JPH10502480A - アクチュエータ引込み回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アクチュエータを引込めるための方法および装置であって、アクチュエータモータ（２０）が発生する後方ｅｍｆ電圧を決定することと、決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワーク（２６）に与えることと、保持電圧をキャパシタ−抵抗ネットワーク（２６）に与えることとを含む。決定された電圧および保持電圧をともに与えることにより、キャパシタ−抵抗ネットワーク（２６）におけるキャパシタ（ｃ）が充電されて充電キャパシタ電圧が発生する。この方法および装置はさらに、キャパシタ（ｃ）の充電の際に、決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワーク（２６）に与えることを終了させることと、キャパシタ−抵抗ネットワーク（２６）を通してキャパシタ（ｃ）を放電し引込み動作のためにアクチュエータに強制電圧を与えることとを含む。強制電圧は始めにアクチュエータにおいて大きな減速電流を発生する。さらに、強制電圧は時間とともに予め定められた保持電圧に減衰して引込み動作が完了する。

Description

【発明の詳細な説明】 アクチュエータ引込み回路 発明の背景 ディスクドライブのような磁気媒体ドライブは、通常動作の間空気受面上にク ッションで支えられるアクチュエータ上に装着されるヘッドを有する。ドライブ のヘッドアクチュエータアセンブリが読出／書込位置にあるとき、これは空気受 面のために媒体面と接触しない。電力の低下、突然の電力損失、スピンダウン、 またはシステムの発生する引込みコマンドのような境界条件事象が起こるとき、 空気受面の損失が差し迫ったものであるのでデータの完全性を保護するためにヘ ッドがランディングゾーンに移動されなければならない。データゾーンの上でヘ ッドと媒体とが接触すると、媒体面およびヘッドを損傷するか、または、衝突力 のために局所的な媒体の消磁を引起こす可能性がある。 また、ヘッドとディスクとが接触すると、ヘッド−ディスクアセンブリ（ＨＤ Ａ）内に屑が発生されることがあり、ヘッドおよびディスクインタフェイスの信 頼性を低下し、結局はヘッドのクラッシュとデータの損失とを引起こす。電力損 失のような最も深刻な境界条件は、通常の駆動力がディスクドライブに利用可能 でなくなるスピンダウンにつながる。これが起こると、スピンドルモータの整流 された後方起動力は、ヘッドとディスクとが接触するのに適した媒体面上の「ラ ンディング」ゾーンにヘッドを移動させるのに必要な電力を供給しなければなら ない。ヘッドを安全 ゾーンに移動させるこの機能は一般に「引込める」または「停留する」と称され る。 さらに、スピンドルの発生する後方起動力はスピンドル速度と比例し、電力損 失時に、スピンドル速度は急速に低下し、スピンドルの発生する後方起動力をも 急速に降下させる。したがって、スピンドルは限りのある量の蓄積エネルギを有 するにすぎない。引込み回路はある動作電圧範囲を有し、したがって、スピンド ルの発生する後方起動力電圧がその範囲よりも下に降下する前にアクチュエータ は引込みを完了しなければならない。したがって、引込みの持続時間には時間的 な制限が存在し、これは、動作範囲のドロップアウト電圧に達するまでに全引込 動作が完了されなければならないためである。 磁気ディスクの場合、ランディングゾーンは、データが記憶されない、ディス クの高度に磨かれた区域である。ランディングゾーンが設けられるのは、ヘッド をそこに置くことができるように、すなわち、磁気媒体上に記録されるデータか 、媒体か、またはヘッド自身に損傷を与えずにヘッドアクチュエータアセンブリ が実際にディスク面と接触できるようにである。 さらに、２つのクラッシュストップ、すなわち内部クラッシュストップおよび 外部クラッシュストップもまた設けられて、ディスクドライブアクチュエータ／ サーボ電子工学装置が制御を失う場合にヘッドアクチュエータアセンブ リがディスク面から離れてしまうことを防ぐ。これらのクラッシュストップの１ つがランディングゾーンを設置するために用いられる。高速シークの間、特にク ラッシュストップの近くで、境界条件事象が通常制御の損失を引起こす。低下さ れなければ、高度なアクチュエータ速度がクラッシュストップとの強力インパル ス接触を引起こす。この突然の減速のために、ヘッドはそのたわみアーム上でね じれ、空気受面にのり、結果的にディスク接触を生じる間に屑を発生し得る。し たがって、潜在的なデータ損失と、境界条件事象のためにヘッドアクチュエータ アセンブリが高速でクラッシュストップに衝突することから生じるヘッド／媒体 損傷とを最小にする解決法が必要である。 これらの先行技術の方法は、ヘッドアクチュエータアセンブリをランディング ゾーンに移動させながら衝突速度を制御するために既知である。このような方法 の１つは、電流を吸い込むことだけが可能な単一カドラント回路から吸い込まれ る単極固定電圧を用いる。この単極固定電圧はアクチュエータのコイルに与えら れてアクチュエータアセンブリをランディングゾーンに移動させる。しかしなが ら、この方法には欠点がある。高速シークの間、アクチュエータが高速でランデ ィングゾーンの方へ移動するとき、アクチュエータの速度は回路が電流をはき出 すことができないためにこの固定電圧技術によって低下できない。また、アクチ ュエータがランディングゾーンから離れて高速で移動 するとき、速度低下能力は回路の高いソース抵抗によって大きく制限される。し たがって、この固定電圧方法は高速の十分な低下と後の衝突の保護とをもたらさ ない。 動的制動として知られる第２の方法も単極固定電圧を用いるが、これは電流を 吸い込むことも吐き出すことも可能な２カドラント回路によって与えられる。再 び、単極固定電圧がアクチュエータのコイルに与えられてアクチュエータアセン ブリをランディングゾーンに移動させる。いずれかの方向へ移動する高速シェイ クの間、２カドラント回路はコイル端子の間に非常に低いインピーダンス経路を 効果的に与える。コイルの後方起動力は、アクチュエータ速度を低下させるこの 経路を通る電流を発生する。しかしながら、主な欠点は、アクチュエータの後方 起動力電圧と回路抵抗とによってこの低下が制限されるということである。した がって、アクチュエータが動的に制動されるが、それは衝突に対する十分な保護 を与えるには足りない。これは高速シークがクラッシュストップの近辺で起こる ときに特に明らかである。さらに、この方法を用いると、より大きな減速距離を もたらすためのより長いクラッシュストップゾーンが必要となり、それによって ディスクのデータ記憶能力が低下する。 第３の先行技術の方法は後方起動力フィードバック速度制御ループを用いて衝 突速度を調整する。この方法は、不必要に複雑であり、かつ何らかのリスクを与 える閉ループ 制御システムを必要とする。このリスクにはループ補償パラメータを高許容度高 温変形回路構成要素と一致させることを含む。これは閉ループ安定性問題を生じ る。制御ループを離調することによって安定性のマージンを高めようとする試み は不十分な速度制御と後の不十分な引込み性能とにつながる。 したがって、クラッシュストップ衝突速度を大きく減少して、制御された態様 で、電力低下か、電力損失か、スピンダウンか、またはシステム引込みコマンド の間に、読出／書込位置からランディングゾーンにアクチュエータを素早く引込 めるための機構が必要である。さらに、制御ループの安定性、不十分なアクチュ エータ速度制御、不十分な動的制動能力および不十分な高速衝突保護という先行 技術の問題を克服する引込み機構が必要である。 発明の概要 本発明は、電力低下、突然の電力損失、スピンダウンまたはシステムが発生す る引込みコマンドなどの境界条件事象が発生した際に、アクチュエータを引込め るための装置および方法である。 本発明の目的は、アクチュエータを急速に減速するために引込み動作中に高い 初期強制電圧を与えることである。 本発明の他の目的は、境界条件事象が発生した際にアクチュエータを記憶媒体 のランディングゾーンに移動させることである。 本発明のさらに他の目的は、境界条件事象が発生した際にアクチュエータをあ る限られた期間内に記憶媒体のランディングゾーンに迅速に移動させることであ る。 本発明のさらに他の目的は、境界条件事象が発生した際にアクチュエータが記 憶媒体のクラッシュストップに衝突する力を最小限にすることである。 上記のおよびその他の目的は、広い意味では、以下のステップを含むアクチュ エータを引込めるための方法を用いることにより達成される。そのステップとは 、アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するステップ、決定さ れた電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップ、および保持電圧を キャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップである。決定された電圧および 保持電圧をともに与えることにより、キャパシタ−抵抗ネットワークにおけるキ ャパシタが充電され、充電キャパシタ電圧が発生する。この方法はさらに、キャ パシタが充電された際に、決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに与 えることを終了し、引込み動作のためにキャパシタをキャパシタ−抵抗ネットワ ークを通して放電し、アクチュエータに強制電圧を与えるステップを含む。強制 電圧は始めにアクチュエータにおいて大きな減速電流を強制する。さらに、強制 電圧は時間とともに減衰し引込み動作の完了のための予め定められた保持電圧に 達する。 上記の目的はまた別の意味では、抵抗−キャパシタネッ トワークを含むアクチュエータ引込み回路を使用することにより達成される。引 込み回路はさらに、アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定する ためおよび決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに与えるための差動 増幅器を含む。引込み回路はまた、保持電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに 与えるための保持電圧発生器を含む。決定された電圧および保持電圧をともに与 えることにより、キャパシタ−抵抗ネットワークにおけるキャパシタが充電され て充電キャパシタ電圧が発生する。さらに、引込み動作のためにキャパシタはキ ャパシタ−抵抗ネットワークを通して放電し、強制電圧をアクチュエータに与え る。強制電圧は始めにアクチュエータにおいて大きな減速電流を強制し、キャパ シタ電圧は時とともに減衰し引込み動作の完了のための予め定められた固定され た電圧に達する。 本発明の利点は、ヘッドおよび媒体が媒体のデータゾーンにおいて接触するこ とにより媒体の表面またはヘッドのいずれかに損傷か生じることが、ヘッド／ア クチュエータアセンブリを引込める間にランディングゾーンに移動させることに より防止されることである。 本発明の他の利点は、優れた高速衝突保護がもたらされることである。ヘッド ／アクチュエータアセンブリが境界条件事象に対し高速度でクラッシュストップ に衝突することにより発生するヘッドまたは媒体の損傷が防止される。 本発明のさらに他の利点は、先行技術におけるアクチュエータ制御ループ安定 性の問題が排除されることである。 本発明のさらに他の利点は、優れたアクチュエータ速度制御および動的制動能 力がもたらされることである。 本発明の前述のおよびさらなる目的、特徴および利点は、添付の図面と関連付 けて好ましい実施例についてより詳細に考察することにより当業者には明らかに なるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理に従う、アクチュエータの引込みを組入れるディスクド ライブに接続されるコンピュータシステムの概略図である。 図２は、本発明の原理に従うアクチュエータ引込み回路の概略図である。 図３は、図２のアクチュエータ引込み回路が行なう引込み動作に応答するアク チュエータの運動の種々の軌道を示す、アクチュエータの運動相の面である。 図４は、図２のアクチュエータ引込み回路における、アクチュエータ引込み電 圧の時間に関する変化をグラフで表わす。 図５は、図２のアクチュエータ引込み回路における減速電流の時間に関する変 化をグラフで表わす。 図６は、図２のアクチュエータ引込み回路におけるアクチュエータ速度の時間 に対する変化をグラフで表わす。 図７は、引込み中のアクチュエータの位置を時間に関し てグラフで表わす図である。 図８は、図２のアクチュエータ引込み回路におけるアクチュエータ引込み電圧 の時間に関する変化をグラフで表わす別の図である。 図９は、図２のアクチュエータ引込み回路における減速電流の時間に関する変 化を表わす別のグラフの図である。 図１０は、図２のアクチュエータ引込み回路におけるアクチュエータ速度の時 間に関する変化を表わす別のグラフの図である。 図１１は、引込み中のアクチュエータの位置を時間に関して表わす別のグラフ の図である。 発明の詳細な説明 図１には、ディスクドライブ２に接続されるコンピュータシステム１が示され る。ディスクドライブ２はヘッド−アクチュエータアセンブリ８を駆動するアク チュエータモータ５に接続されるディスクコントローラ３を組入れる。図１に示 すように、ディスクドライブ２はまた、２つのクラッシュストップすなわち外側 のクラッシュストップ１１および内側のクラッシュストップ１３、ならびにクラ ッシュストップ１１および１３と接触するためにヘッド−アクチュエータアセン ブリ８に装着されたタブ９を組入れる。外側のクラッシュストップ１１および内 側のクラッシュストップ１３は、ディスクドライブアクチュエータ／サーボエレ クトロニクスが制御不能になった場合にヘッド−アク チュエータアセンブリ８がディスク４の表面から離れることを防止するために設 けられる。内側のクラッシュストップ１３はランディングゾーン６の位置を示す ために使用され、一方外側のクラッシュストップ１１はディスク４の外側の端部 の位置を示す。図１にはまた、トラック７およびランディングゾーン６を有する ディスク４が示される。 図２は、包括的に１０で示されるアクチュエータ引込み回路を示し、このアク チュエータ引込み回路は、アクチュエータモータ／コイル回路２０、差動増幅器 ２２、保持電圧発生回路２４、およびＲＣ回路２６を組入れる。図２にはまた、 電源１２、ブロッキングダイオード１４、電力増幅器１８、およひスピンドルモ ータ／ドライバ１６が示される。図２のアクチュエータ引込み回路は一般的には 図１のディスクコントローラ３内に含まれる。 図２に示すように、図１のアクチュエータモータ５はアクチュエータ回路２０ によって表わされる。アクチュエータモータ／コイル回路２０は、誘導成分Ｌ_M 、抵抗成分Ｒ_Mおよひ電圧発生器Ｖｂ ｅｍｆを含む。図示のとおり、電圧発生 器Ｖｂ ｅｍｆは、アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆを表しており、 ｋｅωに等しく、ｋ_eはアクチュエータモータの定数であり、ωがアクチュエー タモータの角速度である。ディスクドライブの通常の動作中は、電力増幅器１８ がアクチュエータの動作を制御する。図２に示すように、電力増幅器１８はブロ ッキングダイオード １４を通して電源１２から電力をひく。さらに、電源１２はまた電力をスピンド ルモータ１６に供給する。 電源電圧１２の突然の損失などの境界条件事象が発生すると、スピンドルモー タ／ドライバ１６が発生する後方ｅｍｆ電圧（Ｖ_ccで示される）が、アクチュエ ータ引込み回路１０の動作のために電力増幅器１８に与えられる。ブロッキング ダイオード１４は、スピンドルモータ１６および電力増幅器１８を電源１２から 切離すことにより、スピンドルモータが発生する後方ｅｍｆＶ_ccによって電流が 外部回路に吸込まれることを停止または阻止する。図２に示すように、スピンド ルモータ１６が発生する電圧Ｖ_ccは引込み動作のための電力を供給する。 さらに、ディスクドライブの通常動作の間、アクチュエータ／ヘッドアセンブ リが所望のトラックを求めて高速で移動しているかまたは速度を持たずにトラッ クに位置決めされている一方で、図２に示すように、電力増幅器１８からアクチ ュエータ回路２０にアクチュエータコイル電流ｉ_mが流れる。境界条件事象が発 生すると、引込み動作が行なわれてヘッドをその関連するディスクの安全なラン ディングゾーンに停留させる。本発明の原理に従えば、引込み動作中、図２に示 すように後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆはアクチュエータ回路２０において検知さ れねばならない。アクチュエータ後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆを正確に検知する ためには、電流ｉ_mが０になることが可能である。こ れは、電力増幅器１８がフライバックを誘起するのを初めに阻止することにより 達成される。アクチュエータモータ回路の誘導成分ＬMによりアクチュエータ回 路において逆電圧が発生し、この逆電圧は、誘導フライバックを通して電力増幅 器１８内に位置するフライバッククランプ回路によりクランプされ、アクチュエ ータ回路ｉ_mが０になる。 図２に示すように、差動増幅器２２は、フライバックの完了を検知するとまた はｉ_mが名目上０であれば、入力ピンを通る後方ｅｍｆ電圧を、アクチュエータ 回路２０のＬ_MＲ_Mおよびｋｅωを通る電圧を測定することによりサンプリングす る。アクチュエータ電流ｉ_mは０であるため、Ｌ_MおよびＲ_Mを通る電圧は０であ る。したがって、差動増幅器２２は優先的にｋｅω、および後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆを測定する。さらに、差動増幅器２２はまた予め定められたファクタに よりサンプリングされた電圧を反転かつ換算し、結果として生じる電圧Ｖ₁を抵 抗−キャパシタＲＣ回路２６に与える。差動増幅器２２はサンプリングされた電 圧を換算して、回路が確実に不能にならないようにする。電圧Ｖ₁は以下の等式 によって表わすことができる。 上記において、ｋｅωはサンプリングされた後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆであり 、ｎは差動増幅器２２の換算係数で あり、Ｖ_ccはスピンドルモータ／ドライバ１６が発生する電圧である。図２に示 すように、サンプリングされた後方ｅｍｆ電圧をｎ＝８という係数で換算するこ とにより好ましい結果が得られる。 さらに、図２に示すように、保持電圧発生回路２４は電圧Ｖ₂を発生する。電 圧Ｖ₂は以下の等式で表わすことができる。 上記において、（Ｒ_hold＊ｉ）は電圧Ｖ₂の保持電圧成分を表わし、Ｒ_holdは換 算抵抗であり、ｉは固定された電流源である。 図２を参照して、電圧Ｖ₂はまたＲＣ回路／ネットワーク２６に与えられる。 図示のとおり、ＲＣ回路２６におけるキャパシタＣは、差動増幅器２２から電圧 Ｖ₁を与えることにより、かつ保持電圧Ｖ₂を供給することにより充電される。一 旦キャパシタＣが充電されると、差動増幅器２２は不能化され、ＲＣ回路／ネッ トワーク２６から孤立させられて電圧Ｖ₁のＲＣネットワーク２６への供給は終 了する。 さらに、Ｖ₁−Ｖ₂に等しい充電キャパシタ電圧は換算され、保持電圧Ｖ₂とと もに電力増幅器１８を介してアクチュエータコイルを通し動的に与えられる。図 示のように、ＲＣ回路２６は直列接続された２つの抵抗Ｒ₁およびＲ₂ を有する。抵抗Ｒ₁およびＲ₂は、バッファ２８を通して電力増幅器１８に戻すよ うに与えられる電圧Ｖ₃を適切に換算するように選択される。バッファ２８は高 い入力インピーダンスを有するためＲＣ回路２６をローディングしない。 図２に示されるように、電圧Ｖ₃を電力増幅器１８に動的に供給して可能化し 、アクチュエータをディスクの安全なランディング領域に駆動する、すなわちヘ ッドアクチュエータアセンブリを停留させる。境界条件が発生した後、キャパシ タＣは一旦充電されると時間定数ｔ_D＝（Ｒ₁＋Ｒ₂）Ｃで指数的に放電する。キ ャパシタ電圧および保持電圧Ｖ₂が組合されて電圧Ｖ₃となり、バッファ２８を通 して電力増幅器１８に戻すように動的に与えられる。電圧Ｖ₃は以下の等式で表 わすことができる。 Ｒ_holdは換算抵抗であり、ｉは固定された電流源であり、Ｒ₁およびＲ₂はＲＣ回 路２６の換算抵抗であり、ｔは引込みおよび後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆのサン プリングを要求する境界事象の発生からの時間であり、ｔ_DはＲＣ回路２６の時 間定数であり（Ｒ₁＋Ｒ₂）Ｃに等しい。 さらに、図２に示すように、電力増幅器１８は、電圧Ｖ₃を換算およびオフセ ットして適切に確実にアクチュエータ回路２０に供給される初期電圧がアクチュ エータ回路２ ０に存在する後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆを強化するようにする。電力増幅器１ ８によってアクチュエータ回路に与えられる電圧Ｖ₄は以下の等式によって与え られる。 上記においてＫは電力増幅器１８の利得であり、ＫＲ_holdｉは保持電圧Ｖ_holdを 表わす。 図２を参照すると、後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆと組合せて電圧Ｖ₄をアクチ ュエータ回路２０に与えることにより、電圧Ｖ₅がアクチュエータ回路２０の誘 導成分Ｌ_Mおよび抵抗成分Ｒ_Mを通して強制することになる。強制電圧Ｖ₅は以下 の等式で与えられる。 図２に示すように、以下のパラメータを有するアクチュエータ引込み回路１０ を使用することにより好ましい結果が得られる。 換算抵抗Ｒ₁＝２ＫΩ 換算抵抗Ｒ₂＝１０ＫΩ 換算抵抗Ｒ_hold＝６１９Ω 固定電流源ｉ＝１００μＡ ＲＣ回路の時間定数ｔ_D＝５．６４ミリ秒 電力増幅器の利得Ｋ＝１６ 差動増幅器の利得ｎ＝８ さらに、引込み中、強制電圧Ｖ₅により電流ｉ_mはアクチュエータモータ／コイ ル回路２０に流れ、アクチュエータコイルにおいて力が生まれる。アクチュエー タコイルにおける力が、引込みの前に存在するかもしれないアクチュエータの速 度を減衰し、そうすることによりヘッド／アクチュエータアセンブリは、アクチ ュエータをランディングゾーンに停留させる一方で、クラッシュストップに接触 する前に適切に減速させることができる。ランディングゾーンにはアクチュエー タをランディングゾーンで保持して捕らえておくメカニカルラッチがある。さら に、アクチュエータが引込みの前に速度を有さなければ、アクチュエータは強制 電圧Ｖ₅によりアクチュエータ／ヘッドアセンブリが停留させられる前に、ディ スクの安全なランディングゾーンに向かって加速できる。 図３には、図２のアクチュエータ引込み回路が行なう引込み動作に応答するア クチュータの運動の種々の軌道を示す、アクチュエータの運動相の面が示される 。図示のとおり、図３の相の面の水平軸はトラック番号を用いてアクチュエータ の位置を表わし、トラック番号０はディスクにおける最も外側のトラック、およ び外側のクラッシュストップ１１の場所を表わし、トラック番号３３００はラン ディングゾーン６および内側のクラッシュストップ１３を表 わす。また図示のように、垂直軸はアクチュエータの速度を表わし、正の速度は アクチュエータがランディングゾーンに向かって運動することを示し、負の速度 はアクチュエータがランディングゾーンから離れてディスクの外側の端部に向か って運動することを示す。 図３に示すように、アクチュエータの運動相の面における領域１００は、アク チュエータが引込まれる直前に取り得る種々の速度およびトラック位置を示す。 引込み前のアクチュエータの位置およびその速度は、引込み中に強制電圧Ｖ₅に よりアクチュエータが辿ることを強制される軌道を決定する。さらに、引込み前 のアクチュエータの場所および位置は、図２のアクチュエータ引込み回路がアク チュエータをランディングゾーンに移動させることにより引込み動作を完了させ るために利用できる時間を決定する。引込み前のアクチュエータの場所および位 置はまた、内側のクラッシュストップに衝突する速度を決定する。 図３に示すように、軌道Ｄは、引込み前のアクチュエータ速度が高速でありか つアクチュエータがランディングゾーン近くに位置決めされているような事象に おいて、強制電圧Ｖ₅に応答する引込み中のアクチュエータの運動を表わす。図 示のとおり、キャパシタＣの放電時間はほとんどなく、引込み完了の際のアクチ ュエータの最終速度は、Ｖ_hold、剰余キャパシタ電圧、および引込み前のアクチ ュエータの勢いによって決定される。 次に図４を参照して、曲線５０は引込み前のアクチュエータ速度が高速であり アクチュエータがランディングゾーン近くに位置決めされているときの、引込み 中の強制電圧Ｖ₅の時間に関する変化を表わす。引込みを要求する境界条件が発 生した後、およびｉ_mが０にされた後、すなわち時間ｔ＝０のとき、アクチュエ ータコイルに供給される強制電圧Ｖ₅は以下によって与えられる。 上記においてＫは電力増幅器１８の利得である。図４および上記の等式で示され るように、強制電圧Ｖ₅の大きさは、時間ｔ＝０．０００２ｓのときに大きい（ すなわちおよそｔ＝０のとき）。高い初期強制電圧Ｖ₅によりアクチュエータ回 路に大きな減速電流が生じ、アクチュエータは急速に減速する。図５を参照する と、時間に関する減速電流の変化を表わす曲線５２は、ｔ＝０からｔ＝０．００ ２ｓの期間にわたりアクチュエータに生じる大きな減速電流を示す。 上記の引込み回路パラメータを用いると、ｔ＝０．０ｓのときの強制電圧Ｖ₅ は以下によって与えられる。 強制電圧Ｖ₅の２．６６７＊ｋｅω成分により強制電圧Ｖ₅は後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆ（＝ｋｅω）に関して始 めに非常に高くなり、その結果図５の曲線５２が示すように大きな減速電流ｉ_m がアクチュエータコイルに与えられる。アクチュエータモータ／コイル回路２０ における減速電流ｉ_mは、電力増幅器の出力電圧Ｖ₄およびアクチュエータモータ ／コイル回路の後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆの組合せにより強制される。設計に よる強制電圧Ｖ₅はサンプリングされた後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅｍｆの倍数であ る。上記のように、図２の実施例はサンプリングされた後方ｅｍｆ電圧Ｖｂ ｅ ｍｆの２．６６７の倍数またはｋｅωを用いて強制電圧Ｖ₅をもたらす。 さらに、図６を参照すると、曲線５４が示すように、アクチュエータ回路にお ける大きな減速電流によりアクチュエータには急速な減速か発生し、アクチュエ ータは十分に減速されてランディングゾーンに到達するときには非常にゆっくり とした速度で内側のクラッシュストップに接触する。さらに図５および６を参照 すると、ｔ＝０とｔ＝０．００１ｓとの間でアクチュエータ速度曲線５４の傾斜 は最も大きく、一方ではアクチュエータの減速電流はピーク値に達する。アクチ ュエータモータ／コイル回路を通る大きなアクチュエータ減速電流により、図６ の曲線５４の勾配が大きいことが示すように、ｔ＝０とｔ＝０．００３ｓとの間 で、アクチュエータ速度は急速に減速する。 次に図７を参照して、曲線５８は引込み動作中の時間に関するアクチュエータ のディスクにおける位置を示す。図 ７および図２の相の面の軌道Ｄが示すように、アクチュエータはｔ＝０での引込 み開始のときにトラックにおいて内側のクラッシュストップ近くに位置決めされ る。図示のように、アクチュエータは引込み中迅速にかつ制御された態様で、ラ ンディングゾーンにおける内側のクラッシュストップに向けて移動させられる。 さらに、図７が示すように、アクチュエータは時間ｔ＝ｔ ｃｒａｓｈ ｓｔｏ ｐのときにクラッシュストップと接触する。図４、５、６および７か示すように 、時間ｔ＝ｔ ｃｒａｓｈ ｓｔｏｐで引込みが完了すると、アクチュエータは 記憶媒体の安全なランディングゾーンにおいて低速度でかつ小さな衝撃力でクラ ッシュストップと接触する。 図３が示すように、軌道Ｃは、アクチュエータが外側のクラッシュストップに 近く、かつそこに向かって非常に高速度で移動している事象において、強制電圧 Ｖ₅に応答する引込み中のアクチュエータの運動を表わす。さらに、図８、９、 １０および１１が示すように、アクチュエータが外側のクラッシュストップに近 くかつそこに向けて非常に高速度で移動している事象において、強制電圧Ｖ₅は アクチュエータが外側のクラッシュストップに衝突する際にアクチュエータを大 幅に減速する。さらに図示のように、アクチュエータ速度は衝突の際に逆向きに なり、アクチュエータをランディングゾーンに向けて移動させる。しかしながら 、アクチュエータの速度は、ランディングゾーンに停 留するための内側のクラッシュストップとの衝突にはそれでもなお非常に大きい 。したがって、強制電圧Ｖ₅はさらに、アクチュエータが内側のクラッシュスト ップに衝突する前により低い固定された電圧に達するときにアクチュエータをさ らに減速する。上記のアクチュエータの運動は、図３のアクチュエータの相の面 の軌道Ｃで表されている。 さらに図１０を参照して、曲線１５４が示すように、アクチュエータ回路にお ける大きな減速電流のためにアクチュエータには最初に急速な減速が生じ、外側 のクラッシュストップに衝突することに続いてアクチュエータの速度はゆっくり と減速しランディングゾーンに到達するときには最終的な安定した電圧に達する 。さらに、図９および図１０を参照して、ｔ＝０とｔ＝０．０２ｓとの間では、 アクチュエータモータ／コイル回路を流れる減速電流により、外側のクラッシュ ストップに衝突する前にアクチュエータの速度は、ｔ＝０とｔ＝０．０２との間 の曲線１５４の大きな勾配が示すように、急速に減速する。 さらに、図８の曲線１５０′が示すように、外側のクラッシュストップと衝突 し、アクチュエータの運動の方向が逆になった後、すなわちｔ＝０．０２ｓの後 、強制電圧Ｖ₅は継続してアクチュエータを減速させる。図８の曲線１５０が示 すように、電圧Ｖ₄は保持電圧Ｖ_holdに向かって減衰し、保持電圧Ｖ₅（図８の曲 線１５０′で表わされる）は０に向かって減衰する。また図示のように、電圧Ｖ₄ およぴＶ₅が減衰するにつれて、アクチュエータ回路における電流はまたそれに 応じて減衰する。一旦キャパシタＣが放電されると、予め定められた固定された 保持電圧成分Ｖ_holdによりアクチュエータは低速度で引込み動作を完了する。こ の時点、ｔ＝０．２で（すなわちｔ／ｔ_D＝∞）、アクチュエータコイルに与え られる強制電圧Ｖ₅は以下によって与えられる。 上記においてＫは電力増幅器１８の利得である。図示のとおり、強制電圧Ｖ₅は アクチュエータが発生する後方ｅｍｆ電圧ｋｅωが保持電圧成分Ｖ_holdに拮抗す るにつれて０に向けて減衰する。強制電圧Ｖ₅が０に減衰するにつれて、すなわ ち電圧Ｖ₄が保持電圧成分Ｖ_holdに向かって減衰するにつれて、アクチュエータ は低速度で引込み動作を完了する。 次に図１１を参照して、曲線１５８は引込み動作中のアクチュエータの時間に 関するディスクドライブでの位置を示す。図１１および図２の相の面の軌道Ｄに おいて、アクチュエータはｔ＝０での引込み開始のときに、トラックにおいて外 側のクラッシュストップ近くに位置決めされている。図示のように、アクチュエ ータは外側のクラッシュストップに衝突する際に始めに急速に減速し、アクチュ エータは方向を逆にした後は引込み中急速にかつ制御された態 様で、ランディングゾーンにおける内側のクラッシュストップに向けて移動する 。さらに、図１１において示されるように、アクチュエータは時間ｔ＝ｔ ｃｒ ａｓｈ ｓｔｏｐでクラッシュストップと接触する。図８、９、１０および１１ が示すように、時間ｔ＝ｔ ｃｒａｓｈ ｓｔｏｐで引込みが完了すると、アク チュエータは低速度でかつ小さな衝撃力で記憶媒体の安全なランディングゾーン においてクラッシュストップと接触する。 さらに図３を参照すると、軌道Ａが示すように、アクチュエータの速度が引込 みの前に非常に小さいかまたは０である事象においては、強制電圧Ｖ₅の予め定 められた固定された保持電圧成分Ｖ_holdにより、アクチュエータはゆっくりと加 速させられ、アクチュエータが内側のクラッシュストップに接触しランディング ゾーンに停留する際には低速度で引込み動作を完了する。 たとえば、境界条件が発生する前に、ディスクドライブのアクチュエータ／ヘ ッドアセンブリは高速度でシークしていないかもしれない。アクチュエータ／ヘ ッドアセンブリは単にディスクにおいてオントラックで位置決めされているかも しれない。アクチュエータ／ヘッドアセンブリがオントラックで位置決めされて いるかまたはトラックを辿りながらアイドリングしている間に境界条件事象が発 生すれば、アクチュエータの角速度ωは０である。したがって、ｋｅωもまた０ であるため検知すべき後方ｅｍｆ電圧はな い。アクチュエータ回路に最初に与えられた強制電圧Ｖ₅は以下によって得られ る。 上記の式において、Ｋは電力増幅器１８の利得であり、アクチュエータの角速度 ωは０である。したがって、引込み前にアクチュエータに速度がなく、または非 常に速が小さければ、強制電圧Ｖ₅によりアクチュエータ／ヘッドアセンブリは 、アクチュエータがディスクの安全なランディングゾーンに向かって移動し、停 留のために内側のクラッシュストップに接触するときに安定した速度に加速され る。これは図３の軌道Ａで示されている。 さらに、引込み前に、アクチュエータの速度が高すぎもせず低すぎもせず、お よび／またはアクチュエータがランディングゾーンから非常に離れて位置してい る事象においては、強制電圧Ｖ₅によりアクチュエータ／ヘッドアセンブリはゆ っくりと減速される。キャパシタＣは予め定められた固定された保持電圧Ｖ_hold に向かってゆっくりと放電し、アクチュエータ／ヘッドアセンブリをゆっくりと 減速させ、安全なランディングゾーンに向かって移動してクラッシュストップに 接触する際に安定した速度に到達する。これは図３の軌道Ｂが示している。 本発明はある実施例を参照して具体的に説明されているが、当業者は、形式お よび詳細な点について種々のその他 の変更が、本発明の真の精神および範疇から逸脱することなく可能とされること を理解するであろう。この開示は単に例示であり、本発明はそのすべての変形を 包含するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アクチュエータを引込めるための方法であって、 アクチュエータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するステップと、 前記決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップと、 保持電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップとを含み、前 記決定された電圧および前記保持電圧をともに与えることにより前記キャパシタ −抵抗ネットワークにおけるキャパシタが充電され充電キャパシタ電圧が発生し 、さらに 前記キャパシタ−抵抗ネットワークを通して前記充電キャパシタ電圧を放電し 強制電圧を与えるステップと、 前記強制電圧を引込み動作のために前記アクチュエータに与えるステップとを 含み、前記強制電圧は始めに前記アクチュエータにおいて大きな減速電流を発生 し、前記強制電圧は時間とともに予め定められた固定された電圧に減衰し前記引 込み動作が完了する、アクチュエータを引込めるための方法。 ２．アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するステップはさら に、 アクチュエータ回路への電力の損失を検知するステップと、 アクチュエータコイルの電流が０に減衰することを可能 にするステップと、 アクチュエータコイルの電流が０に減衰した後アクチュエータモータか発生す る後方ｅｍｆ電圧を測定するステップとを含む、請求項１に記載の方法。 ３．前記キャパシタが前記充電キャパシタ電圧に充電された際に、前記決定され た電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えることを終了させるステップ をさらに含む、請求項１に記載の方法。 ４．アクチュエータを引込めるための方法であって、 アクチュエータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するステップと、 前記決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップと、 前記キャパシタ−抵抗ネットワークに保持電圧を与えるステップとを含み、前 記決定された電圧および前記保持電圧をともに与えることにより前記キャパシタ −抵抗ネットワークにおけるキャパシタが充電され充電キャパシタ電圧が発生し 、さらに 前記キャパシタ−抵抗ネットワークを通して前記充電キャパシタ電圧を放電す るステップと、 前記充電キャパシタ放電電圧を前記保持電圧と組合せて強制電圧を与えるステ ップと、 前記強制電圧を引込み動作のために前記アクチュエータに与えるステップとを 含み、前記強制電圧は前記アクチュ エータにおいて始めに大きな減速電流を発生し、前記強制電圧は時間とともに予 め定められた固定された電圧に減衰して前記引込み動作が完了する、アクチュエ ータを引込めるための方法。 ５．アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するステップはさら に、 アクチュエータ回路への電力の損失を検知するステップと、 アクチュエータコイルの電流が０に減衰することを可能にするステップと、 アクチュエータコイルの電流が０に減衰した後アクチュエータモータにより発 生される後方ｅｍｆ電圧を測定するステップとを含む、請求項４に記載の方法。 ６．前記キャパシタが前記充電キャパシタ電圧に充電された際に、前記決定され た電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えることを終了させるステップ をさらに含む、請求項４に記載の方法。 ７．電力損失、スピンダウンまたはシステム要求の際のアクチュエータの開ルー プ引込みのための方法であって、 誘導フライバックを通してアクチュエータのコイル電流が０に減衰することを 可能にするステップと、 アクチュエータの後方ｅｍｆ電圧を測定するステップと、 前記測定された電圧を反転し換算するステップと、 前記反転および換算された電圧を抵抗−キャパシタネッ トワークに与えるステップと、 保持電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えるステップと、 前記抵抗−キャパシタネットワークにおけるキャパシタを充電して充電キャパ シタ電圧を発生するステップと、 前記充電キャパシタ電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークを通して放電す るステップと、 前記充電キャパシタ放電電圧を前記保持電圧と組合せて強制電圧を与えるステ ップと、 前記強制電圧を引込み動作のために前記アクチュエータに与えるステップとを 含み、前記強制電圧は前記アクチュエータにおいて始めに大きな減速電流を発生 し、前記強制電圧は時間とともに予め定められた固定された電圧に減衰して前記 引込み動作が完了する、開ループ引込みのための方法。 ８．前記キャパシタが前記充電キャパシタ電圧に充電された際に、前記キャパシ タ−抵抗ネットワークに前記決定された電圧を与えることを終了するステップを さらに含む、請求項７に記載の方法。 ９．アクチュエータを引込めるための回路であって、 抵抗−キャパシタネットワークと、 アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するための差動増幅器 とを含み、前記増幅器は前記決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに 与え、さらに 保持電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えるための保持電圧発生器 を含み、前記決定された電圧および前記保持電圧をともに与えることにより前記 キャパシタ−抵抗ネットワークにおけるキャパシタが充電されて充電キャパシタ 電圧が発生し、前記キャパシタ−抵抗ネットワークを通して前記充電キャパシタ 電圧を前記キャパシタが放電することにより引込み動作のために前記アクチュエ ータに強制電圧が与えられ、前記強制電圧は前記アクチュエータにおいて始めに 大きな減速電流を発生し、前記強制電圧は時間ともに予め定められた固定された 電圧に減衰して前記引込み動作が完了する、アクチュエータを引込めるための回 路。 １０．アクチュエータを引込めるための回路であって、 抵抗−キャパシタネットワークと、 アクチュエータモータが発生する後方ｅｍｆ電圧を決定するための差動増幅器 とを含み、前記増幅器は前記決定された電圧をキャパシタ−抵抗ネットワークに 与え、さらに 保持電圧を前記キャパシタ−抵抗ネットワークに与えるための保持電圧発生器 を含み、前記決定された電圧および前記保持電圧をともに与えることにより前記 キャパシタ−抵抗ネットワークにおけるキャパシタが充電されて充電キャパシタ 電圧が発生し、前記キャパシタは前記充電キャパシタ電圧を前記キャパシタ−抵 抗ネットワークを通して放電し、さらに 前記抵抗キャパシタネットワークに接続されて前記充電キャパシタ放電電圧を 受取り引込み動作のために前記アクチュエータに強制電圧を与える電力増幅器を 含み、前記強制電圧は前記アクチュエータにおいて始めに大きな減速電流を発生 し、前記強制電圧は時間ともに予め定められた固定された電圧に減衰して前記引 込み動作が完了する、アクチュエータを引込めるための回路。