JP2001043645A - 磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法 - Google Patents
磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法Info
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Abstract
ド・アンロード時の速度制御において外力に起因する速
度変動を抑止する。 【解決手段】 ロードアンロード動作を行う際(ステッ
プ101)、最初のロード/アンロードでは設計値を用
いて補償値テーブルを初期化し(ステップ102、ステ
ップ103)、当該設計値を速度制御ループにフィード
フォワード的に印加して外力による速度変動を打ち消す
操作および現在の外力を測定して対応した補償値を算出
し補償値テーブル更新する操作(ステップ104)を実
行し、以降、所定の周期T毎に(ステップ105)、補
償値テーブルから読み出した補償値の制御ループへの印
加による速度安定化および外力の測定に基づく補償値テ
ーブルの更新(ステップ106)を、補償値テーブルの
最後のエントリまで反復して(ステップ107)、ロー
ド・アンロード動作を終了する(ステップ108)。
Description
およびその制御技術に関し、特に、ロード・アンロード
方式の磁気ディスク装置等に適用して有効な技術に関す
る。
ヘッドが円板上から離れた状態でランプ上を移動するた
め、通常のサーボ制御のように、ヘッドにより円板上の
サーボ情報を検出、制御することができない。このた
め、VCMに発生する逆起電力を検出、制御することを
行う。VCMに発生する逆起電力を検出、測定、利用す
る方法に関しては、特許第2622003号公報等に開
示されている。
ド・アンロード時のヘッドの移動速度を検出するため、
VCMの逆起電力を利用する。VCMの逆起電力は、速
度に比例した電圧が発生するため、速度制御に利用する
ことは可能である。しかし、電圧検出するには、電圧を
検出するためのブリッジ回路と検出値をマイコンに取り
込むためにAD変換する必要がある。このためAD変換
器のゼロ点を校正する必要がある。
で行うが、ランプの摩擦係数等が大きく変化するところ
では、一時的に制御系の追従特性より追従誤差が大きく
なり、その結果、速度誤差が大きくなるという技術的課
題がある。特に、ランプから円板にヘッドを移動させる
部分では、速度による影響が大きく、異常な速度で移動
させると、ヘッドが円盤に衝突してヘッド、円板にダメ
ージを与える等の現象を引き起こす懸念がある。
大きくすることなく、ボイスコイルモータの逆起電圧値
を制御対象とするロード・アンロード時における外力等
に起因する速度制御の誤差を低減することが可能な磁気
ディスク装置およびその制御技術を提供することにあ
る。
における摩擦係数の変化するところでの速度誤差を低減
し、常に速度を一定に保つことが可能な磁気ディスク装
置およびその制御技術を提供することにある。
方式の磁気ディスク装置において、ロード時のヘッドと
記録媒体との衝突を防止して、動作の信頼性を向上させ
ることが可能な技術を提供することにある。
モータを含むアクチュエータにて、円板状の記録媒体に
対するデータの読み書きを行うヘッドの記録媒体に対す
る位置決め動作と、記録媒体上からヘッドを退避させる
アンロード動作および記録媒体上にヘッドを移行させる
ロード動作からなるロード・アンロードとが行われる磁
気ディスク装置において、ロード・アンロードにおいて
アクチュエータに作用する外力を計測して記録する第1
の手段と、ボイスコイルモータに生じる逆起電圧値を制
御対象とするロード・アンロード中におけるボイスコイ
ルモータの速度制御中に、第1の手段に記録された外力
に相当した操作量をボイスコイルモータの制御電流に加
算する第2の手段と、を含む構成としたものである。
むアクチュエータを用いて、円板状の記録媒体に対する
データの読み書きを行うヘッドの記録媒体に対する位置
決め動作と、記録媒体上からヘッドを退避させるアンロ
ード動作および記録媒体上にヘッドを移行させるロード
動作からなるロード・アンロードとを行う磁気ディスク
装置の制御方法において、ロード・アンロードにおいて
アクチュエータに作用する外力を計測して記録する第1
の工程と、ボイスコイルモータに生じる逆起電圧値を制
御対象とするロード・アンロード中におけるボイスコイ
ルモータの速度制御中に、第1の手段に記録された外力
に相当した操作量をボイスコイルモータの制御電流に加
算する第2の工程と、を含むようにしたものである。
速度誤差が小さい磁気ディスク装置を実現できる。ま
た、本発明によれば、ロード・アンロード時の速度誤差
を低減できるため、ロード・アンロード動作の安定化で
き、ロード・アンロード方式の磁気ディスク装置の動作
の信頼性が向上する。
を参照しながら詳細に説明する。
用いて説明するが、本発明は以下に記載した数値に限定
されるものではない。
方法を実施する磁気ディスク装置の作用の一例示すフロ
ーチャートであり、図2は、本発明の磁気ディスク装置
の制御方法を実施する磁気ディスク装置の作用の一例を
示す説明図、図3は、本発明の磁気ディスク装置の制御
方法を実施する磁気ディスク装置の作用の一例を、従来
技術と比較して説明する線図、図4は、本発明の磁気デ
ィスク装置の制御方法を実施する磁気ディスク装置の作
用の一例を示す説明図、図5は、本発明の磁気ディスク
装置の制御方法を実施する磁気ディスク装置の制御系の
構成の一例を示すブロック図、図6は、本発明の磁気デ
ィスク装置の制御方法を実施する磁気ディスク装置の一
部破断平面図、図7は、本発明の磁気ディスク装置の制
御方法を実施する磁気ディスク装置の一部破断断面図、
である。
ク装置の構成を説明する。磁気ディスク装置は、密閉容
器40(図6)、磁気媒体であるディスク41、ディス
ク41を支持し、かつ、回転させるスピンドルモータ4
2、ディスク41からの情報を読み出す磁気ヘッド及び
サスペンションアームを持つヘッドアッセンブリ43及
びヘッドアッセンブリ43を支持し、かつ、ディスク4
1上を揺動させるピボットシャフト44を含むスイング
アーム、スイングアームを駆動するボイスコイルモータ
45、それに、ディスク41への書き込み及びディスク
41からの読み出しを磁気ヘッドにさせる図示しない回
路やスピンドルモータ42及びボイスコイルモータ45
の作動を制御するコントローラに電気的接続を行う印刷
配線板46を具備している。
ッドアッセンブリ43、印刷配線板46の一部及びボイ
スコイルモータ45は密閉容器40の内部にあり、密閉
容器40によって密閉されている。スピンドルモータ4
2は、外周にディスク41を固定するハブと、ハブの内
部に回転子及び固定子を配置したインハブタイプのモー
ターであって、密閉容器40を構成するベース部材に設
置されている。
タ格納容量を決める重要部品である。通常は、容量に応
じて、例えば、1枚から数枚で構成される。本実施の形
態では、ディスク41は、ディスクスペーサ48a(図
7)と、交互にスピンドルモータ42のハブに挿入され
ている。ディスククランプ48bは、ディスクの積層体
をスピンドルモータ42の軸方向に押さえることによっ
て、ディスク41をスピンドルモータ42に固定してい
る。スイングアームは、ディスク41の枚数に応じて数
本有り、各々が磁気ヘッドを搭載しているスライダ4
9、サスペンションアーム50から構成される。スイン
グアームは、ピボットシャフト44により回転自在に密
閉容器40を構成するベース部材に固定されている。
ドと読み取りのための磁気抵抗型ヘッドとを一体化した
デュアルヘッドが搭載されており、スライダ49の各々
に取付けられている。この他にも磁気ヘッドには、イン
ダクティブヘッド、薄膜ヘッド、MIGヘッドなどが適
用可能である。上述のように、本実施の形態の磁気ディ
スク装置は、スイングアームをピボットシャフト44を
軸としてボイスコイルモータ45にて揺動駆動するロー
タリーアクチュエータを採用している。
ド・アンロード方式を採用しており、図6に例示される
ように、ディスク41の外側にランプ60が設けられて
いるとともに、ヘッドアッセンブリ43の先端部には、
ランプ60を摺動するタブ43aが設けられている。
ータ45にて、サスペンションアーム50(ヘッドアッ
センブリ43)を、時計回りに回動させ、タブ43aを
ランプ60に沿って摺動させることで、ヘッドアッセン
ブリ43はディスク41の記録面上から離間しつつ外側
に退避されるアンロード動作が行われ、逆に、サスペン
ションアーム50(ヘッドアッセンブリ43)を、反時
計回りに回動させ、タブ43aをランプ60に沿って摺
動させることで、ヘッドアッセンブリ43は、ランプ6
0からディスク41の記録面上に徐々に降下して移行す
るロード動作が行われる。
ンプ60の摺動面は、アンロード動作の終端位置である
Homeからディスク41に接近する方向に平坦部60
a、傾斜面60b、平坦部60c、傾斜面60d、で構
成されている。
ンプ60上を移動するときは、ランプ60との間に摩擦
力が働く。摩擦力は、ランプ60の形状や接触面の状態
により変化する。図2の外力変化点A1と外力変化点A
2と外力変化点A3と外力変化点A4の部分でランプ6
0の傾斜角度の変化によりヘッドアッセンブリ43に加
わる摩擦力や重力が図2(c)のごとく変化する。この
ヘッドアッセンブリ43に加わる摩擦力や重力を総称し
て外力を呼ぶことにする。
変化しても図2(b)のように、速度ほぼ一定の制御す
る必要があるが、検出速度をフィードバックして制御す
るため、外力の大きな変化が発生すると、この部分では
一時的に速度誤差が大きくなる。この速度誤差は、時間
とともに減少しゼロとなる。この速度変化は、ヘッドア
ッセンブリ43がランプ60上にあるときは、ランプ6
0の磨耗等の原因となり、ヘッドアッセンブリ43がラ
ンプ60からディスク41に移動するときは、ヘッドア
ッセンブリ43の移行速度が過大になるなどして、ヘッ
ドやディスク41へのダメージを引き起こす原因にな
る。
差を低減するため、後述のように、この外力値をあらか
じめ測定しておき、この力をキャンセルするように補償
値を出力、制御することで、この外力による影響を抑え
る。
するため、外力変化点A1からA4を通過する時間はほ
ぼ一定である。そのため、ロード時の場合、Homeポ
ジションからヘッドアッセンブリ43の移動を開始して
から、時間を監視しながら、外力をキャンセルするよう
に補償値を出力する。アンロードの場合は、逆のシーケ
ンスを行う。この補償値は、最初は設計値を使用する
が、以降のロードアンロードごとにこの外力値を計測
し、補償値を更新、変更する。
ードアンロード時の外力値を計測し、その値を記憶す
る。記憶した値は、次回のロードアンロード時に使用す
る。このため、一番、最初のロードアンロード動作は、
設計値を用いることになる。
ように、ロード・アンロード動作開始時刻から時刻(周
期)T毎に出力する補償値テーブルのエントリをそれぞ
れ1つづつ持つ。動作が開始すると、周期T毎にテーブ
ルから補償値を読み出し、その値を出力する。この結
果、外力変化に相当する量は、フィードフォワード的に
出力されるため、この量による速度変化をキャンセルで
きる。
るための本実施の形態におけるロード・アンロード時の
速度制御系の構成例を説明する。
度制御系は、速度制御器70、パワーアンプ91、ボイ
スコイルモータ45等を含むアクチュエータ、ボイスコ
イルモータ45の動作時の逆起電圧を検出する逆起電圧
測定器92、逆起電圧を速度を示す電圧値に変換する逆
起電圧/速度変換器93、等で構成されている。
加算器78、位相補償器72、加算器73、D/A変換
器74、外力推定器75、加算器76、A/D変換器7
7、シーケンサ81、補償値テーブル80、等で構成さ
れている。この速度制御器70は、たとえば汎用あるい
は専用のマイクロコンピュータで実現することができ
る。
タ45の速度は、逆起電圧測定器92および逆起電圧/
速度変換器93を介してA/D変換器77にてディジタ
ル値として検出され、加算器78において、目標速度設
定器71から出力される値と加算され、位相補償器7
2、D/A変換器74を経てアナログ電流としてパワー
アンプ91に印加され、この制御ループにてボイスコイ
ルモータ45の速度制御が行われる。
力は、外力推定器75にも入力される。外力推定器75
は、内部に、ボイスコイルモータ45を含むアクチュエ
ータ系の動作モデルを計算論理として備えており、この
動作モデルに対して位相補償器72の出力をモデル入力
75aとして与えた時に予想される予想速度75bと、
A/D変換器77を介して測定された実際のボイスコイ
ルモータ45を含むアクチュエータ系の速度との誤差を
加算器76にて検出し、外力測定値75cとして検出す
る。そして、こうして測定された外力を当該外力のキャ
ンセルに必要な補償制御電流値75dに変換して、補償
値テーブル80に書き込む、という動作を、所定の周期
Tにてロード・アンロード中に反復する。なお、外力推
定器75の上述のような動作は、外部から入力されるス
イッチ入力75eにてON/OFFが可能である。
補償制御電流値75dは、次のロード・アンロード実行
時に、シーケンサ81が与えるタイミングにて、測定時
と同期したタイミングにて、加算器73を介して上述の
速度制御ループにフィードフォワード的に印加され、摩
擦等の経時的に変動する外力等に起因するロード・アン
ロード時のボイスコイルモータ45(ヘッドアッセンブ
リ43)の速度変動を防止して、安定な速度制御を実現
する。
ーチャートに例示する。すなわち、ロード/アンロード
命令を受けたら(ステップ101)、最初のロード/ア
ンロードか判別し(ステップ102)、最初の場合に
は、たとえばマイクロプログラム内に定数として埋め込
まれた設計値の補償制御電流値にて、補償値テーブル8
0を初期化した後(ステップ103)、当該補償値テー
ブル80の補償制御電流値を読み出して速度制御ループ
の加算器73にフィードフォワード的に出力して速度制
御を行うとともに、外力推定器75にて現在の外力を測
定して補償値テーブル80を更新する(ステップ10
4)。
プリングおよびフィードフォワード制御のタイミングの
周期T毎に(ステップ105)、補償値テーブル80の
次のエントリの補償制御電流値を速度制御ループの加算
器73に出力する操作および当該エントリを現在の外力
の測定値に基づいて更新する操作を(ステップ10
6)、補償値テーブル80の最後のエントリまで反復し
(ステップ107)、ロード・アンロード動作を終了す
る。
行う場合の制御電流の波形(b)を、従来技術のように
外力補償を行わない場合の制御電流の波形(a)と比較
対照して示す。
変動した場合、外力変化点A1からA4の間で、外力に
よる速度変動を補償しようとして制御電流が変化し(制
御電流の波形は平坦ではなくなり)、この変化によっ
て、ロード・アンロード中のヘッドアッセンブリ43の
速度は一定ではなくなり、ランプ60の磨耗や、ロード
時のヘッドとディスク41との衝突等による損傷の懸念
がある。
逆起電圧を利用した速度制御ループのサーボ帯域を大き
くすることが考えられるが、コスト高となり量産品の適
用等には実際上困難である。
の場合には、外力が変化しても、予め当該外力に対応し
た補償制御電流値75dが速度制御ループにフィードフ
ォワード的に印加されるので、外力変化点A1からA4
の間で制御電流は変化せずほぼ平坦となり、ランプ60
の磨耗や、ロード時のヘッドとディスク41との衝突等
による損傷の原因となる速度変動は抑制される。すなわ
ち、必要以上にロード・アンロードにおける速度制御ル
ープのサーボ帯域を大きくすることなく、安定な速度制
御を実現できる。
ードアンロード動作中の外力の変化によるヘッドアッセ
ンブリ43の速度誤差を従来技術の200%から10%
以下に抑えることができる、という優れた効果が得られ
る。
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
要以上にサーボ帯域を大きくすることなく、ボイスコイ
ルモータの逆起電圧値を制御対象とするロード・アンロ
ード時における外力等に起因する速度制御の誤差を低減
することができる、という効果が得られる。
ば、ロード・アンロードにおける摩擦係数の変化すると
ころでの速度誤差を低減し、常に速度を一定に保つこと
ができる、という効果が得られる。
ば、ロード・アンロード方式の磁気ディスク装置におい
て、ロード時のヘッドと記録媒体との衝突を防止して、
動作の信頼性を向上させることができる、という効果が
得られる。
れば、ボイスコイルモータの逆起電圧値を制御対象とす
るロード・アンロード時における外力等に起因する速度
制御の誤差を低減することができる、という効果が得ら
れる。
法によれば、ロード・アンロードにおける摩擦係数の変
化するところでの速度誤差を低減し、常に速度を一定に
保つことができる、という効果が得られる。
法によれば、ロード・アンロード方式の磁気ディスク装
置において、ロード時のヘッドと記録媒体との衝突を防
止して、動作の信頼性を向上させることができる、とい
う効果が得られる。
る磁気ディスク装置の作用の一例示すフローチャートで
ある。
の制御方法を実施する磁気ディスク装置の作用の一例を
示す説明図である。
装置の制御方法を実施する磁気ディスク装置の作用の一
例を、従来技術と比較して説明する線図である。
る磁気ディスク装置の作用の一例を示す説明図である。
る磁気ディスク装置の制御系の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
る磁気ディスク装置の一部破断平面図である。
実施する磁気ディスク装置の線A−Aにおける一部破断
断面図である。
ータ、43…ヘッドアッセンブリ、43a…タブ、44
…ピボットシャフト、45…ボイスコイルモータ、46
…印刷配線板、48a…ディスクスペーサ、48b…デ
ィスククランプ、49…スライダ、50…サスペンショ
ンアーム、60…ランプ、60a…平坦部、60b…傾
斜面、60c…平坦部、60d…傾斜面、70…速度制
御器、71…目標速度設定器、72…位相補償器、73
…加算器(第2の手段)、74…D/A変換器、75…
外力推定器(第1の手段)、75a…モデル入力、75
b…予想速度、75c…外力測定値、75d…補償制御
電流値、75e…スイッチ入力、76…加算器、77…
A/D変換器、78…加算器、80…補償値テーブル
(第1の手段)、81…シーケンサ、91…パワーアン
プ、92…逆起電圧測定器、93…逆起電圧/速度変換
器、A1〜A4…外力変化点。
Claims (3)
- 【請求項1】 ボイスコイルモータを含むアクチュエー
タにて、円板状の記録媒体に対するデータの読み書きを
行うヘッドの前記記録媒体に対する位置決め動作と、前
記記録媒体上から前記ヘッドを退避させるアンロード動
作および前記記録媒体上に前記ヘッドを移行させるロー
ド動作からなるロード・アンロードとが行われる磁気デ
ィスク装置であって、 前記ロード・アンロードにおいて前記アクチュエータに
作用する外力を計測して記録する第1の手段と、 前記ボイスコイルモータに生じる逆起電圧値を制御対象
とする前記ロード・アンロード中における前記ボイスコ
イルモータの速度制御中に、前記第1の手段に記録され
た前記外力に相当した操作量を前記ボイスコイルモータ
の制御電流に加算する第2の手段と、 を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項2】 ボイスコイルモータを含むアクチュエー
タを用いて、円板状の記録媒体に対するデータの読み書
きを行うヘッドの前記記録媒体に対する位置決め動作
と、前記記録媒体上から前記ヘッドを退避させるアンロ
ード動作および前記記録媒体上に前記ヘッドを移行させ
るロード動作からなるロード・アンロードとを行う磁気
ディスク装置の制御方法であって、 前記ロード・アンロードにおいて前記アクチュエータに
作用する外力を計測して記録する第1の工程と、 前記ボイスコイルモータに生じる逆起電圧値を制御対象
とする前記ロード・アンロード中における前記ボイスコ
イルモータの速度制御中に、前記第1の工程にて記録さ
れた前記外力に相当した操作量を前記ボイスコイルモー
タの制御電流に加算する第2の工程と、 を含むことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の磁気ディスク装置の制御
方法において、 前記第1の工程では、前記ロード動作および前記アンロ
ード動作の少なくとも一方において所定の周期で時系列
に前記外力を計測し、前記第2の工程では、前記第1の
工程における前記外力の計測タイミングに同期して対応
する前記外力に相当する前記操作量の前記制御電流に対
する加算を行うことを特徴とする磁気ディスク装置の制
御方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21712299A JP3688522B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 磁気ディスク装置の制御方法 |
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