WO2008072307A1

WO2008072307A1 - バランス修正装置及び方法

Info

Publication number: WO2008072307A1
Application number: PCT/JP2006/324722
Authority: WO
Inventors: Shigeyuki Kotake; Nobuyoshi Nakayama; Toru Kohei
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-19
Also published as: US20090244764A1; JPWO2008072307A1

Abstract

　ディスク装置（２０）においてディスク（２４）を駆動するスピンドルモータ（３０）の軸周りの重量不釣合いを修正するバランス修正装置（１００）であって、前記ディスクと前記スピンドルモータを収納する筐体（２０）に衝撃を印加するピエゾアクチュエータ（１５０）と、前記ピエゾアクチュエータが前記筐体に加える加速度を表す力プロファイルを方形波として生成する制御部（１６２）と、前記力プロファイルを２回積分したものに対応する、前記ピエゾアクチュエータを駆動する電圧波形を生成する波形生成部（１６６）とを有し、前記方形波は、立ち上がり後の第１の加速度と立ち下がり後の第２の加速度とを有し、前記制御部は、前記ディスクを前記スピンドルモータ及び前記筐体に対して移動するように前記第１の加速度を設定し、前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体と一体的に移動するように前記第２の加速度を設定する。

Description

明細書

バランス修正装置及び方法

技術分野

[0001] 本発明は、一般には、ディスク装置の駆動調節に係り、特に、スピンドルモータの軸周りの重量不釣合い（一般に、「インバランス」又は「アンバランス」と称される。）を修正するバランス装置及び方法に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置 (Ha rd Disc Drive : HDD)に搭載されたディスクの回転バランスを修正する装置及び方法に好適である。

技術背景

[0002] 近年、 HDDには大容量化と安定した記録再生動作が益々要求されて!、る。大容量ィ匕のために HDDはディスクの記録密度を高めている力安定した記録再生動作のためには更に高、ヘッド位置決め精度を確保する必要がある。ヘッドの位置決め精度を向上するためには、インバランスを修正してディスクに加わる振動や変形を抑える必要がある。

[0003] インバランスの主要因はディスクとスピンドルモータ可動部の不釣合いである。インノランスの修正方法として、ディスクを均衡位置に移動させる方法が知られて、る。例えば、特許文献 1は、ディスクとスピンドルモータを収納する筐体を加振してデイスクを変位させるバランス修正装置を提案している。バランス修正装置は、方形波の制御電圧を圧電素子に印加することによって圧電素子を変位させて筐体に衝撃を加える。衝撃力の調節は圧電素子の変位量を調節することによって行う。

特許文献 1：特開平 9 - 161394号公報

発明の開示

[0004] 従来のバランス修正装置は幾つかの問題を有する。第 1に、インバランスの修正に時間がかかる。これは、方形波の駆動電圧では圧電素子による加振の作用時間が短いためである。この結果、圧電素子は何度も繰り返し筐体に衝撃を与えなければならず、スループットが低下する。また、衝撃は、加速度センサなど他の部材にも及ぶため、衝撃回数の増加はバランス修正装置に搭載されている他の部品を破損する原因となる。第 2に、衝撃力の調整を行うために圧電素子の変位量を調整すると圧電素子と筐体との接触状態が変化しやすくなる。例えば、圧電素子の変位量が小さい場合には圧電素子の衝撃がバランス修正装置の内部機構のガタツキに吸収されてしまい、インバランスの修正精度が低下する。第 3に、方形波の立ち上がりと立ち下がりは急峻であり圧電素子が急激に変位するために瞬間的に筐体に加わる衝撃が大きくなり、インバランスの修正精度が低下する。

[0005] 本発明は、インバランスを短時間かつ高精度に修正可能なバランス修正装置及び方法に関する。

[0006] 本発明の一側面としてのバランス修正装置は、ディスク装置においてディスクを駆動するスピンドルモータの軸周りの重量不釣合いを修正するバランス修正装置であつて、前記ディスクと前記スピンドルモータを収納する筐体に衝撃を印加するピエゾァクチユエータと、前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える加速度を表すカブ口ファイルを方形波として生成する制御部と、前記力プロファイルを 2回積分したものに対応する、前記ピエゾァクチユエータを駆動する電圧波形を生成する波形生成部とを有し、前記方形波は、立ち上がり後の第 1の加速度と立ち下がり後の第 2の加速度とを有し、前記制御部は、前記ディスクを前記スピンドルモータ及び前記筐体に対して移動するように前記第 1の加速度を設定し、前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体と一体的に移動するように前記第 2の加速度を設定することを特徴とする。力かるバランス修正装置は、方形波の力プロファイルを 2回積分することによつてピエゾァクチユエータを駆動するための電圧波形を生成し、従来のように、方形波をそのままピエゾァクチユエータの駆動電圧波形としていない。このため、第 1の加速度が継続する時間を長く確保することができる。更に、ディスクがスピンドルモータ及び筐体と一体的に移動するように第 2の加速度を設定することによって立ち下がり動作がバランス修正を悪ィ匕させることを防止することができる。

[0007] 前記ピエゾァクチユエ一タの各衝撃印加時における変位量は等、ことが好まヽ。各衝撃印加時のピエゾァクチユエータの変位量が等しく維持されるためにピエゾァクチユエータと筐体との接触状態は変化しない。このため、内部機構のガタツキに吸収されな!/、衝撃を安定して加えることができる。 [0008] 前記波形生成部が生成した波形にフィルタ処理を施すアナログフィルタを更に有することが好ましい。これにより DZAコンバータなどの波形生成部が生成する階段状の波形により不必要な衝撃をもたらすことを防止することができる。

[0009] 本発明の別の側面としてのバランス修正方法は、ディスク装置においてディスクを駆動するスピンドルモータの軸周りの重量不釣合、を、前記ディスクと前記スピンドルモータを収納する筐体にピエゾァクチユエータが衝撃を印加することによって、修正するバランス修正方法であって、前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える加速度を表す力プロファイルを方形波として生成するステップと、前記力プロファイルを 2 回積分することによって前記ピエゾァクチユエータを駆動する電圧波形を生成するステツプとを有し、前記方形波は、立ち上がり後の第 1の加速度と立ち下がり後の第 2の加速度とを有し、前記方形波生成ステップは、前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体に対して移動するように前記第 1の加速度を設定し、前記第 2の加速度を前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体と一体的に移動するように設定することを特徴とする。力かるバランス修正方法も上述のバランス修正装置と同様の効果を有する。

[0010] 前記電圧波形生成ステップは、前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える複数回の衝撃印加時の変位量を等しく設定することが好まし、。これにより DZAコンパータなどの波形生成部が生成する階段状の波形により不必要な衝撃をもたらすことを防止することができる。また、上述のバランス修正方法をコンピュータによって実行させることを特徴とするプログラムも本発明の一側面を構成する。

[0011] 本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の一側面としてのバランス修正装置の概略断面図である。

[図 2]図 1に示すバランス修正装置の制御系のブロック図である。

[図 3]本発明の一側面としての HDDの製造方法を説明するためのフローチャートである。

[図 4]図 3に示す一ステップにおける、ディスクをスピンドルモータに搭載した様子を示す断面図である。

[図 5]図 5 (a)及び図 5 (b)は自重によるディスクの片寄せを説明するための概略断面図である。

[図 6]治具によるディスクの片寄せを説明するための概略断面図である。

[図 7]図 2に示す制御部が実行する本発明のバランス修正方法のフローチャートである。

[図 8]図 2に示す制御部が取得するスピンドルモータの三相制御信号とクロック信号とインデックス信号のタイミングチャートである。

[図 9]図 1に示す加速度センサの出力を示すグラフである。

[図 10]インバランスがないディスクとスピンドルモータの概略断面図である。

[図 11]インバランスがあるディスクとスピンドルモータの概略断面図である。

[図 12]図 12 (a)は、図 1に示す筐体、ディスク、スピンドルモータの単純ィ匕されたモデルを示す概略断面図である。図 12 (b)は、図 12 (a)に示すモデルにおいてピエゾァクチユエータが加える加速度の波形図の一例である。

[図 13]図 13 (a)は、図 12 (a)及び図 12 (b)に示すモデルにおいて、等加速度で印加時間とディスクの変位量との関係を示すグラフである。図 13 (b)は、等加速度の印加時間を変化させた場合の加振回数とディスクの変位量との関係を示すグラフである。

[図 14]ステップ 1316の詳細を示すフローチャートである。

[図 15]図 1に示すピエゾァクチユエータの加速度と変位との関係を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例のバランス修正装置 100について説明する。ここで、図 1は、バランス修正装置 100の概略断面図である。バランス修正装置 100は、インバランスを検出し、これを許容範囲内に修正する。インバランスは、組み立て前の HDD20の一対のディスク 24をスピンドルモータ 30のスピンドルハブ 32 と共に回転させたときの筐体 (又はディスクエンクロージャーベース） 22の振動として把握される。このため、バランス修正装置 100は筐体 22の振動を検出及び修正する。なお、本実施例ではディスク 24の枚数は 2つである力 2つに限定されるものではない。 [0014] バランス修正装置 100は、図 1に示すように、プレート 110と、複数のパネ部材 120 と、与圧パネ 130と、加速度センサ 140と、ピエゾァクチユエータ 150と、図 1には図示しな!/ヽ制御系 160とを有する。

[0015] プレート 110は、複数のディスク 24とスピンドルモータ 30を収納する筐体 22を支持するアルミニウムやステンレス鋼などの材料力構成される箱型部材である。プレート 110は、底面は矩形形状を有し、その表面 112aの周囲に側壁 114a、 114bを有する。図 1では、左側壁 114aと右側壁 114bのみを示している。プレート 110の表面 11 2aと筐体 22との間にはベアリングやゴムが挟まれていてもよい。プレート 110は、ピエゾァクチユエータ 150と筐体 22とを支持している。

[0016] パネ部材 120は、スピンドルモータ 30が駆動した際の振動の低減を防止する機能を有し、プレート 110を支持する。パネ部材 120により、プレート 110は筐体 22と一体的に振動する。バランス修正装置 100は、ピエゾァクチユエータ 150を支持するプレート 110と筐体 22がー体的に振動する力筐体 22のみが振動する構成であってもよい。

[0017] 本実施例ではパネ部材 120は、プレート 110の底面 112bに四箇所対称に形成される。 4箇所のパネ部材 120のそれぞれ中心を結んだ線が描く矩形形状はプレート 1 10の底面の矩形形状と相似形である。また、 4箇所のパネ部材 120のそれぞれ中心を結んだ線が描く矩形形状の中心 (重心）は、プレート 110及びそれに搭載される部材の重心と略一致する。もちろんパネ部材 120の個数は限定されない。

[0018] パネ部材 120は、それが支持する重量 (パネ部材 120から上にある部材の総重量）を mとし、スピンドルモータ 30の回転周波数を ω とし、筐体 22及びプレート 110の共

0

振周波数を ω とすると次式を満足するパネ定数 kを有する。

P

[0019] [数 1]

[0020] 数式 1を満足することにより、スピンドルモータ 30の振動が低減することを防止することができる。なお、 ω = ω の場合には、共振により後述する図 9に示す波形の振

0 Ρ

幅は大きくなりすぎる場合があるので次式を満足すると好ましい。

[0021] [数 2] ω oく ω p

[0022] 数式 2が満足される範囲では、スピンドルモータ 30の振動は低減せずに後述する図 9に示す波形の振幅は一定となる。また、パネ部材 120が複数ある場合には kは合成パネ定数であり、次式を満足する。 kは第 1のパネ部材 120のパネ定数、 kは第 2

1 2 のバネ部材 120のバネ定数、 kは第 3のバネ部材 120のバネ定数. · 'である。

3

[0023] [数 3]

に 1 1 ¹

k んん

[0024] 与圧パネ 130は一端が側壁 114bに係止され、他端が筐体 22の右側面 22bの外側に係止されている。与圧パネ 130は、筐体 22をピエゾァクチユエータ 150に対して付勢する圧縮パネである。与圧パネ 130のパネ定数は限定されないが、パネ部材 12 0のパネ定数よりも強い。与圧パネ 130の代わりにゴム部材が使用されてもよい。なお、与圧パネ 130の数や配置は限定されないが、筐体 22への衝撃印加時にモーメントが作用しな、ように配置される。

[0025] 加速度センサ 140は、スピンドルモータ 30の駆動時の筐体 22とプレート 110の振動を検出する。加速度センサ 140は、プレート 110に搭載され、筐体 22から離間している。このため、加速度センサ 140はピエゾァクチユエータ 150が筐体 22に加える衝撃の影響を直接は受けない。また、加速度センサ 140の検出精度は筐体 22の着脱の影響も受けない。更に、筐体 22の着脱時に加速度センサ 140と筐体 22の着脱は不要となるので作業性が向上する。パネ部材 120は、セラミック製のピエゾァクチユエータ 150が筐体 22と接触してヽても、加速度センサ 140の出力を十分高く維持してノィズの影響を受けに《し、測定精度を向上する。

[0026] ピエゾァクチユエータ又はピエゾハンマ 150は、筐体 22の左側面 22aと点接触し、圧電素子を使用する。ピエゾァクチユエータ 150は、筐体 22に衝撃を加えてインバランスを修正する衝撃印加手段である。ピエゾァクチユエータ 150が筐体 22と点接触するので両者が平面である場合に必要な位置合わせが不要となり、作業性が向上する。図 1においては、ピエゾァクチユエータ 150の先端は半球面 152が形成され、その頂点 152aで筐体 22と接触する。また、ピエゾァクチユエータ 150は所定の衝撃力を安定して筐体 22に与えることができるのでバランス修正精度を高めることができる。ピエゾァクチユエータ 150に供給される駆動電圧については後述する。

[0027] 制御系 160は、図 2に示すように、制御部 162と、メモリ 164と、制御信号波形生成咅と、フイノレタ 168とを有する。帘 U御咅は、スピンドノレモータ 30、メモリ 164、波形生成部 166、フィルタ 168に接続される。また、制御部 162は、加速度センサ 14 0と信号線 142を介して接続され、ピエゾァクチユエータ 150と信号線 154を介して接続される。制御部 162は、バランス修正装置 100の各部を制御し、本実施例との関係では後述するバランス修正方法を実行する。メモリ 164は、 RAMや ROMを含み、本実施例との関係では後述するバランス修正方法とディスク 24の許容バランス量を格納する。波形生成部 166は、 DZAコンバータや任意波形発生器カゝら構成され、ピエゾァクチユエータ 150に供給される制御信号の波形を生成する。フィルタ 168は波形生成部 166が生成した波形に対してフィルタ処理を施すアナログフィルタである。

[0028] 以下、図 3を参照して、 HDDの製造方法について説明する。まず、筐体 22にスピンドルモータ 30とディスク 24を搭載し、ディスク 24を仮止めする（ステップ 1100)。より詳細には、まず、スピンドルモータ 30を筐体 22に取り付ける。次に、ディスク 24をスピンドルモータ 30に取り付ける。

[0029] スピンドルモータ 30は、図 4に示すように、軸 31と、ハブ 32と、スリーブ 33と、ブラケット 34と、コア 35と、磁石 36と、ヨーク 37と、その他の部材 (ラジアル軸受、潤滑油（流体）、スラスト軸受）などを有する。ここで、図 4は、スピンドルモータ 30のより詳細な縦断面図である。軸 31はディスク 24と共に回転する。ハブ 32は、上部 32aで軸 31に固定されると共にフランジ 32bでディスク 24を支持する。スリーブ 33は、軸 31を回転自在に嵌め込み、筐体 22に固定される。軸 31が回転するのに対して、スリーブ 33は回転せずにブラケット 34と共に固定部を構成する。ブラケット 34は、スリーブ 33の周りで筐体 22に固定され、コア（コイル） 35、磁石 36及びヨーク 37を支持する。コア 35には電流が流され、コア 35、磁石 36及びヨーク 37は磁気回路を構成する。

[0030] 下側のディスク 24を、フランジ 32bに搭載した後でスぺーサ 25を介して上側のディスク 24を搭載し、更にスぺーサ 25を介してクランプリング 40を搭載する。クランプリング 40は、ディスク 24及びスぺーサ 25をスピンドルモータ 30に固定する機能を有する。クランプリング 40は、光センサが検出光を透過するための貫通孔を有しない。後述するように、制御部 162は光センサ (メカ-カルインデックス)から間接的にではなくスピンドルモータ 30から直接的に、状態信号 (三相信号)を取得する。この結果、修正精度を高めることができると共にバランス修正装置 100の小型化とコストダウンを図ることができる。

[0031] スぺーサ 25は、ディスク 24間の間隔を維持する。クランプリング 40は、ハブ 32にネジ止めされる。なお、図 4においてネジはクランプリング 40の中に入っており、示されていない。仮止め時は、クランプリング 40は、ピエゾァクチユエータ 150による衝撃でスピンドルモータ 30が壊れない軸力でディスク 24を固定する。一方、クランプリング 4 0は、モータ回転時にディスク 24がずれず、かつ、ピエゾァクチユエータ 150による衝撃により修正可能な軸力でディスク 24を固定する。

[0032] 次に、ディスク 24の位置を調節する（ステップ 1200)。本実施例では、スピンドルモータ 30のハブ 32に対してディスク 24を同一方向に揃える。本発明者等が行った実験によれば、図 11に示すように、複数のディスク 24が互い違いに配置されるとディスク 24間の摩擦力の差によってバランス修正装置 100がディスク 24を移動しずらい。これに対して、図 6に示すように、全てのディスク 24が同一方向に揃っている（片寄り）と、ディスク 24間の摩擦力の差が 0であるのでバランス修正装置 100による調節が容易になる。

[0033] 片寄りは、図 5 (a)及び (b)に示すように、筐体 22を傾けて自重によりディスク 24を同一方向に揃えてもよい。図 5 (a)は約 45度だけ筐体 22を傾斜させた状態を示す概略断面図であり、図 5 (b)は垂直に筐体 22を傾斜させた状態を示す概略断面図である。あるいは、図 6に示すように、治具を使用して複数のディスク 24の側面を矢印で示す同一方向に押してもよい。図 6は、治具を使用してディスク 24の方向を揃えるステツプを説明するための概略断面図である。

[0034] 次に、筐体 22をバランス修正装置 100に搭載してディスク 24の回転バランスを修正する (ステップ 1300)。以下、図 7を参照して、制御部 162が実行するバランス修正方法について説明する。ここで、図 7は、バランス修正方法のフローチャートである。

[0035] まず、制御部 162は、図 1に状態でスピンドルモータ 30を回転するように制御信号を送信する（ステップ 1302)。この結果、図 1に示す矢印方向にスピンドルモータ 30 はディスク 24と共に回転する。本実施例のスピンドルモータ 30は三相九極モータである。制御部 162が、スピンドルモータ 30に回転指令を送信すると、これに応答してスピンドルモータ 30は制御部 162に三相信号 (U相、 V相、 W相）を送信する（ステツプ 1304)。各信号を図 8に示す。次に、制御部 162は、三相信号の立ち下がりと立ち上がりからクロック信号 Cを生成する（ステップ 1306)。クロック信号 Cを図 8に示す。クロック信号 Cは、三相信号のいずれかの立ち下がりと立ち上がりと対応している。

[0036] 次に、制御部 162は、クロック信号からインデックス信号 Indx (回転位相差情報）を形成する（ステップ 1308)。インデックス信号 Indxを図 8に示す。スピンドルモータ 30 の構造（三相九極モータ）力も何個目のクロックが 360° に相当するかは既知である

[0037] 次に、制御部 162は、加速度センサ 140からインバランス量の検出結果を取得する

(ステップ 1310)。インバランス量の検出結果を図 9に示す。縦軸はインバランス量（加速度)で横軸は時間である。

[0038] 次に、制御部 162は、加速度センサ 140が検出したディスク 24のインバランス量がメモリ 164に格納された許容範囲内であるかどうかを判断する (ステップ 1312)。制御部 162は、インバランス量が許容範囲内であると判断すれば (ステップ 1312)処理を終了する。許容範囲は、メモリ 164に格納されており、振動波形の振幅が 0に近い所定の範囲である。

[0039] 一方、制御部 162は、インバランス量が許容範囲内ではないと判断すれば (ステツプ 1312)、図 9に示す波形の横軸方向のずれ量をインデックス信号 Indx力も検出する（ステップ 1314)。この結果、正弦波の極値におけるスピンドルモータ 30の回転角が検出される。

[0040] 次に、制御部 162は、図 9に示すインバランス量の検出結果力ピエゾァクチユエータ 150による衝撃力と衝撃印加のタイミングを計算する (ステップ 1316)。即ち、制御部 162は、図 9から極値を反転した値を取得し、図 8からそのときのタイミング (何個目のクロック力を取得する。次に、制御部 162は、ピエゾァクチユエータ 150を制御して、計算された衝撃力とタイミングで筐体 22に衝撃を加える (ステップ 1318)。衝撃は図 1の矢印方向に加えられる。なお、ステップ 1316における衝撃力の算出方法の詳細については後述する。

[0041] 以下、図 12 (a)乃至図 14を参照して、ピエゾァクチユエータ 150がディスク 24を効率よく動かすために、ステップ 1316及び 1318において、制御部 162がピエゾァクチユエータ 150にカ卩えるべき電圧波形について説明する。図 12 (a)は、筐体 22、デイスク 24、スピンドルモータ 30の単純化されたモデルの概略断面図である。筐体 22は直接床 Fに載置され、ディスク 24の枚数は一枚であるものとする。筐体 22の質量を M、ディスク 24の質量を m、クランプリング 40による押付力を f、筐体 22と床 Fとの静止摩擦係数を 1、ディスク 24とスピンドルモータ 30との静止摩擦係数を 2とする。

[0042] ディスク 24を動かすのに必要な力 F1は、次式で規定される。

[0043] [数 4]

F 1 = tm g + f ) 11 2

[0044] 筐体 22を動かすのに必要な力 F1は次式で規定される。

[0045] [数 5]

F 2 = (M + m) a - (M + m) μ 1

[0046] ディスク 24が筐体 22と位置ずれをおこすためには F2>F1が必要であり、 F2=F1 まではディスク 24は慣性により筐体 22と共に運動する。数式 4と 5を等しいとすると a は次式で規定される。

[0047] [数 6]

a = { (m g + f ) 2 + (M + m) 1 ) / (M + m)

[0048] ピエゾァクチユエータ 150が αよりも大きい加速度 α 1で筐体 22を加振したときディスク 24は加速度 a 2で位置ずれを起こす。

[0049] [数 7]

a; 2— α 1— α

[0050] 加速度 a 1の波形が図 12 (b)に示すような方形波である場合、ディスク 24の移動量 Xは、加速度 a 2の継続時間を A tとすると、次式で規定される。ここで、図 12 (b)は、ピエゾァクチユエータ 150が加える加速度 α 1の波形図である。

[0051] [数 8]

χ = 1 / 2 ( α 2 · Δ t ² )

[0052] 従って、移動量 Xを増加するためには時間 Δ tを増加する必要がある。

[0053] 本発明者らは、実験を行ってカゝかる効果を確認した。

実施例 1

[0054] 図 12 (a)及び図 12 (b)に示すモデルで、等加速度 α 1 > αで印加時間 A tを変化させた場合のディスク 24の変位量又は移動量 Xを調べた。結果を図 13 (a)に示す。図 13 (a)にお!/、て、横軸が Δ t (ms)で、縦軸が移動量 xである。図 13 (a)を参照するに、印加時間 A tが長い方がディスク 24の移動量 Xが大きいことが理解される。図 13 ( b)は、印加時間 A t (ms)を 0. 09ms力ら 0. 27msまで変化させた場合のピエゾァクチユエータ 150による加振回数とディスク 24の変位量又は移動量 Xとの関係を示すグラフである。図 13 (b)においては、同一の印加時間 A tについて 2回の実験結果を示している。図 13 (b)を参照するに、印加時間 A tが大きいほど加振回数が減少することが理解される。

[0055] 以下、図 14を参照して、ステップ 1316の詳細について説明する。まず、ステップ 1 314の結果からアンバランス量のズレ角度を算出する（ステップ 1320)。次に、アンバランス量と目標値を比較して (ステップ 1322)、衝撃力とタイミングを決定する (ステツプ 1324)。し力し、クランプリング 40による仮止め力（ステップ 1100)やディスク 24とスピンドルモータ 30との静止摩擦係数 μ 1は装置 20間でばらつくために過去の補正結果を利用してステップ 1324で決定された結果を補正しなければならな、。

[0056] 補正値の算出においては、加振前のアンバランス量と加振後のアンバランス量の誤差ベクトルを算出し (ステップ 1326)、過去の誤差ベクトルと比較し (ステップ 1328)、補正値を決定する (ステップ 1330)。そして、ステップ 1330で決定された補正値をステツプ 1324で決定された衝撃力及びタイミングと比較し (ステップ 1332)、ステップ 1 324で決定された衝撃力とタイミングを補正する (ステップ 1334)。ステップ 1334の結果から、図 12 (b)に示すような、ピエゾァクチユエータ 150が筐体 20に印加する加速度を表す力プロファイルを作成する (ステップ 1336)。

[0057] 方形波の力プロファイルの例をステップ 1336の横に示す。力プロファイルは立ち上力 Sり LE後の等加速度 FAと立ち下がり TE後の等加速度 SAを経て元の状態に復帰する。等加速度 FAが継続する時間が A tであり、本実施例は力かる時間を従来よりも長く設定している。

[0058] また、制御部 162は、ディスク 24をスピンドルモータ 30及び筐体 20に対して移動するように等加速度 FAを設定する。即ち、等加速度 FAは、図 12 (b)において αより大きな α 2の大きさを有する。また、制御部 162は、ディスク 24がスピンドルモータ 30及び筐体 20と一体的に移動するように等加速度 SAを設定する。即ち、等加速度 FAは、図 12 (b)において αより小さな大きさを有する。ディスク 24がスピンドルモータ 30及び筐体 20と一体的に移動するように等加速度 SAを設定することによって立ち下がり動作がバランス修正を悪ィ匕させることを防止することができる。

[0059] 次に、制御部 162は、波形生成部 166に対して力プロファイルを 2回積分した波形をピエゾァクチユエータ 150に印加する駆動電圧波形として作成するように命令する (ステップ 1338)。加速度を 2回積分すれば変位になるため、駆動電圧波形はピエゾァクチユエータ 150の変位プロファイルに相当する。

[0060] 従来は、ステップ 1338においてピエゾァクチユエータ 150に加える電圧の制御信号に方形波信号を用いて、たため、ピエゾァクチユエータ 150の変位プロファイルも矩形の変位となっていた。この結果、加振時間が非常に短ぐインバランスの修正に時間を要していた。これに対して、本実施例は、力プロファイルを 2回積分したものをピエゾァクチユエータ 150の駆動電圧波形として使用するため、力プロファイル設定時に設定した所望の継続時間 Δ tを確保することができる。

[0061] 更に、制御部 162は、ピエゾァクチユエータ 150の等加速度 FA印加時の変位量が各衝撃印加時で等しくなるように制御する。これにより、筐体 22とピエゾァクチユエ一タ 150の接触状態が安定し、修正効果のバラツキが低減する。

[0062] 図 15は、ピエゾァクチユエータ 150の加速度と変位との関係を示すグラフである。

点線及び実線で示す 2種類の衝撃、即ち、立ち上がり後の加速度に対して立ち下がり後の加速度が低く設定されてヽることが理解される。 2種類の立ち上がりに対して立ち下がり後の加速度は略一致している。点線で示す立ち上がり後の加速度に対してはピエゾァクチユエータ 150は点線で示す変位を示す。同様に、実線で示す立ち上力 Sり後の加速度に対してはピエゾァクチユエータ 150は点線で示す変位を示す。変位プロファイルをみると立ち上がり時の変位が立ち下がり時の変位よりも急峻である。これは立ち下がり時のピエゾァクチユエータ 150の変位が筐体 20に衝撃を加えないようにするためである。

[0063] 本実施例によれば、図 13 (b)を参照して説明したように、より少ない加振回数でインバランスを修正することができる。また、ピエゾァクチユエータ 150の変位量を一定に維持するために、従来のようにバランス修正装置に衝撃力が吸収されるおそれがない。また、本実施例は、等加速度 FAと SAを変化させ、立ち上がり時と立ち下がり時の時定数を変化させることによって立ち下がり時の衝撃の発生を防止している。更に、波形生成部 166によって作成される変位プロファイルが等加速度運動となる制御信号の波形は一般に階段波の集合となる。このため、立ち上がりが急峻となり、立ち上がり時に筐体 22に衝撃力をカ卩えてしまう。これを防止するために制御部 162はフィルタ 168を有し、立ち上がりのスルーレイトを伸ばすことで衝撃発生を抑えている。

[0064] 再び図 3に戻って、バランス修正が完了した筐体 22のクランプリング 40を本止めし、ディスク 24を強固に固定する（ステップ 1400)。本止めでは、ディスク 24がピエゾァクチユエータ 150による衝撃（あるいは HDD20が保証する衝撃）ではずれな!/ヽ軸カでクランプリング 40がディスク 24を固定する。

[0065] 次に、ヘッドスタックアッセンブリ（HSA)その他の構成要素がクリーンルームで搭載され、その後、プリント基板その他の部材が筐体 22の裏面に取り付けられて HDD20 が完成する (ステップ 1500)。完成した HDD20は、高精度なヘッド位置決め精度を保証することができる。

[0066] 以上、本発明の好ましい実施例について説明した力本発明はこれらの実施例に限定されるものではなぐ様々な変形及び変更が可能である。

産業上の利用の可能性

[0067] 本発明によれば、インバランスを短時間かつ高精度に修正可能なバランス修正装置及び方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] ディスク装置にぉ、てディスクを駆動するスピンドルモータの軸周りの重量不釣合

V、を修正するバランス修正装置であって、

前記ディスクと前記スピンドルモータを収納する筐体に衝撃を印加するピエゾァクチュエータと、

前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える加速度を表す力プロファイルを方形波として生成する制御部と、

前記力プロファイルを 2回積分したものに対応する、前記ピエゾァクチユエ一タを駆動する電圧波形を生成する波形生成部とを有し、

前記方形波は、立ち上がり後の第 1の加速度と立ち下がり後の第 2の加速度とを有し、前記制御部は、前記ディスクを前記スピンドルモータ及び前記筐体に対して移動するように前記第 1の加速度を設定し、前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体と一体的に移動するように前記第 2の加速度を設定することを特徴とするバランス修正装置。

[2] 前記ピエゾァクチユエ一タの各衝撃印加時における変位量は等、ことを特徴とする請求項 1記載のバランス修正装置。

[3] 前記波形生成部が生成した波形にフィルタ処理を施すアナログフィルタを更に有することを特徴とする請求項 1記載のバランス修正装置。

[4] ディスク装置にぉ、てディスクを駆動するスピンドルモータの軸周りの重量不釣合

V、を、前記ディスクと前記スピンドルモータを収納する筐体にピエゾァクチユエータが衝撃を印加することによって、修正するバランス修正方法であって、

前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える加速度を表す力プロファイルを方形波として生成するステップと、

前記力プロファイルを 2回積分することによって前記ピエゾァクチユエータを駆動する電圧波形を生成するステップとを有し、

前記方形波は、立ち上がり後の第 1の加速度と立ち下がり後の第 2の加速度とを有し、前記方形波生成ステップは、前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体に対して移動するように前記第 1の加速度を設定し、前記第 2の加速度を前記ディスクが前記スピンドルモータ及び前記筐体と一体的に移動するように設定することを特徴とするバランス修正方法。

前記電圧波形生成ステップは、前記ピエゾァクチユエータが前記筐体に加える複数回の衝撃印加時の変位量を等しく設定することを特徴とする請求項 4記載のバランス修正方法。