JP2010146614A - ディスク・ドライブ及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動に応じた制御を行うディスク・ドライブにおいて、部品点数の低減と制御のための振動検出の改善を行う。
【解決手段】本発明一実施形態のＨＤＤは振動センサ２５を有し、その出力値を使用してヘッド・ポジショニングのサーボ制御を補正する。ＨＤＤは、振動センサの固有の共振周波数を含む周波数バンドの出力をモニタして、ショックや過度の振動といった異常振動に対応した処理を行う。振動センサは、共振周波数において高い感度を有している。そのため、小さい衝撃に対しても共振周波数における振動センサの出力は大きくなり、外部の衝撃を高い精度で検出することができる。また、振動センサは、低周波の過大振動に対して共振周波数において大きな出力を示す。そのため、低周波における過大な振動という異常振動に対して効果的に対応することができる。
【選択図】図２

Description

本発明はディスク・ドライブ及びその制御方法に関し、特に、ディスク・ドライブにおける振動に応じた制御に関する。

ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システムあるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途はその優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックとサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。円周方向に離間するサーボ・データの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

ＨＤＤは、揺動アクチュエータによりヘッド・スライダのポジショニングを行う。そのため、外部振動が加えられるとアクチュエータが振動し、正確なヘッド・ポジショニングを行うことが困難となる。このため、ＨＤＤに振動センサを実装し、それをサーボ制御に使用することが提案されている。ＨＤＤに実装する振動センサとして好適なものは、回転振動（ＲＶセンサ）である。ＲＶセンサは回転と振動とを検出することができる。ＲＶセンサは回転振動を直接検出するもの、あるいは直線方向の振動を検出する２つの一軸加速度センサから構成される。２つの一軸加速度センサは回路基板上の異なる位置に配置され、面内方向における振動と回転とを検出することができる。

ＲＶセンサの検出結果をフィード・フォワードによりヘッド・ポジショニングのサーボ制御（サーボ・ポジショニング）に注入することによって、外部振動のサーボ・ポジショニングへの影響を低減することができる。特に、サーバ・システムのように近接して配置される複数のＨＤＤを有するシステムにおいては、他のＨＤＤ動作による振動がサーボ・ポジショニングに大きく影響するため、ＲＶセンサによる回転と振動の検出及びに応じたサーボ制御が必須の技術となっている。

ＨＤＤには、振動を検出するためのＲＶセンサの他に、衝撃を検出するショック・センサが実装されることがある（例えば、特許文献１を参照）。一般に、ショック・センサは、ＲＶセンサよりも高い周波数の振動を検出する。ＨＤＤには外部からショックが加えられる、あるいは、急激な温度変化によってＨＤＤの内部部品がずれることでショックが発生することがある。通常、ショックの期間（デュレーション）は短く、ショックによるヘッド振動の周波数は、サーボ・サンプリング周波数よりも大きい。このため、ＨＤＤは、ショックを検出すると、書き込みを禁止することでオフトラック・ライトを防止する。

さらに、上記特許文献１は、ショック・センサの出力から所定の低周波成分を抽出して書き込み動作における機械的撹乱を補償すると共に、高周波成分を抽出して書き込み禁止の判定を行うことを開示している。これにより、一つのショック・センサで、サーボ制御における振動補償と書き込み許否の制御を行うことができる。
特開２００８−２４３３４９号公報

上記特許文献１の技術は、ショック・センサの共振周波数よりも低い特定帯域の周波数成分を抽出して、書き込み禁止の許否判定の基準としている。しかし、ヘッド・スライダのオフトラックを引き起こす、あるいは、正常なサーボ制御の範囲を超えてヘッド・スライダの位置を大きく変化させる振動周波数は、特定の高周波帯域の振動とは限らない。また、ＨＤＤの容量の増加に伴い、データ・トラック・ピッチは非常に小さいものとなっている。このため、わずかなショックがあった場合であってもヘッド・スライダ（アクチュエータ）が隣接データ・トラックへと移動し、隣接データ・トラックを上書きしてしまう（オフトラック・ライト）可能性が高くなっている。

従って、振動センサあるいはショック・センサによりショックと低周波の振動とを検出するに場合に、ヘッド・スライダ位置決めの正常なサーボ制御を阻害する外部振動を広帯域において検出することができ、また、小さなショックを高感度に検出することができる技術が望まれる。

本発明の一態様のディスク・ドライブは、固有の共振周波数を有する加速度センサと、前記加速度センサの出力から前記共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用してヘッド位置決めのサーボ制御を行うサーボ・コントローラと、前記加速度センサの出力から前記共振周波数を含む周波数バンドを検出し、その周波数バンドの電圧振幅の大きさが規定範囲外にあるか判定する検出判定器と、前記検出判定器が前記周波数バンドの電圧振幅の大きさが前記規定範囲外にあると判定すると、それに対応する対応処理を実行する対応処理部とを有する。これにより、振動に応じた制御を行うディスク・ドライブにおいて、部品点数の低減と制御のための振動検出の改善を行うことができる。

好ましくは、前記ディスク・ドライブは複数の加速度センサを有し、前記サーボ・コントローラは、前記複数の加速度センサのそれぞれの出力からその共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用し、前記検出判定器は、前記複数の加速度センサのそれぞれの共振周波数を含む周波数バンドの和の電圧振幅の大きさについて前記判定を行う。これにより、様々な振動をより適切に検出することができる。

好ましい例において、前記対応処理部は、前記対応処理として、ユーザ・データの書き込みを禁止する。これにより、オフトラック・ライトを効果的に防ぐことができる。あるいは、前記対応処理部は、前記対応処理として、前記サーボ制御のモードを変化させる。これにより、振動に応じた適切なサーボ制御を行うことができる。

前記対応処理部は、前記対応処理としてユーザ・データの書き込みを禁止し、さらに、前記検出判定器による前記規定範囲外との判定のイベントが規定条件を満たす場合に、前記サーボ制御のモードを変化させることが好ましい。これにより、これにより、振動に応じた適切なサーボ制御を行うことができる。前記検出判定器はアナログ回路で構成されていることが好ましい。これにより、迅速な振動検出を行うことができる。

本発明の他の態様は、ディスク・ドライブにおける振動に対応した制御方法である。この方法は、加速度センサの出力からその固有の共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用して、ヘッド位置決めのサーボ制御を行う。前記加速度センサの出力から前記共振周波数を含む周波数バンドを検出し、その周波数バンドの電圧振幅の大きさが規定範囲外にあるか判定する。前記周波数バンドの電圧振幅の大きさが前記規定範囲外にあると判定すると、それに対応する対応処理を実行する。これにより、振動に応じた制御を行うディスク・ドライブにおいて、部品点数の低減と制御のための振動検出の改善を行うことができる。

本発明によれば、振動に応じた制御を行うディスク・ドライブにおいて、部品点数の低減と制御のための振動検出の改善を行うことができる。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。

本形態のＨＤＤは振動センサを有し、その出力値を使用してヘッド・ポジショニングのサーボ制御（サーボ・ポジショニング）を補正する。サーボ・ポジショニングの補正に使用する振動センサは、低周波（例えば１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ）の振動を対象としている。振動センサは、過大入力や高周波の入力に対して、共振周波数（自己発振周波数）において発振する。そのため、ＨＤＤは、振動センサ出力の共振周波数（例えば数十ｋＨｚ）を含む高周波成分をカットして、振動センサ出力の低周波成分を使用してサーボ制御を行う。これにより、振動センサによるサーボ制御を正確に行い、パフォーマンスを向上することができる。

さらに、本形態のＨＤＤは、振動センサの固有の共振周波数を含む周波数バンドの電圧振幅をモニタして、ショックや過度の振動といった異常振動に対応した処理を行う。同一の振動センサを使用してサーボ制御と異常振動対応処理とを行うことで、様々な振動に応じたＨＤＤ内の制御処理を、より少ない部品点数で行うことができる。上下のカット・オフ周波数を有する周波数バンドをモニタすることで、共振周波数を選択的に抽出することができ、異常振動有無の判定をより正確に行うことができる。

ショックはデュレーションが短く、振動センサに高周波の入力を与える。振動センサは、共振周波数において高い感度を有している。そのため、小さい衝撃に対しても共振周波数における振動センサの出力は大きくなり、外部の衝撃を高い精度で検出することができる。さらに、低周波においても、大きな振動がある場合には、振動センサは、共振周波数において大きな出力を示す。そのため、低周波における過大な振動という異常振動に対して効果的に対応することができる。

本形態の振動に応じたＨＤＤの制御の詳細を説明する前に、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０内に、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を有している。スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４は、磁気ディスク１１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１１の各記録面に対応して、磁気ディスク１１にアクセス（リードあるいはライト）するヘッド・スライダ１２が設けられている。

アクセスは、リード及びライトの上位概念である。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とは、ヘッド・スライダ１２の移動機構である。

エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０上には、回路素子が実装されている。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、ＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５を駆動する。ＲＡＭ２４は、リード・データ及びライト・データを一時的に格納するバッファとして機能する。エンクロージャ１０内のアーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行うヘッド・スライダ１２を選択し、その再生信号を増幅してリード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１に送る。また、ＲＷチャネル２１からの記録信号を選択したヘッド・スライダ１２に送る。

ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データとを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データ及びサーボ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。

ＨＤＤ１のコントローラのであるＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ・ポジショニング）、ホスト５１との間のインターフェース制御、ディフェクト管理、エラーが発生した場合のエラー対応処理など、データ処理に関する必要な処理及びＨＤＤ１の全体制御を実行する。

本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動センサ２５が感知した振動に応じてフィード・フォワードによりサーボ・ポジショニングの補正を行う。さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動センサ２５の出力から振動センサ２５の共振周波数を含む特定の周波数バンドを抽出し、その周波数バンドの電圧振幅の大きさに応じて異常振動対応処理を行う。図２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３による振動センサ２５の出力に応じた処理に関連する構成要素を模式的に示すブロック図である。

まず、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によるヘッド・ポジショニングについて説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はサーボ・コントローラ２３２を有しており、サーボ・コントローラ２３２は、ターゲット・データ・トラックと、ヘッド・スライダ１２が読み出したサーボ信号をＲＷチャネル２１がデジタイズしたサーボ・データ（現在位置）との間の位置誤差信号（ＰＥＳ）を算出し、そのＰＥＳの絶対値が小さくなるようにＶＣＭ電流を決定する。

補正信号生成器２３３は、振動センサ２５の出力から、サーボ・ポジショニングにおける補正値を算出する。補正信号生成器２３３は、振動センサ２５出力の低周波の成分を抽出し、その値から補正値を算出する。補正信号生成器２３３が使用する周波数帯には、振動センサ２５の固有の共振周波数は含まれていない。補正信号生成器２３３が使用する周波数はサーボ・サンプリング周波数よりも小さく、典型的には、数ｋＨｚ以下の周波数成分である。

スイッチ２３７がＯＮのとき、補正信号生成器２３３からの補正値が、サーボ・コントローラ２３２の出力値に加算され、モータ・ドライバ・ユニット２２に転送される。スイッチ２３７がＯＦＦのとき、サーボ・コントローラ２３２の出力値は補正されず、そのままモータ・ドライバ・ユニット２２に転送される。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から取得した制御データに応じて、ＶＣＭ１５にＶＣＭ電流を供給する。ファームウェアに従って動作するＭＰＵ２３が、スイッチ２３７を制御する。この点は後述する。

振動センサ２５出力のフィード・フォワードによりヘッド・ポジショニングの補正制御を行うことで、外部振動が存在する場合でも、より的確なサーボ・ポジショニングを行うことができる。なお、モータ・ドライバ・ユニット２２が補正信号生成器２３３及びスイッチ２３７を有し、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がそのスイッチ２３７を制御するように構成してもよい。この場合、振動センサ２５の検出値は、モータ・ドライバ・ユニット２２に入力され、モータ・ドライバ・ユニット２２の一部構成がコントローラとして機能する。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の機能は、ＭＰＵ２３１あるいはハードウェア回路のいずれが行ってもよい。

次に、振動センサ２５の出力を使用した異常振動有無の判定及びその異常振動に対応した処理について図２のブロック図及び図３のフローチャートを参照して説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動センサ２５の出力において、その共振モードの周波数（共振周波数）を含む周波数バンドをモニタし、その電圧振幅値が基準を越える場合には、異常振動有と判定して異常振動対応処理を行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の機能ブロックである共振周波数検出判定器２３４は、振動センサ２５の出力を入力し（Ｓ１１）、その出力から共振周波数を含む特定の周波数バンドを抽出する（Ｓ１２）。

さらに、共振周波数検出判定器２３４は、上記特定の周波数バンドの電圧振幅の大きさが閾値で規定される基準範囲内にあるか判定する（Ｓ１３）。基準範囲内にある場合（Ｓ１３におけるＹ）、共振周波数検出判定器２３４は上記特定周波数バンドのモニタを続行する。周波数バンドの電圧振幅の大きさが基準範囲外にある場合（Ｓ１３におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は異常振動が存在していると判定し、その異常振動に対応する処理を開始する（Ｓ１４）。

好ましい異常振動対応処理の一つは、データ書込みの禁止である。共振周波数検出判定器２３４は、上記特定周波数バンドの電圧振幅の大きさが規定の基準範囲内になく、異常振動（ショックや過大な継続振動）が発生していると判定すると、その判定結果をＲＷコントローラ２３５に通知する。ＲＷコントローラ２３５は、ユーザ・データのリード及びライトにおけるタイミング制御を行う。具体的には、ＲＷコントローラ２３５は、ＲＷチャネル２１に対して、リード／ライトのタイミング制御信号であるゲート信号を出力する。

ＲＷチャネル２１は、ライト・ゲートがＯＮとき、ＡＥ１３に対してライト信号を出力する。ＲＷコントローラ２３５は、データ・ライト処理中に共振周波数検出判定器２３４からエラー通知を受けると、ライト・ゲートをＯＦＦにしてライトを禁止する。共振周波数において、振動センサ２５の出力は大きなゲインを有している。そのため、共振周波数検出判定器２３４は、振動センサ２５の出力により小さい衝撃を正確に検出することができ、狭トラック・ピッチのＨＤＤにおいてもより確実にオフトラック・ライトを防止することができる。

ここで、共振周波数検出判定器２３４とＲＷコントローラ２３５とは、図３に例示するようにハードウェア構成であることが好ましい。これにより、ＭＰＵ２３１の動作クロック周波数によらず、即座にデータの書き込みを禁止して、オフトラック・ライトをより確実に防止することができる。

異常振動対応処理の他の好ましい例は、サーボ・ポジショニングのモード制御である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によるサーボ・ポジショニングは、振動センサ２５の出力による補正を行う補正サーボ・モードと、振動補正を行うことなくサーボ・ポジショニングを行う通常サーボ・モードを有している。上述のように、ＭＰＵ２３１は、スイッチ２３７をＯＮ／ＯＦＦすることにより、振動補正機能をイネーブル／ディセーブルする。スイッチ２３７がＯＮのときのサーボ・モードは補正サーボ・モードであり、スイッチ２３７がＯＦＦのときのサーボ・モードは通常サーボ・モードである。

ＲＷコントローラ２３５は、共振周波数検出判定器２３４の異常振動検出に応じてデータ書き込みを禁止すると、その事実をＭＰＵ２３１に通知する。ＭＰＵ２３１は、書き込み禁止というイベントの頻度や時間間隔など、イベント発生状態が規定の基準外にある場合、スイッチ２３７をＯＦＦとしてサーボ・モードを無補正の通常モードにセットする。例えば、ショックのようにデュレーションの短い振動ではなく、低周波の大きな振動が継続して加えられている場合、振動センサ２５のフィード・フォワード機能が、サーボ・ポジショニングの精度を悪化させる。振動センサ２５は、このような振動に対して自己発振し、共振周波数において高い出力を示す。

そのため、ＲＷコントローラ２３５が振動センサ２５の出力に応じて短い期間にライト禁止を繰り返す場合には、ＭＰＵ２３１は、上述のような過大な振動が継続的に加えられていることで異常振動が発生していると判定し、サーボ・ポジショニングの振動補正機能を停止する。これにより、継続的な大きい振動下にあっても、より正確なサーボ・ポジショニングを行うことができる。例えば、ＭＰＵ２３は、前回のイベント発生から今回のイベント発生までの時間が規定値を超える場合、あるいは、規定時間内のイベント発生回数が規定値を超える場合に、スイッチ２３７をＯＦＦとして、サーボ・モードを無補正の通常モードにセットする。

制御の安定性に観点からは、このように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、異常振動に対応したサーボ・モードの変更において、振動センサ出力による補正機能を中止することが好ましい。設計によっては、異常振動に対応したサーボ・モード制御において、フィード・フォワードのゲインを小さくしてもよい。これにより、振動センサ出力による補正が小さくなり、サーボ・ポジショニングの精度の悪化を抑えることができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動センサ２５の出力に応じたライト禁止機能とサーボ・モード制御機能の双方を有していることが好ましい。しかし、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、その一方のみを有する場合も、ＨＤＤ１内においてそれぞれの機能の効果を奏することができる。また、ＭＰＵ２３１は、共振周波数検出判定器２３４から異常振動ありとの判定結果（イベントの一つ）を受け取り、それによりサーボ・モードを制御してもよい。

上述のようにＲＷコントローラ２３５によるライト禁止をサーボ・モード制御の基準とする場合も、ＲＷコントローラ２３５が共振周波数検出判定器２３４の判定結果によりライト禁止を決定していることから、ＭＰＵ２３１は、ＲＷコントローラ２３５を介して、共振周波数検出判定器２３４の異常振動判定のイベントを見ている。

異常振動に対する好ましい対応処理として、ライト禁止とサーボ・モード制御を説明したが、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これらと異なる異常振動対応処理を実行してもよい。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、共振周波数検出判定器２３４の判定に応じてアクチュエータ１６をアンロードする。これにより、ヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１とを外部衝撃から保護する。

ＨＤＤ１のサーボ・ポジショニングに使用する好ましい振動センサ２５は、回転振動センサ（ＲＶセンサ）である。典型的には、振動センサ２５は制御回路基板２０上に実装される。ＲＶセンサ２５は、磁気ディスク１１の記録面に平行な方向における回転及び振動を検出する。以下においては、振動センサ２５としてＲＶセンサを実装するＨＤＤ１における、共振周波数検出判定器２３４の好ましい構成及び動作の例を説明する。

図４は、ＲＶセンサ２５と共振周波数検出判定器２３４の好ましい構成例を模式的に示すブロック図である。ＲＶセンサ２５は、第１加速度センサ２５１と第２加速度センサ２５２の二つの一軸加速度センサを有している。これらは、制御回路基板２０上の異なる位置に配置される。ＲＶセンサ２５は、これら二つの加速度センサ２５１、２５２の出力により回転と振動とを感知する。典型的には、二つの加速度センサ２５１、２５２の特性は同一である。

共振周波数検出判定器２３４は、第１バンドパス・フィルタ３４１、第２バンドパス・フィルタ３４２、そして比較器３４３を有している。第１バンドパス・フィルタ３４１は、第１加速度センサ２５１の出力から、第１加速度センサ２５１の共振周波数を含む特定の周波数バンドを抽出する。第２バンドパス・フィルタ３４２は、第２加速度センサ２５２の出力から、第２加速度センサ２５２の共振周波数を含む特定の周波数バンドを抽出する。共振周波数を適切に抽出するため、バンドパス・フィルタ３４１、３４２の低周波側のカット・オフ周波数は共振周波数の１／４以上であり、高周波側のカット・オフ周波数は共振周波数の４倍以下であることが好ましい。

比較器３４３には、第１バンドパス・フィルタ３４１と第２バンドパス・フィルタ３４２の出力の和が入力される。比較器３４３は、この和が規定の基準範囲内にあるか判定する。好ましい構成において、基準範囲は、下側閾値と上側閾値とにより定義される。加速度センサ２５１、２５２の出力（電圧振幅）は基準電位を中心に振動しており、大きな振動発生するとそれらの電圧振幅が大きくなる。異常振動の発生は、上下のどちらの電圧振幅において先に現れるか不定であるため、先に発生した振幅を検出することができることが好ましい。そこで、比較器３４３は、下側閾値と上側閾値との二つの閾値を有し、上下に振れるバンドパス・フィルタ３４１、３４２からの電圧振幅が一方の閾値をこえる場合には、異常振動の発生を通知する。

比較器３４３は、入力が閾値規定される基準範囲外にあると、異常振動の発生をＲＷコントローラ２３５に知らせる。好ましい構成において、上述のように、比較器３４３は、二つのバンドパス・フィルタ３４１、３４２からの出力の和について比較処理を行う。ＨＤＤに加わる振動の方向は一定ではないことから、二つのフィルタの出力双方を参照することで、振動方向によらず正確な比較判定を行うことができる。また、一つの比較器で二つの出力について比較処理できることから、回路構成をシンプルなものとすることができる。なお、設計によっては、二つのバンドパス・フィルタ３４１、３４２のそれぞれに比較器を設けてもよい。あるいは、一方のフィルタ出力のみを参照して、比較処理を行うように構成してもよい。

図５は、図４に示した共振周波数検出判定器２３４の機能ブロックのそれぞれを構成する好ましい回路構成例を示している。第１バンドパス・フィルタ３４１は、一次のハイパス・フィルタ４１１と一次のローパス・フィルタ４５１とで構成されている。また、第２バンドパス・フィルタ３４２は、一次のハイパス・フィルタ４２１と一次のローパス・フィルタ４５１とで構成されている。ローパス・フィルタ４５１は、二つのバンドパス・フィルタ３４１、３４２に共用されている。比較器３４３には、上側閾値でありＨＩＧＨ電位と、下側閾値であるＬＯＷ電位が与えられている。比較器３４３の出力は、出力段のバッファ回路４５２を介して、外部（ＲＷコントローラ２３５）に出力される。

第１加速度センサ２５１の出力は、増幅器４５３により増幅されて、ハイパス・フィルタ４１１によりカット・オフ周波数以下の低周波成分がカットされる。ここで、第１加速度センサ２５１の出力のＤＣオフセットと低域ノイズがカットされる。第２加速度センサ２５２の出力は、増幅器４５４により増幅されて、ハイパス・フィルタ４２１によりカット・オフ周波数以下の低周波成分がカットされる。ここで、第２加速度センサ２５２の出力のＤＣオフセットと低域ノイズがカットされる。

ハイパス・フィルタ４１１、４２１からの出力は、アナログ加算される。これにより、異常振動をより早く検出する加速度センサは、異常振動の場所や方向により異なる。二つの加速度センサ２５１、２５２の出力のアナログ加算を使用することで、異常振動の場所や方向によらず、常により早く検出した加速度センサの信号を使用することができる。

アナログ加算された信号は、ゲイン調整用の二次増幅器４５５に入力する。この二次増幅器４５５フィード・バックには、ローパス・フィルタ４５１が接続されている。このローパス・フィルタ４５１により、不要ノイズの高周波成分は除去される。これにより、共振周波数を含む周波数バンドが抽出される。

二次増幅器４５５の出力は、比較器３４３に入る。比較器３４３の動作中心は、増幅器４５５のＤＣオフセットと一致している。比較器３４３は、二次増幅器４５５からの入力の電圧振幅を、二つの閾値ＨＩＧＨ及びＬＯＷと比較する。電圧振幅がＬＯＷ〜ＨＩＧＨの間からから外れる、つまり、ＨＩＧＨよりも高いあるいはＬＯＷよりも低い場合、比較器３４３はバッファ回路４５２を介して、ＲＷコントローラ２３５に異常振動の発生を通知する。

振動センサ２５の出力から共振周波数を抽出するためのフィルタは、一次のフィルタに限らず、より高次のフィルタにより構成してもよい。いずれの回路構成で共振周波数検出判定器２３４を構成する場合であっても、共振周波数検出判定器２３４はアナログ回路で構成することが好ましい。上述のように、信頼性の観点から、異常振動に対応する処理は高い処理速度が要求される。アナログ回路で共振周波数検出判定器２３４を構成することで、制御回路の動作クロック周波数によらず、所望の処理速度により異常振動の検出判定を行うことができる。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。本発明は、ＨＤＤ以外のディスク・ドライブに適用してもよい。本発明は、振動センサではなくショック・センサを有するＨＤＤに適用することができる。いずれのセンサも加速度センサを使用しており、加速度センサの出力から共振周波数を抽出することで、異常振動に対応したより正確な制御を行うことができる。

本実施形態において、ＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、ＨＤＣ／ＭＰＵによる振動センサの出力に応じた処理に関連する構成要素を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、振動センサの出力を使用した異常振動有無の判定及びその異常振動に対応した処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態において、ＲＶセンサと共振周波数検出判定器の好ましい構成例を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、図４に示した共振周波数検出判定器の機能ブロックのそれぞれを構成する好ましい回路構成例を示す図である。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１６ アクチュエータ、２０ 制御回路基板
２１ リード・ライト・チャネル、２２ モータ・ドライバ・ユニット
２５ 振動センサ、５１ ホスト、２３２ サーボ・コントローラ
２３３ 補正信号生成器、２３４ 共振周波数検出判定器
２３５ リード・ライト・コントローラ、２３７ スイッチ
２５１、２５２ 加速度センサ、３４１、３４２ バンドパス・フィルタ
３４３ 比較器、４１１、４２１ ハイパス・フィルタ、４５１ ローパス・フィルタ
４５２ バッファ回路、４５３〜４５５ 増幅器

Claims (11)

1. 固有の共振周波数を有する加速度センサと、
   前記加速度センサの出力から前記共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用してヘッド位置決めのサーボ制御を行うサーボ・コントローラと、
   前記加速度センサの出力から前記共振周波数を含む周波数バンドを検出し、その周波数バンドの電圧振幅の大きさが規定範囲外にあるか判定する検出判定器と、
   前記検出判定器が前記周波数バンドの電圧振幅の大きさが前記規定範囲外にあると判定すると、それに対応する対応処理を実行する対応処理部と、
   を有するディスク・ドライブ。
2. 前記ディスク・ドライブは複数の加速度センサを有し、
   前記サーボ・コントローラは、前記複数の加速度センサのそれぞれの出力からその共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用し、
   前記検出判定器は、前記複数の加速度センサのそれぞれの共振周波数を含む周波数バンドの和の電圧振幅の大きさについて前記判定を行う、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
3. 前記対応処理部は、前記対応処理として、ユーザ・データの書き込みを禁止する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
4. 前記対応処理部は、前記対応処理として、前記サーボ制御のモードを変化させる、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
5. 前記対応処理部は、
   前記対応処理としてユーザ・データの書き込みを禁止し、
   さらに、前記検出判定器による前記規定範囲外との判定のイベントが規定条件を満たす場合に、前記サーボ制御のモードを変化させる、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
6. 前記検出判定器はアナログ回路で構成されている、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
7. ディスク・ドライブにおける振動に対応した制御方法であって、
   加速度センサの出力からその固有の共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用して、ヘッド位置決めのサーボ制御を行い、
   前記加速度センサの出力から前記共振周波数を含む周波数バンドを検出し、その周波数バンドの電圧振幅の大きさが規定範囲外にあるか判定し、
   前記周波数バンドの電圧振幅の大きさが前記規定範囲外にあると判定すると、それに対応する対応処理を実行する、
   ディスク・ドライブ制御方法。
8. 前記サーボ制御は、複数の加速度センサのそれぞれの出力からその共振周波数含む周波数成分をカットした周波数成分を使用し、
   前記検出は、前記複数の加速度センサのそれぞれの共振周波数を含む周波数バンドの和を検出する、
   請求項７に記載のディスク・ドライブ制御方法。
9. 前記対応処理は、ユーザ・データの書き込みの禁止である、
   請求項７に記載のディスク・ドライブ制御方法。
10. 前記対応処理は、前記サーボ制御のモードを変化させる、
    請求項７に記載のディスク・ドライブ制御方法。
11. 前記対応処理は、前記検出判定器による異常振動有りとの判定に応じてユーザ・データの書き込みを禁止し、さらに、前記検出判定器による異常振動有りとの判定のイベントが規定条件を満たす場合に前記サーボ制御のモードを変化させる、
    請求項７に記載のディスク・ドライブ制御方法。

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