JP2003157632A - ヘッド位置決め装置、ヘッド位置決め制御方法および情報記録再生装置 - Google Patents

ヘッド位置決め装置、ヘッド位置決め制御方法および情報記録再生装置

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JP2003157632A
JP2003157632A JP2002215186A JP2002215186A JP2003157632A JP 2003157632 A JP2003157632 A JP 2003157632A JP 2002215186 A JP2002215186 A JP 2002215186A JP 2002215186 A JP2002215186 A JP 2002215186A JP 2003157632 A JP2003157632 A JP 2003157632A
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fine movement
actuator
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Hiroshi Takaso
高祖　　洋
Hideki Kuwajima
秀樹 桑島
Toshio Inaji
稲治　　利夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２ステージアクチュエータ方式において、微
動アクチュエータを構成する圧電素子が鉛析出に起因し
てショートするのを防止しながら、ディスク偏心などに
起因して生じるディスク回転同期外乱を補償してヘッド
を目標トラックに高速高精度に位置決めできるようにす
る。 【解決手段】 粗動アクチュエータ５１および微動アク
チュエータ５２の位置決め制御部６を備え、微動アクチ
ュエータ５２は圧電素子を利用して構成され、微動アク
チュエータ５２を駆動する微動駆動部６４を備えて構成
されているヘッド位置決め装置であって、ディスク回転
同期外乱によるヘッドの目標トラックからの位置ずれを
粗動制御系２０００で補償する回転同期外乱補償部８１
と、微動制御部６２から微動駆動部６４に対して与える
微動制御信号のレベルを圧電素子の特性劣化が生じるし
きい値以下に制限する駆動信号制限部６６とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２ステージアクチ
ュエータ方式のヘッド位置決め装置に関する。情報記録
ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘッド
を、粗動アクチュエータと微動アクチュエータとの協働
によって位置制御するのが２ステージアクチュエータ方
式である。本発明は、２ステージアクチュエータ方式に
おいて微動アクチュエータが圧電素子を利用して構成さ
れているヘッド位置決め装置に関する。
【０００２】本発明が対象とするヘッド位置決め装置
は、主として磁気ディスク装置に搭載されるものを好ま
しい形態とするが、必ずしもそれのみに限定する必要性
はなく、光磁気ディスク装置、光ディスク装置など他の
形式の情報記録再生装置に適用してもよきものである。
【０００３】また、本発明は、磁気ディスク装置を代表
とする情報記録再生装置にも関する。
【０００４】
【従来の技術】ハードディスクなどの情報記録ディスク
に対して記録／再生用のヘッドを高速高精度に位置決め
するための装置として、粗動アクチュエータと微動アク
チュエータからなる２ステージアクチュエータ方式のヘ
ッド位置決め装置がある（例えば、特開平１０−２５５
４１８号公報）。微動アクチュエータはマイクロアクチ
ュエータ（ＭＡ）とも呼称され、また、２ステージアク
チュエータはピギーバックアクチュエータとも呼称され
ている。そして、微動アクチュエータには圧電素子（Ｐ
ＺＴ素子）が利用されることが多い。
【０００５】粗動アクチュエータとしては通常、ボイス
コイルモータ（ＶＣＭ）が用いられる。粗動アクチュエ
ータは、シーク動作やトラック複数分のジャンプなどの
大移動のために使用されるもので、ヘッドを搭載してい
るヘッド支持機構をシャーシ上の軸を中心にして回動さ
せる。微動アクチュエータは、トラック追従や１トラッ
クジャンプなどの高速で微小な位置決めのために使用さ
れるもので、粗動アクチュエータとヘッドスライダとの
間に圧電素子を介在させて構成している。微動アクチュ
エータである圧電素子に対する印加電圧の制御によっ
て、ヘッドの変位量を調整する。印加電圧が大きいほど
変位の応力が大きく、応答性がより速いヘッドの位置決
めが可能である。
【０００６】２ステージアクチュエータを用いて高速高
精度位置決めを行うように構成された従来の制御方式を
従来例として以下に示す。
【０００７】（従来例１）図４１は、特開２００１−６
３０５号公報に記載された磁気ディスク装置の概略図で
ある。
【０００８】ヘッド移動機構Ｆ１の微動部から供給され
る位置誤差信号に基づいて、微動部を位置決めするため
の制御信号を出力データとして出力する微動コントロー
ラＦ２４と、出力データを微動アクチュエータの可動範
囲に対応した制限内になるように飽和処理するリミッタ
Ｆ２６と、リミッタＦ２６の出力データと微動コントロ
ーラＦ２４からの出力データとの差に基づいて、出力デ
ータを補正するためのデータを生成する減算器Ｆ２７と
乗算器Ｆ２８とを備えている。
【０００９】すなわち、２段アクチュエータとリミッタ
を使用することによって、磁気ヘッドの高精度位置決め
を実現している。
【００１０】（従来例２）図４２は、特開平９−３５２
２５号公報に記載された磁気ディスク装置の概略図であ
る。
【００１１】位置信号の回転同期成分の補正データを作
成してディスクのサーボ領域に記録し、サーボ領域に記
録された補正データを読み出して位置誤差信号を補正
し、補正された位置誤差信号に基づいて閉ループ制御に
よりヘッドを特定のトラックに位置づける。転写型ＳＴ
Ｗ（サーボトラックライト）方式の装置については、あ
らかじめ記録されている位置信号のうねりを補正するこ
とにより、新たなサーボパターンの位置精度を向上させ
ている。この場合、粗動アクチュエータのみを使用して
回転同期外乱を補償することによって、磁気ヘッドの高
精度位置決めを実現している。
【００１２】（従来例３）図４３は、特開平１１−２３
２８１０号公報に記載された磁気ディスク装置の概略図
である。
【００１３】偏心量測定器Ｇ３６はヘッドが通過するセ
クタ毎に測定され、位置誤差信号ｑのＸ成分ｑcos
（Ｎ）およびＹ成分ｑsin（Ｎ）をディスク１回転にわ
たって総計し、それぞれの総計値を算出する。総計値に
基づいて、偏心補正値計算器Ｇ３４は、ｕ（Ｎ）＝Ａｃ
ｏｓ（Ｎ）＋Ｂｓｉｎ（Ｎ）の波形を設定する。この波
形はディスク上の記録シリンダに対するヘッド軌跡偏心
円の記録シリンダ半径方向ズレ量を示すことから、この
波形に基づいて記録シリンダ半径方向に駆動されるヘッ
ドは記録シリンダに沿って軌跡を描くことになり、この
ズレ量を用いてヘッドに対してフィードバック制御を実
施し、ヘッドを記録シリンダに追従させている。
【００１４】この場合、粗動アクチュエータのみを使用
して回転同期外乱を補償することによって、磁気ヘッド
の高精度位置決めを実現している。
【００１５】圧電素子は、圧電効果と逆圧電効果の両機
能を併せ持っている。すなわち、制御量としての制御電
圧によるひずみを利用した微少な変位による位置制御と
同時に、変位により発生する電圧を利用して微少な変位
量を検出電圧として検出することができる。このため、
この両機能を利用したセルフセンシングアクチュエータ
と呼ばれるアクチュエータ制御手法も提案されている
（例えば、日本機械学会論文集６４巻６２４号、２９３
１〜２９３７（１９９８−８）「仮想ブリッジ回路に基
づくセルフセンシング・アクチュエータを用いたはりの
軌跡制御」参照）。
【００１６】また、粗動アクチュエータで駆動されるヘ
ッド支持機構上に、さらに微動アクチュエータとして圧
電素子を搭載し、圧電素子の圧電効果と逆圧電効果の両
機能を利用して高速高精度な位置決め制御が可能な二重
アクチュエータ制御手法も提案されている（例えば、特
開昭６０−３５３８３号公報）。
【００１７】ところで、情報記録の大容量化を図るため
に、複数の情報記録ディスクを同軸状に配列し、各ディ
スクに対して微動アクチュエータおよびヘッドを配置
し、各微動アクチュエータを取り付けた複数のヘッド支
持機構を一括して粗動アクチュエータで移動させる方式
がある。複数のディスクに対して個別にアクセスを行う
複数のヘッドと、前記各ヘッドを微小変位させる複数の
微動アクチュエータと、前記各微動アクチュエータを支
持する複数のヘッド支持機構と、前記複数のヘッド支持
機構を一括駆動する粗動アクチュエータとを備える。粗
動アクチュエータの制御については、これまでは、次の
ような方式が一般的なものとされている。
【００１８】複数の微動アクチュエータの相対変位信号
に対して重み付け加算を行い、その重み付け加算信号が
ゼロに収束するように粗動アクチュエータを制御する。
相対変位信号の重み付けは、複数のヘッドについてあら
かじめ決められた重要度に従う。その重要度は、代表的
にはアクセス順位である。例えば、最上位のディスクに
対するヘッドを優先度１位として最も大きい重み付けを
行う。以下、図３９および図４０を用いて説明する。
【００１９】図示しない複数のディスクに対して各ヘッ
ド２の位置決め制御を行う複数の微動アクチュエータ５
２がそれぞれヘッド支持機構４に設けられ、複数のヘッ
ド支持機構４は共通の回転体１１に取り付けられ、回転
体１１は回動軸８に軸支された上で粗動アクチュエータ
５１によって回転駆動される。ヘッド２がディスクから
読み取ったサーボ情報ｓａが微動制御部１９０に入力さ
れる。微動制御部１９０は、入力したサーボ情報ｓａに
含まれるヘッド位置信号を検出し、目標位置信号Ｒとヘ
ッド位置信号との差分をとって位置誤差信号を生成す
る。さらに、所要の処理を経て微動駆動信号ｕ(B)を生
成し、微動アクチュエータ５２に出力する。微動アクチ
ュエータ５２は、微動駆動信号ｕ(B)によって駆動制御
され、ヘッド２の微小な位置決め制御を行う。このヘッ
ド２の制御は、複数のヘッドにつき互いに独立して行わ
れる。
【００２０】微動アクチュエータ５２に圧電素子を利用
すると、ヘッド２の変位量の検出が容易である。圧電素
子は圧電効果と逆圧電効果を併せ持つ。電圧印加による
ひずみを利用する微小変位での位置制御と同時に、変位
により発生する電圧を利用して微小な変位量を検出電圧
として検出できる。各微動アクチュエータ５２の変位量
を示す相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）が各重み付け回
路１９３に入力され、個別的に重み付けされ、処理回路
１９２に供給される。処理回路１９２では相対変位信号
ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）に重み付けを行った信号を加算し、
重み付け加算信号ｘｃとして粗動制御部１９１に出力す
る。粗動制御部１９１は、入力した加算信号ｘｃに対し
て所定の処理を施して粗動駆動信号ｕ(S)を生成し、粗
動アクチュエータ５１に出力する。粗動アクチュエータ
５１は、粗動駆動信号ｕ(S)に基づいて回転体１１を回
転駆動し、複数のヘッド支持機構４を一括的に移動させ
る。粗動制御部１９１による制御は、重み付け加算信号
ｘｃの値が最小になるような制御である。これと並行し
て、上記の各微動アクチュエータ５２による各ヘッド２
の個別制御が行われる。微動制御部１９０による制御は
前記の位置誤差信号の値がゼロに最接近するような制御
である。
【００２１】上記において、複数の重み付け回路１９３
での相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）に対する重み付け
は、複数のヘッド２についてあらかじめ決められた重要
度に従ったものである。その重要度は、代表的にはアク
セス順位である。例えば、最上位のディスクに対するヘ
ッド２を優先度１位として最も大きい重み付けを行う。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微動ア
クチュエータとして圧電素子を用いる場合には次のよう
な課題がある。圧電素子は、両側電極に対する印加電圧
が大きいと、素子内の金属成分が電気化学反応を起こ
し、電極に金属成分が析出する。圧電素子の一つに、
鉛、ジルコニアおよびチタンの合金からなる薄膜のＰＺ
Ｔ素子がある。このＰＺＴ素子は、実際には、ＰＺＴ結
晶のみからなるものではなく、製造プロセスにおいて酸
化鉛、水などの不純物が混入する。酸化鉛や水が混入す
ると、電圧印加状態で電気化学反応が活性化され、負電
極側に鉛が析出するという現象が起こる。印加電圧が高
いほど、鉛析出現象が発生しやすい。鉛析出による悪影
響は直ちには発現しないが、鉛析出は徐々に進行する。
長時間にわたる鉛析出によって腐食現象が進行すると、
圧電素子の変位特性が劣化する。さらに進行すると、変
位できないようになる。最終的には鉛析出によりショー
トが起こり、圧電素子の破壊に至る。
【００２３】すなわち、圧電素子への印加電圧が高いと
高速応答性を満たすが、長期には鉛析出による悪影響が
出るため寿命の上で問題となる。従来にあっては、位置
決めの精度および高速応答性と印加電圧のバランスにつ
いての考察が充分ではなく、上記のような課題が生じて
いた。特に、高速応答性を満たすために制御帯域を高く
するにつれて、この課題の解決が重要性を増す。
【００２４】従来例１では、微動アクチュエータがその
可動範囲内で制御駆動されるように、変位量が可動範囲
を超えないレベルの出力データが指令されるようなリミ
ッタを有している。しかしながら、微動アクチュエータ
の可動範囲でのリミッタであって、駆動素子の特性によ
るリミッタではない。
【００２５】従来例２では、位置誤差信号に回転同期誤
差補正値を加えて制御信号を演算し、コントローラへの
入力信号として出力することによってアクチュエータを
制御駆動している。
【００２６】しかしながら、この制御信号でＰＺＴ素子
で構成される微動アクチュエータを制御駆動する場合、
一般にスピンドルの回転同期外乱による位置誤差が大き
いため、その位置誤差を補償するには大きな駆動電圧が
ＰＺＴ素子に加えられることになる。
【００２７】すなわち、２ステージアクチュエータでこ
の手法を用いる場合、補正値を粗動アクチュエータと微
動アクチュエータにいかに加えて各アクチュエータをい
かに制御駆動するかという課題を有している。
【００２８】従来例３では、位置誤差信号より偏心量を
測定および導出し、偏心補正値を計算している。そし
て、位置誤差信号に基づいて計算された制御量に加算す
ることによってアクチュエータを制御駆動している。
【００２９】しかしながら、２ステージアクチュエータ
でこの手法を用いる場合、従来例２と同様の理由で、偏
心補正値を粗動アクチュエータと微動アクチュエータに
いかに加えて各アクチュエータをいかに制御駆動するか
という課題を有している。
【００３０】また、図３９に示した複数のヘッド支持機
構を有するヘッド位置決め装置において、重要度に基づ
いて粗動アクチュエータ５１を制御すると、ヘッド支持
機構４の頻繁な移動とそれに伴う振動発生の課題が生じ
る。以下、この課題について説明する。
【００３１】図４０（ａ）に示すように、ヘッド２およ
び微動アクチュエータ５２の数が仮に１つであるとした
場合には、粗動アクチュエータ５１と微動アクチュエー
タ５２との協働による位置決めのサーボ制御の完遂によ
って、微動アクチュエータ５２はヘッド支持機構４の中
心線ａ上に位置するように制御される。
【００３２】ヘッド２および微動アクチュエータ５２が
複数ある場合には、図４０（ｂ）に示すように（３つの
場合を例示）、相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（３）に重み
ｗ1〜ｗ3を掛けた重み付け加算信号ｘｃ＝ｗ1・ｘ
（１）＋ｗ2・ｘ（２）＋ｗ3・ｘ（３）の値が中心線ａ
上でゼロとなるように粗動アクチュエータ５１はヘッド
支持機構４を位置決め制御する。なお、相対変位信号ｘ
（１）〜ｘ（３）は有向成分（ベクトル）として正負の
値を持つ。そして、各微動アクチュエータ５２は、中心
線ａから変位した状況の中で目標トラックへ向けて位置
決め制御される。
【００３３】図４０（ａ）の場合には、ヘッド２が目標
トラックに達したとき以降は、微動アクチュエータ５２
は変位量ゼロの中心線ａ上をホームポジションとしてト
ラック追従動作を行う。変位量ゼロを中心とするトラッ
ク追従動作は最も安定した状態のトラック追従動作とな
る。
【００３４】一方、図４０（ｂ）の場合には、それぞれ
の微動アクチュエータ５２が中心線ａから変位した位置
をホームポジションとしてトラック追従動作を行うが、
変位状態でのトラック追従動作であるため、微動アクチ
ュエータ５２の動作は不安定な状態となり、制御不能に
なったり、異常発振を引き起こす可能性がある。さら
に、粗動アクチュエータ５１および各微動アクチュエー
タ５２の頻繁な移動による振動が発生する頻度も高くな
り、より微動アクチュエータ５２が不安定な状態となる
可能性が高い。具体的に説明すると、次のとおりであ
る。
【００３５】図４０（ｂ）において、ヘッド２（１）に
対応するディスクの目標トラックはヘッド２（１）に位
置対応し、ヘッド２（２）に対応するディスクの目標ト
ラックはヘッド２（２）に位置対応し、ヘッド２（３）
に対応するディスクの目標トラックはヘッド２（３）に
位置対応している。いま、重要度が最も高いヘッドをヘ
ッド２（１）とする。最重要ヘッド２（１）が中心線ａ
に近くあれば影響は少ないが、中心線ａから遠く離れて
いるときは影響が大きい。図示状態では、最重要ヘッド
２（１）の変位量は大きなものとなっている。最重要ヘ
ッド２（１）の重みｗ1は最も大きい。最重要ヘッド２
（１）のが目標トラックからオフトラックすると、その
重みｗ1が大きいだけに影響が大きい。すなわち、粗動
アクチュエータ５１の動作量が大きい。図４０の紙面で
最重要ヘッド２（１）に位置対応する目標トラックのウ
ォブリング（うねり）が大きいと想像されたい。粗動ア
クチュエータ５１の動作量が大きいことに引きずられて
各微動アクチュエータ５２も変位し、改めてのトラック
追従動作となる。最重要ヘッド２（１）に対するアクセ
スの指令頻度は最も高い。したがって、最重要ヘッド２
（１）が変位量の大きな状態で重み付け加算信号ｘｃの
値がゼロに収束している状態からのトラック追従動作で
は、粗動アクチュエータ５１および各微動アクチュエー
タ５２の移動頻度が高いものとなる。この高頻度の動作
が各微動アクチュエータ５２への振動として影響し、各
微動アクチュエータ５２の機構的な安定性に影響を与え
る。微動アクチュエータ５２どうしの相互干渉による機
構的共振も生じる。すなわち、目標トラックへの位置決
め制御を行うこと自体が目標トラックからの位置ずれを
誘発するような事態となる。その結果、ヘッド２の位置
決め精度の劣化を引き起こす。
【００３６】振動発生を抑制する対策として、目標トラ
ックに対する追従動作をより高速に行えば良いとする考
え方がある。しかし、応答性を高くするには、微動アク
チュエータを構成する圧電素子に対してより高い電圧を
印加する必要があり、印加電圧が過剰であると、圧電素
子において鉛の析出、特性劣化、さらには圧電素子破壊
の問題が生じる。
【００３７】したがって、本発明の主たる目的は、２ス
テージアクチュエータ方式において、微動アクチュエー
タを構成する圧電素子を高帯域で駆動する場合に、電気
化学反応による圧電素子の特性劣化を防止し長寿命化を
実現するヘッド位置決め装置を提供することである。こ
のことは、ヘッドの高速高精度の位置決め、情報記録装
置の高記録密度化につながる。
【００３８】また、本発明は、複数のディスクに対する
複数のヘッド、微動アクチュエータおよびヘッド支持機
構の組を一括して粗動アクチュエータで移動させる方式
において、振動発生を抑制した安定性の高いヘッド位置
決めを実現するヘッド位置決め装置を提供することを目
的とする。さらに、同様の機能を発揮する情報記録再生
装置を提供することを目的とする。
【００３９】
【課題を解決するための手段】本発明は、微動アクチュ
エータにその規定の動作範囲以上の外乱がかかり、その
外乱のためにヘッドが目標トラックから位置ずれを生じ
ることに対する補償を行うものである。上記した課題の
解決を図ろうとするヘッド位置決め装置についての本発
明は、この発明は、前提的構成として、情報記録ディス
クに対してアクセスを行う記録／再生用のヘッドの位置
制御方式を、粗動アクチュエータと微動アクチュエータ
との２つのアクチュエータで位置制御を行う２ステージ
アクチュエータ方式としている。そして、前記の微動ア
クチュエータが圧電素子を利用するものとなっている。
このようなヘッド位置決め装置において、微動アクチュ
エータの規定の動作範囲以上の外乱によるヘッドの目標
トラックからの位置ずれに対する補償と、微動アクチュ
エータにおける圧電素子の過電圧劣化に対する対応とし
て、次のように構成してある。すなわち、一方におい
て、微動アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱に
よるヘッド位置ずれに対する補償を、微動アクチュエー
タではなく、粗動アクチュエータの駆動において行うよ
うに構成してあるとともに、他方において、圧電素子利
用の微動アクチュエータの駆動信号のレベルを、電気化
学反応による圧電素子の特性劣化が生じるしきい値以下
となしてある。
【００４０】この発明のヘッド位置決め装置は、より具
体的レベルでは次のように構成する。情報記録ディスク
に対してアクセスを行う記録／再生用のヘッドを２ステ
ージアクチュエータ方式で位置決め制御する粗動アクチ
ュエータおよび微動アクチュエータと、前記粗動アクチ
ュエータと微動アクチュエータを制御する位置決め制御
部とを備える。前記微動アクチュエータは圧電素子で構
成する。また、前記位置決め制御部は、粗動制御系と微
動制御系を備える。前記粗動制御系は、前記粗動アクチ
ュエータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制
御する粗動制御部で構成する。前記微動制御系は、圧電
素子利用の微動アクチュエータを駆動する微動駆動部
と、この微動駆動部を制御する微動制御部で構成する。
このような構成のヘッド位置決め装置において、さら
に、位置誤差分離部と駆動信号制限部とを備える。前記
位置誤差分離部は、前記微動アクチュエータの規定の動
作範囲以上の外乱による前記ヘッドの目標トラックから
の位置ずれに対する補償を前記粗動アクチュエータの駆
動において行うように分離するものである。駆動信号制
限部は、前記微動制御部と前記微動駆動部との間に介在
させ、微動制御部から微動駆動部に対して与える微動制
御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特性
劣化が生じるしきい値以下に制限する。
【００４１】これによる作用は次のとおりである。微動
アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱を補償して
ヘッドを目標トラックに追従させるに当たり、この補償
を圧電素子利用の微動アクチュエータにおいて行うとな
れば、圧電素子に過大な電圧が印加され、電気化学反応
により圧電素子の腐食、特性劣化を招くおそれがある。
この規定の動作範囲以上の外乱に対する補償について
は、粗動アクチュエータの側で行うように構成すること
により、圧電素子側の負担を軽減する。その上で、本発
明の特徴は、電気化学反応による圧電素子の特性劣化が
生じるしきい値に対して、微動アクチュエータの構成要
素である圧電素子の駆動信号のレベルを前記しきい値以
下に制限することにある。なお、このしきい値の設定に
ついては、後述するようにいくつかの態様がある。この
駆動信号の制限により、駆動信号レベルが高いことに起
因して圧電素子が電気化学反応による腐食で特性が劣化
する、といった課題を解決できる。その結果、目標トラ
ックに対するヘッドの高速高精度な位置決めの機能を長
期間にわたって持続させることができる（長寿命化）。
それゆえに、ひいては、高記録密度の情報記録装置の実
現に有効に作用する。
【００４２】微動アクチュエータにおける圧電素子とし
て、鉛とジルコニアとチタンで構成される薄膜のＰＺＴ
素子を採用する場合に、本発明は有用である。ＰＺＴ素
子は特性のすぐれた圧電素子の代表例であるが、実際に
は、ＰＺＴ結晶のみからなるものではなく、外的要因で
酸化鉛、水などの不純物が含まれる。このような圧電素
子に電圧が印加されると、印加電圧のレベルによっては
電気化学反応が活性化され、電極に鉛が析出する。この
現象が進むと圧電素子がショートして、変位動作を行え
なくなってしまう。このようなＰＺＴ素子を微動アクチ
ュエータに用いるヘッド位置決め装置において、本発明
は最大の効果を発揮し、鉛の析出を抑制する。
【００４３】ここで、圧電素子に対する駆動信号におけ
る前記のしきい値について説明する。電気化学反応によ
り圧電素子が特性劣化を起こす原因は電極に鉛が析出す
ることにある。
【００４４】鉛の析出の原因のひとつに、圧電素子内に
酸化鉛ＰｂＯが不純物として混入していたり、製造プロ
セス時に不測に外部から水分が圧電素子内に侵入した
り、高温高湿の雰囲気下での使用中に雰囲気中の水分が
圧電素子内に侵入することがある。水分の侵入を完全に
防止することは実際上不可能である。
【００４５】酸化鉛ＰｂＯと水分が反応して、鉛イオン
Ｐｂ2+を発生する。特に酸性領域で発生しやすい。鉛イ
オンＰｂ2+が発生している状態で圧電素子に電圧が印加
されると、電気化学反応により負極側で鉛が析出する。
そこで、鉛の析出を防止するには、原理的には、鉛イオ
ンＰｂ2+が鉛Ｐｂに変化するときの電位差をしきい値と
すればよい。このときの電位差のことを“鉛の理論分解
電圧”という。しかし、実際に電気化学反応の進行に
は、理論分解電圧に酸素過電圧と呼ばれる電圧を加える
必要がある。すなわち、鉛の理論分解電圧に酸素過電圧
を加えた電圧をしきい値とすればよい。すなわち、この
しきい値以下で圧電素子を駆動するように設定すること
により、鉛の析出を防止することができる。ただし、こ
こでは水の電気分解については考慮していない。鉛の理
論分解電圧は水の理論分解電圧よりも低く、したがっ
て、鉛の析出をより起こしやすい。
【００４６】一方、水分が混入していると圧電素子の電
気抵抗値が減少し、電圧印加によって圧電素子内に電流
が流れやすくなる。電流が急激に増えると水の電気分解
が起こり、水素イオンＨ+が発生する。圧電素子を構成
する成分の鉛Ｐｂに水素イオンＨ+が反応して鉛イオン
Ｐｂ2+となり、この鉛イオンＰｂ2+がさらに電子と結合
して鉛Ｐｂとなり、電極に析出する。この場合に鉛の析
出を防止するには、原理的には、水が電気分解を引き起
こす電位差をしきい値に設定して、圧電素子への印加電
圧をしきい値以下にすればよい。水が電気分解を引き起
こす電位差のことを“水の理論分解電圧”という。しか
し、ここでも、実際に電気分解が進み酸素が発生して水
素イオンＨ+が発生するためには、理論分解電圧に酸素
過電圧を加える必要がある。すなわち、水の理論分解電
圧に酸素過電圧を加えた電圧をしきい値とすればよい。
このしきい値以下で圧電素子を駆動するように設定する
ことにより、鉛の析出を防止することができる。この場
合は酸化鉛ＰｂＯが原因の鉛析出も抑制される。
【００４７】実際にしきい値を定めるには、いくつかの
アプローチがある。圧電素子の電気抵抗を一定以上に大
きく保ち、圧電素子内に不要な電流を流さないようにす
ることが肝要である。それには、圧電素子利用の微動ア
クチュエータに対する駆動電圧Ｖ［Ｖ］と圧電素子内を
流れる電流Ｉ［Ａ］との関係が、目安として、Ｖ／Ｉ＞
１０6［Ω］となるようなしきい値とすればよい。これ
は必要とする圧電素子の電気抵抗値を１ＭΩ以上とする
場合である。この場合に、許容電流の目安を５０μＡと
するとき、圧電素子に対する駆動電圧のしきい値は５０
Ｖを想定できる。
【００４８】また、圧電素子の膜厚との関係では次のよ
うになる。膜厚が小さいほどしきい値を低くする必要が
ある。膜厚の基準に例えば２．５μｍを選択するとき、
しきい値５０Ｖに対しては、電界の強さＥは、Ｅ＝２×
１０7［Ｖ／ｍ］とするのがよい。この電界の強さを基
準にして、膜厚ｔ［ｍ］としきい値Ｖ［Ｖ］との関係
を、Ｖ／ｔ＜２×１０7［Ｖ／ｍ］とすればよい。さら
に、この見込みのしきい値５０Ｖに対して、安全係数
０．２を乗じて、しきい値を１０Ｖとするとなお良い。
この安全係数は、実際上の経験およびテストから導き出
されたものである。このしきい値１０Ｖに対しては、許
容電流は５分の１の１０μＡとなり、また膜厚との関係
では、Ｖ／ｔ＜４×１０6［Ｖ／ｍ］となり、鉛の析出
に対する安全性が向上する。このときの圧電素子の電気
抵抗値は上記の１ＭΩ以上であり、電界の強さは４×１
０6［Ｖ／ｍ］未満とすればよい。この程度に大きけれ
ば、鉛の析出を防止した状態での長期にわたる使用が可
能となる。
【００４９】さらに寿命延長を求めるときは、オーダー
を１つ上げて、Ｖ／Ｉ＞１０7［Ω］となるようなしき
い値とすればよい。これは圧電素子に必要な電気抵抗値
を１０ＭΩより大きいとする場合である。この場合に、
許容電流を５μＡとするとき、圧電素子に対する駆動電
圧のしきい値は５０Ｖを見込める。圧電素子の膜厚との
関係は、上記同様に、Ｖ／ｔ＜２×１０7［Ｖ／ｍ］と
すればよい。さらに、この見込みのしきい値５０Ｖに対
して、安全係数０．２を乗じて、しきい値を１０Ｖとす
るとなお良い。しきい値１０Ｖに対しては、許容電流は
５分の１の１μＡとなり、鉛の析出に対する安全性が充
分に高いものとなる。このときの圧電素子の電気抵抗値
は上記の１０ＭΩ以上であり、この程度に充分大きけれ
ば、鉛の析出を確実に防止した状態での長期にわたる使
用が可能となる。
【００５０】上記の圧電素子の電気抵抗値の目安である
１ＭΩについては、高温高湿の環境下で圧電素子に水分
が侵入することを考慮して、温度８５℃、湿度９０％の
環境下で、５００時間にわたって連続駆動したときに、
圧電素子の電気抵抗値が１ＭΩ以上を保つことを条件に
するとよい。
【００５１】前記微動制御系は、前記微動アクチュエー
タによる補償量がゼロの場合には、前記圧電素子に加え
る電圧がゼロまたは前記しきい値の１／２で一定値のオ
フセット電圧を出力し、前記補償量がゼロ以外の場合に
は、その補償量の値に応じた正負の電圧を前記オフセッ
ト電圧に加えて制御駆動する。
【００５２】前記微動アクチュエータの駆動信号におけ
るオフセット電圧は、水の分解電圧以下（ゼロを含む）
である。
【００５３】上記において、微動アクチュエータにかか
る規定の動作範囲以上の外乱について、この外乱がディ
スク偏心などに起因するディスクの回転同期外乱の場合
には、そのディスク偏心による回転同期外乱のデータを
あらかじめまたは即時に検出した上で補償を行うように
する。ディスクの回転同期外乱のためにヘッドが目標ト
ラックから位置ずれを起こすことに対する補償と、微動
アクチュエータにおける圧電素子の過電圧劣化に対する
対応として、一方において、ディスクの回転同期外乱に
よるヘッド位置ずれに対する補償を、微動アクチュエー
タではなく、粗動アクチュエータの駆動において行うよ
うに構成するとともに、他方において、圧電素子利用の
微動アクチュエータの駆動信号のレベルを、圧電素子の
特性劣化が生じるしきい値以下に設定する。より具体的
レベルでは、前記の位置誤差分離部に代えて、外乱補償
部を設ける。その外乱補償部は、ディスクの回転同期外
乱によるヘッドの目標トラックからの位置ずれを前記粗
動制御系で補償するものである。
【００５４】この構成による作用は次のとおりである。
上記同様に、ディスクの回転同期外乱を補償してヘッド
を目標トラックに追従させるに当たり、この補償を微動
アクチュエータではなく、粗動アクチュエータの側で行
う。これにより、圧電素子側の負担を軽減する。さら
に、上記同様に、圧電素子の駆動信号のレベルを電気化
学反応で特性劣化が生じるしきい値以下に制限する。そ
の結果、駆動信号レベルが高いことに起因する電気化学
反応により圧電素子が腐食して特性が劣化するといった
課題を解決できる。したがって、目標トラックに対する
ヘッドの高速高精度な位置決めの機能を長期間にわたっ
て持続させることができる。
【００５５】上記において、好ましい態様として次のこ
とがある。外乱補償部は、その補償量を粗動制御系に与
えることを要点としているが、粗動制御系と微動制御系
とは、それぞれの制御量が一方向的にあるいは双方向的
に影響を及ぼすことがある。つまり、ディスクの回転同
期外乱を補償するための粗動制御系に対して与える補償
量によっては、圧電素子に対する駆動信号レベルが変動
して前記のしきい値相当レベルを上回る可能性があり得
る。このような場合においても、回転同期外乱を補償し
ながら、駆動信号レベルの過剰による腐食および特性劣
化から圧電素子を保護するという機能を確保するのが、
この技術である。
【００５６】すなわち、外乱補償部による補償量を粗動
制御系に与える場合において、粗動制御系のみに限定し
て与えることに代えて、微動制御系にも与えるようにす
るための同期外乱補償調節部を設ける。それは、トラッ
ク追従時に微動アクチュエータの駆動信号のレベルとし
て前記のしきい値以下を補償するためである。同期外乱
補償調節部は、外乱補償部による補償量を受け取り、そ
の補償量に対して前記両制御系用それぞれに重み付けを
行った上で、それぞれの重み付け補償量を粗動制御系と
微動制御系とに与える。これにより、両制御系の制御量
が影響し合う条件下でも、回転同期外乱を補償しなが
ら、駆動信号レベルの過剰による腐食および特性劣化か
ら圧電素子を保護するという機能を良好に確保すること
ができる。
【００５７】さらに、好ましい態様として次のことがあ
る。それは、粗動制御系が、低周波帯域に重みのある重
み関数を前記の制御量に乗じた量を制御量として粗動ア
クチュエータに与えるようにするための低周波フィルタ
を有していることであり、微動制御系が、高周波帯域に
重みのある重み関数を前記の制御量に乗じた量を制御量
として微動アクチュエータに与えるようにするための高
周波フィルタを有していることである。
【００５８】これは、回転同期外乱だけでなく機械的共
振などの外乱負荷に起因する目標トラックからのヘッド
の位置ずれを補償する場合において、外乱負荷に対する
補償を周波数に応じて対応するものである。比較的振幅
が大きい回転同期外乱と比較的振幅が小さい機械的共振
の外乱とが重畳された状態でヘッド位置決め装置に作用
する。回転同期外乱に対する補償を粗動制御系で行うの
が本発明の主旨であるが、回転同期外乱に重畳して印加
される機械的共振などの外乱に対する補償は微動制御系
で行う。この分担を行うのに、周波数に基づいて行う。
振幅が比較的大きい回転同期外乱は低周波帯域に偏在
し、振幅が比較的小さい機械的共振などの外乱は高周波
帯域に偏在する傾向がある。そこで、低周波フィルタと
高周波フィルタとを設けてある。低周波フィルタによっ
て高周波成分をカットし、回転同期外乱に対応する状態
に絞った制御量を粗動制御系に与える。また、高周波フ
ィルタによって低周波成分をカットし、機械的共振など
の外乱に対応する状態に絞った制御量を微動制御系に与
える。
【００５９】これによって、回転同期外乱および機械的
共振などの外乱に起因してヘッドが目標トラックから位
置ずれを生じることに対して目標トラックへの高精度位
置決めを補償しながら、駆動信号レベルの過剰による腐
食および特性劣化から圧電素子を保護するという機能を
効果的に発揮させることができる。
【００６０】（＃１） ヘッド位置決め制御方法につい
ての本発明は、前提として、次の各ステップを有してい
る。すなわち、ヘッドにより再生されるディスク上のサ
ーボ情報からのヘッド位置データと前記ヘッドを目標位
置に位置決めするための目標位置データとの位置誤差を
位置誤差データとするステップと、前記位置誤差データ
に基づいて前記ヘッドの微動アクチュエータの変位量を
制御する微動制御データを生成するステップと、前記微
動制御データに基づく信号を微動駆動信号とし前記微動
アクチュエータに出力するステップと、前記ヘッドの粗
動アクチュエータまたは前記微動アクチュエータの変位
量に対応した相対変位データを入力するステップと、前
記相対変位データに基づいて前記粗動アクチュエータの
変位量を制御する粗動制御データを生成するステップ
と、前記粗動制御データに基づいた信号を粗動駆動信号
として前記粗動駆動アクチュエータに出力するステップ
とである。このような複数ステップを含むヘッド位置決
め制御方法において、本発明は、さらに、前記微動制御
データに基づく信号を前記微動アクチュエータに出力す
るに当たって、前記微動アクチュエータの特性が変化す
るしきい値で前記微動制御データを制限した実微動制御
データを生成し、この前記実微動制御データを前記微動
制御データに置き換えて出力するステップと、ディスク
回転同期外乱による位置誤差に基づいた同期外乱位置誤
差データを前記相対変位データに加算した結果を補正相
対変位データとして生成するステップと、前記補正相対
変位データに基づいて前記粗動アクチュエータの変位量
を制御する粗動制御データを生成するステップとを含ん
でいることを特徴とする。（これについては図１を参照
することができる）。
【００６１】この（＃１）の発明のヘッド位置決め制御
方法によれば、ディスク回転同期外乱に対する補償を良
好に行いながら、駆動信号レベルが高いことに起因して
発生する圧電素子の腐食による特性劣化の課題を解決す
ることができ、目標トラックに対するヘッドの高速高精
度な位置決めの機能を長期間にわたって持続させること
ができる。それゆえに、ひいては、高記録密度のディス
ク装置の実現に有効に作用する。
【００６２】（＃２） 上記の（＃１）のヘッド位置決
め制御方法の発明においては、ディスク回転同期外乱に
よる位置誤差に基づいた同期外乱位置誤差データを相対
変位データに加算した結果を補正相対変位データとする
が、それに代えて、ディスク回転同期外乱による位置誤
差に基づいた同期外乱位置誤差データを生成し、さら
に、前記同期外乱位置誤差データに基づいて粗動アクチ
ュエータの変位量を制御する同期外乱粗動制御データを
生成し、前記同期外乱粗動制御データを粗動制御データ
に加算した結果を補正粗動制御データとしてもよい。
（これについては図１５を参照することができる）。
【００６３】以上を要するに、（＃２）の発明のヘッド
位置決め制御方法は、（＃１）の方法において、さら
に、ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた同
期外乱位置誤差データを生成するステップと、前記補正
相対変位データの生成に代えて、前記同期外乱位置誤差
データに基づいて前記粗動アクチュエータの変位量を制
御する同期外乱粗動制御データを生成するステップと、
前記同期外乱粗動制御データを前記粗動制御データに加
算した結果を補正粗動制御データとして生成するステッ
プと、前記補正粗動制御データに基づいた粗動駆動信号
として前記粗動アクチュエータに出力するステップとを
含んでいるというものである。この場合、補正をかける
段階が（＃１）の発明とは異なっているだけで、（＃
１）と同様の作用効果が得られる。
【００６４】（＃３） 上記の（＃１）のヘッド位置決
め制御方法の発明において、好ましい態様としては、さ
らに、ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた
同期外乱位置誤差データを微動制御系と粗動制御系とに
重みを付けて配分して同期外乱微動位置誤差データと同
期外乱粗動位置誤差データとを生成するステップと、前
記同期外乱微動位置誤差データを前記位置誤差データに
加算した結果を補正位置誤差データとするステップと、
前記同期外乱粗動位置誤差データを前記相対変位データ
に加算した結果を補正相対変位データとするステップと
を含んでいることである。これは、前述の同期外乱補償
調節手段を有するヘッド位置決め装置に対応し、同様の
作用効果を奏する。（これについては図１６を参照する
ことができる）。
【００６５】（＃４） 上記の（＃１）の発明に（＃
３）の発明を適用したのと同様のことを上記の（＃２）
の発明に適用するのでもよい。すなわち、（＃２）のヘ
ッド位置決め制御方法において、さらに、ディスク回転
同期外乱による位置誤差に基づいた同期外乱制御データ
を微動制御系と粗動制御系とに重みを付けて配分して同
期外乱微動制御データと同期外乱粗動制御データとを生
成するステップと、前記同期外乱微動制御データを前記
微動制御データに加算した結果を補正微動制御データと
して出力するステップと、前記同期外乱粗動制御データ
を前記粗動制御データに加算した結果を補正粗動制御デ
ータとして出力するステップとを含んでいるというもの
である。この場合、補正をかける段階が（＃２）の発明
とは異なっているだけで、（＃２）と同様の作用効果が
得られる。（これについては図１７を参照することがで
きる）。
【００６６】（＃５） 上記（＃１）、（＃３）の発明
において、好ましい態様としては、さらに、前記微動制
御データに高周波領域のみを通過させる高周波フィルタ
処理をかけて前記微動アクチュエータに出力するステッ
プと、前記粗動制御データに低周波領域のみを通過させ
る低周波フィルタ処理をかけて前記粗動アクチュエータ
に出力するステップとを含んでいることである。すでに
説明したとおり、低周波帯域に偏在する振幅が比較的大
きいディスク回転同期外乱と高周波帯域に偏在する振幅
が比較的小さい機械的共振などの外乱との重畳に対し
て、ヘッドが目標トラックから位置ずれを生じることに
対して目標トラックへの高精度位置決めを補償しなが
ら、駆動信号レベルの過剰による腐食および特性劣化か
ら圧電素子を保護するという機能を効果的に発揮させる
ことができる。（これについては図１８を参照すること
ができる）。
【００６７】（＃６）さらに、好ましい態様としては、
前記微動制御データの微動定常偏差補償データと前記粗
動制御データの粗動定常偏差補償データとを入力信号と
して、微動制御系と粗動制御系とに重みを付けて配分し
て微動定常偏差補償データと粗動定常偏差補償データと
を生成するステップと、前記微動制御データに前記微動
定常偏差補償データを加算して補正微動制御データを生
成して出力するステップと、前記粗動制御データに前記
粗動定常偏差補償データを加算して補正粗動制御データ
を生成して出力するステップとを含んでいることであ
る。（これについては図１９を参照することができ
る）。
【００６８】ヘッド位置決め制御プログラムについての
本発明は、上記各発明のヘッド位置決め制御方法を実行
させるようにプログラミングされたものである。
【００６９】ディスク装置についての本発明は、上記各
発明のヘッド位置決め制御プログラムを具備している。
【００７０】上記において様々な手段が登場したが、そ
れらの各手段は、これをハードウェアで構成してもよい
し、あるいはソフトウェアで構成してもよい。さらに
は、一部をハードウェアで残りをソフトウェアで構成す
るハイブリッド形態に構成してもよい。
【００７１】以下に説明する発明は、微動アクチュエー
タを複数有するヘッド位置決め装置についてである。各
微動アクチュエータの変位量を考慮し、その中で変位量
分布の中央値の微動アクチュエータを選択し、この選択
された１つの微動アクチュエータと粗動アクチュエータ
とが協働して制御を行う。
【００７２】本発明における微動アクチュエータ複数の
ヘッド位置決め装置は、同軸状の複数の情報記録ディス
クに対してそれぞれアクセスを行う記録／再生用の複数
のヘッドと、前記各ヘッドを微小変位させる複数の微動
アクチュエータと、前記各微動アクチュエータを支持す
る複数のヘッド支持機構と、前記複数のヘッド支持機構
を一括駆動する粗動アクチュエータとを備えている。ま
た、前記各ヘッドが前記ディスクから読み取ったヘッド
位置信号に基づいて対応する各ヘッドが目標トラックに
追従するように各微動アクチュエータを制御する。さら
に、前記各微動アクチュエータの相対変位値のうちの中
央値を選択し、選択した中央値に基づいて粗動アクチュ
エータを制御するように構成してある。
【００７３】上記の発明のヘッド位置決め装置は、より
具体的レベルでは次のように構成する。前記各微動アク
チュエータの変位、および前記粗動アクチュエータによ
る前記各ヘッド支持機構の移動を制御する制御部を具備
する。その制御部は、次のような内容をもつ微動位置決
め制御部と中央値選択部と粗動制御系とを含む。微動位
置決め制御部は複数ある。前記の各微動位置決め制御部
は、それぞれ各ヘッドに個別に対応したものであり、前
記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情報
に含まれるヘッド位置信号と前記各ヘッドの目標位置信
号との差分をヘッド位置誤差信号とし、前記ヘッド位置
誤差信号に基づいて前記各微動アクチュエータを制御
し、前記各ヘッド毎の位置決め制御を行う。前記の中央
値選択部は、複数の微動アクチュエータに対応したもの
であり、前記各微動アクチュエータからの複数の相対変
位信号のうちの中央に位置する前記相対変位信号を中央
値信号として選択する。前記の粗動制御系は、前記選択
した中央値信号に基づいて前記粗動アクチュエータによ
る前記ヘッド支持機構の一括した移動を制御する。
【００７４】上記した各機能をソフトウェアで実現して
もよい。すなわち、前記制御部として、前記各微動アク
チュエータおよび前記粗動アクチュエータを制御可能な
マイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサを動作
させるためのプログラムを格納するメモリと、前記マイ
クロプロセッサを動作させるための前記プログラムとを
備えたものに構成する。そして、前記プログラムは、前
記マイクロプロセッサが前記プログラムを読み取って実
行することにより前記ヘッド位置決め制御機能を実現さ
せるヘッド位置決め制御プログラムを含むものに構成す
る。メモリから読み取ったヘッド位置決め制御プログラ
ムをマイクロプロセッサで実行することで、正確、かつ
柔軟な処理が可能となる。
【００７５】前記ヘッド位置決め制御プログラムとし
て、次のような機能を有する微動位置決め制御手段と中
央値選択手段と粗動制御系手段を含んだものを用いるこ
とが好ましい。前記微動位置決め制御手段は、前記各ヘ
ッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情報に含ま
れるヘッド位置データと前記各ヘッドの目標位置データ
との差分をヘッド位置誤差データとする。そして、前記
ヘッド位置誤差データに基づいて前記各微動アクチュエ
ータを制御し、前記各ヘッド毎の位置決め制御を行う。
前記中央値選択手段は、前記各微動アクチュエータから
の複数の相対変位データのうちの中央に位置する前記相
対変位データを中央値データとして選択する。前記粗動
制御系手段は、前記選択した中央値データに基づいて前
記粗動アクチュエータによる前記ヘッド支持機構の一括
した移動を制御する。
【００７６】上記の構成による作用は次のとおりであ
る。アクセス順位などの重要度に関係なく、複数の相対
変位値の中から選択した中央値に基づいて粗動アクチュ
エータの制御を行うので、常に、中央に位置する微動ア
クチュエータが優先され、この中央の微動アクチュエー
タが常にホームポジションに位置するように制御する。
したがって、複数のディスクでトラックがウォブリング
して複数のヘッドの変位量および変位方向がリアルタイ
ムかつランダムに変動しても、粗動アクチュエータによ
る複数のヘッド支持機構の頻繁な移動は発生しにくく、
動きのより少ない安定した制御となる。
【００７７】そして、トラック追従動作において、中央
に位置するヘッドが目標トラックに達すると、それ以降
は微動アクチュエータの変位量がゼロとなる。中央値信
号がゼロに収束し、粗動アクチュエータによるヘッド支
持機構の移動はなくなり、この状態で中央以外のヘッド
のトラック追従動作が行われる。これは、最も安定した
状態でのトラック追従動作である。すなわち、振動の発
生を抑制した状態での、高精度で安定したヘッドの位置
決め制御が行える。
【００７８】オントラック動作をより高速に行って振動
発生を抑制するには、微動アクチュエータを構成する圧
電素子に対してより高い電圧を印加すればよいとする考
え方がある。しかしながら、印加電圧が過剰であると、
圧電素子において鉛の析出、特性劣化、さらには圧電素
子破壊の問題が生じる。本発明では、圧電素子への印加
電圧に制限を加えて圧電素子の特性劣化を回避する一方
で、選択した中央値による粗動アクチュエータの制御で
振動発生を抑制するという巧妙な手法をとっている。
【００７９】上記において好ましい態様は、前記中央値
選択部が次のように構成されていることである。中央値
選択部は、前記各微動アクチュエータからの複数の相対
変位信号を選択するのであるが、ヘッドが目標トラック
にオントラックし記録／再生の終了した微動アクチュエ
ータの相対変位信号は除外するように構成する。すなわ
ち、前記複数の相対変位信号のうち前記ヘッドに対する
アクセス指令信号がアクティブとなっている相対変位信
号を前記中央値選択の候補として選択する。そして、前
記候補として選択した複数の相対変位信号のうちの中央
に位置する前記相対変位信号を前記中央値信号として選
択する。
【００８０】ソフトウェア方式の場合、上記において好
ましい態様は、前記中央値選択手段が次のように構成さ
れていることである。すなわち、中央演算処理装置は、
前記各微動アクチュエータからの複数の相対変位データ
のうち前記ヘッドに対するアクセス指令データがアクテ
ィブとなっている相対変位データを前記中央値データの
候補として選択し、前記候補として選択した複数の相対
変位データのうちの中央に位置する前記相対変位データ
を前記中央値データとして選択する。
【００８１】上記の構成による作用は次のとおりであ
る。中央に位置するヘッドの記録／再生が終了した時点
で、アクセス指令信号はインアクティブとなる。これに
より、このヘッドに対応した微動アクチュエータの相対
変位信号は中央値選択の候補から除外され、選択候補が
１つ減る。記録／再生が終了したヘッドは、それがオン
トラックしたトラック位置に留まり、粗動アクチュエー
タの制御から外される。粗動アクチュエータを制御する
候補の相対変位信号を記録／再生が未処理のヘッドから
のものに限定し絞り込む。これにより、粗動アクチュエ
ータの変位の頻度または変位量を低く抑え、この結果と
して、現に記録／再生を行っているヘッドの変位量も低
く抑える。記録／再生の終了したヘッドは微小変位して
ももはや記録／再生には関係しない。以上の相乗によ
り、振動の発生をさらに抑制し、高精度で安定したヘッ
ドの位置決め制御が行え、記録再生を良好に行うことが
できる。また、変位の頻度が少ない分、微動アクチュエ
ータの寿命が長くなる。
【００８２】上記において、未処理のヘッド数は１つず
つ減少する。中央値信号を選択するための相対変位信号
の数は、奇数と偶数が交互となる。相対変位信号の数が
奇数のときは、ちょうど中央のものが存在するが、相対
変位信号の数が偶数のときは、ちょうど中央のものが存
在しない。そこで、２つある中央のもののうち、相対変
位信号が小さい方を中央値信号として選択する。大きい
方を選択するより、振動が抑制され、ヘッド位置決めの
安定性がより良くなる。
【００８３】また、上記の発明において好ましい態様
は、前記微動位置決め制御部が次のように構成されてい
ることである。前記ヘッドに対するアクセス指令信号が
アクティブのときに、前記各ヘッド毎に再生される前記
ディスク上のサーボ情報に含まれるトラック位置信号と
バースト復調信号との組み合わせで前記ヘッドの位置決
め制御を行う。これに対して、前記アクセス指令信号が
インアクティブのときには、前記トラック位置信号を除
外し、前記バースト復調信号で前記ヘッドの位置決め制
御を行う。
【００８４】ソフトウェア方式の場合、上記において好
ましい態様は、前記微動位置決め制御手段が次のように
構成されていることである。すなわち、微動位置決め制
御手段は、前記ヘッドに対するアクセス指令データがア
クティブのときに、前記各ヘッド毎に再生される前記デ
ィスク上のサーボ情報に含まれるトラック位置信号とバ
ースト復調信号との組み合わせで前記ヘッドの位置決め
制御を行う。一方、前記アクセス指令データがインアク
ティブのときに、前記トラック位置信号を除外し前記バ
ースト復調信号で前記ヘッドの位置決め制御を行う。
【００８５】上記の構成による作用は次のとおりであ
る。インアクティブのアクセス指令信号が発生しないう
ちは、トラック位置信号とバースト復調信号との組み合
わせでヘッドの位置決め制御を行う。中央のヘッドの記
録／再生が終了すると、そのヘッドに対応するアクセス
指令信号がインアクティブとなり、トラック位置信号を
無効化し、バースト復調信号に基づいたヘッドの位置決
め制御に切り換わる。次の記録／再生処理のために、別
のトラックを目標トラックとして粗動アクチュエータの
駆動によりヘッド支持機構が移動するとする。この場
合、記録／再生の終了したヘッドは元のトラックに追従
しようとする結果、その微動アクチュエータの変位量が
大きくなってしまう。これに対して、トラック位置信号
を無視し、バースト復調信号に限ることにより、別トラ
ックに変わっても、トラック間領域内の中央位置に追従
するように制御され、記録／再生の終了したヘッドの微
動アクチュエータの移動が抑制される。その結果、記録
／再生の終了した微動アクチュエータは、粗動アクチュ
エータによる変位位置にかかわらず、トラック間領域内
の中央位置の近傍に位置する状態を継続しながら、次の
処理まで待機する。この状態は、微動アクチュエータに
とって機構的に最も安定した状態である。また、記録／
再生の終了した微動アクチュエータがそれぞれオントラ
ックしていたトラックに向けて変位することを抑制して
いる。このため、微動アクチュエータの変位により振動
が発生する頻度を低く抑え、高精度な位置決め状態のも
とで、安定に記録／再生を行うことができる。そして、
記録／再生処理が終了した微動アクチュエータに対して
は印加する駆動電圧のレベルが抑制されるため、微動ア
クチュエータを構成する圧電素子の寿命を有利にする。
【００８６】上記において、中央値選択の候補を絞り込
むことと、記録／再生終了後はバースト復調信号に限る
こととの組み合わせも好ましい。すなわち、前記中央値
選択部および微動位置決め制御部がそれぞれ次のように
構成されていることである。中央値選択部は、前記各微
動アクチュエータからの複数の相対変位信号のうち前記
ヘッドに対するアクセス指令信号がアクティブとなって
いる相対変位信号を前記中央値選択の候補として選択す
る。そして、前記候補として選択した複数の相対変位信
号のうちの中央に位置する前記相対変位信号を前記中央
値信号として選択する。一方、微動位置決め制御部は、
前記ヘッドに対するアクセス指令信号がアクティブのと
きに、前記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサ
ーボ情報に含まれるトラック位置信号とバースト復調信
号との組み合わせで前記ヘッドの位置決め制御を行う。
そして、前記アクセス指令信号がインアクティブのとき
に、前記トラック位置信号を除外し前記バースト復調信
号で前記ヘッドの位置決め制御を行う。
【００８７】ソフトウェア方式の場合、上記において好
ましい態様は、前記中央値選択手段が次のように構成さ
れていることである。すなわち、中央値選択手段は、前
記各微動アクチュエータからの複数の相対変位データの
うち前記ヘッドに対するアクセス指令データがアクティ
ブとなっている相対変位データを前記中央値選択の候補
として選択し、前記候補として選択した複数の相対変位
データのうちの中央に位置する前記相対変位データを前
記中央値データとして選択する。かつ、前記微動位置決
め制御手段は、前記ヘッドに対するアクセス指令データ
がアクティブのときに、前記各ヘッド毎に再生される前
記ディスク上のサーボ情報に含まれるトラック位置信号
とバースト復調信号との組み合わせで前記ヘッドの位置
決め制御を行い、前記アクセス指令データがインアクテ
ィブのときに、前記トラック位置信号を除外し前記バー
スト復調信号で前記ヘッドの位置決め制御を行う。
【００８８】なお、上記の相対変位信号については、微
動アクチュエータをモデル化した推定器により相対変位
信号を生成するのでもよい。振動の少ないヘッド位置決
めを実現するに当たり、各微動アクチュエータの相対変
位信号は実際に検出しなくてもよい。
【００８９】本発明は、また、ヘッド位置決め制御プロ
グラムにかかわるものでもある。すなわち、本発明のヘ
ッド位置決め制御プログラムは、同軸状に配置された複
数の情報記録ディスクに情報の記録再生を行う情報記録
再生装置において、ディスクのそれぞれの記録再生面に
対して配置され、ディスクと情報の伝達を行うヘッドを
搭載し、制御量に応じて変位することによりヘッドの微
細な位置決めを行う複数の微動アクチュエータと、各微
動アクチュエータを搭載したヘッド支持機構を一括して
移動させ、各ヘッドの粗い位置決めを行う粗動アクチュ
エータと、各微動アクチュエータの変位および粗動アク
チュエータによる各ヘッドの移動を制御する制御部とを
具備したヘッド位置決め装置を制御するプログラムであ
る。
【００９０】さらに、本発明のヘッド位置決め制御プロ
グラムは、制御部を、複数の微動制御手段、中央値選択
手段、粗動制御手段として機能させる。複数の微動制御
手段としての機能は、各ヘッド毎に再生されたディスク
上のサーボ情報からのヘッド位置データと、各ヘッドを
それぞれの目標位置に位置決めするための目標位置デー
タとの差分をヘッド位置誤差データとして、ヘッド位置
誤差データに基づいて微動アクチュエータの変位をそれ
ぞれ制御することで、各ヘッド毎の位置決め制御を行
う。中央値選択手段としての機能は、各微動アクチュエ
ータの変位の量である変位量に対応したデータを相対変
位データとしてそれぞれ検出し、検出した各相対変位デ
ータの大きさを比較し、大きさの順に順位付けをしたと
き、その順位が中央に位置する相対変位データを中央値
データとして選択する。粗動制御手段としての機能は、
中央値データとして選択した相対変位データに基づい
て、粗動アクチュエータによるヘッド支持機構の一括し
た移動を制御することで、各ヘッドの一括した位置決め
制御を行う、とした構成である。
【００９１】この構成により、中央値選択手段としての
機能は、それぞれの微動アクチュエータの変位量に対応
した複数の相対変位データの中から、中央値データとす
る相対変位データを選択する。さらに、中央値データと
して選択された相対変位データに基づいて、粗動アクチ
ュエータを制御する。これにより、各微動アクチュエー
タのなかで中央に位置するものを目標にヘッド支持機構
が移動することとなるため、全体的に見て、粗動アクチ
ュエータにより駆動されるヘッド支持機構の移動量は低
く抑えられる。さらに、中央に位置する微動アクチュエ
ータと粗動アクチュエータとの協働により微動アクチュ
エータの変位量がゼロになるよう制御される。その結
果、粗動アクチュエータおよび各微動アクチュエータの
移動による振動が発生する頻度は少なくなり、振動によ
る位置決め精度の劣化を引き起こすことがない。さら
に、選択された微動アクチュエータは、変位量がゼロを
中心とした最も安定した状態でトラックに追従する。こ
のため、その微動アクチュエータに搭載されたヘッド
は、安定した記録再生を行うことができ、よって、安定
なヘッド位置決め制御が可能となる。
【００９２】また、本発明のヘッド位置決め制御プログ
ラムは、相対変位データが、各微動アクチュエータをモ
デル化した推定手段により生成されたデータである、と
した構成である。
【００９３】この構成により、各微動アクチュエータの
変位量に対応した相対変位データの基となる信号を実際
に検出しなくても、本発明のヘッド位置決め装置が実現
できる。
【００９４】また本発明のヘッド位置決め制御プログラ
ムは、中央値選択手段としての機能が、情報の記録また
は再生を行う目標トラックにヘッドをアクセス中か否か
を各ヘッド毎に示す、それぞれのアクセス指令データを
入力し、アクセス指令データに応じて、目標トラックに
アクセス中であるヘッドを搭載した微動アクチュエータ
の相対変位データを選択し、選択した各相対変位データ
の中から、中央値データとする相対変位データを選択す
る、とした構成である。
【００９５】この構成により、中央値選択手段としての
機能は、目標トラックへのアクセスが必要なヘッドに対
して、順次位置決めサーボ制御を行う。このとき、正方
向と負方向とに最大に変位している両微動アクチュエー
タによる変位幅の中での中央を目標に、粗動アクチュエ
ータの駆動によるヘッド支持機構が移動しているため、
全体的に見た粗動アクチュエータによる移動量は、低く
抑えられる。さらに、記録や再生の処理が終了したヘッ
ドは、終了したトラック位置に留まるため、微動アクチ
ュエータが変位する頻度も低く抑えられる。このよう
に、振動が発生する頻度を低く抑えられるため、位置決
め精度の劣化を引き起こすことなく、安定にヘッドの位
置決めを行うことができる。
【００９６】また、本発明のヘッド位置決め制御プログ
ラムは、微動制御手段としての機能が、アクセス指令デ
ータを入力し、アクセス指令データに応じて、アクセス
中でないヘッドを搭載した微動アクチュエータに対して
は、サーボ情報からのトラック範囲内の位置情報を示す
バースト復調信号からのみ検出された位置誤差データに
基づいて、それぞれのアクセス中でないヘッドを搭載し
た微動アクチュエータの変位を制御する。さらに、中央
値選択手段としての機能は、情報の記録または再生を行
う目標トラックに、ヘッドをアクセス中か否かを各ヘッ
ド毎に示す、それぞれのアクセス指令データを入力し、
各アクセス指令データに応じて、目標トラックにアクセ
ス中であるヘッドを搭載した微動アクチュエータの相対
変位データを選択し、選択した各相対変位データの中か
ら、中央値データとする相対変位データを選択する、と
した構成である。
【００９７】この構成により、中央値選択手段としての
機能は、目標トラックへのアクセスが必要なヘッドに対
して、順次位置決めサーボ制御を行う。このとき、正方
向と負方向とに最大に変位している両微動アクチュエー
タによる変位幅の中での中央を目標に、粗動アクチュエ
ータの駆動によるヘッド支持機構が移動しているため、
全体的に見た粗動アクチュエータによる移動量は低く抑
えられる。さらに、微動制御手段としての機能により、
記録や再生の処理が終了したヘッドおよび微動アクチュ
エータは、ヘッド支持機構の中心線上にほぼ位置した状
態を継続しながら、次の処理まで待機するように制御さ
れる。すなわち、ヘッド支持機構の中心線上にほぼ位置
した状態は、微動アクチュエータにとって機構的に最も
安定した状態であり、またそれぞれの目標位置に向け
て、微動アクチュエータが変位することを抑えている。
このため、微動アクチュエータの変位により振動が発生
する頻度を低く抑えられ、位置決め精度の劣化を引き起
こすことなく、安定にヘッドの位置決めを行うことがで
きる。
【００９８】また、本発明のヘッド位置決め制御プログ
ラムは、中央値データを選択するための各相対変位デー
タの数が偶数の場合は、２つある中央値データのうち、
相対変位データの大きさが小さい方の相対変位データを
中央値データとして選択する、とした構成である。
【００９９】この構成により、中央値信号を選択するた
めの各相対変位信号の数が偶数の場合も、本発明のヘッ
ド位置決め装置が実現できる。
【０１００】また、本発明のヘッド位置決め制御プログ
ラムを記録したディスクは、本発明のヘッド位置決め制
御プログラムを記録した領域を有する機械読み取り可能
な構成である。
【０１０１】この構成により、ヘッド位置決め制御プロ
グラムを記録したディスクより、本発明のヘッド位置決
め制御プログラムを読み出し、実行することで、安定な
ヘッド位置決め制御が可能なヘッド位置決め装置を提供
できることとなる。
【０１０２】また、本発明の情報記録再生装置は、本発
明のヘッド位置決め装置を具備した構成である。
【０１０３】この構成により、本発明のヘッド位置決め
装置を動作させることで、安定なヘッド位置決め制御が
可能な情報記録再生装置を提供できることとなる。
【０１０４】また、本発明の情報記録再生装置は、本発
明のヘッド位置決め制御プログラムを具備した構成であ
る。
【０１０５】この構成により、本発明のヘッド位置決め
制御プログラムを実行することで、安定なヘッド位置決
め制御が可能な情報記録再生装置を提供できることとな
る。
【０１０６】また、本発明の情報記録再生装置は、本発
明のヘッド位置決め制御プログラムを記録した領域を有
する機械読み取り可能なディスクを具備した構成であ
る。
【０１０７】この構成により、ディスクより本発明のヘ
ッド位置決め制御プログラムを読み出し、実行すること
で、安定なヘッド位置決め制御が可能な情報記録再生装
置を提供できることとなる。
【０１０８】本発明は、また、情報記録再生装置にかか
わるものでもある。すなわち、回転自在な情報記録ディ
スクと、前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再
生用のヘッドと、前記ヘッドを微小変位させる微動アク
チュエータと、前記微動アクチュエータを支持するヘッ
ド支持機構と、前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アク
チュエータと、前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと
微動アクチュエータとの２ステージアクチュエータ方式
で位置制御するヘッド位置決め装置とを備えた情報記録
再生装置であって、前記微動アクチュエータが圧電素子
を利用して構成され、さらに、前記ヘッド位置決め装置
が上述した各態様のヘッド位置決め装置のいずれかの態
様に構成されている情報記録再生装置である。
【０１０９】本発明の情報記録再生装置によれば、すで
に説明したように、電気化学反応による圧電素子の特性
劣化が生じるしきい値に対して、圧電素子の駆動信号の
レベルを前記しきい値以下に制限するので、駆動信号レ
ベルが高いことに起因して圧電素子が電気化学反応によ
る腐食で特性が劣化する、といった課題を解決できる。
その結果、目標トラックに対するヘッドの高速高精度な
位置決めの機能を長期間にわたって持続させることがで
きる（長寿命化）。それゆえに、情報記録再生装置にお
ける充分な高記録密度化を実現することができる。
【０１１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわるヘッド位
置決め装置の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明
する。
【０１１１】磁気ディスク装置においては、ディスクの
偏心に起因して、ディスクの回転に同期した外乱（回転
同期外乱）が生じる。以下の実施の形態１〜６では、こ
の回転同期外乱を補償するとともに、電気化学反応によ
る圧電素子の特性劣化を防止する。
【０１１２】（実施の形態１）本発明の実施の形態１を
図１〜図１４に基づいて説明する。図１において、１は
磁気ディスク、２は記録ヘッドと再生ヘッドとからなる
複合型の磁気ヘッド、３はヘッドスライダ、４はヘッド
支持機構、５は位置決め機構、５１はボイスコイルモー
タ（ＶＣＭ）で構成された粗動アクチュエータ、５２は
圧電素子（ＰＺＴ素子）を含むマイクロアクチュエータ
（ＭＡ）で構成された微動アクチュエータ、６は位置決
め制御部、７はスピンドルモータ、８は回転軸、１０は
筐体、６０はヘッド位置検出部、６１は状態推定部、６
２は微動制御部、６３は粗動制御部、６４は微動駆動
部、６５は粗動駆動部、６６は駆動信号制限部、１００
０は微動制御部６２と微動駆動部６４と駆動信号制限部
６６とで構成された微動制御系、２０００は粗動制御部
６３と粗動駆動部６５とで構成された粗動制御系、８１
はディスク偏心などに起因する回転同期外乱に対してヘ
ッド２を目標トラックに追従させるための外乱補償部で
ある。
【０１１３】複合型のヘッド２は、巨大磁気抵抗効果を
応用したＧＭＲヘッドである再生ヘッドと誘導型のイン
ダクティブ磁気ヘッドである記録ヘッドとから構成さ
れ、スライダ３に搭載されている。状態推定部６１は、
ＦＩＧ．２に示すように、ＶＣＭからなる粗動アクチュ
エータ５１とＭＡからなる微動アクチュエータ５２の数
式モデルとして構成されている。すなわち、状態推定部
６１は、ＶＣＭ状態推定部６１１とＭＡ状態推定部６１
２とを備えている。ヘッド支持機構４は、スライダ３を
支持することを介してヘッド２をディスク１に対向して
支持している。粗動アクチュエータ５１が回転軸８を中
心としてヘッド支持機構４を回動駆動することにより、
ヘッド２を微動アクチュエータ５２とともに移動させ
る。また、微動アクチュエータ５２は、ヘッド支持機構
４とスライダ３との間に配置され、スライダ３を駆動し
て、ヘッド２をディスク１の目標トラックに対して位置
決めする。粗動アクチュエータ５１は、目標トラックへ
向けてのヘッド２の大まかな位置決め制御を行い、微動
アクチュエータ５２は精密な位置決め制御を行う。な
お、後述する実施の形態８では、ディスク１が同軸状に
複数あり、これに対応してヘッド２、スライダ３、微動
アクチュエータ５２およびヘッド支持機構４が複数あ
り、粗動アクチュエータ５１で複数のヘッド支持機構４
を一括的に移動するものもある。
【０１１４】以下、磁気ディスク装置におけるサーボ系
の動作シーケンスを説明する。ヘッド２は、粗動アクチ
ュエータ５１と微動アクチュエータ５２とからなる２ス
テージアクチュエータによってディスク１上を移動さ
れ、両アクチュエータの協働によりヘッド２は目標トラ
ックにオントラックするように制御される。ヘッド２に
おける再生ヘッドは、ディスク１上にあらかじめ書き込
まれている位置情報としてのサーボパターンを検出し、
その検知信号を位置決め制御部６におけるヘッド位置検
出部６０に送る。ヘッド位置検出部６０は、受け取った
位置情報に基づいてヘッド２の現在位置を検出し、ヘッ
ド位置信号Ｐhdとして微動制御部６２と状態推定部６１
に与える。
【０１１５】次に、微動制御系１０００について説明す
る。微動制御系１０００は、図３に示すように、減算器
６２Ｓと、微動制御部６２と、微動アクチュエータ５２
の状態推定部である状態推定部６１におけるＭＡ状態推
定部６１２と、駆動信号制限部６６と、微動駆動部６４
とで構成されている。ヘッド位置検出部６０からのヘッ
ド位置信号Ｐhdは、減算器６２Ｓに入力され、減算器６
２Ｓにおいて目標位置信号Ｒとヘッド位置信号Ｐhdとの
差分が取られ、その差分の結果の位置誤差信号Ｐe(B)が
微動制御部６２に与えられる。微動制御部６２は、位置
誤差信号Ｐe(B)と、状態推定部６１におけるＭＡ状態推
定部６１２（図２、図３参照）からの推定速度信号Ｖe
(B)および推定外乱信号Ｆe(B)を入力し、微動制御信号
Ｃ(B)を生成し、駆動信号制限部６６へ出力する。
【０１１６】図２、図３に示すように、駆動信号制限部
６６からの実微動制御信号Ｃ(B)1がＭＡ状態推定部６１
２にフィードバックされている。ＭＡ状態推定部６１２
は、ヘッド位置検出部６０からのヘッド位置信号Ｐhdと
駆動信号制限部６６からの実微動制御信号Ｃ(B)1とを入
力し、これら両信号に基づいて、ヘッド２の移動速度お
よびヘッド２に加わる外乱（力外乱、位置外乱）を推定
し、微動アクチュエータ５２に関する推定変位信号Ｘe
(B)、推定速度信号Ｖe(B)および推定外乱信号Ｆe(B)を
演算し、推定速度信号Ｖe(B)と推定外乱信号Ｆe(B)を微
動制御部６２へ出力するとともに、推定変位信号Ｘe(B)
を減算器６１２Ｓへ出力する。減算器６１２Ｓは、ヘッ
ド位置信号Ｐhdから推定変位信号Ｘe(B)を減算して補正
位置信号Ｐhd1を演算し、ＭＡ状態推定部６１２へフィ
ードバックする。
【０１１７】微動制御部６２において、位置誤差信号Ｐ
e(B)、推定速度信号Ｖe(B)および推定外乱信号Ｆe(B)
は、それぞれに位置誤差フィードバックゲイン６２１、
速度フィードバックゲイン６２２、外乱量フィードフォ
ワードゲイン６２３が乗算された後、加算器６２Ａで加
算されて位置誤差信号Ｐe(B)を０に近づけるようにする
ための微動制御信号Ｃ(B)が演算され、駆動信号制限部
６６に出力される。なお、微動制御部６２の構成につい
ては、入力した位置誤差信号Ｐe(B)に対して、比例微分
器（位相進み補償器）と積分器の各係数を乗じて微動制
御信号Ｃ(B)を生成するように構成してもよい。
【０１１８】微動制御部６２が出力した微動制御信号Ｃ
(B)を直接に微動駆動部６４に与えるのではなく、その
前に駆動信号制限部６６に与える。駆動信号制限部６６
は、微動アクチュエータ５２を構成する圧電素子（ＰＺ
Ｔ素子）の特性劣化が生じるしきい値以下で微動アクチ
ュエータ５２を駆動するように微動制御信号Ｃ(B)のレ
ベルを制限し、実微動制御信号Ｃ(B)1を生成して微動駆
動部６４に出力する。実微動制御信号Ｃ(B)1を入力した
微動駆動部６４は、微動駆動信号ｕ(B)を生成して微動
アクチュエータ５２に出力し、微動アクチュエータ５２
を制御駆動する。駆動信号制限部６６が出力する実微動
制御信号Ｃ(B)1がＭＡ状態推定部６１２にフィードバッ
クされる。
【０１１９】次に、粗動制御系２０００について説明す
る。粗動制御系２０００は、図４に示すように、減算器
６３Ｓと、粗動制御部６３と、粗動アクチュエータ５１
の状態推定部であるＶＣＭ状態推定部６１１とで構成さ
れている。状態推定部６１におけるＶＣＭ状態推定部６
１１は、ヘッド位置検出部６０から入力したヘッド位置
信号Ｐhdに基づいてヘッド２の現在位置を推定し、推定
変位信号Ｘe(S)を出力する。ＶＣＭ状態推定部６１１
は、図４に示すように、フィードバックされてきた補正
位置信号Ｐhd2と粗動制御部６３からの粗動制御信号Ｃ
(S)に基づいて、ヘッド２の移動速度およびヘッド２に
加わる外乱（力外乱、位置外乱）を推定し、粗動アクチ
ュエータ５１に関する推定変位信号Ｘe(S)、推定速度信
号Ｖe(S)および推定外乱信号Ｆe(S)を演算する。そし
て、推定速度信号Ｖe(S)と推定外乱信号Ｆe(S)を粗動制
御部６３へ出力するとともに、推定変位信号Ｘe(S)を減
算器６１１Ｓへ出力する。減算器６１１Ｓは、ヘッド位
置信号Ｐhdから推定変位信号Ｘe(S)を減算して、補正位
置信号Ｐhd2を演算し、ＶＣＭ状態推定部６１１へフィ
ードバックする。
【０１２０】外乱補償部８１は、ディスク１の偏心など
に起因する回転同期外乱のために起きる目標トラックか
らのヘッド２の位置ずれに相当する外乱誤差信号Ｑを生
成し、出力する。外乱補償部８１からの外乱誤差信号Ｑ
とＶＣＭ状態推定部６１１からの推定変位信号Ｘe(S)と
が加算器８１Ａにおいて加算され、補正相対変位信号Ｐ
hd3として出力される。減算器６３Ｓにおいて目標位置
信号Ｒと補正相対変位信号Ｐhd3との差分が取られ、補
正相対変位信号Ｐe(S)として粗動制御部６３に与えられ
る。
【０１２１】粗動制御部６３において、補正相対変位信
号Ｐe(S)、推定速度信号Ｖe(S)および推定外乱信号Ｆe
(S)は、それぞれに位置誤差フィードバックゲイン６３
１、速度フィードバックゲイン６３２、外乱量フィード
フォワードゲイン６３３が乗算された後、加算器６３Ａ
で加算されて補正相対変位信号Ｐe(S)を０に近づけるよ
うにするための粗動制御信号Ｃ(S)が演算され、粗動駆
動部６５に出力されるとともに、ＶＣＭ状態推定部６１
１にフィードバックされる。なお、フィードフォワード
的に与えるように構成してもよい。また、粗動制御部６
３の構成については、入力した補正相対変位信号Ｐe(S)
に対して、比例微分器（位相進み補償器）と積分器の各
係数を乗じて粗動制御信号Ｃ(S)を生成するように構成
してもよい。
【０１２２】粗動制御信号Ｃ(S)を入力した粗動駆動部
６５は、粗動駆動信号ｕ(S)を生成して粗動アクチュエ
ータ５１に出力し、粗動アクチュエータ５１を制御駆動
する。
【０１２３】粗動制御部６３は、粗動アクチュエータ５
１によるヘッド移動量の推定量と目標位置との差である
位置誤差と、状態推定部６１におけるＶＣＭ状態推定部
６１１からの推定値とから粗動制御量を演算する。これ
は、微動アクチュエータ５２によるヘッド移動量が常に
ゼロに収束するように微動アクチュエータ５２の目標位
置と移動量との位置誤差を演算することと同じである。
そして、この位置誤差に外乱補償部８１の出力である回
転同期外乱による位置誤差を打ち消すための変位量すな
わち外乱誤差信号Ｑを加えて粗動制御部６３に対する補
正された相対変位信号すなわち補正相対変位信号Ｐe(S)
としている。ここで、外乱補償部８１の出力は、製造時
あるいは初期起動時に学習した偏心量、すなわち回転同
期外乱による位置誤差量をメモリに記憶しておいた値と
することができる。
【０１２４】以上が、各アクチュエータ制御系の動作シ
ーケンスである。
【０１２５】図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、ヘ
ッド支持機構４に対してフレクシャ（フレキシブルプリ
ント配線板）９を介してスライダ３が支持されており、
フレクシャ９上に設けられた微動アクチュエータ５２が
スライダ３を駆動するように構成されている。微動アク
チュエータ５２は、一対のアクチュエータ片５２ａ，５
２ｂからなり、それぞれのアクチュエータ片は、上側電
極５２１と圧電素子５２２と下側電極５２３とで構成さ
れている。２つの圧電素子はプッシュプルで駆動され、
圧電素子のひずみ量が、拡大機構によってスライダ３お
よびその上のヘッド２の変位量に変換される構成となっ
ている。拡大機構は、スライダ３がピボット中心に回動
することによってヘッドも揺動運動する機構であるとと
もに、ここではスライダの重心と回動中心とが一致して
いる。
【０１２６】次に、圧電素子の電気化学反応による腐食
について、圧電素子がＰＺＴ素子の場合を例に説明す
る。ＰＺＴ素子は代表的なセラミック圧電材料の１つで
あり、化学記号は、 Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 …………………………………………………（１） で表される。このＰＺＴ素子は、一般には粉体製造と焼
成工程により焼結化することで製造される。また、薄膜
のＰＺＴ素子はゾル−ゲル法やＣＶＤ法（化学的気相成
長）、スパッタリングなどにより成膜されている。
【０１２７】ＰＺＴ薄膜の例としては組成式で、 ｛Ｐｂ（Ｚｒ0.53Ｔｉ0.47）｝0.8＋（ＰｂＯ）0.2 ……………（２） などがある。これは、Ｚｒ：Ｔｉの比が５３：４７で、
ＰｂＯが２０％過剰に含まれている素子である。この酸
化鉛ＰｂＯは、プロセス時に素子中に入る水分、あるい
は動作時において雰囲気中から素子内に入り込む水分に
よって電気化学反応が発生する。酸化鉛ＰｂＯの化学反
応は次の通りである。
【０１２８】ＰＺＴ素子内の水素イオン指数ＰＨ：ＰＨ
＞９のとき、 ＰｂＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｈ+＋ＨＰｂＯ2 - ………………………………（３） ＰＨ＜９のとき、 ＰｂＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｐｂ2+＋２ＯＨ- ……………………………………（４） よって、図６に示すように、酸化鉛ＰｂＯは、ＰＨ＝９
近傍で最も安定であり、酸性になるにつれ、鉛イオンＰ
ｂ2+が発生する。すなわち、ＰＺＴ素子内の酸化鉛Ｐｂ
Ｏは素子内に入った水分と反応して鉛イオンとなる。
【０１２９】図７に示すように、ＰＺＴ素子の両側にＰ
ｔ電極が配置され、電圧が加えられる。この場合の正極
側、負極側における鉛の析出を含む電気化学反応は次の
ような化学式で表される。
【０１３０】 正極側 ４ＯＨ-→２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2＋４ｅ- ………………………………………（５） 負極側 Ｐｂ2+＋２ｅ-→Ｐｂ …………………………………………………（６） 式（５）より、正極側では水酸化イオンから水と酸素が
発生し、式（６）より、負極側には鉛が析出することに
なる。この反応をまとめると次のようになる。
【０１３１】 ２Ｐｂ2+＋４ＯＨ-→２Ｐｂ＋２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2 ………………………（７） すなわち、ＰＺＴ素子に電圧を加えて微動アクチュエー
タ５２を駆動することによって鉛が電極に析出する。そ
して、最終的には正負の電極が鉛によってショート（短
絡）してしまう可能性がある。
【０１３２】上記はＰＺＴ素子に対して過剰に含まれて
いるＰｂＯについての説明であったが、ＰＺＴ素子自体
の構成要素の鉛Ｐｂ成分についても、電圧印加に伴う水
の電気分解によって、鉛イオンが析出する。
【０１３３】水の電気分解（電気化学反応）は次のよう
になる。
【０１３４】 正極側 ２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- …………………………………………（８） 負極側 ２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2 ……………………………………………………（９） 正極側では酸素が発生し、負極側には水素イオンが引き
付けられ、水素が発生する。ここで、負極近傍ではＰＺ
Ｔ素子内の鉛が水素に比べてイオン化傾向が高いため
に、以下のような化学反応が発生する。
【０１３５】 Ｐｂ＋２Ｈ+→Ｐｂ2+＋Ｈ2 ……………………………………（１０） Ｐｂ2+＋２ｅ-→Ｐｂ …………………………………………………（１１） すなわち、水の電気分解で発生した水素イオンによって
鉛がイオン化し、さらにはその鉛イオンが負極電極に析
出する。
【０１３６】しかしながら、鉛の析出や電気分解などの
化学反応は、ある電圧のしきい値を超えて急激に反応が
加速されるという特徴がある。
【０１３７】電気化学反応における加えられる電圧（電
位差）とＰＺＴ素子に流れる電流との関係を表す図８よ
り、電位差Ｖ１以上で反応が進み、電気分解に比例して
素子内を流れる電流が大きくなっていく。この反応が進
み出す電位は理論分解電圧と呼ばれる。理論分解電圧は
式（５）と式（６）の反応で０．５７２Ｖであり、式
（８）と式（９）の反応で１．２２９Ｖである。電位差
Ｖ１が鉛の理論分解電圧を表し、電位差Ｖ２が水の理論
分解電圧を表している。
【０１３８】ところが、実際に電気分解が進み酸素が発
生するためには理論分解電圧に酸素過電圧と呼ばれる電
圧を加える必要がある。すなわち、理論分解電圧に酸素
過電圧を加えた電圧を印加することにより、電気化学反
応が進むことになる。この酸素過電圧は０．３７〜０．
４７Ｖ程度である。言いかえると、ＰＺＴ素子に電圧を
加えて微動アクチュエータを制御駆動する場合、式
（５）と式（６）の反応が進行する電圧値は、 ０．５２７Ｖ＋（０．３７〜０．４７Ｖ）≒０．９〜
１．０Ｖ となる。また、式（８）と式（９）の反応が進行する電
圧値は、 １．２２９Ｖ＋（０．３７〜０．４７Ｖ）≒１．６〜
１．７Ｖ となる。すなわち、１Ｖ以下では、鉛の析出する電気化
学反応はほとんど進行しない。また、雰囲気環境の影響
も約１．７Ｖ以下であれば、水の電気分解によって加速
されて鉛の析出する電気化学反応はほとんど進行しな
い。
【０１３９】実際には、以下の理由により、圧電素子に
は±１０Ｖ以下の任意の電圧が位置誤差に応じて加えら
れる。
【０１４０】本実施の形態のような微動アクチュエータ
の場合、磁気ヘッドの位置によって電極の正負が絶えず
変化するため、両側の電極に鉛Ｐｂが析出することにな
る。ＰＺＴ素子は、その厚みがμｍオーダーと薄いた
め、析出した鉛Ｐｂによってショート（短絡）が発生
し、その結果として、ＰＺＴ素子が破壊されるおそれが
ある。しかしながら、上述したように鉛Ｐｂと水の化学
反応も水の電気分解と定性的には同じで、分解反応の発
生しない（加速されない）しきい値電圧が存在する。言
いかえれば、実用上、ＰＺＴ素子としての特性が保証さ
れる鉛Ｐｂの析出量、化学反応速度の範囲内となるしき
い値電圧が存在することになる。
【０１４１】図９は、微動アクチュエータのＰＺＴ素子
に電圧を加えたときの電圧Ｖ［Ｖ］と電流Ｉ［μＡ］の
関係を示している。横軸が印加電圧、縦軸がＰＺＴ素子
内を流れる電流である。図より、印加電圧５０Ｖ近傍で
急激にＰＺＴ素子内を流れる電流が増加している。印加
電圧が０〜５０Ｖの範囲では、印加電圧ＶとＰＺＴ素子
内を流れる電流Ｉとは比例係数が充分に小さい比例関係
にあり、電気抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉ＝１０×１０6［Ω］＝
１０［ＭΩ］となっている。印加電圧が５０Ｖを超える
範囲では、Ｖ／Ｉ＝７０×１０3［Ω］であり、電気抵
抗値は大幅に小さくなっている。
【０１４２】図１０は、図９をもとに印加電圧とＰＺＴ
素子の電気抵抗値Ｒの関係を示している。印加電圧５０
Ｖを境に１０ＭΩあった電気抵抗が７０〜１００ｋΩ程
度まで低下している。さらに印加電圧を上げると、急激
に抵抗値が低下している。低すぎる領域で使用すると、
微動アクチュエータの破壊を招く。
【０１４３】そこで、この急激な電気抵抗変化点である
電圧以下の範囲においてＰＺＴ素子利用の微動アクチュ
エータを駆動するようにすれば、実用上、電気化学変化
によるＰＺＴ素子のショート、微動アクチュエータの破
壊を防止することが可能である。
【０１４４】さらに検討を進めると、電気抵抗変化点は
ＰＺＴ素子の膜質、膜厚によって変化する。膜質に対す
る依存は製造上の課題である。膜厚に対する依存性につ
いては、その特性を理解した上での駆動が必要である。
【０１４５】図１１は、ＰＺＴ素子の膜厚ｔ＝１〜５μ
ｍの場合の印加電圧ＶとＰＺＴ素子に加わる電界Ｅ＝Ｖ
／ｔの関係を示している。ここで、微動アクチュエータ
を構成するＰＺＴ素子の膜厚ｔを２．５μｍとすると、
前記した印加電圧５０Ｖ以下は、電界は２０Ｖ／μｍ以
下に相当する。
【０１４６】さらに、許容印加電圧に対して安全係数
０．２を乗じて、バイアス電圧を分解電圧以下の０Ｖ、
印加電圧のしきい値を±１０Ｖとした。すなわち、この
条件においては、電流を１μＡ以下に抑えて使用するこ
とができ、微動アクチュエータの破壊はもとより、圧電
素子のショートについては、これを確実に回避すること
ができる。
【０１４７】すなわち、微動アクチュエータ５２はヘッ
ド２の現在位置と目標位置との誤差をゼロにし、粗動ア
クチュエータ５１は微動アクチュエータ５２の移動量を
ゼロにするように、ひいては目標位置と微動アクチュエ
ータ５２によるヘッド移動量との位置誤差をゼロにする
ように位置決め制御を行う。この制御方式により、微動
アクチュエータ５２は動作範囲の中心付近で小さい駆動
電圧で制御駆動することによって位置決め性能を改善し
ている。
【０１４８】さらに、ディスク回転に同期した外乱によ
る位置誤差はその誤差量が大きいため、微動アクチュエ
ータ５２ですべて補償しようとした場合、駆動電圧がし
きい値電圧を超えてしまう。そこで、ディスク回転に同
期した外乱による位置誤差の補償は、外乱補償部８１に
よって粗動制御部６３と粗動アクチュエータ５１で補償
し、微動アクチュエータ５２を微小な範囲で制御駆動し
ながら位置決め精度を改善している。このとき微動アク
チュエータ５２への出力は、駆動信号制限部６６で圧電
素子の電気化学反応が加速される電圧であるしきい値電
圧以下に設定される。
【０１４９】本実施の形態では、位置誤差が大きい低周
波数の回転同期外乱の補償を粗動アクチュエータ５１で
行うとともに、駆動信号制限部６６により上記のしきい
値電圧以下において、ＰＺＴ素子で構成される微動アク
チュエータ５２を駆動制御する。
【０１５０】次に、図１２〜図１４に本実施の形態にお
ける１実施例のシミュレーション結果を示す。シミュレ
ーション条件は、次の通りである。
【０１５１】回転数：１２０００ｒ／ｍｉｎ トラック密度：４５０００ｔｒａｃｋ／ｉｎｃｈ トラックピッチ：０．５６μｍ サンプリング周波数：２０ｋＨｚ サーボ帯域：１．５ｋＨｚ 駆動信号制限部のしきい値：１．２Ｖ 図１２は回転同期外乱の時間応答を示している。振れ幅
は０．７μｍとなっている。
【０１５２】図１３（ａ）〜（ｃ）が本実施の形態の条
件で、微動アクチュエータ５２のサーボループに駆動信
号制限部６６を有し、粗動アクチュエータ５１のサーボ
ループに外乱補償部８１を有する場合である。図１４
（ａ）〜（ｃ）は比較例の制御駆動方法で、上記の駆動
電圧制限部と外乱補償部は有していない場合である。図
１３（ａ）と図１４（ａ）はトラックフォローイング時
のヘッド位置誤差信号であり、図１３（ｂ）と図１４
（ｂ）がそのときの粗動アクチュエータ５１の駆動電流
であり、図１３（ｃ）と図１４（ｃ）がそのときの微動
アクチュエータ５２の駆動電圧である。
【０１５３】シミュレーション結果は、図１３（ａ）お
よび図１４（ａ）との比較により、トラックフォローイ
ングの場合で、共に位置誤差がトラックピッチの１０％
にオントラックされている。微動アクチュエータ５２の
駆動電圧については、図１３（ｃ）に示す本実施の形態
の場合は、１Ｖ以下である。図１４（ｃ）に示す比較例
の場合には、最大２．５Ｖとなっている。また、図１３
（ｂ）、図１４（ｂ）より、粗動アクチュエータ５１の
駆動電流については、大きさはほとんど同じレベルであ
るが、微動アクチュエータ５２の駆動電圧に対する位相
が異なっている。この場合、共に位置決め精度はトラッ
クピッチの１０％以内を達成しているが、比較例の場
合、微動アクチュエータ５２の駆動電圧が大きく、変位
特性の性能劣化ひいては信頼性を損なってしまうことに
なる。さらに、比較例の場合には、駆動電圧に対する駆
動電流の位相が逆相である。これは、比較例の場合で
は、微動アクチュエータと粗動アクチュエータの制御帯
域が異なるため、高帯域駆動される微動アクチュエータ
と低域で駆動される粗動アクチュエータの位相が異な
り、回転同期外乱を補償しようとする相互の動作が力外
乱となっている。これに対して、本実施の形態では、外
乱補償部８１を付け加えることによって微動アクチュエ
ータ５２と粗動アクチュエータ５１の位相を同相とする
ことができる。その結果、微動アクチュエータ５２と粗
動アクチュエータ５１とが協調して、同じ方向の位置誤
差として回転同期外乱を補償し、微動アクチュエータ５
２を低電圧駆動しても、高精度のヘッド位置決めを実現
することができる。
【０１５４】以上をまとめると、ディスク偏心などに起
因して生じる回転同期外乱を補償してヘッドを目標トラ
ックに追従させるに当たり、粗動制御系２０００で回転
同期外乱に対する補償を行うことにより、微動アクチュ
エータ５２における圧電素子の負担を軽減した状態で、
さらに微動アクチュエータ５２における圧電素子に対す
る駆動信号のレベルを、電気化学反応による腐食で圧電
素子に特性劣化が生じるしきい値以下に制限している。
その結果、特性が劣化することがない。その相乗効果に
よって、目標トラックに対するヘッドの高速高精度な位
置決めの機能を長期間にわたって持続させることができ
る。それゆえに、ひいては、高記録密度のディスク装置
の実現に有効に作用する。
【０１５５】本実施の形態をソフトウェアで展開する
と、次の各ステップを有するヘッド位置決め制御方法と
なる。
【０１５６】（1）ステップ１…ヘッドにより再生され
るディスク上のサーボ情報からのヘッド位置データと前
記ヘッドを目標位置に位置決めするための目標位置デー
タとの位置誤差を位置誤差データとする。
【０１５７】（2）ステップ２…前記位置誤差データに
基づいて前記ヘッドの微動アクチュエータの変位量を制
御する微動制御データを生成する。
【０１５８】（3）ステップ３…前記微動制御データを
前記微動アクチュエータに出力するのであるが、これに
際して、前記微動アクチュエータを構成する圧電素子の
電気化学反応による特性劣化が生じるしきい値で前記微
動制御データを制限した実微動制御データを生成し、こ
の実微動制御データを前記微動制御データに置き換えて
出力する。
【０１５９】（4）ステップ４…前記ヘッドの粗動アク
チュエータまたは前記微動アクチュエータの変位量に対
応した相対変位データを入力する。
【０１６０】（5）ステップ５…ディスク回転同期外乱
による位置誤差に基づいた外乱誤差データを前記相対変
位データに加算した結果を補正相対変位データとして生
成する。前記補正相対変位データに基づいて前記粗動ア
クチュエータの変位量を制御する粗動制御データを生成
する。
【０１６１】（6）ステップ６…前記粗動制御データに
基づいた信号を粗動駆動信号として前記粗動駆動アクチ
ュエータに出力する。
【０１６２】上記の（1）〜（3）の組と（4）〜（6）組
とは、同時進行の並行処理でもよいし、いずれか一方を
先行する順序処理でもよい。
【０１６３】このヘッド位置決め制御方法によれば、デ
ィスク回転同期外乱に対する補償を良好に行いながら、
駆動信号レベルが高いことに起因して発生する圧電素子
の特性劣化の課題を解決することができ、目標トラック
に対するヘッドの高速高精度な位置決めの機能を長期間
にわたって持続させることができる。それゆえに、ひい
ては、高記録密度のディスク装置の実現に有効に作用す
る。
【０１６４】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図１５に基づいて説明する。図１５において、実施の形
態１と同一の構成要素については、図１と同一の符号を
付している。本実施の形態においては、ヘッド位置検出
部６０の次段に回転同期の誤差測定部８２が配され、こ
の誤差測定部８２の次段に外乱補償部８１が配されてい
る。誤差測定部８２は、位置誤差信号Ｐhdに基づいてデ
ィスク回転に同期した外乱による位置誤差量を演算して
位置誤差信号Ｐhd5を生成し、外乱補償部８１に与え
る。外乱補償部８１は、入力した位置誤差信号Ｐhd5に
基づいて補償のための外乱制御信号Ｑ1を生成し、出力
する。粗動制御部６３からの粗動制御信号Ｃ(S)と外乱
補償部８１からの外乱制御信号Ｑ1が加算器７３Ａで加
算され、その加算の結果の補正粗動制御信号Ｃ(S)1が粗
動駆動部６５へ与えられるとともに、状態推定部６１に
おけるＶＣＭ状態推定部６１１にフィードバックされ
る。このように構成しても、上記実施の形態１と同様の
効果が得られる。その他の構成および動作については、
実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【０１６５】（実施の形態３）本発明の実施の形態３を
図１６に基づいて説明する。図１６において、実施の形
態１と同一の構成要素については、図１と同一の符号を
付している。本実施の形態においては、同期外乱の補償
調節部８３が追加されている。補償調節部８３は、入力
した外乱誤差信号Ｑに対して微動制御部６２用と粗動制
御部６３用とに重み付けを行い、それぞれ微動位置誤差
信号Ｑ(B)および粗動位置誤差信号Ｑ(S)として分配し、
微動制御部６２側の加算器７４Ａと粗動制御部６３側の
加算器７５Ａに出力するものである。
【０１６６】微動制御系１０００では、ヘッド位置信号
Ｐhdに微動位置誤差信号Ｑ(B)が加えられて補正位置誤
差信号Ｐhd6とされる。粗動制御系２０００では、推定
値である相対変位信号Phd3に粗動位置誤差信号Ｑ(S)が
加えられて補正位置誤差信号Ｐhd7とされる。その他の
構成および動作については、実施の形態１と同様である
ので説明を省略する。
【０１６７】本実施の形態によれば、微動制御系１００
０の動作による制御量と粗動制御系２０００の動作によ
る制御量とが影響し合う条件下でも、両者への重み付け
配分により回転同期外乱を補償しながら、駆動信号レベ
ルが過大であることに起因する特性劣化から圧電素子を
保護するという機能を良好に確保できる。
【０１６８】（実施の形態４）本発明の実施の形態４を
図１７に基づいて説明する。図１７において実施の形態
１と同一の構成要素については、図１と同一の符号を付
している。本実施の形態においては、ヘッド位置検出部
６０の次段に回転同期の誤差測定部８２が配され、誤差
測定部８２の次段に回転同期の外乱補償部８１が配さ
れ、外乱補償部８１の次段に同期外乱の補償調節部８３
が配されている。誤差測定部８２は、位置誤差信号Ｐhd
に基づいてディスク回転に同期した外乱による位置誤差
量を演算して位置誤差信号Ｐhd5を生成し、外乱補償部
８１に与える。外乱補償部８１は、入力した位置誤差信
号Ｐhd5に基づいて補償のための外乱制御信号Ｑ1を生成
し、出力する。補償調節部８３は、入力した外乱制御信
号Ｑ1に基づいて、同期外乱の粗動制御信号Ｑ(S)1およ
び微動制御信号Ｑ(B)1を生成する。
【０１６９】粗動制御部６３からの粗動制御信号Ｃ(S)
と補償調節部８３からの同期外乱の粗動制御信号Ｑ(S)1
が加算器７６Ａで加算され、その加算の結果の補正粗動
制御信号Ｃ(S)1′が粗動駆動部６５へ与えられるととも
に、状態推定部６１におけるＶＣＭ状態推定部６１１に
フィードバックされる。
【０１７０】また、微動制御部６２からの微動制御信号
Ｃ(B)と補償調節部８３からの同期外乱微動制御信号Ｑ
(B)1が加算器７７Ａで加算され、その加算の結果の補正
微動制御信号Ｃ(B)′が駆動信号制限部６６を介して微
動駆動部６４に与えられるとともに、状態推定部６１に
おけるＭＡ状態推定部６１２にフィードバックされる。
【０１７１】このように構成しても、上記実施の形態２
と同様の効果が得られる。その他の構成および動作につ
いては、実施の形態１と同様であるので説明を省略す
る。
【０１７２】（実施の形態５）本発明の実施の形態５を
図１８に基づいて説明する。図１８において実施の形態
１と同一の構成要素については、図１と同一の符号を付
している。本実施の形態においては、微動制御部６２と
微動駆動部６４との間に高周波フィルタ７０が介挿さ
れ、粗動制御部６３と粗動駆動部６５との間に低周波フ
ィルタ７１が介挿されている。粗動制御部６３からの出
力である粗動制御信号Ｃ(S)が低周波帯域のみを通過さ
せる低周波フィルタ７１を通して粗動駆動部６５に入力
されているところである。
【０１７３】微動制御系１０００において、微動制御部
６２からの微動制御信号Ｃ(B)は高周波フィルタ７０に
入力され、低域部分がカットされる。その結果、振幅が
比較的小さくて高周波成分の多い機械的共振などの外乱
に対応する状態に絞った微動制御信号Ｃ(B)2に変換さ
れ、駆動信号制限部６６に与えられる。例えば、カット
オフ周波数を６００Ｈｚとすれば、１２０Ｈｚの回転同
期外乱成分は１／５に圧縮される。また、回転同期の１
次成分の外乱や定常偏差のための補償量を小さくし、微
動アクチュエータへの指令電圧を小さくする。
【０１７４】また、粗動制御系２０００において、粗動
制御部６３からの粗動制御信号Ｃ(S)は低周波フィルタ
７１に入力され、高周波成分がカットされる。その結
果、振幅が比較的大きく低周波成分の多い回転同期外乱
に対応する状態に絞った粗動制御信号Ｃ(S)2に変換さ
れ、粗動駆動部６５に与えられる。例えば、カットオフ
周波数を６０００Ｈｚとすれば、機械共振などの高域外
乱成分は大幅に圧縮されることになる。
【０１７５】このように、補償する帯域を分業化するこ
とによって、微動アクチュエータでの変位量を小さく
し、ひいては駆動電圧を分解電圧以下にすることが可能
となる。その他の構成および動作については、実施の形
態１と同様であるので説明を省略する。
【０１７６】（実施の形態６）本発明の実施の形態６を
図１９に基づいて説明する。図１９において実施の形態
１と同一の構成要素については、図１と同一の符号を付
している。本実施の形態においては、定常偏差の補償調
節部７２が追加されている。この補償調節部７２は、微
動制御部６２からの微動制御信号Ｃ(B)にかかわる定常
偏差の補償信号Ｃ(B)2と粗動制御部６３からの粗動制御
信号Ｃ(S)にかかわる定常偏差の補償信号Ｃ(S)2とを入
力する。そして、微動制御系１０００と粗動制御系２０
００とに重みを付けて配分して微動の定常偏差の補償信
号Ｃ(B)3と粗動の定常偏差の補償信号Ｃ(S)3とを生成
し、出力する。加算器７８Ａにおいて、微動制御信号Ｃ
(B)と定常偏差の補償信号Ｃ(B)3とが加算され、補正微
動制御信号Ｃ(B)′として駆動信号制限部６６に出力さ
れるとともに、状態推定部６１のＭＡ状態推定部６１２
にフィードバックされる。また、加算器７９Ａにおい
て、粗動制御信号Ｃ(S)と定常偏差の補償信号Ｃ(S)3と
が加算され、補正粗動制御信号Ｃ(S)′として粗動駆動
部６５に出力されるとともに、状態推定部６１のＶＣＭ
状態推定部６１１にフィードバックされる。
【０１７７】なお、回転同期の外乱補償部８１について
は、図１５（実施の形態２）のように構成してもよく、
同様の効果が得られる。その他の構成および動作につい
ては、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【０１７８】なお、上記した個々の実施の形態におい
て、微動アクチュエータをサスペンション上に配置した
が、スライダ上に配置しても同様の効果を得られる。ま
た、微動アクチュエータと粗動アクチュエータとがそれ
ぞれ独立に状態推定部を有していたが、これらを合体し
てモデル化した多入力多出力系の推定部の場合でも同様
の効果が得られる。また、駆動信号制限部６６のしきい
値について、性能劣化速度および信頼性が要求される動
作時間によって可変するのでもよい。また、しきい値
を、シーク動作とトラックフォローイング動作など動作
モードに応じて可変しても同様の効果が得られる。
【０１７９】（実施の形態７）本発明の実施の形態７を
図２０〜図２３に基づいて説明する。すでに説明した実
施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付
している。
【０１８０】本実施の形態においては、図２１に示すよ
うに、ＭＡ状態推定部６１２は、演算で求めた推定変位
信号Ｘe(B)を加算器６１Ａへ出力する。また、ＶＣＭ状
態推定部６１１は、演算で求めた推定変位信号Ｘe(S)を
加算器６１Ａへ出力する。加算器６１Ａは推定変位信号
Ｘe(B)と相対変位信号Ｘe(S)を加算して推定ヘッド位置
信号Ｐhdeを生成し、減算器６１１Ｓおよび減算器６１
２Ｓへ出力する。減算器６１２Ｓは、ヘッド位置信号Ｐ
hdから推定ヘッド位置信号Ｐhdeを減算して補正ヘッド
位置信号Ｐhd1を演算し、ＭＡ状態推定部６１２へフィ
ードバックする。また、減算器６１１Ｓは、ヘッド位置
信号Ｐhdから推定ヘッド位置信号Ｐhdeを減算して補正
ヘッド位置信号Ｐhd2を演算し、ＶＣＭ状態推定部６１
１へフィードバックする。ここでは、しきい値を±５Ｖ
として制御駆動を行った。また、Ｃ(B)＝０の場合に微
動アクチュエータ５２に加えられるバイアス電圧を０Ｖ
とした。
【０１８１】図２０、図２１の構成に代えて図２４、図
２５のように構成してもよい。回転同期誤差を直接補償
する場合、回転同期の誤差測定部８２は、入力したヘッ
ド位置信号Ｐhdに基づいて位置誤差信号Ｐhd5を生成
し、出力する。ディスク１の偏心などに起因するディス
クの回転同期外乱のために、ヘッド２が目標トラックか
ら位置ずれを起こすが、この位置ずれに相当するのが位
置誤差信号Ｐhd5である。回転同期の外乱補償部８１
は、誤差測定部８２からの位置誤差信号Ｐhd5より補償
量として外乱誤差信号Ｑを出力し、加算器８０Ａで粗動
制御信号Ｃ(S)に加算される。外乱補償部８１の出力
は、製造時あるいは初期起動時に学習した偏心量、すな
わち回転同期外乱による位置誤差量をメモリに記憶して
おいた値としてもよい。
【０１８２】シミュレーション条件は、次の通りであ
る。
【０１８３】回転数：１２０００ｒ／ｍｉｎ トラック密度：４５０００ｔｒａｃｋ／ｉｎｃｈ トラックピッチ：０．５６μｍ サンプリング周波数：２０ｋＨｚ サーボ帯域：１．５ｋＨｚ 駆動信号制限部のしきい値：５Ｖ オフセット電圧：０Ｖ この場合、図１２、図１３と同様の結果が得られた。
【０１８４】上記において、駆動信号制限部６６のしき
い値を５Ｖ、オフセット電圧を０Ｖとしたが、素子内を
流れる電流が５μＡ以下となる電圧設定としてもよい。
さらに、性能劣化速度および信頼性が要求される動作時
間の如何に応じてしきい値を可変するようにしてもよ
い。また、シーク動作とトラックフォローイング動作な
ど動作モードに応じてしきい値を可変するようにしても
よい。
【０１８５】（実施の形態８）以下では、複数のディス
クが同軸状に配置され、各ディスクそれぞれに微動アク
チュエータが配され、これら複数の微動アクチュエータ
を共通の粗動アクチュエータで一括的に移動させるする
２ステージアクチュエータ方式のヘッド位置決め装置に
ついて説明する。
【０１８６】重要度に基づいて粗動アクチュエータ５１
を制御すると、図３９および図４０を用いて説明したよ
うに、ヘッド支持機構４の頻繁な移動、それに伴う各微
動アクチュエータ５２の振動が発生し、機構的な安定性
に影響を与える。微動アクチュエータ５２どうしの相互
干渉による機構的共振も生じる。すなわち、目標トラッ
クへの位置決め制御を行うこと自体が目標トラックから
の位置ずれを誘発する。その結果、ヘッド２の位置決め
精度の劣化を引き起こす。ひいては、ヘッドによる目標
トラックでの記録や再生にエラーが発生しやすくなる。
【０１８７】以下、本発明の実施の形態８について説明
する。
【０１８８】本発明の実施の形態８を図２６〜図２９に
基づいて説明する。同軸状に配置された複数のディスク
に対応して、同一の構成要素がＮ個あるとし、各要素を
区分して説明する必要のある場合には、各符号の後に括
弧付きの区分番号１〜Ｎを付す。
【０１８９】１はディスク、２はヘッド、３はヘッドス
ライダ、４はヘッド支持機構、５は位置決め機構、８は
回転軸、１１は回転体、５１は粗動アクチュエータ、５
２は微動アクチュエータであり、これらの構成要素は既
述のとおりに構成されたものである。位置決め制御部６
Ａは、複数の微動位置決め制御部１５００と、中央値選
択部１０１と粗動制御系２０００とを含んでいる。微動
位置決め制御部１５００および中央値選択部１０１の詳
細が図２８に示されている。
【０１９０】ヘッド支持機構４、粗動アクチュエータ５
１、微動アクチュエータ５２およびスライダ３から構成
された位置決め機構５は、位置決め制御部６Ａからの制
御信号に基づいて駆動され、位置決めされる。位置決め
制御部６Ａは、微動アクチュエータ５２の変位量に応じ
た相対変位信号ｘ、ヘッド２がディスク１から読み取っ
たサーボ情報ｓａおよび目標位置信号Ｒなどに基づいて
微動駆動信号ｕ(B)と粗動駆動信号ｕ(S)を生成し、これ
ら両信号に基づいて微動アクチュエータ５２および粗動
アクチュエータ５１の位置決め制御を行う。
【０１９１】微動アクチュエータ５２は、ヘッド支持機
構４の中心線ａ上の原点位置Ｙ１からディスク１の半径
方向の内外両方向に変位し、ヘッド２の微小な位置決め
を行う。Ｙ２は原点位置Ｙ１からヘッド２の現在位置ま
での変位量である。粗動アクチュエータ５１による変位
に微動アクチュエータ５２の変位量Ｙ２を合わせてヘッ
ド位置Ｙとする。ヘッド２を目標位置まで移動させ、目
標トラックにオントラックさせる制御を行う。
【０１９２】ヘッド位置決め装置は、ヘッド２、スライ
ダ３、微動アクチュエータ５２および微動位置決め制御
部１５００をそれぞれ同数の複数個有している。各微動
アクチュエータ５２は、各微動位置決め制御部１５００
における微動制御系１０００の各微動駆動信号ｕ（B）
により、それぞれ微小変位するように制御される。粗動
アクチュエータ５１は、粗動制御系２０００からの粗動
駆動信号ｕ(S)により回転体１１を駆動し、回転体１１
とともに、複数のヘッド支持機構４、微動アクチュエー
タ５２およびヘッド２が一括して移動される。
【０１９３】個々の微動位置決め制御部１５００は、ヘ
ッド２によってディスク１から再生されたサーボ情報ｓ
ａを入力し、サーボ情報ｓａに含まれているヘッド２の
現在位置を示すヘッド位置信号Ｐhdと目標位置信号Ｒと
に基づいて微動駆動信号ｕ（B）を生成し、微動アクチ
ュエータ５２に出力する。微動アクチュエータ５２は微
動駆動信号ｕ(B)によって駆動制御され、微小変位を伴
うヘッド２の位置決め制御を行う。原点位置Ｙ１からの
ヘッド２の変位量を示す相対変位信号ｘが微動アクチュ
エータ５２において検出され、位置決め制御部６におけ
る中央値選択部１０１に出力される。
【０１９４】中央値選択部１０１は、Ｎ個の相対変位信
号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）の値をそれぞれ比較し、大きさの
順に並べて順位付けし、順位がちょうど中央に位置する
中央値をもつｓ番目の相対変位信号を中央値信号ｘ
（ｓ）として選択し、その選択された中央値信号ｘ
（ｓ）を出力する。粗動制御系２０００は、入力した中
央値信号ｘ（ｓ）に基づいて粗動駆動信号ｕ(S)を生成
し、粗動アクチュエータ５１に出力する。粗動アクチュ
エータ５１は、粗動駆動信号ｕ(S)に基づいて回転体１
１を移動させることで複数のヘッド支持機構４およびヘ
ッド２を一括移動させ、位置決めを行う。
【０１９５】次に、本実施の形態のサーボ制御系を図２
８に基づいて説明する。微動位置決め制御部１５００の
ヘッド位置検出部６０は、入力したサーボ情報ｓａより
現在のヘッド位置Ｙに対応するヘッド位置情報を読み取
る。数式モデルの仮想の加算器９１によって粗動アクチ
ュエータ５１による原点位置Ｙ１の仮想信号と微動アク
チュエータ５２による変位量Ｙ２とを加算してヘッド位
置Ｙとし、ヘッド位置Ｙの情報がサーボ情報ｓａに含ま
れたモデルで示している。ヘッド位置Ｙの情報を入力し
たヘッド位置検出部６０は、ヘッド位置信号Ｐhdを出力
する。
【０１９６】サーボ情報ｓａは、位置情報として、トラ
ックを識別するためのトラック番号や、トラックの範囲
内での位置を整定するため利用するバースト信号を有し
ている。バースト信号からはトラック範囲の中心からの
ヘッド２の位置ずれ量が得られるが、この位置ずれ量と
トラック番号とを合わせた状態のヘッド位置信号Ｐhdが
出力される。減算器９２において、目標位置信号Ｒから
ヘッド位置信号Ｐhdが減算され、位置誤差信号Ｐe(B)と
して微動制御系１０００に出力される。微動制御系１０
００は、入力した位置誤差信号Ｐe(B)に対して所定の周
波数特性および位相特性で位相補償し、所定のゲインで
増幅する。この場合に、位置誤差信号Ｐe(B)に対して、
既述の実施の形態と同様の、電気化学反応による圧電素
子の特性劣化が生じるしきい値以下で微動アクチュエー
タ５２を駆動する駆動信号レベルの制限処理を行って微
動駆動信号ｕ(B)を生成し、出力する。微動アクチュエ
ータ５２は、微動駆動信号ｕ（B）に基づいてヘッド２
の位置決めを行う。
【０１９７】一方、中央値選択部１０１の比較部１０２
は、Ｎ個の相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）の大きさを
比較した上で、大きさの順位番号付けを行い、順位が中
央に位置する中央値信号ｘ（ｓ）を抽出し、その区分番
号の選択信号ｓを選択部１０３に出力する。選択部１０
３は、相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）の中から選択信
号ｓに基づいて中央値信号ｘ（ｓ）を選択し、粗動制御
系２０００に出力する。粗動制御系２０００は、入力し
た中央値信号ｘ（ｓ）に対して所定の周波数特性および
位相特性で位相補償し、所定のゲインで増幅した上で粗
動駆動信号ｕ(S)として出力する。粗動アクチュエータ
５１は、粗動駆動信号ｕ(S)に基づいて回転体１１を駆
動し、各ヘッド支持機構４を介してすべてのヘッド２を
一括移動させる。
【０１９８】この粗動制御系２０００での制御と上記の
微動制御系１０００での制御が同時的に遂行され、各ヘ
ッド２は微小な位置決めが行われる。具体的には、各ヘ
ッド２それぞれの目標位置に向けて微動アクチュエータ
５２が変位した中で、中央に位置する微動アクチュエー
タ５２が選択され、この選択された中央１つの微動アク
チュエータ５２と粗動アクチュエータ５１とが協働して
ヘッドの位置決めを行う。粗動アクチュエータ５１と協
働するのが、比較例ではすべての微動アクチュエータ５
２であるのに対して、本発明では選択された中央１つの
みの微動アクチュエータ５２となっている。この場合、
最終的には、中央に位置する微動アクチュエータ５２の
変位量がゼロになるような制御が行われる。結果とし
て、中央に位置する微動アクチュエータ５２およびヘッ
ド２は、ヘッド支持機構４の中心線ａ上に位置すること
となる。中央以外の微動アクチュエータ５２は、可能性
として中心線ａから変位してヘッド位置決めを行う。
【０１９９】次に、図２９を用いて分かりやすく動作を
説明する。粗動アクチュエータ５１によって回転軸８ま
わりに回転駆動されるヘッド支持機構４の先端部に複数
の微動アクチュエータ５２および各ヘッド２が設けられ
ている。本発明は、ヘッド２の数が限定されるものでは
ないが、ここでは、５個のヘッド２と微動アクチュエー
タ５２がある場合を例示する。各微動アクチュエータ５
２は、回動軸８まわりに中心線ａに対して時計方向と反
時計方向の両方に変位する。
【０２００】図２９（ａ）において、１番から５番まで
の相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（５）は、比較部１０２に
よる比較および順位番号付けの結果、ｘ（１），ｘ
（５），ｘ（２），ｘ（４），ｘ（３）の順序となる。
次に、その順位が中央の中央値信号ｘ（ｓ）はｘ（２）
となる。この中央値信号ｘ（２）は複数の微動アクチュ
エータ５２のうち中央に位置する微動アクチュエータ５
２（２）に対応している。中央値選択部１０１は、相対
変位信号ｘ（２）を選択し、粗動制御系２０００に出力
する。各ヘッド２それぞれの目標位置に向けて各微動ア
クチュエータ５２が変位した中で、粗動アクチュエータ
５１と中央に位置する微動アクチュエータ５２（２）と
が協働してヘッドの位置決めを行うこととなる。最終的
には、図２９（ｂ）に示すように、中央に位置する微動
アクチュエータ５２（２）の変位量がゼロになるよう制
御され、ヘッド支持機構４の中心線ａ上に位置すること
となる。ヘッド支持機構４は粗動アクチュエータ５１の
動作によって変位され、ヘッド２は微動アクチュエータ
５２の動作によってヘッド支持機構４に対して変位して
いる。
【０２０１】中央に位置するヘッド２（ｓ）に対する目
標位置の指令が変わったとき、このヘッド２（ｓ）は、
微動アクチュエータ５２（ｓ）により新たな目標位置に
向けて移動する。その結果、この微動アクチュエータ５
２（ｓ）の相対変位信号ｘ（ｓ）は、中央値信号ではな
くなることがある。その場合、中央値選択部１０１によ
る上記同様の選択動作が改めて繰り返される。
【０２０２】アクセス順位などの重要度に関係なく、相
対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）の中から選択した１つの
中央値信号ｘ（ｓ）に基づいて粗動アクチュエータ５１
の位置決め制御を行う本実施の形態のヘッド位置決め装
置によれば、常に、中央に位置する微動アクチュエータ
５２が優先され、この中央に位置する微動アクチュエー
タが常にヘッド支持機構４の中心線ａ上に位置するよう
に制御される。したがって、複数のディスクでトラック
がウォブリングして複数のヘッド２の変位量および変位
方向がリアルタイムかつランダムに変動しても、粗動ア
クチュエータ５１による回転体１１および複数のヘッド
支持機構４の頻繁な移動は発生しにくい。例えば、トラ
ックのウォブリングのために正方向に最大に変位してい
るヘッド２（１）が負方向に最大に変位する状態に変化
しても、あるいは、負方向に最大に変位しているヘッド
２（３）が正方向に最大に変位する状態に変化しても、
その変化の結果において中央に位置することとなったヘ
ッド２（ｓ）の変位は、上記のヘッド２（１）やヘッド
２（３）の変位に比べて充分に小さく、この中央に位置
する微動アクチュエータ５２の相対変位信号ｘである中
央値信号ｘ（ｓ）に基づいた粗動アクチュエータ５１に
よるヘッド支持機構４の移動制御は、より動きの少ない
安定した制御となる。
【０２０３】そして、トラック追従動作において、図２
９（ｂ）のように、中央に位置するヘッド２（２）が目
標トラックに達すると、それ以降は微動アクチュエータ
５２（２）の変位量がゼロとなる。ヘッド２（２）がヘ
ッド群の中央位置を保つ限りにおいて、微動アクチュエ
ータ５２（２）とヘッド支持機構４との中心線ａを基準
とする直線状態は維持され、したがって、中央値信号ｘ
（ｓ）がすでにゼロに収束していることから、粗動アク
チュエータ５１によるヘッド支持機構４の移動はなくな
り、この状態で中央以外のヘッド２のトラック追従動作
が行われる。これは、最も安定した状態でのトラック追
従動作である。すなわち、振動の発生を抑制した状態で
の、高精度で安定したヘッドの位置決め制御が行える。
【０２０４】説明を繰り返す。複数ディスクのトラック
ナンバーが同じ複数のトラックにつき、ディスク回転中
心からの距離がウォブリングのためにランダムに変化
し、ディスク回転中心からの距離の順位が複数トラック
間でランダムに入れ替わる可能性がある。複数トラック
のうちの常に中央に位置するトラック（同じものとは限
らない）を目標とするように、換言すると、複数トラッ
ク全体の占有領域（ある幅をもち、その幅および形状は
ランダムに変化する可能性がある）の中央付近を目標と
するように、ヘッド支持機構４を移動制御する。そし
て、そのときに中央に位置するヘッドが中央のトラック
にオントラックするように（相対変位信号ｘがゼロに収
束するように）、粗動アクチュエータ５１と中央の微動
アクチュエータ５２との協働する。中央の微動アクチュ
エータ５２とヘッド支持機構４とが１直線状態に近づ
く。微動アクチュエータ５２も粗動アクチュエータ５１
も動作する。そして、中央のヘッドが中央のトラックに
オントラックすると、中央の微動アクチュエータ５２と
ヘッド支持機構４とが１直線となる。中央のヘッドの相
対変位信号ｘはゼロとなる。このあとは、粗動アクチュ
エータ５１によるヘッド支持機構４の移動はなくなる。
中央以外のヘッドを微動アクチュエータ５２でオントラ
ックさせる。中央以外の微動アクチュエータ５２は個別
の動作となる。この間、粗動アクチュエータ５１および
中央の微動アクチュエータ５２は動作停止であり、動作
しているのは中央以外の微動アクチュエータ５２だけと
なり、全体の安定性がきわめて高い。この状態が、目標
トラックの変更があるまで継続する。ここでは、比較例
のような重要度は加味されていない。複数のヘッドは互
いに平等である。
【０２０５】以上のように、本実施の形態によれば、粗
動アクチュエータ５１の動作を最小限にし、微動アクチ
ュエータ５２の動作も抑制しているので、振動の発生を
抑制することができ、高精度で安定したヘッドの位置決
め制御が行える。ひいては、記録／再生を良好に行うこ
とができる。
【０２０６】比較例の場合に、振動発生を抑制するに
は、オントラック動作をより高速に行う必要がある。そ
のためには、微動アクチュエータを構成する圧電素子に
対してより高い電圧を印加する必要がある。しかしなが
ら、印加電圧が過剰であると、圧電素子において鉛の析
出、特性劣化、さらには圧電素子破壊の問題が生じる。
これについては、すでに詳しく説明したとおりである。
【０２０７】本発明では、圧電素子への印加電圧に制限
を加えて圧電素子の特性劣化を回避する一方で、選択し
た中央値信号ｘ（ｓ）による粗動アクチュエータの制御
で振動発生を抑制するという巧妙な手法をとっている。
【０２０８】（実施の形態９）本発明の実施の形態９を
図３０に基づいて説明する。図３０において、実施の形
態８と同一の構成要素については、図２８と同一の符号
を付している。本実施の形態においては、中央値選択部
１０１の内部構成が図２８とは異なっている。粗動アク
チュエータ５１および微動アクチュエータ５２の位置決
め制御を行う動作については同一である。
【０２０９】以下、本実施の形態の特徴部分を説明す
る。中央値選択部１０１に新たな構成要素として入力選
択部１０４を設けている。入力選択部１０４は、各微動
アクチュエータ５２の相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）
およびディスク装置全体の制御部（図示せず）による各
ヘッド２に対するアクセス指令信号ｃａ（１）〜ｃａ
（Ｎ）を入力する。目標トラックに記録や再生を行う必
要が生じたヘッド２に対してアクセス指令信号ｃａが発
せられる。これで対応するヘッド２が目標トラックにア
クセス中か否かを検知できる。入力選択部１０４は、入
力している相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）のうち、ア
クセス指令信号ｃａがアクティブとなっているヘッド２
を搭載した微動アクチュエータ５２の相対変位信号のみ
を中央値選択の候補として選択し、比較部１０２に出力
する。比較部１０２の動作は実施の形態８と同様であ
る。ただし、入力選択部１０４によって選択された中央
値選択の候補としての相対変位信号の中で処理する。選
択された中央値信号ｘ（ｓ）は粗動制御系２０００に出
力される。
【０２１０】粗動アクチュエータ５１は、目標トラック
に対してアクセス中の中央の微動アクチュエータ５２と
協働してヘッド２の位置決めを行う。実施の形態８で
は、中央のヘッド２の目標位置信号Ｒの指令が変わった
とき、新たに中央に位置することとなる微動アクチュエ
ータ５２が選択され、その微動アクチュエータ５２と粗
動アクチュエータ５１とが協働して、次の位置決め制御
を行う。これに対して、本実施の形態は次のように異な
る。中央に位置するヘッド２の記録／再生の処理が終了
した時点で、アクセス指令信号ｃａはインアクティブと
なる。アクセス指令信号ｃａがインアクティブとなれ
ば、入力選択部１０４での選択候補から除外される。選
択候補が１つ減る。その結果、この時点で、アクセス指
令が発せられているヘッド２を搭載し、中央に位置する
相対変位信号ｘを有する微動アクチュエータ５２と粗動
アクチュエータ５１とが協働して次の位置決め制御が行
われる。記録／再生の処理が終了したヘッドは、それが
オントラックしたトラック位置に留まる。このようにし
て、目標トラックへのアクセスが必要なヘッド２に対し
て、順次に位置決め制御が行われる。
【０２１１】すなわち、実施の形態８の制御に加えて、
さらに、記録／再生の処理が終了したヘッド２について
は、このヘッド２は終了したトラック位置に留まる。記
録／再生の処理が終了したヘッドから順番に停止する。
未処理のヘッド２およびそれに対応する微動アクチュエ
ータ５２の数が次第に減少する。このため、微動アクチ
ュエータ５２が変位する頻度も低く抑えられる。
【０２１２】未処理のヘッド数は１つずつ減少する。し
たがって、ヘッド数は、奇数と偶数が交互となる。つま
り、中央値信号を選択するための相対変位信号の数は、
奇数と偶数が交互となる。相対変位信号の数が奇数（２
ｎ＋１）のときは、（（２ｎ＋１）＋１）／２＝ｎ＋１
が自然数であり中央のものが存在するので、中央値信号
ｘ（ｓ）の選択は、その中央であるｎ＋１番目のものを
選択すればよい。しかし、相対変位信号の数が偶数（２
ｎ）のときは、（２ｎ＋１）／２が自然数ではなく中央
のものが存在しない。そこで、ｎ番目とｎ＋１番目とが
２つの中央のものとなるが、このうち、相対変位信号が
小さい方を中央値信号として選択する。
【０２１３】記録／再生の終了したヘッドは、オントラ
ックしていたトラック位置に留まるが、もはや粗動制御
系２０００への相対変位信号の候補ではなくなる。記録
／再生の終了したヘッドは、粗動アクチュエータ５１の
制御から外す。記録／再生が未処理のヘッドのうちの中
央のヘッド（偶数の場合は変位が小さい方のヘッド）の
中央値信号ｘ（ｓ）に基づいて粗動アクチュエータ５１
が制御されている間、その中央のヘッドの微動アクチュ
エータはヘッド支持機構４の中心線ａ上に位置する。一
方、記録／再生の終了したヘッドはオントラックしてい
たトラック位置に留まるように微小変位し、中心線ａか
ら外れることもある。粗動アクチュエータを制御する候
補の相対変位信号を記録／再生が未処理のヘッドからの
ものに限定し絞り込むことにより、現に記録／再生を行
っているヘッドの安定性を高める。記録／再生の終了し
たヘッドは微小変位してももはや記録／再生には関係し
ない。その他の動作については、実施の形態８と同様で
ある。
【０２１４】以上の相乗により、振動の発生をさらに抑
制し、高精度で安定したヘッドの位置決め制御が行え、
記録再生を良好に行うことができる。また、変位の頻度
が少ない分、微動アクチュエータ５２の寿命が長くな
る。
【０２１５】（実施の形態１０）本発明の実施の形態１
０を図３１、図３２に基づいて説明する。図３１におい
て、実施の形態９と同一の構成要素については、図３０
と同一の符号を付している。本実施の形態においては、
微動位置決め制御部１５００の内部構成が図３０と異な
っている。粗動アクチュエータ５１および微動アクチュ
エータ５２の位置決め制御を行う動作については同一で
ある。
【０２１６】以下、本実施の形態の特徴部分を説明す
る。本実施の形態は、実施の形態９の改良である。実施
の形態９では記録／再生の終了したヘッドは微小変位を
伴うものである。これに対して、本実施の形態では、記
録／再生の終了したヘッドの変位をさらに抑制するもの
である。微動位置決め制御部１５００に新たな構成要素
として位置情報処理部１０５を設けている。位置情報処
理部１０５は、ヘッド位置検出部６０より、ヘッド２か
ら読み出したサーボ情報ｓａに含まれるヘッド位置信号
を入力する。また、ディスク装置全体を制御するディス
ク制御部（図示せず）より、各ヘッド２に対するアクセ
ス指令信号ｃａおよび目標位置信号Ｒを入力する。
【０２１７】ヘッド位置検出部６０から位置情報処理部
１０５に対して与えられるヘッド位置信号は、詳しく
は、トラック位置信号ｙｔとバースト復調信号ｙｂとで
ある。ヘッド２によりディスク１から読み出すサーボ情
報ｓａには、アドレス情報やバースト信号が含まれてい
る。アドレス情報はトラック番号やセクタ番号である。
バースト信号はトラック追従のための信号であり、トラ
ックとトラックとの間に形成されている。このバースト
信号を利用してトラック追従制御を行い、１トラックの
範囲内でヘッド２を目標位置に整定する。トラック位置
信号ｙｔはトラック番号に相当する信号であり、バース
ト復調信号ｙｂはトラック間でのディスク半径方向の位
置情報を与える信号である。位置情報処理部１０５は、
アクセス指令信号ｃａに応じてトラック位置信号ｙｔと
バースト復調信号ｙｂとを処理し、微動制御系１０００
に出力して各微動アクチュエータ５２の変位を制御す
る。
【０２１８】アクセス指令信号ｃａがアクティブのとき
はトラック位置信号ｙｔが有効となり、トラック位置信
号ｙｔとバースト復調信号ｙｂとの協働で微動駆動信号
ｕ(B)が生成される。また、アクセス指令信号ｃａがイ
ンアクティブのときはトラック位置信号ｙｔが無効とな
り、バースト復調信号ｙｂのみで微動駆動信号ｕ(B)が
生成される。ヘッド位置検出部６０において、トラック
位置信号ｙｔは、目標トラックまで移動させるために指
示された目標位置信号Ｒより、減算器１０６によって減
算される。この減算による差分は、目標トラックまでの
トラック誤差を示すトラック誤差信号Ｐe(B)tとして、
スイッチ１０７に出力される。スイッチ１０７は、アク
セス指令信号ｃａに応じて、トラック誤差信号Ｐe(B)t
と、トラック誤差がないことを示すゼロ信号のどちらか
一方を選択する。一方、バースト復調信号ｙｂは、減算
器１０８に出力される。減算器１０８は、１つのトラッ
ク間領域内での中央位置に相当するトラック中央信号ｔ
ｃよりバースト復調信号ｙｂを減算する。すなわち、１
つのトラック間領域内で中央位置からの位置誤差をバー
スト誤差信号Ｐe(B)bとして検出している。加算器１０
９は、スイッチ１０７からの出力と減算器１０８からの
出力とを、適宜レベルを合わせて加算し、加算結果を微
動制御系１０００に出力する。
【０２１９】インアクティブのアクセス指令信号ｃａが
発生しないうちは、実施の形態９と同様の動作を行う。
微動制御系１０００は、トラック位置信号ｙｔとバース
ト復調信号ｙｂとの組み合わせで微動駆動信号ｕ(B)を
生成する。したがって、トラック位置信号ｙｔとバース
ト復調信号ｙｂの組み合わせは、実施の形態９の場合の
ヘッド位置信号Ｐhdに相当している。
【０２２０】実施の形態９の場合と同様にして中央に位
置するヘッド２の記録／再生の処理が終了すると、その
ヘッド２に対応するアクセス指令信号ｃａがインアクテ
ィブとなり、スイッチ１０７を切り替え、トラック位置
信号ｙｔを無効化し、トラック誤差をゼロとする。そし
て、微動制御系１０００はバースト復調信号ｙｂに基づ
いたバースト誤差信号Ｐe(B)bのみに基づいて微動駆動
信号ｕ(B)を生成し、微動アクチュエータ５２の制御を
行う。
【０２２１】記録／再生が未処理のヘッドのトラック追
従動作の際に、次の記録／再生処理のために、隣接トラ
ックなど別のトラックを目標トラックとして粗動アクチ
ュエータ５１の駆動によりヘッド支持機構４が移動する
とする。この場合、実施の形態９では、元のトラックに
追従しようとする結果、その変位量が大きくなってしま
う傾向がある。これに対して、本実施の形態において
は、トラック位置信号ｙｔは無視し、バースト復調信号
ｙｂに限るので、別トラックに変わっても、トラック間
領域内の中央位置追従するように制御され、記録／再生
の終了したヘッドの微動アクチュエータの移動が抑制さ
れる。その結果、記録／再生の終了した微動アクチュエ
ータ５２は、ヘッド支持機構４の中心線ａ上にほぼ位置
した状態を継続することとなる。言い換えれば、記録／
再生処理が指令されていない微動アクチュエータ５２
は、粗動アクチュエータ５１による回転位置にかかわら
ず、すべてヘッド支持機構４の中心線ａの近傍に位置す
る状態を継続しながら、次の処理まで待機する。ヘッド
支持機構４の中心線ａの近傍に位置する状態は、微動ア
クチュエータ５２にとって機構的に最も安定した状態で
ある。また、記録／再生の終了した微動アクチュエータ
５２がそれぞれオントラックしていたトラックに向けて
変位することを位置情報処理部１０５の機能で抑制して
いる。このため、微動アクチュエータ５２の変位により
振動が発生する頻度を低く抑え、高精度な位置決め状態
のもとで、安定に記録／再生を行うことができる。
【０２２２】そして、記録／再生処理が終了した微動ア
クチュエータ５２に対しては印加する駆動電圧のレベル
が抑制されるため、微動アクチュエータを構成する圧電
素子の寿命を有利にする。
【０２２３】なお、実施の形態８〜１０においては、中
央値選択部１０１の入力信号について、これを微動アク
チュエータ５２の変位量を検出した相対変位信号ｘとし
ているが、各微動アクチュエータをモデル化した状態推
定部を設け、この状態推定部により生成された信号を相
対変位信号ｘとしてもよく、この場合も同様の効果が得
られる。
【０２２４】（実施の形態１１）本発明の実施の形態１
１を図３３に基づいて説明する。図３１、図３２に示す
実施の形態１０の変形の実施の形態として、次のように
構成してもよい。すなわち、図３１における中央値選択
部１０１から入力選択部１０４を省略し、実施の形態８
の場合の図２８に示すのと同様の中央値選択部１０１と
し、かつ、微動位置決め制御部１５００については図３
１、図３２に示す位置情報処理部１０５を有する構成で
ある。
【０２２５】以下、ソフトウェア構成の実施の形態につ
いて説明する。
【０２２６】（実施の形態１２）本発明の実施の形態１
２を図３４、図３５に基づいて説明する。本実施の形態
は、図２８に示す実施の形態８に対応してソフトウェア
構成としたものである。機構的な構成については、図２
６、図２７と同様である。本実施の形態においては、主
要な処理をマイクロプロセッサで行う。
【０２２７】位置決め制御部６Ｂは、マイクロプロセッ
サ１１０、メモリ１１１、メモリ１１１に格納されたヘ
ッド位置決めのための制御プログラム１１２、共通バス
１１３、ヘッド位置検出部１１４、Ａ／Ｄ変換器１１
５、Ｄ／Ａ変換器１１６，１１７を備えている。ヘッド
位置検出部１１４、Ａ／Ｄ変換器１１５およびＤ／Ａ変
換器１１６は微動アクチュエータ５２の数だけある。
【０２２８】マイクロプロセッサ１１０は、メモリ１１
１に格納されている制御プログラム１１２に基づいて全
体の制御を行う。各微動アクチュエータ５２からのアナ
ログの相対変位信号ｘ（１）〜ｘ（Ｎ）を各Ａ／Ｄ変換
器１１５でデジタルの相対変位データに変換し、共通バ
ス１１３を介してマイクロプロセッサ１１０に送出す
る。また、各ヘッド位置検出部１１４は、各ヘッド２か
らのサーボ情報を入力した上でヘッド位置データを抽出
し、共通バス１１３を介してマイクロプロセッサ１１０
に送出する。マイクロプロセッサ１１０は、上記の相対
変位データ、ヘッド位置データを入力し、このデータと
目標位置データに基づいて制御データを生成する。マイ
クロプロセッサ１１０は、生成した制御データを共通バ
ス１１３を介してＤ／Ａ変換器１１６，１１７に送出す
る。各Ｄ／Ａ変換器１１６に対しては各微動アクチュエ
ータ５２を制御するデータを送出し、Ｄ／Ａ変換器１１
７に対しては粗動アクチュエータ５１を制御するデータ
を送出する。各Ｄ／Ａ変換器１１６は入力したデジタル
データをアナログの微動駆動信号ｕ(B)に変換し、各微
動アクチュエータ５２を制御する。Ｄ／Ａ変換器１１７
は入力したデジタルデータをアナログの粗動駆動信号ｕ
(S)に変換し、粗動アクチュエータ５１を制御する。
【０２２９】以下、制御プログラム１１２に基づく制御
動作を図３５のフローチャートに従って説明する。
【０２３０】ステップ２００において、制御プログラム
１１２を呼び出し、処理を開始する。ステップ２０１に
おいて、ヘッド位置検出部１１４が入力したサーボ情報
から現在位置を示すヘッド位置データを読み込む。ステ
ップ２０２では、目標位置データからヘッド位置データ
を減算し、その結果のヘッド位置誤差データを一時記憶
する。ステップ２０３では、ヘッド位置誤差データに対
して所定の位相特性および周波数特性と所定のゲインで
位相補償の演算処理を行い、微動制御データとして一時
記憶する。ステップ２０４では、微動制御データをＤ／
Ａ変換器１１６に出力する。Ｄ／Ａ変換器１１６は、微
動制御データに基づいた微動駆動信号ｕ（B）を微動ア
クチュエータ５２に出力する。ステップ２０５では、Ｎ
個あるすべての微動アクチュエータ５２に対して処理が
終了したかどうか確認する。まだの場合は、次の微動ア
クチュエータ５２に対して、ステップ２０１からの同様
の処理を実行する。すべての微動アクチュエータ５２に
対して処理が終了した場合、次のステップに移る。以
上、ステップ２０１からステップ２０５までは、微動ア
クチュエータ５２を制御するための微動制御手段２３０
としての機能である。
【０２３１】次に、ステップ２０６では、Ａ／Ｄ変換器
１１５より微動アクチュエータ５２の相対変位データを
読み込んで一時記憶する。ステップ２０７では、すべて
の微動アクチュエータ５２に対して、相対変位データの
読み込みが終了したかどうか確認する。まだの場合は、
次の微動アクチュエータ５２に対して、ステップ２０６
の同様の処理を実行する。すべての微動アクチュエータ
５２に対して処理が終了した場合、次のステップに移
る。ステップ２０８では、読み込んだ複数の相対変位デ
ータの大きさを比較し、大きさの順に順位付けをし、順
位が中央に位置する相対変位データを中央値データとし
て選択する。以上、ステップ２０６からステップ２０８
までは、各相対変位データより中央値データを選択する
ための中央値選択手段２４０としての機能である。
【０２３２】次に、ステップ２０９では、選択した中央
値データに対して所定の位相特性および周波数特性で位
相補償の演算処理を行い、粗動制御データとして一時記
憶する。ステップ２１０では、粗動制御データをＤ／Ａ
変換器１１７に出力する。Ｄ／Ａ変換器１１７は、粗動
制御データに基づいた粗動駆動信号ｕ(S)を粗動アクチ
ュエータ５１に出力する。以上、ステップ２０９および
ステップ２１０は、粗動アクチュエータ５１を制御する
ための粗動制御手段２５０としての機能である。
【０２３３】ステップ２１１で、ディスク装置全体を制
御しているメインのプログラムに戻る。位置決め制御に
関しては、シーク制御やトラックフォローイング制御な
どをメインのプログラムで監視している。ステップ２１
１でメインのプログラムに戻ると、メインのプログラム
は、適宜、図３５に示したステップを繰り返す。これに
より、各ヘッド２の位置決め制御を行う。
【０２３４】本実施の形態は、実施の形態８の図２８の
位置決め制御系モデルで説明したのと同じ動作原理に基
づいており、実施の形態８と同様の効果が得られる。
【０２３５】（実施の形態１３）本発明の実施の形態１
３を図３４、図３６に基づいて説明する。本実施の形態
は、図３０に示す実施の形態９に対応してソフトウェア
構成としたものである。
【０２３６】ステップ２０６ａでは、Ａ／Ｄ変換器１１
５より微動アクチュエータ５２の相対変位データを読み
込んで一時記憶する。次に、ステップ２０６ｂにおい
て、メインプログラムで生成されたアクセス指令データ
の情報を利用して、ヘッド２を目標トラックに対してア
クセス中か否かを判定し、アクセス中であれば、ステッ
プ２０６ｃに進んで、相対変位データを一時記憶する。
アクセス中でなければ、ステップ２０７にスキップす
る。ステップ２０７では、Ｎ個あるすべての微動アクチ
ュエータ５２に対して、相対変位データの読み込みが終
了したかどうか確認する。まだの場合は、次の微動アク
チュエータ５２に対して、ステップ２０６ａからステッ
プ２０７までの同様の処理を実行する。すべての微動ア
クチュエータ５２に対して処理が終了した場合、次のス
テップに移る。ステップ２０８では、読み込んだ複数の
相対変位データの大きさを比較し、大きさの順に順位付
けをし、順位が中央に位置する相対変位データを中央値
データとして選択する。以上、ステップ２０６ａからス
テップ２０８までは、各相対変位データより中央値デー
タを選択するための中央値選択手段２４０ａとしての機
能である。その他の動作については、実施の形態１２と
同様であるので説明を省略する。
【０２３７】本実施の形態は、実施の形態９の図３０の
位置決め制御系モデルで説明したのと同じ動作原理に基
づいており、同様の効果が得られる。
【０２３８】（実施の形態１４）本発明の実施の形態１
４を図３４、図３７に基づいて説明する。本実施の形態
は、図３１に示す実施の形態１０に対応してソフトウェ
ア構成としたものである。
【０２３９】ステップ２０１において、ヘッド位置検出
部１１４が入力したサーボ情報から現在トラックを示す
トラック位置データを読み込む。ステップ２０２ａで
は、目標位置データからトラック位置データを減算し、
その結果のトラック位置誤差データを一時記憶する。ま
た、サーボ情報に含まれるバースト信号からトラック内
の位置誤差データを検出し、一時記憶する。ステップ２
０２ｂでは、メインプログラムで生成されたアクセス指
令データの情報を利用して、ヘッド２を目標トラックに
対してアクセス中か否かを判定し、アクセス中でなけれ
ば、ステップ２０２ｃに進んで、トラック位置誤差デー
タをゼロとする。アクセス中であれば、ステップ２０３
にスキップする。ステップ２０３では、記憶しておいた
トラック位置誤差データおよびトラック内の位置誤差デ
ータを読み出し、両者を合わせてヘッド位置誤差データ
とする。さらにヘッド位置誤差データに対して所定の位
相特性および周波数特性と所定のゲインで位相補償の演
算処理を行い、微動制御データとして一時記憶する。ス
テップ２０４では、微動制御データをＤ／Ａ変換器１１
６に出力する。Ｄ／Ａ変換器１１６は、微動制御データ
に基づいた微動駆動信号ｕ（B）を微動アクチュエータ
５２に出力する。ステップ２０５では、Ｎ個あるすべて
の微動アクチュエータ５２に対して処理が終了したかど
うか確認する。まだの場合は、次の微動アクチュエータ
５２に対して、ステップ２０１からの同様の処理を実行
する。すべての微動アクチュエータ５２に対して処理が
終了した場合、次のステップに移る。以上、ステップ２
０１からステップ２０５までは、微動アクチュエータ５
２を制御するための微動制御手段２３０ａとしての機能
である。また、次のステップ２０６ａからステップ２０
８までは、図３６で示した処理と同様の処理を行う。そ
の他の動作については、実施の形態１２と同様であるの
で説明を省略する。
【０２４０】本実施の形態は、実施の形態１０の図３１
の位置決め制御系モデルで説明したのと同じ動作原理に
基づいており、実施の形態１０と同様の効果が得られ
る。
【０２４１】（実施の形態１５）本発明の実施の形態１
５を図３４、図３８に基づいて説明する。本実施の形態
は、図３３に示す実施の形態１１に対応してソフトウェ
ア構成としたものである。これは、実施の形態１２の図
３５におけるステップ２０２の代わりに、実施の形態１
４におけるステップ２０２ａ〜２０２ｃを設定したもの
である。
【０２４２】なお、上記において、制御プログラム１１
２を格納する機械読み取り可能な記録媒体としてのメモ
リ１１１としては、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）で
もよいし、他の記録媒体からダウンロードして記憶する
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）でもよい。また、マ
イクロプロセッサと一体のメモリに制御プログラム１１
２を格納してもよい。
【０２４３】また、実施の形態１２〜１５においては、
中央値選択手段で用いる相対変位データについて、微動
アクチュエータ５２の変位量を検出した検出信号に基づ
く相対変位データとして説明したが、各微動アクチュエ
ータをモデル化した状態推定手段として機能させるステ
ップを設け、これにより生成されたデータを相対変位デ
ータとしてもよく、この場合も同様の効果が得られる。
【０２４４】また、実施の形態１２〜１５において、相
対変位データの数が偶数の場合や、同一の値が生じた場
合については、２つの中央値データのうち小さい方の相
対変位データを中央値データとして選択するステップを
設ければよい。
【０２４５】光ディスク装置も粗動位置決め用のステッ
ピングモータやＤＣモータと微動位置決め用の光ピック
アップという２ステージアクチュエータでトラッキング
を行っている。光ディスク装置の場合、ロングストロー
クシークの場合、ＤＣモータで粗動位置決めを行い、そ
の後に光ピックが目標トラックにヘッドを追従させる。
また、このときに光ピックが動作範囲を超えないよう
に、光ピックの制御時の位置誤差のうち、ＤＣ成分がゼ
ロになるようにＤＣモータを制御している。また、ここ
では、トラックフォローイングや１トラックシークにお
いては微動アクチュエータにヘッドの目標位置との位置
誤差をフィードバックし、ヘッド変位検出信号からの信
号がゼロになるように制御し、ロングシークにおいて
は、高速化のために微動アクチュエータにヘッドの目標
位置との位置誤差をフィードバックし、ヘッド変位検出
信号からの信号より粗動アクチュエータによるヘッド移
動量を演算し、移動量とヘッドの目標位置との位置誤差
をフィードバックしている。微動アクチュエータの動作
範囲を超えるような目標位置へのトラッキングは高速化
のために、粗動アクチュエータへも目標位置を入力して
いる。本発明は、このような光ディスク装置に適用する
ことも可能である。
【０２４６】なお、上述してきた各実施の形態におい
て、ハードウエア構成のものについては、これをマイク
ロコンピュータによるソフトウェア構成により実現する
ようにしてもよいし、逆に、ソフトウェア構成のものに
ついては、これをハードウエア構成により実現するよう
にしてもよい。
【０２４７】
【発明の効果】本発明によれば、一方において、ディス
ク回転同期外乱によるヘッド位置ずれに対する補償を、
微動アクチュエータではなく、粗動アクチュエータの駆
動において行うように構成してあるとともに、他方にお
いて、圧電素子利用の微動アクチュエータの駆動信号の
レベルを、電気化学反応による圧電素子の特性劣化が生
じるしきい値以下となしてある。その結果、駆動信号レ
ベルが高いことに起因する電気化学反応により圧電素子
が腐食して特性が劣化するといった課題を解決すること
ができる。以上の相乗効果によって、目標トラックに対
するヘッドの高速高精度な位置決めの機能を長期間にわ
たって持続させることができる。それゆえに、ひいて
は、高記録密度のディスク装置の実現を有効に展開でき
る。
【０２４８】また、ヘッド、微動アクチュエータ、ヘッ
ド支持機構が複数ある場合に、アクセス順位などの重要
度に関係なく、各微動アクチュエータからの複数の相対
変位値の中から選択した中央値に基づいて粗動アクチュ
エータの制御を行うので、常に、中央に位置する微動ア
クチュエータが優先され、この中央の微動アクチュエー
タが常にホームポジションに位置するように制御する。
したがって、複数のディスクでトラックがウォブリング
して複数のヘッドの変位量および変位方向がリアルタイ
ムかつランダムに変動しても、粗動アクチュエータによ
る複数のヘッド支持機構の頻繁な移動は発生しにくく、
動きのより少ない安定した制御を行うことができる。そ
して、トラック追従動作において、中央に位置するヘッ
ドが目標トラックに達すると、それ以降は微動アクチュ
エータの変位量がゼロとなる。中央値信号がゼロに収束
し、粗動アクチュエータによるヘッド支持機構の移動は
なくなり、この状態で中央以外のヘッドのトラック追従
動作が行われる。これは、最も安定した状態でのトラッ
ク追従動作である。すなわち、振動の発生を抑制した状
態での、高精度で安定したヘッドの位置決め制御が行え
る。
【０２４９】オントラック動作をより高速に行って振動
発生を抑制するには、微動アクチュエータを構成する圧
電素子に対してより高い電圧を印加すればよいとする考
え方がある。しかしながら、印加電圧が過剰であると、
圧電素子において鉛の析出、特性劣化、さらには圧電素
子破壊の問題が生じる。本発明では、圧電素子への印加
電圧に制限を加えて圧電素子の特性劣化を回避する一方
で、選択した中央値による粗動アクチュエータの制御で
振動発生を抑制するという巧妙な手法をとっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１のヘッド位置決め装置
を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図２】 実施の形態１のヘッド位置決め装置の構成を
示すブロック図
【図３】 実施の形態１における微動制御系の構成を示
すブロック図
【図４】 実施の形態１における粗動制御系の構成を示
すブロック図
【図５】 本発明の各実施の形態における微動アクチュ
エータを伴うヘッド支持機構の構成を示す平面図
（ａ）、ヘッド支持機構の側面図（ｂ）、微動アクチュ
エータの構成図（ｃ）、ヘッド支持機構の構成を示す底
面図
【図６】 ＰＺＴ素子内の酸化鉛の電気化学反応の説明
図
【図７】 ＰＺＴ素子の電気化学反応を示す概略図
【図８】 鉛が析出する電気化学反応における印加電圧
（電位差）とＰＺＴ素子に流れる電流との関係を表す図
【図９】 ＰＺＴ素子に対する印加電圧と流れる電流と
の関係を示す図
【図１０】 ＰＺＴ素子に対する印加電圧と内部の電気
抵抗値との関係を示す図
【図１１】 ＰＺＴ素子に対する印加電圧と電界との関
係を膜厚をパラメータにして表す図
【図１２】 実施の形態１における回転同期外乱の特性
の説明図
【図１３】 実施の形態１の場合のトラックフォローイ
ング時のヘッド位置誤差信号の波形図（ａ）、粗動アク
チュエータの駆動電流の波形図（ｂ）、微動アクチュエ
ータの駆動電圧の波形図（ｃ）
【図１４】 外乱補償部を有しない比較例の場合のトラ
ックフォローイング時のヘッド位置誤差信号の波形図
（ａ）、粗動アクチュエータの駆動電流の波形図
（ｂ）、微動アクチュエータの駆動電圧の波形図（ｃ）
【図１５】 本発明の実施の形態２のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図１６】 本発明の実施の形態３のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図１７】 本発明の実施の形態４のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図１８】 本発明の実施の形態５のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図１９】 本発明の実施の形態６のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図２０】 本発明の実施の形態７のヘッド位置決め装
置を含む磁気ディスク装置の概略構成図
【図２１】 実施の形態７のヘッド位置決め装置の構成
を示すブロック図
【図２２】 実施の形態７における微動制御系の構成を
示すブロック図
【図２３】 実施の形態７における粗動制御系の構成を
示すブロック図
【図２４】 本発明の実施の形態７の変形の実施の形態
のヘッド位置決め装置を含む磁気ディスク装置の概略構
成図
【図２５】 実施の形態７の変形の実施の形態のヘッド
位置決め装置の構成を示すブロック図
【図２６】 本発明の実施の形態８のヘッド位置決め装
置の概略構成図
【図２７】 実施の形態８のヘッド位置決め装置を搭載
した磁気ディスク装置の概略のブロック図
【図２８】 実施の形態８のヘッド位置決め装置の構成
を示すブロック図
【図２９】 実施の形態８のヘッド位置決め装置の動作
説明図
【図３０】 本発明の実施の形態９のヘッド位置決め装
置の構成を示すブロック図
【図３１】 本発明の実施の形態１０のヘッド位置決め
装置の構成を示すブロック図
【図３２】 実施の形態１０の微動位置決め制御部の構
成を示すブロック図
【図３３】 本発明の実施の形態１１のヘッド位置決め
装置の構成を示すブロック図
【図３４】 実施の形態１２のヘッド位置決め装置を搭
載した磁気ディスク装置の概略のブロック図
【図３５】 実施の形態１２のヘッド位置決め装置の機
能構成を示すフローチャート
【図３６】 実施の形態１３のヘッド位置決め装置の機
能構成を示すフローチャート
【図３７】 実施の形態１４のヘッド位置決め装置の機
能構成を示すフローチャート
【図３８】 実施の形態１５のヘッド位置決め装置の機
能構成を示すフローチャート
【図３９】 比較例のヘッド位置決め装置を搭載した磁
気ディスク装置の概略のブロック図
【図４０】 ヘッドおよび微動アクチュエータが１つの
場合の動作説明図（ａ）、比較例の場合の動作説明図
（ｂ）
【図４１】 第１の従来例における概略構成図
【図４２】 第２の従来例における概略構成図
【図４３】 第３の従来例における概略構成図
【符号の説明】
１ 磁気ディスク（情報記録ディスク） ２ 磁気ヘッド ３ ヘッドスライダ ４ ヘッド支持機構 ５ 位置決め機構 ５１ 粗動アクチュエータ ５２ 微動アクチュエータ ６，６Ａ 位置決め制御部 ７ スピンドルモータ ８ 回動軸 ９ フレクシャ １０ 磁気ディスク装置筐体 １１ 回転体 ６０ ヘッド位置検出部 ６１ 状態推定部 ６１１ ＶＣＭ状態推定部 ６１２ ＭＡ状態推定部 ６２ 微動制御部 ６３ 粗動制御部 ６４ 微動駆動部 ６５ 粗動駆動部 ６６ 駆動信号制限部 ６７ 回転同期外乱補償部 ６８ 回転同期誤差測定部 ６９ 同期外乱補償調節部 ７０ 高周波フィルタ ７１ 低周波フィルタ ７２ 定常偏差補償調節部 ８１ 回転同期外乱補償部 ８２ 回転同期誤差測定部 ８３ 同期外乱補償調節部 １０１ 中央値選択部 １０２ 比較部 １０３ 選択部 １０４ 入力選択部 １０５ 位置情報処理部 １１０ マイクロプロセッサ １１１ メモリ １１２ 制御プログラム １１３ 共通バス １１４ 位置検出部 １１５ Ａ／Ｄ変換器 １１６，１１７ Ｄ／Ａ変換器 １０００ 微動制御系 １５００ 微動位置決め制御部 ２０００ 粗動制御系
フロントページの続き (72)発明者 稲治 利夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D042 LA01 MA15 5D059 AA01 BA01 CA18 DA19 EA08 5D096 NN03 NN07

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報記録ディスクに対してアクセスを行
    う記録／再生用のヘッドを粗動アクチュエータと微動ア
    クチュエータとで位置制御する２ステージアクチュエー
    タ方式で構成され、かつ、前記微動アクチュエータが圧
    電素子を利用して構成されているヘッド位置決め装置で
    あって、 前記微動アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱に
    よる前記ヘッドの目標トラックからの位置ずれに対する
    補償を前記粗動アクチュエータの駆動において行うよう
    に構成してあるとともに、前記圧電素子利用の微動アク
    チュエータの駆動信号レベルを、電気化学反応による圧
    電素子の特性劣化が生じるしきい値以下に設定してある
    ことを特徴とするヘッド位置決め装置。
  2. 【請求項２】 情報記録ディスクに対してアクセスを行
    う記録／再生用のヘッドを２ステージアクチュエータ方
    式で位置決め制御する粗動アクチュエータおよび微動ア
    クチュエータと、 前記粗動アクチュエータと微動アクチュエータを制御す
    る位置決め制御部とを備え、 前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構成さ
    れ、 前記位置決め制御部は、少なくとも前記粗動アクチュエ
    ータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制御す
    る粗動制御部からなる粗動制御系、および、前記微動ア
    クチュエータを駆動する微動駆動部と、この微動駆動部
    を制御する微動制御部からなる微動制御系を備えて構成
    されているヘッド位置決め装置であって、 前記微動アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱に
    よる前記ヘッドの目標トラックからの位置ずれに対する
    補償を前記粗動アクチュエータの駆動において行うよう
    に分離する位置誤差分離部と、 前記微動制御部から前記微動駆動部に対して与える微動
    制御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特
    性劣化が生じるしきい値以下に制限する駆動信号制限部
    とを備えていることを特徴とするヘッド位置決め装置。
  3. 【請求項３】 情報記録ディスクに対してアクセスを行
    う記録／再生用のヘッドを粗動アクチュエータと微動ア
    クチュエータとで位置制御する２ステージアクチュエー
    タ方式で構成され、かつ、前記微動アクチュエータが圧
    電素子を利用して構成されているヘッド位置決め装置で
    あって、 前記ディスクの回転同期外乱による前記ヘッドの目標ト
    ラックからの位置ずれに対する補償を前記粗動アクチュ
    エータの駆動において行うように構成してあるととも
    に、前記圧電素子利用の微動アクチュエータの駆動信号
    のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特性劣化が
    生じるしきい値以下に設定してあることを特徴とするヘ
    ッド位置決め装置。
  4. 【請求項４】 情報記録ディスクに対してアクセスを行
    う記録／再生用のヘッドを２ステージアクチュエータ方
    式で位置決め制御する粗動アクチュエータおよび微動ア
    クチュエータと、 前記粗動アクチュエータと微動アクチュエータを制御す
    る位置決め制御部とを備え、 前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構成さ
    れ、 前記位置決め制御部は、少なくとも前記粗動アクチュエ
    ータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制御す
    る粗動制御部からなる粗動制御系、および、前記微動ア
    クチュエータを駆動する微動駆動部と、この微動駆動部
    を制御する微動制御部からなる微動制御系を備えて構成
    されているヘッド位置決め装置であって、 前記ディスクの回転同期外乱による前記ヘッドの目標ト
    ラックからの位置ずれを前記粗動制御系で補償する外乱
    補償部と、 前記微動制御部から前記微動駆動部に対して与える微動
    制御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特
    性劣化が生じるしきい値以下に制限する駆動信号制限部
    とを備えていることを特徴とするヘッド位置決め装置。
  5. 【請求項５】 前記位置決め制御部は、 トラック追従時に前記ディスクの回転同期外乱による前
    記ヘッドの目標トラックからの位置ずれを補償する外乱
    補償部と、 前記外乱補償部による補償量を前記粗動制御系と微動制
    御系に与える場合において、前記微動アクチュエータの
    駆動信号のレベルが前記しきい値以下で補償するよう
    に、前記外乱補償部による補償量に前記両制御系それぞ
    れに重み付けを行った上で、それぞれの重み付け補償量
    を前記粗動制御系と前記微動制御系とに与える同期外乱
    補償調節部とを含む請求項４に記載のヘッド位置決め装
    置。
  6. 【請求項６】 前記位置決め制御部は、 摩擦などの定値外乱に対してヘッドを目標トラックに追
    従させるための定常偏差補償部と、 トラック追従時に前記微動制御部がしきい値を超える制
    御量を出力しないために前記両制御部の定常偏差補償部
    の出力に重み付けを行う定常偏差補償調節部とを含む請
    求項４に記載のヘッド位置決め装置。
  7. 【請求項７】 前記粗動制御系は、低周波帯域に重みの
    ある重み関数を前記制御量に乗じた量を、制御量として
    前記粗動アクチュエータに与える低周波フィルタを含ん
    でいる一方、 前記微動制御系は、高周波帯域に重みのある重み関数を
    前記制御量に乗じた量を、制御量として前記微動アクチ
    ュエータに与える高周波フィルタを含んでいる請求項４
    に記載のヘッド位置決め装置。
  8. 【請求項８】 前記微動アクチュエータにおける圧電素
    子は、鉛とジルコニアとチタンで構成される薄膜のＰＺ
    Ｔ素子である請求項１から請求項７までのいずれかに記
    載のヘッド位置決め装置。
  9. 【請求項９】 前記しきい値は、鉛の分解電圧範囲を含
    む状態で設定されている請求項１から請求項８までのい
    ずれかに記載のヘッド位置決め装置。
  10. 【請求項１０】 前記しきい値は、水の分解電圧範囲を
    含み、かつ、前記圧電素子の電気抵抗値が１ＭΩ以上と
    なる条件下で設定されている請求項１から請求項８まで
    のいずれかに記載のヘッド位置決め装置。
  11. 【請求項１１】 前記しきい値は、水の分解電圧範囲を
    含み、かつ、前記微動アクチュエータに対する駆動信号
    の電圧レベルＶと前記圧電素子内を流れる電流Ｉとの関
    係がＶ／Ｉ＞１０6［Ω］となる条件下で設定されてい
    る請求項１から請求項８までのいずれかに記載のヘッド
    位置決め装置。
  12. 【請求項１２】 前記しきい値は、水の分解電圧範囲を
    含み、かつ、前記微動アクチュエータに対する駆動信号
    の電圧レベルＶと前記圧電素子の膜厚ｔとの関係がＶ／
    ｔ＜２×１０7［Ｖ／ｍ］となる条件下で設定されてい
    る請求項１から請求項８までのいずれかに記載のヘッド
    位置決め装置。
  13. 【請求項１３】 前記しきい値は、温度８５℃、湿度９
    ０％の環境下で、５００時間連続駆動したときに、前記
    圧電素子の電気抵抗値が１ＭΩ以上となる条件下で設定
    されている請求項１から請求項１２までのいずれかに記
    載のヘッド位置決め装置。
  14. 【請求項１４】 前記微動制御系は、前記微動アクチュ
    エータによる補償量がゼロの場合には、前記圧電素子に
    加える電圧がゼロまたは前記しきい値の１／２で一定値
    のオフセット電圧を出力し、前記補償量がゼロ以外の場
    合には、その補償量の値に応じた正負の電圧を前記オフ
    セット電圧に加えて制御駆動する請求項１から請求項１
    ３までのいずれかに記載のヘッド位置決め装置。
  15. 【請求項１５】 前記微動アクチュエータの駆動信号に
    おけるオフセット電圧は、水の分解電圧以下（ゼロを含
    む）であることを特徴とする請求項１４に記載のヘッド
    位置決め装置。
  16. 【請求項１６】 ヘッドにより再生されるディスク上の
    サーボ情報からのヘッド位置データと前記ヘッドを目標
    位置に位置決めするための目標位置データとの位置誤差
    を位置誤差データとするステップと、 前記位置誤差データに基づいて前記ヘッドの微動アクチ
    ュエータの変位量を制御する微動制御データを生成する
    ステップと、 前記微動制御データに基づく信号を微動駆動信号とし前
    記微動アクチュエータに出力するステップと、 前記ヘッドの粗動アクチュエータまたは前記微動アクチ
    ュエータの変位量に対応した相対変位データを入力する
    ステップと、 前記相対変位データに基づいて前記粗動アクチュエータ
    の変位量を制御する粗動制御データを生成するステップ
    と、 前記粗動制御データに基づいた信号を粗動駆動信号とし
    て前記粗動駆動アクチュエータに出力するステップとを
    含むヘッド位置決め制御方法において、 さらに、前記微動制御データに基づく信号を前記微動ア
    クチュエータに出力するに当たって、前記微動アクチュ
    エータの特性が変化するしきい値で前記微動制御データ
    を制限した実微動制御データを生成し、この実微動制御
    データを前記微動制御データに置き換えて出力するステ
    ップと、 ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた同期外
    乱位置誤差データを前記相対変位データに加算した結果
    を補正相対変位データとして生成するステップと、 前記補正相対変位データに基づいて前記粗動アクチュエ
    ータの変位量を制御する粗動制御データを生成するステ
    ップとを含んでいることを特徴とするヘッド位置決め制
    御方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のヘッド位置決め制
    御方法において、さらに、 ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた同期外
    乱位置誤差データを生成するステップと、 前記補正相対変位データの生成に代えて、前記同期外乱
    位置誤差データに基づいて前記粗動アクチュエータの変
    位量を制御する同期外乱粗動制御データを生成するステ
    ップと、 前記同期外乱粗動制御データを前記粗動制御データに加
    算した結果を補正粗動制御データとして生成するステッ
    プと、 前記補正粗動制御データに基づいた粗動駆動信号として
    前記粗動アクチュエータに出力するステップとを含んで
    いることを特徴とするヘッド位置決め制御方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１６に記載のヘッド位置決め制
    御方法において、さらに、 ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた同期位
    置誤差補正データを微動制御系と粗動制御系とに重みを
    付けて配分して同期外乱微動位置誤差データと同期外乱
    粗動位置誤差データとを生成するステップと、前記同期
    外乱微動位置誤差データを前記位置誤差データに加算し
    た結果を補正位置誤差データとするステップと、 前記同期外乱粗動位置誤差データを前記相対変位データ
    に加算した結果を補正相対変位データとするステップと
    を含んでいることを特徴とするヘッド位置決め制御方
    法。
  19. 【請求項１９】 請求項１７に記載のヘッド位置決め制
    御方法において、さらに、 ディスク回転同期外乱による位置誤差に基づいた同期外
    乱制御データを微動制御系と粗動制御系とに重みを付け
    て配分して同期外乱微動制御データと同期外乱粗動制御
    データとを生成するステップと、 前記同期外乱微動制御データを前記微動制御データに加
    算した結果を補正微動制御データとして出力するステッ
    プと、 前記同期外乱粗動制御データを前記粗動制御データに加
    算した結果を補正粗動制御データとして出力するステッ
    プとを含んでいることを特徴とするヘッド位置決め制御
    方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１６または請求項１８に記載の
    ヘッド位置決め制御方法において、さらに、 前記微動制御データに高周波領域のみを通過させる高周
    波フィルタ処理をかけて前記微動アクチュエータに出力
    するステップと、 前記粗動制御データに低周波領域のみを通過させる低周
    波フィルタ処理をかけて前記粗動アクチュエータに出力
    するステップとを含んでいることを特徴とするヘッド位
    置決め制御方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１６から請求項１９までのいず
    れかに記載のヘッド位置決め制御方法において、さら
    に、 前記微動制御データの微動定常偏差補償データと前記粗
    動制御データの粗動定常偏差補償データとを入力信号と
    して、微動制御系と粗動制御系とに重みを付けて配分し
    て微動定常偏差補償データと粗動定常偏差補償データと
    を生成するステップと、 前記微動制御データに前記微動定常偏差補償データを加
    算して補正微動制御データを生成して出力するステップ
    と、 前記粗動制御データに前記粗動定常偏差補償データを加
    算して補正粗動制御データを生成して出力するステップ
    とを含んでいることを特徴とするヘッド位置決め制御方
    法。
  22. 【請求項２２】 請求項１６から請求項２１までのいず
    れかに記載のヘッド位置決め制御方法を実行させるよう
    にプログラミングしてあることを特徴とするヘッド位置
    決め制御プログラム。
  23. 【請求項２３】 請求項２２に記載のヘッド位置決め制
    御プログラムを具備していることを特徴とする情報記録
    再生装置。
  24. 【請求項２４】 同軸状の複数の情報記録ディスクに対
    してそれぞれアクセスを行う記録／再生用の複数のヘッ
    ドと、 前記各ヘッドを微小変位させる複数の微動アクチュエー
    タと、 前記各微動アクチュエータを支持する複数のヘッド支持
    機構と、 前記複数のヘッド支持機構を一括駆動する粗動アクチュ
    エータとを含み、 前記各ヘッドが前記ディスクから読み取ったヘッド位置
    信号に基づいて対応する各ヘッドが目標トラックに追従
    するように各微動アクチュエータを制御するように構成
    するとともに、 前記各微動アクチュエータの相対変位値のうちの中央値
    を選択し、選択した中央値に基づいて粗動アクチュエー
    タを制御するように構成してあることを特徴とするヘッ
    ド位置決め装置。
  25. 【請求項２５】 前記各微動アクチュエータの変位、お
    よび前記粗動アクチュエータによる前記各ヘッド支持機
    構の移動を制御する制御部を具備し、 前記制御部は、 前記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情
    報に含まれるヘッド位置信号と前記各ヘッドの目標位置
    信号との差分をヘッド位置誤差信号とし、前記ヘッド位
    置誤差信号に基づいて前記各微動アクチュエータを制御
    し、前記各ヘッド毎の位置決め制御を行う複数の微動位
    置決め制御部と、 前記各微動アクチュエータからの複数の相対変位信号の
    うちの中央に位置する前記相対変位信号を中央値信号と
    して選択する中央値選択部と、 前記選択した中央値信号に基づいて前記粗動アクチュエ
    ータによる前記ヘッド支持機構の一括した移動を制御す
    る粗動制御系とを含むことを特徴とする請求項２４に記
    載のヘッド位置決め装置。
  26. 【請求項２６】 前記中央値選択部は、前記各微動アク
    チュエータからの複数の相対変位信号のうち前記ヘッド
    に対するアクセス指令信号がアクティブとなっている相
    対変位信号を前記中央値選択の候補として選択し、前記
    候補として選択した複数の相対変位信号のうちの中央に
    位置する前記相対変位信号を前記中央値信号として選択
    する請求項２５に記載のヘッド位置決め装置。
  27. 【請求項２７】 前記微動位置決め制御部は、前記ヘッ
    ドに対するアクセス指令信号がアクティブのときに、前
    記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情報
    に含まれるトラック位置信号とバースト復調信号との組
    み合わせで前記ヘッドの位置決め制御を行い、前記アク
    セス指令信号がインアクティブのときに、前記トラック
    位置信号を除外し前記バースト復調信号で前記ヘッドの
    位置決め制御を行う請求項２５に記載のヘッド位置決め
    装置。
  28. 【請求項２８】 前記中央値選択部は、前記各微動アク
    チュエータからの複数の相対変位信号のうち前記ヘッド
    に対するアクセス指令信号がアクティブとなっている相
    対変位信号を前記中央値選択の候補として選択し、前記
    候補として選択した複数の相対変位信号のうちの中央に
    位置する前記相対変位信号を前記中央値信号として選択
    し、 かつ、前記微動位置決め制御部は、前記ヘッドに対する
    アクセス指令信号がアクティブのときに、前記各ヘッド
    毎に再生される前記ディスク上のサーボ情報に含まれる
    トラック位置信号とバースト復調信号との組み合わせで
    前記ヘッドの位置決め制御を行い、前記アクセス指令信
    号がインアクティブのときに、前記トラック位置信号を
    除外し前記バースト復調信号で前記ヘッドの位置決め制
    御を行う請求項２５に記載のヘッド位置決め装置。
  29. 【請求項２９】 前記中央値信号を選択するための前記
    各相対変位信号の数が偶数の場合は、２つある前記中央
    値信号のうち前記相対変位信号が小さい方の前記相対変
    位信号を前記中央値信号として選択する請求項２５に記
    載のヘッド位置決め装置。
  30. 【請求項３０】 前記相対変位信号は、前記各微動アク
    チュエータをモデル化した推定器により生成される信号
    である請求項２５に記載のヘッド位置決め装置。
  31. 【請求項３１】 前記制御部は、前記各微動アクチュエ
    ータおよび前記粗動アクチュエータを制御可能なマイク
    ロプロセッサと、 前記マイクロプロセッサを動作させるためのプログラム
    を格納するメモリと、 前記マイクロプロセッサを動作させるための前記プログ
    ラムとを備え、 前記プログラムは、前記マイクロプロセッサが前記プロ
    グラムを読み取って実行することにより前記ヘッド位置
    決め制御機能を実現させるヘッド位置決め制御プログラ
    ムを含むことを特徴とする請求項２５に記載のヘッド位
    置決め装置。
  32. 【請求項３２】 前記ヘッド位置決め制御プログラム
    は、 前記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情
    報に含まれるヘッド位置データと前記各ヘッドの目標位
    置データとの差分をヘッド位置誤差データとし、前記ヘ
    ッド位置誤差データに基づいて前記各微動アクチュエー
    タを制御し、前記各ヘッド毎の位置決め制御を行う複数
    の微動位置決め制御手段と、 前記各微動アクチュエータからの複数の相対変位データ
    のうちの中央に位置する前記相対変位データを中央値デ
    ータとして選択する中央値選択手段と、 前記選択した中央値データに基づいて前記粗動アクチュ
    エータによる前記ヘッド支持機構の一括した移動を制御
    する粗動制御系手段とを含む請求項３１に記載のヘッド
    位置決め装置。
  33. 【請求項３３】 前記中央値選択手段は、前記各微動ア
    クチュエータからの複数の相対変位データのうち前記ヘ
    ッドに対するアクセス指令データがアクティブとなって
    いる相対変位データを前記中央値データの候補として選
    択し、前記候補として選択した複数の相対変位データの
    うちの中央に位置する前記相対変位データを前記中央値
    データとして選択する請求項３２に記載のヘッド位置決
    め装置。
  34. 【請求項３４】 前記微動位置決め制御手段は、前記ヘ
    ッドに対するアクセス指令データがアクティブのとき
    に、前記各ヘッド毎に再生される前記ディスク上のサー
    ボ情報に含まれるトラック位置信号とバースト復調信号
    との組み合わせで前記ヘッドの位置決め制御を行い、前
    記アクセス指令データがインアクティブのときに、前記
    トラック位置信号を除外し前記バースト復調信号で前記
    ヘッドの位置決め制御を行う請求項３２に記載のヘッド
    位置決め装置。
  35. 【請求項３５】 前記中央値選択手段は、前記各微動ア
    クチュエータからの複数の相対変位データのうち前記ヘ
    ッドに対するアクセス指令データがアクティブとなって
    いる相対変位データを前記中央値選択の候補として選択
    し、前記候補として選択した複数の相対変位データのう
    ちの中央に位置する前記相対変位データを前記中央値デ
    ータとして選択し、 かつ、前記微動位置決め制御手段は、前記ヘッドに対す
    るアクセス指令データがアクティブのときに、前記各ヘ
    ッド毎に再生される前記ディスク上のサーボ情報に含ま
    れるトラック位置信号とバースト復調信号との組み合わ
    せで前記ヘッドの位置決め制御を行い、前記アクセス指
    令データがインアクティブのときに、前記トラック位置
    信号を除外し前記バースト復調信号で前記ヘッドの位置
    決め制御を行う請求項３２に記載のヘッド位置決め装
    置。
  36. 【請求項３６】 前記中央値データを選択するための前
    記各相対変位データの数が偶数の場合は、２つある前記
    中央値データのうち前記相対変位データが小さい方の前
    記相対変位データを前記中央値データとして選択する請
    求項３１に記載のヘッド位置決め装置。
  37. 【請求項３７】 前記相対変位データは、前記各微動ア
    クチュエータをモデル化した推定手段により生成される
    データである請求項３１に記載のヘッド位置決め装置。
  38. 【請求項３８】 同軸状に配置された複数の情報記録デ
    ィスクに情報の記録再生を行う情報記録再生装置におい
    て、 前記ディスクのそれぞれの記録再生面に対して配置さ
    れ、前記ディスクと前記情報の伝達を行うヘッドを搭載
    し、制御量に応じて変位することにより前記ヘッドの微
    細な位置決めを行う複数の微動アクチュエータと、 前記各微動アクチュエータを搭載したヘッド支持機構を
    一括して移動させ、前記各ヘッドの粗い位置決めを行う
    粗動アクチュエータと、 前記各微動アクチュエータの変位および前記粗動アクチ
    ュエータによる前記各ヘッドの移動を制御する制御部と
    を具備したヘッド位置決め装置を制御するプログラムで
    あって、 前記制御部を、 前記各ヘッド毎に再生された前記ディスク上のサーボ情
    報からのヘッド位置データと、前記各ヘッドをそれぞれ
    の目標位置に位置決めするための目標位置データとの差
    分をヘッド位置誤差データとして、前記ヘッド位置誤差
    データに基づいて前記微動アクチュエータの変位をそれ
    ぞれ制御することで、前記各ヘッド毎の位置決め制御を
    行う複数の微動制御手段、 前記各微動アクチュエータの変位の量である変位量に対
    応したデータを相対変位データとしてそれぞれ検出し、
    検出した前記各相対変位データの大きさを比較し、大き
    さの順に順位付けをしたとき、その順位が中央に位置す
    る前記相対変位データを中央値データとして選択する中
    央値選択手段、 前記中央値データとして選択した前記相対変位データに
    基づいて、前記粗動アクチュエータによる前記ヘッド支
    持機構の一括した移動を制御することで、前記各ヘッド
    の一括した位置決め制御を行う粗動制御手段、として機
    能させるためのヘッド位置決め制御プログラム。
  39. 【請求項３９】 前記相対変位データは、前記各微動ア
    クチュエータをモデル化した推定手段により生成された
    データであることを特徴とする請求項３８に記載のヘッ
    ド位置決め制御プログラム。
  40. 【請求項４０】 前記中央値選択手段は、 情報の記録または再生を行う目標トラックに前記ヘッド
    をアクセス中か否かを前記各ヘッド毎に示す、それぞれ
    のアクセス指令データを入力し、 前記アクセス指令データに応じて、前記目標トラックに
    アクセス中である前記ヘッドを搭載した前記微動アクチ
    ュエータの相対変位データを選択し、 選択した前記各相対変位データの中から前記中央値デー
    タとする前記相対変位データを選択することを特徴とす
    る請求項３８または請求項３９に記載のヘッド位置決め
    制御プログラム。
  41. 【請求項４１】 前記微動制御手段は、 前記アクセス指令データを入力し、 前記アクセス指令データに応じて、アクセス中でない前
    記ヘッドを搭載した前記微動アクチュエータに対して
    は、前記サーボ情報からのトラック範囲内の位置情報を
    示すバースト復調信号からのみ検出された位置誤差デー
    タに基づいて、それぞれのアクセス中でない前記ヘッド
    を搭載した前記微動アクチュエータの変位を制御し、 前記中央値選択手段は、 情報の記録または再生を行う目標トラックに、前記ヘッ
    ドをアクセス中か否かを前記各ヘッド毎に示す、それぞ
    れのアクセス指令データを入力し、 前記各アクセス指令データに応じて、前記目標トラック
    にアクセス中である前記ヘッドを搭載した前記微動アク
    チュエータの相対変位データを選択し、 選択した前記各相対変位データの中から前記中央値デー
    タとする前記相対変位データを選択することを特徴とす
    る請求項３８または請求項３９に記載のヘッド位置決め
    制御プログラム。
  42. 【請求項４２】 前記中央値データを選択するための前
    記各相対変位データの数が偶数の場合は、２つある前記
    中央値データのうち前記相対変位データの大きさが小さ
    い方の前記相対変位データを前記中央値データとして選
    択することを特徴とする請求項３８から請求項４１まで
    のいずれかに記載のヘッド位置決め制御プログラム。
  43. 【請求項４３】 請求項３８から請求項４２までのいず
    れか１項に記載のヘッド位置決め制御プログラムを記録
    した領域を有する機械読み取り可能な記録媒体。
  44. 【請求項４４】 請求項２４から請求項３７までのいず
    れか１項に記載のヘッド位置決め装置を具備している情
    報記録再生装置。
  45. 【請求項４５】 請求項３８から請求項４２までのいず
    れか１項に記載のヘッド位置決め制御プログラムを具備
    している情報記録再生装置。
  46. 【請求項４６】 請求項４３に記載の記録媒体を具備し
    ている情報記録再生装置。
  47. 【請求項４７】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 かつ、前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構
    成されている情報記録再生装置であって、 前記圧電素子利用の微動アクチュエータの駆動信号のレ
    ベルを、電気化学反応による圧電素子の特性劣化が生じ
    るしきい値以下に設定してあることを特徴とする情報記
    録再生装置。
  48. 【請求項４８】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構成さ
    れ、 前記位置決め制御部は、少なくとも前記粗動アクチュエ
    ータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制御す
    る粗動制御部からなる粗動制御系、および、前記微動ア
    クチュエータを駆動する微動駆動部と、この微動駆動部
    を制御する微動制御部からなる微動制御系を備えて構成
    されている情報記録再生装置であって、 前記微動制御部から前記微動駆動部に対して与える微動
    制御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特
    性劣化が生じるしきい値以下に制限する駆動信号制限部
    を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
  49. 【請求項４９】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 かつ、前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構
    成されている情報記録再生装置であって、 前記微動アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱に
    よる前記ヘッドの目標トラックからの位置ずれに対する
    補償を前記粗動アクチュエータの駆動において行うよう
    に構成してあるとともに、前記圧電素子利用の微動アク
    チュエータの駆動信号レベルを、電気化学反応による圧
    電素子の特性劣化が生じるしきい値以下に設定してある
    ことを特徴とする情報記録再生装置。
  50. 【請求項５０】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構成さ
    れ、 前記位置決め制御部は、少なくとも前記粗動アクチュエ
    ータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制御す
    る粗動制御部からなる粗動制御系、および、前記微動ア
    クチュエータを駆動する微動駆動部と、この微動駆動部
    を制御する微動制御部からなる微動制御系を備えて構成
    されている情報記録再生装置であって、 前記微動アクチュエータの規定の動作範囲以上の外乱に
    よる前記ヘッドの目標トラックからの位置ずれに対する
    補償を前記粗動アクチュエータの駆動において行うよう
    に分離する位置誤差分離部と、 前記微動制御部から前記微動駆動部に対して与える微動
    制御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特
    性劣化が生じるしきい値以下に制限する駆動信号制限部
    とを備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
  51. 【請求項５１】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 かつ、前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構
    成されている情報記録再生装置であって、 前記ディスクの回転同期外乱による前記ヘッドの目標ト
    ラックからの位置ずれに対する補償を前記粗動アクチュ
    エータの駆動において行うように構成してあるととも
    に、前記圧電素子利用の微動アクチュエータの駆動信号
    のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特性劣化が
    生じるしきい値以下に設定してあることを特徴とする情
    報記録再生装置。
  52. 【請求項５２】 回転自在な情報記録ディスクと、 前記ディスクに対してアクセスを行う記録／再生用のヘ
    ッドと、 前記ヘッドを微小変位させる微動アクチュエータと、 前記微動アクチュエータを支持するヘッド支持機構と、 前記ヘッド支持機構を駆動する粗動アクチュエータと、 前記ヘッドを前記粗動アクチュエータと微動アクチュエ
    ータとの２ステージアクチュエータ方式で位置制御する
    位置決め制御部とを備え、 かつ、前記微動アクチュエータが圧電素子を利用して構
    成され、 前記位置決め制御部は、少なくとも前記粗動アクチュエ
    ータを駆動する粗動駆動部と、この粗動駆動部を制御す
    る粗動制御部からなる粗動制御系、および、前記微動ア
    クチュエータを駆動する微動駆動部と、この微動駆動部
    を制御する微動制御部からなる微動制御系を備えて構成
    されている情報記録再生装置であって、 前記ディスクの回転同期外乱による前記ヘッドの目標ト
    ラックからの位置ずれを前記粗動制御系で補償する外乱
    補償部と、 前記微動制御部から前記微動駆動部に対して与える微動
    制御信号のレベルを、電気化学反応による圧電素子の特
    性劣化が生じるしきい値以下に制限する駆動信号制限部
    とを備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
  53. 【請求項５３】 前記位置決め制御部は、 トラック追従時に前記ディスクの回転同期外乱による前
    記ヘッドの目標トラックからの位置ずれを補償する外乱
    補償部と、 前記外乱補償部による補償量を前記粗動制御系と微動制
    御系に与える場合において、前記微動アクチュエータの
    駆動信号のレベルが前記しきい値以下で補償するよう
    に、前記外乱補償部による補償量に前記両制御系それぞ
    れに重み付けを行った上で、それぞれの重み付け補償量
    を前記粗動制御系と前記微動制御系とに与える同期外乱
    補償調節部とを含む請求項５２に記載の情報記録再生装
    置。
  54. 【請求項５４】 前記位置決め制御部は、 摩擦などの定値外乱に対してヘッドを目標トラックに追
    従させるための定常偏差補償部と、 トラック追従時に前記微動制御部がしきい値を超える制
    御量を出力しないために前記両制御部の定常偏差補償部
    の出力に重み付けを行う定常偏差補償調節部とを含む請
    求項５２に記載の情報記録再生装置。
  55. 【請求項５５】 前記粗動制御系は、低周波帯域に重み
    のある重み関数を前記制御量に乗じた量を、制御量とし
    て前記粗動アクチュエータに与える低周波フィルタを含
    んでいる一方、 前記微動制御系は、高周波帯域に重みのある重み関数を
    前記制御量に乗じた量を、制御量として前記微動アクチ
    ュエータに与える高周波フィルタを含んでいる請求項５
    ２に記載の情報記録再生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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