JP2012133868A - ディスクドライブにおけるヘッド振動を低減するように駆動されるボイスコイルを備えるボイスコイルモータ - Google Patents

ディスクドライブにおけるヘッド振動を低減するように駆動されるボイスコイルを備えるボイスコイルモータ Download PDF

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健治 鈴木
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広光 増田
Eiji Soga
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Mutsuro Ota
睦郎 太田
Takaaki Deguchi
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Abstract

【課題】ディスクドライブにおけるヘッド振動を低減するように駆動されるボイスコイルを備えるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を提供する。
【解決手段】ＶＣＭは、少なくとも１つのＶＣＭマグネットとボイスコイルアセンブリとを含む。ボイスコイルアセンブリは、第１のボイスコイルと少なくとも第２のボイスコイルとを含む。第１のボイスコイルは、少なくとも１つのボイスコイルモータマグネットの磁極に近接して配置される。第２のボイスコイルは、第１のボイスコイルが第２のボイスコイルに実質的に重なるように、第１のボイスコイルにごく近接して配置される。第１のボイスコイル及び第２のボイスコイルは、ディスクドライブにおいてディスク上のデータがアクセスされるときのヘッドの振動を低減するように駆動される。ボイスコイルを含むロータリアクチュエータ、及びＶＣＭを含むディスクドライブもまた提供される。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、概して、ディスクドライブ、並びにディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）及びロータリアクチュエータの分野に関する。
光ディスク、光磁気ディスク、フレキシブル磁気記録ディスク、及びデータ記憶装置の同様のディスクなどの様々な種類のディスクを使用するディスクドライブは、当該技術分野において公知である。特に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータシステムに不可欠のデータ記憶装置として広く用いられている。さらにＨＤＤは、その優れた情報記憶特性から、コンピュータに加えて、動画記録再生装置、カーナビゲーションシステム、携帯電話、及び同様のデバイスに広範な用途が見出されている。
標準的なＨＤＤでは、一端に取り付けられた磁気記録ヘッドを有するロータリアクチュエータが、ロータリアクチュエータのピボット軸の周りに回転駆動される。これにより、磁気記録ヘッドを磁気記録ディスク上の任意の径方向位置に位置決めすることができ、従って磁気記録ディスクへのデータの書き込み及びそこからのデータの読み取りを行うことができる。ロータリアクチュエータの他端にはボイスコイルが取り付けられ、ロータリアクチュエータを回転させる駆動力が、ＨＤＤのディスクエンクロージャ（ＤＥ）に固定されるＶＣＭマグネットを含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって作り出される。ＶＣＭは、磁束及び磁気回路を生成するマグネットを形成するように軟磁性材料で作製されたヨーク間にボイスコイルが配置された構造を有する。
ＨＤＤにおける情報記憶容量の増大が求められる「情報化社会」を背景として、高面密度化に対する要求によってロータリアクチュエータの制御帯域幅が増加するに従い大きい影響を及ぼすようになるＨＤＤ内部の加振力を低減し、且つ外乱を減衰することにより、磁気記録ヘッドの位置決め精度を向上させて、より高い面密度で記録することが可能なＨＤＤを作り出そうとする試みが行われている。ロータリアクチュエータを位置決めする従来の機構は、ＶＣＭのボイスコイルにボイスコイル電流を印加することにより、ロータリアクチュエータの遠位端にある磁気記録ヘッドを回転駆動して特定の位置に置くものである。制御帯域幅は主としてロータリアクチュエータの主共振周波数に起因するため、ＶＣＭが関わるヘッド位置決めシステムにおける制御帯域幅の増加は、ロータリアクチュエータの剛性を高め、それにより主共振周波数を高くすることによって実現されている。しかしながら、制御帯域幅のさらに大きい増加を、ロータリアクチュエータの剛性をこれ以上高めることによって実現することは困難である。従って、ねじり共振及び曲げ共振などの面外構造共振を低減することにより、安定制御を維持するために共振を減衰するハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）のフィルタによって生じる位相遅れを低減しようとする取り組みが行われている。この観点から、次に記載するとおり、当該技術分野では構造共振を減衰する構造が提案されている。
当該技術分野において公知の第１の例では、ＨＤＤサスペンション及び磁気記録ヘッドの動的機械的変形により引き起こされる磁気記録ヘッドのトラック位置決めエラーを最小限に抑える構造が、ボイスコイル及びボイスコイル支持部に減衰機構を提供する。しかしながら、ボイスコイル及びボイスコイル支持部に対する減衰機構を含むＨＤＤは、ＶＣＭにおける共振の実際の加振力を低減する構造を含むものではない。
当該技術分野において公知の第２の例では、ＨＤＤが、ロータリアクチュエータの長さ方向に平行な２つのボイスコイルを含み、且つ制御帯域幅の増加に悪影響を及ぼす主共振を生じないＶＣＭを含む。磁気記録ヘッドを磁気記録ディスク上の特定のトラックに位置決めするためのトラック追従モードでは、電流は第２のボイスコイルに印加される。一方、磁気記録ヘッドを特定のトラックに動かすトラックシークモードでは、電流は第１のボイスコイルに印加される。さらに、２つのボイスコイルはロータリアクチュエータのピボット軸に対しては平行でなく、２つのモードの各々において、電流はボイスコイルのうちの一方のみに印加される。
当該技術分野において公知の第３の例では、ＨＤＤにおけるロータリアクチュエータの帯域幅を増加させるため、ＨＤＤが２つのモード、すなわち、磁気記録ヘッドを位置決めするためのトラック追従モードと、特定のトラックに動かすためのトラックシークモードとを用いることができ、磁気記録ヘッドを位置決めするためトラックを追従する間、電圧が２つのボイスコイル間で分けられ、従って制御帯域幅の増加に悪影響を及ぼす主共振周波数が加振されない。トラック追従モードで２つのボイスコイルに印加される電流の向きは逆であり、従って単位電流当たりに生成される回転モーメントが低減し、及び大きい電流が必要となるため、電力消費の増加につながる。
これらの設計は、ＨＤＤの製造及び開発に携わる技術者及び科学者が、ＨＤＤのデータ記憶容量、性能、及び信頼性の向上に対する市場の高まる要求に応えるため、磁気記録ディスクに書き込まれ、そこから読み出されるデータのアクセスにおいて磁気記録ヘッドを担持するロータリアクチュエータの動きを制御するＨＤＤの設計に関心を持ち続けていることを示唆している。
本発明の実施形態は、ディスクドライブにおいてディスク上のデータがアクセスされるときのヘッドの振動を低減するように駆動されるボイスコイルを備えるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含む。ＶＣＭは、少なくとも１つのＶＣＭマグネットとボイスコイルアセンブリとを含む。ボイスコイルアセンブリは、第１のボイスコイルと第２のボイスコイルとを含む。第１のボイスコイルは、少なくとも１つのボイスコイルモータマグネットの磁極に近接して配置される。第２のボイスコイルは、第１のボイスコイルが第２のボイスコイルに実質的に重なるように、第１のボイスコイルにごく近接して配置される。第１のボイスコイル及び第２のボイスコイルは、ディスクドライブにおいてディスク上のデータがアクセスされるときのヘッドの振動を低減するように駆動される。本発明の実施形態はまた、ボイスコイルを含むロータリアクチュエータ、及びＶＣＭを含むディスクドライブも含む。
本明細書に援用され、且つその一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例示するとともに、記載と合わせて本発明の実施形態を説明する役割を果たす。
本発明の１つ又は複数の実施形態におけるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の斜視図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態における図１のＨＤＤの第１のボイスコイルの斜視図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態における図１のＨＤＤの第２のボイスコイルの斜視図である。 ボイスコイルアセンブリの図２Ａ及び図２Ｂの第１及び第２のボイスコイルと、第１及び第２のＶＣＭマグネットとを含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の断面立面図であり、第１及び第２のボイスコイルに及ぼされる面外加振力を示し、本発明の１つ又は複数の実施形態においてはこの面外加振力が抑制される。 ボイスコイルアセンブリのワイヤフレームモデルの斜視図であり、第１及び第２のボイスコイルに及ぼされる他の面外加振力を示し、本発明の１つ又は複数の実施形態においてはこの面外加振力が抑制される。 図４のボイスコイルアセンブリを含むロータリアクチュエータの多角形メッシュモデルの斜視図であり、ねじり構造共振によって引き起こされる形状変化を示し、本発明の１つ又は複数の実施形態においてはこのねじり構造共振が抑制される。 本発明の１つ又は複数の実施形態における、第１及び第２のボイスコイルのモード寄与率の値の決定及びねじり構造共振の抑制に使用される印加ＶＣＭ電流に対するロータリアクチュエータの周波数応答の関数としての磁気記録ヘッド変位の伝達関数のプロットである。
特に指示されない限り、本記載で参照される図面は一定の縮尺で描かれたものと理解されてはならない。
ここで、本発明の代替的な実施形態を詳細に参照する。本発明は代替的実施形態に関連して記載されるが、本発明をそれらの実施形態に限定する意図はないことは理解されるであろう。むしろ逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の趣旨及び範囲に含まれ得る代替例、変更及び均等物を包含することが意図される。
さらに、本発明の実施形態の以下の記載では、本発明の完全な理解を提供するため、数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、本発明の実施形態はそうした具体的な詳細がなくとも実施され得ることに留意しなければならない。他の点では、本発明の実施形態が不必要に不明瞭になることのないよう、周知の方法、手順、及び構成要素は詳細には記載していない。図面全体を通じて、同様の構成要素は同様の参照符号によって指示され、繰り返しになる記載は不要な場合には説明を明確にするため省略している。
［ディスクドライブにおけるヘッド振動を低減するように構成されたボイスコイルを備えるボイスコイルモータについての本発明の実施形態の物理的性質］
本発明の実施形態に関連して、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）は、理想的には、ロータリアクチュエータの回転を生じさせる力のみを生成する。しかしながら、ＶＣＭの構造、形状、及びアセンブリ振動に起因して、ピボット軸と平行な力が生成され得る。ピボット軸と平行な力はボイスコイルの運動面と垂直な方向に作用し、従って、ピボット軸と平行な力は、専門用語では「面外加振力」と称される。面外加振力は、ＶＣＭマグネットから発せられる磁界に、ボイスコイルが位置している平面と平行な成分がある場合に生じる。面外加振力は、ロータリアクチュエータの回転中心を構成するピボット軸から遠位にあるボイスコイルの外周部分において最も大きい影響を有する。面外加振力はロータリアクチュエータの回転中心にトルクを生成する。コイルの曲げ共振及びねじり共振に関連する共振周波数がベース及びカバーの共振周波数と一致すると、このトルクは雑音源となり、ロータリアクチュエータにおけるセトリング振動を引き起こし、それがアクチュエータに連結された磁気記録ヘッドに伝わり得る。ロータリアクチュエータのセトリング振動は、磁気記録ヘッドの位置決め精度が低下するなどのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の性能低下につながり、これはＨＤＤのデータ記憶容量の向上にとって障害となる。
本発明の実施形態は、ＨＤＤにおけるＶＣＭのコイルに及ぼされる面外加振力に起因したロータリアクチュエータの面外方向のねじり及び曲げなどの構造共振の加振が抑制されたシステムを提供することにより、雑音及びセトリング振動の低減を伴う磁気記録ヘッドの安定した位置決めを提供する。従って、本発明の実施形態は、コイルの曲げ共振及びねじり共振、従って磁気記録ヘッドの振動を抑制することによって、ボイスコイルに作用する面外加振力が低減され、特定の記録トラック上への磁気記録ヘッドの位置決め精度が向上したデータ記憶容量ＨＤＤを提供する。
本発明の実施形態において、磁気記録ディスクの記録面にデータを書き込み、及びそこからデータを読み取る磁気記録ヘッドを位置決めするためのロータリアクチュエータの駆動源であるＶＣＭのボイスコイルアセンブリが、第１のボイスコイルと第２のボイスコイルとを含む。本発明の実施形態において、第１及び第２のボイスコイルのコイル軸は、ロータリアクチュエータのピボット軸と平行に配置される。本発明の実施形態において、第１及び第２のコイルに印加される電流の向きはほぼ同じである。しかし、第１及び第２のコイルにおける電流の大きさは、面外構造共振、すなわちロータリアクチュエータのねじり及び曲げが低減されるように異なる比率である。従って本発明の実施形態は、ＨＤＤにおけるＶＣＭのコイルに発生する面外加振力によって生じる面外構造共振、すなわちねじり及び曲げの加振を低減する。従って、本発明の実施形態は、雑音及びセトリング振動を低減することができ、且つ磁気記録ヘッドを安定して位置決めすることのできるＨＤＤを提供する。
ここで図１を参照すると、本発明の実施形態において、ＨＤＤ１０１の例示的実施形態を示す斜視図１００が示される。次のＨＤＤ１０１、ロータリアクチュエータ２及びＶＣＭ４の記載では、本発明の実施形態は、限定はされないが、ＨＤＤ１０１、ロータリアクチュエータ２及びＶＣＭ４の環境内に組み込むのに好適な第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２を含むボイスコイルアセンブリ２２を、ＨＤＤ１０１、ロータリアクチュエータ２及びＶＣＭ４の環境内に組み込む。さらに、ＨＤＤ１０１は本発明の実施形態の代表的な一環境に過ぎず、本発明の実施形態はまた、その趣旨及び範囲内に他のタイプのディスクドライブ、例えば、１つ又は複数の光ディスクを含む光ドライブ、１つ又は複数の光磁気ディスクを含む光磁気ドライブ、１つ又は複数のフレキシブル磁気記録ディスクを含むフロッピーディスクドライブ、及び同様のディスクデータ記憶装置なども包含する。従って、磁気記録ヘッド及び磁気記録ディスクに関して記載される本発明の実施形態はまた、より一般的には、ディスクドライブで使用される他のタイプのヘッド及びディスクにもより一般的に適用することができ、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）に関して記載される本発明の実施形態はまた、かかるディスクドライブについての他のタイプのディスクコントローラにもより一般的に適用することができる。さらに、ロータリアクチュエータ２及びＶＣＭ４はＨＤＤ１０１の環境内に示されるが、これは例であってそれに限定されるものではなく、本発明の他の実施形態は、その趣旨及び範囲内に他のタイプのディスクドライブ、例えば上記に列挙したものにおいて使用され得るロータリアクチュエータ及びＶＣＭを包含する。
さらに図１を参照すると、本発明の実施形態において、ＨＤＤ１０１は、磁気記録ヘッド２１と、磁気記録ヘッド２１に取り付けられたリードサスペンションと、スライダに取り付けられたロードビームと、を含み、スライダの遠位端に磁気記録ヘッド２１を含む少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を含む。スライダは、ロードビームの遠位端においてロードビームのジンバル部分に取り付けられる。ＨＤＤ１０１はまた、スピンドルに回転自在に装着される少なくとも１つの磁気記録ディスク１と、ディスクエンクロージャ（ＤＥ）ベースに装着され、且つ磁気記録ディスク１を回転させるためにスピンドルに取り付けられた駆動モータ（図示せず）と、を含む。ＨＤＤ１０１の磁気記録ディスク１に記憶された情報（専門用語で「データ」と称される）の書き込み及び読み取りをそれぞれ行うための書き込み素子（いわゆるライタ）及び読み取り素子（いわゆるリーダ）を含む磁気記録ヘッド２１が開示される。磁気記録ディスク１、又は複数（図示せず）の磁気記録ディスクは、ディスククランプによってスピンドルに固定され得る。ＨＤＤ１０１はさらに、ＨＧＡと連結され、且つキャリッジを含むロータリアクチュエータ２と、ＶＣＭ４と、を含む。ＶＣＭ４は、アタッチメントを介してキャリッジに至るようロータリアクチュエータ２と一体化されたボイスコイルアセンブリ２２と、ＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２（図３を参照）と、を含む。ＶＣＭ４は、ロータリアクチュエータ２のキャリッジがピボット軸受アセンブリを介在してピボット軸３に装着されると、ロータリアクチュエータ２及びＨＧＡを磁気記録ディスク１のアクセス部分まで動かすように構成される。本明細書で使用されるとき、「アクセス」は、磁気記録ディスクからのデータの読み取り及びそこへのデータの書き込みの双方を行うために磁気記録ディスクのデータトラックをシークし、磁気記録ヘッドをデータトラック上に位置決めする動作を指す専門用語である。ＨＤＤ１０１はまた、磁気記録ヘッド２１を磁気記録ディスク１に近接して浮上移動させる位置からロータリアクチュエータ２が引き込まれたときに、ＨＧＡの離れた遠位端にあるＨＧＡのタングを係合するように構成されたＨＧＡのロード／アンロードランプも含み得る。
さらに図１を参照すると、本発明の実施形態において、３つのベクトル９０、９２及び９４が提供される。３つのベクトル９０、９２及び９４は右手系である。３つのベクトル９０、９２及び９４は、図１に対する本発明の実施形態の他の図面の向きを決定するための基準を提供する。専門用語「下」及び「上」は、ベクトル９４と垂直な向きの構造及び構造の面を指す。「下」は、ＤＥベースと対面する面、又は磁気記録ディスク１の平面と平行なＨＤＤ１０１の中心平面より下側に配置された構造を指し、「上」は、ＤＥカバー（図示せず）と対面する面、又はＨＤＤ１０１の中心平面より上側に配置された構造を指す。専門用語「上向き」は、ベクトル９４の同じ方向及び向きに並んだ実体を指し、専門用語「下向き」は、ベクトル９４の逆の方向及び向きに並んだ実体を指す。専門用語「垂直」は、ベクトル９４と平行に並んだ実体を指し、専門用語「水平」は、ベクトル９４と垂直に並んだ実体を指す。ベクトル９２はロータリアクチュエータ２の中心線と平行に向き、専門用語「遠位」は、磁気記録ヘッド２１が位置するロータリアクチュエータ２の端部に位置する構造を指し、「近位」は、例えばボイスコイルアセンブリ２２が位置する、ロータリアクチュエータ２の遠位端と反対側の端部を指す。ベクトル９０はベクトル９２及び９４と直交する向きであり、専門用語「右」は、中心線からベクトル９０のプラス方向に離れるように動くときの、ベクトル９２のプラス方向に見てロータリアクチュエータ２の中心線の右を指し、専門用語「左」は、ベクトル９０のプラス方向と反対の方向に中心線から離れるように動くときの、ベクトル９２のプラス方向に見てロータリアクチュエータ２の中心線の左を指す。
さらに図１を参照すると、本発明の実施形態において、電気信号、例えばＶＣＭ４のボイスコイルアセンブリ２２に供給されるボイスコイル電流、磁気記録ヘッド２１に対する書き込み信号及びそこからの読み取り信号が、フレキシブルケーブルによって提供される。フレキシブルケーブルと磁気記録ヘッド２１との間の相互接続は、読み取り信号用のオンボード前置増幅器並びに他の読み取りチャネル及び書き込みチャネル電子部品を有し得るアーム電子回路（ａｒｍ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ：ＡＥ）モジュールによって提供され得る。フレキシブルケーブルは電気コネクタブロックに連結され、電気コネクタブロックは、ＤＥベースによって提供される電気的フィードスルーを介して電気的連通を提供する。ＤＥベースがキャストされたものかどうかによってはキャスティングとも称されるＤＥベースは、ＤＥカバー（図１には図示せず）と共に、ＨＤＤ１０１の情報記憶部品に対する密閉された保護ＤＥを提供する。
さらに図１を参照すると、本発明の実施形態において、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）／マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むサーボ電子回路を含む他の電子部品（図示せず）が、駆動モータ、ＶＣＭ４のボイスコイルアセンブリ２２及び磁気記録ヘッド２１に電気信号を提供する。駆動モータに提供された電気信号によって駆動モータの回転が可能となり、スピンドルにトルクが提供され、次にこのトルクが、ディスククランプによってスピンドルに固定されている磁気記録ディスク１に伝わる。結果として、磁気記録ディスク１が回転する。回転している磁気記録ディスク１により、空気流を含むエアフロー及びエアベアリングとして働く空気のクッションが生じ、このクッション上にスライダのエアベアリング面（ＡＢＳ）が乗ることで、スライダと情報が記録される磁気記録ディスク１との間の接触が最小限に抑えられながら、スライダが磁気記録ディスク１の表面に近接して浮上移動する。ＶＣＭ４のボイスコイルアセンブリ２２に提供される電気信号により、磁気記録ヘッド２１は情報を記録するトラックにアクセスすることが可能となる。従って、ロータリアクチュエータ２は弧を介して揺動し、それにより磁気記録ヘッド２１は磁気記録ディスク１上の様々なトラックにアクセスすることが可能となる。情報は、磁気記録ディスク１上でセクタごとに配列する複数の同心トラック（図示せず）として磁気記録ディスク１上に記憶される。それに対応して、各トラックは複数のセクタ分割されたトラック部分から構成される。各セクタ分割されたトラック部分は、記録されたデータと、サーボバースト信号パターン、例えばＡＢＣＤサーボバースト信号パターン、トラックを識別する情報、及びエラー訂正コード情報を含むヘッダとから構成される。トラックへのアクセスにおいては、ＨＧＡの磁気記録ヘッド２１の読み取り素子がサーボバースト信号パターンを読み取り、それによって位置誤差信号（ＰＥＳ）がサーボ電子回路に提供され、サーボ電子回路がＶＣＭ４のボイスコイルアセンブリ２２に提供される電気信号を制御することで、磁気記録ヘッド２１がトラックに追従することが可能となる。磁気記録ヘッド２１は、トラックを探し出して特定のセクタ分割されたトラック部分を識別すると、外部エージェント、例えばコンピュータシステムのマイクロプロセッサからＨＤＣが受け取った命令に応じてそのトラックからのデータの読み取り、或いはそのトラックへのデータの書き込みを行う。
ここで図２Ａ、図２Ｂ及び図３を参照し、さらに図１を参照すると、本発明の実施形態は、その範囲内に、少なくとも１つのヘッド、例えば磁気記録ヘッド２１と、少なくとも１つのディスク、例えばディスクドライブに回転自在に装着される磁気記録ディスク１と、遠位端にヘッドが連結されたロータリアクチュエータ２と、ＶＣＭ４と、を含むディスクドライブ、例えばＨＤＤ１０１を包含する。本発明の実施形態において、ＶＣＭ４は、少なくとも１つのＶＣＭマグネット、例えばＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２の一方（図３を参照）と、ボイスコイルアセンブリ２２と、を含む。本発明の実施形態において、ボイスコイルアセンブリ２２は、ＶＣＭマグネット、例えばＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２の一方（図３を参照）の磁極に近接して配置され、ロータリアクチュエータ２のうちヘッドが配置された遠位端と反対側の近位端に配置される。本発明の実施形態において、ロータリアクチュエータ２はボイスコイルアセンブリ２２を含み得る。本発明の実施形態において、ボイスコイルアセンブリ２２は、第１のボイスコイル２２−１と少なくとも第２のボイスコイル２２−２とを含むが、それに限定されるものではない。従って、本発明の他の実施形態において、ボイスコイルアセンブリはまた、第１のボイスコイル２２−１、第２のボイスコイル２２−２、第３のボイスコイル（図示せず）、及び少なくとも第４のボイスコイル（図示せず）を含む複数のボイスコイルもさらに含み得る。複数のボイスコイルも、本明細書に記載される第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２についての本発明の実施形態と同様に、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。第１のボイスコイル２２−１は、少なくとも１つのボイスコイルモータマグネットの磁極に近接して配置される。第２のボイスコイル２２−２は、第１のボイスコイル２２−１が第２のボイスコイル２２−２に実質的に重なるように、第１のボイスコイル２２−１にごく近接して配置される（図３及び図４を参照）。本発明の実施形態において、ロータリアクチュエータ２は、ディスクへのデータの書き込み及びそこからのデータの読み取りを行うため、ヘッド、例えば磁気記録ヘッド２１をディスク、例えば磁気記録ディスク１のアクセス部分に動かすように構成される。本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、ディスクドライブ、例えばＨＤＤ１０１においてディスク、例えば磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときのヘッド、例えば磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。上述のとおり、本発明の実施形態はその趣旨及び範囲内に、ディスクドライブ、例えばＨＤＤ１０１と、ヘッド、例えば磁気記録ヘッド２１と、ディスク、例えば磁気記録ディスク１と、ディスクコントローラ、例えばハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）と、を含む。
ここで図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の実施形態において、ＨＤＤ１０１の第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２のそれぞれの斜視図２００Ａ及び２００Ｂが示される。３つのベクトル９０、９２及び９４は、図１の斜視図１００に対する斜視図２００Ａの向きを示す。図２Ａ及び図２Ｂに示されるとおり、ピボット軸３を中心としたロータリアクチュエータ２の回転方向と平行な、且つピボット軸３から遠いほうの第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の部分は、第１のボイスコイル２２−１の外周部分２２−１ａ及び第２のボイスコイル２２−２の外周部分２２−２ａと称される。さらに、ピボット軸３を中心としたロータリアクチュエータ２の回転方向と平行な、且つピボット軸３に近い第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の部分は、第１のボイスコイル２２−１の内周部分２２−１ｂ及び第２のボイスコイル２２−２の内周部分２２−２ｂと称される。さらに、ピボット軸３を中心としたロータリアクチュエータ２の回転方向と実質的に垂直な第１のボイスコイル２２−１の２つの直線部分は、以下では第１のボイスコイル２２−１の左直線部分２２−１ｃ及び右直線部分２２−１ｄと称され、ピボット軸３を中心としたロータリアクチュエータ２の回転方向と実質的に垂直な第２のボイスコイル２２−２の２つの直線部分は、以下では第２のボイスコイル２２−２の左直線部分２２−２ｃ及び右直線部分２２−２ｄと称される。
図２Ａ及び図２Ｂをさらに参照すると、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１の巻きが第１のボイスコイル軸の周りに巻回され、第２のボイスコイル２２−２の巻きが第２のボイスコイル軸の周りに巻回される。第１のボイスコイル軸及び第２のボイスコイル軸は、ＨＤＤ１０１の組立時及び／又は動作中に、ロータリアクチュエータ２のピボット軸３とほぼ平行に配置され得る。ボイスコイル２２−１及び２２−２は、ボイスコイル２２−１及び２２−２の巻きがボイスコイル軸に対してほぼ平面的な構成で配置されるため、専門用語「パンケーキコイル」によって記載することができ、従って、専門用語「ボイスコイルの平面」は、ボイスコイル軸と垂直な平面であって、その近傍にボイスコイルの巻きが配置される平面を指す。同様に、専門用語「面内」及び「面外」は、それぞれ、ほぼボイスコイルの平面内に位置するベクトル（例えば駆動力）、及びボイスコイルの平面とほぼ垂直な向きのベクトル（例えば面外加振力）を指す。さらに、外周部分、内周部分、右直線部分及び左直線部分は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるとおり、ボイスコイルの平面内でそれらの部分が僅かに円弧状に湾曲していることを除き、ほぼ台形の辺に沿って配置される。従って、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の形態及び形状は、台形の扁平な環体のものである。さらに、本発明の実施形態において、第２のボイスコイル２２−２の形態及び形状は第１のボイスコイル２２−１の形態及び形状と実質的に同じであり、従って第１のボイスコイル２２−１は、比喩的にボイスコイルアセンブリ２２の上半分と称することができ、第２のボイスコイル２２−２は、ボイスコイルアセンブリ２２の下半分と称することができる。
図２Ａ、図２Ｂ及び図３を参照すると、本発明の実施形態において、ボイスコイルアセンブリ２２の第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２を通じて流れる電流が、ＶＣＭマグネット４２−１と４２−２との間の空間にわたる磁界と相互作用することにより生成される駆動力によってボイスコイルアセンブリ２２が動かされるＶＣＭ４の動作原理が示される（図３を参照）。本発明の一実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２を通じて流れる電流は、ＶＣＭ電流の一部分として、それぞれのボイスコイル２２−１及び２２−２の周りを同じ向きに流れる。本明細書で使用されるとき、ＶＣＭ電流は第１のボイスコイル電流２５−１と第２のボイスコイル電流２５−２とを含み、ＶＣＭ電流は、第１のボイスコイル電流２５−１と第２のボイスコイル電流２５−２との合計に等しくてよいが、それに限定されるものではない。時計回り方向或いは反時計回り方向のボイスコイル電流２５−１及び２５−２により、アクチュエータがそれぞれある方向に或いは逆方向に動かされる。第１のボイスコイル電流２５−１が第１のボイスコイル２２−１の巻きを通じて流れると、第１のボイスコイル電流２５−１がＶＣＭマグネット４２−１と４２−２との間の空間にわたる垂直磁界と相互作用して第１のボイスコイル２２−１に対する駆動力が生成され、この駆動力は、第１のボイスコイル２２−１の巻き数、第１のボイスコイル電流２５−１並びにＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２によって生じる垂直磁界に比例する。同様に、第２のボイスコイル電流２５−２が第２のボイスコイル２２−２の巻きを通じて流れると、第２のボイスコイル電流２５−２がＶＣＭマグネット４２−１と４２−２との間の空間にわたる垂直磁界と相互作用して第２のボイスコイル２２−２に対する駆動力が生成され、この駆動力は、第２のボイスコイル２２−２の巻き数、第２のボイスコイル電流２５−２並びにＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２によって生じる垂直磁界に比例する。しかしながら、磁界が水平成分を有する場合、磁界の水平成分に近接して位置するコイルの部分を流れる電流により、コイルのその部分に及ぼされる面外加振力が生じ、これについては次に記載する。
ここで図３を参照すると、本発明の実施形態において、ＶＣＭ４の断面立面図３００が示される。３つのベクトル９０、９２及び９４は、図１の斜視図１００に対する断面立面図３００の向きを示す。本発明の実施形態において、ＶＣＭ４は、少なくとも１つのＶＣＭマグネット、例えばＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２の一方と、ボイスコイルアセンブリ２２と、を含む。ボイスコイルアセンブリ２２は第１のボイスコイル２２−１と第２のボイスコイル２２−２とを含む。第１のボイスコイル２２−１は、少なくとも１つのボイスコイルモータマグネット、例えばＶＣＭマグネット４２−１の磁極に近接して配置される。第２のボイスコイル２２−２は、第１のボイスコイル２２−１が第２のボイスコイル２２−２に実質的に重なるように、第１のボイスコイル２２−１にごく近接して配置される。第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。
さらに図３を参照すると、本発明の実施形態において、図３に示される記号「Ｎ」及び「Ｓ」は、ＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２のそれぞれＮ極及びＳ極を指示する。図３に示されるとおり、ＶＣＭマグネット４２−１は、図面の左上に配置されたＮ極と、図面の右上に配置されたＳ極とを有する。同様に、ＶＣＭマグネット４２−２は、図面の左下に配置されたＳ極と、図面の右下に配置されたＮ極とを有する。図３に示されるとおり、ＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２により発生する垂直磁界に関連した磁束が、ＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２のＮ極からＳ極に向かう破線の垂直な矢印として示される。ＶＣＭ４はまた、ヨーク（図示せず）を備えてもよく、それにＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２が結合されて磁気回路を完成する。さらに、図３に示される記号「Ｘ」及び「点」は、ボイスコイルアセンブリ２２の第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２を流れる第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の方向を指すベクトルの後と前をそれぞれ表している。図３では、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の断面領域が網掛けで指示される。加えて、ＶＣＭ４の磁気中心３０１及びボイスコイルアセンブリ２２の中間面３０３が、水平の一点鎖線により指示される。
さらに図３を参照すると、本発明の実施形態に関連して、ボイスコイルの上側及び下側にそれぞれ配置されたＶＣＭマグネットを含むＶＣＭでは、ボイスコイルアセンブリの中間面がＶＣＭの磁気中心と一致する場合、第１及び第２のボイスコイルに及ぼされる面外加振力が低減され得る。しかしながら、図３に示されるとおり、次に記載する本発明のさらなる実施形態がない場合には、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に面外加振力が及ぼされ得る。ＨＤＤ１０１のアセンブリ及びロータリアクチュエータ２の振動に起因してボイスコイルアセンブリ２２の中間面３０３がＶＣＭ４の磁気中心３０１と一致しない場合、面外加振力は第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に及ぼされ得る。図３に示されるとおり、ＶＣＭ４の右端にある磁界の水平成分により、第１のボイスコイル２２−１の右直線部分２２−１ｄに対して上向きの面外加振力が発生し、第２のボイスコイル２２−２の右直線部分２２−２ｄに対して下向きの面外加振力が発生する。ＶＣＭ４の磁気中心３０１がボイスコイルアセンブリ２２の中間面３０３と一致しないため、第１のボイスコイル２２−１の右直線部分２２−１ｄに対する上向き面外加振力と第２のボイスコイル２２−２の右直線部分２２−２ｄに対する下向き面外加振力とを合計すると、ベクトル９４の垂直方向である第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の軸とほぼ平行な方向に、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の双方に作用する正味の力が発生する。図３の左端で第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２が置かれている位置では、ＶＣＭ４の磁界には無視できる程度の水平成分しかないため、第１のボイスコイル２２−１の左直線部分２２−１ｃに対しては無視できる程度の上向き面外加振力しか発生せず、第２のボイスコイル２２−２の左直線部分２２−２ｃに対しては無視できる程度の下向き面外加振力しか発生しない。結果的に、面外モーメントが第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に及ぼされ、ＶＣＭ電流が曲げ及びねじりなどの面外構造共振を加振し、磁気記録ヘッド２１に有害な振動がもたらされる。ＶＣＭ４はもはや安定した制御を維持しなくなり得る。加えて、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の可動範囲において面外構造共振を加振する力は様々であり、従って共振の加振は、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の全可動範囲にわたって起こり得る。
他方で、さらに図３を参照すると、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、図示されるとおり、第１のボイスコイル２２−１に印加された第１のボイスコイル電流２５−１によって第１のボイスコイル２２−１の右直線部分２２−１ｄに対して上向きの面外加振力が発生する場合、より大きい第２のボイスコイル電流２５−２が第２のボイスコイル２２−２に印加され、それにより第２のボイスコイル２２−２の右直線部分２２−２ｄに対する下向き面外加振力を増加させ、第１のボイスコイル２２−１の右直線部分２２−１ｄに対する上向き面外加振力の影響を相殺し得るように構成されてもよい。従って、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１に作用する力の成分と第２のボイスコイル２２−２に作用する力の成分との合計が、ベクトル９４の垂直方向である第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の軸とほぼ平行な方向において低減されるが、それに限定されるものではない。図３の左端で第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２が置かれている位置では、ＶＣＭ４の磁界には無視できる程度の水平成分しかないため、第１のボイスコイル２２−１の左直線部分２２−１ｃに対しては無視できる程度の上向き面外加振力しか発生せず、第２のボイスコイル２２−２の左直線部分２２−２ｃに対しては無視できる程度の下向き面外加振力しか発生しない。結果的に、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に面外モーメントは発生せず、ＶＣＭ電流は曲げ及びねじりなどの面外構造共振を加振しない。従って、本発明の実施形態において、ＶＣＭ４は安定制御を維持する。加えて、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の可動範囲において先に面外構造共振を加振した正味の力を解消することができ、従って、共振の加振が第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の全可動範囲にわたって抑制される。しかしながら、前述の考察は、ボイスコイルアセンブリ２２がベクトル９０の方向に沿って左から右へと或いは右から左へと動くときに直面するＶＣＭ４の磁界の水平成分に関連する面外加振力のみに対処した。しかしながら、ＶＣＭ４の磁界における水平成分はまた、ボイスコイルアセンブリ２２の内周部分及び外周部分、例えば第１のボイスコイル２２−１の外周部分２２−１ａ及び第２のボイスコイル２２−２の外周部分２２−２ａ、並びに第１のボイスコイル２２−１の内周部分２２−１ｂ及び第２のボイスコイル２２−２の内周部分２２−２ｂにも存在し、その影響については次に記載する。
ここで図４を参照すると、本発明の実施形態に関連して、ボイスコイルアセンブリ２２のワイヤフレームモデルの斜視図４００が示される。図４は、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に及ぼされ得るが、しかし本発明の実施形態において抑制される他の面外加振力を示す。３つのベクトル９０、９２及び９４は、図１の斜視図１００に対する斜視図４００の向きを示す。図４に示されるとおり、ボイスコイルアセンブリ２２は第１のボイスコイル２２−１と少なくとも第２のボイスコイル２２−２とを含む。しかしながら、本発明の他の実施形態において、ボイスコイルアセンブリは、第１のボイスコイル２２−１、第２のボイスコイル２２−２、第３のボイスコイル（図示せず）、及び少なくとも第４のボイスコイル（図示せず）を含む複数のボイスコイルをさらに含み得る。複数のボイスコイルは、本明細書に記載される第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２についての本発明の実施形態と同様に、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。第１のボイスコイル２２−１は、外周部分２２−１ａ、内周部分２２−１ｂ、左直線部分２２−１ｃ及び右直線部分２２−１ｄを含む。第２のボイスコイル２２−２は、外周部分２２−２ａ、内周部分２２−２ｂ、左直線部分２２−２ｃ及び右直線部分２２−２ｄを含む。さらに、本発明の実施形態において、第２のボイスコイル２２−２の形態及び形状は、第１のボイスコイル２２−１の形態及び形状と実質的に同じであり、第２のボイスコイル２２−２は、第１のボイスコイル２２−１が第２のボイスコイル２２−２と実質的に重なって、限定はされないが台形の扁平な環体の形態及び形状のボイスコイルアセンブリ２２を生じるように、第１のボイスコイル２２−２にごく近接して配置される。本発明の実施形態において、この第１のボイスコイル２２−１と第２のボイスコイル２２−２との構成は、次に記載するとおり、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動の低減を提供し得る。
さらに図４を参照すると、本発明の実施形態に関連して、ロータリアクチュエータ２の回転中心から最も遠く離れて位置するＶＣＭマグネット４２−１及び４２−２の外周からの磁束は、コイルの平面と垂直ではない。従って、ボイスコイルアセンブリ２２の外周部分、例えばボイスコイル２２−１の外周部分２２−１ａ及びボイスコイル２２−２の外周部分２２−２ａに面外加振力が発生し得る。同様に、図４に示されるとおり、ボイスコイルアセンブリ２２の内周部分、例えばボイスコイル２２−１の内周部分２２−１ｂ及びボイスコイル２２−２の内周部分２２−２ｂにも面外加振力が発生し得るが、その大きさは、図示されるとおり実質的により少ない。本発明の実施形態がなければ、こうした面外加振力は雑音及びセトリング振動の一因となる。同様に図４に示されるとおり、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される電流の向きは同じである。しかしながら、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される電流の大きさは等しくなく、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に対する電流の大きさの比率は、曲げ及びねじりなどの構造共振の加振がほとんどないように調整され得る。従って、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、第１のボイスコイル電流２５−１が第１のボイスコイル２２−１に印加される場合に、第２のボイスコイル２２−２に印加される第２のボイスコイル電流２５−２が、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の軸とほぼ平行な方向における第１のボイスコイル２２−１に作用する力の成分と第２のボイスコイル２２−２に作用する力の成分との合計を低減することができるように構成される。さらに、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル電流２５−１と第２のボイスコイル電流２５−２との合計はロータリアクチュエータ２の全可動範囲にわたり一定である。本発明の別の実施形態において、第１のボイスコイル電流２５−１と第２のボイスコイル電流２５−２との合計は、ロータリアクチュエータ２の全可動範囲にわたり均一な回転運動を提供するように調整されてもよい。本発明のさらに別の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２におけるＶＣＭ電流の比率は、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２において加振される構造共振を低減するように調整される。従って、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２のねじり構造共振を抑制するように構成される。
ここで図５を参照すると、本発明の実施形態に関連して、図４のボイスコイルアセンブリ２２を含むロータリアクチュエータ２の多角形メッシュモデルの斜視図５００が示される。図５は、ねじり構造共振によって引き起こされる形状変化を示し、本発明の実施形態においてはこのねじり構造共振が抑制される。３つのベクトル９０、９２及び９４は、図１の斜視図１００に対する斜視図５００の向きを示す。本発明の実施形態において、ロータリアクチュエータ２は、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。ロータリアクチュエータ２はボイスコイルアセンブリ２２を含む。ボイスコイルアセンブリは第１のボイスコイル２２−１と少なくとも第２のボイスコイル２２−２とを含む。ボイスコイルアセンブリ２２の下部が隠れて見えないため、第１のボイスコイル２２−１の外周部分２２−２ａしか示されていない。しかし、図５には、第１のボイスコイル２２−１の外周部分２２−１ａ、内周部分２２−１ｂ、左直線部分２２−１ｃ及び右直線部分２２−１ｄが示される。第２のボイスコイル２２−２は、第１のボイスコイル２２−１が第２のボイスコイル２２−２に実質的に重なるように、第１のボイスコイル２２−１にごく近接して配置され、先述のとおり、ロータリアクチュエータ２の遠位端でヘッドがロータリアクチュエータ２と連結される。第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、ロータリアクチュエータ２の遠位端と反対側の近位端に配置される。本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は、ＨＤＤ１０１において磁気記録ディスク１上のデータがアクセスされるときの磁気記録ヘッド２１の振動を低減するように構成される。
さらに図５を参照すると、本発明の実施形態に関連して、第１のコイル２２−１に及ぼされる面外加振力が第２のコイル２２−２に及ぼされる面外加振力より大きい場合、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に及ぼされるねじりモーメントが低減されるように、第１のボイスコイル電流２５−１の大きさが第２のボイスコイル電流２５−２の大きさより小さくされ得る。第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の大きさの比率は、説明のため図５に示されるねじり構造共振モードの加振がほとんどないように調整され得る。本発明の実施形態において、ねじり構造共振モードの加振は、ボイスコイルアセンブリ２２の可動範囲全体にわたり低減され得る。さらに、本発明のさらに他の実施形態では、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の大きさの比率の変動が、磁気記録ヘッド２１の位置に応じて調整されてもよく、磁気記録ヘッド２１の位置に依存する第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の大きさの比率のこうした変動は、制御データを格納するルックアップテーブルを提供するように構成されたメモリ内のテーブル値である制御データとして、ＨＤＣにより保存されるか、或いはそれにより取得され得る。さらに、本発明のさらに別の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の大きさの合計は、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の可動範囲について一定である。さらに、本発明のさらに別の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加される第１のボイスコイル電流２５−１及び第２のボイスコイル電流２５−２の大きさの合計が、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２の可動範囲にわたり一定である場合、ロータリアクチュエータ２の均一な回転モーメントが可動範囲にわたって実現され得る。例として、本発明の実施形態において、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２は同じ形態及び形状を有し得るが、それに限定されるものではない。しかし、本発明の実施形態はまた、その趣旨及び範囲内に、異なる形状を有する第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２も含む。第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加されるＶＣＭ電流の比率の調整方法を、次に記載する。
ここで図６を参照すると、本発明の実施形態において、印加されるＶＣＭ電流に対するロータリアクチュエータ２の周波数応答の関数としての磁気記録ヘッド変位の伝達関数６１０のプロット６００が示される。伝達関数６１０のプロット６００の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位のゲイン６０３であり、横軸は、キロヘルツ（ｋＨｚ）単位の周波数６０１である。伝達関数は、磁気記録ヘッド変位に現れるねじり構造共振、主共振、及び高次共振を示す。伝達関数は、ねじり構造共振を抑制するための、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２のモード寄与率の値の決定に使用される。図６は、ＶＣＭ電流から磁気記録ヘッド２１への伝達関数を示す。本発明の実施形態において、それぞれのボイスコイル２２−１及び２２−２によって加振されるモード寄与率は、一定の試験電流を、伝達関数におけるねじり構造共振の周波数で別個に第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に印加することにより得ることができる。第１のコイル及び第２のボイスコイルのモード寄与率は、それぞれα及びβにより指示される。しかし、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に流れるＶＣＭ電流の大きさの比率が逆であれば、それぞれβ及びαとなる。さらに、ロータリアクチュエータ２の可動範囲においてαとβとの合計が一定である場合、可動範囲における回転モーメントは一定に保たれ得る。これらのボイスコイル電流値を調整することにより、ねじり構造共振の加振が低減され、ロータリアクチュエータ２の動きの安定した制御が提供され得る。
さらに図１及び図６を参照すると、本発明の実施形態において、ＨＤＤ１０１は、ＨＤＣと、ルックアップテーブルを提供するように構成されたメモリと、をさらに含み得る。ＨＤＣは、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２に対するねじりモーメントを低減するために第１のボイスコイル２２−１に印加される第１のボイスコイル電流２５−１を第１の比率のＶＣＭ電流に調整し、且つ第２のボイスコイル２２−２に印加される第２のボイスコイル電流２５−２を第２の比率のＶＣＭ電流に調整するために使用されるルックアップテーブルから制御データを取り出すように構成される。本発明の実施形態において、制御データは、第１のボイスコイル２２−１に関連する第１のモード寄与率αと、第２のボイスコイル２２−２に関連する第２のモード寄与率βと、を含む。第１のモード寄与率αは、ねじり構造共振に関連する共振周波数で第１のボイスコイル２２−１に対して所与の振幅の第１の試験電流を印加したときの、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２のねじり構造共振の振幅に対する第１の寄与割合により決定される。同様に、第２のモード寄与率βは、ねじり構造共振に関連する共振周波数で第２のボイスコイル２２−２に対して所与の振幅の第２の試験電流を印加したときの、第１のボイスコイル２２−１及び第２のボイスコイル２２−２のねじり構造共振の振幅に対する第２の寄与割合により決定される。本発明の実施形態において、ＨＤＣは、第２のモード寄与率βにより与えられる値に比例してＶＣＭ電流の第１の比率を調整し、且つ第１のモード寄与率αにより与えられる値に比例してＶＣＭ電流の第２の比率を調整するように構成される。本発明の実施形態において、ＶＣＭ電流の第１の比率とＶＣＭ電流の第２の比率との合計は、ロータリアクチュエータ２の全可動範囲にわたり一定である。
本発明の具体的な実施形態の前述の記載は、例示及び記載のために提供されている。これらは、網羅的であること、又は本発明を開示されている詳細な形態に限定することを意図するものではなく、上記の教示をふまえて多くの変更及び変形が可能である。本明細書に記載される実施形態は、本発明の原理及びその実践的な応用を最良に説明し、それにより当業者が本発明及び様々な実施形態を、企図される特定の使用に適するような様々な変更を含んで最良に利用することが可能となるように選択し、記載した。本発明の範囲は、本明細書に添付される特許請求の範囲及びその均等物によって定義されることが意図される。
１ 磁気記録ディスク、２ ロータリアクチュエータ、３ 揺動軸、４ ＶＣＭ、２１ 磁気記録ヘッド、２２ ボイスコイルアセンブリ、２２−１ 第１のボイスコイル、２２−２ 第２のボイスコイル、２２−１ａ，２２−２ａ 外周部分、２２−１ｂ，２２−２ｂ 内周部分、２２−１ｃ，２２−２ｃ 左直線部分、２２−１ｄ，２２−２ｄ 右直線部分、２５−１ 第１のボイスコイル電流、２５−２ 第２のボイスコイル電流、４２−１，４２−２ ＶＣＭマグネット、９０，９２，９４ ベクトル、１００，２００Ａ，２００Ｂ，４００，５００ 斜視図、１０１ ＨＤＤ、３００ 断面立面図、３０１ 磁気中心、３０３ 中間面、６００ プロット、６０１ 周波数、６０３ ゲイン、６１０ 伝達関数。

Claims (25)

  1. 少なくとも１つのボイスコイルモータマグネットと、
    前記ボイスコイルモータマグネットの磁極に近接して配置された第１のボイスコイルと、前記第１のボイスコイルと実質的に重なるように、前記第１のボイスコイルに近接して配置された第２のボイスコイルと、を含むボイスコイルアセンブリと、
    を含み、
    前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、ディスクドライブにおいてディスク上のデータがアクセスされるときのヘッドの振動を低減するように駆動される、
    ボイスコイルモータ。
  2. 前記ボイスコイルアセンブリが、前記第１のボイスコイルと、前記第２のボイスコイルと、第３のボイスコイルと、第４のボイスコイルと、を含み、
    前記複数のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記ヘッドの振動を低減するように駆動される、
    請求項１に記載のボイスコイルモータ。
  3. 前記第１のボイスコイルの巻き及び前記第２のボイスコイルの巻きが、前記ディスクドライブにおけるロータリアクチュエータのピボット軸とほぼ平行な軸を中心に巻回され、
    第１のボイスコイル電流が前記第１のボイスコイルに印加される場合に、前記第２のボイスコイルに印加される第２のボイスコイル電流が、前記第１及び第２のボイスコイルの前記軸とほぼ平行な方向における前記第１のボイスコイルに作用する力の成分と第２のボイスコイルに作用する力の成分との合計を低減することができるように調整される、
    請求項１に記載のボイスコイルモータ。
  4. 前記第２のボイスコイルの形状が、前記第１のボイスコイルの形状と実質的に同じである、
    請求項１に記載のボイスコイルモータ。
  5. 前記第１及び第２のボイスコイルの前記形状が、台形の扁平な環体である、
    請求項４に記載のボイスコイルモータ。
  6. 前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記第１及び第２のボイスコイルのねじり構造共振を抑制するように駆動される、
    請求項１に記載のボイスコイルモータ。
  7. ロータリアクチュエータであって、
    第１のボイスコイルと、前記第１のボイスコイルと実質的に重なるように、前記第１のボイスコイルに近接して配置された第２のボイスコイルと、を含むボイスコイルアセンブリを含み、
    ヘッドが前記ロータリアクチュエータの遠位端で前記ロータリアクチュエータと連結され、前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、前記ロータリアクチュエータの前記遠位端と反対側の近位端に配置され、
    前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、ディスクドライブにおいてディスク上のデータがアクセスされるときの前記ヘッドの振動を低減するように駆動される、
    ロータリアクチュエータ。
  8. 前記ボイスコイルアセンブリが、前記第１のボイスコイルと、前記第２のボイスコイルと、第３のボイスコイルと、第４のボイスコイルと、を含み、
    前記複数のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記ヘッドの振動を低減するように駆動される、
    請求項７に記載のロータリアクチュエータ。
  9. 前記第１のボイスコイルの巻き及び前記第２のボイスコイルの巻きが、前記ディスクドライブにおいて前記ロータリアクチュエータのピボット軸とほぼ平行な軸を中心として巻回され、
    第１のボイスコイル電流が前記第１のボイスコイルに印加される場合に、前記第２のボイスコイルに印加される第２のボイスコイル電流が、前記第１及び第２のボイスコイルの前記軸とほぼ平行な方向における前記第１のボイスコイルに作用する力の成分と第２のボイスコイルに作用する力の成分との合計を低減することができるように調整される、
    請求項７に記載のロータリアクチュエータ。
  10. 前記第２のボイスコイルの形状が、前記第１のボイスコイルの形状と実質的に同じである、
    請求項７に記載のロータリアクチュエータ。
  11. 前記第１及び第２のボイスコイルの前記形状が、台形の扁平な環体である、
    請求項１０に記載のロータリアクチュエータ。
  12. 前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記第１及び第２のボイスコイルのねじり構造共振を抑制するように駆動される、
    請求項７に記載のロータリアクチュエータ。
  13. ディスクドライブであって、
    少なくとも１つのヘッドと、
    回転自在に装着された少なくとも１つのディスクと、
    遠位端に前記ヘッドが連結されたロータリアクチュエータであって、前記ディスクのアクセス部分に前記ヘッドを動かすように構成されたロータリアクチュエータと、
    少なくとも１つのボイスコイルモータマグネットと、前記ボイスコイルモータマグネットの磁極に近接して配置された第１のボイスコイル及び前記第１のボイスコイルと実質的に重なるように前記第１のボイスコイルに近接して配置された第２のボイスコイルを含むボイスコイルアセンブリと、を含むボイスコイルモータと、
    を含み、
    前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、前記ロータリアクチュエータの前記遠位端と反対側の近位端に配置され、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記ヘッドの振動を低減するように駆動される、
    ディスクドライブ。
  14. 前記ボイスコイルアセンブリが、前記第１のボイスコイルと、前記第２のボイスコイルと、第３のボイスコイルと、第４のボイスコイルと、を含み、
    前記複数のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記ヘッドの振動を低減するように駆動される、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
  15. 前記第２のボイスコイルの形状が、前記第１のボイスコイルの形状と実質的に同じである、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
  16. 前記第１及び第２のボイスコイルの前記形状が、台形の扁平な環体である、
    請求項１４に記載のディスクドライブ。
  17. 前記第１のボイスコイル及び前記第２のボイスコイルが、前記ディスクドライブにおいて前記ディスク上のデータがアクセスされるときの前記第１及び第２のボイスコイルのねじり構造共振を抑制するように駆動される、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
  18. 前記第１のボイスコイルの巻き及び前記第２のボイスコイルの巻きが、前記ディスクドライブにおける前記ロータリアクチュエータのピボット軸とほぼ平行な軸を中心に巻回され、
    第１のボイスコイル電流が前記第１のボイスコイルに印加される場合に、前記第２のボイスコイルに印加される第２のボイスコイル電流が、前記第１及び第２のボイスコイルの前記軸とほぼ平行な方向における前記第１のボイスコイルに作用する力の成分と第２のボイスコイルに作用する力の成分との合計を低減することができるように調整される、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
  19. 前記第１のボイスコイル電流と前記第２のボイスコイル電流との合計が、前記ロータリアクチュエータの可動範囲にわたり一定である、
    請求項１７に記載のディスクドライブ。
  20. 前記第１のボイスコイル電流と前記第２のボイスコイル電流との合計が、前記ロータリアクチュエータの可動範囲にわたり均一な回転運動を提供するように調整される、
    請求項１７に記載のディスクドライブ。
  21. ディスクコントローラと、
    ルックアップテーブルを提供するように構成されたメモリと、
    をさらに含み、
    前記ディスクコントローラが、前記第１及び第２のボイスコイルに対するねじりモーメントを低減するように第１のボイスコイル電流を第１の比率のボイスコイルモータ電流に調整し、第２のボイスコイル電流を第２の比率のボイスコイルモータ電流に調整するために、前記ルックアップテーブルから制御データを取り出す、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
  22. 前記制御データが、前記第１のボイスコイルに関連する第１のモード寄与率αと、前記第２のボイスコイルに関連する第２のモード寄与率βと、を含み、
    前記第１のモード寄与率αが、ねじり構造共振に関連する共振周波数で前記第１のボイスコイルに対して所与の振幅の第１の試験電流を印加したときの、前記第１及び第２のボイスコイルのねじり構造共振の振幅に対する第１の寄与割合により決定され、
    前記第２のモード寄与率βが、ねじり構造共振に関連する共振周波数で前記第２のボイスコイルに対して所与の振幅の第２の試験電流を印加したときの、前記第１及び第２のボイスコイルのねじり構造共振の振幅に対する第２の寄与割合により決定される、
    請求項２１に記載のディスクドライブ。
  23. 前記ディスクコントローラが、前記第２のモード寄与率βにより与えられる値に比例して前記第１のボイスコイルモータ電流の前記第１の比率を調整し、及び前記第１のモード寄与率αにより与えられる値に比例して前記第２のボイスコイルモータ電流の前記第２の比率を調整する、
    請求項２１に記載のディスクドライブ。
  24. 前記第１のボイスコイルモータ電流の前記第１の比率と、前記第２のボイスコイルモータ電流の前記第２の比率との合計が、前記ロータリアクチュエータの可動範囲にわたり一定である、
    請求項２１に記載のディスクドライブ。
  25. 前記第１のボイスコイル電流と前記第２のボイスコイル電流との比率が、前記第１及び第２のボイスコイルにおいて加振される構造共振を低減するように調整される、
    請求項１３に記載のディスクドライブ。
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