JP2007207388A - ハードディスク装置及びデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃が加えられた場合であっても磁気ヘッドの垂直位置を正しく維持することができ、データの読み書き失敗やヘッドクラッシュを引き起こさないハードディスク装置を提供する。
【解決手段】ハードディスク装置（２７）は、高速回転する磁気ディスク（５２）の表面から微小な間隙を隔てて浮上する磁気ヘッド（５４）の浮上位置を検出する第１検出手段（６５）、前記磁気ディスクの表面位置又はその表面位置とほぼ対応関係にある任意部材の位置を検出する第２検出手段（６６）、前記第１検出手段及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定する推定手段（６７）、前記推定手段によって推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算する演算手段（６７）、前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御する駆動手段（６８）を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ハードディスク装置及びデジタルカメラに関し、詳しくは、落下等の耐衝撃性を向上したハードディスク装置及び及びデジタルカメラに関する。

図９は、ハードディスク装置の概略構造図である。この図において、ハードディスク装置１は、スピンドルモータ２のシャフト３に取り付けられて毎分数千回の速度で高速回転する１枚乃至は複数枚の磁気ディスク４と、弾性部材からなるヘッドアーム５の先端（一端）側に取り付けられた磁気ヘッド６と、ヘッドアーム５の他端側を支持すると共に、その支持位置を磁気ディスク４の半径方向７に出し入れしたり、磁気ディスク４の回転面と平行する面内のヘッドアーム５の揺動量８を変更したりするヘッド移動機構９とを含んで構成されている。

磁気ヘッド６は、データの読み書きを行っていないときには磁気ディスク４の外側の待避位置（破線参照）にあるが、データの読み書きを行うときにはヘッド移動機構９によって待避位置から磁気ディスク４上の目標位置へと移動させられ、以降、その位置をスタート位置としてサーボシステムによる追従制御（トラッキング制御）が実行されるようになっている。

このように、市販されているほとんどのハードディスク装置１は、データの読み書き時における磁気ヘッド６の「水平位置」（磁気ディスク４表面と平行な面内の位置）をサーボシステムによって常に正確にコントロールされるようになっている。

一方、磁気ヘッド６の「垂直位置」（磁気ディスク４表面と垂直な面内の位置）に注目すると、データの読み書き時における磁気ヘッド６は、磁気ディスク４の表面からミクロン単位のきわめて微小な間隔だけ浮上しており、その浮上量Ｌは、高速回転する磁気ディスク４表面上の空気の流れとヘッドアーム５の弾性力とのバランスによって保たれている。つまり、一般的なハードディスク装置１にあっては、磁気ヘッド６の「垂直位置」をコントロールするための制御系（サーボシステム等）を具備していない。

したがって、このような構成を有するハードディスク装置１は、磁気ヘッド６の「垂直位置」方向の衝撃に比較的弱いという性質を持っている。このため、落下等の衝撃が同方向に加えられると、磁気ヘッド６の垂直位置がずれる（すなわち、磁気ヘッド６の浮上量Ｌが適正値から外れる）というトラブルを招くことがあり、たとえば、磁気ヘッド６の垂直位置が磁気ディスク４表面から離れる方向にずれた場合は、データの読み出しや書き込みをミスしたり、あるいは、磁気ディスク４表面に接近する方向にずれた場合は、最悪、磁気ヘッド６と磁気ディスク４表面とが接触して、いわゆるヘッドクラッシュを引き起こす。

そこで、従来より、落下等による衝撃を加速度センサで検出して、その検出値を用いてサーボシステムで外乱補償を行うようにしたり（たとえば、特許文献１参照）、磁気ヘッドの待避を行ったり（たとえば、特許文献２参照）、或いは、磁気ディスクへのデータの書き込みを禁止したり（たとえば、特許文献３参照）することが行われている。

また、磁気ディスクの表面に垂直な振動を検出するセンサを設け、そのセンサの検出値を用いてフィードフォワード制御を行うことにより、振動によって磁気ヘッドがトラックから外れそうになることを打ち消したり、抗したりすることも行われている（たとえば、特許文献４参照）。

特開平１０−２７５４３３号公報 特開２００５−７８７６７号公報 特開平８−２７９２３８号公報 特開２００３−２１７２４４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の発明は、落下等による衝撃を加速度センサで検出して、その検出値を用いてサーボシステムで外乱補償を行うようにしたものであるが、同サーボシステムは、磁気ヘッドの「水平位置」をコントロールするためのものであるから、磁気ヘッドの「垂直位置」のずれには対応できず、磁気ヘッドの垂直位置ズレに伴うトラブルを依然として解消できない。

また、上記の特許文献２や特許文献３に記載の発明は、落下等の衝撃が加えられたときに磁気ヘッドを待避したり磁気ディスクへのデータの書き込みを禁止したりするものであるが、これは、ヘッドクラッシュ等のトラブル回避に役立つものの、その間、データの読み書きを行うことができない。

また、上記の特許文献４に記載の発明は、磁気ディスクの表面に「垂直な振動」を検出するセンサを設けているので、見方によっては、磁気ヘッドの垂直位置ズレに伴うトラブルに対応できるように思えるが、この発明においても、磁気ヘッド（読み出し／書き込みヘッド）の「水平位置」をコントロールするためのサーボシステムしか備えていないため、たとえ、磁気ディスクの表面に垂直な振動を検出したとしても、磁気ヘッド（読み出し／書き込みヘッド）の「垂直位置」については、依然として、磁気ディスク表面の空気の流れとヘッドアーム５の弾性力とのバランスによって維持されているに過ぎず、やはり、磁気ヘッドの垂直位置ズレに伴うトラブルには対応できない。

そこで、本発明の目的は、磁気ディスク表面の空気の流れとヘッドアームの弾性力とのバランスが崩れる程度の衝撃が加えられた場合であっても磁気ヘッドの垂直位置を正しく維持することができ、データの読み書き失敗やヘッドクラッシュを引き起こさないハードディスク装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、高速回転する磁気ディスクの表面から微小な間隙を隔てて浮上する磁気ヘッドの浮上位置を検出する第１検出手段と、前記磁気ディスクの表面位置又はその表面位置とほぼ対応関係にある任意部材の位置を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算する演算手段と、前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御する駆動手段とを備えたことを特徴とするハードディスク装置である。
請求項２記載の発明は、前記第１検出手段は、前記磁気ヘッドに作用する、前記磁気ディスク表面の鉛直方向の加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置である。
請求項３記載の発明は、前記第２検出手段は、前記磁気ディスクに作用する、前記磁気ディスク表面の鉛直方向の加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置である。
請求項４記載の発明は、画像記憶用のハードディスク装置と手ぶれ補正用の加速度センサとを備えたデジタルカメラにおいて、前記ハードディスク装置は、高速回転する磁気ディスクの表面から微小な間隙を隔てて浮上する磁気ヘッドの浮上位置を検出する第１加速度センサと、前記第１加速度センサ及び前記手ぶれ補正用の加速度センサの検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算する演算手段と、前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御する駆動手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラである。
請求項５記載の発明は、さらに、前記第１検出手段、第２検出手段、推定手段、演算手段及び駆動手段を収容するケースを備え、該ケースの全体又はコーナ部分を緩衝材で覆ったことを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置である。
請求項６記載の発明は、さらに、前記ハードディスク装置は、前記第１加速度センサ、推定手段、演算手段及び駆動手段を収容するケースを備え、該ケースの全体又はコーナ部分を緩衝材で覆ったことを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラである。

本発明によれば、磁気ヘッドの浮上位置を検出すると共に、前記磁気ディスクの表面位置又はその表面位置とほぼ対応関係にある任意部材の位置を検出し、それらの検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定し、推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算し、前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御するので、前記磁気ヘッドの浮上量が不本意に変化するような衝撃が加えられた場合であっても、その浮上量を目標浮上量に常に維持し続けることができる。
すなわち、磁気ヘッドの浮上量は、磁気ディスクの回転によって引き起こされる空気の流れと磁気ヘッドを支持する支持部材（ヘッドアーム）の弾性力とのバランスによって維持され、このバランスを崩すような衝撃が加えられると、磁気ヘッドの浮上量が大きくなってデータの読み書きを失敗し、又は、浮上量がゼロになってヘッドクラッシュを生じるが、本発明のようにすれば、衝撃の有無にかかわらず、常に磁気ヘッドの浮上量を適正に維持できるので、かかるトラブルを回避することができる。
または、第１検出手段と第２検出手段を加速度センサで構成すれば、磁気ヘッドの浮上量の変化を加速度で検出することができ、加速度の大きさと衝撃の強さは対応関係（強い衝撃の場合は大きな加速度が観測される）にあるから、その加速度を加味して磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御することにより、応答性に優れた浮上量制御を行うことができる。
または、ハードディスク装置の組み込み対象となる携帯型電子機器に、任意用途の加速度センサが実装されている場合には、その加速度センサを前記第２検出手段として流用することも可能である。たとえば、手ぶれ補正機能付きデジタルカメラにあっては、手ぶれ検出用の加速度センサを備えているので、その加速度センサを流用することにより、ハードディスク装置に実装する加速度センサを一つにすることができ、コストを削減できる。

以下、本発明の実施形態を、デジタルカメラへの適用を例にして図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。

図１は、デジタルカメラ１０の正面図及び背面図である。この図において、デジタルカメラ１０は、箱形のカメラボディ１１の前面に沈胴式のレンズ鏡筒１２、ストロボ発光窓１３及びファインダ前面窓１４などを配置すると共に、カメラボディ１１の上面に電源スイッチ１５及びシャッターボタン１６などを配置し、さらに、カメラボディ１１の背面にファインダ後面窓１７、撮影モード／再生モード切り換えスイッチ１８、ズーム操作兼再生表示モード切替スイッチ１９、ＭＥＮＵボタン２０、上下左右方向移動ボタン２１、ＳＥＴボタン２２、ＤＩＳＰボタン２３及び液晶モニター２４などを配置し、加えて、カメラボディ１１の底面に蓋２５を設け、この蓋２５を開くことによってカメラボディ１１の内部に実装されたバッテリ２６や、カード型メモリやカード型ハードディスク装置などの大容量の外部記憶装置２７を着脱できるようになっている。

以下、本実施形態では、この外部記憶装置２７として、大容量の記憶容量を持つハードディスク装置（特に限定しないが、たとえば、マイクロドライブと称されている超小型のもの）を使用することとする。したがって、本明細書で外部記憶装置２７と言う場合は、このハードディスク装置のことを指すものとする。

図２は、デジタルカメラ１０の内部ブロック図である。この図において、デジタルカメラ１０は、機能別に、撮像系２８、制御系２９、画像記憶系３０、表示系３１及び操作系３２などに分類することができる。

これらの系毎に説明すると、撮像系２８は、ボディ前面のレンズ鏡筒１２に収められた手ぶれ補正及びズーム／オートフォーカス機能付の撮影レンズ群３３と、この撮影レンズ群３３を通過した被写体像を二次元の画像信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などからなる電子撮像部３４と、この電子撮像部３４からの画像信号に対して所要の画像処理を施す映像処理部３５と、画像処理後の画像信号を一時的に記臆する画像メモリ３６とを備えるとともに、レンズ鏡筒１２に設けられた手ぶれ補正機構（後述）を駆動する手ぶれ補正駆動部３７と、同ズーム／オートフォーカス機構を駆動するズーム／フォーカス駆動部３８と、ボディ前面のストロボ発光窓１３に設けられたストロボ発光部３９と、このストロボ発光部３９を駆動するストロボ駆動部４０と、これらの各部（電子撮像部３４、映像処理部３５、手ぶれ補正駆動部３７、ズーム／フォーカス駆動部３８、ストロボ駆動部４０）を制御するための撮影制御部４１とを備える。

制御系２９は、上記の各系を制御してデジタルカメラ１０の動作を集中的にコントロールするＣＰＵ４２と、このＣＰＵ４２の動作に必要な各種プログラムやデータを不揮発的に記憶するプログラムメモリ４３とを備える。

画像記憶系３０は、メモリインターフェース部４４と、このメモリインターフェース部４４に着脱可能に接続される外部記憶装置２７とを備える。表示系３１は、ＣＰＵ４２から適宜に出力される表示データを一時的に保持するビデオメモリ（ＶＲＡＭ４５）を含む表示制御部４６と、表示制御部４６の出力信号を表示する液晶モニター２４とを備える。

操作系３２は、カメラボディ１１の各部に設けられた様々な操作ボタン類、すなわち、シャッターボタン１６、撮影モード／再生モード切り換えスイッチ１８、ズーム操作兼再生表示モード切替スイッチ１９、ＭＥＮＵボタン２０、上下左右方向移動ボタン２１、ＳＥＴボタン２２、ＤＩＳＰボタン２３を含む操作入力部４７と、この操作入力部４７からの操作信号をＣＰＵ４２に入力するための入力回路４８とを備える。

図３は、外部記憶装置２７の外観図及び内部ブロック図である。この図において、外部記憶装置２７は、たとえば、厚さ数ミリメートル、縦横数センチメートル程度の小型のケース４９の内部に、信号端子５０、電子基板５１、１枚乃至は複数枚の磁気ディスク５２、スピンドルモータ５３、磁気ヘッド５４、ヘッドアーム５５、アーム水平駆動アクチュエータ５６などを組み込んで構成されており、電子基板５１には、バッファメモリ５７、ＡＴＡインターフェース５８、ハード磁気ディスクコントローラ５９、ＨＤＤマイコン６０、モータドライバ６１、磁気ヘッドアンプ６２、リードライトチャネル６３、ＶＣＭドライバ６４などが実装されている。

さらに、この実施形態における外部記憶装置２７は、磁気ヘッド５４を弾性支持するヘッドアーム５５に取り付けられた第１加速度センサ６５と、スピンドルモータ５３のシャフト５３ａの支持部に取り付けられた第２加速度センサ６６とを備えると共に、それら二つの加速度センサ６５、６６からの加速度検出信号（以下、第１加速度センサ６５からの加速度検出信号をＳ１、第２加速度センサ６６からの加速度検出信号をＳ２と言うことにする）に基づいて、磁気ヘッド５４の磁気ディスク５２表面からの現在の推定浮上量を演算し、その推定浮上量と所定の目標浮上量との誤差を解消するための制御信号Ｓ３を生成出力する浮上量制御部６７と、その制御信号Ｓ３に従って磁気ヘッド５４の浮上量（実際にはヘッドアーム５５の上下位置）をコントロールするアーム上下駆動アクチュエータ６８とを備える。

外部記憶装置２７の転送方式には、ＡＮＳＩ（American National Standard Institute）が策定したＡＴＡ（AT Attachment）規格に定義された各種の転送プロトコル（ＰＩＯ、マルチワードＤＭＡ、ウルトラＤＭＡ等）を用いることができる。

デジタルカメラ１０から外部記憶装置２７へのデータアクセスの流れは、次のとおりである。まず、デジタルカメラ１０のＣＰＵ４２は、メモリインターフェース部４４に指示を出し、ＡＴＡインターフェース５８を介してハード磁気ディスクコントローラ５９内のＡＴＡレジスタ５９ａに対して、転送制御コマンドやパラメータをセットする。通常はライトコマンドと共に、転送データの記録開始位置となる論理ブロックアドレスと、その開始アドレスからのデータ長（セクタ数）をセットする。一般的なセクタサイズは５１２バイトである。

外部記憶装置２７の準備が整うと、メモリインターフェース部４４で生成されるＡＴＡレジスタ５９ａへの書き込み制御信号に同期して、ＡＴＡインターフェース５８を介し、ハード磁気ディスクコントローラ５９内のＡＴＡレジスタ５９ａにデータが書き込まれる。ハード磁気ディスクコントローラ５９では、ＡＴＡレジスタ５９ａに書き込まれたデータを読み出し、バッファメモリ５７に格納する。バッファメモリ５７に格納されたデータには、１セクタ（５１２バイト）ごとに、プリアンブル、シンクマーク、誤り訂正符号及びポストアンブルが付加され、データセクタを形成した後、磁気ディスク５２の回転に同期しながら、リードライトチャネル６３に転送される。

リードライトチャネル６３では、データセクタにチャネル符号化を施し、磁気ヘッド５４と磁気ディスク５２からなる磁気記録チャネルの特性に適した２値系列信号に変換する。この２値系列信号は、磁気ヘッドアンプ６２により、矩形状の記録電流波形に対応付けられ、磁気ヘッド５４により磁気ディスク５２上の磁化反転パターンとして記録される。磁気ヘッド５４は、ＶＣＭ５６ａによって駆動されるアーム水平駆動アクチュエータ５６に支えられており、ハード磁気ディスクコントローラ５９とＨＤＤマイコン６０がＶＣＭドライバ６４を制御することで、磁気ヘッド５４の水平位置が目的とする物理アドレス上に移動する。

以上のようにして、デジタルカメラ１０から外部記憶装置２７へのデータアクセスが行われるが、本実施形態の外部記憶装置２７は、半導体メモリ等の固体記憶装置に比べて耐衝撃性に劣るハードディスク装置であるため、何らかの耐振対策が必要である。とりわけ、デジタルカメラ１０のように手持ちで使用される携帯型電子機器においては、ぶつけたり落下したりする可能性が高いため、その対策は必要不可欠である。

そのような対策としては、たとえば、外部記憶装置２７のケース４９の全体又はコーナ部分をゴムや高分子材料等の緩衝材で覆うことが考えられる。このようにすると、外部から加えられた衝撃を緩衝材によって緩和することができる。しかし、緩衝材のみによる対策は不十分である。緩衝材は振動中の高周波成分しか抑制しないため、低・中周波振動成分を吸収しきれないからである。

このような低・中周波振動成分の抑制対策としては、たとえば、冒頭で説明した特許文献１〜４などの公知技術を利用することができる。しかしながら、これらの公知技術は、先にも説明したとおり、磁気ヘッド５４の「水平位置」のズレ対策に関するものに過ぎず、磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策には適用することができない。

そこで、本実施形態では、磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策を行うために、上記の各構成要素、すなわち、磁気ヘッド５４を弾性支持するヘッドアーム５５に取り付けられた第１加速度センサ６５と、スピンドルモータ５３のシャフト５３ａの支持部に取り付けられた第２加速度センサ６６と、それら二つの加速度センサ６５、６６からの加速度検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、磁気ヘッド５４の磁気ディスク５２表面からの現在の推定浮上量を演算し、その推定浮上量と所定の目標浮上量との誤差を解消するための制御信号Ｓ３を生成出力する浮上量制御部６７と、その制御信号Ｓ３に従って磁気ヘッド５４の浮上量（実際にはヘッドアーム５５の上下位置）をコントロールするアーム上下駆動アクチュエータ６８とを備えることにしたものである。

図４は、磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策を行うための主要構成部の概念図である。この図において、磁気ヘッド５４を弾性支持するヘッドアーム５５には第１加速度センサ６５が取り付けられていると共に、ヘッドアーム５５の両側面から上方向に延設された一対の部材６９、７０には電磁駆動コイル７０ａが巻回されており、この電磁駆動コイル７０ａは、逆Ｕ字状外形を有する電磁駆動磁気回路７０ｂの間隙に遊挿されている。電磁駆動コイル７０ａには浮上量制御部６７からの制御信号Ｓ３が加えられており、この電磁駆動コイル７０ａは、制御信号Ｓ３に応じた磁力を発生し、その磁力の大きさと向きに従って電磁駆動磁気回路７０ｂの間隙内を図面の上下方向に移動する。

これらの電磁駆動コイル７０ａと電磁駆動磁気回路７０ｂは、浮上量制御部６７からの制御信号Ｓ３に従って磁気ヘッド５４の浮上量（実際にはヘッドアーム５５の上下位置）をコントロールするアーム上下駆動アクチュエータ６８を構成する。

また、磁気ディスク５２を高速に回転駆動するためのスピンドルモータ５３のシャフト５３ａの支持部には、第２加速度センサ６６が取り付けられており、浮上量制御部６７は、それらの二つの加速度センサ６５、６６からの加速度検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、磁気ヘッド５４の磁気ディスク５２表面からの現在の推定浮上量を演算し、その推定浮上量と所定の目標浮上量との誤差を解消するための制御信号Ｓ３を生成出力する。

ここで、本実施形態における磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策について、詳しく説明する。まず、本実施形態においては、二つの加速度センサ（第１加速度センサ６５及び第２加速度センサ６６）を使用する。前記のとおり、第１加速度センサ６５は、磁気ヘッド５４を弾性支持するヘッドアーム５５に取り付けられており、第２加速度センサ６６は、スピンドルモータ５３のシャフト５３ａの支持部に取り付けられている。したがって、第１加速度センサ６５は、振動に伴って生じる磁気ヘッド５４の加速度を検出し、第２加速度センサ６６は、同様に振動に伴って生じるシャフト５３ａの支持部の加速度を検出する。

なお、磁気ヘッド５４の加速度を検出するためには、理想的には第１加速度センサ６５を磁気ヘッド５４それ自体に取り付けることが望ましいが、そのようにすることは実際上困難であるため、実施形態では磁気ヘッド５４のできるだけ近い位置、つまり、ヘッドアーム５５に取り付けることにしている。また、第２加速度センサ６６の取り付け位置は、シャフト５３ａの支持部であるが、これは一例に過ぎない。磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策行う観点からは、理想的には磁気ディスク５２の表面に取り付けることが望ましいが、これも実際上は困難である。このため、磁気ディスク５２の表面に近く且つ取り付けが容易な位置としてシャフト５３ａの支持部を選定したものである。したがって、第２加速度センサ６６の取り付け位置は、これに限らず、たとえば、外部記憶装置２７のケース４９に取り付けてもよく、あるいは、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１等に取り付けてもよい。

さて、上記のとおり、第１加速度センサ６５は磁気ヘッド５４の加速度を検出して、その検出値を加速度検出信号Ｓ１として出力すると共に、第２加速度センサ６５はシャフト５３ａの加速度を検出して、その検出値を加速度検出信号Ｓ２として出力する。

本実施形態では、これらの二つの加速度検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策を行う。

図５は、本実施形態における外部記憶装置２７の振動模式図である。この図において、Ｗ１は、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１から外部記憶装置２７のケース４９を経て磁気ディスク５２の表面に至る間に存在する各部材（カメラボディ１１→ケース４９→スピンドルモータ５３→シャフト５３ａ→磁気ディスク５２）を一つの部材とみなしてモデル化したものである。

なお、これらの各部材間の結合は完全剛結ではなく、また、それぞれの部材にも、若干の柔軟性を持つもの（たとえば、カメラボディ１１やケース４９などは力を加えると僅かに変形するし、また、シャフト５３ａもごく僅かに軸方向の変位や軸芯の変位が発生する）が含まれているが、ここでは、説明の便宜上、これらの各部材は完全剛結で且つ変形等を生じないもの仮定し、それらの各部材を一体化したものをＷ１としている。

Ｗ２は磁気ヘッド５４を表しており、Ｚは、この磁気ヘッドを弾性支持するヘッドアーム５５のマス−バネ−ダンパ系を機械インピーダンスとして表したものである。また、Ｌは、磁気ヘッド５４の浮上量（磁気ヘッド５４と磁気ディスク５２の間隔）である。このＬは、前記のとおり、高速回転する磁気ディスク５２によって引き起こされる空気の流れとＺとのバランスによって適正値に維持（ただし、衝撃が加えられていないとき）されるものである。

今、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１に、落下衝撃に伴う外力Ｐが加えられたとすると、外力Ｐの印加直後では、Ｗ１は同方向且つ同量だけ変位（矢印７１参照）し、一方、Ｗ２はＷ１に比べて小さく変位（矢印７２参照）する。これは、Ｗ１とＷ２の間にＺが介在しているからであり、外力Ｐの印加直後では、Ｐの速度（加速度）の大きさに応じてＺが圧縮変形するからである。このため、Ｗ１とＷ２の変位差分だけ磁気ヘッド５４の浮上量Ｌが減少変化し、その結果、たとえば、Ｌ＝０になるとヘッドクラッシュが発生し、又は、その可能性が高くなる。

一方、圧縮変形したＺは、その後、伸長に転じ、この伸長により、磁気ヘッド５４の浮上量Ｌが増大方向に変化する。すなわち、Ｌが適正値より大きくなり、Ｌの増大程度によっては、データの読み書きを失敗することがある。

このように、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１に落下衝撃に伴う外力Ｐが加えられると、Ｗ１とＷ２の間隔、つまり、浮上量Ｌが周期的に増減変化し、その増減変化量を徐々に減少させつつ最終的に元の浮上量Ｌに収束するという振る舞いを生じる。そして、その間の浮上量Ｌの不適切な大きさにより、ヘッドクラッシュを引き起こしたり、あるいは、データの読み書きを失敗したりする。

第１加速度センサ６５はＷ１の変位を検出し、第２加速度センサ６６はＷ２の変位を検出する。そして、これら二つの変位の差分をとることにより、外力Ｐの印加に伴って時々刻々と変化する実際の浮上量Ｌを正確に推定把握することができる。したがって、その推定結果に基づいて、適切な浮上量Ｌを維持できる制御量を浮上量制御部６７で生成し、アーム上下駆動アクチュエータ６８に出力することにより、外力Ｐの印加有無にかかわらず、磁気ヘッド５４の浮上量Ｌを常に適正に維持することができるのである。

かかる効果を得るためには、二つの加速度センサ（第１加速度センサ６５と第２加速度センサ６６）が必要不可欠である。いずれか一つでも欠けると、Ｗ１又はＷ２どちらか一方の変位しか検出できず、外力Ｐの印加に伴って時々刻々と変化する実際の浮上量Ｌを正確に推定することができなくなるからである。

以上のとおりであるから、本実施形態の構成によれば、磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策を行うことができる。このため、たとえば、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１に落下衝撃に伴う外力Ｐが加えられた場合にも、常に磁気ヘッド５４の浮上量Ｌを適正に維持し続けることができ、ヘッドクラッシュの回避はもちろんのこと、データの読み書きを失敗することがないという格別の効果が得られる。

なお、以上の実施形態では、二つの加速度センサ（第１加速度センサ６５と第２加速度センサ６６）を共に外部記憶装置２７の内部に実装しているが、これに限定されない。たとえば、外部記憶装置２７を組み込む電子機器（上記の実施形態ではデジタルカメラ１０）に、任意用途の加速度センサが設けられている場合、その加速度センサの信号を第２加速度センサ６６の信号Ｓ２の代わりに用いてもよい。このようにすると、外部記憶装置２７に第２加速度センサ６６を実装する必要がなくなり、コストを削減できる。

図６は、デジタルカメラ１０の手ぶれ補正機構の概略構成図である。（ａ）に示すように、手ぶれ補正機構７４は、レンズ鏡筒１２の撮影レンズ群３３の一部を構成する手ぶれ補正レンズ７５と、手ぶれを検出する加速度センサ７６と、この加速度センサからの手ぶれ検出信号に応じて手ぶれ補正レンズ７５の位置（光軸７７と直交する平面内の位置）をコントロールする駆動部７８とを含む。手ぶれが発生すると、手ぶれの方向と早さを加速度センサ７６で検出し、その検出結果に応じて手ぶれ補正レンズ７５の位置を変更して光軸７７を動かすことにより、手ぶれのない画像をＣＣＤ（図２の電子撮像部３４に相当）に結像させることができる。

また、（ｂ）に示すように、手ぶれ補正機構７４は、駆動部７８からの出力でＣＣＤ（図２の電子撮像部３４に相当）の位置（光軸７７と直交する平面内の位置）を変更するような構成になっていてもよい。同様に、手ぶれが発生すると、手ぶれの方向と早さを加速度センサ７６で検出し、その検出結果に応じてＣＣＤの位置を変更して光軸７７を動かすことにより、手ぶれのない画像をＣＣＤに結像させることができる。

あるいは、これらの（ａ）（ｂ）の例では光学的に手ぶれを補正しているが、画像処理で手ぶれを補正するものであってもよい。すなわち、図示は略すが、加速度センサからの手ぶれ検出信号に応じて、ＣＣＤ（図２の電子撮像部３４に相当）の画像信号を画素単位あるいは数画素単位にずらすことにより、手ぶれを補正するものであってもよい。

いずれの手ぶれ補正においても、手ぶれの方向や早さを検出するための要素（加速度センサ７６）が不可欠であるため、この加速度センサ７６からの信号を、前記の実施形態における信号Ｓ２の代わりに用いることにより、前記実施形態の第２加速度センサ６６を不要にすることができ、コスト削減を図ることができる。

図７は、手ぶれ補正用の加速度センサ７６の概念図である。この図において、加速度センサ７６を、たとえば、ＸＹＺの各軸の加速度を検出できる３軸センサであるとすると、これらの３軸の検出信号のうち、外部記憶装置２７の磁気ヘッド５４の「垂直方向」に対応する軸の検出信号を前記の実施形態における信号Ｓ２の代わりに使用すればよい。

また、前記の実施形態では、加速度センサを用いて磁気ヘッド５４やシャフト５３ａの支持部の加速度を検出しているが、この態様に限定されない。たとえば、以下に示すように、光学的にそれらの加速度を検出するようにしてもよい。

図８は、光学的に加速度を検出するようにした実施形態の概念図である。この図において、ヘッドアーム５５の先端に取り付けられた磁気ヘッド５４の側面と、磁気ディスク５２の側面には、それぞれ上下に配列された微細間隔の多数の光学マーカ７９、８０が形成されており、その光学マーカ７９、８０に対向して、レーザ光発生部８１、８２と受光素子８３、８４が設けられている。そして、レーザ光発生部８１、８２から発射された光８５、８６が、それぞれ、磁気ヘッド５４の側面で反射し、その反射光８７、８８が受光素子８３、８４で受光されるようになっている。

このような構成において、外乱によって磁気ヘッド５４と磁気ディスク５２が振動すると、この振動に伴う光学マーカ７９、８０の干渉縞が受光素子８３、８４によって観測され、この干渉縞は、磁気ヘッド５４と磁気ディスク５２の動きの早さ、すなわち加速度に対応して変化する。したがって、このような光学的手法によっても、磁気ヘッド５４と磁気ディスク５２の加速度を検出することができ、上記の実施形態と同様に、磁気ヘッド５４の浮上量Ｌを適正に維持することが可能になる。

加えて、この実施例によれば、シャフト５３ａの支持部の加速度ではなく、磁気ディスク５２それ自体の加速度を検出できるため、実際の浮上量Ｌを正確に把握することができ、磁気ヘッド５４の浮上量Ｌをより一層適正に維持することができるようになるという特有のメリットも得られる。

なお、外部記憶装置２７に加えられる衝撃は、低周波から高周波までの広範囲な周波数成分を含んでいる。その周波数成分のうち低い周波数から中程度の周波数までの振動は、前記の実施形態における制御系（第１加速度センサ６５、第２加速度センサ６６、浮上量制御部６７及びアーム上下駆動アクチュエータ６８）で充分吸収できるが、高い周波数の振動については、制御系の応答遅れ等により吸収しきれないおそれがある。この対策としては、たとえば、ゴムや高分子材料等の緩衝材を併用することが効果的である。緩衝材の取り付け位置は試行錯誤で選べばよいが、たとえば、外部記憶装置２７のケース４９の全体を緩衝材で覆ったりコーナ部分に緩衝材で取り付けたりしてもよい。

このようにすれば、振動の高周波成分を緩衝材で取り除き、残った低・中周波数の振動成分を、上記の制御系（第１加速度センサ６５、第２加速度センサ６６、浮上量制御部６７及びアーム上下駆動アクチュエータ６８）で吸収・抑制することができる。

デジタルカメラ１０の正面図及び背面図である。 デジタルカメラ１０の内部ブロック図である。 外部記憶装置２７の外観図及び内部ブロック図である。 磁気ヘッド５４の「垂直位置」のズレ対策を行うための主要構成部の概念図である。 本実施形態における外部記憶装置２７の振動模式図である。 デジタルカメラ１０の手ぶれ補正機構の概略構成図である。 手ぶれ補正用の加速度センサ７６の概念図である。 光学的に加速度を検出するようにした実施形態の概念図である。 ハードディスク装置の概略構造図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
２７ ハードディスク装置
４９ ケース
５２ 磁気ディスク
５４ 磁気ヘッド
６５ 第１加速度センサ（第１検出手段）
６６ 第２加速度センサ（第２検出手段）
６７ 浮上量制御部（推定手段、演算手段）
６８ アーム上下駆動アクチュエータ（駆動手段）
７６ 加速度センサ

Claims (6)

1. 高速回転する磁気ディスクの表面から微小な間隙を隔てて浮上する磁気ヘッドの浮上位置を検出する第１検出手段と、
   前記磁気ディスクの表面位置又はその表面位置とほぼ対応関係にある任意部材の位置を検出する第２検出手段と、
   前記第１検出手段及び前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算する演算手段と、
   前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御する駆動手段と
   を備えたことを特徴とするハードディスク装置。
2. 前記第１検出手段は、前記磁気ヘッドに作用する、前記磁気ディスク表面の鉛直方向の加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置。
3. 前記第２検出手段は、前記磁気ディスクに作用する、前記磁気ディスク表面の鉛直方向の加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置。
4. 画像記憶用のハードディスク装置と手ぶれ補正用の加速度センサとを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記ハードディスク装置は、
   高速回転する磁気ディスクの表面から微小な間隙を隔てて浮上する磁気ヘッドの浮上位置を検出する第１加速度センサと、
   前記第１加速度センサ及び前記手ぶれ補正用の加速度センサの検出結果に基づいて前記磁気ヘッドの浮上量を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記磁気ヘッドの浮上量と目標浮上量との誤差を演算する演算手段と、
   前記誤差を解消するように前記磁気ヘッドの浮上位置を駆動制御する駆動手段と
   を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
5. さらに、前記第１検出手段、第２検出手段、推定手段、演算手段及び駆動手段を収容するケースを備え、該ケースの全体又はコーナ部分を緩衝材で覆ったことを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置。
6. さらに、前記ハードディスク装置は、前記第１加速度センサ、推定手段、演算手段及び駆動手段を収容するケースを備え、該ケースの全体又はコーナ部分を緩衝材で覆ったことを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラ。
   

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