JPH0689520A - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスクドライブ装置における、衝撃等の外乱
を減衰させるための装置および方法を提供する。 【構成】本発明の一実施例によれば、ディスクドライブ
装置が加速力を受けた場合に、加速度に応答してトラン
スジューサを位置決めする制御により、トランスジュー
サのトラック追従機能が増大される。加速度応答は、現
在追従しているトラックの中心に対するトランスジュー
サの位置誤差の関数として校正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にディスク記録ま
たは再生装置の衝撃減衰制御装置に関し、更に詳しく述
べればこのような衝撃減衰制御装置を校正する装置およ
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク記録再生装置ではディスク上の
トランスジューサの半径方向の位置を制御するサーボ系
の目的は、トランスジューサを所定のトラックの中心の
上に保持することである。ディスクファイルシステムで
は、これはトランスジューサがディスクが回転するとき
ディスクの表面のトラックから位置情報を読取るにつれ
て行われる。その時この位置情報を使用して位置誤差信
号を発生する。誤差信号は次に補償器を通してトランス
ジューサアクチェエータ用駆動モータに帰還され、トラ
ンスジューサを誤差を減らす方向に動かす。

【０００３】サーボ系には帰還サーボループがある。位
置誤差信号は帰還ループに結合される。外乱を補正する
ときの帰還サーボループの応答時間が有限であるため、
これら外乱または変位を完全に除去することはできな
い。従来技術では、衝撃力のような物理的外乱または変
位が存在するときトランスジューサをトラックの中心に
保持するにあたりサーボ系を補助するのに加速度計が役
立つことがわかっている。ディスクファイルまたはコン
パクトディスクプレヤーの基底板に設置された加速度計
は生ずる加速度を感知する。このような加速度はディス
クをトランスジューサに対して動かし、トランスジュー
サをトラックの外へ逸脱させる。加速度計からの信号は
アクチュエータ駆動モータに結合されてトランスジュー
サに力を加えさせ、理想的には、トランスジューサをデ
ィスクと共に変位の方向に動かし、トラックに対するト
ランスジューサの正味の変位が生じないようにする。こ
のシステムは数年間使用されている。

【０００４】従来技術の典型的なシステムは、米国特許
第4,040,103 号；第4,138,121 号；第4,325,089 号；第
4,532,802 号；第4,562,562 号；第4,573,087 号；第4,
692,915 号；第4,862,298 号および第4,947,093 号に見
出される。これら特許を下に簡単に概観する。米国特許
第4,040,103号は衝撃力補償装置について述べており、
そこでは加速度計がヘッドとディスクとの間の隙間に垂
直に作用する衝撃力を感知している。ヘッドとディスク
との間の外乱は衝撃から約１から10ミリ秒だけ遅れる。
加速度感知は変位を最小限にするためのリードタイムを
提供するのに利用される。米国特許第4,138,121号はレ
コードプレヤーのトーンアームアセンブリに関する制御
器について述べている。水平方向および垂直方向の低周
波および高周波を検出する検出器を採用し、このような
検出を行って、振動を打消すよう帰還される信号を発生
することにより高忠実度再生が得られると述べている。

【０００５】米国特許第4,325,089号は磁気的に記録さ
れたデータを保護しようとして振動感知を採用してい
る。この開示では、データへの無断アクセスは、ディス
クデータを、データを消去する電磁界を通過させること
によりディスクデータを破壊する検出器によりできる限
り少なくされている。使用している複数の検出器の一つ
が、ディスクへ物理的にアクセスしようとすることから
生ずる振動に対して応答する。米国特許第4,532,802号
は記録ディスクと読み書きヘッドとの間の境界面を分析
するシステムに加速度計を採用している。その特徴の一
つにおいて、このシステムはトランスジューサの背中に
乗せた二つの加速度計を利用している。一方の加速度計
はトランスジューサ本体の前縁に設置され、他方の加速
度計はトランスジューサ本体の後縁に設置されている。
これら加速度計は圧電性形式のものである。そのそれぞ
れの位置で、これら加速度計はトランスジューサの垂直
加速度を感知して信号を生ずるが、その信号は処理され
るとヘッドの破壊を含む偏位運動の軌跡を生ずる。

【０００６】米国特許第4,562,562号はディスクファイ
ルまたはドライブのディスク上のトランスジューサの半
径方向の位置を制御するトラッキングシステムについて
述べている。開示されている装置では、粗探索すなわち
システムの探索モードにおいて、トランスジューサの加
速度を検出する回路が設けられている。この加速度検出
回路により発生された信号はアクチュエータに加えら
れ、トランスジューサまたはトラッキング要素を位置決
めし且つトランスジューサの誤差が実質的に０になるよ
うな方向にアクチュエータを付勢する。米国特許第4,57
3,087号は記録ヘッドの振動を感知する電磁装置を備え
た記録装置について述べている。記録ヘッドが安定する
と、記録を可能とする信号が発生される。

【０００７】米国特許第4,692,915号は加速度に対する
感度が極小であるシステムを採用している記録再生装置
について述べている。これは、それぞれ記録トラックに
垂直な加速度、ディスク表面に垂直な加速度、およびト
ラック方向に平行な加速度を感知する三つの異なる加速
度計を設けることにより行われる。異常検出器により過
剰な加速度が検出されると、トランスジューサが動作を
停止する。米国特許第4,862,298号はディスクドライブ
用衝撃荷重検出装置について述べている。ここではｘ、
ｙ、およびｚの各方向の加速度を感知する一群の圧電セ
ンサが記されており、これらセンサの軸は相互に垂直に
なっている。これらそれぞれのセンサにより発生された
信号はそれぞれの軸に対するしきい信号と比較される。
加速度信号がしきい信号より大きいときは、読取りまた
は書込みが中止される。

【０００８】米国特許第4,947,093号はウィンチェスタ
式ディスクドライブに対する耐衝撃制御システムについ
て述べている。ここでは、ディスクスタックの軸の周り
に作用するトルク成分を有する角加速度がディスクドラ
イブのトラックをトランスジューサに対して円周方向に
移行させることが観察されている。このため周波数変調
が生じ、感知される。この変調に応答する位相比較器が
システムの電圧制御発振器の周波数を制御し、生じてい
る周波数変調に適応するように位相をずらす。記述され
ている形式の回転アクチュエータドライブでは、トラン
スジューサが角加速度のためトラック中心からずれるこ
ともある。この結果位置誤差信号が発生し、この信号は
トランスジューサを制御するサーボループに結合され
る。位相比較信号はまた、濾波後、サーボループに結合
されてサーボによるトランスジューサの位置決めを増強
するように働く。加速度感知はこの特定の開示の特徴で
はないことが注目される。

【０００９】上に引用した形式の加速度計を利用する従
来技術のシステムの実施にあたって遭遇する一つの問題
は、加速度信号についての必要な校正を行い且つ維持す
るのに経費がかかり過ぎるということである。典型的に
は、この用途に経済的に実現し得るもののような低価格
の加速度計は、製造したままでは、同じ加速度応答およ
び温度応答を示さない。したがって発生源での信号利得
は加速度間で幅広く変化する。この望ましくない状態が
増大するのはヘッドまでの加速度計の信号経路における
信号利得の他の発生源も同様に利得変動を受けるという
事実による。

【００１０】上述の形式の従来技術のシステムの製造お
よび使用にあたって現れる第２の問題は、サーボ系での
加速度計を試験する際に生ずる。外部からの衝撃または
振動の試験を行って加速度計の衝撃補正ループの機能
（良否）を評価するのは大量生産においては高価且つ非
実用的である。このような試験には各試験ステーション
についてディスクプレヤー用ディスクドライブに外部加
速度外乱を加えるのに大型の機械的シェーカまたは他の
手段が必要である。ディスク記録再生システムに異なる
利得の加速度計を使用して、適合選択や組立てたシステ
ムの拡張試験および校正の必要なしに使用環境で受入れ
可能に働くことができるシステムの必要性がなお存在す
る。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、ディスク記録／再生装置にお
ける、衝撃等の外乱を減衰させるための装置および方法
を提供することを目的とする。

【００１２】

【発明の概要】本発明によれば、システムを使用してい
ながらシステムの加速度計の感度を校正または調整し、
トランスジューサとディスクとの間の相対位置に関する
物理的外乱の影響を最大限に補償することにより、精密
加速度計、サーボ系内の精密信号経路、および高価な試
験機器の必要性を緩和するシステムおよび方法が提供さ
れる。

【００１３】本発明は、ディスクファイルまたはドライ
ブおよびディスクプレヤーのようなどんなディスク記録
再生装置にも適用可能である。本発明は携帯可能である
ことが機器に対して必須の要件である場合に特に有用で
ある。携帯可能性はこのような装置にとって機械的に悪
い影響をもたらすからである。装置に作用する衝撃力か
ら生ずる加速度による誤動作をできる限り少なくするの
に、加速度計を使用して加速度を感知している。このよ
うな装置はすべてトランスジューサをディスクの表面の
記録トラックに対して位置決めする制御装置を備えてい
る。トランスジューサから発生するトラック位置誤差信
号は制御装置によりトランスジューサをトラック中心の
方向に動かすのに使用される。

【００１４】加速度計は、トランスジューサをトラック
中心から変位させる方向に働く成分を有する、装置の角
（回転）加速度または直線加速度を感知するように装置
に設置されている。加速度計の出力はトランスジューサ
に作用する加速力に対向する意味で制御装置に結合され
ている。このような制御装置内の加速度計および他の能
動および受動の電気および電子装置は、妥当な許容差に
製造されているが、その利得は現在の用途に対しては一
つの部分と他の部分とで受入れできない変化を示す。し
たがって未校正の加速度計信号を制御装置に単に結合し
ても加速度誘起誤差を補償するという問題を解決するに
は部分的に満足な方法にしかならない。

【００１５】本発明は、加速度計の応答を、記録再生装
置を使用していながら、トランスジューサ／トラック位
置誤差の関数として、校正するシステムを提供する。加
速度計の出力は入力として可変利得増幅器に結合され、
増幅器の利得は位置誤差信号により制御される。加速度
は変位の２次導関数であり、速度すなわち変位が始まる
前に存在する。トランスジューサの位置誤差信号の関数
として校正される、制御装置における加速度誘導信号を
使用すれば、トランスジューサに作用するトラック中心
合わせ力を発生するためのリードタイムが提供され、受
入れ不能のトラック逸脱動作を可能な限り小さくされ
る。加速度誘導信号は制御装置に結合されてトランスジ
ューサを位置決めし、更に位置誤差信号の関数として校
正されるので、利得制御機能は加速度計の利得を校正す
るばかりでなく、加速度計の利得をサーボ制御装置の利
得に対しても同様に良く校正する。

【００１６】

【実施例】図１および図２は本発明の原理を具現するデ
ィスクドライブの平面図である。図１は回転アクチュエ
ータ式のディスクドライブであり図２はリニアアクチュ
エータ式のディスクドライブである。本発明のディスク
プレヤーおよび他の形式のディスク記録再生装置への適
用はこれらドライブから明らかである。図１および図２
において、ディスクドライブは各々、ディスクスタック
３が軸3aの周りを回転するように取付けられている基底
または支持体1aを有するハウジング１を備えている。

【００１７】特に図１を参照すると、回転アクチュエー
タ５は軸5cの周りに回転するように支持体1aに軸受けさ
れた軸受ハウジング5bに固定されている荷重梁（load b
eam）アームスタック5aを備えている。各荷重梁はその
遠端でトランスジューサ5dを支持している。回転アクチ
ュエータ５は更にボイスコイル駆動モータ5eを備えてい
る。ボイスコイル駆動モータ5eは、軸受ハウジング5bに
固定され、永久磁石構造体5gと同一面をなして設置され
ているコイル5fを備えている。動作中には、周知のよう
に、ボイスコイル5fを双方向に付勢する設備が設けられ
ており、コイルの励起の極性に応じて、コイルは永久磁
石構造体5gの磁石の間で、軸5cの周りを弧を描いて揺動
する。トランスジューサ5dは、普通は磁気ヘッドである
が、ディスク上のトラックを探索し、追跡する際、アク
チュエータ５の軸5cを中心とする浅い弧状経路をたどっ
て、ディスクに対して所定の半径方向位置に位置決めさ
れる。この回転アクチュエータは軸5cを中心として平衡
しており、したがって、軸5cに垂直な力成分を有する直
線力に対し、完全に不感とは言わないまでも、比較的不
感であるが、軸5cを中心とするその角慣性モーメントの
ため、軸5cを中心に作用するトルク偶力に敏感である。

【００１８】回転アクチュエータの角加速度を感知し、
信号を、回転アクチュエータ５をその角変位を極小とす
るよう制御するのに役立つ、感知加速度の関数として発
生する目的で、回転加速度計アセンブリ７が、軸受ハウ
ジング5bの軸5cを中心に作用する成分を有する記録装置
の角加速度を感知する位置に、ここではハウジングの基
底または支持体1aに固定されているように図示してある
が、ハウジング１に固定されている。回転アクチュエー
タアセンブリ７はハウジング１のどこにでも設置するこ
とができる。このような設置はハウジング１の内部でそ
の軸が軸受ハウジング5bの軸5cと平行になる位置である
ことが望ましい。記録装置の角加速度はハウジングに加
えられてハウジングの角変位を生ずる力の結果であると
理解されよう。図１でわかるように、回転アクチュエー
タアセンブリの両頭矢印7aは、支持体または基体1aの平
面に垂直な軸を中心とする加速度に対する加速度計感度
を示しており、この軸は回転アクチュエータの軸5cに平
行である。これから、回転アクチュエータアセンブリは
ハウジング内で、その敏感な軸が回転アクチュエータ５
の軸5cに平行となるどんな便宜の位置にでも設置し得る
ことが明らかである。回転アクチュエータアセンブリ７
の敏感な軸が軸5cと一致する必要はない。

【００１９】次に図２を参照すると、リニアアクチュエ
ータ６は荷重梁スタック6aを備えている。各荷重梁6aの
遠端は磁気ヘッド6dを支持している。荷重梁6aの取付け
端6bは駆動モータ6eの可動部材6cに固定されている。駆
動モータ6eの可動部材は直線状永久磁石6gと同一平面を
成して連結するよう設置されているコイル6fを支持して
いる。直線状永久磁石6gは基底または支持体1aに固定さ
れている静止モータハウジング6hにより支持されてい
る。このようなリニアモータは、二つの極端位置、一方
は実線の輪郭線で示してあり、他方の一点鎖線の輪郭線
で示してある、の間のどんな位置にでも変位することが
できる。この移動の軸はディスクスタック３の回転軸3a
に垂直な半径に沿う方向を向いている。

【００２０】この構成では、リニアアクチュエータの行
程の軸に平行な方向に作用する直線加速度成分を有する
双方向加速度を検知するのに直線加速度計８を使用して
いる。加速度感度の直線方向は、この例では、直線加速
度計８の上に双方向矢印8aで示してある。回転加速度計
アセンブリの場合でのように、この直線加速度計アセン
ブリは記録再生装置のどこにでも設置することができる
が、その敏感軸をリニアアクチュエータ６の行程の軸に
平行にして、ハウジングの内部に設置するのが望まし
い。直線加速度計アセンブリの敏感軸はリニアアクチュ
エータ６の軸と一致する必要はない。

【００２１】本発明の目的には種々の形式の加速度計を
使用することができる。本発明の背景で説明した特許か
らわかるように、このような用途には圧電形式の加速度
計が採用されている。上記の米国特許第4,532,802号か
らわかるように、対向端、すなわちトランスジューサ本
体の前端および後端、の移動を感知するのに二つの圧電
性トランスジューサが採用されている。このようなトラ
ンスジューサ本体の角加速度は一方の圧電性装置に圧縮
荷重を、他方の圧電性装置に引張荷重を加える。それ
故、これらの間の信号の差は角加速度を示すものであ
る。このような構造は、明らかになるであろうが、回転
作動形式のディスク記録再生装置と関連して適用するこ
とができる。

【００２２】図３は別の基本的な物理的原理を具現する
更に他の形式の装置を図解している。図３の回転加速度
計アセンブリは容量結合を利用している。回転電極９の
電極フィンガ9aおよびそれぞれの固定電極10（組を成し
て回転電極９のフィンガ電極9aに対向して配置されてい
る）は、容量的に結合されている。このような構成で
は、回転電極９をその中心ハブ部で支持し、電極フィン
ガ9aを回転電極の軸9bを中心とする角加速度に対するそ
の質量反作用応答時に偏向し得るようにしておくことが
できる。静止電極対の対応する電極は共に接続され、こ
こでは反対位相の方形波電圧として描いてあるが、反対
位相の時間変動電圧が印加され、これにより、フィンガ
電極9aの一方の角方向または他方の角方向の物理的変位
が、軸9bを中心とする角加速度に対するそれらの質量反
作用応答にあたり、角応答の方向に応じて、一方の優勢
な位相でまたは他方の位相で、フィンガ電極で電気出力
を生じ、回転電極から方形波電圧と同期している信号処
理装置に結合する電気出力を発生し、これから加速度信
号を得ることができる。圧電性および容量性結合は角加
速度信号を発生するすべての可能な方法を代表するもの
ではない。加速度計の抵抗性、磁気抵抗性、および電磁
的な実施法を採用することができる。

【００２３】再び、米国特許第4,532,802号を参照する
と、そこに記されているようなどんな単独圧電性加速度
計を使用しても直線加速度を検出し得ることがわかる。
同様に、直線加速度を検出する容量結合法は、直径両端
に配置された１対の可動電極9aだけを使用して、図３の
形式の構造を採用することにより容易に実現することが
できる。このような直線加速度計に関する更に詳しい事
項は1991年８月８日号のELECTRONIC DESIGN、45、48、4
9、50、51、54、および56の各ページの「Airbags Boom W
hen IC Accelerometer Sees 50G(IC加速度計が50Gを経
験するときの空気袋の急膨張)」と題する論文を参照する
ことにより得ることができる。

【００２４】本発明を実用化するための制御装置を図４
に示す。この装置は本発明を実用化する現在のところわ
かっている最良の態様を図解しており、その局面ではデ
ィスクドライブ用制御装置を基準としている。このよう
な制御装置の典型的な例として図１のディスクドライブ
を使用すれば、図４の装置は一定回転数で駆動されるよ
うになっているモータ3bから動力を受ける回転可能に設
置されたディスクスタック３を備えている。トランスジ
ューサ5dはサーボ系13によりディスクスタック３のディ
スクの隣接面上の異なる半径方向位置に可動アクチュエ
ータ５で位置決めされる。この説明の目的のためのこの
ようなサーボ系は電力増幅器17から電力を供給されるモ
ータ15を備えている。被記録トラックの中心に対する磁
気ヘッド5dの位置はトランスジューサ5dによりそのトラ
ックに記録されているサーボコードから検出される。周
知のとおり、このようなサーボコードは各トラックに埋
込んですなわちサンプルサーボとすることができ、また
は専用のサーボディスク面上のサーボコードとすること
ができる。サーボモータ15は、磁気ヘッド5dおよび慣習
的に読書き増幅器19、読取増幅器およびフィルタ21、補
償器23、および電力増幅器17を備えているサーボループ
の一部である。

【００２５】単独ヘッド5dが埋込みサーボコードおよび
特定のトラックのデータの双方を変換する状況では、シ
ステムはサーボコード区画でトラック追跡モードで動作
し、データ区画でデータ読出しモードで動作する。この
ようなシステムでは、ホストコンピュータ25による情報
の要求はディスクコントローラ27によりトラック識別信
号およびトラック区画信号に変換される。このような要
求が存在するとき、システムはトラック探索動作モード
で働き、磁気ヘッド5dを所定トラックの中心に半径方向
に位置決めし、そのデータトラック内の所定の区画が磁
気ヘッドの下を通過するときデータを読取る。この目的
で、読取増幅器21からデータを受取るデータ処理装置29
がディスクコントローラに双方向的に結合されて、デー
タアドレス、コード化すべきデータ、読取り中のデー
タ、および読み書き制御をそれらの間でやり取りできる
ようになっている。読出されるデータはディスクコント
ローラ27によりホストコンピュータにより要求されてい
るデータとしてホストコンピュータ25に結合される。デ
ータをディスクに書込もうとする場合には、ホストコン
ピュータからのこのようなデータは、ディスクコントロ
ーラ27によりディスク上のトラックおよび区画位置が指
定され、磁気ヘッド5dが所定トラックの指定区画内にあ
るとき、磁気ヘッド5dに読み書き増幅器19を経由して結
合するデータ処理装置29に伝達される。

【００２６】どんなディスク記録再生装置においても、
ディスク３の上のトランスジューサ5dの半径方向位置を
制御するサーボ系の目的はトランスジューサ5dを所定の
トラックの中心の上に保持することである。図４に示し
たもののようなディスクファイルシステムでは、これは
ディスクが回転するにつれてトランスジューサ5dがディ
スク３の表面にあるトラックから位置情報を読出すこと
で行われる。この位置情報は次に位置誤差信号を発生す
るのに使用される。誤差信号は次の補償器23を通してア
クチュエータ駆動モータ15に帰還され、トランスジュー
サ5dを誤差を減らす方向に移動させる。

【００２７】このようにこれまで説明したシステムは伝
統的なものである。図１および図２に関連して説明した
ように、どんな発生源からのディスク記録再生装置の加
速度も、アクチュエータ構造に作用してトランスジュー
サをトラック中心位置から変位させ、これにより現在行
われている書込みまたは読取りの機能を妨害する質量反
作用力を生ずることがある。加速度敏感性および補償が
サーボ帰還ループに接続されている加速度計７により与
えられる。加算接合点33がサーボ系13の電力増幅器17と
補償器23との間に接続されている。加速度計の出力は可
変利得増幅器31に結合されており、回路31aに出るこの
増幅器の出力はサーボ帰還ループのフィードフォワード
信号として加算接合点33に結合されている。

【００２８】磁気ヘッド5dからの位置誤差信号Ｙは可変
利得増幅器の可変利得制御入力回路31bに結合されてそ
の利得を制御し、したがってサーボ帰還ループの加速度
フィードフォワード入力を位置誤差信号の大きさの直接
関数として校正する。このようにしてアクチュエータお
よび加速度計の質量反作用応答の変動はトラック逸脱信
号を使用して補償され、トランスジューサの瞬時変位に
対するサーボ応答を所要の程度にするようにサーボルー
プを校正する。加算接合点35は位置誤差信号Ｙを補償器
23への位置で基準すなわちしきい誤差電圧Ｙ_REF と比較
するのに使用される。電圧Ｙ_REF は受容可能な最大位置
誤差を表す。

【００２９】このようにしてトラック追跡動作モード中
のサーボ系の帰還ループはトラック位置誤差信号に、お
よび位置誤差の関数として校正された加速度信号に応答
し、すべての補正は位置誤差を減らし、トランスジュー
サを本質的にトラック中心位置に保持する意味で行われ
る。このようにしてここでトランスジューサを適切に制
御して受入れ得ない変位を未然に防ぐよう加速度信号を
校正する準備が行われる。読取増幅器およびフィルタ21
の出力で発生した位置誤差信号Ｙを利用して可変利得増
幅器31の利得を制御し、これにより加算接合点33で位置
誤差帰還信号と加算される校正ずみフィードフォワード
加速度信号を発生することにより、サーボループ内のす
べての要素に対する利得変動が補償され、トランスジュ
ーサ5dをトラック中心からディスクでの読取りおよび書
込みを中断なしで進めることができる端部まで変位の受
入れ可能な限界内に保持するのに必要な程度にサーボ系
の制御が得られる。

【００３０】本発明はシステムの概念をモデル化するブ
ロック図である図５を参照することにより更に良く理解
されよう。この図では加速度計は今回も図１および図２
に示したように支持体または基底板1aに取付けられてい
ると仮定している。このシステムモデルでは、ブロック
Ｆはアクチュエータモータの回転子を含むアクチュエー
タ構造体の動力学を表している。アクチュエータ構造体
への入力はコイル電流であり、アクチュエータ構造体の
出力はトランスジューサの実際位置である。アクチュエ
ータモータ15は、この説明の目的で参照文字Ｐを付けて
ある電力増幅器17により電力を供給される。一次サーボ
ループは、Ｙと記したヘッド対ディスク位置を所要位置
基準Ｙ_REF と加算接合点35で応差的に組合わせ、得られ
る位置誤差信号をサーボ帰還ループ内の補償器23を通し
て電力増幅器17まで伝えることにより閉じられる。

【００３１】位置誤差信号Ｙは、図１で基底板または支
持体1aを有する剛体として取扱われるディスク位置X2を
ヘッド位置X1から差引くことにより形成されるように図
示されている。ディスク位置は外部の加速度外乱Ｑによ
り、またはボイスコイルモータのコイル5fが付勢される
とき基底板または支持体1aにかかるアクチュエータ５の
内部反作用力F1により影響される。内部反作用力F1は基
底板1aにトランスジューサ5dが移動する方向とは反対の
方向に生ずるわずかな移動を形成する。トランスジュー
サを動かす力は基底板を動かす力と等しく且つ反対であ
るが、基底板ははるかに重く、したがってそこに生ずる
加速度ははるかに小さい。アクチュエータ５は基底板1a
を、たとえごくわずかであっても、動かすことができる
ということについてはこの開示の後の方で初期校正につ
いて説明するとき取扱う。

【００３２】加速度計７は、アクチュエータ構造体が応
答する基底板の加速度を感知することができる場所に取
付けられており、この加速度信号は可調節利得段31を通
り、加算接合点33を経由して電力増幅器17に伝えられ
る。加速度計のブロック７の中の参照文字Ｖは外部の衝
撃および振動の加速度計７への結合を表しており、これ
は装置１の基底板1aまたは更に一般的にはハウジングに
対する衝撃力の位置および方向、および加速度計の位置
および方向の関数である。

【００３３】コンパクトディスクプレヤーを聴取者が歩
行中またはジョギング中携帯または装着している場合、
またはプレヤーまたはディスクドライバが内部で衝撃を
受ける製造環境のように、外乱Ｑが通常０でない環境に
おいて加速度計の利得Ｗを校正するために、誤差信号Ｙ
を加速度反作用の解消の良否の尺度として使用し、可変
利得増幅器Ｗの利得設定値Ｗを評価する反復手順に従う
ことができる。この手順、Ｇ、では、アクチュエータが
加速されるとき基底板にかかるアクチュエータの力から
生ずる基底板の加速度を無視し得ると仮定することがで
きる。これにより加速度計の経路をフィードフォワード
経路だけとして処理することができる。図５から、Ｈ＝
ＶＷＰＦであるとき、信号Ｑはヘッド対ディスク位置Ｙ
に影響しないと判断することができる。何故ならＱは、
Ｙ＝X1−X2として、加算接合点39で打消される（X1＝X
2）利得の等しい二つの経路を通過するからである。

【００３４】可変利得増幅器31の利得Ｗは、外乱Ｑの影
響下で試行錯誤（ランダム探索）により、位置誤差Ｙが
改善される、すなわち小さくなる、限り一つの方向に利
得Ｗを調節し、位置誤差Ｙが極小（最も険しい降下）に
達したとき停止することにより、または、下に概略説明
する、周知のLMSアルゴリズムに基づく更に能率的な方
法により、位置Ｙを極小に調節することができる。この
方法は上述の方法より急速に最適利得設定値Ｗに到達す
る。この調節の手順は次のように進む。 １．時刻Ｋで位置誤差信号Ｙおよび加速度計出力信号Ｚ
を測定してＹ_kおよびＺ_kを得る。 ２．Ｚ_kをＹ／Ｚシステム応答の簡単なモデルであるΦ
で濾波してＵ_kを得る。Ｙ／Ｚは電力増幅器17の入力か
ら位置誤差信号Ｙまでのサーボループの伝達関数であ
る。位置利得の近似を表すＹ／Ｚの一次モデルは充分で
あり、濾波動作は単にＺ_kにこの利得を乗じてＵ_kを得る
ことから成る。 ３．新しい加速度計利得Ｗを更新する。 Ｗ_new ＝Ｗ_old ＋μＵ_kＹ_k ここでμは最適化の速さを制御する定数である。 この新しい反復手順を連続的にまたは加速度計の利得が
調節を必要とすると推測されるとき繰返す。後者の方法
が好ましい場合には、位置誤差Ｙの減少が更に反復して
も改善されないとき反復手順を終結することができる。
この校正を工場で一回行い、Ｗの値を工場で保存するか
永続的に設定することができ、またはその校正を動作中
パワーアップごとにまたは連続的に行うことができる。

【００３５】外乱Ｑが名目上存在していると保証できな
い状況のもとでは、基底板の運動をアクチュエータそれ
自身により誘起することができる。次にこの運動を利用
して前に説明したのと同様の仕方で加速度計を校正する
ことができる。基底板に運動を誘起し、次いでその運動
を利用して加速度計を調整する方法は次のとおりであ
る。 １．アクチュエータを、ほぼ一杯の加速電流をボイスコ
イルに印加し、次に等しい持続時間の、等しいが負の大
きさの減速電流をアクチュエータに開ループモードで
（すなわち、位置誤差信号をアクチュエータに帰還しな
いで）印加することにより他のトラック中心まで移動さ
せる。加速電流および減速電流の大きさを調節すること
により、この開ループ移動をヘッドが帰還の助け無しで
目標トラックのトラック中心に到達するように調節する
ことができる。 ２．移動が完了するとサーボループを再び閉じる。 ３．加速力および減速力を印加するにつれて、反作用力
が基底板に加えられる。これらの力に対する反作用は減
速段階後短い期間継続する。この挙動は参照文字Ｇを付
けたブロックでＧの応答が消滅するとして考慮してあ
る。ブロックＧは、場合に応じて、基底板の動力学また
は支持体の動力学、またはハウジングの動力学を表して
いる。したがって、非常に短い瞬間では、電力増幅器17
から来る信号は存在せず、基底板1aにかかる反作用力は
存在せず、ドライブまたはプレヤーは基底動力学応答Ｇ
が消滅するにつれてあたかも衝撃力Ｑとほとんど同じ外
力に対して、反作用しているかのように挙動する。基底
板の運動によりヘッド内に加速度計信号経路の利得が誤
調節される程度に位置誤差が生ずる。図６は時間に対し
てプロットした、ディスクに対するトランスジューサの
位置、すなわち、位置誤差信号Ｙを示している。ここ
で、曲線の加速部分および減速部分は、トランスジュー
サのかなりな半径方向変位を示すが、新しいトラック上
に中心がある新しい半径方向位置にあるトランスジュー
サで終わっている。この点で、時間の関数としてのＹの
小さなリップルはトランスジューサが新しいトラック位
置に静定することを示しており、減速段階の終わりで基
底の応答が減衰することを示している。 ４．この点であたかもドライブに作用する持続時間の短
い外乱が存在するかのように問題を処理することがで
き、駆動運動が終止するまで先に述べた反復法を適用す
ることができる。 ５．開始位置まで戻ってから、別の開ループ移動を実行
し、位置誤差信号Ｙがもはや減少しなくなるまでプロセ
スを繰返す。

【００３６】ここでは本発明の原理を図１に示した形式
のディスクドライブ、すなわち、回転アクチュエータ形
式のディスクドライブ、に適用することに中心を置いて
説明してきたが、ここでの原理を、アクチュエータがヘ
ッドの運動と一直線を成すキャリッジの上を移動する図
２の形式のリニアアクチュエータシステムに適用し得る
ことは明らかである。その他、本発明の原理は、ディス
クに関連するトランスジューサが、ディスクプレヤーの
場合のように、同心状トラックではなく渦巻きトラック
をたどるトランスジューサを動かすアクチュエータによ
り制御されるあらゆる形式のディスクプレヤーに適用可
能である。ヘッドは磁気的、磁歪性、または光学的とす
ることができる。この方法を働かせるのに必要なのは、
トランスジューサがトランスジューサのトラック中心に
対する近接を示す信号を生ずると共に、トランスジュー
サの位置誤差信号および位置誤差信号の関数として校正
された装置の加速度に応答して電気的命令によりトラン
スジューサの位置を制御する手段だけである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、ディスク記録／再生装置において、衝撃等の
外乱によるトラックずれなどの影響を最小限にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転アクチュエータ型ディスクドライブの平面
図である。

【図２】リニアアクチュエータ型ディスクドライブの平
面図である。

【図３】回転加速度計を示す概略図である。

【図４】本発明の原理が使用されているディスクドライ
ブ・サーボシステムを示す図である。

【図５】サーボシステムの概念をモデル化するブロック
図である。

【図６】制御関数を示す図である。

【符号の説明】

３：ディスクスタック ３ｂ：モータ ５ｄ：トランスジューサ ３１：可変利得増幅器 ３３、３５：加算接合点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能に装着されたディスクと、 トランスジューサと、 前記トランスジューサを担持し、該トランスジューサを
   前記ディスクの表面に、所定のトラックに近接して配置
   する移動可能アクチュエータ手段と、 前記トランスジューサの出力を受信して該トランスジュ
   ーサを前記トラックのほぼ中心に維持するよう前記移動
   可能アクチュエータ手段を制御する制御手段と、 加速度に応答して前記移動可能アクチュエータ手段を付
   加的に制御する加速度計手段と、 オフトラック位置にある前記トランスジューサの出力に
   応答して前記加速度計手段の利得を調節する手段と、 を備えて成るディスクドライブ装置。