(57)【要約】  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。
2008072307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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アクチュエータと、
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。
【請求項２】
前記ピエゾアクチュエータの各衝撃印加時における変位量は等しいことを特徴とする請求項１記載のバランス修正装置。
【請求項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。
【請求項４】
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、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アクチュ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アクチュ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。
【請求項５】
前記電圧波形生成ステップは、前記ピエゾアクチュ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。
【発明の詳細な説明】
【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（Ｈａｒｄ 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いる。大容量化のためにＨＤＤはディスクの記録密度を高めているが、安定した記録再生動作のためには更に高い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。インバ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いる。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ィ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アクチュエータと、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。か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ってピエゾアクチュ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アクチュ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化させることを防止することができる。
【０００７】
前記ピエゾアクチュエータの各衝撃印加時における変位量は等しいことが好ましい。各衝撃印加時のピエゾアクチュエータの変位量が等しく維持されるためにピエゾアクチュ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い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Ｄ／Ａ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いを、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アクチュ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アクチュ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。か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、前記ピエゾアクチュ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い。これによりＤ／Ａ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。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化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アクチュ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に示すピエゾアクチュ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】
【００１３】
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つであるが、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、複数のバネ部材１２０と、与圧バネ１３０と、加速度センサ１４０と、ピエゾアクチュエータ１５０と、図１には図示しない制御系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から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１１２ａ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、ピエゾアクチュエータ１５０と筐体２２とを支持している。【００１６】
バネ部材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。バネ部材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、ピエゾアクチュエータ１５０を支持するプレート１１０と筐体２２が一体的に振動するが、筐体２２のみが振動する構成であってもよい。【００１７】
本実施例ではバネ部材１２０は、プレート１１０の底面１１２ｂに四箇所対称に形成される。４箇所のバネ部材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１１０の底面の矩形形状と相似形である。また、４箇所のバネ部材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。もちろんバネ部材１２０の個数は限定されない。【００１８】
バネ部材１２０は、それが支持する重量（バネ部材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ω０とし、筐体２２及びプレート１１０の共振周波数をωＰとすると次式を満足するバネ定数ｋを有する。【００１９】
【数１】
2008072307.tif 000003
【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、ω０＝ωＰの場合には、共振により後述する図９に示す波形の振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】
2008072307.tif 000004
【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、バネ部材１２０が複数ある場合にはｋは合成バネ定数であり、次式を満足する。ｋ１は第１のバネ部材１２０のバネ定数、ｋ２は第２のバネ部材１２０のバネ定数、ｋ３は第３のバネ部材１２０のバネ定数・・・である。【００２３】
【数３】
2008072307.tif 000005
【００２４】
与圧バネ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。与圧バネ１３０は、筐体２２をピエゾアクチュエータ１５０に対して付勢する圧縮バネである。与圧バネ１３０のバネ定数は限定されないが、バネ部材１２０のバネ定数よりも強い。与圧バネ１３０の代わりにゴム部材が使用されてもよい。なお、与圧バネ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いように配置される。【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はピエゾアクチュエータ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。バネ部材１２０は、セラミック製のピエゾアクチュエータ１５０が筐体２２と接触していても、加速度センサ１４０の出力を十分高く維持してノイズの影響を受けにくくし、測定精度を向上する。【００２６】
ピエゾアクチュ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。ピエゾアクチュエータ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。ピエゾアクチュエータ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、ピエゾアクチュエータ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、ピエゾアクチュエータ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。ピエゾアクチュエータ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、制御信号波形生成部１６６と、フィルタ１６８とを有する。制御部１６２は、スピンドルモータ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１４０と信号線１４２を介して接続され、ピエゾアクチュエータ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、Ｄ／Ａコンバータや任意波形発生器から構成され、ピエゾアクチュエータ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に搭載した後でスペーサ２５を介して上側のディスク２４を搭載し、更にスペーサ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及びスペーサ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（メカニカルインデックス）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】
スペーサ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、ピエゾアクチュエータ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４０は、モータ回転時にディスク２４がずれず、かつ、ピエゾアクチュエータ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ッ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（ステップ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）から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（ステップ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から検出する（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からピエゾアクチュエータ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（何個目のクロックか）を取得する。次に、制御部１６２は、ピエゾアクチュエータ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、ピエゾアクチュエータ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がピエゾアクチュエータ１５０に加えるべき電圧波形について説明する。図１２（ａ）は、筐体２２、ディスク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μ１、ディスク２４とスピンドルモータ３０との静止摩擦係数をμ２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】
2008072307.tif 000006
【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】
2008072307.tif 000007
【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αは次式で規定される。【００４７】
【数６】
2008072307.tif 000008
【００４８】
ピエゾアクチュエータ１５０がαよりも大きい加速度α１で筐体２２を加振したときディスク２４は加速度α２で位置ずれを起こす。【００４９】
【数７】
2008072307.tif 000009
【００５０】
加速度α１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α２の継続時間をΔｔとすると、次式で規定される。ここで、図１２（ｂ）は、ピエゾアクチュエータ１５０が加える加速度α１の波形図である。【００５１】
【数８】
2008072307.tif 000010
【００５２】
従って、移動量ｘを増加するためには時間Δｔを増加する必要がある。【００５３】
本発明者らは、実験を行ってか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α１＞αで印加時間Δｔ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）において、横軸がΔｔ（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Δｔ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Δｔ（ｍｓ）を０．０９ｍｓから０．２７ｍｓまで変化させた場合のピエゾアクチュエータ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Δｔ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Δｔ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１３１４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（ステップ１３２４）。しかし、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μ１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い。【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ップ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１３２４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、ピエゾアクチュエータ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がり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Δｔであり、本実施例はか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α２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化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アクチュエータ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アクチュエータ１５０の変位プロファイルに相当する。【００６０】
従来は、ステップ１３３８においてピエゾアクチュエータ１５０に加える電圧の制御信号に方形波信号を用いていたため、ピエゾアクチュエータ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く、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アクチュエータ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Δｔを確保することができる。【００６１】
更に、制御部１６２は、ピエゾアクチュエータ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とピエゾアクチュエータ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、ピエゾアクチュエータ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い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アクチュエータ１５０は点線で示す変位を示す。同様に、実線で示す立ち上がり後の加速度に対してはピエゾアクチュエータ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アクチュエータ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、ピエゾアクチュエータ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に衝撃力を加えてしまう。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がピエゾアクチュエータ１５０による衝撃（あるいはＨＤＤ２０が保証する衝撃）ではずれない軸力でクランプリング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が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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