JP2010020833A - 磁気記憶装置及びヘッドの位置決め方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ディスクフラッタのみの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、精度良くヘッドの位置決め制御を実行する。
【解決手段】磁気記憶装置が備えるセンサ１００が、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出し、センサ１０１が、アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する。磁気記憶装置が、上記検出された第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置を始めとする磁気記憶装置及びヘッドの位置決め方法に関し、特に、ディスクフラッタを精度良く検出し、該ディスクフラッタの検出結果に基づいてヘッドの位置決め制御を行う磁気記憶装置及びヘッドの位置決め方法に関する。
近年、磁気ディスクを始めとする磁気記憶装置の記録密度の上昇に伴い、磁気記憶装置について、磁気ヘッド等のヘッドを例えば磁気ディスク等の磁気記憶媒体の所定のトラックへ追従させる位置決め制御を高い精度で実行することが求められている。ここで、ディスクが回転することによって生じる風に起因するディスクフラッタが、ヘッドの位置決め精度に大きな悪影響を及ぼす。ディスクフラッタは、ディスク自体のディスク平面と垂直な方向への振動である。
磁気ヘッドの位置決め制御を行う従来技術として、圧電素子、容量センサ、歪みセンサなどをサスペンション又はサスペンションを支持するアーム上やハウジングに設けることでディスク振動を検出し、検出されたディスク振動に応じてフィードフォワード（ＦＦ）制御を実行する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２を参照）。
特開２００６−１０７７０８号公報 特開２００３−２１７２４４号公報
サスペンション又はそれを支持するアームにセンサを取り付ける従来技術では、サスペンションやアームの形状、また、センサの取り付け方法によっては、ＦＦ制御によって抑圧したいディスクフラッタ周波数付近に、位置誤差信号には現れない他の振動を検出してしまう場合がある。例えば、ディスクフラッタを検出するために、サスペンション上に高感度のセンサを取り付けた場合、抑圧したいディスクフラッタ周波数付近に、サスペンションを支持しているアームの曲げ振動（アーム曲げ振動）も一緒に検出してしまう場合がある。
アーム曲げ振動は、位置誤差信号には殆ど現れない。従って、アーム曲げ振動を含んだセンサ信号（センサによって検出された信号）を利用してＦＦ制御を行うと、ディスクフラッタを上手く抑圧できないだけではなく、磁気ヘッドの位置決め精度を悪化させてしまう。
従来技術の問題点について、図１５及び図１６を用いて、より具体的に説明する。図１５は、ディスクフラッタを抑圧するためのＦＦ制御を実行しない場合の、磁気ディスク装置の磁気ヘッドから得られる位置誤差信号スペクトラムの例を示す図である。図１５中に示すように、磁気ディスク装置におけるディスクフラッタ２００は、１．５ｋＨｚ〜４．５ｋＨｚ付近に存在している。図１６は、サスペンション上に取り付けたセンサによるセンサ信号のスペクトラムの例を示す図である。図１６には、ディスクフラッタ２００だけではなく、２ｋＨｚ付近に、ディスクフラッタを隠すように、アーム曲げ振動２０１が現れている。従来技術のように、図１６に示すようなアーム曲げ振動２０１を含んだセンサ信号を利用してＦＦ制御を実行すると、磁気ヘッドの位置決め精度が悪化する。
本発明は、ディスクフラッタのみの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、精度良くヘッドの位置決め制御を実行する磁気記憶装置の提供を目的とする。
また、本発明は、ディスクフラッタのみの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、精度良くヘッドの位置決め制御を実行するヘッドの位置決め制御方法の提供を目的とする。
本磁気記憶装置は、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出する第１のセンサと、前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する第２のセンサと、前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段とを備える。
また、本ヘッドの位置決め制御方法は、磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め制御方法であって、前記磁気記憶装置が備える第１のセンサが、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出し、前記磁気記憶装置が備える第２のセンサが、前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出し、前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する。
本磁気記憶装置、本ヘッドの位置決め制御方法は、ディスクフラッタのみの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する。従って、本磁気記憶装置、本ヘッドの位置決め制御方法によれば、精度良くヘッドの位置決め制御を実行することが可能となる。
以下に、本発明の実施例１について説明する。図１は、本発明の実施例１の磁気記憶装置のブロック図の例である。実施例１の磁気記憶装置は、例えば、磁気ディスク装置である。該磁気記憶装置は、磁気ディスク等のディスク７、アクチュエータ８を含むハウジング６を備える他、演算回路１、フィードフォワード（ＦＦ）制御回路２、フィードバック制御回路３、加算部４、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor） 制御回路５を備える。ハウジング６内のアクチュエータ８は、周知のように、磁気ヘッド等のヘッド（図示を省略）を支持するサスペンション８１、サスペンションを支持するアーム８２、後述するＶＣＭ制御回路５によって制御されてヘッドの位置決めを行うＶＣＭ８３を備える。
図２は、図１中のアクチュエータの拡大図の例である。図２中に示すように、センサ１００がサスペンション８１に設けられ、センサ１０１がアーム８２に設けられる。サスペンション８１に設けられたセンサ１００は、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出する。アーム８２に設けられたセンサ１０１は、アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する。センサ１００、１０１は、例えば、歪みセンサ、圧電素子、容量センサである。センサ１００、１０１として、ＰＶＤＦ(PolyvinylladeneFluoride film）センサを用いるようにしてもよい。
図１に戻って、演算回路１は、センサ１００によって検出された上記第１の信号とセンサ１０１によって検出された上記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得（算出）する。演算回路１が、センサ１００によって検出された上記第１の信号とセンサ１０１によって検出された上記第２の信号との一次結合をとる（例えば、第１の信号の周波数成分から第２の信号に含まれるアーム曲げ振動の周波数成分を取り除く）ことによって、ディスクフラッタの周波数成分を取得するようにしてもよい。
フィードフォワード制御回路２は、算出されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する。フィードバック制御回路３は、周知のように、サスペンション８１が支持しているヘッド（図示を省略）から位置誤差信号を取得し、該位置誤差信号に基づいて制御量（第２の制御量）を出力する。加算部４は、第１の制御量と第２の制御量とを加算し、加算結果をＶＣＭ制御回路に入力する。ＶＣＭ制御回路５は、入力された加算結果に基づいてＶＣＭ８３を駆動して、ヘッドの位置決め制御を行う。すなわち、図１中の演算回路１、フィードフォワード制御回路２、フィードバック制御回路３、加算部４、ＶＣＭ制御回路５を含む部分が、検出された第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段である。
図３は、実施例１の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローを示す図である。まず、演算回路１が、センサ１００によって検出された第１の信号とセンサ１０１によって検出された第２の信号とを取得する（ステップＳ１）。例えば、演算回路１は、図４に示すような、ディスクフラッタ２００とアーム曲げ振動２０１とを含む第１の信号をセンサ１００から取得する。また、例えば、演算回路１は、図５に示すような、アーム曲げ振動２０１のみを含む第２の信号をセンサ１０１から取得する。
次に、演算回路１が、第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を算出する（ステップＳ２）。演算回路１は、例えば、図４に示す第１の信号と図５に示す第２の信号との一次結合をとることによって、ディスクフラッタの周波数成分を算出する。図６に、算出されたディスクフラッタ２００の周波数成分を示す。
フィードフォワード制御回路２が、算出されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する（ステップＳ３）。加算部４が、第１の制御量とフィードバック制御回路３が出力する制御量（第２の制御量）とを加算する（ステップＳ４）。ＶＣＭ制御回路５が、ステップＳ４における加算結果に基づいてＶＣＭ８３を駆動して、ヘッドの位置決めを実行する（ステップＳ５）。図７に、上記図３を参照して説明した、実施例１の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローに従ってヘッドの位置決めを実行した時の位置誤差信号スペクトラムを示す。図７に示す位置誤差信号スペクトラムを見ると、上記ヘッドの位置決め処理フローを実行する前の位置誤差信号スペクトラムにおける、１．５ｋＨｚ〜４．５ｋＨｚ付近に存在しているディスクフラッタ（例えば、図１５に示すような、１．５ｋＨｚ〜４．５ｋＨｚ付近のディスクフラッタ２００）が抑圧されていることがわかる。なお、後述する他の実施例の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローに従ってヘッドの位置決めを実行した時にも、図７に示す位置誤差信号スペクトラムと同様の位置誤差信号スペクトラムが得られる。
次に、本発明の実施例２について説明する。図８は、本発明の実施例２の磁気記憶装置のブロック図の例である。実施例２の磁気記憶装置が備える各処理部のうち、図１に示す磁気記憶装置が備える処理部と同一の符号が付けられたものは、図１に示す磁気記憶装置が備える処理部と同様である。
実施例２の磁気記憶装置においては、センサ１００とセンサ１０１とが物理的に接続されている。すなわち、センサ１００とセンサ１０１とは、センサ１００が検出する第１の信号からセンサ１０１が検出する第２の信号に含まれるアーム曲げ振動が除去された信号の周波数成分である、ディスクフラッタの周波数成分がフィードフォワード制御回路２１に入力されるように接続される。センサ１００とセンサ１０１とは、実験的に予め決定された任意の接続態様で接続することができる。フィードフォワード制御回路２１は、入力されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する。すなわち、図８中のフィードフォワード制御回路２１、フィードバック制御回路３、加算部４、ＶＣＭ制御回路５を含む部分が、検出された第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段である。
図９は、実施例２の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローを示す図である。まず、フィードフォワード制御回路２１に、センサ１００が検出する第１の信号からセンサ１０１が検出する第２の信号に含まれるアーム曲げ振動が除去された信号の周波数成分である、ディスクフラッタの周波数成分が入力される（ステップＳ１１）。次に、フィードフォワード制御回路２１が、入力されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する（ステップＳ１２）。加算部４が、第１の制御量とフィードバック制御回路３が出力する制御量（第２の制御量）とを加算する（ステップＳ１３）。ＶＣＭ制御回路５が、ステップＳ１３における加算結果に基づいてＶＣＭ８３を駆動して、ヘッドの位置決めを実行する（ステップＳ１４）。
次に、本発明の実施例３について説明する。図１０は、本発明の実施例３の磁気記憶装置のブロック図の例である。また、図１１は、図１０中のアクチュエータ８の拡大図である。図１０に示す磁気記憶装置が備える各処理部のうち、図１に示す磁気記憶装置が備える処理部と同一の符号が付けられたものは、図１に示す磁気記憶装置が備える処理部と同様である。
実施例３の磁気記憶装置においては、図１１に示すように、非接触変位センサ１０２がアーム８２に設けられている。非接触変位センサ１０２は、磁気記憶装置が備えるアーム８２とディスク７（図１０を参照）との間の相対変位を示す信号を、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号として検出する。一方、アーム８２に設けられたセンサ１０１は、アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する。
図１０に示す演算回路１１は、非接触変位センサ１０２が検出した第１の信号とセンサ１０１が検出した第２の信号とに基づいて、ディスクフラッタの周波数成分を取得（算出）する。演算回路１１が、非接触変位センサ１０２によって検出された第１の信号とセンサ１０１によって検出された第２の信号との一次結合をとる（例えば、非接触変位センサ１０２によって検出された信号の周波数成分から第２の信号に含まれるアーム曲げ振動の周波数成分を取り除く）ことによって、ディスクフラッタの周波数成分を取得するようにしてもよい。なお、図１０中の演算回路１１、フィードフォワード制御回路２、フィードバック制御回路３、加算部４、ＶＣＭ制御回路５を含む部分が、検出された第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段である。
図１２は、実施例３の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローを示す図である。まず、演算回路１１が、非接触変位センサ１０２によって検出された第１の信号とセンサ１０１によって検出された第２の信号とを取得する（ステップＳ２１）。例えば、演算回路１１は、前述した図４に示すような、ディスクフラッタ２００とアーム曲げ振動２０１とを含む第１の信号を非接触変位センサ１０２から取得する。また、例えば、演算回路１１は、図５に示すような、アーム曲げ振動２０１のみを含む第２の信号をセンサ１０１から取得する。
次に、演算回路１１が、第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を算出する（ステップＳ２２）。演算回路１１は、例えば、前述した図４に示す第１の信号と図５に示す第２の信号との一次結合をとることによって、図６に示すようなディスクフラッタの周波数成分を算出する。
フィードフォワード制御回路２が、算出されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する（ステップＳ２３）。加算部４が、第１の制御量とフィードバック制御回路３が出力する制御量（第２の制御量）とを加算する（ステップＳ２４）。ＶＣＭ制御回路５が、ステップＳ２４における加算結果に基づいてＶＣＭ８３を駆動して、ヘッドの位置決めを実行する（ステップＳ２５）。
次に、本発明の実施例４について説明する。図１３は、本発明の実施例４の磁気記憶装置のブロック図の例である。実施例４の磁気記憶装置が備える各処理部のうち、図１０に示す磁気記憶装置が備える処理部と同一の符号が付けられたものは、図１０に示す磁気記憶装置が備える処理部と同様である。
実施例４の磁気記憶装置においては、非接触変位センサ１０２とセンサ１０１とが物理的に接続されている。すなわち、非接触変位センサ１０２とセンサ１０１とは、非接触変位センサ１０２が検出する第１の信号からセンサ１０１が検出する第２の信号に含まれるアーム曲げ振動が除去された信号の周波数成分である、ディスクフラッタの周波数成分がフィードフォワード制御回路２２に入力されるように接続される。非接触変位センサ１０２とセンサ１０１とは、実験的に予め決定された任意の接続態様で接続することができる。フィードフォワード制御回路２２は、入力されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する。すなわち、図１３中のフィードフォワード制御回路２２、フィードバック制御回路３、加算部４、ＶＣＭ制御回路５を含む部分が、検出された第１の信号と第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段である。
図１４は、実施例４の磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め処理フローを示す図である。まず、フィードフォワード制御回路２２に、非接触変位センサ１０２が検出する第１の信号からセンサ１０１が検出する第２の信号に含まれるアーム曲げ振動が除去された信号の周波数成分である、ディスクフラッタの周波数成分が入力される（ステップＳ３１）。次に、フィードフォワード制御回路２２が、入力されたディスクフラッタの周波数成分を抑圧するための制御量（第１の制御量）を出力する（ステップＳ３２）。加算部４が、第１の制御量とフィードバック制御回路３が出力する制御量（第２の制御量）とを加算する（ステップＳ３３）。ＶＣＭ制御回路５が、ステップＳ３３における加算結果に基づいてＶＣＭ８３を駆動して、ヘッドの位置決めを実行する（ステップＳ３４）。
以上から把握できるように、本実施形態の特徴を述べると以下の通りである。
（付記１）ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出する第１のセンサと、
前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する第２のセンサと、
前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段とを備える
ことを特徴とする磁気記憶装置。
（付記２）前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置のサスペンションに設けられ、
前記第２のセンサが、前記磁気記憶装置のアームに設けられる
ことを特徴とする付記１記載の磁気記憶装置。
（付記３）前記第１のセンサと前記第２のセンサとが物理的に接続されている
ことを特徴とする付記２記載の磁気記憶装置。
（付記４）前記制御手段が、前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号との一次結合をとることによって、前記ディスクフラッタの周波数成分を取得する
ことを特徴とする付記１記載の磁気記憶装置。
（付記５）前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置が備えるアームに設けられ、前記磁気記憶装置が備えるアームとディスクとの間の相対変位を示す信号を前記第１の信号として検出する非接触変位センサである
ことを特徴とする付記１記載の磁気記憶装置。
（付記６）前記制御手段が、前記検出されたアームとディスクとの間の相対変位を示す信号との一次結合をとることによって、前記ディスクフラッタの周波数成分を取得する
ことを特徴とする付記５記載の磁気記憶装置。
（付記７）前記第１のセンサと前記第２のセンサとが物理的に接続されている
ことを特徴とする付記５記載の磁気記憶装置。
（付記８）磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め制御方法であって、
前記磁気記憶装置が備える第１のセンサが、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出し、
前記磁気記憶装置が備える第２のセンサが、前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出し、
前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する
ことを特徴とするヘッドの位置決め制御方法。
（付記９）前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置のサスペンションに設けられ、
前記第２のセンサが、前記磁気記憶装置のアームに設けられる
ことを特徴とする付記８記載のヘッドの位置決め制御方法。
（付記１０）前記第１のセンサと前記第２のセンサとが物理的に接続されている
ことを特徴とする付記９記載のヘッドの位置決め制御方法。
（付記１１）前記制御手段が、前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号との一次結合をとることによって、前記ディスクフラッタの周波数成分を取得する
ことを特徴とする付記８記載のヘッドの位置決め制御方法。
（付記１２）前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置が備えるアームに設けられ、前記磁気記憶装置が備えるアームとディスクとの間の相対変位を示す信号を前記第１の信号として検出する非接触変位センサである
ことを特徴とする付記８記載のヘッドの位置決め制御方法。
（付記１３）前記検出されたアームとディスクとの間の相対変位を示す信号との一次結合をとることによって、前記ディスクフラッタの周波数成分を取得する
ことを特徴とする付記１２記載のヘッドの位置決め制御方法。
（付記１４）前記第１のセンサと前記第２のセンサとが物理的に接続されている
ことを特徴とする付記１２記載のヘッドの位置決め制御方法。
本発明の実施例１の磁気記憶装置のブロック図の例である。 アクチュエータの拡大図の例である。 ヘッドの位置決め処理フローを示す図である。 第１の信号を示す図である。 第２の信号を示す図である。 ディスクフラッタの周波数成分を示す図である。 位置誤差信号スペクトラムを示す図である。 本発明の実施例２の磁気記憶装置のブロック図の例である。 ヘッドの位置決め処理フローを示す図である。 本発明の実施例３の磁気記憶装置のブロック図の例である。 アクチュエータの拡大図である。 ヘッドの位置決め処理フローを示す図である。 本発明の実施例４の磁気記憶装置のブロック図の例である。 ヘッドの位置決め処理フローを示す図である。 ＦＦ制御を実行しない場合の位置誤差信号スペクトラムの例を示す図である。 サスペンション上に取り付けたセンサによるセンサ信号のスペクトラムの例を示す図である。
符号の説明
１ 演算回路
２ フィードフォワード制御回路
３ フィードバック制御回路
４ 加算部
５ ＶＣＭ制御回路
６ ハウジング
７ ディスク
８ アクチュエータ
８１ サスペンション
８２ アーム
８３ ＶＣＭ
１００、１０１ センサ

Claims (6)

  1. ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出する第１のセンサと、
    前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出する第２のセンサと、
    前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段とを備える
    ことを特徴とする磁気記憶装置。
  2. 前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置のサスペンションに設けられ、
    前記第２のセンサが、前記磁気記憶装置のアームに設けられる
    ことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
  3. 前記第１のセンサと前記第２のセンサとが物理的に接続されている
    ことを特徴とする請求項２記載の磁気記憶装置。
  4. 前記制御手段が、前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号との一次結合をとることによって、前記ディスクフラッタの周波数成分を取得する
    ことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
  5. 前記第１のセンサが、前記磁気記憶装置が備えるアームに設けられ、前記磁気記憶装置が備えるアームとディスクとの間の相対変位を示す信号を前記第１の信号として検出する非接触変位センサである
    ことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
  6. 磁気記憶装置におけるヘッドの位置決め制御方法であって、
    前記磁気記憶装置が備える第１のセンサが、ディスクフラッタとアーム曲げ振動とを含む第１の信号を検出し、
    前記磁気記憶装置が備える第２のセンサが、前記アーム曲げ振動のみを含む第２の信号を検出し、
    前記検出された前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいてディスクフラッタの周波数成分を取得し、取得されたディスクフラッタの周波数成分に基づいて、ヘッドの位置決め制御を実行する
    ことを特徴とするヘッドの位置決め制御方法。
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