JP2003217244A - 読出し／書込みヘッドを支持し磁気データ記憶ディスクの近くに配置するアクチュエータおよびハードディスクドライブ装置におけるディスクフラッタを補償する方法 - Google Patents

読出し／書込みヘッドを支持し磁気データ記憶ディスクの近くに配置するアクチュエータおよびハードディスクドライブ装置におけるディスクフラッタを補償する方法

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JP2003217244A JP2002163118A JP2002163118A JP2003217244A JP 2003217244 A JP2003217244 A JP 2003217244A JP 2002163118 A JP2002163118 A JP 2002163118A JP 2002163118 A JP2002163118 A JP 2002163118A JP 2003217244 A JP2003217244 A JP 2003217244A
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グオキシアオ、グオ
Jingliang Zhang
ジンリャン、ジャン
Zhimin He
ジミン、ヘー
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エング、ホング、オング
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ディスクドライブなどの記憶装置のヘッド位
置決めアクチュエータをフィードフォーワード制御で制
御することである。 【解決手段】 ディスクドライブなどの記憶装置の読出
し／書込みヘッドを位置決めするアクチュエータを制御
することに関するものである。更に詳しくいえば、ディ
スクの表面に垂直なディスク震動振幅を検出するために
センサ３１，４１等を用い、読出し／書込みヘッドがデ
ィスク震動のためにトラックから外れそうになることを
打ち消したり、抗したりするためにフィードフォーワー
ド制御を用いる。ディスクの垂直方向震動を検出するた
めに歪センサ、光センサ、加速度計等を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクのフラッ
タによりひき起こされる読出し／書込みヘッドのディス
クトラック外れを減少または抗するために、ディスクド
ライブなどの記憶装置においてフィードフォーワード制
御によりヘッド配置アクチュエータを制御することに関
する。
【０００２】さらに詳細には、本発明は、ディスクの表
面に垂直な磁気ディスクの震動を検出するためにセンサ
を採用すること、およびディスクの震動によりひき起こ
されるヘッドのトラック外れを打消したり、対抗したり
するためにフィードフォーワード制御を使用することに
関する。そして、ディスクの垂直震動を検出するために
種々の手法が提案されており、制御装置の構造も提案さ
れている。
【０００３】
【従来の技術】典型的な磁気ディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ）が、スピンドルモータに取付けられている１つまた
は複数のディスクからデータを読出し、またはそれらの
ディスクにデータを書込むために１つまたは複数の読出
し／書込み（Ｒ／Ｗ）ヘッドを含んでいる。データはデ
ィスク表面上の全体として同心状のトラックに保存され
る。ドライブの動作中は、読出し／書込みヘッドは、デ
ィスクがスピンドルモータにより回転させられている間
に、選択された半径方向の場所に配置される。読出し／
書込みヘッドを所望の位置へ移動させるために、回転ア
クチュエータがしばしば採用されている。アクチュエー
タは、アクチュエータをそれのピボットを中心として回
転させるためのトルクを与えるボイスコイルモータに通
常連結される。
【０００４】磁気ディスクドライブ装置の分野において
は、高性能で、信頼でき、経済的で小型かつ頑丈な高速
サーボ制御装置を得る需要がある。更に、Ｒ／Ｗ要素の
トラッキング確度を高めるために、したがって、より高
い面積密度のデータ記憶を支えるために、サーボ制御装
置は、風損および増幅器ノイズなどの全ての擾乱を、測
定ノイズを増大することなく除去せねばならない。更
に、磁気ディスクの動き、したがってトラックの中心か
らのＲ／Ｗの相対的な動きに正確に追従する必要があ
る。機械的な擾乱および非機械的なノイズを除去するた
めに、広い帯域幅のサーボモータが通常求められる。
【０００５】通常は、２種類の狭い帯域幅の機械的擾乱
がＨＤＤサーボ装置に存在するが、両方ともＲ／Ｗヘッ
ドのトラック外れに関与する。第１の種類は、ディスク
の回転に同期している、反復性のランアウト（ｒｕｎｏ
ｕｔ）（ＲＲＯ）である。ＲＲＯの影響を打消すための
１つのやり方は、アクチュエータの出力がランアウト信
号の１つまたは複数の成分に追従するように位置基準信
号を変調することである。たとえば、ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓ．Ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ １９９５年３月号所
載のＳａｃｋｓ他の「反復性ランアウト補償の進歩した
方法（Ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｒ
ｅｐｅａｔａｂｌｅ ｒｕｎｏｕｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ）」と題する論文が、ＨＤＤのためのいくつかのフ
ィードフォーワード外れの打消し技術について論じてい
る。ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＯｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ
２００１年３月号所載のＺｈａｎｇ他の「２段階サーボ
装置用の改装した適応フィードフォワード・ランアウト
補償（ＭｏｄｉｆｉｅｄＡｄａｐｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｆ
ｏｒｗａｒｄ Ｒｕｎｏｕｔ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏ
ｎ ｆｏｒ Ｄｕａｌ‐Ｓｔａｇｅ Ｓｅｒｖｏ Ｓｙ
ｓｔｅｍ）」と題する論文が、適応フィードフォワード
・ランアウト補償、すなわちＡＦＣ、技術の２段階アク
チュエータ版を示している。そのような適応制御法は非
常に複雑であるように見えるが、それらの方法の実施中
に、ディスク表面の各場所に対応する必要な制御動作を
簡単に記録（「較正」）でき、かつ記録された信号を再
生してＲＲＯに起因する制御誤差を訂正できる。
【０００６】ＲＲＯに対処する別のやり方は、求められ
ている周波数におけるサーボループ利得を高くするため
にサーボループ中に狭帯域フィルタを挿入することであ
る。
【０００７】その結果、ランアウト信号を一層効果的に
除去できる。２０００年８月１日にＳｒｉ‐Ｊａｙａｎ
ｔｈａに付与された米国特許第６，０９７，５６５号
が、減衰を増加するためにディスクの回転速度の倍数で
ある選択された周波数におけるサーボループの利得を高
くする狭帯域フィルタを開示している。その米国特許
は、そのフィルタの過渡現象が最小であるようにフィル
タを初期化する方法も提案している。狭帯域フィルタを
有するサーボ装置に存在する引き伸ばされた震動は、そ
のようにして減少できる。
【０００８】ＨＤＤサーボ制御装置に存在することがあ
る第２の種類の狭帯域機械的擾乱は、ディスクの震動に
起因するのでディスクの回転とは同期していない。この
狭帯域震動はディスクの回転に位相がロックされず、し
たがって、非反復性ランアウトすなわちＮＲＲＯと呼ば
れている。ＮＲＲＯの影響を取り扱う１つのやり方は、
ディスクの震動を解消または減少することである。これ
は、平衡モータおよびディスクパックを設け、ディスク
のダンピングを改善し、ディスクのスチフネスまたは弾
性を最適にし、正しい回転速度を選択することにより試
みることができる。
【０００９】機械的システムのそのような最適化は、デ
ィスクフラッタによりひき起こされるディスクの震動を
減衰する傾向がある。
【００１０】ＲＲＯ補償のための狭帯域フィルタ手法
は、ＮＲＲＯに対しても良く動作するようである。その
理由は、それがフィルタ周波数における擾乱除去を改善
するからである。しかし、ディスクフラッタ周波数の殆
どは５００Ｈｚおよびそれより高い範囲にあるので、殆
どのサーボ装置の帯域幅が数百Ｈｚから２ＫＨｚより低
い周波数までの範囲にあるからである。したがって、数
百Ｈｚの狭帯域フィルタを挿入する性能はサーボ装置の
閉ループの安定性によって限定される。更に、狭帯域フ
ィルタがループ中に使用された時の安定時間は非常に長
い。実際問題として、安定プロセスを短くすることは、
Ｓｒｉ‐Ｊａｙａｎｔｈａ特許において指摘されている
主要な問題点の１つであった。そのような問題点は、Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ ２
００１年３月号に発表されているＲ．Ｅｈｒｌｉｃｈに
よる最近の論文においても論じられている。
【００１１】２段階サーボを使用し、種々のセンサを付
加することによる多重検出を使用することによってサー
ボループの利得を高くすることにより、狭帯域フィルタ
付き、または狭帯域フィルタ無しのＮＲＲＯの除去を改
善できる。
【００１２】１９９８年３月に出願され、２０００年５
月１６日にＩＢＭのＨｕａｎｇＦｕ‐Ｙｉｎｇ他に付与
された「サーボ制御器アクチュエータ装置を安定させる
ための能動制御（Ａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏ
ｒ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ａｓｅｒｖｏ‐ｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｒ ａｃｔｕａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ）」と
いう名称の米国特許第６，０５４，５４０号には、アク
チュエータの横震動を検出し、それによりアクチュエー
タの同平面内震動を積極的に制御するために、歪みセン
サを使用することが開示されている。この方法は、初め
の２つのアクチュエータ震動モードを打ち消すことがで
きて、頑丈なサーボループを構成するのに非常に効果的
である。それにより、サーボの帯域幅を広くできる。
【００１３】Ｑｕａｎｔｕｍ ＣｏｒｐｏのＭ．Ｈａｔ
ｃｈに付与された米国特許第５，５２６，２０８号に
は、震動を検出するために、回転アクチュエータとディ
スクドライブの電子装置との間に配置されるフレックス
回路（ｆｌｅｘ ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いた装置が開示
されている。その装置は、フレックス回路に取り付けら
れたり、その回路内に埋め込まれた歪み計を含んでい
る。その歪み計の抵抗値はフレックス回路の震動に応答
して変化する。その震動は、回転アクチュエータによっ
て支持されている読出し／書込みヘッドのトラック外れ
震動に対応する。この抵抗値振動は、震動によりひき起
こされた読出し／書込みヘッドのいかなるトラック外れ
運動も打消そうと企てて、アクチュエータ組立体を動か
すためにサーボ装置により使用される電気信号に変換で
きる。
【００１４】１９９９年１月１９日に、Ｅｖａｎｓ他に
付与された「共振帰還トランスデューサを有するヘッド
サスペンション（Ｈｅａｄ ｓｕｓｐｅｎｎｓｉｏｎ
ｗｉｔｈｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｔｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒ）」という名称の米国特許第５，８６
２，０１５号には、強固な領域を有する負荷ビームと、
この負荷ビームの基端部上の装着領域と、負荷ビームの
末端部におけるたわみ部とを含んでいるヘッドサスペン
ション組立体が開示されている。そのヘッドサスペンシ
ョン組立体の変形によって、ヘッド取り付け領域が変位
する。トランスデューサ回路の抵抗値が回路中の歪みで
変化し、その歪みは読出し／書込みヘッドの変位で変化
する。トランスデューサ回路の抵抗値の変化の大きさは
ヘッドの中立外れ運動の大きさを示す。
【００１５】ＩＥＥＥ／ＡＳＭＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｏ
ｎｓ ｏｎ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ 第４巻２号、
１９９９年、所載の「計装されたサスペンションを使用
する広帯域幅ディスクドライブ・サーボ装置の設計およ
び解析（Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏ
ｆ ａ ｈｉｇｈ ｂａｎｄｗｉｔｈ ｄｉｓｋ ｄｒ
ｉｖｅ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ａｎ
ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏ
ｎ）」と題するＨｕａｎｇ Ｙｕｈｏｎｇ他の論文が、
サスペンションの平面内震動を抑制するために、したが
って、閉ループサーボの帯域幅を広くするために、サス
ペンションに歪みセンサを使用している。
【００１６】それらのセンサはサーボ帯域幅を広くし、
安定性能を向上することを支援するが、帯域幅の拡張は
通常は数百ヘルツである。したがって、誤差除去改善は
数ｄＢに限られる。
【００１７】２００１年１月３０日に富士通のフクダに
付与された「接触検出手段を有するヘッドスライダーお
よびディスクユニット（Ｈｅａｄ ｓｌｉｄｅｒ ａｎ
ｄｄｉｓｋ ｕｎｉｔ ｈａｖｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ）」という名称の米
国特許第６，１８１，５２０号が、スライダーが装着さ
れているサスペンションと、スライダーボデーがディス
ク記録媒体に接触した時に電気抵抗値パターンに生じた
歪みを検出するために、サスペンション上に形成された
電気抵抗値パターンとを開示している。しかし、この手
法はトラッキング確度を向上する助けとならない。
【００１８】磁気データ記憶媒体のインチ当りのトラッ
ク数（ＴＰＩ）が最近急激に増加しているので、トラッ
キング確度をかなり向上するため、とくにディスクのフ
ラッタがひき起こすトラックの位置ずれ（ＴＭＲ）を改
善するために、簡単でしかも効果的な機械的‐電子的制
御の解決策に対する需要が存在する。
【００１９】この明細書に含まれている諸文献、諸動
作、諸材料、諸論文等についての上記のいかなる言及
も、本発明の背景を提供するためだけのものである。そ
れらの内容の一部または全ては、この出願の各請求項の
優先日以前に存在していた、先行技術の基礎を構成する
ということ、または本発明に関連する分野における共通
の一般的な知識であったということを認めるものと解し
てはならない。
【００２０】
【発明の概要】第１の面に従って、本発明は、読出し／
書込みヘッドを支持し、軸線を中心として配置されてい
る複数のほぼ同心状データトラックを備えている、軸線
を中心として回転できる磁気データ記憶ディスクの近く
に読出し／書込みヘッドを配置するアクチュエータにお
いて、このアクチュエータは、ディスクに対して軸線方
向のアクチュエータの変位を検出し、ディスクフラッタ
制御装置で使用する出力信号を発生する手段、を備えて
いる読出し／書込みヘッドを支持し、磁気データ記憶デ
ィスクの近くに配置するアクチュエータを提供する。
【００２１】ディスクに対して軸線方向の、すなわち、
ディスクの表面に垂直な、アクチュエータの動きを監視
することにより、本発明はディスクのフラッタを監視す
るやり方を提供する。ディスクフラッタは、空気支持面
（ＡＢＳ）を介して、読出し／書込みヘッドを動かすの
で、読出し／書込みヘッドしたがってアクチュエータの
軸線方向の動きはディスクフラッタを表し、典型的には
ディスクフラッタにほぼ比例する。したがって、ディス
クフラッタの影響に抗するため、とくに、ディスクフラ
ッタによりひき起こされた、アクチュエータにより支持
されている読出し／書込みヘッドのトラック外れに抗す
るために、ディスクに対して軸線方向のアクチュエータ
の動きを測定することにより補償制御信号を検出する手
段の出力信号から発生できるようにする。たとえば、制
御信号は検出する手段の出力信号の振幅に比例する振幅
を持つことができ、かつ検出する手段の出力信号の位相
に対して修正された位相を持つことができる。そうする
と、ディスクフラッタによりひき起こされた読出し／書
込みヘッドのずれに抗するために、制御信号をアクチュ
エータ駆動手段へ送ることができる。
【００２２】したがって、第２の面では本発明は、磁気
データ記憶ディスクであって、この記憶ディスクはそれ
の軸線を中心として回転でき、かつ軸線の周囲に配置さ
れている複数のほぼ同心状データトラックを備えている
前記磁気データ記憶ディスクと、磁気データ記憶ディス
クのデータトラックの近くに読出し／書込みヘッドを配
置するために、読出し／書込みヘッドを支持するアクチ
ュエータと、ディスクに対して軸線方向のアクチュエー
タの変位を検出し、ディスクフラッタ制御装置で使用す
る出力信号を発生する手段と、ディスクフラッタの影響
に抗するために、検出する手段の出力信号から補償制御
信号を発生する制御装置と、を備えている磁気ディスク
ドライブ装置を提供する。
【００２３】本発明の第２の面の実施例においては、ア
クチュエータの変位を検出する手段はアクチュエータ上
に配置できることが分るであろう。本発明の第１の面お
よび第２の面の両方の実施例においては、感度を比較的
高くするために検出する手段は、アクチュエータのうち
ディスクフラッタにより比較的大きく動くことが予測さ
れる部分の動きを検出するように配置することが好まし
い。たとえば、アクチュエータが読出し／書込みヘッド
を保持するためのヘッド部分を備えている実施例では、
ヘッド部分はサスペンションを介してアーム部により支
持され、検出する手段はサスペンションの近くに配置す
ることが好ましく、より好ましくはサスペンション上に
配置する。分るであろうが、ヘッド部のディスクフラッ
タによりひき起こされた動きはサスペンションを歪ませ
てサスペンションを曲げる。したがって、サスペンショ
ンは検出する手段を配置するために有利な位置にあり、
とくに検出する手段が歪みセンサである実施例ではそう
である。更に、読出し／書込みヘッドからのケーブルが
そのようなサスペンションの上を通り、したがってサス
ペンションに沿って曲がるので、検出する手段はデータ
ケーブルの上または内部に配置できる。
【００２４】そのような実施例では、アーム部は通常比
較的堅くて軸線方向に曲がらないので、殆どの曲りは比
較的曲がりやすいサスペンションで起きることが分るで
あろう。
【００２５】あるいは、検出する手段はアクチュエータ
の駆動部などの、アクチュエータのよその場所に配置で
きる。そのような実施例では、ディスクに対する軸線方
向のアクチュエータの動きは駆動部の既知の対応する動
きをひき起こす。したがって、駆動部の既知のそのよう
な動きが検出する手段により検出されると、アクチュエ
ータが軸線方向に動いたこと、したがって、ディスクフ
ラッタの影響を打ち消すため、とくに、アクチュエータ
により支持されている読出し／書込みヘッドのトラック
外れに抗するために、適切なフィードフォーワード信号
を検出する手段から取り出すことができることを判定で
きる。駆動部は、アクチュエータのピボットの、読出し
／書込みヘッドとは反対側に配置されている、ＶＣＭコ
イルなどのコイルを備えることができる。あるいは、駆
動部はＭＥＭＳアクチュエータにより駆動されるスライ
ダーまたはヘッドを備えることができ、検出する手段は
ＭＥＭＳアクチュエータにより駆動されるスライダーま
たはヘッドに装着された静電加速度計または圧電加速度
計を備えることができる。
【００２６】検出する手段は、サスペンションの曲りを
検出するように配置されている歪みセンサを備えること
ができるが、検出する手段は代わりにアクチュエータの
震動すなわち動きを検出する加速度計を備えることがで
きることが分るであろう。
【００２７】検出する手段は磁気ディスクドライブの他
の場所に配置することさえできる。たとえば、検出する
手段は磁気ディスクドライブのケーシングに装着され
て、軸線方向のアクチュエータの動きを光学的に検出す
るように動作できる光学センサを備えることができる。
【００２８】第３の面に従って、本発明は、軸線を中心
として配置されている複数のほぼ同心状のデータトラッ
クを有する磁気データ記憶ディスクの軸線を中心として
その磁気データ記憶ディスクを回転するステップと、ア
クチュエータにより支持されている読出し／書込みヘッ
ドを磁気データ記憶ディスクのデータトラックの近くに
配置するステップと、ディスクに対して軸線方向のアク
チュエータの変位を検出するステップと、ディスクフラ
ッタの影響を補償するために、前記検出された変位から
補償信号を発生するステップと、を備えているハードデ
ィスクドライブ装置におけるディスクフラッタを補償す
る方法を提供する。
【００２９】検出するステップは、たとえば、歪みセン
サをアクチュエータ上に置くことによる、またはアクチ
ュエータの光学的監視による、アクチュエータの変位の
直接検出を備えることができる。あるいは、検出するス
テップは、たとえば、アクチュエータと可動関係にある
部品に歪みセンサを置くことによる、アクチュエータの
変位の間接的検出を備えることができる。そのような部
品はアクチュエータと可動関係にあるので、アクチュエ
ータが変位するとその部品にその動きに対応する既知の
動きを起こさせる。したがって、部品のそのような既知
の動きが検出するステップで検出されると、アクチュエ
ータがディスクに対して軸線方向に変位させられたと判
定できる。
【００３０】各種のセンサ構成のためのフィードフォー
ワード制御構成は、ほぼ同じにできるが、特定のパラメ
ータは通常は異なることが分るであろう。ディスクフラ
ッタによりひき起こされることがある読出し／書込みヘ
ッドのトラック外れを打ち消したり、抗したりするため
に、検出する手段の、抵抗値変化または加速度計の出力
などの、出力は、アクチュエータ組立体を補償するよう
にして動かすためにサーボ装置により使用される制御信
号に変換できる。
【００３１】本発明は、従来のトラック追従制御器に容
易に組み込むことができるセンサをベースとするトラッ
キング制御法および装置を提供する。更に、有利なこと
に、外部から注入される信号閉ループサーボ制御の外部
にあるので、その信号は系の安定性に影響しない。これ
により、クロスオーバ周波数に近い周波数におけるサー
ボループの応答の形成に含まれる諸困難が避けられる。
したがって、サーボループの帯域幅に対する諸要求、し
たがって、アクチュエータまたは２段階アクチュエータ
に対する諸要求はあまり厳しくない。
【００３２】本発明の第２の面または第３の面に従う説
明などの、説明で述べられている「ハードディスクドラ
イブ装置」という用語は、サーボトラック書込み（ＳＴ
Ｗ）プロセスにおける通常のハードディスクドライブと
磁気ハードディスクドライブの少なくとも一方を含むこ
とを理解すべきである。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。まず図１ａを参照する。この図には、ス
ピンドルモータ３により回転できるいくつかの回転ディ
スク２を有するディスクドライブ１が示されている。回
転アクチュエータ４が、ディスク表面上の同心データト
ラックをアクセスするＲ／Ｗヘッドを指示するサスペン
ション５を動かす。Ｒ／Ｗヘッドにより拾われた信号
は、増幅されて濾波される。その信号は、位置誤差信号
（ＰＥＳ）およびトラック番号を検出する回路７へ送ら
れる。Ｒ／Ｗヘッドは、たとえば、磁気抵抗ヘッド（Ｍ
Ｒ）またはジャイアント磁気抵抗ヘッド（ＧＭＲ）とす
ることができ、したがって、そのような実施例では、Ｐ
ＥＳ復調器７から得られたＰＥＳは、通常は直線化され
る。直線化されたＰＥＳ信号とトラック番号はサーボ制
御器８に送られ、この制御喜は、デジタル形式にされて
いる所要の制御信号を計算して、この制御信号をデジタ
ル‐アナログ変換器（ＤＡＣ）９を介してボイスコイル
モータ（ＶＣＭ）駆動回路１０に出力する。サーボルー
プの帯域幅要求およびアクセス速度要求に応じて、ＶＣ
Ｍに肩車状に乗る第２段階アクチュエータを設けること
もできる。この場合には、ＶＣＭは動きを粗制御し、第
２段階アクチュエータは精密位置制御を行う。
【００３４】したがって、ＶＣＭおよび第２段階アクチ
ュエータの両方のために必要な制御信号を計算するため
に、制御器８は求められることがある。
【００３５】制御器８は、１つまたは複数のマイクロ制
御器として、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）とし
て、またはデジタル無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィ
ルタの形で実現できる、制御器８は、風損、ディスクフ
ラッタ、増幅器ノイズ、外部震動、測定ノイズなどの種
々の擾乱を取り扱う種々の修正機能を持たねばならな
い。通常は、適切な擾乱除去性能およびノイズ減衰性能
を確保するために、誤差除去伝達関数（または感度伝達
関数）および相補感度伝達関数はサーボ設計者が慎重に
選択する。
【００３６】図１ｂは、図１ａに示されているサーボ系
のブロック線図である。ここでは、ＶＣＭ、アーム、サ
スペンション、およびスライダーなどの要素を含んでい
るアクチュエータ組立体の力学系はアクチュエータモデ
ル１１として表されている。アクチュエータモデル１１
は、伝達関数としてまたは状態スペースモデルとして表
すことができる。簡単にするために、ＶＣＭドライバ１
０の伝達関数は、アクチュエータモデル１１の、別の部
分１２として表わされている飽和を持つ部分としても表
わされている。サーボループにおける反復できるランア
ウト（ＲＲＯ）と反復しないランアウト（ＮＲＲＯ）
は、時系列１５としてまとめることができる。サーボル
ープ中に存在する種々のノイズ源は、別のデータ系列１
６であるノイズデータとしてまとめることができる。デ
ジタル・トラック追従制御器は、２つの部分、アクチュ
エータの可撓性モードを取り扱うフィルタ１３と、基本
帰還制御部１４とを有する。ある場合には、基本帰還制
御部１４は、比例‐積分‐微分（ＰＩＤ）動作の形をと
り、フィルタ１３はアクチュエータ可撓性モードを抑制
する一種のノッチフィルタである。
【００３７】基準コマンド１７は、Ｒ／Ｗヘッドを動か
すトラックの数に応じて、変化する振幅ステップ信号と
することができる。あるいは、基準信号はステップ信号
の平滑にされた信号とすることができ、殆どの場合に
は、それは予め計算され、ルックアップ・テーブル（Ｌ
ＵＴ）として保存される。同じＲＲＯ成分を打ち消すべ
き装置では、アクチュエータ出力における予め計算され
た値の対応する応答がＲＲＯ成分を打ち消すように、基
準信号は各トラックについての定常状態動作に対して同
じ所定の値を持つことができる。
【００３８】ここで、コイル２１と、ピボット軸受２２
と、アームまたはＥブロック２４と、サスペンション２
５とを有するディスクドライブ・アクチュエータを示す
図２を参照する。サスペンションの先端部に、読出し／
書込みヘッド３０が設けられている。たわみケーブル２
６が、読出し／書込みヘッド３０と、電子回路の殆どを
含んでいるＨＤＤの主プリント回路基板（ＰＣＢ）を接
続する。電子回路は、図２には示されていない。たわみ
ケーブルは、サスペンションのトップ（たとえば、位置
２９）に配置されているＲ／Ｗ増幅器チップを含むこと
ができる。たわみケーブル２７の一端が、主ＰＣＢに接
続されている。
【００３９】アクチュエータ４は、ディスクに対して横
方向に高いスチフネスを持ち、ディスクに対して垂直方
向すなわち軸線方向に対して比較的低いスチフネスを持
つように構成されている。横方向のスチフネスを高くす
ると共振振動数が高くなり、したがって、サーボループ
の帯域幅が広くなる。ディスクドライブの動作中は、読
出し／書込みヘッド３０は空気軸受表面（ＡＢＳ）の作
用のためにディスク表面のほんの少し上に浮く。
【００４０】図３ａは、本発明に従ってサスペンション
に取り付けられている歪みセンサを有するディスクドラ
イブ・アクチュエータを示し、図３ｂは図３ａの一部の
拡大図である。本発明の一実施例に従って、歪みセンサ
３１がサスペンション５と一体に形成され、あるいは、
サスペンション５のトップに取り付けられている。歪め
センサ３１の出力端子は、信号を増幅して濾波する主Ｐ
ＣＢへたわみケーブル２６を介して接続される。
【００４１】図４は、本発明のセンサを使用することを
考慮した図１ｂの改変した実施例を示す。この図に従っ
て、および本発明に従って、歪みセンサはディスクの垂
直震動を検出する。センサからの信号は、主ＰＣＢへ送
られる。主ＰＣＢは、３４において、信号を増幅および
濾波する。その増幅および濾波は、アナログまたはデジ
タルで実行できる。濾波された信号は、デジタルサーボ
制御器１３、１４からの帰還信号に加え合わされて、電
力増幅器１２に供給される。その電力増幅器は、アクチ
ュエータを駆動し、アクチュエータの垂直方向すなわち
軸線方向の変位の測定と適切な修正信号の計算とのため
に、ヘッドは、他の震動源に加えてディスク震動の動き
に応答させられる。
【００４２】図５ａに示されている別の構成では、歪み
センサはたわみケーブル３３と一体にされてサスペンシ
ョンにしっかり取り付けられる。センサは、サスペンシ
ョンの軸線方向変位、すなわち、サスペンションの垂直
方向の曲りを検出する。図５ｂは、たわみケーブル３３
の内部で歪みセンサ４１が通常のプリント回路に沿って
プリントされる１つの可能な構成を示す。あるいは、歪
みセンサはたわみケーブルの内部に埋め込むことができ
る。
【００４３】図５ａに示されている更に別の構成では、
加速度計がたわみケーブル上のフリップチップ３２内に
一体にされている。加速度計は、圧電加速度計、静電加
速度計、ＭＥＭＳ加速度計またはその他の種類の加速度
計とすることができる。加速度計は、サスペンションの
垂直方向すなわち軸線方向の震動を検出し、加速度計に
より出力された信号は、制御回路が使用するために、増
幅されて主ＰＣＢへ供給される。
【００４４】上記構成の更に別の構成では、図６に示さ
れているように、加速度計はスライダーと一体にされて
いる。加速度計は、圧電加速度計、静電加速度計、ＭＥ
ＭＳ加速度計またはその他の種類の加速度計とすること
ができる。加速度計は、スライダーのサスペンションの
軸線方向の震動および同平面内の震動を検出し、加速度
計により出力された信号は、制御回路が使用するため
に、増幅されて主ＰＣＢへ供給される。
【００４５】加速度計が使用されている場合の制御装置
の構成は、歪みセンサが使用される場合のそれと同じで
ある。ただ、ディスクフラッタに起因するＲ／Ｗヘッド
のトラック外れを修正するために、種々の震動数のそれ
ぞれの利得および振幅を変更する必要があるだけであ
る。
【００４６】この開示は例示のためだけのものであっ
て、使用されるセンサおよび制御器／フィルタの細部、
とくに構造、配置およびパラメータは本発明の要旨およ
び範囲を逸脱することなく変更できることを理解すべき
である。
【００４７】この開示における技術は、ハードディスク
ドライブにおける応用に限定されるものではなく、ディ
スクドライブ・サーボトラック書込み（ＳＴＷ）プロセ
スにも応用できることも理解すべきである。図１ａに示
されているように、このプロセス中は、メディアすなわ
ちディスク２と、スピンドルモータ３とをディスクドラ
イブ１との最終的に組立てられた態様とすることができ
る。アクチュエータ４およびサスペンション５は、とく
に本発明のＳＴＷプロセスのための外部設計とすること
ができる。それは、本発明を用いる通常のＨＤＤアクチ
ュエータ４およびサスペンションとすることもできる。
ディスクの垂直方向震動は、上で開示した方法を用いて
監視される。
【００４８】特定の実施例で示したように、広く説明し
た本発明の要旨または範囲を逸脱することなく数多くの
改変を本発明に対して行うことができることが当業者に
は理解されるであろう。したがって、上記実施例はあら
ゆる面で例示的なものであって、限定するものではな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】ディスクドライブ・アクチュエータサーボ装
置を示す。
【図１ｂ】ディスクドライブ・アクチュエータサーボ装
置のブロック線図を示す。
【図２】ＨＤＤヘッドディスク組立体の構成を示す。
【図３ａ】歪みセンサが本発明に従ってサスペンション
上に設けられているディスクドライブ・アクチュエータ
を示す。
【図３ｂ】図３ａの一部の拡大図である。
【図４】提案された歪みセンサを採用しているＨＤＤサ
ーボ装置のブロック線図である。
【図５ａ】センサがたわみケーブル内、またはサスペン
ション上のフリップチップ内に組み込まれている本発明
の方法の更に別の２つの構成を示す。
【図５ｂ】歪みセンサをたわみケーブル内に埋め込み可
能な構成を示す。
【図６】加速度計がスライダーの内部に埋め込まれてい
る別の構成を示す。
【符号の説明】
１ ディスクドライブ ２ 回転ディスク ３ スピンドルモータ ４ 回転アクチュエータ ５ サスペンション ７ ＰＥＳ復調器 ８ サーボ制御器 ９ デジタル‐アナログ変換器 １０ ボイスコイルモータ駆動回路 ２１ コイル ２２ ピボット軸受 ２４、３３ Ｅブロック ２６ たわみケーブル ２７ 可撓性回路 ３０ 読出し／書込みヘッド ３１、４１ 歪みセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グオキシアオ、グオ シンガポール国シンガポール、ユロング、 イースト、ストリート、32、ナンバー、 03‐291、ブロック、316 (72)発明者 ジンリャン、ジャン シンガポール国シンガポール、テック、ワ イ、レイン、ナンバー、10‐690、ブロッ ク、114 (72)発明者 ジミン、ヘー シンガポール国シンガポール、ショア、シ ュ、カン、ストリート、51、ナンバー、 10‐56、ブロック、514 (72)発明者 エング、ホング、オング シンガポール国シンガポール、ロンパン グ、ロード、ナンバー、09‐57、ブロッ ク、174 Ｆターム(参考） 5D059 AA01 BA03 CA30 DA03 EA08 5D096 AA03 BB01 GG10 HH18 KK12 VV02 VV03

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】読出し／書込みヘッドを支持し、軸線を中
    心として配置されている複数のほぼ同心状データトラッ
    クを備えている、軸線を中心として回転できる磁気デー
    タ記憶ディスクの近くに読出し／書込みヘッドを配置す
    るアクチュエータにおいて、 このアクチュエータは、 ディスクに対して軸線方向のアクチュエータの変位を検
    出する手段であり、かつディスクフラッタ制御装置で使
    用する出力信号を発生する手段、 を備えている前記読出し／書込みヘッドを支持し、前記
    磁気データ記憶ディスクの近くに配置するアクチュエー
    タ。
  2. 【請求項２】請求項１記載のアクチュエータであって、 前記アクチュエータは、読出し／書込みヘッドを支持す
    るためのヘッド部を備え、前記ヘッド部はサスペンショ
    ンを介してアーム部により支持され、前記検出する手段
    は前記サスペンションの基部近くに配置されて前記サス
    ペンションの動きを検出するアクチュエータ。
  3. 【請求項３】請求項２記載のアクチュエータであって、 前記アクチュエータは、前記サスペンションと一体に形
    成されているアクチュエータ。
  4. 【請求項４】請求項２記載のアクチュエータであって、 前記アクチュエータは、前記サスペンション上に装着さ
    れているアクチュエータ。
  5. 【請求項５】請求項２記載のアクチュエータであって、 前記検出する手段は、歪みセンサであるアクチュエー
    タ。
  6. 【請求項６】磁気データ記憶ディスクであって、 この記憶ディスクは、それの軸線を中心として回転で
    き、かつ軸線の周囲に配置されている複数のほぼ同心状
    データトラックを備えている前記磁気データ記憶ディス
    クと、前記磁気データ記憶ディスクのデータトラックの
    近くに読出し／書込みヘッドを配置するために、読出し
    ／書込みヘッドを支持するアクチュエータと、 前記ディスクに対して軸線方向の前記アクチュエータの
    変位を検出し、前記変位に相当する出力信号を発生する
    手段と、 ディスクフラッタの影響に抗するために、前記検出する
    手段の出力信号から補償制御信号を発生する制御装置
    と、 を備える磁気ディスクドライブ装置。
  7. 【請求項７】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装置
    であって、 前記補償制御信号は、振幅が前記検出する手段の出力信
    号に比例し、かつ前記補償制御信号は前記検出する手段
    の出力信号に対して位相が修正される磁気ディスクドラ
    イブ装置。
  8. 【請求項８】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装置
    であって、 ディスクフラッタによってひき起こされる前記読出し／
    書込みヘッドの動きに抗するために、前記補償制御信号
    はアクチュエータ駆動手段へ送られる磁気ディスクドラ
    イブ装置。
  9. 【請求項９】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装置
    であって、 前記検出する手段は、前記アクチュエータ上に配置され
    ている磁気ディスクドライブ装置。
  10. 【請求項１０】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装
    置であって、 前記アクチュエータは、前記読出し／書込みヘッドを支
    持するためのヘッド部を備え、前記ヘッド部は前記サス
    ペンションを介して前記アーム部により支持され、前記
    検出する手段は前記サスペンションの基部に配置されて
    前記サスペンションの動きを検出する磁気ディスクドラ
    イブ装置。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の磁気ディスクドライブ
    装置であって、 前記アクチュエータは前記サスペンションと一体に形成
    されている磁気ディスクドライブ装置。
  12. 【請求項１２】請求項１０記載の磁気ディスクドライブ
    装置であって、 前記アクチュエータは前記サスペンションに装着されて
    いる磁気ディスクドライブ装置。
  13. 【請求項１３】請求項１０記載の磁気ディスクドライブ
    装置であって、 前記検出する手段は歪みセンサであるアクチュエータ。
  14. 【請求項１４】請求項１０記載の磁気ディスクドライブ
    装置であって、 前記ヘッド部からのデータケーブルが前記サスペンショ
    ン上を通り、前記検出する手段はデータケーブル上また
    はデータケーブル内に配置されている磁気ディスクドラ
    イブ装置。
  15. 【請求項１５】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装
    置であって、 前記検出する手段は前記アクチュエータの駆動部の基部
    近くに配置されて、前記駆動部の動きを検出する磁気デ
    ィスクドライブ装置。
  16. 【請求項１６】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装
    置であって、 前記検出する手段は、前記ディスクに対する軸線方向の
    前記アクチュエータの振動すなわち動きを検出するため
    の加速度計を備えている磁気ディスクドライブ装置。
  17. 【請求項１７】請求項６記載の磁気ディスクドライブ装
    置であって、 前記検出する手段は、前記磁気ディスクドライブ装置の
    ケーシング上に装着されて、軸線方向の前記アクチュエ
    ータの動きを光学的に検出する光学センサを備えている
    磁気ディスクドライブ装置。
  18. 【請求項１８】軸線を中心として配置されている複数の
    ほぼ同心状のデータトラックを有する磁気データ記憶デ
    ィスクの軸線を中心として前記磁気データ記憶ディスク
    を回転するステップと、 アクチュエータにより支持されている読出し／書込みヘ
    ッドを前記磁気データ記憶ディスクのデータトラックの
    近くに配置するステップと、 前記ディスクに対して軸線方向の前記アクチュエータの
    変位を検出するステップと、 ディスクフラッタの影響を補償するために、前記検出さ
    れた変位から補償信号を発生するステップと、を備えて
    いるハードディスクドライブ装置におけるディスクフラ
    ッタを補償する方法。
  19. 【請求項１９】請求項１８記載の方法であって、 前記検出するステップは、前記アクチュエータの軸線方
    向変位を直接検出することを含む方法。
  20. 【請求項２０】請求項１８記載の方法であって、 前記検出するステップは、前記アクチュエータに動き可
    能に関連させられている部品の動きを検出することによ
    り、前記アクチュエータの軸線方向変位を間接的に検出
    することを含む方法。
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