換えの移動時間を零にする
ことが重要であるが、多数のヘッドを支持するキャリッ
ジの熱などに起因した変形によりヘッド間には数μｍ以
下のずれが生じ、このため、ヘッド切り換え時の整定時
間を零にするには限界がある。そこで、二つ以上のヘッ
ドを用いて同時に位置情報を読み取ることが可能となれ
ば、所定のヘッドでデータを読み書きしている間に、予
め次に選択されるヘッドを所定のシリンダに位置決めす
ることによりヘッド切り換えの時間を零とすることがで
きる。ゆえに、二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に
位置決めする制御技術の課題は、重要であり、解決され
なければならない。
に予め記録されている位置情報を同時に読むことが可能
となれば、同一シリンダ上で連続的なヘッドの切換えを
行うことができる。連続的なデータの転送を実現するに
は、基本的には、ヘッド切り換えの移動時間を零にする
ことが重要であるが、多数のヘッドを支持するキャリッ
ジの熱などに起因した変形によりヘッド間には数μｍ以
下のずれが生じ、このため、ヘッド切り換え時の整定時
間を零にするには限界がある。そこで、二つ以上のヘッ
ドを用いて同時に位置情報を読み取ることが可能となれ
ば、所定のヘッドでデータを読み書きしている間に、予
め次に選択されるヘッドを所定のシリンダに位置決めす
ることによりヘッド切り換えの時間を零とすることがで
きる。ゆえに、二つ以上のヘッドを同時に高速高精度に
位置決めする制御技術の課題は、重要であり、解決され
なければならない。
【０００８】そこで、本発明の目的は、二つ以上の高応
答小ストロークの微動アクチュエータと、低応答大スト
ロークの粗動アクチュエータとを協調させて高速高精度
な位置決め動作を実現するディスク装置および位置決め
制御方式を提供することである。
答小ストロークの微動アクチュエータと、低応答大スト
ロークの粗動アクチュエータとを協調させて高速高精度
な位置決め動作を実現するディスク装置および位置決め
制御方式を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タと、第一のディスク面上の第一のトラックに該第一の
微動アクチュエータで駆動される第一のヘッドを位置決
めすると同時に、第二のディスク面上の第二のトラック
に該第二の微動アクチュエータで第二のヘッドを位置決
めする手段を設けたものである。
に、本発明は、ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タと、第一のディスク面上の第一のトラックに該第一の
微動アクチュエータで駆動される第一のヘッドを位置決
めすると同時に、第二のディスク面上の第二のトラック
に該第二の微動アクチュエータで第二のヘッドを位置決
めする手段を設けたものである。
【００１０】また、本発明は、ディスク全体にわたって
動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、該
粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが小
さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の微
動アクチュエータと、第一のディスク面上の第一のトラ
ックに該第一の微動アクチュエータで駆動される第一の
ヘッドを位置決めすると同時に、第二のディスク面上の
第二のトラックに該第二の微動アクチュエータで第二の
ヘッドを位置決めし、該第一のヘッドの位置決め位置と
該第二のヘッドの位置決め位置との中心位置に該粗動ア
クチュエータが追従動作を行う手段を設けたものであ
る。
動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、該
粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが小
さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の微
動アクチュエータと、第一のディスク面上の第一のトラ
ックに該第一の微動アクチュエータで駆動される第一の
ヘッドを位置決めすると同時に、第二のディスク面上の
第二のトラックに該第二の微動アクチュエータで第二の
ヘッドを位置決めし、該第一のヘッドの位置決め位置と
該第二のヘッドの位置決め位置との中心位置に該粗動ア
クチュエータが追従動作を行う手段を設けたものであ
る。
【００１１】さらに、本発明は、ディスク全体にわたっ
て動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、
該粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の
微動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータに
よって駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチ
ュエータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこ
とを特徴とするディスク装置において、前記第一の微動
アクチュエータの変位量と前記第二の微動アクチュエー
タの変位量とを加算した加算変位量と、前記第一のヘッ
ドの位置信号と第一の目標値とを比較した後の第一の誤
差信号と、前記第二のヘッドの位置信号と第一の目標値
とを比較した後の第二の誤差信号と、該加算位置信号と
該第一の誤差信号と該第二の誤差信号とを加算し、それ
らを平均した信号を前記粗動アクチュエータのフィード
バック補償器に印加する手段を設けたものである。
て動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、
該粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の
微動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータに
よって駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチ
ュエータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこ
とを特徴とするディスク装置において、前記第一の微動
アクチュエータの変位量と前記第二の微動アクチュエー
タの変位量とを加算した加算変位量と、前記第一のヘッ
ドの位置信号と第一の目標値とを比較した後の第一の誤
差信号と、前記第二のヘッドの位置信号と第一の目標値
とを比較した後の第二の誤差信号と、該加算位置信号と
該第一の誤差信号と該第二の誤差信号とを加算し、それ
らを平均した信号を前記粗動アクチュエータのフィード
バック補償器に印加する手段を設けたものである。
【００１２】そして、本発明は、ディスク全体にわたっ
て動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、
該粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の
微動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータに
よって駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチ
ュエータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこ
とを特徴とするディスク装置において、前記第一のヘッ
ドは第一のディスク面上に対向し、前記第二のヘッドは
第二のディスク面上に対向し、該第一のディスク面上に
一定間隔毎に位置情報を予め記録しておき、該第二のデ
ィスク面上には該第一のディスク面上に記録した位置情
報と位相をずらして予め記録する手段を設けたものであ
る。
て動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、
該粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが
小さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の
微動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータに
よって駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチ
ュエータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこ
とを特徴とするディスク装置において、前記第一のヘッ
ドは第一のディスク面上に対向し、前記第二のヘッドは
第二のディスク面上に対向し、該第一のディスク面上に
一定間隔毎に位置情報を予め記録しておき、該第二のデ
ィスク面上には該第一のディスク面上に記録した位置情
報と位相をずらして予め記録する手段を設けたものであ
る。
【００１３】また、本発明は、ディスク全体にわたって
動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、該
粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが小
さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の微
動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータによ
って駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチュ
エータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこと
を特徴とするディスク装置において、前記第一のヘッド
は第一のディスク面上に対向し、前記第二のヘッドは第
二のディスク面上に対向し、前記第一のヘッドが該第一
のディスク面上のトラックに追従制御している間に、前
記第二のヘッドが該第二のディスク面上の目的のトラッ
クに移動し、移動が完了したのちに、前記第一のヘッド
から前記第二のヘッドにデータの読み書きを実施するヘ
ッドを切換える手段を設けたものである。以上の解決手
段を３つ以上のヘッド、３つ以上の微動アクチュエータ
に対し実施することもできる。
動作可能なストロークをもつ粗動アクチュエータと、該
粗動アクチュエータによって移動可能でストロークが小
さく限られている第一の微動アクチュエータと第二の微
動アクチュエータと、該第一の微動アクチュエータによ
って駆動される第一のヘッドと、該第二の微動アクチュ
エータによって駆動される第二のヘッドとを備えたこと
を特徴とするディスク装置において、前記第一のヘッド
は第一のディスク面上に対向し、前記第二のヘッドは第
二のディスク面上に対向し、前記第一のヘッドが該第一
のディスク面上のトラックに追従制御している間に、前
記第二のヘッドが該第二のディスク面上の目的のトラッ
クに移動し、移動が完了したのちに、前記第一のヘッド
から前記第二のヘッドにデータの読み書きを実施するヘ
ッドを切換える手段を設けたものである。以上の解決手
段を３つ以上のヘッド、３つ以上の微動アクチュエータ
に対し実施することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り詳細に説明する。図１は、本発明に関わるディスク装
置の一実施例を示すハードウエアの構成図である。磁気
ディスク１２、１３は、スピンドルモータ１６により高
速に一定回転し、トラックのセクタの先頭にはあらかじ
め位置情報１４、１５が記録されている。
り詳細に説明する。図１は、本発明に関わるディスク装
置の一実施例を示すハードウエアの構成図である。磁気
ディスク１２、１３は、スピンドルモータ１６により高
速に一定回転し、トラックのセクタの先頭にはあらかじ
め位置情報１４、１５が記録されている。
【００１５】この磁気ディスク装置においては、同時に
二つの磁気ヘッドＡ：１と磁気ヘッドＢ：２を用いて、
対向するそれぞれのディスク１２、１３へのデータの読
み書きができるように、それぞれ独立したヘッドアンプ
２１、２２が存在する。磁気ヘッドＡ：１は、ばね３に
よって支えられ、ばね３は、ピエゾ素子５とピエゾ素子
６によって駆動され、ピエゾ素子５、６はキャリッジ９
に支持される。ピエゾ素子５が伸び、ピエゾ素子６が縮
むと、ヘッドは微小移動する。逆に、ピエゾ素子６が伸
び、ピエゾ素子５が縮むと、ヘッドは逆方向に微小移動
する。同様に、磁気ヘッドＢ：２は、ばね４によって支
えられ、ばね４は、ピエゾ素子７とピエゾ素子８によっ
て駆動され、ピエゾ素子７、８はキャリッジ９に支持さ
れる。
二つの磁気ヘッドＡ：１と磁気ヘッドＢ：２を用いて、
対向するそれぞれのディスク１２、１３へのデータの読
み書きができるように、それぞれ独立したヘッドアンプ
２１、２２が存在する。磁気ヘッドＡ：１は、ばね３に
よって支えられ、ばね３は、ピエゾ素子５とピエゾ素子
６によって駆動され、ピエゾ素子５、６はキャリッジ９
に支持される。ピエゾ素子５が伸び、ピエゾ素子６が縮
むと、ヘッドは微小移動する。逆に、ピエゾ素子６が伸
び、ピエゾ素子５が縮むと、ヘッドは逆方向に微小移動
する。同様に、磁気ヘッドＢ：２は、ばね４によって支
えられ、ばね４は、ピエゾ素子７とピエゾ素子８によっ
て駆動され、ピエゾ素子７、８はキャリッジ９に支持さ
れる。
【００１６】キャリッジ９は一体となってボイスコイル
モータ１１により駆動される。ボイスコイルモータ１１
の移動にともない、キャリッジ９は、ピボット軸１０を
中心にディスクの外周から内周方向あるいはその逆方向
に移動する。なお、以下では、ピエゾ素子５、６を微動
アクチュエータＡ、ピエゾ素子７、８を微動アクチュエ
ータＢ、ボイスコイルモータ１１を粗動アクチュエータ
として記述する。
モータ１１により駆動される。ボイスコイルモータ１１
の移動にともない、キャリッジ９は、ピボット軸１０を
中心にディスクの外周から内周方向あるいはその逆方向
に移動する。なお、以下では、ピエゾ素子５、６を微動
アクチュエータＡ、ピエゾ素子７、８を微動アクチュエ
ータＢ、ボイスコイルモータ１１を粗動アクチュエータ
として記述する。
【００１７】ディスク１２には、時刻Ｔｓ毎に位置情報
を予め記録させておく。ここでは、一例として二種類の
位置情報１４と位置情報１５を記録させた。位置情報１
４は、セクタの先頭を示すマーカ部、ＡＧＣ（オートマ
ティック・ゲイン・コントロール）引き込み部、トラッ
ク番号、相対位置を検出するためのバースト信号を記録
する。位置情報１５は、マーカ部およびバースト信号の
みを記録しておく。すべてのセクタにＡＧＣやトラック
番号を記録させないことで、データ領域の拡大を図るこ
とができる。さらに、ディスク１３には、ディスク１２
と同一の位置信号を位相を９０度ずらして記録してお
く。これにより、位置情報を復調する位置信号復調回路
２６と制御則を演算するマイクロプロセッサ３３の数を
減らすことができる。マイクロプロセッサ内の演算のタ
イミングについては、図２で後に詳細に説明する。
を予め記録させておく。ここでは、一例として二種類の
位置情報１４と位置情報１５を記録させた。位置情報１
４は、セクタの先頭を示すマーカ部、ＡＧＣ（オートマ
ティック・ゲイン・コントロール）引き込み部、トラッ
ク番号、相対位置を検出するためのバースト信号を記録
する。位置情報１５は、マーカ部およびバースト信号の
みを記録しておく。すべてのセクタにＡＧＣやトラック
番号を記録させないことで、データ領域の拡大を図るこ
とができる。さらに、ディスク１３には、ディスク１２
と同一の位置信号を位相を９０度ずらして記録してお
く。これにより、位置情報を復調する位置信号復調回路
２６と制御則を演算するマイクロプロセッサ３３の数を
減らすことができる。マイクロプロセッサ内の演算のタ
イミングについては、図２で後に詳細に説明する。
【００１８】位置情報は、位置信号復調回路２６によ
り、ヘッド位置信号ＹＡを生成する。位置信号は、目標
のオフセット量ＲＡと比較され、微動アクチュエータＡ
用の制御器３１により、微動アクチュエータＡの操作量
を演算する。微動アクチュエータは、高域の４０ｋＨｚ
程度に機構共振を有する。微動用アクチュエータの制御
器３１には、積分特性を持たせれば、微動アクチュエー
タＡを安定に動作可能である。同様にしてヘッド位置信
号ＹＢが生成され、目標のオフセット量ＲＢと比較さ
れ、微動アクチュエータＢ用の制御器２９により、微動
アクチュエータＢの操作量を演算する。微動用アクチュ
エータＢ用の制御器２９にも、積分特性をもたせれば、
微動アクチュエータＢを安定に動作できる。微動非干渉
制御器３２は、誤差ｅＡ、誤差ｅＢ、操作量ｕＡ、操作
量ｕＢを入力として、粗動アクチュエータを駆動する操
作量ｕＶ、微動アクチュエータＡの操作量の補正量、微
動アクチュエータＢの操作量の補正量を出力する。
り、ヘッド位置信号ＹＡを生成する。位置信号は、目標
のオフセット量ＲＡと比較され、微動アクチュエータＡ
用の制御器３１により、微動アクチュエータＡの操作量
を演算する。微動アクチュエータは、高域の４０ｋＨｚ
程度に機構共振を有する。微動用アクチュエータの制御
器３１には、積分特性を持たせれば、微動アクチュエー
タＡを安定に動作可能である。同様にしてヘッド位置信
号ＹＢが生成され、目標のオフセット量ＲＢと比較さ
れ、微動アクチュエータＢ用の制御器２９により、微動
アクチュエータＢの操作量を演算する。微動用アクチュ
エータＢ用の制御器２９にも、積分特性をもたせれば、
微動アクチュエータＢを安定に動作できる。微動非干渉
制御器３２は、誤差ｅＡ、誤差ｅＢ、操作量ｕＡ、操作
量ｕＢを入力として、粗動アクチュエータを駆動する操
作量ｕＶ、微動アクチュエータＡの操作量の補正量、微
動アクチュエータＢの操作量の補正量を出力する。
【００１９】非干渉制御器３２の詳細については、図３
にて説明するが、基本的には、２つの微動アクチュエー
タが互いに干渉することなく、かつ、粗動アクチュエー
タの動作が２つの微動アクチュエータの動作を考慮して
最適な位置に保持されるように制御側の演算がなされ
る。２つの微動アクチュエータは、その移動範囲が限定
されているため、（ここでは±１．１μｍとする）、２
つの微動アクチュエータと粗動アクチュエータの位置関
係によっては、微動アクチュエータの動作範囲外となっ
てしまい、望ましい動作をさせることが困難となる。例
えば、非干渉制御器３２は、微動アクチュエータＡによ
って駆動されるヘッドＡ：１と微動アクチュエータＢに
よって駆動されるヘッドＢ：２の中心位置に粗動アクチ
ュエータを位置決めすることを実現する。
にて説明するが、基本的には、２つの微動アクチュエー
タが互いに干渉することなく、かつ、粗動アクチュエー
タの動作が２つの微動アクチュエータの動作を考慮して
最適な位置に保持されるように制御側の演算がなされ
る。２つの微動アクチュエータは、その移動範囲が限定
されているため、（ここでは±１．１μｍとする）、２
つの微動アクチュエータと粗動アクチュエータの位置関
係によっては、微動アクチュエータの動作範囲外となっ
てしまい、望ましい動作をさせることが困難となる。例
えば、非干渉制御器３２は、微動アクチュエータＡによ
って駆動されるヘッドＡ：１と微動アクチュエータＢに
よって駆動されるヘッドＢ：２の中心位置に粗動アクチ
ュエータを位置決めすることを実現する。
【００２０】操作量ｕＡ、ｕＢ、ｕＶは、それぞれＤ／
Ａ変換回路２８、２５、２７でディジタル量からアナロ
グ量に変換され、アンプ２４、２０、２３に送出され、
それぞれピエゾ素子５、６、ピエゾ素子７、８、ボイス
コイルモータ１１が駆動される。ここで、微動アクチュ
エータＡ用アンプ２４は、ピエゾ素子５とピエゾ素子６
とには互いに逆符号の電圧を印加する。微動アクチュエ
ータＢ用アンプも同様に動作する。ブロック３３内は、
ディジタル信号を意味し、一つのマイクロプロセッサ３
３で演算実行する。
Ａ変換回路２８、２５、２７でディジタル量からアナロ
グ量に変換され、アンプ２４、２０、２３に送出され、
それぞれピエゾ素子５、６、ピエゾ素子７、８、ボイス
コイルモータ１１が駆動される。ここで、微動アクチュ
エータＡ用アンプ２４は、ピエゾ素子５とピエゾ素子６
とには互いに逆符号の電圧を印加する。微動アクチュエ
ータＢ用アンプも同様に動作する。ブロック３３内は、
ディジタル信号を意味し、一つのマイクロプロセッサ３
３で演算実行する。
【００２１】ただし、ここでは、一つのマイクロプロセ
ッサで、２つのヘッドを同時に位置決め制御するハード
ウエアの構成例を示したが、もちろん２つのマイクロプ
ロセッサで２つのヘッドを駆動する制御器の演算をパラ
レル演算することも容易に可能である。
ッサで、２つのヘッドを同時に位置決め制御するハード
ウエアの構成例を示したが、もちろん２つのマイクロプ
ロセッサで２つのヘッドを駆動する制御器の演算をパラ
レル演算することも容易に可能である。
【００２２】図２は、図１に示す本発明のハードウエア
の演算のタイミングを図式化したものである。ヘッド
Ａ：１で位置信号のマーカ部を読み取ると割り込みフラ
グ４０が発生する。この間隔は、サンプリングＴｓ毎に
発生する。ヘッドＢ：２に対する位置信号の割り込みフ
ラグ４１は、フラグ４０が発生した後、時刻Ｔｓ／２毎
に発生する。
の演算のタイミングを図式化したものである。ヘッド
Ａ：１で位置信号のマーカ部を読み取ると割り込みフラ
グ４０が発生する。この間隔は、サンプリングＴｓ毎に
発生する。ヘッドＢ：２に対する位置信号の割り込みフ
ラグ４１は、フラグ４０が発生した後、時刻Ｔｓ／２毎
に発生する。
【００２３】これは、図１に示す通り、位置情報をディ
スク１２とディスク１３とで、９０度位相をずらして記
録しているためである。位置信号の割り込みフラグ４
０、４１が発生すると、位置信号復調回路２６がＡ／Ｄ
変換を開始し４２、４３、位置信号ＹＡと位置信号ＹＢ
を生成する。位置信号ＹＡに基づき、マイクロプロセッ
サ３３は、微動アクチュエータＡの操作量ｕＡと粗動ア
クチュエータの操作量ｕＶの演算を実行する４４。微動
アクチュエータＡの操作量ｕＡが決定すると、微動アク
チュエータ対応Ｄ／Ａ変換フラグが立ち４６、Ｄ／Ａ変
換を開始し、アンプ２４に送出される。そして、粗動ア
クチュエータの操作量ｕＶが確定すると、粗動アクチュ
エータ対応Ｄ／Ａ変換フラグが立ち４８、Ｄ／Ａ変換を
開始し、アンプ２３に送出される。
スク１２とディスク１３とで、９０度位相をずらして記
録しているためである。位置信号の割り込みフラグ４
０、４１が発生すると、位置信号復調回路２６がＡ／Ｄ
変換を開始し４２、４３、位置信号ＹＡと位置信号ＹＢ
を生成する。位置信号ＹＡに基づき、マイクロプロセッ
サ３３は、微動アクチュエータＡの操作量ｕＡと粗動ア
クチュエータの操作量ｕＶの演算を実行する４４。微動
アクチュエータＡの操作量ｕＡが決定すると、微動アク
チュエータ対応Ｄ／Ａ変換フラグが立ち４６、Ｄ／Ａ変
換を開始し、アンプ２４に送出される。そして、粗動ア
クチュエータの操作量ｕＶが確定すると、粗動アクチュ
エータ対応Ｄ／Ａ変換フラグが立ち４８、Ｄ／Ａ変換を
開始し、アンプ２３に送出される。
【００２４】また、マイクロプロセッサ３３は、微動ア
クチュエータＢの操作量ｕＢの演算と粗動アクチュエー
タｕＶの演算を実行する４５が、それぞれが確定した時
点で、微動アクチュエータＢ対応Ｄ／Ａ変換フラグ４７
と粗動アクチュエータＤ／Ａ変換フラグ４９を立て、Ｄ
／Ａ変換を開始する。ここでは、ディスク１２とディス
ク１３に記録した位置信号の位相を９０度ずらすとして
いるが、ずらしかたは、９０度に限定してはなく、任意
の値にしてもよい。
クチュエータＢの操作量ｕＢの演算と粗動アクチュエー
タｕＶの演算を実行する４５が、それぞれが確定した時
点で、微動アクチュエータＢ対応Ｄ／Ａ変換フラグ４７
と粗動アクチュエータＤ／Ａ変換フラグ４９を立て、Ｄ
／Ａ変換を開始する。ここでは、ディスク１２とディス
ク１３に記録した位置信号の位相を９０度ずらすとして
いるが、ずらしかたは、９０度に限定してはなく、任意
の値にしてもよい。
【００２５】マイクロプロセッサ３３は、２つの微動ア
クチュエータと一つの粗動アクチュエータの演算４４、
４５を処理する必要がある。現在、粗動アクチュエータ
のみで位置決めを行い、サンプリング周波数Ｔｓが１０
０μｓのディスク装置においては、マイクロプロセッサ
を動作させるクロック周波数は３３ＭＨｚから５０ＭＨ
ｚのものが使われている。制御系の帯域を２ｋＨｚ以上
とするためには、サンプリング周波数Ｔｓを５０μｓ程
度にしなければならない。
クチュエータと一つの粗動アクチュエータの演算４４、
４５を処理する必要がある。現在、粗動アクチュエータ
のみで位置決めを行い、サンプリング周波数Ｔｓが１０
０μｓのディスク装置においては、マイクロプロセッサ
を動作させるクロック周波数は３３ＭＨｚから５０ＭＨ
ｚのものが使われている。制御系の帯域を２ｋＨｚ以上
とするためには、サンプリング周波数Ｔｓを５０μｓ程
度にしなければならない。
【００２６】すなわち、マイクロプロセッサのクロック
周波数は、倍の６６ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度としな
ければならない。この装置に一つの微動アクチュエータ
と一つの粗動アクチュエータを動作させる従来技術のデ
ィスク装置では微動アクチュエータの制御の演算が加わ
るため、約１．５倍の１００ＭＨｚから１５０ＭＨｚの
クロック周波数が必要となる。
周波数は、倍の６６ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度としな
ければならない。この装置に一つの微動アクチュエータ
と一つの粗動アクチュエータを動作させる従来技術のデ
ィスク装置では微動アクチュエータの制御の演算が加わ
るため、約１．５倍の１００ＭＨｚから１５０ＭＨｚの
クロック周波数が必要となる。
【００２７】さらに、本発明の２つの微動アクチュエー
タと一つの粗動アクチュエータを協調動作させるディス
ク装置では、さらに約１．５倍の１５０ＭＨｚから２２
５ＭＨｚのクロック周波数が必要となる。マイクロプロ
セッサの演算能力は、１５０ＭＨｚ程度以上のクロック
周波数を必要とするが、これは、１００ＭＨｚ程度のク
ロック周波数で可動するマイクロプロセッサを２つ使用
して２つの微動アクチュエータを並列に動作させるより
も安価に装置を構成することができる。
タと一つの粗動アクチュエータを協調動作させるディス
ク装置では、さらに約１．５倍の１５０ＭＨｚから２２
５ＭＨｚのクロック周波数が必要となる。マイクロプロ
セッサの演算能力は、１５０ＭＨｚ程度以上のクロック
周波数を必要とするが、これは、１００ＭＨｚ程度のク
ロック周波数で可動するマイクロプロセッサを２つ使用
して２つの微動アクチュエータを並列に動作させるより
も安価に装置を構成することができる。
【００２８】図３は、図１に示す本発明の実施例のハー
ドウエアの構成の一例をブロック線図に示したものであ
る。ここで、ＰＡ６０は、Ｄ／Ａ変換回路２８から微動
アクチュエータＡ：５、６を含みヘッドＡ：１の位置信
号までの伝達関数を表わし、ＣＡ６１は、微動アクチュ
エータＡ用の制御器３１の伝達関数を表わす。同様にＰ
Ｂ６４は、Ｄ／Ａ変換回路２５から微動アクチュエータ
Ｂ：７、８を含みヘッドＢ：２の位置信号までの伝達関
数を表わし、ＣＢ６５は、微動アクチュエータＢ用の制
御器２９の伝達関数を表わす。一方、ＰＶ６２は、Ｄ／
Ａ変換回路２７からボイスコイルモータ１１を含みキャ
リッジ９の特性までの伝達関数を表わし、ＣＶ６３は、
粗動アクチュエータ用の制御器３０の伝達関数を表わ
す。
ドウエアの構成の一例をブロック線図に示したものであ
る。ここで、ＰＡ６０は、Ｄ／Ａ変換回路２８から微動
アクチュエータＡ：５、６を含みヘッドＡ：１の位置信
号までの伝達関数を表わし、ＣＡ６１は、微動アクチュ
エータＡ用の制御器３１の伝達関数を表わす。同様にＰ
Ｂ６４は、Ｄ／Ａ変換回路２５から微動アクチュエータ
Ｂ：７、８を含みヘッドＢ：２の位置信号までの伝達関
数を表わし、ＣＢ６５は、微動アクチュエータＢ用の制
御器２９の伝達関数を表わす。一方、ＰＶ６２は、Ｄ／
Ａ変換回路２７からボイスコイルモータ１１を含みキャ
リッジ９の特性までの伝達関数を表わし、ＣＶ６３は、
粗動アクチュエータ用の制御器３０の伝達関数を表わ
す。
【００２９】図１の非干渉制御器３２は、図３ではブロ
ック６７で表わされる。この非干渉ブロック６７はいく
つかの特徴がある。ここでは、２つのヘッドを同時に位
置決めする構成について示すが、この考えは、３つ以上
のヘッドを同時に位置決めする構成にも容易に拡張する
ことができる。第一の特徴は、粗動アクチュエータの制
御器６３に対するフィードバック信号ｅＶとして、ヘッ
ドＡ：１の位置誤差信号ｅＡとヘッドＢ：２の位置誤差
信号ｅＢの加算信号６８を施していること。第二の特徴
は、微動アクチュエータＡの変位信号ｙＡと微動アクチ
ュエータＢの変位信号ｙＢの加算信号６９をさらにフィ
ードバック信号として制御器６３に施していること。第
三の特徴は、それらの誤差信号ｅＶの平均をとっている
ことである。
ック６７で表わされる。この非干渉ブロック６７はいく
つかの特徴がある。ここでは、２つのヘッドを同時に位
置決めする構成について示すが、この考えは、３つ以上
のヘッドを同時に位置決めする構成にも容易に拡張する
ことができる。第一の特徴は、粗動アクチュエータの制
御器６３に対するフィードバック信号ｅＶとして、ヘッ
ドＡ：１の位置誤差信号ｅＡとヘッドＢ：２の位置誤差
信号ｅＢの加算信号６８を施していること。第二の特徴
は、微動アクチュエータＡの変位信号ｙＡと微動アクチ
ュエータＢの変位信号ｙＢの加算信号６９をさらにフィ
ードバック信号として制御器６３に施していること。第
三の特徴は、それらの誤差信号ｅＶの平均をとっている
ことである。
【００３０】実際のシステムでは、微動アクチュエータ
の変位ｙＡやｙＢを検出することは困難なため、ピエゾ
素子の入出力関係がほぼ比例関係であることより、操作
量ｕＡを用いて変位ｙＡを推定することとする。また、
オブザーバ等の理論を用いても変位ｙＡを推定すること
は可能である。同様にして変位ｙＢも推定する。位置誤
差ｅＡとｅＢを減少させるよう粗動アクチュエータは駆
動する一方、応答しきれずに残された偏差をそれぞれの
微動アクチュエータの制御器６１、６５で圧縮する。さ
らに、微動アクチュエータＡと微動アクチュエータＢの
出力位置の中心に粗動アクチュエータを位置決めする。
これにより、ストロークが狭く限られた微動アクチュエ
ータの能力を最大限に生かすことができる。
の変位ｙＡやｙＢを検出することは困難なため、ピエゾ
素子の入出力関係がほぼ比例関係であることより、操作
量ｕＡを用いて変位ｙＡを推定することとする。また、
オブザーバ等の理論を用いても変位ｙＡを推定すること
は可能である。同様にして変位ｙＢも推定する。位置誤
差ｅＡとｅＢを減少させるよう粗動アクチュエータは駆
動する一方、応答しきれずに残された偏差をそれぞれの
微動アクチュエータの制御器６１、６５で圧縮する。さ
らに、微動アクチュエータＡと微動アクチュエータＢの
出力位置の中心に粗動アクチュエータを位置決めする。
これにより、ストロークが狭く限られた微動アクチュエ
ータの能力を最大限に生かすことができる。
【００３１】以上の議論を数式を用いてより詳細に説明
する。微動アクチュエータＡに関しては次式が成立す
る。
する。微動アクチュエータＡに関しては次式が成立す
る。
【数１】
【００３２】同様に微動アクチュエータＢに関しては、
次式が成立する。
次式が成立する。
【数２】
【００３３】また、ヘッド位置信号は、以下である。
【数３】
【数４】
【００３４】さらに、粗動アクチュエータに関しては次
式が成立し、これは（数３）、（数４）を用いて展開で
きる。
式が成立し、これは（数３）、（数４）を用いて展開で
きる。
【数５】
【００３５】（数５）の関係より、粗動アクチュエータ
の位置ｙＶの関係式は以下となる。
の位置ｙＶの関係式は以下となる。
【数６】
【００３６】このことは、粗動アクチュエータの位置ｙ
Ｖは、微動アクチュエータＡの目標位置ＲＡと微動アク
チュエータＢの目標位置ＲＢの平均値の位置に位置決め
可能なことを示している。上式の右辺第一項は、粗動ア
クチュエータと粗動アクチュエータ用制御器からなる閉
ループ関数を示している。この閉ループ特性の帯域は約
５００Ｈｚ程度に設定してある。
Ｖは、微動アクチュエータＡの目標位置ＲＡと微動アク
チュエータＢの目標位置ＲＢの平均値の位置に位置決め
可能なことを示している。上式の右辺第一項は、粗動ア
クチュエータと粗動アクチュエータ用制御器からなる閉
ループ関数を示している。この閉ループ特性の帯域は約
５００Ｈｚ程度に設定してある。
【００３７】また、（数１）を（数３）に代入するとヘ
ッドＡの位置信号
ッドＡの位置信号
【数７】 が得られ、（数２）を（数４）に代入するとヘッドＢの
位置信号
位置信号
【数８】 が得られる。
【００３８】（数７）は、微動アクチュエータＡによっ
て駆動されるヘッドＡの位置信号ＹＡと目標位置ＲＡお
よび粗動アクチュエータの位置ｙＶとの間の関係式を表
している。目標位置ＲＡからヘッド位置ＹＢまでの関係
は、微動アクチュエータＡとその制御器からなる閉ルー
プ系で定義され、さらに、粗動アクチュエータからヘッ
ド位置ＹＢまでの関係は、微動アクチュエータＡとその
制御機からなる感度関数で定義される。ここで、この閉
ループ特性の帯域は２ｋＨｚ以上であり、感度関数は、
２ｋＨｚ以下の周波数において圧縮能力を有することか
ら、（数６）で定義される比較的低い周波数成分を有す
る粗動アクチュエータの動作に影響されることはなく、
位置信号ＹＡの運動は目標位置ＲＡに支配される。同様
な議論は、（数８）を用いて微動アクチュエータＢに対
しても議論することができる。
て駆動されるヘッドＡの位置信号ＹＡと目標位置ＲＡお
よび粗動アクチュエータの位置ｙＶとの間の関係式を表
している。目標位置ＲＡからヘッド位置ＹＢまでの関係
は、微動アクチュエータＡとその制御器からなる閉ルー
プ系で定義され、さらに、粗動アクチュエータからヘッ
ド位置ＹＢまでの関係は、微動アクチュエータＡとその
制御機からなる感度関数で定義される。ここで、この閉
ループ特性の帯域は２ｋＨｚ以上であり、感度関数は、
２ｋＨｚ以下の周波数において圧縮能力を有することか
ら、（数６）で定義される比較的低い周波数成分を有す
る粗動アクチュエータの動作に影響されることはなく、
位置信号ＹＡの運動は目標位置ＲＡに支配される。同様
な議論は、（数８）を用いて微動アクチュエータＢに対
しても議論することができる。
【００３９】よって、本発明によって、２つのヘッドを
同時に目標位置に微動アクチュエータを用いて位置決め
し、なおかつ、両者の位置の平均値に粗動アクチュエー
タを位置決めできることが分かった。
同時に目標位置に微動アクチュエータを用いて位置決め
し、なおかつ、両者の位置の平均値に粗動アクチュエー
タを位置決めできることが分かった。
【００４０】例えば３つのヘッドを同時に３つの微動ア
クチュエータを用いて位置決めする際には、加算点６８
に３つめの位置誤差信号を加える。また、加算点６９
に、３つめのヘッドの変位信号を加える。そして、ブロ
ック６６で３分の１倍する。これにより、粗動アクチュ
エータの動作は、３つの微動アクチュエータの動作の平
均値に位置決めすることができる。
クチュエータを用いて位置決めする際には、加算点６８
に３つめの位置誤差信号を加える。また、加算点６９
に、３つめのヘッドの変位信号を加える。そして、ブロ
ック６６で３分の１倍する。これにより、粗動アクチュ
エータの動作は、３つの微動アクチュエータの動作の平
均値に位置決めすることができる。
【００４１】さらに、ブロック６６では、現時点の平均
をとっているが、位置信号などはノイズや振動等の影響
を除去するため、移動平均したフィードバック信号ｅＶ
を用いてもよい。
をとっているが、位置信号などはノイズや振動等の影響
を除去するため、移動平均したフィードバック信号ｅＶ
を用いてもよい。
【００４２】図４は、本発明による応答波形の一例を示
している。ディスク１２、１３が２００Ｈｚで一定回転
しているとすると、５ｍｓ周期の同期的な振動が生じ、
ヘッドＡ：１およびヘッドＢ：２はその信号に追従しな
ければならない。ここでは、周波数が２００Ｈｚで振幅
が±１μの正弦波でディスク１２が振動し、同期してデ
ィスク１３が振動しているとする。また、微動アクチュ
エータのストロークは±１．１μｍ（ストロークで２．
２μｍ）と仮定する。この場合、本発明によれば、ヘッ
ドＡは２μｍを中心に正弦波状に位置決めを行い、ヘッ
ドＢは−２μｍを中心に正弦波状に位置決めを行い、粗
動アクチュエータの位置ｙＶは、ヘッドＡの位置信号Ｙ
ＡとヘッドＢの位置信号ＹＢの中間位置、すなわち、０
μｍを中心に位置決めする。このため、ヘッドＡとヘッ
ドＢのオフトラック量は、最大で約４μｍを許容するこ
とができる。
している。ディスク１２、１３が２００Ｈｚで一定回転
しているとすると、５ｍｓ周期の同期的な振動が生じ、
ヘッドＡ：１およびヘッドＢ：２はその信号に追従しな
ければならない。ここでは、周波数が２００Ｈｚで振幅
が±１μの正弦波でディスク１２が振動し、同期してデ
ィスク１３が振動しているとする。また、微動アクチュ
エータのストロークは±１．１μｍ（ストロークで２．
２μｍ）と仮定する。この場合、本発明によれば、ヘッ
ドＡは２μｍを中心に正弦波状に位置決めを行い、ヘッ
ドＢは−２μｍを中心に正弦波状に位置決めを行い、粗
動アクチュエータの位置ｙＶは、ヘッドＡの位置信号Ｙ
ＡとヘッドＢの位置信号ＹＢの中間位置、すなわち、０
μｍを中心に位置決めする。このため、ヘッドＡとヘッ
ドＢのオフトラック量は、最大で約４μｍを許容するこ
とができる。
【００４３】一方、図５は、図４の条件で図８（後に説
明）に示す構成で微動アクチュエータＢと粗動アクチュ
エータを協調制御させ、微動アクチュエータＡは単独で
動作させたときの応答波形である。この場合、粗動アク
チュエータの動きは、微動アクチュエータＢの動きと同
一となる。このとき、微動アクチュエータＡは最大で２
μｍのオフトラック量を許容することができる。しか
し、この量は、図４の半分であり、図８に示す制御技術
では、微動アクチュエータの動作範囲をより狭くしてし
まうことが分かる。
明）に示す構成で微動アクチュエータＢと粗動アクチュ
エータを協調制御させ、微動アクチュエータＡは単独で
動作させたときの応答波形である。この場合、粗動アク
チュエータの動きは、微動アクチュエータＢの動きと同
一となる。このとき、微動アクチュエータＡは最大で２
μｍのオフトラック量を許容することができる。しか
し、この量は、図４の半分であり、図８に示す制御技術
では、微動アクチュエータの動作範囲をより狭くしてし
まうことが分かる。
【００４４】図６は、ディスクＡとディスクＢの振動周
期が１８０度ずれていた場合の本発明による応答波形で
ある。本発明によれば、粗動アクチュエータは動かなく
て良く、微動アクチュエータＡと微動アクチュエータＢ
が各々ディスク振動に追従するように動作する。この場
合、ヘッドＡとヘッドＢのオフトラック量は、最大で２
μｍを許容することができる。
期が１８０度ずれていた場合の本発明による応答波形で
ある。本発明によれば、粗動アクチュエータは動かなく
て良く、微動アクチュエータＡと微動アクチュエータＢ
が各々ディスク振動に追従するように動作する。この場
合、ヘッドＡとヘッドＢのオフトラック量は、最大で２
μｍを許容することができる。
【００４５】一方、図７は、図６の条件で本発明を用い
ずに、図８に示す構成で微動アクチュエータＢと粗動ア
クチュエータを協調制御させ、微動アクチュエータＡは
単独で動作させたときの応答波形である。粗動アクチュ
エータの動きは、微動アクチュエータＢの動きと同一と
なる。このとき、微動アクチュエータＡのオフトラック
許容量は０である。これ以上オフトラックさせて動作さ
せると、動作が飽和してしまい、高精度な追従が不可能
となってしまう。よって、図８に示す制御技術では、微
動アクチュエータの動作範囲をより狭くしてしまうこと
が分かる。
ずに、図８に示す構成で微動アクチュエータＢと粗動ア
クチュエータを協調制御させ、微動アクチュエータＡは
単独で動作させたときの応答波形である。粗動アクチュ
エータの動きは、微動アクチュエータＢの動きと同一と
なる。このとき、微動アクチュエータＡのオフトラック
許容量は０である。これ以上オフトラックさせて動作さ
せると、動作が飽和してしまい、高精度な追従が不可能
となってしまう。よって、図８に示す制御技術では、微
動アクチュエータの動作範囲をより狭くしてしまうこと
が分かる。
【００４６】なお、図８の構成によっても２つのヘッド
を同時に動作制御させることが可能であり、本発明の別
の形態の一実施例である。この構成は、微動アクチュエ
ータＢと粗動アクチュエータは協調制御８０を実施し
て、常に微動アクチュエータＢの位置信号ＹＢは粗動ア
クチュエータの出力ｙＶに追従するように動作する。し
かし、微動アクチュエータＡの位置は粗動アクチュエー
タの動きとは無関係に目標のトラック中心に位置決めす
るため、ストロークが限られた微動アクチュエータの動
作は飽和していまい、高精度な位置決めが困難となる。
を同時に動作制御させることが可能であり、本発明の別
の形態の一実施例である。この構成は、微動アクチュエ
ータＢと粗動アクチュエータは協調制御８０を実施し
て、常に微動アクチュエータＢの位置信号ＹＢは粗動ア
クチュエータの出力ｙＶに追従するように動作する。し
かし、微動アクチュエータＡの位置は粗動アクチュエー
タの動きとは無関係に目標のトラック中心に位置決めす
るため、ストロークが限られた微動アクチュエータの動
作は飽和していまい、高精度な位置決めが困難となる。
【００４７】図９は、図３に示す本発明の構成で微動ア
クチュエータＡと微動アクチュエータＢと粗動アクチュ
エータを動作させたときのヘッド切り換え動作の応答波
形の一例である。ヘッドＡは目的のトラックに追従制御
をして、データ９２を上位コントローラに送出してい
る。この時ヘッドＢは、何らかの動作をしているものと
する。上位からヘッドＢに対して、目的のトラックへの
移動命令９０がくると、ヘッドＢは移動を開始する。目
的のトラックに到達すると、電気的にヘッドＡからヘッ
ドＢにヘッドを切換える。そして、ヘッドＢはデータ９
３を上位コントローラに送出する。これにより、連続し
たデータの読み出しが可能となる。従来は、２つ以上の
ヘッドを同時に動作させることができなかったため、目
的のヘッドに対し移動命令を発生してから、目的のヘッ
ドが目的のトラックに整定するまでの時間は、データの
送出をストップするしか方法はなかった。なお、粗動ア
クチュエータ位置は本発明によりヘッドＡとヘッドＢの
ほぼ中心を移動することとなる。
クチュエータＡと微動アクチュエータＢと粗動アクチュ
エータを動作させたときのヘッド切り換え動作の応答波
形の一例である。ヘッドＡは目的のトラックに追従制御
をして、データ９２を上位コントローラに送出してい
る。この時ヘッドＢは、何らかの動作をしているものと
する。上位からヘッドＢに対して、目的のトラックへの
移動命令９０がくると、ヘッドＢは移動を開始する。目
的のトラックに到達すると、電気的にヘッドＡからヘッ
ドＢにヘッドを切換える。そして、ヘッドＢはデータ９
３を上位コントローラに送出する。これにより、連続し
たデータの読み出しが可能となる。従来は、２つ以上の
ヘッドを同時に動作させることができなかったため、目
的のヘッドに対し移動命令を発生してから、目的のヘッ
ドが目的のトラックに整定するまでの時間は、データの
送出をストップするしか方法はなかった。なお、粗動ア
クチュエータ位置は本発明によりヘッドＡとヘッドＢの
ほぼ中心を移動することとなる。
【００４８】なお、上述した実施例では、磁気ディスク
装置を取り上げたが、本発明は、他の記憶媒体、例え
ば、光ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭを用いる場合にも同様
に実現が可能である。
装置を取り上げたが、本発明は、他の記憶媒体、例え
ば、光ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭを用いる場合にも同様
に実現が可能である。
【００４９】また、上述した実施例では、いくつかの数
値を具体化して説明したが、本発明は、数値による制限
は受けない。
値を具体化して説明したが、本発明は、数値による制限
は受けない。
【００５０】
【発明の効果】本発明では、二つ以上の高応答小ストロ
ークの微動アクチュエータと、低応答大ストロークの粗
動アクチュエータとを協調させて高速高精度な位置決め
動作を実現するディスク装置および位置決め制御方式を
提供した。本発明によると、ストロークが限られた複数
の微動アクチュエータを同時に位置決め制御することが
可能となり、データの転送速度の高速化や、ヘッドＡの
稼働中にヘッドＢを予め位置決めすることにより、ヘッ
ド切り換え時の高速化に特に効果がある。
ークの微動アクチュエータと、低応答大ストロークの粗
動アクチュエータとを協調させて高速高精度な位置決め
動作を実現するディスク装置および位置決め制御方式を
提供した。本発明によると、ストロークが限られた複数
の微動アクチュエータを同時に位置決め制御することが
可能となり、データの転送速度の高速化や、ヘッドＡの
稼働中にヘッドＢを予め位置決めすることにより、ヘッ
ド切り換え時の高速化に特に効果がある。
【図１】本発明のディスク装置のハードウエアの構成
図。
図。
【図２】本発明の動作タイミングを示す図。
【図３】本発明の一構成を示す図。
【図４】本発明の制御技術による応答波形。
【図５】従来技術の組み合わせによる応答波形。
【図６】本発明の制御技術による応答波形。
【図７】従来技術の組み合わせによる応答波形。
【図８】本発明の別の構成を示す図。
【図９】本発明の制御技術によるヘッド切り換え時の応
答波形。
答波形。
１ ヘッドＡ ２ ヘッドＢ ５，６，７，８ ピエゾ素子 １１ ボイスコイルモータ １２，１３ ディスク １４，１５ 位置情報 ２９ 微動アクチュエータＢ用制御器 ３０ 粗動アクチュエータ用制御器 ３１ 微動アクチュエータＡ用制御器 ３２ 非干渉制御器 ３３ マイクロプロセッサ ６０ 微動アクチュエータＡ ６１ 微動アクチュエータＡ用制御器 ６２ 粗動アクチュエータ ６３ 粗動アクチュエータ用制御器 ６４ 微動アクチュエータＢ ６５ 微動アクチュエータＢ用制御器 ６７ 非干渉制御器 ８０ 非干渉制御器
フロントページの続き (72)発明者 飯村 憲一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 難波 入三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 5D088 JJ03 JJ08 5H004 GA02 GA04 GB20 HA07 HB07 JA03 MA42 MA43 5H303 AA22 BB01 BB07 BB18 CC01 CC04 DD01 DD14 DD19 HH04 LL02 QQ09
Claims (6)
- 【請求項１】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タとを備え、第一のディスク面上の第一のトラックに該
第一の微動アクチュエータで駆動される第一のヘッドを
位置決めすると同時に、第二のディスク面上の第二のト
ラックに該第二の微動アクチュエータで第二のヘッドを
位置決めする手段を備えたことを特徴とするディスク装
置。 - 【請求項２】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タとを備え、第一のディスク面上の第一のトラックに該
第一の微動アクチュエータで駆動される第一のヘッドを
位置決めすると同時に、第二のディスク面上の第二のト
ラックに該第二の微動アクチュエータで第二のヘッドを
位置決めし、該第一のヘッドの位置決め位置と該第二の
ヘッドの位置決め位置との中心位置に該粗動アクチュエ
ータを追従動作させる手段を備えたことを特徴とするデ
ィスク装置。 - 【請求項３】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タと、該第一の微動アクチュエータによって駆動される
第一のヘッドと、該第二の微動アクチュエータによって
駆動される第二のヘッドとを備えたディスク装置におい
て、前記第一の微動アクチュエータの変位量と前記第二
の微動アクチュエータの変位量とを加算した加算変位量
と、前記第一のヘッドの位置信号と第一の目標値とを比
較した後の第一の誤差信号と、前記第二のヘッドの位置
信号と第一の目標値とを比較した後の第二の誤差信号
と、該加算位置信号と該第一の誤差信号と該第二の誤差
信号とを加算し、それらを平均した信号を前記粗動アク
チュエータのフィードバック補償器に印加する手段を備
えたことを特徴とするディスク装置。 - 【請求項４】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タと、該第一の微動アクチュエータによって駆動される
第一のヘッドと、該第二の微動アクチュエータによって
駆動される第二のヘッドとを備えたディスク装置におい
て、 前記第一のヘッドは第一のディスク面上に対向し、前記
第二のヘッドは第二のディスク面上に対向し、該第一の
ディスク面上に一定間隔毎に位置情報を予め記録してお
き、該第二のディスク面上には該第一のディスク面上に
記録した位置情報と位相をずらして予め記録する手段を
備えたことを特徴とするディスク装置。 - 【請求項５】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークが小さく限られてい
る第一の微動アクチュエータと第二の微動アクチュエー
タと、該第一の微動アクチュエータによって駆動される
第一のヘッドと、該第二の微動アクチュエータによって
駆動される第二のヘッドとを備えたディスク装置におい
て、 前記第一のヘッドは第一のディスク面上に対向し、前記
第二のヘッドは第二のディスク面上に対向し、前記第一
のヘッドが該第一のディスク面上のトラックに追従制御
している間に、前記第二のヘッドが該第二のディスク面
上の目的のトラックに移動し、移動が完了したのちに、
前記第一のヘッドから前記第二のヘッドにデータの読み
書きを実施するヘッドを切換える手段を備えたことを特
徴とするディスク装置。 - 【請求項６】 ディスク全体にわたって動作可能なスト
ロークをもつ粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータによって移動可能でストロークがＡμｍ程度と限ら
れている第一の微動アクチュエータとストロークがＢμ
ｍ程度と限られている第二の微動アクチュエータとを備
えたディスク装置において、 前記第一の微動アクチュエータに対するオフセット量と
前記第二の微動アクチュエータに対するオフセット量の
加算した値が、（Ａ＋Ｂ）μｍ以下であることを特徴と
するディスク装置。
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