JP4569290B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

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本発明は、ディスク駆動装置に関し、特に、低コストで、高い信頼性を維持することができるようにするディスク駆動装置に関する。
近年、ディスク駆動装置におけるディスクの面記録密度が向上することに伴い、ディスク駆動装置を用いた民生用ビデオカムコーダ、携帯型オーディオ記録再生装置、デジタルスチルカメラなどのモバイル機器が多く存在している。このモバイル機器は、ユーザにより持ち運ぶことが可能であるため、落下したり、衝撃が与えられる場合がある。なお、ここでは、ディスク面に垂直な方向の力が与えられた状態のことを「落下する」といい、ディスク面に平行な方向の力が与えられた状態のことを「衝撃が与えられる」という。
しかしながら、このモバイル機器に用いられるディスク駆動装置においては、データの記録または再生を行うヘッドが、ディスクの所定のトラック（の位置）に移動し、データの記録または再生を行うため、例えばディスク駆動装置が落下して地面と衝突する場合、ヘッドがディスクと衝突する、いわゆるヘッドスラップ現象により、ディスクやヘッドが破壊されることがある。また、ディスク駆動装置に、外部から衝撃が与えられた場合、ヘッドが、データを記録するトラックとは異なるトラックに移動して、元のデータを消去してしまう恐れがある。
そこで、ディスク駆動装置では、ディスク駆動装置が落下して、地面にしょうとする場合や、外部から衝撃が与えられる場合においても、ディスク駆動装置の信頼性を維持するために、センサが設けられている。
図１は、センサが設けられた従来のディスク駆動装置の構成の一例を示している。なお、図１は、ディスク駆動装置１を上から見た透視図である。
図１のディスク駆動装置１は、シャーシ２と、シャーシ２の外側に設けられた３軸センサ３とから構成される。
シャーシ２は、外部からの力を吸収する材料（緩衝材）であるダンパー材４で覆われている。これにより、シャーシ２における外部からの力を緩和させることができる。
シャーシ２内の略中央には、磁気ディスク１１が、ディスククランプ１２で、スピンドルモータ１３のハブに固定配置されている。これにより、磁気ディスク１１は、図１中矢印Ａ方向に高速で回転する。
また、シャーシ２内の図中右下のコーナには、アーム２１、ボイスコイルモータ（VCM）２２、ピボット２３、およびヘッド２４から構成されるVCMアクチュエータ１４が設けられている。アーム２１は、ピボット２３を中心として、ディスク１１の半径方向、即ち図中矢印Ｂ方向に、水平に回動可能なように、図示せぬ軸受などを介して取り付けられている。即ち、アーム２１が回動するときの軌跡Ｃは、円弧である。VCM２２は、アーム２１の後端（図中右下側の端）に設けられており、アーム２１に対する駆動力を発生して、アーム２１を回動させる。
ヘッド２４は、アーム２１の先端（図中右上側の端）に取り付けられており、磁気ディスク１１に対して記録または再生を行う。ヘッド２４は、記録または再生を行わないとき、ランプ１５上に退避される。
シャーシ２内の図中右上には、ヘッドアンプ１６が設けられている。ヘッドアンプ１６は、ヘッド２４により再生した信号(以下、再生信号という)を増幅したり、記録するデータ（以下、記録データという）に対応する電気信号（以下、記録信号という）を生成し、増幅して、ヘッド２４に供給する。
また、シャーシ２内の図中右上には、１軸センサ１７が設けられている。１軸センサ１７は、軌跡Ｃの略中点の接線Ｄに平行なＭ軸の方向の加速度を検出することで本来検出したいＢ方向の回転角加速度の検出の代用としている。そして、ヘッド２４が、磁気ディスク１１にデータを記録している場合に、１軸センサ１７により検出された加速度により、ディスク駆動装置１に矢印Ｂ方向の衝撃が与えられたと判定されたとき、ヘッド２４によるデータの記録が禁止（中止）される。これにより、磁気ディスク１１にデータを記録する場合、外部から与えられた衝撃により、磁気ディスク１１の、データを記録するトラックではない、例えば、そのトラックに隣接するトラックに、データが記録されることを防止することができる。即ち、外部から衝撃が与えられた場合においても、ディスク駆動装置１の信頼性を維持することができる。
しかしながら、１軸センサ１７は、Ｍ軸の方向の加速度だけを検出するため、ディスク駆動装置１の落下を検知することは困難である。
そこで、図１のディスク駆動装置１では、ダンパー材４で覆われたシャーシ２の外側の近傍に、３軸センサ３が設けられている。
３軸センサ３は、互いに直交するｘ軸，ｙ軸、またはｚ軸の各方向の加速度を検出する。ヘッド２４が磁気ディスク１１上にある場合に、３軸センサ３により検出された加速度により、ディスク駆動装置１が落下していると判定されたとき、ディスク駆動装置１が、落下して、地面に衝突する前に、ヘッド２４を、退避領域であるランプ１５に移動させ(アンロードさせ)、ヘッドスラップ現象を回避する。これにより、落下後の衝突により強い力が加えられた場合においても、ディスク駆動装置１は、信頼性を維持することができる。
図２は、図１のディスク駆動装置１の機能的構成例を示すブロック図である。
図１のディスク駆動装置１では、磁気ディスク１１から再生信号が再生されたり、磁気ディスク１１に記録データが記録される。
A/D変換部５０には、１軸センサ１７により検出された図１中Ｍ軸方向の加速度を表す信号（以下、Ｍ軸加速度信号という）が、１軸センサ１７から供給される。A/D変換部５０は、１軸センサ１７からのＭ軸加速度信号を増幅し、そのＭ軸加速度信号の波形を整形する。そして、A/D変換部５０は、そのＭ軸加速度信号に対してA/D変換を行い、その結果得られるデジタルデータを、Ｍ軸加速度データとして、VCM/SPMドライバ５１に供給する。なお、ディスク駆動装置１には、A/D変換部５０を設けず、VCM/SPMドライバ５１が、A/D変換部５０の機能をすべて果たすようにしてもよい。
VCM/SPMドライバ５１は、サーボ制御部５３の制御により、VCM２２またはスピンドルモータ１３を制御する。VCM/SPMドライバ５１は、スピンドルモータ１３が所定の速度で回転駆動するように制御する。VCM/SPMドライバ５１は、VCM２２を制御し、ヘッド２４が所定のトラックに移動するように、アーム２１を、ピボット２３を中心として回動させる。例えば、サーボ制御部５３からのヘッド２４の退避の指令に応じて、VCM/SPMドライバ５１は、VCM２２を制御し、ヘッド２４をランプ１５に移動（退避）させる。また、VCM/SPMドライバ５１は、A/D変換部５０からのＭ軸加速度データを、サーボ制御部５３に供給する。
サーボ制御部５３、リード/ライトチャネル回路５４、HDC（Hard Disk Controller）５５、およびCPU(Central Processing Unit)５６は、互いにバス５２を介して接続されている。
ヘッドアンプ１６は、ヘッド２４からの再生信号を増幅し、増幅後の再生信号をサーボ制御部５３に供給する。サーボ制御部５３は、その再生信号に基づいて、トラッキングサーボ動作を行う。具体的には、サーボ制御部５３は、再生信号から、ヘッド１１を所定の位置に制御するための様々なパターンからなるサーボ情報を抽出し、ヘッド２４の実際の位置を認識する。そして、サーボ制御部５３は、そのヘッド２４が実際にいる位置と、記録または再生を行うトラックの位置（目標としていたヘッド２４の位置）とのズレを検出し、そのズレを考慮して、目標とするヘッド２４の位置（以下、目標移動位置という）を決定する。即ち、サーボ制御部５３は、いま検出したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行う。
また、サーボ制御部５３は、ヘッドアンプ１６からの増幅後の再生信号のうち、サーボ情報以外の信号を、バス５２を介して、リード/ライトチャネル回路５４に供給する。さらに、サーボ制御部５３は、リード/ライトチャネル回路５４からの所定の処理後の記録データを、ヘッドアンプ１６に供給する。ヘッドアンプ１６は、その記録データに対応する電気信号（以下、記録信号という）を生成し、増幅して、ヘッド２４に供給する。その結果、磁気ディスク１１に記録データが記録される。
また、サーボ制御部５３は、VCM/SPMドライバ５１からのＭ軸加速度データに基づいて、ディスク駆動装置１に図１中矢印Ｂ方向の衝撃が与えられたかどうかを判定し、衝撃が与えられたと判定した場合、ヘッドアンプ１６に、ヘッド２４への記録信号の供給を禁止させる。即ち、サーボ制御部５３は、磁気ディスク１１への記録データの記録を禁止する。さらに、サーボ制御部５３は、CPU５６からバス５２を介して供給された退避信号に応じて、VCM/SPMドライバ５１にヘッド２４の退避を指令する。
リード/ライトチャネル回路５４は、サーボ制御部５３からの再生信号に対して、A/D変換、復調などの所定の処理を行い、所定の処理後の再生信号を、再生データとして、バス５２を介して、HDC５５に供給する。また、リード/ライトチャネル回路５４は、HDC５５からの記録データに対して、変調などの所定の処理を行い、所定の処理後の記録データを、バス５２を介して、サーボ制御部５３に供給する。
HDC５５は、リード/ライトチャネル回路５４からの再生データに対して、必要に応じて、エラー訂正を施し、バス５２を介して、CPU５４に供給する。また、HDC５５は、CPU５４からの記録データに対して、エラー訂正コード（ECC(Error Correction Code)）を追加して、バス５２を介して、リード/ライトチャネル回路５４に供給する。
CPU５６は、例えば、HDC５５からの再生データに基づいて、各種の処理を行う。また、CPU５６は、例えば、図示せぬメモリからデータを読み出し、記録データとして、バス５２を介して、HDC５５に供給する。さらに、CPU５６は、A/D変換部５７からのｘ軸，ｙ軸、またはｚ軸の各方向の加速度を表す外部３軸加速度信号に対応する外部３軸加速度データに基づいて、ディスク駆動装置１が落下しているかどうかを判定する。ディスク駆動装置１が落下していると判定された場合、CPU５６は、退避信号を、バス５２を介して、サーボ制御部５３に供給する。
A/D変換部５７には、３軸センサ３により検出されたｘ軸，ｙ軸、またはｚ軸の各方向の加速度を表す外部３軸加速度信号が、３軸センサ３から供給される。A/D変換部５７は、その外部３軸加速度信号を増幅し、波形を整形して、A/D変換を行う。そして、A/D変換部５７は、その結果得られるデジタルデータを、外部３軸加速度データとして、CPU５６に供給する。
以上のように構成されるディスク駆動装置１では、１軸センサ１７が、Ｍ軸方向の加速度を検出し、A/D変換部５０が、その加速度を表すＭ軸加速度信号に対応するＭ軸加速度データを、VCM/SPMドライバ５１に供給する（Ｓ１）。VCM/SPMドライバ５１は、Ｍ軸加速度データを、サーボ制御部５３に供給し（Ｓ２）、サーボ制御部５３は、そのＭ軸加速度データに基づいて、ディスク駆動装置１に図１中矢印Ｂ方向の衝撃が与えられたと判定した場合、サーボ制御部５３は、ヘッドアンプ１６に、ヘッド２４への記録信号の供給を禁止させる（Ｓ３）。
また、ディスク駆動装置１では、３軸センサ３が、ｘ軸，ｙ軸、またはｚ軸の各方向の加速度を検出し、A/D変換部５７が、その加速度を表す外部３軸加速度信号に対応する外部３軸加速度データを、CPU５６に供給する（Ｓ１１）。CPU５６は、外部３軸加速度データに基づいて、落下しているかどうかを判定し、落下していると判定した場合、バス５２を介して、サーボ制御部５３に退避信号を供給する（Ｓ１２）。サーボ制御部５３は、その退避信号に応じて、VCM/SPMドライバ５１に、ヘッド２４の退避を指令し（Ｓ１３）、VCM/SPMドライバ５１は、その指令に応じて、VCM２２を制御し、ヘッド２４をランプ１５に退避させる（Ｓ１４）。
次に、図３を参照して、図２のサーボ制御部５３によるトラッキングサーボ動作について説明する。
図３に示すように、サーボ制御部５３は、VCM/SPMドライバ５１を制御して、VCMアクチュエータ１４のアーム２１を回動させ、ヘッド２４を所定のトラックに移動させる。このとき、各種の定常的、非定常的要因である要因ｄ（例えば、衝撃などの外乱）により、ヘッド２４が実際にいる位置と、目標移動位置とにズレが生じる。そこで、サーボ制御部５３は、ヘッドアンプ１６からの再生信号のサーボ情報に基づいて、ズレを検出し、そのズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行う。
一方、従来、例えば、装置内の結露を検出する結露センサが設けられ、結露センサにより結露が検出された場合、磁気ディスクを回転させることで、磁気ディスク表面に吸着される水を少なくし、水の付着によるヘッドの破壊を防止するディスク装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３２０９０２号公報
しかしながら、図１のディスク駆動装置１では、ディスク駆動装置１に衝撃や落下後の衝突による強い力が与えられる場合であっても、信頼性を維持することができるが、１軸センサ１７の他に、新たに３軸センサ３を設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。
そこで、１軸センサ１７を削除し、３軸センサ３で衝撃を検出するようにすることも考えられる。しかしながら、３軸センサ３は、ダンパー材４で覆われたシャーシ２の外側に設けられているため、３軸センサ３で検出する加速度と、ヘッド２４が設けられているダンパー材４の内側の加速度との差分が大きい場合があり、３軸センサ３では、正確に、ヘッド２４の衝撃を検出することは困難である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低コストで、高い信頼性を維持することができるようにするものである。
本発明のディスク駆動装置は、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の方向の加速度に基づいて、ディスク駆動装置の落下を検出する落下検出手段と、加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、アームが回動するときのヘッドの軌跡である円弧の、ヘッドの現在の位置における接線の方向の加速度を求め、その加速度に基づいて、ディスク駆動装置に対する衝撃を検出する衝撃検出手段とを備えることを特徴とする。
Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸のうち、いずれか１つの軸が、円弧の平均的な接線に平行であるようにすることができる。
ディスク駆動装置には、ディスクに対するデータの記録を制御する記録制御手段と、ヘッドを所定の位置に移動させるヘッド制御手段とをさらに設け、記録制御手段は、衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、データの記録を禁止し、ヘッド制御手段は、落下検出手段により落下が検出された場合、ヘッドを退避領域に移動させることができる。
ディスク駆動装置には、加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、ヘッドの位置を決定する決定手段をさらに設け、ヘッド制御手段は、決定手段により決定された位置に、ヘッドを移動させることができる。
シャーシは、外部からの力を吸収する緩衝材で覆われているようにすることができる。
本発明においては、加速度検出手段により、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度を検出し、その検出したＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の方向の加速度に基づいて、ディスク駆動装置の落下を検出するとともに、Ｘ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、アームが回動するときのヘッドの軌跡である円弧の、ヘッドの現在の位置における接線の方向の加速度を求め、その加速度に基づいて、ディスク駆動装置に対する衝撃を検出する。
本発明によれば、低コストで、高い信頼性を維持することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
請求項１に記載のディスク駆動装置は、
シャーシ（例えば、図４のシャーシ２）の略中央にディスク（例えば、図４の磁気ディスク７１）を回転駆動させる回転駆動部（例えば、図４のスピンドルモータ１３）が設けられ、前記ディスクに対してデータの記録または再生を行うヘッド（例えば、図４のヘッド２４）が取り付けられたアーム（例えば、図４のアーム２１）を回動して、前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動させるアーム駆動部（例えば、図４のVCM２２）が、前記シャーシの所定のコーナに設けられたディスク駆動装置（例えば、図４のディスク駆動装置７０）において、
互いに直交するＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度を検出する加速度検出手段（例えば、図４の３軸センサ８１）と、
前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の方向の加速度に基づいて、前記ディスク駆動装置の落下を検出する落下検出手段（例えば、図７のステップＳ５３の処理を実行する図５のCPU１０４）と、
前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、前記アームが回動するときの前記ヘッドの軌跡（例えば、図４の軌跡Ｃ）である円弧の、前記ヘッドの現在の位置における接線の方向の加速度を求め、その加速度に基づいて、前記ディスク駆動装置に対する衝撃を検出する衝撃検出手段（例えば、図７のステップＳ３２の処理を実行する図５のサーボ制御部１０２）と
を備えることを特徴とする。
前記Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸のうち、いずれか１つの軸が、前記円弧の平均的な接線（例えば、図４の接線Ｄ）に平行である
ことを特徴とする。
請求項３に記載のディスク駆動装置は、
前記ディスクに対するデータの記録を制御する記録制御手段（例えば、図６のステップＳ３３の処理を実行する図５のサーボ制御部１０２）と、
前記ヘッドを所定の位置に移動させるヘッド制御手段（例えば、図７のステップＳ５４の処理を実行する図５のVCM/SPMドライバ１０１）と
をさらに備え、
前記記録制御手段は、前記衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、前記データの記録を禁止し（例えば、図６のステップＳ３３の処理）、
前記ヘッド制御手段は、前記落下検出手段により落下が検出された場合、前記ヘッドを退避領域に移動させる（例えば、図７のステップＳ５４の処理）
ことを特徴とする。
請求項４に記載のディスク駆動装置は、
前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、前記ヘッドの位置を決定する決定手段（例えば、図１０のステップＳ７３とＳ７４の処理を実行する図５のサーボ制御部１０２）
をさらに備え、
前記ヘッド制御手段は、前記決定手段により決定された位置に、前記ヘッドを移動させる（例えば、図１０のステップＳ７５の処理）
ことを特徴とする。
請求項５に記載のディスク駆動装置は、
前記シャーシは、外部からの力を吸収する緩衝材（例えば、図４のダンパー材４）で覆われている
ことを特徴とする。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は、本発明を適用したディスク駆動装置の一実施の形態の外観構成例を示す図である。なお、図４は、ディスク駆動装置７０を上から見た透視図である。また、図４において、図１と同一のものには、同一の符号を付してあり、説明は繰り返しになるので省略する。
図４のディスク駆動装置７０では、ディスククランプ１２に、アルミ基板の磁気ディスク７１が装着されている。
また、ディスク駆動装置７０では、シャーシ２の内部に、３軸センサ８１が設けられている。３軸センサ８１は、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx,ａy、またはａzを検出する。なお、３軸センサ８１は、Ｘ軸が接線Ｄに平行となり、かつＺ軸が磁気ディスク７１のディスク面に垂直となるように、シャーシ２の内部に配置される。
ディスク駆動装置７０では、３軸センサ８１がダンパー材４で覆われたシャーシ２の内部に配置されるので、ヘッド２４におけるＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度と、３軸センサ８１により検出されるＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx,ａy、またはａzとの差分が、３軸センサ８１がダンパー材４の外側に配置される場合に比べて、少なくなる。また、Ｘ軸が、接線Ｄに平行となるように、３軸センサ８１を配置したので、３軸センサ８１により検出された加速度ａx,ａy、またはａzに基づいて、接線Ｄに平行な方向の加速度を算出する必要がなく、Ｘ軸方向の加速度ａxをそのまま用いて、ディスク駆動装置７０に与えられた衝撃（ディスク駆動装置７０に対する衝撃）を検出することができる。その結果、衝撃を検出するまでの時間が短くて済む。
図５は、図４のディスク駆動装置７０の機能的構成例を示すブロック図である。なお、図２と同一のものについては、繰り返しになるので、説明は省略する。
A/D変換部１００には、３軸センサ８１により検出された図４中のＸ軸の方向の加速度ａxを表すＸ軸加速度信号が、３軸センサ８１から供給される。A/D変換部１００は、図２のA/D変換部５０と同様に、３軸センサ８１からのＸ軸加速度信号を増幅し、そのＸ軸加速度信号の波形を整形する。そして、A/D変換部１００は、そのＸ軸加速度信号に対してA/D変換を行い、その結果得られるデジタルデータを、加速度データＴxとして、VCM/SPMドライバ１０１に供給する。
VCM/SPMドライバ１０１は、図２のVCM/SPMドライバ５１と同様に、サーボ制御部１０２の制御により、VCM２２またはスピンドルモータ１３を制御する。例えば、サーボ制御部１０２から供給されるヘッド２４の退避の指令に応じて、VCM/SPMドライバ１０１は、VCM２２を制御し、ヘッド２４をランプ１５に退避させる。また、VCM/SPMドライバ１０１は、A/D変換部１００からの加速度データＴxを、サーボ制御部１０２に供給する。
サーボ制御部１０２には、図２のサーボ制御部５３と同様に、ヘッドアンプ１６から増幅後の再生信号が供給される。サーボ制御部１０２は、その再生信号に基づいて、トラッキングサーボ動作を行う。具体的には、サーボ制御部１０２は、再生信号からサーボ情報を抽出し、ヘッド２４の実際の位置を認識する。そして、サーボ制御部１０２は、そのヘッド２４が実際にいる位置と、目標移動位置とのズレを検出し、その検出したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行うとともに、CPU１０４からの角加速度を表すデジタルデータである角加速度データｒに基づいて、ヘッド２４のズレを予測し、その予測したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードフォワード制御を行う。
また、サーボ制御部１０２は、サーボ制御部５３と同様に、ヘッドアンプ１６からの増幅後の再生信号のうち、サーボ情報以外の信号を、バス５２を介して、リード/ライトチャネル回路５４に供給したり、リード/ライトチャネル回路５４からの所定の処理後の記録データを、ヘッドアンプ１６に供給する。さらに、サーボ制御部１０２は、CPU１０４からバス５２を介して供給された退避信号に応じて、VCM/SPMドライバ１０１に、ヘッド２４の退避を指令する。
さらに、サーボ制御部１０２は、サーボ制御部５３と同様に、VCM/SPMドライバ１０１からの加速度データＴxに基づいて、ディスク駆動装置７０に図４中矢印Ｂ方向の衝撃が与えられたかどうかを判定し、衝撃が与えられたと判定した場合、ヘッドアンプ１６に、ヘッド２４への記録信号の供給を禁止させる。
A/D変換部１０３には、３軸センサ８１により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx，ａy，ａzを表す信号（以下、内部３軸加速度信号という）が、３軸センサ８１から供給される。A/D変換部１０３は、内部３軸加速度信号を増幅し、波形を整形して、A/D変換を行う。そして、A/D変換部１０３は、その結果得られるデジタルデータを、内部３軸加速度データＴとして、CPU１０４に供給する。ここで、内部３軸加速度データＴは、加速度データＴx，Ｔx、またはＴxからなっている。
CPU１０４は、例えば、図２のCPU５６と同様に、HDC５５からの再生データに基づいて、各種の処理を行ったり、図示せぬメモリからデータを読み出し、記録データとして、バス５２を介して、HDC５５に供給する。また、CPU１０４は、CPU５６と同様に、A/D変換部１０３からの内部３軸加速度データＴに基づいて、ディスク駆動装置７０が落下しているかどうかを判定する。ディスク駆動装置７０が落下していると判定された場合、CPU１０４は、退避信号を、バス５２を介して、サーボ制御部１０２に供給する。
さらに、CPU１０４は、A/D変換部１０３からの内部３軸加速度データＴから、加速度データＴxとＴyを抽出し、角加速度データｒを算出する。ここで、角加速度データｒとは、所定の条件における加速度データＴxとＴyのそれぞれの２乗の和の平方根の絶対値である。なお、角加速度データｒを求め方法については、後述する図１４と図１５を参照して、詳細に説明する。CPU１０４は、バス５２を介して、角加速度データｒを、サーボ制御部１０２に供給する。
図６は、図５のディスク駆動装置７０が行う衝撃検出処理を説明するフローチャートである。この衝撃検出処理は、例えば、ディスク駆動装置７０の電源がオンされたとき、開始される。
ステップＳ３１において、３軸センサ８１は、Ｘ軸の方向の加速度ａxを検出し、その加速度ａxを表すＸ軸加速度信号を、A/D変換部１００に供給する。A/D変換部１００は、Ｘ軸加速度信号を増幅し、波形を整形して、A/D変換を行う。そして、A/D変換部５７は、その結果得られる加速度データＴxを、VCM/SPMドライバ１０１を介して、サーボ制御部１０２に供給し、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２において、サーボ制御部１０２は、A/D変換部１００からの加速度データＴxが、所定の値Ｎ以上であるかどうかを判定する。ここで、所定の値Ｎとは、例えば、製造時に、製造元により設定された値であり、ヘッド２４を、いま実際にいるトラック（の位置）から、そのトラックに隣接するトラック（の位置）に移動するために必要な、Ｘ軸の方向の加速度ａxに対応する加速度データＴxの値である。即ち、加速度データＴxが、所定の値Ｎ以上である場合、目標移動位置であるトラック（の位置）とは異なるトラックに、ヘッド２４が移動する危険がある。
ステップＳ３２において、加速度データＴxが、所定の値Ｎ以上ではない（所定値Ｎより小さい）と判定された場合、即ちヘッド２４が目標移動位置であるトラックとは異なるトラックに移動する危険がない場合、サーボ制御部１０２は、ディスク駆動装置１に図４中矢印Ｂ方向の衝撃が与えられていないと認識し（衝撃を検出せず）、ステップＳ３３をスキップして、処理を終了する。
一方、ステップＳ３２において、加速度データＴxが、所定の値Ｎ以上であると判定された場合、即ちヘッド２４が目標移動位置であるトラックとは異なるトラックに移動する危険がある場合、ステップＳ３３に進み、サーボ制御部１０２は、ディスク駆動装置１に図４中矢印Ｂ方向の衝撃が与えられたと認識し（衝撃を検出し）、磁気ディスク７１への記録データの記録を禁止する。即ち、サーボ制御部１０２は、ヘッドアンプ１６に、ヘッド２４への記録信号の供給を禁止させる。
このように、図５のディスク駆動装置７０では、ヘッド２４が目標移動位置であるトラックとは異なるトラックに移動する危険がある場合、磁気ディスク７１への記録データの記録が禁止されるので、目標移動位置であるトラックとは異なるトラックに、誤って記録データを記録することを防止することができる。
なお、図６の衝撃検出処理は、ヘッド２４が記録データの記録を行っている場合にのみ、行われるようにすることもできる。
図７は、図５のディスク駆動装置７０が落下を検出する落下検出処理を説明するフローチャートである。この落下検出処理は、例えば、ディスク駆動装置７０の電源がオンされたとき、開始される。
ステップＳ５１において、３軸センサ８１は、Ｘ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx，ａy、またはａzを検出し、その加速度ａx，ａy、またはａzを表す内部３軸加速度信号を、A/D変換部１０３に供給する。そして、A/D変換部１０３は、内部３軸加速度信号を増幅し、波形を整形して、A/D変換を行う。そして、A/D変換部１０３は、その結果得られる内部３軸加速度データＴを、CPU１０４に供給する。
ステップＳ５１の処理後は、ステップＳ５２に進み、CPU１０４は、内部３軸加速度データＴの各ベクトルのベクトル和（Ｔx 2＋Ｔy 2＋Ｔz 2の平方根）の絶対値Ｖを算出し、ステップＳ５３に進む。
ステップＳ５３において、CPU１０４は、内部３軸加速度データＴと絶対値Ｖに基づいて、ディスク駆動装置７０が落下しているかどうかを判定する。ここで、例えば、CPU１０４は、前回の内部加速度データＴと絶対値Ｖを図示せぬメモリに記憶しており、CPU１０４は、前回の内部加速度データＴおよび絶対値Ｖと、今回の内部３軸加速度データＴおよび絶対値Ｖとの差分の絶対値を、それぞれ求める。そして、CPU１０４は、その差分の絶対値が、それぞれ、所定の値以上である状態が、所定の時間以上続いており、絶対値Ｖが０Ｇ（Ｇは重力加速度）付近である場合、ディスク駆動装置７０が落下していると判定する。
ステップＳ５３において、ディスク駆動装置７０が落下していないと判定された場合、即ちヘッドスラップ現象が起こる可能性が少ない場合、CPU１０４は、落下を検出せず、ステップＳ５４をスキップして、処理を終了する。
一方、ステップＳ５３において、ディスク駆動装置７０が落下していると判定された場合、即ちヘッドスラップ現象が起こる可能性が高い場合、CPU１０４は、落下を検出し、ステップＳ５４に進み、ヘッド２４をランプ１５に退避させる。具体的には、CPU１０４は、退避信号を、バス５２を介して、サーボ制御部１０２に供給する。そして、サーボ制御部１０２は、CPU１０４からの退避信号に応じて、VCM/SPMドライバ１０１に、ヘッド２４の退避を指令し、VCM/SPMドライバ１０１は、その指令に応じて、VCM２２を制御し、ヘッド２４をランプ１５に退避させる。
このように、ディスク駆動装置７０では、ディスク駆動装置７０が落下している場合、即ちヘッドスラップ現象が起こる可能性が高い場合、ヘッド２４がランプ１５に退避されるので、ヘッドスラップ現象を回避することができる。
なお、図７の落下検出処理は、ヘッド２４がランプ１５に固定されていない場合にのみ、行われるようにすることもできる。
次に、図８を参照して、図６の衝撃検出処理と図７の落下検出処理を行うときの、図５のディスク駆動装置７０の処理の流れを説明する。
まず最初に、ディスク駆動装置７０が衝撃検出処理（図６）を行うときの、処理の流れを説明する。図６で説明したように、ステップＳ３１において、３軸センサ８１が加速度ａxを検出し、その加速度ａxを表すＸ軸加速度信号に対応する加速度データＴxが、A/D変換部１００から、VCM/SPMドライバ１０１を介して、サーボ制御部１０２に供給される。
ステップＳ３２において、サーボ制御部１０２は、A/D変換部１００からの加速度データＴxに基づいて、図４中矢印Ｂ方向の衝撃を検出し、衝撃を検出した場合、ステップＳ３３において、ヘッドアンプ１６に、ヘッド２４への記録信号の供給を禁止させる。
次に、ディスク駆動装置７０が落下検出処理（図７）を行うときの、処理の流れを説明する。図７で説明したように、ステップＳ５１において、３軸センサ８１は、加速度ａx，ａy、またはａzを検出し、その加速度ａx，ａy、またはａzを表す内部３軸加速度信号に対応する内部３軸加速度データＴが、A/D変換部１０３からCPU１０４に供給される。
ステップＳ５３において、CPU１０４は、内部３軸加速度データＴと絶対値Ｖに基づいて、落下を検出し、落下を検出した場合、ステップＳ５４において、CPU１０４は、サーボ制御部１０２に退避信号を供給する。そして、サーボ制御部１０２は、その退避信号に応じて、VCM/SPMドライバ１０１にヘッド２４の退避を指令し、VCM/SPMドライバ１０１は、その指令に応じて、ヘッド２４をランプ１５に退避させる。
以上のように、ディスク駆動装置７０では、１つの３軸センサ８１により検出された加速度ａx,ａy、またはａzを用いて、衝撃と落下の両方を検出するので、３軸センサ３と１軸センサ１７の２つのセンサが設けられた図１のディスク駆動装置１に比べて、コストを削減することができる。また、３軸センサ８１が、シャーシ２の内部、即ちダンパー材２の内側に設けられているため、３軸センサが、ダンパー材２の外側に設けられる場合に比べて、ダンパー材２により外部からの力が緩和されたヘッド２４の加速度と、３軸センサ８１により検出された加速度ａx，ａy、またはａzとの差分が少なくなり、より正確に、衝撃と落下を検出することができる。
次に、図９を参照して、図５のサーボ制御部１０２におけるトラッキングサーボ動作について説明する。
図９に示すように、サーボ制御部１０２は、VCM/SPMドライバ１０１（図５）を制御して、VCMアクチュエータ１４のアーム２１を回動させ、ヘッド２４を所定のトラックに移動させる。このとき、各種の定常的、非定常的要因である要因ｄ（例えば、衝撃などの外乱）により、ヘッド２４が実際にいる位置と、目標移動位置とにズレが生じる。そこで、サーボ制御部５３は、ヘッドアンプ１６からの再生信号のサーボ情報に基づいて、ズレを検出し、そのズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行う。
このとき、サーボ制御部１０２は、さらに、CPU１０４からの角加速度データｒに基づいて、ヘッド２４のズレを予測し、その予測したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードフォワード制御を行う。そして、サーボ制御部１０２は、フィードバックまたはフィードフォワード制御を行うことにより決定されたヘッド２４の目標移動位置に、ヘッド２４を移動させる。
以上のように、図５のディスク駆動装置７０では、サーボ制御部１０２は、検出したズレに基づいてフィードバック制御を行うとともに、予測したズレに基づいて、フィードフォワード制御を行い、ヘッド２４の目標移動位置を決定するので、フィードバック制御のみを行い、ヘッド２４の目標移動位置を決定する図１のディスク駆動装置１の場合に比べて、トラッキングサーボ動作の性能を向上させることができる。また、ディスク駆動装置７０では、ダンパー材２で覆われたシャーシ２の内部に３軸センサ８１が設けられているので、ダンパー材２の外側に３軸センサが設けられる場合に比べて、ヘッド２４におけるＸ軸とＹ軸の各方向の加速度と、３軸センサ８１により検出される加速度ａxとａyとの差分が小さくなる。その結果、加速度ａxとａyに基づいて算出された角加速度データｒを用いて行われるフィードフォワード制御の精度を、ダンパー材２の外側に３軸センサが設けられる場合に比べて、高めることができる。
図１０は、図５のディスク駆動装置７０が行うトラッキング制御処理を説明するフローチャートである。このトラッキング制御処理は、例えば、ユーザによる図示せぬ操作部の操作により、磁気ディスク７１に対する記録または再生が指示されたとき、開始される。
ステップＳ７１において、CPU１０４は、A/D変換部１０３から供給された外部３軸加速度データＴから、加速度データＴxとＴyを抽出する。
ステップＳ７１の処理後は、ステップＳ７２に進み、CPU１０４は、ステップＳ７１で抽出した加速度データＴxとＴyに基づいて、角加速度データｒを算出して、サーボ制御部１０２に供給し、ステップＳ７３に進む。
ステップＳ７３において、サーボ制御部１０２は、ヘッドアンプ１６からの再生信号のサーボ情報に基づいて、ヘッド２４が実際にいる位置と、目標移動位置とのズレを検出し、その検出したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行う。即ち、サーボ制御部１０２は、その検出したズレを考慮して、ヘッド２４の目標移動位置を決定する。なお、最初のステップＳ７３の処理では、まだヘッドアンプ１６から再生信号が供給されていないので、サーボ制御部１０２は、何も処理を行わない。
ステップＳ７３の処理後は、ステップＳ７４に進み、サーボ制御部１０２は、角加速度データｒに基づいて、角加速度データｒが表す角加速度によりヘッド２４が移動する距離、即ち生じるズレを予測し、その予測したズレに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードフォワード制御を行う。即ち、サーボ制御部１０２は、その予測したズレを考慮して、ステップＳ７３で決定されたヘッド２４の目標移動位置を変更する。
ステップＳ７４の処理後は、ステップＳ７５に進み、サーボ制御部１０２は、VCM/SPMドライバ１０１を制御して、ステップＳ７４で変更されたヘッド２４の目標移動位置に、ヘッド２４を移動させる。ヘッド２４は、記録または再生を行い、サーボ情報を含む再生信号を、ヘッドアンプ１６に供給し、ステップＳ７５からステップＳ７１に戻る。ここで、ステップＳ７３の処理では、直前のステップＳ７５でヘッドアンプ１６に供給されたサーボ情報に基づいて、ヘッド２４が実際にいる位置と、目標移動位置とのズレが検出される。
次に、図１１を参照して、図１０のトラック制御処理を行うときの、図５のディスク駆動装置７０の処理の流れを説明する。
図１０で説明したように、CPU１０４は、A/D変換部１０３からの内部３軸加速度データＴから、加速度データＴxとＴyを抽出し、加速度データＴxとＴyに基づいて、角加速度データｒを算出して、サーボ制御部１０２に供給する。そして、サーボ制御部１０２は、ヘッドアンプ１６からの再生信号に基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードバック制御を行うとともに、角加速度データｒに基づいて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードフォワード制御を行う。
ステップＳ７５において、サーボ制御部１０２は、VCM/SPMドライバ１０１を制御して、フィードバックまたはフィードフォワード制御を行うことにより決定された目標移動位置に、ヘッド２４を移動させる。
以上のように、ディスク駆動装置７０では、ヘッド２４の目標移動位置が、フィードバック制御されるだけでなく、３軸センサ８１により検出された加速度ａxとａyを用いて、フィードフォワード制御されるので、フィードバック制御のみを行う図１のディスク駆動装置１に比べて、高精度のトラッキングサーボ動作を行うことができる。
次に、図１２を参照して、従来のディスク駆動装置と、本発明を適用した図５のディスク駆動装置７０とを比較する。
図１２では、１軸センサのみが設けられたディスク駆動装置（以下、１軸ディスク駆動装置という）、１軸センサ１７と、ダンパー材４の外側に３軸センサ３と（１軸＋外付け３軸センサ）が設けられた図１のディスク駆動装置１、およびダンパー材４で覆われたシャーシ２の内部に３軸センサ８１（内部３軸センサ）が設けられた図５のディスク駆動装置７０が比較されている。
図１２に示すように、１軸ディスク駆動装置では、１軸センサが設けられているので、その１軸センサにより衝撃を検出し、衝撃を検出した場合、記録を禁止することにより、記録の保護(Write Protect)が可能である。従って、図１２の項目を除いた第１行目の「Write Protect」の欄には、○が付けられている。
しかしながら、１軸ディスク駆動装置では、１つの軸の方向の加速度のみが検出されるので、落下を検出したり、トラッキングサーボ（Tracking servo）動作において、ヘッドの目標移動位置のフィードフォワード制御（F.F）を行うことは困難である。従って、図１２の項目を除いた第２行目の「落下検出」の欄と、第３行目の「Tracking servo(F.F)」の欄には、×が付けられている。
また、１軸ディスク駆動装置では、上述したように、落下を検出することが困難であるため、ヘッドスラップ現象を回避することが困難である。これにより、１軸ディスク駆動装置では、ヘッドスラップ現象が生じた場合において破壊されやすいアルミ基板の磁気ディスク（Al disk）は装着されない。従って、図１２の項目を除いた第４行目の「Al disk」の欄には、×が付けられている。
ところで、１軸ディスク駆動装置では、設けられるセンサが、１軸センサの１つだけであるので、センサのコストは安い。従って、図１２の項目を除いた第５行目の「センサコスト」の欄には、○が付けられている。また、１軸ディスク駆動装置では、上述したように、アルミ基板の磁気ディスクは装着されず、例えば、ヘッドスラップ現象が起こった場合においても破壊されにくい、硬いガラス基板の磁気ディスクが装着される。ここで、一般的に、ガラス基板の磁気ディスクは、アルミ基板の磁気ディスクに比べて、コストが高いことが知られている。従って、図１２の項目を除いた第５行目の「Disk コスト」の欄には、×が付けられている。
一方、図１のディスク駆動装置１では、１軸センサ１７が設けられているので、その１軸センサ１７により衝撃を検出し、衝撃を検出した場合、記録を禁止することにより、記録の保護が可能であり、「Write Protect」の欄には、○が付けられている。また、ディスク駆動装置１では、３軸センサ３も設けられているので、落下を検出することが可能であり、「落下検出」の欄には、○が付けられている。
さらに、ディスク駆動装置１では、３軸センサ３が設けられているので、３軸センサ３により検出されたｘ軸とｙ軸の方向の加速度ａxとａyを用いて、トラッキングサーボ動作において、ヘッドの目標移動位置のフィードフォワード制御を行うことは可能である。しかしながら、ディスク駆動装置１では、ダンパー材４の外側に、３軸センサ３が設けられているので、３軸センサ３により検出される加速度ａxおよびａyと、ダンパー材４により外部からの力が緩和されているシャーシ２の内部に設けられたヘッド２４における加速度との差が大きい。
即ち、３軸センサ３では、ヘッド２４における加速度を正確に検出することは困難である。その結果、ヘッドの目標移動位置のフィードフォワード制御を、精度良く行うことは困難であり、一般的には、ディスク駆動装置１において、フィードフォワード制御は行われていない。従って、「Tracking servo(F.F)」の欄には、一般的にフィードフォワード制御は行われていないので、精度が良くないことを表す△が、括弧を付けて書かれている。
また、ディスク駆動装置１では、上述したように、落下を検出することが可能であるため、ヘッドスラップ現象を回避することが可能である。これにより、ディスク駆動装置１では、ヘッドスラップ現象が生じた場合において破壊されやすいアルミ基板の磁気ディスクを装着することが可能であるが、一般的には、アルミ基板の磁気ディスクは装着されていない。従って、「Al disk」の欄には、一般的に、アルミ基板の磁気ディスクは装着されていないので、アルミ基板の磁気ディスクが装着されることを表す○が、括弧を付けて書かれている。
ところで、ディスク駆動装置１では、設けられるセンサが、１軸センサ１７と３軸センサ３の２つであるので、１軸ディスク駆動装置のように、１つのセンサが設けられる場合に比べて、センサのコストは高くなる。従って、「センサコスト」の欄には、×が付けられている。また、ディスク駆動装置１では、上述したように、ガラス基板の磁気ディスクに比べて安価なアルミ基板の磁気ディスクが装着可能であるが、一般的には、アルミ基板の磁気ディスクは装着されていないので、「Disk コスト」の欄には、ディスクのコストが安いことを表す○が、括弧を付けて書かれている。
また、図５のディスク駆動装置７０では、３軸センサ８１が設けられているので、その３軸センサ８１により検出されたＸ軸の方向の加速度ａxにより、衝撃を検出し、衝撃を検出した場合、記録を禁止することにより、記録の保護が可能であり、「Write Protect」の欄には、○が付けられている。さらに、ディスク駆動装置１では、３軸センサ８１により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx，ａy、またはａzにより、落下を検出することが可能であり、「落下検出」の欄には、○が付けられている。
また、ディスク駆動装置７０では、ダンパー材４で覆われたシャーシ２の内部に、３軸センサ８１が設けられているので、３軸センサ３が、ダンパー材４の外側に設けられているディスク駆動装置１に比べて、ヘッド２４における加速度を正確に検出することができる。その結果、ディスク駆動装置７０では、３軸センサ８１により検出された加速度ａxとａyを用いて、ヘッド２４の目標移動位置のフィードフォワード制御を、精度良く行うことが可能であり、「Tracking servo(F.F)」の欄には、○が付けられている。
さらに、ディスク駆動装置７０では、上述したように、落下を検出することが可能であるため、ヘッドスラップ現象を回避することが可能である。従って、ディスク駆動装置７０では、ヘッドスラップ現象が生じた場合において破壊されやすいアルミ基板の磁気ディスク７１が装着される。よって、「Al disk」の欄には、○が付けられている。以上のように、ディスク駆動装置７０では、安価なアルミ基板の磁気ディスク７１が装着されるので、ディスク駆動装置７０全体のコストを削減することできる。
ところで、ディスク駆動装置７０では、設けられるセンサが、３軸センサ８１の１つであるので、ディスク駆動装置１のように、２つのセンサが設けられる場合に比べて、センサのコストは安くなる。しかしながら、一般的には、３軸の各方向の加速度ａx，ａy、またはａzを検出する３軸センサ８１は、１軸の方向の加速度を検出する１軸センサに比べて、コストが高い。従って、３軸センサ８１が設けられたディスク駆動装置７０におけるセンサのコストは、１軸センサが設けられた１軸ディスク駆動装置におけるセンサのコストに比べて、高くなる。
即ち、ディスク駆動装置７０におけるセンサのコストは、１軸ディスク駆動装置におけるセンサのコストに比べて高く、ディスク駆動装置１におけるセンサのコストに比べて安いので、「センサコスト」の欄には、△が付けられている。
また、ディスク駆動装置７０では、上述したように、ガラス基板の磁気ディスクに比べて安価なアルミ基板の磁気ディスクが装着されるので、「Disk コスト」の欄には、○が付けられている。
次に、図１３を参照して、アルミ（Ａｌ）基板の磁気ディスク７１と、ガラス（Glass）基板の磁気ディスク１１の性能を比較する。
図１３に示すように、安価なアルミ基板の磁気ディスク７１は、コスト面でのメリットが大（◎）であり、アルミ基板の磁気ディスク７１に比べてコストが高いガラス基板の磁気ディスク１１は、コスト面でのメリットが小（△）である。
また、磁気特性とSNR（Signal-to-Noise Ratio）(信号対雑音比)においては、アルミ基板の磁気ディスク７１は、最良（◎）であり、ガラス基板の磁気ディスク１１は、良（○）である。さらに、磁気ディスクの表面の粗さなどの表面性においては、アルミ基板の磁気ディスク７１は、最良（◎）であり、ガラス基板の磁気ディスク１１は、良（○）である。
また、ディスクの製造性や調達のし易さを比較したアベイラビリティ（Availability）においては、アルミ基板の磁気ディスク７１は、良（○）であり、ガラス基板の磁気ディスク１１は、可（△）である。さらに、ヘッド２４が、磁気ディスク上にある場合、即ち記録または再生を行っている場合に、ヘッドスラップ現象が生じる、いわゆるオペレーショナルショック（Ope.Schock）により、磁気ディスクが破壊されない可能性は、アルミ基板の磁気ディスク７１において、低（△）であり、ガラス基板の磁気ディスク１１において、高（○）である。
次に、図１４と図１５を参照して、図５のCPU１０４が、加速度データＴxとＴyに基づいて角加速度データｒを求める方法について説明する。
図１４と図１５では、軌跡Ｃの略中央の位置Ｐ0に対応する磁気ディスク７１のトラックのトラック番号をtrk０とする。また、位置Ｐ0とピボット２３の中心Ｎとを結ぶ直線Ｐ0Ｎと、いまヘッドがいる位置ＰHとピボット２３の中心Ｎとを結ぶ直線ＰHＮとのなす角を角度θとする。例えば、いまヘッド２４が位置Ｐ0にいる場合、即ち位置Ｐ0とＰHが等しい場合、角度θは０度となる。
ここで、磁気ディスク７１の隣接するトラック間の距離（トラックピッチ）、並びにヘッド２４と中心Ｎ間の距離は、予め定められているため、例えば、トラック番号が、磁気ディスク７１の内周から外周に向けて、順に付されている場合、位置Ｐ0に対応するトラックのトラック番号trk０と、位置ＰHに対応するトラックのトラック番号trkＨとの差を求めることにより、角度θは、一義的に決定される。
また、図１４と図１５では、矢印Ｂの磁気ディスク７１の内周から外周に向けた方向（CCW方向）を、正の方向とし、その逆の方向（CW方向）を負の方向とする。さらに、位置ＰHが位置Ｐ0より外周側にある場合の角度θを正の角度とし、位置ＰHが位置Ｐ0より内周側にある場合の角度θを負の角度とする。
図１４を参照して、位置ＰHが、位置Ｐ0より外周側の任意の位置Ｐ1である場合、即ちヘッド２４が位置Ｐ0より外周側の位置Ｐ1にいる場合の、ヘッド２４における角加速度、即ち軌跡Ｃの位置Ｐ1における接線方向の加速度rg1を表す角加速度データｒについて説明する。
なお、図１４では、位置Ｐ1に対応する磁気ディスク７１のトラックのトラック番号をtrk１とする。また、角度θは、上述したように、トラック番号trk０とtrk１との差を求めることにより、一義的に決定され、その決定された角度θを、角度θ1とする。
図１４に示すように、ヘッド２４が位置Ｐ0より外周側の位置Ｐ1にいる場合、要因ｄにより、ヘッド２４に角加速度rg1が加えられるとき、ヘッド２４には、角加速度rg1により、オフトラックさせる力（ヘッド２４を、目標移動位置からズレた位置に移動させる力）が働く。
この場合、３軸センサ８１は、角加速度rg1をＸ軸方向とＹ軸方向に分解した加速度を、それぞれ、加速度ａx、ａyとして検出し、A/D変換部１０３を介して、CPU１０４に供給する。CPU１０４に供給されるA/D変換後の加速度ａxとａyである加速度データＴxとＴyは、以下の式（１）で表される。
Ｔx=rg1×cosθ
Ｔy=rg1×sinθ
・・・（１）
なお、実際には、A/D変換部１０３は、３軸センサ８１から供給される加速度ａxとａyを表す加速度信号を増幅し、その加速度信号の波形を整形した後、A/D変換を行っているが、式（１）では、A/D変換後の加速度データＴxとＴyが、それぞれ加速度ａxとａyを表す加速度信号に等しいものとしている。
CPU１０４は、式（１）に基づいて、加速度rg1を表す角加速度データｒを算出する。角加速度データｒは、以下の式（２）で表される。
Figure 0004569290
 ・・・（２）
なお、式（２）のｒｅは、製造元により、予め設定される所定の値である。製造元は、例えば、３軸センサ８１の精度などに応じて、所定の値ｒｅを決定する。所定の値ｒｅが小さい場合、大きい場合に比べて、CPU１０４で角加速度データｒが算出されやすくなる（３軸センサ８１の感度が上がる）が、誤差も生じやすくなる。従って、製造元は、実験などを行うことにより、所定の値ｒｅを、妥当な値に設定する。
以上のように、ヘッド２４が位置Ｐ0より外周側の任意の位置Ｐ1にある場合、CPU１０４は、A/D変換部１０３から供給される加速度データＴxとＴyに基づいて、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下であるかどうかを判定し、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下ではないと判定した場合、即ちヘッド２４の移動に影響する軌跡Ｃの接線方向の加速度が加えられていない場合、角加速度データｒを検出しない。例えば、CPU１０４は、角加速度データｒを０とする。一方、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下であると判定された場合、CPU１０４は、式（２）にしたがって、角加速度データｒを算出する。
次に、図１５を参照して、位置ＰHが、位置Ｐ0より内周側の任意の位置Ｐ2である場合、即ちヘッド２４が位置Ｐ0より内周側の位置Ｐ2にいる場合の、ヘッド２４における角加速度、即ち軌跡Ｃの位置Ｐ2における接線方向の加速度rg2を表す角加速度データｒについて説明する。
なお、図１５では、位置Ｐ1に対応する磁気ディスク７１のトラックのトラック番号をtrk２とする。また、角度θは、上述したように、トラック番号trk０とtrk２との差を求めることにより、一義的に決定され、その決定された角度θを、角度θ2とする。
図１５に示すように、ヘッド２４が位置Ｐ0より内周側の位置Ｐ2にいる場合、要因ｄにより、ヘッド２４に角加速度rg2が加えられるとき、ヘッド２４には、角加速度rg2により、オフトラックさせる力が働く。
この場合、３軸センサ８１は、角加速度rg1の場合と同様に、角加速度rg2をＸ軸方向とＹ軸方向に分解した加速度を、それぞれ、加速度ａx、ａｙとして検出し、A/D変換部１０３を介して、CPU１０４に供給する。CPU１０４に供給されるA/D変換後の加速度ａxとａyである加速度データＴxとＴyは、以下の式（３）で表される。
Ｔx=rg2×cosθ
Ｔy=rg2×sinθ
・・・（３）
CPU１０４は、式（３）に基づいて、加速度rg2を表す角加速度データｒを算出する。角加速度データｒは、以下の式（４）で表される。
Figure 0004569290
 ・・・（４）
以上のように、ヘッド２４が位置Ｐ0より内周側の任意の位置Ｐ2にある場合、外周側の位置Ｐ1にある場合と同様に、CPU１０４は、A/D変換部１０３から供給される加速度データＴxとＴyに基づいて、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下であるかどうかを判定し、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下ではないと判定した場合、角加速度データｒを検出しない。一方、｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下であると判定された場合、CPU１０４は、式（４）にしたがって、角加速度データｒを算出する。
図１３と図１４に示すように、CPU１０４は、加速度データＴxとＴyに基づいて、ヘッド２４の移動に影響する、軌跡Ｃのヘッド２４がいる位置ＰHにおける接線方向の加速度を表す角加速度データｒを求める。従って、CPU１０４は、角加速度データｒに基づいて、フィードフォワード制御を行うことにより、要因ｄのトラッキングサーボ動作への影響を抑制することができる。
また、CPU１０４は、ヘッド２４の移動に影響する加速度が加えられていない場合、即ち｜Ｔx/Ｔy−tanθ｜が値ｒｅ以下ではない場合、角加速度データｒを算出（検出）しないので、角加速度データｒの誤検出を防止することができる。その結果、角加速度データｒの誤検出によるトラッキングサーボ動作のエラーを、防止することができる。
なお、図４のディスク駆動装置７０では、３軸センサ８１が、Ｘ軸が接線Ｄ方向に平行となるように、シャーシ２の内部に配置されたが、Ｘ軸に限定されず、Ｘ軸，Ｙ軸、またはＺ軸のうちのいずれか１つの軸が、接線Ｄに平行となるように配置されればよい。
また、図４のディスク駆動装置７０において、３軸センサ８１のほかに、衝撃を検出するために接線Ｄ方向の加速度を検出する１軸センサを設ける場合には、３軸センサ８１は、Ｘ軸，Ｙ軸、またはＺ軸のうちのいずれか１つの軸が、接線Ｄ方向に平行となるように配置されず、傾いて配置されてもよい。この場合、例えば、製造元は、接線Ｄ方向に対する、Ｘ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の傾きの角度を、図示せぬ記憶部に記憶させておき、CPU１０５は、その角度を考慮して、式（３）または式（４）にしたがい、角加速度データｒを算出する。
また、ディスク駆動装置７０に装着されるアルミ基板の磁気ディスク７１の大きさは、特に限定されないが、磁気ディスク７１の大きさが大きいほど、磁気ディスク７１を装着するために必要なスペースが大きくなるので、ディスク駆動装置７０が大型化する。例えば、磁気ディスク７１の大きさが、1.8インチ以下である場合、ディスク駆動装置７０は、携帯に適した小型になる。
さらに、ディスク駆動装置７０では、サーボ制御部１０２が、３軸センサ８１により検出された加速度ａxに基づいて、衝撃を検出したが、３軸センサ８１により検出された加速度ａxとａyの両方に基づいて、衝撃を検出することもできる。この場合、サーボ制御部１０２は、例えば、ヘッド２４が現在いる位置における軌跡Ｃの接線方向の加速度を、加速度ａxとａyから算出し、その算出した加速度に基づいて、衝撃を検出する。
ここで、ヘッド２４に影響する衝撃は、ヘッド２４が現在いる位置、つまり図４の軌跡Ｃ上のある点における接線方向の衝撃である。従って、サーボ制御部１０２は、ヘッド２４が現在いる位置における軌跡Ｃの接線方向の加速度に基づいて、衝撃を検出する場合、軌跡Ｃの平均的な接線方向の加速度ａxに基づいて衝撃を検出する場合に比べて、より正確に、ヘッド２４に影響する衝撃を検出することができる。その結果、誤検出による記録の禁止を防止し、記録速度を高めることができる。
以上のように、ディスク駆動装置７０では、シャーシ２の内部に、３軸センサ８１を設け、３軸センサ８１により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の各方向の加速度ａx，ａy、またはａzに基づいて、ディスク駆動装置７０の落下および衝撃を検出するようにしたので、低コストで、高い信頼性を維持することができる。
ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。
センサが設けられた従来のディスク駆動装置の構成の一例を示す図である。 図１のディスク駆動装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図２のサーボ制御部によるトラッキングサーボ動作について説明する図である。 本発明を適用したディスク駆動装置の一実施の形態の外観構成例を示す図である。 図４のディスク駆動装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図５のディスク駆動装置が行う衝撃検出処理を説明するフローチャートである。 図５のディスク駆動装置が落下を検出する落下検出処理を説明するフローチャートである。 図６の衝撃検出処理と図７の落下検出処理を行うときの、図５のディスク駆動装置の処理の流れを説明する図である。 図５のサーボ制御部におけるトラッキングサーボ動作について説明する図である。 図５のディスク駆動装置が行うトラッキング制御処理を説明するフローチャートである。 図１０のトラック制御処理を行うときの、図５のディスク駆動装置の処理の流れを説明する図である。 従来のディスク駆動装置と、本発明を適用した図５のディスク駆動装置とを比較する図である。 アルミ基板の磁気ディスクと、ガラス基板の磁気ディスクの性能を比較する図である。 加速度データＴxとＴyに基づいて角加速度データｒを求める方法について説明する図である。 加速度データＴxとＴyに基づいて角加速度データｒを求める方法について説明する図である。
符号の説明
１２ ディスククランプ， １３ スピンドルモータ， １４ VCMアクチュエータ， １５ ランプ， １６ ヘッドアンプ， ２１ アーム， ２２ VCM， ２３ ピボット， ２４ ヘッド， ７０ ディスク駆動装置， ７１ 磁気ディスク， ８１ ３軸センサ， １０１ VCM/SPMドライバ， １０２ サーボ制御部

Claims (5)

  1. シャーシの略中央にディスクを回転駆動させる回転駆動部が設けられ、前記ディスクに対してデータの記録または再生を行うヘッドが取り付けられたアームを回動して、前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動させるアーム駆動部が、前記シャーシの所定のコーナに設けられたディスク駆動装置において、
    互いに直交するＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
    前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、またはＺ軸の方向の加速度に基づいて、前記ディスク駆動装置の落下を検出する落下検出手段と、
    前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、前記アームが回動するときの前記ヘッドの軌跡である円弧の、前記ヘッドの現在の位置における接線の方向の加速度を求め、その加速度に基づいて、前記ディスク駆動装置に対する衝撃を検出する衝撃検出手段と
    を備えることを特徴とするディスク駆動装置。
  2. 前記Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸のうち、いずれか１つの軸が、前記円弧の平均的な接線に平行である
    ことを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
  3. 前記ディスクに対するデータの記録を制御する記録制御手段と、
    前記ヘッドを所定の位置に移動させるヘッド制御手段と
    をさらに備え、
    前記記録制御手段は、前記衝撃検出手段により衝撃が検出された場合、前記データの記録を禁止し、
    前記ヘッド制御手段は、前記落下検出手段により落下が検出された場合、前記ヘッドを退避領域に移動させる
    ことを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
  4. 前記加速度検出手段により検出されたＸ軸，Ｙ軸、およびＺ軸の各方向の加速度のうち、いずれか２つの軸の各方向の加速度に基づいて、前記ヘッドの位置を決定する決定手段
    をさらに備え、
    前記ヘッド制御手段は、前記決定手段により決定された位置に、前記ヘッドを移動させる
    ことを特徴とする請求項３に記載のディスク駆動装置。
  5. 前記シャーシは、外部からの力を吸収する緩衝材で覆われている
    ことを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
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