JP3525175B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置、
特に２．５インチ規格として知られるマイクロハードデ
ィスクを用いた小型薄形の磁気ディスク装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置としてハー
ドディスク装置、フロッピィディスク装置あるいはＲＡ
Ｍメモリ等が知られており、特に小型パーソナルコンピ
ュータではこれらの外部装置をその用途に応じて使い分
けることが一般的である。

【０００３】従来において、ハードディスク装置はその
記憶容量が大きいことから最近の大規模になりつつある
プログラム処理には最適であるが、通常コンピュータ内
部に組み込まれた固定メモリ装置を構成しており、簡便
に持ち運ぶことはできない。

【０００４】このようなハードディスク装置はＩＢＭ社
によって提唱されたウィンチェスター型を標準型として
８インチ規格、５．２５インチ規格そして３．５インチ
規格とその小型化が図られてきた。この３．５インチ規
格のハードディスクドライブは同一サイズのフロッピィ
ディスクドライブともほぼ同等の外形寸法を有し、現在
世界中において幅広く支持された業界標準を形成してい
る。

【０００５】このような３．５インチ規格の装置は例え
ばフロッピィディスク装置においてはシチズン時計株式
会社製の０ＳＤＡ−３９Ｃ等の０Ｓシリーズ（標準３．
５インチ型）そしてＶ１ＤＡ−１０Ａ等のＶ１シリーズ
（薄型３．５インチ型）として広く用いられ、またハー
ドディスク装置の一例としてはコナーペリフェラルズ社
のＣＰ４０２４が周知である。

【０００６】このような３．５インチ規格の磁気ディス
ク装置に対し、コンピュータの小型化はさらに磁気ディ
スク装置に対する小型化を要求しており、特に近年のブ
ック型コンピュータあるいはノート型コンピュータにお
いては、磁気ディスク装置の小型化特にその薄型化が強
く要望されている。すなわち、このようなブック型ある
いはノート型コンピュータにおいては、キーボードの大
きさ特にその平面形状は使用者のキー入力操作性を確保
するためにも一定の面積を必要とし、従来において装置
の小型化は内蔵バッテリ、表示装置そして記憶装置に絞
られていた。表示装置、特に液晶表示装置あるいはプラ
ズマディスプレイは極めて有力な表示装置であるが、こ
れらの小型化は急速に進んでおり、視認性に優れかつ階
調をもった薄形の液晶あるいはプラズマディスプレイ装
置が既に実用化されている。一方において、内蔵バッテ
リはその小型化及び軽量化が未だ完成してはいないが、
コンピュータの消費電力を低減する努力と共にバッテリ
の小型化も徐々にではあるが進みつつあるのが現状であ
る。

【０００７】このような状態で、ブック型あるいはノー
ト型コンピュータの小型化はその平面形状をキーボード
面積で一定の大きさに規制されるとするならば、外部記
憶装置例えばハードディスク装置はこのキーボードの裏
側に配置されるのが自然であり、また装置の小型化に寄
与する。そして、この場合、従来の３．５インチ型磁気
ディスク装置もその平面形状はキーボードに比して十分
小さくなっており、残る問題はこれらの磁気ディスク装
置をいかに薄型化するかである。

【０００８】ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ９１／０２３４９
号（コナー発明）はこのような磁気ディスク装置の薄型
化に対する有用な提案をしている。このコナー発明によ
れば、２．５インチ（約６５ｍｍ）型規格のハードディ
スクが用いられ、装置外形は長さ４インチ（１０１．６
ｍｍ）、幅２．７５インチ（約７０ｍｍ）そして高さ
０．６８インチ（約１７ｍｍ）の小型化が図られ、両面
記録ハードディスクで約２０メガバイト（フォーマット
容量）のデータ記憶容量を実現した。

【０００９】しかしながら、このコナー発明でも十分で
はなく、これからの小型化されたコンピュータに標準タ
イプとして実装するためには満足できない点がいくつか
残存している。

【００１０】第１に平面形状の問題がある。コナー発明
は従来の標準３．５インチ規格のＦＤＤ（又はＨＤＤ）
の半分の大きさすなわち長さが標準３．５インチ規格の
幅と等しく幅が標準３．５インチ規格の長さの半分に等
しいという大きさを提案した。

【００１１】しかしながら、このサイズは実用上いくつ
かの不備を生じさせる。すなわち、実際上従来の標準
３．５インチ規格の半分のスペースでマイクロ磁気ディ
スク装置を収納した場合においては、実際上このマイク
ロ磁気ディスク装置では、ホストコンピュータとの接続
用のコネクタを考慮しなければならず、その大きさはコ
ナー発明で提案されているサイズよりさらに小型化が望
まれるわけである。特に、後述するハードディスクアセ
ンブリをコンピュータから取り外して携帯可能とするよ
うな場合にはこのようなコネクタ部の突出が大きな問題
となり、さらにブックコンピュータに２基の磁気ディス
ク装置を装着するような課題に対してコナー発明は満足
のできる解答を与えていない。

【００１２】このような平面サイズに関しては、さらに
従来の薄型ＦＤＤ装置で標準とされた９６ｍｍ×１３０
ｍｍという大きさがさらに考慮されなければならない。
前述したコナー発明のマイクロハードディスクドライブ
の長さはこの薄型ＦＤＤ３．５インチ規格に対してはそ
の長さが標準規格の幅９６ｍｍを上回る１０１．６ｍｍ
となってしまい、実際上出荷数の多い薄型ＦＤＤフレー
ムをもったコンピュータに対する互換性を失ってしまう
場合が生じる。

【００１３】さらに大きな問題はコナー発明の厚さであ
り、コンピュータ業界の要望は真に携帯可能なコンピュ
ータを実現するためには磁気ディスク装置のさらなる薄
型化を要求しているのが実状である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来に
おいては、磁気ディスク装置、特にハードディスク装置
の小型薄型化に対し未だ標準仕様となるべき成熟した開
発がなされておらず、このために、使用者は依然として
メモリ装置に対して大きな容積を割かなければならず、
厚みのあるキーボードを用いられる結果、劣悪な操作性
を余儀なくされるという問題が残っていた。

【００１５】一般に、磁気ディスク装置を小型化し特に
薄型化することによってブック型あるいはノート型コン
ピュータに対しても広く適用可能な磁気ディスク装置を
提供する場合、小型化、薄型化した磁気ディスク装置は
外乱の影響を受けやすく、制御精度が低下してしまうと
いう問題がある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、磁気ディスクのリードライトを制御するディスクコ
ントローラ回路と、前記ディスクコントローラ回路と積
層配置され、その内部に記録情報を磁気的にリードライ
ト可能な磁気ディスクが内蔵されたディスクエンクロー
ジャと、を含む磁気ディスク装置であって、前記ディス
クエンクロージャは、少なくとも、前記磁気ディスク
と、この磁気ディスクを回転するスピンドルモータと、
前記磁気ディスクの径方向にリードライトヘッドを移動
させて所望のトラック位置に静止保持させるリードライ
トヘッドアクチュエータと、前記リードライトヘッドを
制御するリードライトアンプ回路基板と、さらにこれら
の各構成要素を気密状態で内蔵するハウジングとを含
み、前記ディスクコントローラ回路は、リードライトヘ
ッドアクチュエータのボイスコイルモータを駆動制御す
るためのＶＣＭコントローラを含む磁気ディスク装置に
おいて、前記ＶＣＭコントローラはリードライトヘッド
アクチュエータの動き推定系とリードライトヘッドアク
チュエータに加わる外乱推定系の２系列の状態推定系を
分離して有し、各推定系の推定値は計算回路によって次
のセグメントの各推定系への入力指令値となることを特
徴とする。

【００１７】また、前述の構成において、前記ディスク
エンクロージャと前記ディスクコントローラ回路の合計
厚みが約１２．７ｍｍに設定されていることを特徴とす
る。

【００１８】更に、前述の構成において、前記ディスク
エンクロージャの厚みが約８．５ｍｍであることを特徴
とする。

【００１９】本発明における磁気ディスク装置は、ハー
ドディスク等の磁気記録媒体を高速回転可能に内蔵した
ディスクエンクロージャとこのディスクエンクロージャ
に必要な駆動制御信号及びリードライト信号の授受を行
うディスクコントローラ回路とを積層配置し、この磁気
ディスク装置の形状を最適なサイズにしている。

【００２０】前記ディスクエンクロージャはベースとカ
バーがパッキンにてシールされて気密性に優れたハウジ
ングを形成し、このハウジングは外形がほぼフラットな
凹凸のない形状を有している。

【００２１】そして、このハウジング内には２．５イン
チ規格すなわち約６５ｍｍの外形を有する磁気ハードデ
ィスクが回転可能に組み込まれており、またこの磁気ハ
ードディスクを高速回転するためにスピンドルモータが
内蔵されている。このスピンドルモータは薄型軸受を有
し、前記従来に比して著しく薄型化されたディスクエン
クロージャを可能としている。

【００２２】磁気ハードディスクに対してその径方向に
移動して所定トラックでデータのリードライトを行うリ
ードライトヘッドをサスペンションの一端に担持し、こ
のサスペンションの他端をボイスコイルモータにて回動
させるリードライトアクチュエータがハウジング内に組
み込まれており、アクチュエータは低慣性かつ小型に構
成されており、前記サスペンションをウィンチェスター
型ヘッドの標準サスペンションを用いた場合においても
前述した小型ハウジングを実現することができる。

【００２３】本発明においてリードライトヘッドから得
られる微小電圧信号に外部ノイズが混入することを防ぐ
ため、ハウジング内にはリードライトアンプ回路基板が
内蔵されており、これによって、ディスクエンクロージ
ャからはＳＮ比の高いリード信号を導き出すことができ
る。

【００２４】また、前記ハウジングは金属製、好ましく
はアルミダイキャストから構成することが好適であり、
これによって十分な強度と外部からの電磁波あるいは静
電ノイズの侵入を確実に防止している。

【００２５】また、本発明のディスクエンクロージャは
前述した如くディスクコントローラ回路と積層配置さ
れ、それらの合計厚みは約１２．７ｍｍに設定されてい
る。

【００２６】本発明において、好ましくは前記ディスク
コントローラ回路に設けられているボイスコイルモータ
コントローラは現代制御による状態推定制御を行うこと
が好適であり、このような磁気ディスク装置への現代制
御理論の適用は既にワークマン特許（米国特許第４６７
９１０３号及びこれに対応する特開昭６２−２５７６８
２号）で示されているが、本発明における現代制御回路
においては、リードライトヘッドの動き推定系とリード
ライトヘッドに加わる外乱推定系の２系列を分離独立し
て構成したことを特徴とする。

【００２７】この結果、装置の小型化のために本発明に
おいてボイスコイルモータすなわちリードライトヘッド
アクチュエータを小型化したことによる外乱の影響を受
け易いという点に対しこのＶＣＭコントローラでの独立
した外乱推定系による補償作用が有効に働き、前記小型
ＶＣＭであっても十分な高密度記録を可能としている。

【００２８】すなわち、本発明においてはボイスコイル
モータによってリードライトヘッドを所望のトラックに
移送してこのトラックをトレースしなければならない
が、実際上各トラックは真円ではなく僅かな歪を有して
おり、この歪に対してボイスコイルモータを用いてリー
ドライトヘッドを正しく追従させるため本発明において
は動き推定系によるフィードフォワード制御が行われ
る。前述した従来のワークマン発明によれば、この動き
推定系に外乱推定系が一体に組み込まれ単独系でフィー
ドフォワード制御が行われていた。このような単独推定
系による現代制御は対象となるボイスコイルモータが十
分に大きな出力トルクを有する場合には正しいトラック
追従作用を行うことができるが、本発明のようにボイス
コイルモータの小型化を図った場合には、外乱すなわち
ボイスコイルモータの軸受摩擦力、ベアリングにおける
不正回転（スティクション）、アクチュエータ及びヘッ
ドに電力あるいは信号を供給するためのＦＰＣ基板の付
勢力あるいはディスクエンクロージャ内での風力等が外
乱として小型アクチュエータに対して大きな影響力を与
えてしまう。

【００２９】本発明の小型アクチュエータでこのような
外乱が従来の大トルクアクチュエータに比して大きな比
率を占めることは容易に理解され、本発明はこのような
事態に対処するために、現代制御における外乱推定系を
動き推定系と別個に独立させ両系統に対してそれぞれ最
適なゲインを実験的に与えて高密度記録を可能とした。
実際上、本発明において、２０００ｔｐｉ以上そして５
５Ｋｂｐｉ以上の高密度記録を達成することができた。

【００３０】

【作用】従って、本発明によれば、各推定系の推定値を
計算回路による次のセグメントの各推定系への入力指令
値とすることにより時々刻々と変化する外乱の影響を読
みとり補正することが可能になるので、迅速かつ正確な
リードライトヘッドアクチュエータの状態補正（位置補
償）を行うことができる。その結果、磁気ディスク装置
が著しく小型化され、また従来の標準３．５インチ規格
装置に対してもその幅方向に対してコネクタを含めた長
さの組込みを可能とし、あるいは従来における薄型３．
５インチ規格の横幅と同じ長さのディスク装置を提供す
ることができる。

【００３１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

【００３２】図１には本発明に係る磁気ディスク装置の
好適な実施例の要部断面が示され、また図２にはこの磁
気ディスク装置のディスクエンクロージャとディスクコ
ントロール回路との間のコネクタ側の端面形状が示され
ている。さらに、図３には本発明の実施例におけるディ
スクエンクロージャとディスクコントロール回路との積
層状態が正面図として示され、また、図４には本実施例
のハウジングカバーを取り外した状態のディスクエンク
ロージャ内部構造が示されている。図において、ディス
クエンクロージャ１０はハウジング１１の内部に各部が
内蔵された気密エンクロージャ構造を有しており、前記
ハウジング１１はハウジングベース１２とハウジングカ
バー１３を含み、両者間にはパッキン１４が介装され、
内部を気密室としている。

【００３３】前記ハウジングベース１２及びハウジング
カバー１３はアルミダイキャストから形成されており、
各ベース１２及びカバー１３の表面には２０μｍ程度の
厚さを有する電着塗装が施され、外面の装飾、電気的絶
縁そして内面におけるダイキャスト細孔からのガス侵出
を防いでいる。このアルミ金属製ハウジングによれば、
外部からディスクエンクロージャ１０内に電磁ノイズあ
るいは静電ノイズが侵入することを確実に防止すること
が可能である。

【００３４】前記パッキン１４は両ベース１２及びカバ
ー１３の結合面に設けられ、実際上いずれかの接合面に
パッキン１４が凹凸噛合いし、あるいは予め接着され、
両ベース１２、カバー１３を止めネジ１５によってネジ
締め固定するときに内部の気密室をしっかりとシールす
ることができる。パッキン１４としては例えばフッソ系
ゴムが好適である。

【００３５】本実施例において、このディスクエンクロ
ージャは小型形状を有しており、実際上その長さ方向に
は約９６ｍｍ、幅方向には約７０ｍｍの寸法が与えられ
ている。

【００３６】本実施例において、ディスクエンクロージ
ャ１０にはディスクコントローラ回路７５が積層配置さ
れており、このディスクコントローラ回路７５はディス
クコントローラ回路基板７６を有し、この基板７６が止
めネジ７７によってディスクエンクロージャ１０のハウ
ジングベース１２にしっかりと固定されている。

【００３７】実施例において、このディスクコントロー
ラ回路基板７６は前記ディスクエンクロージャ１０とほ
ぼ同一の平面形状を有し、その一端に固定された外部接
続用コネクタ７８によってホストコンピュータと接続さ
れている。また基板７６にはディスクエンクロージャ１
０の駆動系及び信号系と電気的に接続するための回路側
コネクタ７９を含む。

【００３８】そして、本実施例において、このようにし
てディスクエンクロージャ１０とディスクコントローラ
回路７５とを積層配置した状態で、その合計厚みが約１
２．７ｍｍに設定されている。これによって、ブック型
あるいはノート型の小型コンピュータに最適な磁気ディ
スク装置を提供することが可能となる。

【００３９】実施例において、図３から明らかなように
ハウジングベース１２はその一部に凹部１２ａを有し、
ディスクコントローラ回路７５の回路素子をこの凹部に
収納して全体の厚みを減少することが可能であり、この
凹部１２ａは図１から明らかなように、後述する磁気デ
ィスク１６の回転領域であってかつリードライトヘッド
アクチュエータ及びアンプ回路基板の設けられていない
領域に設定されている。

【００４０】また、図３から明らかなように、前記ハウ
ジング１１のハウジングベース１２には、本実施例に係
る磁気ディスク装置をホストコンピュータに固定するた
めの固定ネジ穴部１２ｂを有する。

【００４１】本実施例におけるディスクエンクロージャ
１０の内部構造を以下に説明する。

【００４２】ディスクエンクロージャ１０内には２．５
インチ規格すなわち実施例において６５ｍｍ外径の磁気
ディスク１６が内蔵されており、この磁気ディスク１６
はその内径が２０ｍｍそして０．８８９ｍｍの厚みを有
する。周知のように、硬質処理を施したアルミ板もしく
はガラス板からなる磁気ディスク１６の両面には磁気記
録層が設けられており、本実施例においてこの１枚磁気
ディスク１６の両面にそれぞれ２０００ｔｐｉ以上そし
て５５Ｋｂｐｉ以上の記録密度で高密度記録が行われ、
この結果、１枚ディスクでありながら、４３メガバイト
のフォーマット記憶容量を達成している。

【００４３】前記磁気ディスク１６を高速回転駆動する
ためにディスクエンクロージャ１０内にはスピンドルモ
ータ１７が収納されており、このスピンドルモータ１７
はディスクエンクロージャ１０から着脱可能なモータア
センブリを形成しており、スピンドルモータベース１８
がその外周をハウジングベース１２に対して止めネジ１
９でネジ止め固定されており、またその内周がロータの
軸受部を形成している。図１から明らかなようにロータ
２０は２個のベアリング２１、２２によって前記スピン
ドルモータベース１８に回転自在に軸支されている。本
実施例において、このスピンドルモータ１７の軸受高さ
はディスクエンクロージャ１０の厚みを決めるための制
約条件であり、本発明においては、このベアリング２
１、２２の高さをできるだけ小さくし、前述した８．５
ｍｍ厚みのディスクエンクロージャ１０を可能としてい
る。このベアリングの小型化は反面スピンドルモータ１
７の寿命低下を生じさせるが、本発明においてこれは致
命的ではなく、また実施例によれば、この寿命低下に対
してはオートスタンバイモードの設定によって全体的な
磁気ディスクアセンブリ装置の寿命が低下しない補償を
行っている。前記スピンドルモータベース１８の軸受部
１８ａの外周にはステータコイル２３が固定されてお
り、一方ロータ２０の外周フランジ２０ａの内周には前
記ステータコイル２３と対向して近接した位置にロータ
磁石２４が固定されている。従って、ステータコイル２
３に所定のタイミングで励磁電流を供給すれば、ロータ
磁石２４との協働作用により、ロータ２０を回転駆動す
ることができ、実施例において前記ステータコイル２３
はＵ、Ｖ及びＷの３相コイルからなる。また、スピンド
ルモータ１７の回転制御はステータコイルに、回転によ
り生ずる逆電力信号を検出し、基準周波数信号との比較
に基づいて行われ、これによって磁気ディスク１６の回
転速度及び回転位相の制御がディスクコントローラ回路
に設けられているスピンドルモータコントローラのサー
ボ制御により実行されている。

【００４４】前記ロータ２０のフランジ２０ａにはディ
スクスペーサ２５を介して前記磁気ディスク１６が位置
決めされ、この磁気ディスク１６をロータ２０にディス
ク止めネジ２６でしっかりと固定されたディスククラン
パ２７が緊締固定している。ディスクスペーサ２５は磁
気ディスク１６の高さ調整を可能とし、またディスクク
ランパ２７は実施例においてアルミ製の皿形状の部材か
らなる。

【００４５】図５にはスピンドルモータ１７をハウジン
グ１１から取り外しかつディスククランパ２７を緩めて
磁気ディスク１６をロータ２０から取り外した平面図が
示されている。図から明らかなように、このスピンドル
モータ１７は３個の止め穴１８ｂ、１８ｃ、１８ｄにて
ハウジングベース１２にしっかりと固定保持されてい
る。また、スピンドルモータベース１８には前記ＵＶＷ
ステータコイルへそれぞれ励磁電流を供給するためのリ
ード線２８を導く溝１８ｅが設けられ、さらに後述する
下側リードライトヘッドが衝突することを避けるための
逃げ溝１８ｆを有する。

【００４６】ディスクエンクロージャ１０内部にはさら
に前記磁気ディスク１６の両面からデータをリードライ
トするためのリードライトヘッドそしてこのリードライ
トヘッドを磁気ディスク１６の径方向に移送して所定ト
ラックでトラック追従制御を行うためのリードライトヘ
ッドアクチュエータが設けられており、本実施例におい
てこのアクチュエータはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
を有する。

【００４７】図６、７には完成上ヘッドブロックが示さ
れており、同様に下ヘッドアセンブリもこれと類似した
構造を有しその説明は省略する。

【００４８】図６、７において、完成上ヘッドアセンブ
リ２９は金属製薄板弾性板からなるサスペンション３０
の先端に支持されたスライダ３１を有し、このスライダ
３１には周知の如くリードライトギャップが設けられて
おり、リードライトワイヤ３２によって後述するリード
ライトアンプ回路基板と接続されている。前記サスペン
ション３０の他端には固定ブッシュ３３が圧入されてお
り、後述するＶＣＭのアーム体とサスペンション３０と
がこの固定ブッシュ３３によってしっかりと固定され
る。

【００４９】図１、４において、リードライトヘッドア
クチュエータ３４は下ヨーク３５にアセンブリされてお
り、アクチュエータ３４をアセンブリごとハウジングベ
ース１２から取り外すことができあるいは単独で組み立
てた後にハウジングベース１２に組み込むことができ
る。図８にはＶＣＭモータ３４が取り出して示され、ま
たそのコイル側から見た端面が図９に示されている。

【００５０】下ヨーク３５は透磁率の大きな例えば鉄板
等からなり、実施例においてほぼ扇形状を有し、その要
の位置にＶＣＭ回転軸３６がしっかりと固定保持されて
いる。このＶＣＭ回転軸３６には２個のベアリング３
７、３８を介して軸受外輪３９が回転自在に軸支されて
おり、この軸受外輪３９の外周にアーム体４０が接着等
によってしっかりと固定保持されている。このアーム体
４０はアルミダイキャストから構成されており、そのサ
スペンション支持穴４０ａに前述した固定ブッシュ３３
を圧入することによってＶＣＭとヘッドアセンブリ２９
とがしっかりと組み合わされ、この結合構造は完成下ヘ
ッドアセンブリ４６に対しても同様である。

【００５１】前記アーム体４０は本実施例においてでき
るだけ小型軽量化し、これによってリードライトヘッド
アクチュエータ３４の質量及び慣性を著しく低減し、ま
たこの結果回転支持部の厚みも減らすことができ、磁気
ディスク装置の厚みを１２．７ｍｍ以下にすることが可
能となった。

【００５２】実際上、アーム体４０はできるだけその外
形を小さくし、さらにコイル枠４７にて一体固定するＶ
ＣＭコイル４８もできるだけ小型に構成している。ＶＣ
Ｍコイル４８は図８に詳細に示されるようなほぼ台形状
からなり、コイル枠４７はこのＶＣＭコイル４８と前記
アーム体４０とを一体にアウター成形しており、その厚
みも前記ディスクエンクロージャ１０の厚み制約に対応
するようできるだけ薄く成形されている。ＶＣＭコイル
４８の下側には、図１から明らかなように前記ＶＣＭ下
ヨーク３５の上にＶＣＭ磁石４９が固定されており、こ
のＶＣＭ磁石４９は図８の破線で示されるようにＶＣＭ
コイル４８の回動軌跡に沿ったほぼ扇形からなり、その
厚み方向に半分ずつ反対方向に着磁されている。従っ
て、ＶＣＭコイル４８の両側辺に対して異極性を与え、
同一方向の駆動力が生じることとなる。

【００５３】ＶＣＭコイル４８の上方にはＶＣＭ上ヨー
ク５０が設けられており、この上ヨーク５０は図９に詳
細に示されるようにその両端が支持脚５１、５２によっ
てＶＣＭ下ヨーク３５に圧入固定され、この結果両ヨー
ク３５、５０間の間隔は支持脚５１、５２によって正確
に定められる。図８に示されるように、一方の支持脚５
２の周囲には弾性ゴムからなるストッパ５３が装着され
ており、リードライトヘッドが磁気ディスク１６の外周
側一杯に振れたときにコイル枠４７の受け部４７ａと圧
接して、ＶＣＭコイルあるいはヘッドに破壊的な衝撃を
与えないよう考慮されている。

【００５４】また、実施例において、リードライトヘッ
ドはコンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式が採用
されており、装置の停止時、スタンバイ時等においては
リードライトヘッドが磁気ディスク１６の内周非記録領
域で磁気ディスク１６と接触した状態で保持される。こ
のために、コイル枠４７の尾端にはロックピン５４が前
述したアウター成形時に一体成形されており、一方ＶＣ
Ｍ下ヨーク３５の尾端にはロック磁石５５が固定されて
いる。このロック磁石５５はその周囲を弾性を有した樹
脂５６にて被覆し（図８）、前記停止時、スタンバイ時
にＶＣＭ駆動力によってヘッドが図４のようにディスク
内周に移動するとロックピン５４がロック磁石５５に吸
引されてその位置を保持することとなる。

【００５５】勿論、このような磁気吸引ロック方式によ
れば、ロック解除のために装置の起動時には多少ＶＣＭ
に大きな駆動力を供給しなければならないが、全体的に
は前述したオートスタンバイモードを用いることによっ
て著しく大きな省電効果を得ることができる。

【００５６】本実施例において、ディスクエンクロージ
ャ１０内にはさらにリードライトアンプ回路基板が内蔵
されており、図４にはＦＰＣ（フレキシブルプリントサ
ーキット）からなるリードライトアンプ回路基板６０が
示されている。図１０には本実施例におけるＦＰＣリー
ドライトアンプ回路基板６０の展開図が示されており、
図には詳細に示していないが、アルミ薄板からなる支持
薄板にこのＦＰＣ基板６０を接着固定し、この支持薄板
をハウジングベース１２に固定することによってＦＰＣ
基板６０をしっかりとハウジング１１内に固定保持して
いる。図４の符号６１で示した立上げ壁がこの支持薄板
の一部を示しており、ＦＰＣ基板６０を接着した後に立
上げ壁が折り曲げられ、ＶＣＭ及びヘッドへの駆動系及
び信号系の伝達が行われる。図１０において、リード部
６０ａがＶＣＭ及びヘッドへの駆動系及び信号系の伝達
ＦＰＣであり、一方リード部６０ｂが前記ＵＶＷ３相ス
ピンドルモータへの駆動系の伝達路を構成している。ま
たＦＰＣ基板６０の端部にあるコネクタ部６０ｃが図４
の如く折り曲げられて内側コネクタ６２に結線されてい
る。前記リード部６０ａは比較的長いリード長を有して
おり、これを図４の如く自由に弛ませることによって、
この変形付勢力がＶＣＭに大きな付勢力を与えないよう
考慮されている。しかしながら、このような考慮をした
としても、ＦＰＣリード部６０ａの付勢力はリードライ
トヘッドアクチュエータの回転角度によって変動し、外
乱としてＶＣＭに与えられる。この外乱を除去するため
の構成は後述するディスクコントローラ回路のＶＣＭコ
ントローラにおいて詳細に説明する。

【００５７】本実施例において、ハウジングカバー１３
の断面図を示す図１１から明らかなように、ハウジング
カバー１３の一部にはディスクエンクロージャ１０内部
が呼吸可能となるように、細孔１３ｄが設けられ、ま
た、この細孔１３ｄと対応するハウジングカバー１３の
内側には内部に乾燥剤４１が封入されたフィルタ４２が
設けられ、ディスクエンクロージャ内部は呼吸するとき
に外部からの塵埃の侵入を防ぎ、また同時に外部空気を
除湿してエンクロージャ内部に取り込むことができる。

【００５８】以上のようにして、磁気ディスク１６、ス
ピンドルモータ１７、リードライトヘッドアクチュエー
タ３４そしてリードライトアンプ回路基板６０がハウジ
ング１１内に気密に内蔵されており、このディスクエン
クロージャ１０とこれに積層されるディスクコントロー
ラ回路７５との接続は前記気密に接続された外部コネク
タ６５によって行われる。この外部コネクタ６５は２０
ピン端子を有し、図２に示されるように２本の止めネジ
６６によって実施例におけるハウジングベース１２にし
っかりと固定されている。

【００５９】図１２にはディスクエンクロージャ１０の
コネクタ部の断面が示され、さらに外部コネクタ６５に
ディスクコントローラ回路７５のコネクタ７９が結合し
た状態を示している。

【００６０】前述したように、リードライトアンプ回路
基板６０は支持薄板６１に接着されてハウジングベース
１２に固定され、そのコネクタ部６０ｃは内部コネクタ
６２の端子に半田付け固定されている。この内部コネク
タ６２はハウジングベース１２に装着されているが、ハ
ウジングベース１２との間そして各コネクタ孔が隙間を
もっているために、それ自体ディスクエンクロージャ１
０を気密に保持することができず、このために、ハウジ
ングベース１２はその端面にコネクタ受け部１２ｄを有
しており、ここに外部コネクタ６５が装着される。外部
コネクタ６５は各端子がインサート成形されており、そ
れ自体腔孔を有しておらず、この外部コネクタ６５をパ
ッキン６８を介してハウジングベース１２に固定するこ
とによってコネクタ部の気密保持を行うことができる。
前記外部コネクタ６５の端子は９０度屈曲して両側に突
出しており、内側は前記内部コネクタ６２と電気的に接
触し、外部の端子はディスクコントローラ回路７５のコ
ネクタ７９と電気的に接触する。以上のようにして、本
実施例によれば、ディスクエンクロージャ１０の長手方
向端面に外部コネクタ６５が設けられることとなり、こ
れによって積層されるディスクコントローラ回路７５と
の電気的な接続を極めて容易に行うことが可能となる。

【００６１】前述したように、本実施例の磁気ディスク
装置は従来にない極めて小型薄型化された構造を有する
が、このために、本発明によれば、スピンドルモータ及
びリードライトヘッドアクチュエータを小型薄型化とし
ており、これに対処するために前記ディスクコントロー
ラ回路７５にはそれぞれ本発明の磁気ディスク装置に好
適な回路構成が組み込まれている。

【００６２】まず、本ディスクコントローラ回路はその
内部にオートスタンバイモードを含み、この結果、実施
例においてはホストコンピュータからリードライトコマ
ンドが送られない状態が継続して所定時間、例えば６０
秒経過したときには自動的にスタンバイモードとなり、
これによってスピンドルモータの回転を停止し、モータ
寿命が短くても実際のディスクエンクロージャの耐用時
間を十分に補償することが可能となる。

【００６３】また、このスタンバイモードの使用によっ
て装置の電流消費も著しく低減することができ、例えば
本実施例においてスピンドルモータを停止するスタンバ
イモードにすれば通常のリードライトモードの２５分の
１の電力消費となり、極めて優れた省電効果を発揮する
ことができる。

【００６４】勿論、本実施例においてディスクコントロ
ーラ回路７５は前記オートスタンバイモードを設定する
か否かをホストコンピュータからの指示によって選択可
能であり、ホストコンピュータの内容によっては前記ス
タンバイモードを選択しないようにすることも可能であ
る。

【００６５】実施例において、このようなモード設定は
８種類のモードを有しており、 １．アイドルモード：常時リードライトコマンドを待つ
モード。

【００６６】２．スタンバイ１モード：このコマンド入
力後直ちにリードライトヘッドをディスク内側へロック
してＶＣＭモータを遮断しスピンドルモータのみを回転
継続する。

【００６７】３．スタンバイモード２：このコマンドに
よって、前記スタンバイモード１に加えてスピンドルモ
ータも停止する。

【００６８】４．スリープモード：コマンド受付けのみ
を残し他の全ての電源を遮断する。

【００６９】５．アイドル／オートスタンバイモード
１：一旦アイドルモードとし、次のコマンドが来た後に
所定時間後スタンバイモード１に切り替る。

【００７０】６．アイドル／オートスタンバイモード
２：一旦アイドルモードにし、コマンドが来た後にオー
トスタンバイモード２に移る。

【００７１】７．スタンバイモード１／オートスタンバ
イモード１：このコマンドによって一旦スタンバイモー
ド１が働き、以降のコマンド印加から所定時間経過によ
ってスタンバイモード１が働く。

【００７２】８．スタンバイモード２／オートスタンバ
イモード２：このコマンドによって直ちにスタンバイモ
ード２が実行され、その後のコマンドの来ない時間によ
りオートスタンバイモード２が実行される。

【００７３】以上のようにして、本実施例によれば、ス
ピンドルモータの寿命が短くとも全体としてディスクエ
ンクロージャの使用時間を十分に長く設定することがで
き、また良好な省電作用を得ることができる。

【００７４】次に、本発明によるＶＣＭモータ小型化に
対処するためのＶＣＭコントローラの構造及び作用を説
明する。

【００７５】本発明におけるＶＣＭコントローラのブロ
ック線図は図１３に示され、状態推定系を用いた制御に
より迅速な応答制御が行われる。

【００７６】そして、本発明において特徴的なことは、
前記状態推定系が動き推定系と外乱推定系に分離されて
いることであり、これによって本発明が小型ＶＣＭを用
いたときに外乱の影響が比率的に高まることを確実に補
償することが可能となる。

【００７７】図１３において、回路ブロック（ＶＣＭ等
価回路）１００は本発明におけるディスクエンクロージ
ャのＶＣＭを等価回路的に表しており、零次ホールド回
路１０１から入力された励磁電流は電流／トルク変換器
１０２によってトルク定数Ｋが掛けられ、トルク信号と
してＶＣＭに供給される。この信号は等価回路１０３、
１０４、１０５を介してそれぞれ加速度、速度そして位
置変位に変換されて再び出力側の零次ホールド回路１０
６からリードライトヘッドアクチュエータの変位信号と
して出力される。リードライトヘッドアクチュエータに
は外乱が加わり、これらの外乱は実施例において回転軸
受の摩擦１０７、位置変位１０８及びＦＰＣリード部６
０ａの付勢力１０９として示され、これら３種類で代表
される外乱がリードライトアクチュエータに加わってい
ることが理解される。

【００７８】本発明においては、このような実際のリー
ドライトアクチュエータに加わる入力と出力（リードラ
イトヘッドの変位）を検出すると共にこのようなリード
ライトアクチュエータの動きを推定した動き推定系１１
０と外乱推定系１２０とをそれぞれ別個に設けたことを
特徴とする。

【００７９】これらの動き推定系１１０及び外乱推定系
１２０はそれぞれ動きに対しては例えば一旦トラックが
選択された後には正しいトラック追従作用が行われると
の前提で回路が理想的に構成されており同様に外乱推定
系においては外乱がない状態でのヘッドの動きが理想的
に模擬される。従って、これら両動き推定系１１０及び
外乱推定系１２０の出力を実際の前述したＶＣＭ等価回
路１００の変位出力と比較すれば、動き補償及び外乱補
償を行うに必要な修正値を得ることが可能となり、これ
を計算回路１３０によって次のセグメントの入力指令値
に対して反映させることができる。

【００８０】まず、動き推定系１１０は前記ブロック
（ＶＣＭ等価回路）１００における実際のＶＣＭと等価
な回路１１１、１１２、１１３、１１４を有する。

【００８１】この動き推定系において重要なことは、実
際のＶＣＭ等価回路１００において存在した外部からの
変位例えば１０８が存在しないことである。

【００８２】本発明において、前記ＶＣＭ等価回路１０
０から零次ホールド回路１０６を介して出力された変位
信号はバーストデコーダ１４１を介して動き推定系１１
０の理想的な出力と比較され、その結果がフィードバッ
クゲイン１１５及び１１６を与えられてそれぞれ前記理
想ブロックにフィードバックされる。従って、動き推定
系１１０からは理想的な状態と実際の状態との差が出力
されることとなり、実施例においてはこれらの動き修正
値はバッファ１１７から位置推定値として出力され、同
様にバッファ１１８から速度推定値として出力される。

【００８３】本発明において特徴的なことは、前記動き
推定系と別個に外乱推定系１２０が独立して設けられて
いることであり、このように外乱推定系１２０のみを単
独で設けたことによって、前述したようにＶＣＭを低質
量低慣性とした場合に外乱の影響比率が大きくともこれ
を確実に補償することが可能となる。

【００８４】図１３において、１２１、１２２、１２
３、１２４で示したブロックはＶＣＭと等価であり、外
乱である１０７、１０９はこれらに存在することがない
ので理想的な外乱のない状態の変位を得ることができ
る。

【００８５】前記動き推定系１１０と同様に、バースト
デコーダ１４１の出力と、外乱推定系の理想的な出力と
の比較の結果はゲイン１２５または１２６が掛けられて
フィードバックされる。

【００８６】そして、実施例によればこのときの理想的
状態と外乱がある状態との変位の差が変換器１２７及び
バッファ１２８を通って外乱推定値として出力される。

【００８７】なお、実施例においては、外乱推定系には
実際のＶＣＭ等価回路１００に与えると同様の指令値１
４２が供給されているが、動き推定系１１０に対しては
この指令値１４２から後述するように外乱の影響を除去
した指令値１４３が供給されている。

【００８８】前述した両推定系１１０、１２０から得ら
れた各推定値は計算回路１３０によって次のセグメント
の入力指令値に対して反映させることができる。

【００８９】図において計算回路はまず前記位置推定値
が位置目標値と差算され、これにゲイン１４４が加えら
れ、等価的に速度に変換されてさらにこの出力が速度推
定値と比較される。そしてこのエラー信号はＤＡ変換等
のゲイン１４５が加えられた後、等価的に加速度に変換
されリミッタ１４６を通ってさらに前記外乱推定値の補
償が与えられ、さらにリミッタ１４７を通って指令値１
４２として出力される。

【００９０】前記動き指令値１４３はさらに外乱が取り
除かれた状態で出力される。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、本発明におけるＶＣＭ制
御は動き推定系と外乱推定系の両者を別個に設けた現代
制御により行われ、各推定系の各推定量は計算回路によ
って次のセグメントの各推定系の入力指令値となる。し
たがって、順次連続計算が可能になり、高速な位置補償
が可能になり、十分な外乱補償を行うことができる。そ
の結果、ＶＣＭが軽量かつ低慣性にでき、これによって
ディスクエンクロージャの小型化及び薄型化を図ること
が可能となる。

【００９２】以上説明したように、本発明によれば、小
型薄型の磁気ディスク装置が構成でき、ブック型あるい
はノート型コンピュータ等に最適な標準的な装置を提供
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る磁気ディスク装置の好適な実施
例を示す要部断面図である。

【図２】 本実施例における磁気ディスク装置のコネク
タ側断面図である。

【図３】 本実施例における磁気ディスク装置の正面図
である。

【図４】 本実施例におけるディスクエンクロージャの
カバーを取り外した状態のディスクエンクロージャ内部
構造を示す平面図である。

【図５】 本実施例におけるスピンドルモータのクラン
パを取り外した平面図である。

【図６】 本発明における完成上ヘッドアセンブリの平
面図である。

【図７】 図６に示したヘッドアセンブリの正面図であ
る。

【図８】 本実施例におけるＶＣＭアセンブリの平面図
である。

【図９】 図８に示したＶＣＭアセンブリの尾端側から
見た側面図である。

【図１０】 本実施例におけるディスクエンクロージャ
内に装着されるリードライトヘッドアンプ回路基板の展
開した状態を示す平面図である。

【図１１】 本実施例におけるハウジングの要部断面図
である。

【図１２】 本実施例におけるディスクエンクロージャ
のコネクタ部の要部を示す断面図である。

【図１３】 本実施例におけるディスクコントローラ回
路のＶＣＭコントローラを示す回路図である。

【符号の説明】

１０ ディスクエンクロージャ、１１ ハウジング、１
２ ハウジングベース、１３ ハウジングカバー、１４
パッキン、１６ 磁気ディスク、１７ スピンドルモ
ータ、３４ リードライトヘッドアクチュエータ、４８
ＶＣＭコイル、４９ ＶＣＭ磁石、５４ ロックピ
ン、５５ ロック磁石、６０ リードライトアンプ回路
基板、６５ 外部コネクタ、７９ 回路側コネクタ、１
００ ＶＣＭ等価回路、１１０ 動き推定系、１２０
外乱推定系。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−233608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/08 G11B 21/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクのリードライトを制御する
   ディスクコントローラ回路と、前記ディスクコントロー
   ラ回路と積層配置され、その内部に記録情報を磁気的に
   リードライト可能な磁気ディスクが内蔵されたディスク
   エンクロージャと、を含む磁気ディスク装置であって、
   前記ディスクエンクロージャは、少なくとも、前記磁気
   ディスクと、この磁気ディスクを回転するスピンドルモ
   ータと、前記磁気ディスクの径方向にリードライトヘッ
   ドを移動させて所望のトラック位置に静止保持させるリ
   ードライトヘッドアクチュエータと、前記リードライト
   ヘッドを制御するリードライトアンプ回路基板と、さら
   にこれらの各構成要素を気密状態で内蔵するハウジング
   とを含み、前記ディスクコントローラ回路は、リードラ
   イトヘッドアクチュエータのボイスコイルモータを駆動
   制御するためのＶＣＭコントローラを含む磁気ディスク
   装置において、 前記ＶＣＭコントローラはリードライトヘッドアクチュ
   エータの動き推定系とリードライトヘッドアクチュエー
   タに加わる外乱推定系の２系列の状態推定系を分離して
   有し、各推定系の推定値は計算回路によって次のセグメ
   ントの各推定系への入力指令値となることを特徴とする
   磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記ディスクエンクロージャと前記ディ
   スクコントローラ回路の合計厚みが約１２．７ｍｍに設
   定されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気デ
   ィスク装置。
3. 【請求項３】 前記ディスクエンクロージャの厚みが約
   ８．５ｍｍであることを特徴とする請求項２記載の磁気
   ディスク装置。