JPH0845206A - ディスク・ドライブおよび変換器速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データを格納するための少なくとも１枚のデ
ィスク３４を有するディスク・ドライブにおいて、ヘッ
ド、変換器、スライダが傾斜部を降りる際の位置推定・
速度推定。 【構成】 ディスク・ドライブ１０は、ディスクに対し
てデータを読み書きするための少なくとも１つの変換器
を含む。変換器を搭載したスライダ２６は、ディスクに
対して変換器を配置するアクチュエータ２０に取り付け
られている。アクチュエータは、アクチュエータとそれ
に取り付けられた変換器とを移動させるために使用する
制御可能モータ２８、３０を含む。ディスク・ドライブ
は、変換器をアンロードするため、または変換器をディ
スクの表面から離して待機させるための傾斜部３６も含
む（詳細は第２図）。変換器が傾斜部のある位置から離
れてディスクの表面に達する間にアクチュエータとそれ
に取り付けられた変換器の動きを測定して制御するため
の装置および方法も開示する。 【効果】 コイルの逆ＥＭＦを利用しないため、小型化
に付随する問題や温度の問題も解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接アクセス記憶装置
（ＤＡＳＤ）とも呼ばれるディスク・ドライブの分野に
関する。

【０００２】より具体的には、本発明は、ディスク上で
変換ヘッドをロードおよびアンロードする場合に使用す
る傾斜部と、変換ヘッドが傾斜部の上を通過する際の変
換ヘッドの動きを制御するための方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】コンピュータ・システムの重要構成要素
の１つは、データを格納する場所である。通常、コンピ
ュータ・システムでは、一般的なコンピュータ・システ
ムが使用するためのデータを格納するために、複数の記
憶手段を使用している。コンピュータがデータを格納で
きる場所の１つは、直接アクセス記憶装置とも呼ばれる
ディスク・ドライブ内である。

【０００４】ディスク・ドライブすなわち直接アクセス
記憶装置は、レコード・プレーヤで使用する４５ｒｐｍ
レコード盤あるいはＣＤプレーヤで使用するコンパクト
・ディスクに似た複数のディスクを含んでいる。これら
のディスクは、再生待ちをしている複数の４５ｒｐｍレ
コード盤のように、スピンドルに積み重ねられている。
しかし、ディスク・ドライブ内のディスクは、それぞれ
のディスクが互いに接触しないように間隔を開けて、ス
ピンドルに搭載されている。

【０００５】各ディスクの表面は外観が均一になってい
る。しかし、実際には、それぞれの表面は、データが格
納される各部に分割されている。年輪のような同心円状
に複数のトラックが配置されている。コンパクト・ディ
スクも、ディスク・ドライブ内のディスクと同様に複数
のトラックを有する。ディスク・ドライブまたはコンパ
クト・ディスクいずれのトラックも、本質的には４５ｒ
ｐｍレコード盤の溝に代わるものである。ディスク・ド
ライブ内の各トラックは、本質的に１つのトラックにす
ぎない複数のセクタにさらに細分割されている。

【０００６】ディスク・ドライブ内のディスクは様々な
材料でできている。最も一般的には、回転磁気システム
に使用されるディスクは、一方の側に非常に薄い磁化可
能層を有する金属、セラミック、ガラス、またはプラス
チックの基板でできている。このようなディスクは、磁
気記憶装置および光磁気記憶装置で使用される。このよ
うなディスクにデータを格納するには、データを表すパ
ターン状にディスクの各部を磁化する必要がある。ＣＤ
に使用されているような他のディスクはプラスチック製
である。この場合、歌などのデータは、レーザを使用し
て媒体にピットを形成することで格納される。また、デ
ィスクからデータを読み取る場合もレーザが使用され
る。

【０００７】前述の通り、回転磁気システムで使用され
るディスク上にデータを格納するため、ディスクが磁化
される。ディスクの表面を磁化するには、読取り／書込
みヘッドという少なくとも１つの磁気変換器を含む、ス
ライダという小さいセラミック・ブロックがディスクの
表面上を通過する。セラミック・ブロックの中には、個
別の読取りヘッドと個別の書込みヘッドを含むものもあ
る。個別の読取りヘッドは、ＭＲヘッドともいう磁気抵
抗ヘッドである場合もある。セラミック・ブロックは、
ディスクの表面から約６００万分の１インチ（４．２ｎ
ｍに相当）以下の高さで移動し、変換ヘッドが様々な状
態に励起されると、トラックの上を移動し、格納するデ
ータを表すために下にあるトラックを磁化する。現在、
システムによっては、本質的にスライダがディスクの表
面上に設けた潤滑液層の上に乗るという近接接触記録法
（near contact recording）も使用している。近接接触
記録の場合、セラミック・ブロックはディスクにさらに
近いところを通過する。

【０００８】磁気ディスクに格納されたデータを取り出
すには、変換ヘッドを含むセラミック・ブロックまたは
スライダがディスクの上を通過する。ディスクの磁化部
分は、変換器または読取りヘッド内で信号を発生する。
変換器または読取りヘッドからの出力を調べることで、
データを再構築することができ、そのデータをコンピュ
ータ・システムで使用できるようになる。

【０００９】レコード盤と同様、データや、ディスク・
ドライブの操作に必要なその他の情報を格納するため
に、通常、ディスクの両面が使用される。ディスクは積
み重ねた状態で保持され、互いに間隔が開いているた
め、積み重ねたそれぞれのディスクの上面と下面の両方
にそれぞれ専用のスライダおよび変換ヘッドが用意され
ている。このような配置は、いつでもレコード盤の両面
を再生できる状態になっているステレオを所有すること
に匹敵する。この場合、それぞれの側には、レコード盤
のその面を再生する針が用意されているはずである。

【００１０】ディスク・ドライブの場合も、ステレオ・
レコード・プレーヤのトーン・アームに匹敵するものが
用意されている。ディスク・ドライブのトーン・アーム
は、アクチュエータ・アームと呼ばれ、スライダとそれ
に関連する変換ヘッドをすべて保持しており、そのヘッ
ドは一方の端部がくし状になっている構造体に支持さ
れ、各ディスクの各面に１つずつ対応している。この構
造体は、普通、Ｅブロックとも呼ばれている。サスペン
ションという金属部分がスライダをＥブロックに接続し
ている。アクチュエータのもう一方の端部には、アクチ
ュエータを移動する場合に使用するボイス・コイル・モ
ータの一部を構成するコイルがある。このアセンブリ全
体は、通常、アクチュエータ・アセンブリと呼ばれてい
る。

【００１１】トーン・アームと同様、アクチュエータ・
アームは、そのアクチュエータ・アームに取り付けられ
たスライダ内の変換器がディスク上の様々なトラックの
上にある様々な位置に移動できるように回転する。この
ため、変換ヘッドは、複数のトラック位置の１つでデー
タを表すパターン状にディスクの表面を磁化したり、デ
ィスクのトラックの１つに形成された磁化パターンを検
出する場合に使用できる。磁気式、光磁気式、または光
学式のいずれのタイプのディスク・ドライブでも、上記
のようなアクチュエータが一般的である。

【００１２】ディスク・ドライブの操作時で最も重要な
時期の１つは、ディスク・ドライブが停止する直前であ
る。ディスク・ドライブを停止する場合、ディスク上の
データを確実に保存できるようにするために、いくつか
のステップが行われる。一般に、データが収容されてい
るディスクの該当部分の上に変換器が降りないように、
アクチュエータ・アセンブリを移動させる。実際にこれ
を達成する方法は、ドライブの設計によって異なる。本
発明にとって関心のあるディスク・ドライブの設計は傾
斜部（ramp）を含むものである。傾斜部を有するディス
ク・ドライブは当技術分野では周知のものである。この
ような設計の１つとして、Ｍｏｒｅｈｏｕｓｅ他に対し
て発行された米国特許第４９３３７８５号がある。内部
に傾斜部を有するその他のディスク・ドライブの設計
は、米国特許第５２３５４８２号および米国特許第５０
３４８３７号に示されている。

【００１３】通常、傾斜部の大部分はディスクの面から
離れたところに位置する。しかし、傾斜部の一部はディ
スクそのものの上に配置されている。操作時は、実際に
電源が遮断される前に、アクチュエータ・アセンブリが
サスペンションまたはアクチュエータ・アセンブリの別
の部分を、傾斜部を上って、傾斜部の最上部にある待機
位置まで振り上げる。これは、子供が運動場の滑り台を
駆け上がって滑り台の最上部に腰を下ろすのによく似て
いる。アクチュエータ・アセンブリの各部が傾斜部の最
上部に達する位置までアクチュエータ・アセンブリが移
動すると、変換器を含むスライダまたはセラミック・ブ
ロックは、ディスクに接触しないように配置される。通
常、この手順はヘッドのアンロードと呼ばれている。ス
ライダとディスクが不必要に接触したためにディスク上
のデータが失われることがよくあるため、ヘッドのアン
ロードを行うと、ディスク上のデータを確実に保存する
のに役立つ。

【００１４】傾斜部を有するディスク・ドライブの始動
時は、さらに重要な時期である。始動時には、サスペン
ションが傾斜部を滑り降りるように、またスライダが傾
斜部の最下部に達したときにスライダが浮いているよう
に、アクチュエータ・アセンブリを移動させる動作が含
まれる。これは、プールの底がディスクで、滑り台が傾
斜部だとした場合の水上滑り台によく似ている。最下部
に達すると、滑走者はプールの底に接触せずに、水の上
を滑るようにして「飛ぶ」。つまり、傾斜部制御設計が
最善のものであれば、どのようなデータ紛失も防止する
ためにスライダとディスクの接触を防止することができ
る。

【００１５】スライダが確実に浮くようにするための最
も一般的な機械設計では、非常に緩やかな勾配の傾斜部
が必要である。この設計にはいくつかの問題が付随す
る。最も重要なものは、緩やかに傾斜する傾斜部の方が
短い傾斜部より長くなり、より多くの空間を必要とする
点である。ディスク・ドライブの形状係数が減少するに
つれて、空間の価値が増している。現在、市販されてい
る最小のディスク・ドライブでは、直径１．３インチ
（３３．０２ｍｍに相当）のディスクを使用している。
また、ＰＣＭＣＩＡ形状係数のディスク・ドライブも市
販されている。このＰＣＭＣＩＡディスク・ドライブは
クレジット・カードの長さと幅を有する。これらのドラ
イブの高さは様々である。このようなドライブで使用す
るディスクは直径約１．８インチ（４５．７２ｍｍに相
当）である。このような小型パッケージに長い傾斜部を
実装するのは難しい。傾斜部の勾配を大きくすれば、よ
り多くのディスク表面をデータの格納に当ててデータ容
量の拡大を求める顧客の要望を満たすことができるの
で、たとえ長い傾斜部を実装できるとしても、傾斜部の
勾配拡大がさらに推進されるだろう。

【００１６】傾斜部の勾配拡大に対応するための方法と
しては、傾斜部を降りる際のスライダの速度を制御する
方法がある。この速度を制御できれば、スライダがディ
スクにぶつからないように速度の下降部分を制御するこ
とができる。Ｃｏｕｓｅ他に対して発行された米国特許
第４８６４４３７号では、傾斜部を降りる際のスライダ
の速度を制御する方法の１つが教示されている。Ｃｏｕ
ｓｅ他の特許では、ボイス・コイル・モータでの電圧が
監視され、制御される。このボイス・コイル・モータで
の電圧は、総電圧中の逆ＥＭＦ（Ｂａｃｋ ＥＭＦ）と
呼ばれる少量成分を含んでいる。ボイス・コイル・モー
タは、磁石とアクチュエータ・コイルとを含む。アクチ
ュエータ・コイルが磁界を切断すると、逆ＥＭＦが発生
する。この逆ＥＭＦは、ボイス・コイル・モータの磁石
が発生した磁界を通るアクチュエータ・コイルの速度の
関数として、おそらく、傾斜部を下るアクチュエータの
速度の関数として変化する。このため、アクチュエータ
・モータの逆ＥＭＦからアクチュエータの回転速度の推
定値を求めることが可能である。この回転速度推定値と
傾斜部の設計勾配から、垂直方向（ディスクの表面に対
して垂直）の速度成分を計算することができる。ディス
ク表面の損傷を防止するには、垂直速度を慎重に制御す
ることが重要である。

【００１７】Ｃｏｕｓｅ他の速度制御の設計にもいくつ
か問題がある。最も重要なものは、逆ＥＭＦがアクチュ
エータのコイルでの総電圧のごくわずかな成分にすぎな
い点である。この成分は、追加電流がコイルを通過する
とさらに小さくなる。また、逆ＥＭＦ信号はノイズの影
響も受けやすい。つまり、アクチュエータでの電圧の逆
ＥＭＦ成分は小さくノイズの影響を受けやすいので、必
ずしもスライダの実際の速度を正確に反映するわけでは
ない。しかも、ディスク・ドライブの動作温度が上昇す
ると、ノイズ・レベルが上昇し、逆ＥＭＦはさらに小さ
い成分になり、ノイズの影響を受けやすくなる。速度が
実際より遅いことを示すエラーがたまたま発生すると、
アクチュエータ・コイルの電流の上昇によって、傾斜部
を下るスライダの速度が上昇し、スライダがディスクの
表面に接触するレベルに達する恐れがある。この結果、
ヘッドの破壊によって、データが失われることも考えら
れる。ただし、ディスクとスライダの接触が即座にデー
タの紛失を引き起こすわけではないことに留意された
い。多くの場合、この接触によってディスク・エンクロ
ージャ内に粒子が発生する。発生した粒子は、日常表現
では小さいと思われるかもしれないが、ディスクの表面
から６００万分の１インチ未満の高さに浮いているスラ
イダにとっては「巨礫」なのである。

【００１８】もう１つの問題は、形状係数（form facto
r）を下げると、アクチュエータのトルク定数が大幅に
低下する点である。つまり、形状係数の低いドライブで
は、アクチュエータ・モータがスライダを高速移動でき
ないのである。たとえば、現行の１．８インチＰＣＭＣ
ＩＡタイプのドライブのトルク定数は、２．５インチ
（６３．５ｍｍに相当）のドライブ（形状係数が次に大
きいもの）のトルク定数の約１０〜１５％である。本質
的に、形状係数が低いドライブでは、発生トルクが小さ
い、より小型のアクチュエータ・モータを使用しなけれ
ばならない。ドライブの高さ寸法が減少するとさらに小
型のアクチュエータ・モータが使用されるため、この問
題がさらに悪化する。したがって、アクチュエータ・モ
ータが小型化するにつれて、アクチュエータを移動させ
るトルクが低下し、このため、スライダが傾斜部を降り
るために必要な小規模ストロークで発生する逆ＥＭＦ信
号も減少する。この結果、低速で移動するアクチュエー
タによって発生された少量の逆ＥＭＦ信号がさらにノイ
ズにかき消されてしまう。

【００１９】速度を決定する際にアクチュエータ・モー
タの逆ＥＭＦを使用する場合のもう１つの問題は、ボイ
ス・コイル・モータの永久磁石の温度とコイル抵抗に応
じて逆ＥＭＦが変動することである。ラップトップまた
は半ラップトップ・コンピュータに組み込まれる可能性
がある、形状係数が小さいドライブでは、スライダを傾
斜部に待機させ、数分以内にスライダをもう一度傾斜部
から滑り降ろすような場合が考えられる。このような応
用例では、ディスク・ドライブがドライブの動作温度に
達するか、動作温度付近に達してしまう。最初に室温で
始動した場合、ドライブの動作温度は最初の温度より最
高摂氏５０度高くなる可能性がある。このような温度範
囲では、逆ＥＭＦは１０〜１５％も変動する可能性があ
る。当然のことながら、この逆ＥＭＦ信号の変動量は、
変換器の速度の垂直成分では１０〜１５％の変動量に相
当し、その結果、ヘッドがディスクに接触することが十
分考えられる。

【００２０】当然のことながら、「最悪の事態」に対応
するためにシステムを設計することは可能であるが、こ
の結果、次善の設計になってしまう。

【００２１】また、先行技術では、変換器が傾斜部上に
ある間に速度関数を正確に推定できるような複数のデー
タ・ポイントの初期値を推定する方法が一切教示されて
いない。

【００２２】逆ＥＭＦの測定は速度制御に関する閉ルー
プ処理であるが、逆ＥＭＦを使用しても位置は示されな
い。変換器が傾斜部を下る際の変換器の位置が分からな
いため、問題が発生する可能性がある。

【００２３】したがって、温度の変動、ノイズ・レベル
の変動、またはアクチュエータ・モータの温度変化に関
係なく、スライダが傾斜部を降りる際のスライダの速度
を正確かつ反復式に決定できる装置が要求されている。
また、単一測定を行って、変換器が傾斜部上で待機して
いる間に生成される定数から速度の推定が可能な装置が
要求されている。スライダの速度は、アクチュエータ・
アセンブリのアクチュエータ・コイルの逆ＥＭＦに基づ
いて決定されないことが好ましい。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヘッ
ドまたは変換器が傾斜部を上ったり降りたりする際にそ
のヘッドまたは変換器の位置を推定するための装置およ
び方法を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、確実な速度推定を行うことにある。コイルの逆ＥＭ
Ｆは使用しないため、ノイズや、コイルが小型化するに
つれて逆ＥＭＦ成分も減少するという事実に付随する問
題が解消される。

【００２５】

【課題を解決するための手段】１組の好ましい実施例で
は、２部センサの一方がアクチュエータに取り付けら
れ、もう一方がディスク・ドライブ記憶装置のハウジン
グに取り付けられる。このセンサの出力は、傾斜部の表
面に沿った特定の距離を示す。この好ましい実施例のセ
ンサは、ホール効果センサとボタン磁石である。ホール
効果センサの出力電圧は温度に応じて変化する。変換器
が傾斜部の最上部にある間に初期測定を行い、それを使
用して変換器の様々な位置での出力電圧を推定するため
の方法を開示する。また、ディスク上のトラック間隔を
ゲージとして使用して、速度推定を正確に較正する方法
も開示する。

【００２６】第一の組のもう１つの好ましい実施例で
は、静電容量プローブを使用する。これらの実施例のい
ずれでも、サーボ電子回路が２つの部分に分かれてい
る。一方は、変換器がディスク上に位置する間にサーボ
制御を行うためのものである。もう一方のサーボ電子回
路は、変換器が傾斜部の表面上に位置する間にサーボ制
御を行うためのものである。いずれの場合も、サーボ電
子回路の２つの部分を切り替えるために制御装置が使用
されている。

【００２７】もう１組の好ましい実施例では、単独の２
部センサを使用していない。代わりに記録変換器を使用
し、傾斜部の一部を磁化するか、傾斜部の一部で磁界を
発生している。変換器が傾斜部の上を通過する間および
変換器がディスクの上を通過する間に、同じサーボ電子
回路を使用することができる。

【００２８】すべての好ましい実施例の最終的な使用目
的は、傾斜部を上ったり降りたりする際の変換器の速度
を制御するアクチュエータの動きを制御することであ
る。

【００２９】いずれの実施例でも、アクチュエータを駆
動するモータのコイルのノイズ・レベルまたはモータの
コイルのサイズを気にせずに、傾斜部を降りる際の変換
器の速度を決定できる点が有利である。しかも、ディス
ク・ドライブの温度は一切影響を及ぼさないか、影響が
あるとしても矯正可能である。

【００３０】

【実施例】本出願に記載する本発明は、回転動作または
線形動作のいずれかを有するディスク・ドライブまたは
直接アクセス記憶装置（"ＤＡＳＤ"）のすべての機械構
成に有益である。図１は、回転アクチュエータを有する
ディスク・ドライブ１０の分解図である。このディスク
・ドライブ１０は、ハウジング１２と、ハウジング・カ
バー１４とを含んでいる。ハウジング１２とハウジング
・カバー１４はディスク・エンクロージャを形成する。
ハウジング１２には、アクチュエータ・シャフト１８を
中心としてアクチュエータ・アセンブリ２０が回転式に
取り付けられている。このアクチュエータ・アセンブリ
２０は、複数のアーム２３を有するくし状構造体２２を
含んでいる。くし状構造体２２の別々のアーム２３に
は、ロード・ビームまたはロード・スプリング２４が取
り付けられている。各ロード・スプリング２４の端部に
は、磁気変換器５０（図３に示す）を搭載したスライダ
２６が取り付けられている。スライダ２６と変換器５０
によって形成される部分は、通常、ヘッドと呼ばれるも
のである。多くのスライダは変換器５０を１つずつ有
し、それが各種の図に示されている変換器であることに
留意されたい。また、本発明は、一方の変換器５０が通
常は読取りに使用され、もう一方が通常は書込みに使用
されるＭＲまたは磁気抵抗ヘッドと呼ばれるもののよう
に、複数の変換器を有するスライダにも同様に適用可能
であることに留意されたい。ロード・スプリング２４お
よびスライダ２６とは反対側のアクチュエータ・アーム
・アセンブリ２０の端部は、ボイス・コイル２８になっ
ている。

【００３１】ハウジング１２の内部には、一対の磁石３
０が取り付けられている。この一対の磁石３０とボイス
・コイル２８は、アクチュエータ・アセンブリ２０に力
を加えてそれをアクチュエータ・シャフト１８を中心に
して回転させるボイス・コイル・モータの主要部分であ
る。ハウジング１２には、スピンドル・モータ３２も搭
載されている。このスピンドル・モータ３２は、スピン
ドル・ハブ３３という回転部分を含んでいる。図１で
は、１枚のディスク３４がスピンドル・ハブ３３に取り
付けられている。他のディスク・ドライブでは、複数枚
のディスクをハブに取り付けることができる。ここに記
載する本発明は、スピンドル・モータのハブに複数枚の
ディスクが取り付けられたディスク・ドライブにも同様
に適用可能である。

【００３２】ハウジング１２には、傾斜部構造体３６も
取り付けられている。ここで図１と図２の両方を見る
と、傾斜部構造体には２つの傾斜部分３８が設けられて
いる。一方の傾斜部分３８は、ディスクの下面で変換器
をロードおよびアンロードするためのもので、もう一方
の傾斜部分は、ディスクの上面で変換器をロードおよび
アンロードするためのものである。図２に示す傾斜部構
造体３６は固定されており、傾斜部の各傾斜部分３８の
一部はディスク３４の上に位置する。ただし、本発明
は、回転してロード／アンロード位置に出入りする傾斜
部にも使用できることに留意されたい。

【００３３】図２は、傾斜部構造体３６を詳細に示す等
角図である。傾斜部構造体３６は、傾斜部分３８と傾斜
部支持構造体４０とを含んでいる。この支持構造体４０
は、ハウジング１２上の対応する一対の合い釘に傾斜部
３６を取り付けやすくするための第一の開口部４１と第
二の開口部４２とを有する。傾斜部構造体３６は、傾斜
表面４４と待機用回り止め４６を含んでいる。傾斜部構
造体３６または支持構造体４０の一部であって、その上
を変換器（図３に示す）が通過する部分は、変換器で読
取り可能にすることもできる。たとえば、以下に詳述す
る好ましい実施例の１つでは、傾斜部分３８の側面の変
換器に最も近いところに１片の磁化テープが貼り付けら
れている。もう１つの実施例では、傾斜部分３８にスパ
ッタリングを施すか、その他の方法により傾斜部分３８
を磁気層でコーティングすることも可能である。この場
合、スパッタリングを施した傾斜部分は磁化することが
できる。いずれの実施例でも、傾斜部分の変換器に最も
近いところでは、アクチュエータのロードまたはアンロ
ード時に傾斜部分を読み取ることが可能なはずなので、
傾斜部そのものから位置情報および速度情報を直接求め
ることができる。

【００３４】図３は、ロード・ビーム２４と、ロード・
ビーム２４の端部に取り付けられたスライダ２６とを詳
しく示すものである。このスライダ２６は、少なくとも
１つの変換器５０を含んでいる。スライダ２６の各変換
器５０には信号伝送ワイヤ５２が取り付けられ、このワ
イヤがロード・ビーム２４の縁に沿って配線されてい
る。また、ロード・ビーム２４には、傾斜部ライダ部材
５４も取り付けられている。この傾斜部ライダ５４は、
実際に傾斜部構造体の傾斜部分３８の表面に接触する延
長部５６を含んでいる。傾斜部ライダ５４の延長部５６
は、傾斜部分３８（図２に示す）の待機用回り止め４６
にぴったり収まる曲線部分を含んでいる。

【００３５】次に図４に移り、第一の好ましい実施例に
ついて図示し説明する。図４は、図１に示したものと同
様のアクチュエータ・アセンブリ２０を示している。図
４に示すアクチュエータ・アセンブリ２０は、スライダ
２６と、一方の端部にある変換ヘッド５０と、もう一方
の端部にあるボイス・コイル２８とを含んでいる。図４
には、２組の電子回路を有すると見なすことができるサ
ーボ・システムも示されている。一方の電子回路は、図
４の左半分にあるディスク表面７０についてサーボ制御
を行うためのもので、もう一方は、図４の右半分にある
傾斜部構造体８０全体についてサーボ制御を行うための
ものである。両方のサーボ・システムの共通要素は、Ｚ
ＯＨ（ゼロ・オーダー保持）装置６７と、ボイス・コイ
ル・モータ・ドライバ６８である。ＺＯＨ装置は、保持
能力を有するディジタル・アナログ変換器のように、次
の入力がその装置に供給されるまで一定レベルの信号を
出力する。つまり、ＺＯＨ装置６７の出力は階段状関数
になる。

【００３６】ＺＯＨ装置６７は、サーボ・システムの１
つから信号を取り、ＺＯＨ装置６７に次の信号が入力さ
れるまで、所望量の電流をボイス・コイル・モータ２８
に出力する。このボイス・コイル・モータは、ディスク
３４との変換関係にある間に変換器を制御し、傾斜部構
造体３６の傾斜部分３８を上ったり（ヘッドをアンロー
ドする）、降りたり（ヘッドをロードする）する際にス
ライダと変換器を制御する。監視プログラム７１の制御
下にあるスイッチ６９は、ディスク・サーボ電子回路７
０と傾斜部サーボ電子回路８０とを切り替える。この監
視プログラム７１は、テキサス・インスツルメント社か
ら販売されている部品番号ＴＭ５３２０Ｍ２５などのマ
イクロコントローラの一部である。

【００３７】ここで図４に概略が示されている電子回路
をさらに詳しく見てみると、ディスク・サーボ電子回路
７０は、アーム電子回路（ＡＥ）モジュール７２と、位
置エラー信号発生器７４と、アクチュエータ・シーク位
置制御装置７６とを含んでいる。ディスク・サーボ電子
回路は、ディスク・ドライブの分野では周知のものなの
で、その説明および動作についての論考は省略する。動
作時には、変換器５０の読取り部分からの信号が信号伝
送ワイヤ５２（図３に示す）を横断する。図４の線７３
は、変換器５０からアーム電子回路モジュール７２まで
の信号伝送ワイヤを示している。アーム電子回路は、本
質的には信号を浄化して増幅するものである。このアー
ム電子回路モジュール７２からの信号は、読み取った位
置を所望の位置と比較して、アクチュエータ・シーク位
置制御装置７６に位置エラー信号を出力する位置エラー
信号発生器に出力される。アクチュエータ・シーク位置
制御装置７６では、速度が計算または推定され、所望の
速度と比較される。このアクチュエータ・シーク位置制
御装置７６は、実際には多目的マイクロプロセッサなの
で、他の計算と同時に速度が計算される。アクチュエー
タ・シーク位置制御装置７６は、次のサンプル時間に所
望の位置または速度とより正確に一致するようにアクチ
ュエータを制御するための信号を出力する。ディスク・
サーボ電子回路７０は、変換器５０がディスク３４の上
にある場合だけ使用されるので、この間にスイッチ６９
は図４に示すように"ｂ"の位置に来る。

【００３８】傾斜部サーボ電子回路８０は、アクチュエ
ータ・アセンブリ２０に取り付けられた小さいボタン磁
石８１と、その小さいボタン磁石８１付近のハウジング
１２にしっかり取り付けられたホール効果センサ８２
と、適応速度リニアライザ８６と、所望傾斜部速度発生
源８７と、総和（Ｓ）接合部８８と、ディジタル速度補
正器８９とを含んでいる。

【００３９】動作時には、変換器５０が傾斜部分３８を
降りる際にディスク３４上にロードされると、小さいボ
タン磁石８１とホール効果センサ８２との距離が大きく
なる。また、変換器のアンロード時には、変換器が傾斜
部分３８を上る際に小さいボタン磁石８１とホール効果
センサ８２との距離が小さくなる。このような関係は、
ホール効果センサがディスク３４の最も外側の縁に取り
付けられているドライブを記述するものである。ホール
効果センサが他の位置に取り付けられている場合は、こ
の関係も変わるはずである。最も重要なのは、ホール効
果センサ８２と小さいボタン磁石８１との距離が変化す
るにつれて、線８４で示されるホール効果センサ８２か
らの出力が距離の逆相似関数（inverse like functio
n）として変化する点である。

【００４０】このため、ホール効果センサ８２からの出
力は位置情報を示す。所与のサンプリング時間を想定す
ると、この離散位置情報を速度情報に変換することがで
きる。適応速度リニアライザ８６は、ホール効果センサ
８２からのアナログ信号を一連のディジタル出力に変換
する。また、この適応速度リニアライザ８６は、ホール
効果センサからの非線形出力を線形関数に変換する。適
応速度リニアライザの出力は、実際に測定した傾斜部速
度であるが、総和接合部／加算器／比較器８８で所望の
傾斜部速度と比較される。所望の傾斜部速度と実際の傾
斜部速度との差が総和接合部／加算器／比較器８８の出
力になる。この総和接合部８８の出力は、アクチュエー
タがより正確に所望の傾斜部速度と一致するように制御
信号を出力するディジタル速度補正器８９に入力され
る。傾斜部サーボ電子回路８０は、変換器５０が傾斜部
分３８の上にある場合だけ使用されるので、この間にス
イッチ６９は図４に示すように"ａ"の位置に来る。

【００４１】図５は、ホール効果センサ８２からの出力
電圧が、ホール効果センサ８２とアクチュエータ・アセ
ンブリ２０に取り付けられた磁石８１との距離ｘに対し
てどのように変化するかを示している。図５には２つの
曲線も示されている。曲線９０は第一の温度の場合を示
し、曲線９２は第二の温度の場合を示す。また、図５
は、温度に応じて出力電圧が変化することを示すととも
に、温度変化が存在しても曲線の形状はそれほど変わら
ないことをグラフで示している。これは、温度変化に応
じて曲線が転移しただけである。この転移の主な原因
は、温度変化によって磁界の強度が変化したことであ
る。したがって、所与の値ｘの場合、温度変化が存在す
るとホール効果センサの出力の値が変化する。また、所
与の値ｘに対応する点における勾配、すなわち、第一の
曲線ｙ＝ｆ（ｘ）上の差が、同じ所与の値ｘの場合の第
二の曲線ｙ＝ｆ（ｘ）上のその点での勾配と異なってい
ることに留意されたい。これは、温度変化の結果、曲線
全体が実質的に転移しても、ｘの値が変わらないため、
所与の値ｘについて点ｙで取られた点勾配が転移後の曲
線上の別の点で取られることによる。この現象の重要性
については、後で指摘する。

【００４２】一般的に言えば、傾斜部を上ったり降りた
りする際の変換器とスライダの速度を決定するための効
果的な方法を用意するには、所与の時点での傾斜部上の
スライダまたは変換器の位置を正確に測定または推定す
る必要がある。２つのサンプル時間に位置の正確な測定
または推定を行える場合は、第二の位置から第一の位置
を引いて移動距離を求め、サンプル時間における差で割
りさえすれば、速度を求めることができる。

【００４３】第一の曲線９０または第二の曲線９２のい
ずれかにおけるホール効果センサの電圧出力（ｙ＝ｆ
（ｘ））は温度の関数として変化するので、追加情報を
使用しないかまたは仮定を行わずに、ホール効果センサ
の出力を傾斜部上の実際の位置に相関させるのは難し
い。傾斜部に対するアクチュエータ・アームの初期位置
を推定する方法の１つは、ホール効果センサの出力の曲
線ｙ（ｘ）の位置について仮定を行う方法である。この
場合、ドライブが始動する典型的な温度を含むと思われ
る１組の初期始動条件を想定する。複数の既知の位置で
得られるホール効果センサの出力は、１組の「典型的」
条件下で典型的な始動を行った直後に測定される。その
値は不揮発性メモリ空間に格納される。この操作は、デ
ィスク・ドライブが始動されるたびに、始動条件が一定
のままである限り、機能する。ただし、始動条件が想定
した「典型的」条件と一致しないと問題が発生する。こ
のような事態が発生すると、ホール効果センサ８２の出
力は、小さいボタン磁石８１とホール効果センサ８２と
の具体的な距離に相関しなくなる。

【００４４】ホール効果センサからの電圧出力の曲線ｙ
（ｘ）の位置と、小さいボタン磁石８１とホール効果セ
ンサ８２との距離とを相関させるためのもう１つの方法
がすでに開発されている。この方法は、非常に単純な言
い方で言えば、既知の値ｘについてｙ＝ｆ（ｘ）におけ
る点勾配を推定する方法である。所与の既知の値ｘの場
合に曲線が転移した位置に応じて点勾配が変化するの
で、点勾配が分かっていれば、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の位置
を正確に推定することができる。曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の転
移後の位置が分かると、ホール効果センサ８２の出力を
相関させることができ、その結果、ホール効果センサ８
２と小さいボタン磁石８１との距離を正確に推定するこ
とができる。使用するｘの既知の値ｘ₀は、変換器が傾
斜部構造体３６上に待機しているスライダがアクチュエ
ータに備わっている場合の小さいボタン磁石８１に対す
るホール効果センサ８２の位置である。

【００４５】ここで図６および図７に移り、小さいボタ
ン磁石８１とホール効果センサ８２との距離に対するホ
ール効果センサの出力の曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の位置を推定
する方法および手段について論じる。図６は、小さいボ
タン磁石８１からの距離を増加する場合の関数として、
ホール効果センサ８２の出力である曲線ｙを示してい
る。図６に示すこの曲線ｙは、特定の温度のときに発生
し、図５の曲線９２または９０を含む、複数の曲線のい
ずれか１つに対応する。また、図６は、変換器が傾斜部
構造体３６上で待機しているときのボタン磁石８１とホ
ール効果センサ８２との距離である値ｘ₀を示してい
る。図６によれば、ホール効果センサ８２とボタン磁石
８１との距離ｘは、曲線ｙが作用する全距離ｘに比べ、
非常に短いことが分かる。したがって、アクチュエータ
・アセンブリ２０（図１に示す）のストロークが短いた
め、曲線ｙの比較的小さい部分だけがディスク・ドライ
ブで使用される。その結果、アクチュエータ・アセンブ
リのストロークによる距離ｘは、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）が作
用する全距離ｘに比べて、小さくなるので、関数ｙ＝ｆ
（ｘ）は区分的線形であると想定しても構わないはずで
ある。１．８インチのディスク・ドライブでは、ボタン
磁石８１からホール効果センサ８２までの全移動長が約
３ミリメートルである。３．５インチのドライブでは、
ｘ₀からｘの最大値までの全距離がほぼ同じになる。ｘ
が変化する距離が曲線ｙ＝ｆ（ｘ）のごく小さい部分に
相当するため、対象領域では関数ｙ＝ｆ（ｘ）がほぼ区
分的線形になると想定することができる。したがって、
このように想定することで、次のようにｙ（ｘ）を線形
方程式として示すことができるという論理起点が得られ
る。

【００４６】

【数１】 ｙ（ｘ）＝Γ（Ｂ，Ｉ）｜α（Ｉ）＋β（Ｉ）ｘ｜ 式１ ただし、 Γ（Ｂ，Ｉ）＝未知の非線形利得定数 Ｂ＝磁界強度 Ｉ＝ホール効果センサの電流 α（Ｉ）＝電流Ｉの非線形関数 β（Ｉ）＝電流Ｉの非線形関数

【００４７】ここで、上記の式が線形であると仮定する
と、次のように書き換えることができる。

【００４８】

【数２】 ｙ（ｘ）＝Γ（Ｂ，Ｉ）［α（Ｉ）］＋Γ（Ｂ，Ｉ）β（Ｉ）ｘ 式２

【００４９】単純多元環により、ｙ＝ｍｘ＋ｂの形の式
の勾配項はｍになる。このため、式２では、その線の勾
配が次のように表される。

【００５０】

【数３】 勾配＝Γ（Ｂ，Ｉ）β（Ｉ） 式３

【００５１】勾配の粗推定は

【数４】 （以降βハットと記載する）として定義される。

【００５２】

【数５】 ただし、ｙ（ｘ₁）は、アクチュエータがシリンダＣ上
でトラック追跡しているときに測定した丸１回転当たり
の平均ホール効果電圧であり、ｘ₁は、ボタン磁石とホ
ール装置との間隔である。同様に、所与のシリンダＣ２
についても、距離ｘ₂でのｙ（ｘ₂）が測定される。この
場合、サーボ書込みに使用される精度が高いため、高レ
ベルの正確さで差ｘ₂−ｘ₁が得られることに留意された
い。勾配についてこのように高度な推定が行えるのは、
この正確さのためである。

【００５３】ここで式１に戻り、推定値

【数６】 （以降αハットと記載する）と割合ηを求める。まず、
以下の式５に示すように、α（Ｉ）Γ（Ｂ，Ｉ）につい
て式１を解き、次にｘ＝ｘ₀＝ｘ₀（公称）と想定する。

【００５４】

【数７】 α（Ｉ）Γ（Ｂ，Ｉ）＝ｙ（ｘ₀）−β（Ｉ）Γ（Ｂ，Ｉ）ｘ₀（公称） 式５

【００５５】次にαの推定値αハットを次のように定義
する。

【００５６】

【数８】 αハット＝α（Ｉ）Γ（Ｂ，Ｉ） 式６

【００５７】式２により、βの推定値βハットは次のよ
うに定義されている。

【００５８】

【数９】 βハット＝β（Ｉ）Γ（Ｂ，Ｉ） 式７

【００５９】式６および式７を式５に代入すると、次式
が得られる。

【００６０】

【数１０】 αハット＝ｙ（ｘ₀）−βハットｘ₀（公称） 式８

【００６１】ここで、式６によるαハットと式７による
βハットとを使用して、割合ηを設定することができ
る。以下の式９に示すように、割合ηでは未知の非線形
利得定数Γ（Ｂ，Ｉ）が簡約される。

【００６２】

【数１１】

【００６３】Γ（Ｂ，Ｉ）が簡約されるため、温度が原
因で磁界Ｂに変動が生じても割合ηはほぼ一定に維持さ
れる。すなわち、ηはΓ（Ｂ，Ｉ）とは無関係になる。

【００６４】式１にαハットとβハットを代入すると、
αハットとβハットが式６および式７で定義されている
ので、次式が得られる。

【００６５】

【数１２】 ｙ（ｘ）＝αハット＋βハットｘ 式１０

【００６６】式９により、次式が得られる。

【００６７】

【数１３】 η・βハット＝αハット 式１１

【００６８】式１０のαハットに式１１の等式を代入す
ると、次式が得られる。

【００６９】

【数１４】 ｙ（ｘ）＝η・βハット＋βハットｘ 式１２

【００７０】βハットについて式１２を解くと、次の式
１３が得られる。

【００７１】

【数１５】

【００７２】ηを推定して不揮発性メモリに格納した
後、アクチュエータが待機位置にある間にβハットの推
定に使用できるため、式１３は重要である。アクチュエ
ータが待機位置にある場合、サスペンションは±０．０
０５ミリメートル未満の誤差の範囲内で傾斜部上のｘ₀
（公称）に置かれる。この誤差範囲は、アクチュエータ
を構成する様々なドライブ構成要素の製造公差である。
割合ηは、ディスク上の２つのトラックにあるΓ（Ｂ，
Ｉ）β（Ｉ）ｘおよびΓ（Ｂ，Ｉ）α（Ｉ）の実際の値
を測定することで求められる。製造時には、ディスク上
にあるサーボ・システムを使用して、非常に正確に距離
ｘ₁およびｘ₂を求め、反復することができる。ηを測定
すると、ｘ₀（公称）とηはともに既知であるので、ア
クチュエータが待機位置にある間にｙ（ｘ₀（公称））
の測定値を取ることでいつでも曲線の勾配すなわちβハ
ットを推定することができる。初めてηを推定する場合
は、その前に公称値または製造値を最初に使用すること
ができる。この場合、起点ｘ₀（公称）は既知であり、
距離に対するホールセンサの出力（ｙ₀）の勾配または
変動も既知であるため、βハットの推定値を使用して、
ヘッドが傾斜部を降りる際のヘッドの速度を求めること
ができる。この処理は、温度の変化に対して非常に強固
なので、不利な温度条件でもディスク・ドライブの使用
が可能になる。

【００７３】上記の説明により、傾斜部を降りるヘッド
の速度を非常に簡単に求めることができる。ホール効果
センサの電圧ｙ（ｘ）は以下の周波数でサンプリングさ
れる。

【００７４】

【数１６】 ｆ_s＝１／Ｔ_s 式１４

【００７５】ｎ番目および（ｎ−１）番目のサンプルに
ついて考慮すると、サンプリングされた速度ｖ_nは次の
ように書き表すことができる。

【００７６】

【数１７】

【００７７】上記の式の最右辺には、既知であるか、ま
たは（Ｔ_s）のいずれかの側でサンプル時にホール効果
センサで測定した変数が含まれている。この最後の部分
は速度を示し、システムが傾斜部を降りるヘッドの速度
を制御できるようにするための制御方程式にもなる。

【００７８】図８および図９は、傾斜部制御システムの
操作に必要な諸ステップを示している。ここで図８に移
り、初めて傾斜部速度制御を較正する場合の詳細につい
て論じる。最初のステップは、今回初めて特定のディス
ク・ドライブを始動したのかどうかを判定するものであ
る。これは判断記号１２０として表されている。ただ
し、この記号は、ディスク・ドライブが始動されるたび
にそれを表すのではなく、ディスク・ドライブが初めて
始動された場合を表すことに留意されたい。つまり、こ
の判断記号１２０は、前回ドライブが実行されたとき以
降、ディスク・ドライブから得たデータが何もない場合
の一度限りの事象を表す。新たに製造されたディスク・
ドライブを初めて始動した場合は、推定の基礎となるデ
ータをそのドライブそのものから一切得ていない。この
場合、同様の設計の各ドライブに適用されるデータを使
用して、ディスク上にヘッドを配置する。アクチュエー
タとヘッドが傾斜部を降りる前に、アクチュエータが傾
斜部の最上部の待機位置にある間に、小さいボタン磁石
８１の磁界でのホール効果センサ８２の電圧出力が測定
される。図７に示すように、ｆ（ｘ₀）は、簡略化のた
め、アクチュエータ・アセンブリ２０が待機位置にある
間のホール効果センサ８２と小さいボタン磁石８１との
距離として定義される。これは、図６のｙ軸を図７に示
す新たな位置に転移することと見なすことができる。こ
の結果、ｘ＝０のときに、ｙ（ｘ）＝βハットｘ＋αハ
ット（式１０）のαハットであるｙ切片を実際に測定す
ることになる。これは、図８のステップ１２１に表され
ている。次に、ステップ１２２に表されるように、ηの
公称値または製造値が想定される。ステップ１２３に示
すように、ｙ（ｘ₀）の測定値、η（公称）の想定値、
およびｘ₀（公称）を使用して、βハット（公称）を推
定する。ｘ₀（公称）は製造公差内の傾斜部上の位置で
ある。このため、βハット公称値は、１つの測定変数と
２つの想定値から計算された推定値になる。次のステッ
プ１２４は、βハット公称推定値を使用して、スライダ
が初めて傾斜部を降りる際にスライダを制御するもので
ある。その後、傾斜部を降りる際には、αハットの推定
値としてｙ（ｘ₀）が測定される。次のステップ１２６
は、正確に分かっている距離分だけ互いに離れている２
つのトラック位置にあるホール効果センサからの電圧出
力値ｙ（ｘ）を測定するものである。これは、ハード・
ディスク・ドライブ内のすべての同心トラックの物理的
位置が、製造時に非常に正確な外部位置決めシステムに
よってディスク表面に磁気記録されるためである。した
がって、２つの任意のトラック同士の距離は、数マイク
ロインチの公差の範囲まで把握される。埋込み型サーボ
・システムまたは専用サーボ・システムなどのディスク
・サーボ・システム７０を使用して、数マイクロインチ
の範囲まで所与のトラックの位置を正確に特定し追跡す
る。その結果、２つのトラック間の距離が高度の正確さ
で把握される。このような正確な「ものさし」を使用す
ると、高度な較正が得られる。ディスク・サーボ・シス
テム７０を使用して数回転の間、所望のトラック上でト
ラック追跡を行い、そのトラック追跡時間についてホー
ル効果センサの出力が平均化される。ディスク上のトラ
ックの反復可能なランナウトを取り消すため、整数回分
の回転の間にディスク上の既知の位置を平均化しなけれ
ばならない。ｙ（ｘ）の２つの値が得られたら、上記の
式４を使用してβハットを求めることができる。また、
αハットとβハットが既知であれば、ステップ１２８に
示すように、そのシステムについて割合ηを計算するこ
とができる。この値はステップ１３０で格納され、適宜
更新される。判断記号１３２は、所望の経過時間ｔに基
づいて再較正を決定するための１つの方法を表してい
る。当然のことながら、システムの再較正の選択基準と
して使用できる基準は数通りある。値ηの再較正には、
ステップ１２６、１２７、１２８、および１３０の反復
が必要になる。ステップ１３０で使用するｙ（ｘ₀）の
値は、ヘッドが傾斜部上の待機用回り止めのｘ₀に位置
するときのホール効果センサの最後の測定値である。

【００７９】次に図９に移り、本発明の操作および利点
について論じる。初期較正後、ηの数値が既知になるの
で、記号１３４に示すようにその数値を不揮発性メモリ
から呼び出すことができる。アクチュエータ・アセンブ
リ２０がｘ₀の待機位置にある間に、ホール効果センサ
８２からの電圧出力が測定され、それにより、記号１３
６に示すようにｙ（ｘ₀）が求められる。記号１３８で
示すように、距離ｘ₀も既知である。次のステップは、
ｙ（ｘ₀）の測定値、既知のｘ₀、およびηの計算値を使
用して、記号１４０に示す式により、未知の温度のとき
の曲線の勾配すなわちβハットの初期推定値を求めるも
のである。曲線の勾配と起点ｘ₀が既知であれば、ホー
ル効果センサからの電圧出力によって表される距離の正
確な推定値を求めることができる。当然のことながら、
位置を使用してアクチュエータが傾斜部を降りる際の動
きを制御することも可能であるが、好ましい実施例で
は、記号１４２に示す式を使用して速度を推定する。こ
の速度の推定値は所望の速度と比較され、差があれば、
その差を使用して、記号１４４に示すように次のサンプ
ル時間に推定速度と所望速度とを一致させようと試みる
際にボイス・コイル・モータのコイルへの電流を制御す
る。勾配βハットは、式４の適用によってハード・ディ
スク・ドライブが通常動作状態の間に更新することがで
きる。

【００８０】図１０は、本発明の第二の好ましい実施例
を示している。この好ましい実施例は、多くの同一要素
を有しているが、ホール効果センサと磁石の代わりに、
白い光学目標１００と、光源および検出器１０２が使用
されている。光学目標は、アクチュエータ・アセンブリ
２０に取り付けられている。この好ましい実施例は、ア
クチュエータ・アセンブリ２０に取り付けられた光学目
標１００からの光の強さを検出する光源および検出器１
０２によって距離を直接較正させることで機能するはず
である。様々な強さの光を提供するために、光学目標１
００の形状を変更することができる。また、距離と光の
強さとの機能的関係を各種提供するために、形状を変更
することもできる。光源および検出器の出力は、変換器
が傾斜部分３８の上を通過する際に位置情報から速度情
報に変換することができる。このように実際に較正され
た速度情報は、総和器／比較器／加算器８８内の所望傾
斜部速度発生源８７からの所望の速度と比較される。実
際の速度と所望の速度との差である出力は、ディジタル
速度補正器８９に送られ、そこで次のサンプル時間にア
クチュエータが所望の速度に近づくようにアクチュエー
タを制御するための信号が出力される。前述のように、
監視プログラム７１が傾斜部サーボ電子回路８０とディ
スク・サーボ電子回路７０とを切り替える。このディス
ク・サーボ電子回路７０は、前述のホール効果センサを
含む好ましい実施例とまったく同じように機能する。

【００８１】別の実施例では、光源と光学グリッドの半
分をハウジングに取り付けることができる。これは、ホ
ール効果センサまたは検出器およびセンサ１０２に代わ
るものであると考えられる。１つの光学グリッドが形成
されるように、光学グリッドの残り半分をアクチュエー
タに取り付けることも可能である。アクチュエータが移
動すると、グリッド内での動きが発生し、これにより、
光源の強さが正弦状に変化する。強さの変動は、変化す
る信号に変換することができる。また、この変動をカウ
ントして、時間に対する位置と速度を直接測定すること
もできる。２つの光源を使用する場合は、生成される信
号の位相が互いに９０°ずれるように２つの光源を配置
することができる。また、互いに位相が９０°ずれた２
つの信号を使用すれば、光学グリッドの可動側半分の方
向を求めることができる。

【００８２】さらに、ディスク・ドライブで光学電子回
路を使用すれば、ディスクならびに傾斜部のサーボ制御
が可能であると思われる。この場合、一般的には、非常
に細かいグリッド１００が必要になると思われる。

【００８３】図１１は、さらに別の実施例を示している
が、ここではホール効果センサ８２または図１０のグリ
ッドおよび光学読取り装置の代わりに静電容量プローブ
が使用されている。この特定の実施例では、２枚のプレ
ート間の静電容量を基礎として距離測定が行われる。ホ
ール効果センサと同様、２枚のプレート間の測定静電容
量は、距離の関数として変化する。測定静電容量の差を
使用すると、アクチュエータとプローブとの距離を求め
ることができる。この実施例では、静電容量プローブ１
０４がハウジング１２に取り付けられている。また、プ
レート１０６はアクチュエータ・アセンブリ２０に取り
付けられている。当然のことながら、当業者には十分理
解されるように、プローブ１０４とプレート１０６は非
常に簡単に切り替えることができるので、この実施例も
同様に効果的であると思われる。

【００８４】静電容量の差を使用すると、傾斜部を降り
る際のヘッドの速度が求められるはずである。静電容量
プローブ１０４の出力は、変換器が傾斜部分３８の上を
通過する際に位置情報から速度情報に変換することがで
きる。このように実際に較正された速度情報は、総和器
／比較器／加算器８８内の所望傾斜部速度発生源８７か
らの所望の速度と比較される。実際の速度と所望の速度
との差である出力は、ディジタル速度補正器８９に送ら
れ、そこで次のサンプル時間にアクチュエータが所望の
速度に近づくようにアクチュエータを制御するための信
号が出力される。前述のように、監視プログラム７１が
傾斜部サーボ電子回路８０とディスク・サーボ電子回路
７０とを切り替える。このディスク・サーボ電子回路７
０は、前述のホール効果センサを含む好ましい実施例と
まったく同じように機能する。

【００８５】このようなシステムでは、前述の実施例に
示されたものとよく似た２組のサーボ電子回路が存在す
るはずである。一般にマイクロコントローラの一部であ
る高機能制御装置監視プログラム７１は、傾斜部サーボ
・システム８０とディスクに関連するディスク・サーボ
・システム７０とを切り替える。傾斜部サーボ・システ
ム８０はヘッドが傾斜部構造体の上を移動する間に動作
し、ディスク・サーボ・システム７０はヘッドがディス
ク３４の上を移動する間に動作するはずである。

【００８６】次に図１５、図１６、および図１７を参照
して、容量性センサの好ましい配置について論じる。図
１５および図１６に示すように、ディスク・ドライブ１
０のハウジング１２には、容量性プレート２００が物理
的に取り付けられている。この容量性プレート２００
は、ハウジング１２全体ではなく、容量性プレート２０
０に電荷が負荷されるように、ハウジングを形成する鋳
物から電気的に分離されている。また、この容量性プレ
ートは、コンデンサの１枚のプレートとして機能する
が、所望量の隙間を空けてアクチュエータ・アセンブリ
２０のアーム２３の間に収まるように配置されている。
通常、アーム２３は、回転軸と、サスペンションがアー
ムに取り付けられている領域との間にある平らなプレー
トである。アクチュエータ・アセンブリ２０のアーム２
３は、たわみケーブル（図示せず）内の線によって接地
されている。このため、アーム２３はコンデンサの接地
プレートとして機能する。変換器を傾斜部３６（図示せ
ず）から降ろすためにアクチュエータ・アセンブリ２３
が回転するにつれて、容量性プレート２００に非常に近
接したアーム２３の領域が変化し、それによって静電容
量が変化する。

【００８７】次に図１７を参照すると、図１７に示す回
路２０４の一部である容量性プレート２００の間にワイ
ヤ２０２が取り付けられている。この回路２０４は実際
には、可変発振器として機能するＲＣ回路である。回路
２０４は、容量性プレート２００とアクチュエータ・ア
センブリ２０のアーム２３とで構成される可変コンデン
サ、シュミット・トリガ素子２０６、および電源２１０
に取り付けられた抵抗器２０８を含んでいる。当然のこ
とながら、容量性プレート２００とアーム２３を除く、
回路２０４の構成要素の一部は、１つのチップに形成す
るか、複数の個別構成要素で形成することができる。こ
のようなチップの一例は、部品番号ＳＮ７４ＡＳＣ２５
０２としてテキサス・インスツルメント社から販売され
ている。容量性プレート２００とアクチュエータ・アセ
ンブリ２０のアーム２３は回路内のコンデンサである。
アームに非常に近接した容量性プレート２００の領域は
変化するので、形成されたコンデンサは可変タイプにな
る。当技術分野では周知の通り、２枚のプレート間の静
電容量は近接領域に応じて変化する。また、コンデンサ
のプレート間の静電容量は、そのコンデンサのプレート
間の距離に反比例する。このため、アーム２３と容量性
プレート２００との隙間は、所望の静電容量が得られる
ように選択される。

【００８８】ここで、図１７ともう１つの周知の基礎原
理とを使用して、容量性センサの動作について論じる。
この原理とは、ＲＣ回路が時定数を有することである。
つまり、簡単に言えば、コンデンサは所与のレベルの電
荷を収容することができ、電源に接続された抵抗器から
このレベル以下の電荷を蓄積するのに要する時間が、抵
抗量とＲＣ回路の静電容量に応じて変化することを意味
する。形成されたＲＣ回路の抵抗器２０８は一定に保た
れる。容量性プレート２００とアクチュエータ・アセン
ブリ２０のアーム２３によって形成されたコンデンサ
は、アクチュエータ・アセンブリ２０が回転するにつれ
て変化する。静電容量が変化するので、経路の時定数も
変化する。形成されたＲＣ回路の全静電容量は、前述の
プレート２００とアーム２３との間の可変静電容量と、
プレート２００とハウジング鋳物との間の迷容量と、接
地のためのリードの静電容量と、回路入力の静電容量と
を含んでいる。

【００８９】動作時には、回路２０４によって可変周波
数発振器が形成される。容量性プレート２００に対する
アーム２３の位置によって回路２０４の静電容量が変化
するので、この回路が発振する際の周波数は、容量性プ
レート２００に対するアクチュエータ・アセンブリ２０
の位置によって決まる。回路２０４のシュミット・トリ
ガ素子２０６の電圧が所与のレベルに達すると、シュミ
ット・トリガ素子２０６は静電容量を接地に短絡する。
静電容量が接地に短絡された後、コンデンサは、シュミ
ット・トリガ素子がもう一度静電容量を接地に短絡する
所与のレベルまでの再充電を開始する。この処理は何度
も繰り返される。シュミット・トリガ素子の電圧が、シ
ュミット・トリガ２０６が静電容量を接地に短絡するレ
ベルに達するのに必要な時間は、静電容量またはプレー
ト２００に対するアクチュエータ・アーム２３の位置に
よって変化する。このため、形成される発振器回路の周
波数は、プレート２００に対するアーム２３の位置の関
数として変化し、傾斜部構造体３６に対する変換器５０
の位置を特定するのに使用することができる。

【００９０】実際には、変換器５０が待機用回り止め４
６内にある場合のアクチュエータ・アセンブリ２０の位
置と傾斜部構造体の端部との間の周波数変化は、重要な
基準である。静電容量は温度の関数として変化するが、
アクチュエータ・アセンブリ２０によって変換器が傾斜
部３６の上を移動する際にＲＣ回路が通過する周波数範
囲の変動は急激な変化ではない。したがって、変換器５
０が待機用回り止め４６内にある状態で最初にディスク
・ドライブを始動するときに、周波数が測定される。ま
た、傾斜部３６の端部の周波数も測定される。周波数ま
たは周波数範囲の差は不揮発性メモリに格納される。デ
ィスク・ドライブの初期始動後に変換器５０が傾斜部３
６を降りる場合は、待機位置にある間の周波数が記録さ
れ、範囲の数値が初期周波数に追加される。これによ
り、いつでも傾斜部３６に対する変換器５０の位置を決
定することができる。得られた位置情報を使用すると、
サンプル時間における速度を求めることができ、これを
所望の速度と比較することができ、閉ループ処理で矯正
を行うことができる。傾斜部を降りる際の周波数変化が
傾斜部３６に対する変換器５０の位置とほぼ一対一で対
応する点は有利である。変換器５０が傾斜部を通過して
ディスク上に達したら、ディスク記憶装置での読み書き
操作に対する干渉を防止するため、ＲＣ回路２０４を使
用不能にしてもよい。

【００９１】図１２は、もう１つの好ましい実施例を示
している。この実施例では、スライダ２６内の変換器５
０を、傾斜部上の位置を決定するためのセンサとして使
用すると同時に、ディスク上の位置を決定するためのセ
ンサとしても使用している。この実施例の傾斜部分３８
は、アクチュエータ・アセンブリ２０が傾斜部分３８の
上でスライダ２６を移動させている間にスライダ２６の
変換器５０に接近するように設計された、追加の棚３９
を含んでいる。この棚３９は、傾斜部支持構造体４０の
一部になるように設計することも可能である。また、棚
３９は、磁化可能な部分を含んでいる。これは、図１２
では、変換器５０付近の表面３９'上の層として示され
ている。棚３９の表面３９'は、変換器５０が読取り可
能なサーボ・パターンで磁化される。この表面３９'
は、磁気ストリップが貼り付けられたもの、棚３９に直
接スパッタリングされた磁気層、酸化鉄粒子を含有する
材料の層、またはその他の既知の磁性材料層のいずれで
もよい。棚３９に加え、傾斜部構造体３６（図２に示
す）全体または所与の部分も磁化可能表面で覆うことが
可能であることに留意されたい。

【００９２】図１３は、図１２に示す本発明の実施例の
変形態様である。この変形態様では、棚３９に導電ワイ
ヤ４３が設けられている。好ましい実施例のこのワイヤ
４３は、傾斜部分３８の棚３９に対応する形状を有する
柔軟回路１７２の一部である。この柔軟回路１７２は棚
３９の表面に取り付けられている。ワイヤ４３は、棚３
９内部に埋め込むことも可能である。ただし、ワイヤ４
３は棚３９の縁と変換器５０の移動経路に対して傾斜し
ていることが好ましいことに留意されたい。図示の角度
は、変換器５０の移動経路に対して約４５度になってい
る（図１４にさらに詳細に示す）。この角度の場合、ワ
イヤ周辺の磁界は、ディスク３４（図１に示す）上の転
移と同じ方向の成分を含んでいる。当然のことながら、
この角度は絶対に必要なものではないので、この角度を
変更して前述と同じ目的を達成してもよい。また、垂直
磁気記録の場合、対象となるワイヤ４３の磁界の成分は
ディスク３４の平面に対して垂直になり、変換器５０の
移動経路に対するワイヤ４３の角度は重要ではないと思
われることにも留意されたい。

【００９３】導電ワイヤは電流発生器１５０に取り付け
られている。この電流発生器は、アクチュエータ・アセ
ンブリ２０（図１に示す）が棚３９の上で変換器５０を
移動させるときにオンに切り替えられる。また、電流発
生器は、変換器５０がディスク３４と変換関係にあると
きにオフに切り替えられる。電流発生器１５０をオフに
切り替えると、変換器５０がデータを読み取るために配
置されている間にノイズまたは変換器５０への干渉を防
止し、ドライブ全体の総電力消費量も低減する。

【００９４】図１３は、導電ワイヤ４３によって発生し
た磁気転移と、ディスク３４上での磁気転移とを読み取
るための電子回路１５２も含んでいる。この電子回路
は、アーム電子回路モジュール１５４と、読取りチャネ
ル１５６とを含んでいる。どちらの回路も当技術分野で
は周知なので、ここでは非常に大まかに説明する。アー
ム電子回路モジュールは、ディスクから読み取った信号
を増幅し、浄化する。読取りチャネルは、読み取った信
号を復号してディスクからコンピュータ・システムにデ
ータを転送するか、またはコンピュータ・システムから
のデータを符号化してディスク上に格納する。電子回路
１５２は、低周波復調器１５８および正規または高周波
復調器１６０も含んでいる。低周波復調器１５８と高周
波復調器（ＤＥＭＯＤ）１６０はスイッチ１６２によっ
て切り替えられる。また、電子回路１５２は、帯域フィ
ルタ１６４、半径方向位置インジケータ１６６、および
ＡＮＤゲート１６８も含んでいる。この電子回路１５２
は、図１３にも示されているディスク３４を読み取る変
換器５０に取り付けられている。ディスク３４は、ディ
スク３４の外周に配置された傾斜部構造体３６を含んで
いる。また、ディスク３４は、一定周波数で行われる転
移を含む、ディスク３４の磁化部分の外側トラック（複
数も可）内の領域１７０を含んでいる。一定周波数で書
込みが行われるディスクの領域は、傾斜部構造体３６に
も近いディスク外周付近にある。

【００９５】動作時には、磁気転移を読み取るための電
子回路１５２が前述のように動作する。アーム電子回路
モジュール１５４と読取りチャネル１５６は従来通りに
動作する。変換器５０がディスクの定周波部分１７０を
通過すると、生成された信号の周波数は一定になる。ア
ーム電子回路モジュール１５４からの出力も定周波信号
である。アーム電子回路モジュール１５４からの定周波
信号は、入力された信号の周波数がディスク３４上の定
周波パターン１７０を読み取ることで発生した信号の周
波数と一致したときに出力を行う帯域フィルタ１６４に
入力される。半径方向位置インジケータ１６６は、アク
チュエータ・アーム（図示せず）の変換器５０がディス
クの外側トラック上に配置されているときに信号を出力
する。帯域フィルタ１６４と半径方向位置インジケータ
１６６の両方から出力が行われると、ＡＮＤゲートが出
力信号を出す。この半径方向位置インジケータ１６６
は、変換器５０がディスク３４の定周波部分１７０以外
の領域の上に配置されている間に偶然、定周波信号が生
成された場合には、ＡＮＤゲートからの出力を行わない
ようにするものである。

【００９６】ＡＮＤゲート１６８の出力は、電流発生器
１５０と、低周波復調器１５８と高周波復調器１６０と
を切り替えるスイッチ１６２とを制御する。ＡＮＤゲー
トの出力は、傾斜部の棚３９上に配置された導電ワイヤ
４３によって発生された転移の読取りとディスク３４上
の転移の読取りとを切り替えるためのトリガ信号と見な
すことができる。基本的には、ＡＮＤゲート１６８の出
力によって、電流発生器１５０のオン／オフが切り替わ
り、スイッチ１６２が低周波復調器１５８と高周波復調
器１６０との切替えを行うようになる。変換器がディス
ク上にあって、ディスクに対してデータの読み書きを行
っている間、導電ワイヤへの電源はオフ位置にあり、ス
イッチ１６２は、データの復調に高周波復調器１６０が
使用される位置にある。変換器が傾斜部の棚３９の上を
移動する間、電流発生器１５０は、導電ワイヤ４３で電
流が発生するようにオンになり、スイッチは、ワイヤ４
３によって発生した転移の読取りに低周波復調器１５８
が使用される位置にある。

【００９７】変換器５０がディスク３４の定周波領域１
７０の上を通過する場合、変換器は電子回路１５２内の
切替えを起動する。たとえば、データの読取り時には、
変換器５０が発生した信号が高周波復調器１６０で復調
され、電流発生器１５０がオフになる。すると、アクチ
ュエータが傾斜部構造体３６に向かって変換器を移動さ
せ、ディスクの定周波領域１７０に入り込む。この定周
波領域１７０によって、定周波信号と、ＡＮＤゲート１
６８に入力される帯域フィルタ１６４からの出力とが発
生する。アクチュエータが、ディスク３４の定周波部分
１７０に対応するディスクの外周付近に変換器を配置す
ると、半径方向位置インジケータ１６６が信号を出力す
る。半径方向位置インジケータ１６６の出力もＡＮＤゲ
ートに入力される。半径方向位置インジケータ１６６と
帯域フィルタ１６４からの入力に応じて、ＡＮＤゲート
１６８は電流発生器１５０とスイッチ１６２に信号を出
力する。このＡＮＤゲートの信号に応じて、電流発生器
がオンになり、スイッチは、変換器からの信号が高周波
復調器１６０を通過する位置から、変換器からの信号が
低周波復調器１５８を通過する位置まで、移動する。し
たがって、変換器５０が待機位置に向かって傾斜部を上
ると、ワイヤ４３に電流が発生し、発生した転移を読み
取るために低周波復調器１５８が使用される。

【００９８】待機位置にある場合、電流発生器１５０は
オンになり、ワイヤ４３に電流を発生している。スイッ
チ１６２は、低周波復調器１５８がいつでも転移を読み
取れるような位置にある。変換器が傾斜部を降り、棚３
９の上に達すると、低周波復調器１５８が信号を復調す
る。復調された信号でカウントされた転移は、棚３９お
よび傾斜部に対する変換器の位置をそのまま示してい
る。この位置情報を使用すると、傾斜部を降りる際の変
換器５０の速度を計算することができる。計算された速
度は特定の位置に関する所望の速度と比較することがで
き、その差は、傾斜部を降りた次の位置で所望の速度を
発生するようにアクチュエータのボイス・コイル・モー
タのボイス・コイルへの電流を制御するためにフィード
バックとして使用することができる。傾斜部を降りた
後、変換器５０は、ディスク３４の定周波領域１７０の
上を通過する。この定周波領域によって、帯域フィルタ
１６４に入力される定周波の信号が発生する。帯域フィ
ルタ１６４は、ＡＮＤゲート１６８に入力される信号を
出力する。同時に、半径方向位置インジケータ１６６
は、変換器５０がディスク３４の外周にある定周波領域
１７０の上に配置されたことを示し、ＡＮＤゲート１６
８に信号を入力する。その結果、ＡＮＤゲート１６８
は、電流発生器１５０とスイッチ１６２の両方に入力さ
れる信号を出力する。電流発生器１５０はＡＮＤゲート
１６８から信号を受け取るとオフになり、スイッチ１６
２は、読み取ったときにデータを復調できるように高周
波復調器１５８側に位置する。このため、お分かりのよ
うに、ディスク１７０の定周波領域は、帯域フィルタ１
６４からの出力を生成する定周波信号を生成する。半径
方向位置インジケータは、変換器５０が定周波領域で読
取りを行っていることを保証するもので、このインジケ
ータにより、ＡＮＤゲート１６８は、電流発生器のオン
／オフを切り替え、２つの復調器のもう一方の側に切り
替えるためのトリガ信号を生成する。電流発生器１５０
とスイッチ１６２の状態は、ディスクからデータが読み
取られているかどうか、または導電ワイヤ４３から転移
が読み取られるかどうかによって決まる。

【００９９】電流発生器１５０は必ずしも独立した装置
である必要はなく、ディスク・ドライブに供給される電
源の一部であってもよいことに留意されたい。また、シ
ステムの電源が低下している場合、ディスク・ドライブ
が傾斜部構造体３６の最上部にある待機用回り止め４６
内の待機位置内にスライダ２６と変換器５０を配置する
ことにも留意されたい。したがって、ディスク・ドライ
ブに最初に電源を供給すると、電流発生器１５０はオン
になり、スイッチ１６２は低周波復調器１５８を使用す
る位置になるはずである。

【０１００】この代替実施例は、磁化表面３９'を必要
としないか、または表面３９'へのサーボ・パターンの
書込みを必要としないという利点を有する。しかも、磁
化可能表面３９'がこすり取られることによる粒子の発
生が一切起こらないため、たとえ粒子が発生しても最小
限に抑えられる。さらに、アクチュエータ・アセンブリ
２０がスライダ２６と変換器５０をディスクの上に配置
している間に、導電ワイヤ４３への電流を遮断すること
ができる。このため、ディスクに格納されているデータ
にとって有害になりそうな漂遊磁界が発生する可能性が
最小限になる。当然のことながら、ワイヤ４３の電流レ
ベルは、データがディスクに磁気格納されている場合に
この電流によって発生した磁界がディスク上の磁界に影
響しないように十分低いレベルに設計されているはずで
ある。このため、ワイヤ４３の電流をオフにすることが
最適な形態の保険になるものと思われる。

【０１０１】図１３に示すように、この代替解決策のワ
イヤ４３は、傾斜部支持構造体４０の傾斜部分３８上で
変換器５０を備えたスライダ２６をアクチュエータ・ア
センブリ２０が移動させる際に変換器の移動経路を横切
るように配置されるはずである。この横断パターンによ
って、アクチュエータが変換器を傾斜部から降ろす間に
対向する両方の磁界がカウントされるように互いに対向
する磁界が発生することは有利であると思われる。

【０１０２】ワイヤ４３を流れる電流は、中間周波数の
交流でもよい。この電流により、電流の方向が反対にな
っているワイヤの各部を通過するリード線が発生するも
のよりかなり高い周波数が発生する。ワイヤ横断周波数
よりかなり高い周波数である交流を使用すると、その高
周波が振幅変調される。振幅が整流され、ろ波される
と、各ワイヤを横断するときに高振幅が検出され、ワイ
ヤ間でゼロ電圧が発生する。非常に低い周波数を通すこ
とを目的としていない結合コンデンサを含むシステムに
とって、また、直流を使用したときに発生するワイヤ横
断速度を持つ非常に低い周波数で非常に低い電圧を発生
する誘導読取りヘッドにとっても、この高周波は重要で
ある。

【０１０３】ワイヤ４３は、ディスク上のサーボ・パタ
ーンと同程度の位置精度を提供しないはずである。傾斜
部分３８上で速度を測定する場合、このような正確さは
要求されない。その結果、磁性材料からなる表面３９'
にサーボ・パターンが書き込まれた場合、そのサーボ・
パターンはディスク表面上のサーボ・パターンに比べ、
精度が低くなる可能性もある。傾斜部上のサーボ・パタ
ーンは、ディスク上のサーボ・パターンとは異なってお
り、２通りのサーボ・パターンを容易に区別するための
方法を提供するはずである。

【０１０４】次に図１４に移ると、同図には、傾斜部の
棚３９上に収まる柔軟回路１７２の一部の平面図が示さ
れている。この柔軟回路１７２の内部には導電ワイヤ４
３が配置されている。この導電ワイヤは、連続経路とし
て形成され、前述の通り、柔軟ケーブル１７２の縁に対
して斜めに交差している。図１４では、導電ワイヤ４３
が発生した磁界がベクトルＨとして示されている。変換
器５０は、棚３９の中心線または棚３９の縁に対して垂
直な線に沿って磁界を読み取る。図１４には、変換器５
０が転移を読み取る際にたどる可能性が高いそれぞれの
線１７３が追加されている。この線１７３は、導電ワイ
ヤ４３に対して角度θを形成する。このため、変換器５
０が読み取る磁界の成分は次式に相当する。

【０１０５】

【数１８】Ｈ ｃｏｓ（π／２−θ）

【０１０６】上記の式は、次の展開形に書き換えること
ができる。

【０１０７】

【数１９】 Ｈ［ｃｏｓπ／２ ｃｏｓθ＋ｓｉｎπ／２ ｓｉｎθ］

【０１０８】ｓｉｎπ／２＝１であり、ｃｏｓπ／２＝
０なので、上記の式は次のように表すことができる。

【０１０９】

【数２０】Ｈ ｓｉｎθ

【０１１０】したがって、導電ワイヤ４３が線１７３に
対して形成する角度θを大きくすると、ベクトルＨの読
取り可能成分が大きくなることが分かる。

【０１１１】本発明を実施するために、レーザなど、他
の多くのタイプのセンサも使用可能であることに留意さ
れたい。

【０１１２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【０１１３】（１）ハウジングと、前記ハウジングに回
転式に取り付けられた少なくとも１枚のディスクと、ア
クチュエータと、前記アクチュエータに取り付けられ、
前記ディスクと変換関係になるように配置可能な変換器
と、前記変換器をディスクに対する１つの位置から前記
ディスクに対する別の位置に移動するために前記アクチ
ュエータを移動するための手段と、前記ハウジングに取
り付けられ、変換器をロードまたはアンロードするため
にアクチュエータの一部が傾斜部の上を通過するような
向きに置かれている傾斜部と、前記アクチュエータに関
連し、アクチュエータが傾斜部の上を通過する際に前記
変換器の移動速度を感知するためのセンサとを含むディ
スク・ドライブ。 （２）前記アクチュエータに関連する前記センサがホー
ル効果センサを含むことを特徴とする、上記（１）に記
載のディスク・ドライブ。 （３）前記アクチュエータに関連する前記センサが光学
センサを含むことを特徴とする、上記（１）に記載のデ
ィスク・ドライブ。 （４）前記アクチュエータに関連する前記センサが静電
容量プローブを含むことを特徴とする、上記（１）に記
載のディスク・ドライブ。 （５）前記アクチュエータが前記傾斜部上に配置されて
いる間に、アクチュエータに関連する前記センサが変換
器を含むことを特徴とする、上記（１）に記載のディス
ク・ドライブ。 （６）前記ディスクに対して変換器を配置するための第
一のサーボ手段と、前記傾斜部に対して変換器を配置す
るための第二のサーボ手段とを含む、サーボ・システム
をさらに含むことを特徴とする、上記（１）に記載のデ
ィスク・ドライブ。 （７）前記第一のサーボ手段と前記第二のサーボ手段と
を切り替えるための制御装置をさらに含むことを特徴と
する、上記（６）に記載のディスク・ドライブ。 （８）前記アクチュエータに関連するセンサが、抵抗器
コンデンサ（ＲＣ）回路の一部を含むことを特徴とす
る、上記（１）に記載のディスク・ドライブ。 （９）前記アクチュエータに関連するセンサが電流源お
よびコンデンサ回路を含むことを特徴とする、上記
（１）に記載のディスク・ドライブ。 （１０）アクチュエータが少なくとも１つのアームをさ
らに含み、ハウジングが前記ハウジングに取り付けられ
た容量性プレートを含み、前記少なくとも１つのアーム
と前記容量性プレートが、前記ＲＣ回路内で可変静電容
量コンデンサを形成することを特徴とする、上記（８）
に記載のディスク・ドライブ。 （１１）ハウジングと、前記ハウジングに回転式に取り
付けられた少なくとも１枚のディスクと、アクチュエー
タと、前記アクチュエータに取り付けられ、前記ディス
クと変換関係になるように配置可能な変換器と、前記変
換器をディスクに対する１つの位置から前記ディスクに
対する別の位置に移動するために前記アクチュエータを
移動するための手段と、前記ハウジングに取り付けられ
た傾斜部であって、前記傾斜部が、アクチュエータが傾
斜部の上で変換器を移動させる間に変換器付近に傾斜表
面を有し、傾斜表面が、アクチュエータが傾斜部の上で
変換器を移動させる際に前記変換器によって読取り可能
な位置情報を含むようになっている傾斜部とを含むディ
スク・ドライブ。 （１２）変換器が光学変換器を含むことを特徴とする、
上記（１１）に記載のディスク・ドライブ。 （１３）変換器が磁気変換器を含むことを特徴とする、
上記（１１）に記載のディスク・ドライブ。 （１４）傾斜表面が磁性材料を含み、前記傾斜表面が変
換器で読取り可能なサーボ・パターンを含むことを特徴
とする、上記（１３）に記載のディスク・ドライブ。 （１５）傾斜表面が酸化第一鉄磁性材料の層でコーティ
ングされていることを特徴とする、上記（１４）に記載
のディスク・ドライブ。 （１６）傾斜表面が、その上にスパッタリングされた磁
気層を含むことを特徴とする、上記（１４）に記載のデ
ィスク・ドライブ。 （１７）傾斜表面が、その上に接着取付けされた磁気ス
トリップを含むことを特徴とする、上記（１４）に記載
のディスク・ドライブ。 （１８）傾斜表面が、その中に組み込まれた導線を含む
ことを特徴とする、上記（１４）に記載のディスク・ド
ライブ。 （１９）導線が、変換器が傾斜表面の上を通過する間に
変換器の移動経路を横断するように配置されたワイヤで
あることを特徴とする、上記（１８）に記載のディスク
・ドライブ。 （２０）前記少なくとも１枚のディスクがデータを磁気
格納し、ワイヤが発生した磁界が前記少なくとも１枚の
ディスクに格納されたデータに影響しないようにワイヤ
が電流を伝達することを特徴とする、上記（１８）に記
載のディスク・ドライブ。 （２１）ワイヤが電流を伝達し、磁界を発生することを
特徴とする、上記（１８）に記載のディスク・ドライ
ブ。 （２２）電流がＤＣ電流であることを特徴とする、上記
（２１）に記載のディスク・ドライブ。 （２３）電流がＡＣ電流であることを特徴とする、上記
（２１）に記載のディスク・ドライブ。 （２４）変換器がディスクの上に配置されている間にワ
イヤの電流が切断されることを特徴とする、上記（２
１）に記載のディスク・ドライブ。 （２５）ハウジングと、前記ハウジングに回転式に取り
付けられた少なくとも１枚のディスクと、前記ハウジン
グに取り付けられ、前記変換器で信号を発生するための
手段を含む傾斜部であって、変換器がディスクからロー
ドまたはアンロードされるときに前記傾斜部の信号を発
生するための前記手段付近を変換器が通過するような向
きに置かれている傾斜部と、アクチュエータに取り付け
られた変換器を含むアクチュエータであって、前記変換
器が前記ディスクと変換関係になるように、または前記
傾斜部と変換関係になるように配置されているアクチュ
エータと、信号を発生するための前記手段が発生した信
号に応じて、前記傾斜部上の変換器の動きを制御するた
めに前記アクチュエータの動きを制御するためのサーボ
制御手段とを含むディスク・ドライブ。 （２６）少なくとも１枚のディスクと、前記少なくとも
１枚のディスクに対して情報を読み書きするための変換
器と、前記少なくとも１枚のディスクに対して変換器を
配置するためのアクチュエータと、ハウジングに取り付
けられた傾斜部とを有し、前記アクチュエータが前記傾
斜部上で前記変換器の配置も行い、前記ハウジングに取
り付けられ、前記ハウジングに対する前記アクチュエー
タの位置を感知するためのセンサをさらに有するディス
ク・ドライブにおいて、前記変換器が傾斜部上のある位
置からディスク上のある位置まで移動する際の前記変換
器の速度を制御するための方法であって、変換器が傾斜
部の最上部にある状態でアクチュエータが配置されてい
る間にセンサからの出力を測定するステップと、傾斜部
の最上部の位置から変換器を移動させる前に傾斜部に対
する変換器の様々な位置に対応するセンサの出力信号を
推定するステップとを含み、前記推定ステップが傾斜部
の最上部にある変換器からの測定出力を基礎とする方
法。 （２７）傾斜部およびディスクの少なくとも一方の上の
様々な既知の位置におけるセンサの出力に基づいて、傾
斜部に対する変換器の速度を推定するステップをさらに
含むことを特徴とする、アクチュエータが変換器を傾斜
部からディスクに移動する際に変換器の速度を制御する
ための上記（２６）に記載の方法。 （２８）傾斜部上の様々な位置について所望の速度を推
定するステップと、様々な位置で所望の速度を推定速度
と比較するステップと、比較ステップに基づいて、アク
チュエータの動きを制御するステップとをさらに含むこ
とを特徴とする、アクチュエータが変換器を傾斜部から
ディスクに移動する際に変換器の速度を制御するための
上記（２７）に記載の方法。 （２９）使用するセンサがホール効果センサであり、初
期推定が、センサから第一の既知の距離をおいて整数回
分の回転についてホール効果センサの平均出力を測定す
るステップと、センサから第二の既知の距離をおいてホ
ール効果センサの平均出力を測定するステップとに基づ
いて行われ、ディスク・ドライブが前記少なくとも１枚
のディスク上のサーボ・システムをさらに含み、前記第
一および第二の既知の距離を特定するためにサーボ・シ
ステムが使用されることを特徴とする、上記（２６）に
記載の方法。 （３０）センサから第一の既知の距離をおいてホール効
果センサの出力を測定する前記ステップが、ディスクの
少なくとも１回転分について前記変換器でトラック追跡
するステップと、ディスクの１回転の間にトラック追跡
する際にホール効果センサの出力を平均化して、ホール
効果センサの出力を求めるステップとを含むことを特徴
とする、上記（２６）に記載の方法。 （３１）センサから第二の既知の距離をおいてホール効
果センサの出力を測定する前記ステップが、ディスクの
少なくとも１回転分について前記変換器でトラック追跡
するステップと、ディスクの１回転の間にトラック追跡
する際にホール効果センサの出力を平均化して、ホール
効果センサの出力を求めるステップとを含むことを特徴
とする、上記（３０）に記載の方法。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、いずれの実施例でも、
アクチュエータを駆動するモータのコイルのノイズ・レ
ベルまたはモータのコイルのサイズを気にせずに、傾斜
部を降りる際の変換器の速度を決定できる点が有利であ
る。しかも、ディスク・ドライブの温度は一切影響を及
ぼさないか、影響があるとしても矯正可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスク・ドライブの分解図である。

【図２】ディスク・ドライブから取り出した傾斜部の等
角図である。

【図３】ディスク・ドライブから取り出したロード・ビ
ームの等角図である。

【図４】本発明の速度制御装置の好ましい一実施例の概
略図である。

【図５】ホール効果センサからの電圧と距離の曲線が温
度に対してどのように変化するかを示すグラフである。

【図６】ボイス・コイル・モータのストロークが短いた
めに、アクチュエータと小型ボタン磁石との距離を検出
する際にホール効果センサからの電圧と距離の曲線の小
さい部分だけ使用されることを示すグラフである。

【図７】ホール効果センサからの電圧と距離の曲線が距
離に対してどのように変化するかを示すグラフである。

【図８】最初にディスク・ドライブを始動するための方
法を示す流れ図である。

【図９】ディスク・ドライブを始動するための方法を示
す流れ図である。

【図１０】本発明の速度制御装置の第二の好ましい実施
例（光学式）の概略図である。

【図１１】本発明の速度制御装置の第三の好ましい実施
例（静電容量プローブ）の概略図である。

【図１２】本発明の速度制御装置の第四の好ましい実施
例（磁気ストリップ）の概略図である。

【図１３】傾斜部の柵上の導電ワイヤと、このようなシ
ステム用の関連電子回路を備えた一実施例を示す流れ図
である。

【図１４】傾斜部の柵上に配置されるものと思われる、
図１３で使用するたわみケーブルの一部の平面図であ
る。

【図１５】Ｅブロックのアーム間に容量性プレートが配
置されたアクチュエータ・アセンブリの側面図である。

【図１６】ディスク・ドライブの他の複数の部分を含
む、図１５の平面図である。

【図１７】図１５および図１６に示す容量性センサに関
連する概略図である。

【符号の説明】

１０ ディスク・ドライブ １２ ハウジング １４ ハウジング・カバー １８ アクチュエータ・シャフト ２０ アクチュエータ・アセンブリ ２２ くし状構造体 ２３ アーム ２４ ロード・ビームまたはロード・スプリング ２６ スライダ ２８ ボイス・コイル ３０ 磁石 ３２ スピンドル・モータ ３３ スピンドル・ハブ ３４ ディスク ３６ 傾斜部構造体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アール・アルバート・カニンガム アメリカ合衆国55901 ミネソタ州ロチェ スター サーティーンス・アベニュー ノ ース・ウエスト 2429 (72)発明者 ハル・ヒャールマル・オッテセン アメリカ合衆国55901 ミネソタ州ロチェ スター ストーンハム・レーン ノース・ ウエスト 4230

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、 前記ハウジングに回転式に取り付けられた少なくとも１
   枚のディスクと、 アクチュエータと、 前記アクチュエータに取り付けられ、前記ディスクと変
   換関係になるように配置可能な変換器と、 前記変換器をディスクに対する１つの位置から前記ディ
   スクに対する別の位置に移動するために前記アクチュエ
   ータを移動するための手段と、 前記ハウジングに取り付けられ、変換器をロードまたは
   アンロードするためにアクチュエータの一部が傾斜部の
   上を通過するような向きに置かれている傾斜部と、 前記アクチュエータに関連し、アクチュエータが傾斜部
   の上を通過する際に前記変換器の移動速度を感知するた
   めのセンサとを含むディスク・ドライブ。
2. 【請求項２】前記アクチュエータに関連する前記センサ
   がホール効果センサを含むことを特徴とする、請求項１
   に記載のディスク・ドライブ。
3. 【請求項３】前記アクチュエータに関連する前記センサ
   が光学センサを含むことを特徴とする、請求項１に記載
   のディスク・ドライブ。
4. 【請求項４】前記アクチュエータに関連する前記センサ
   が静電容量プローブを含むことを特徴とする、請求項１
   に記載のディスク・ドライブ。
5. 【請求項５】前記アクチュエータが前記傾斜部上に配置
   されている間に、アクチュエータに関連する前記センサ
   が変換器を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデ
   ィスク・ドライブ。
6. 【請求項６】前記ディスクに対して変換器を配置するた
   めの第一のサーボ手段と、 前記傾斜部に対して変換器を配置するための第二のサー
   ボ手段とを含む、サーボ・システムをさらに含むことを
   特徴とする、請求項１に記載のディスク・ドライブ。
7. 【請求項７】前記第一のサーボ手段と前記第二のサーボ
   手段とを切り替えるための制御装置をさらに含むことを
   特徴とする、請求項６に記載のディスク・ドライブ。
8. 【請求項８】前記アクチュエータに関連するセンサが、
   抵抗器コンデンサ（ＲＣ）回路の一部を含むことを特徴
   とする、請求項１に記載のディスク・ドライブ。
9. 【請求項９】前記アクチュエータに関連するセンサが電
   流源およびコンデンサ回路を含むことを特徴とする、請
   求項１に記載のディスク・ドライブ。
10. 【請求項１０】アクチュエータが少なくとも１つのアー
    ムをさらに含み、ハウジングが前記ハウジングに取り付
    けられた容量性プレートを含み、前記少なくとも１つの
    アームと前記容量性プレートが、前記ＲＣ回路内で可変
    静電容量コンデンサを形成することを特徴とする、請求
    項８に記載のディスク・ドライブ。
11. 【請求項１１】ハウジングと、 前記ハウジングに回転式に取り付けられた少なくとも１
    枚のディスクと、 アクチュエータと、 前記アクチュエータに取り付けられ、前記ディスクと変
    換関係になるように配置可能な変換器と、 前記変換器をディスクに対する１つの位置から前記ディ
    スクに対する別の位置に移動するために前記アクチュエ
    ータを移動するための手段と、 前記ハウジングに取り付けられた傾斜部であって、前記
    傾斜部が、アクチュエータが傾斜部の上で変換器を移動
    させる間に変換器付近に傾斜表面を有し、傾斜表面が、
    アクチュエータが傾斜部の上で変換器を移動させる際に
    前記変換器によって読取り可能な位置情報を含むように
    なっている傾斜部とを含むディスク・ドライブ。
12. 【請求項１２】変換器が光学変換器を含むことを特徴と
    する、請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
13. 【請求項１３】変換器が磁気変換器を含むことを特徴と
    する、請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
14. 【請求項１４】傾斜表面が磁性材料を含み、前記傾斜表
    面が変換器で読取り可能なサーボ・パターンを含むこと
    を特徴とする、請求項１３に記載のディスク・ドライ
    ブ。
15. 【請求項１５】傾斜表面が酸化第一鉄磁性材料の層でコ
    ーティングされていることを特徴とする、請求項１４に
    記載のディスク・ドライブ。
16. 【請求項１６】傾斜表面が、その上にスパッタリングさ
    れた磁気層を含むことを特徴とする、請求項１４に記載
    のディスク・ドライブ。
17. 【請求項１７】傾斜表面が、その上に接着取付けされた
    磁気ストリップを含むことを特徴とする、請求項１４に
    記載のディスク・ドライブ。
18. 【請求項１８】傾斜表面が、その中に組み込まれた導線
    を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のディスク
    ・ドライブ。
19. 【請求項１９】導線が、変換器が傾斜表面の上を通過す
    る間に変換器の移動経路を横断するように配置されたワ
    イヤであることを特徴とする、請求項１８に記載のディ
    スク・ドライブ。
20. 【請求項２０】前記少なくとも１枚のディスクがデータ
    を磁気格納し、ワイヤが発生した磁界が前記少なくとも
    １枚のディスクに格納されたデータに影響しないように
    ワイヤが電流を伝達することを特徴とする、請求項１８
    に記載のディスク・ドライブ。
21. 【請求項２１】ワイヤが電流を伝達し、磁界を発生する
    ことを特徴とする、請求項１８に記載のディスク・ドラ
    イブ。
22. 【請求項２２】電流がＤＣ電流であることを特徴とす
    る、請求項２１に記載のディスク・ドライブ。
23. 【請求項２３】電流がＡＣ電流であることを特徴とす
    る、請求項２１に記載のディスク・ドライブ。
24. 【請求項２４】変換器がディスクの上に配置されている
    間にワイヤの電流が切断されることを特徴とする、請求
    項２１に記載のディスク・ドライブ。
25. 【請求項２５】ハウジングと、 前記ハウジングに回転式に取り付けられた少なくとも１
    枚のディスクと、 前記ハウジングに取り付けられ、前記変換器で信号を発
    生するための手段を含む傾斜部であって、変換器がディ
    スクからロードまたはアンロードされるときに前記傾斜
    部の信号を発生するための前記手段付近を変換器が通過
    するような向きに置かれている傾斜部と、 アクチュエータに取り付けられた変換器を含むアクチュ
    エータであって、前記変換器が前記ディスクと変換関係
    になるように、または前記傾斜部と変換関係になるよう
    に配置されているアクチュエータと、 信号を発生するための前記手段が発生した信号に応じ
    て、前記傾斜部上の変換器の動きを制御するために前記
    アクチュエータの動きを制御するためのサーボ制御手段
    とを含むディスク・ドライブ。
26. 【請求項２６】少なくとも１枚のディスクと、前記少な
    くとも１枚のディスクに対して情報を読み書きするため
    の変換器と、前記少なくとも１枚のディスクに対して変
    換器を配置するためのアクチュエータと、ハウジングに
    取り付けられた傾斜部とを有し、前記アクチュエータが
    前記傾斜部上で前記変換器の配置も行い、前記ハウジン
    グに取り付けられ、前記ハウジングに対する前記アクチ
    ュエータの位置を感知するためのセンサをさらに有する
    ディスク・ドライブにおいて、前記変換器が傾斜部上の
    ある位置からディスク上のある位置まで移動する際の前
    記変換器の速度を制御するための方法であって、 変換器が傾斜部の最上部にある状態でアクチュエータが
    配置されている間にセンサからの出力を測定するステッ
    プと、 傾斜部の最上部の位置から変換器を移動させる前に傾斜
    部に対する変換器の様々な位置に対応するセンサの出力
    信号を推定するステップとを含み、前記推定ステップが
    傾斜部の最上部にある変換器からの測定出力を基礎とす
    る方法。
27. 【請求項２７】傾斜部およびディスクの少なくとも一方
    の上の様々な既知の位置におけるセンサの出力に基づい
    て、傾斜部に対する変換器の速度を推定するステップを
    さらに含むことを特徴とする、アクチュエータが変換器
    を傾斜部からディスクに移動する際に変換器の速度を制
    御するための請求項２６に記載の方法。
28. 【請求項２８】傾斜部上の様々な位置について所望の速
    度を推定するステップと、 様々な位置で所望の速度を推定速度と比較するステップ
    と、 比較ステップに基づいて、アクチュエータの動きを制御
    するステップとをさらに含むことを特徴とする、アクチ
    ュエータが変換器を傾斜部からディスクに移動する際に
    変換器の速度を制御するための請求項２７に記載の方
    法。
29. 【請求項２９】使用するセンサがホール効果センサであ
    り、初期推定が、 センサから第一の既知の距離をおいて整数回分の回転に
    ついてホール効果センサの平均出力を測定するステップ
    と、 センサから第二の既知の距離をおいてホール効果センサ
    の平均出力を測定するステップとに基づいて行われ、デ
    ィスク・ドライブが前記少なくとも１枚のディスク上の
    サーボ・システムをさらに含み、前記第一および第二の
    既知の距離を特定するためにサーボ・システムが使用さ
    れることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
30. 【請求項３０】センサから第一の既知の距離をおいてホ
    ール効果センサの出力を測定する前記ステップが、 ディスクの少なくとも１回転分について前記変換器でト
    ラック追跡するステップと、 ディスクの１回転の間にトラック追跡する際にホール効
    果センサの出力を平均化して、ホール効果センサの出力
    を求めるステップとを含むことを特徴とする、請求項２
    ６に記載の方法。
31. 【請求項３１】センサから第二の既知の距離をおいてホ
    ール効果センサの出力を測定する前記ステップが、 ディスクの少なくとも１回転分について前記変換器でト
    ラック追跡するステップと、 ディスクの１回転の間にトラック追跡する際にホール効
    果センサの出力を平均化して、ホール効果センサの出力
    を求めるステップとを含むことを特徴とする、請求項３
    ０に記載の方法。