(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドの位置決めに関連するアクチュエータに向けて位置決め制御信号を出力する制御信号出力回路と、設定された遮断周波数に基づきフィルタ特性曲線のノッチを形成し、このノッチに基づき位置決め制御信号の共振周波数成分を減衰させるノッチフィルタと、温度を検出する温度センサと、検出された温度に基づきノッチフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定回路とを備え、温度センサで検出された温度に基づきノッチの帯域幅および減衰度は調整されることを特徴とする記録媒体駆動装置用アクチュエータ制御回路。
【請求項２】
ヘッドと、ヘッドを支持する支持部材と、供給される位置決め制御信号に基づき支持部材を駆動し、ヘッドを位置決めするアクチュエータと、設定された遮断周波数に基づきフィルタ特性曲線のノッチを形成し、このノッチに基づき位置決め制御信号の共振周波数成分を減衰させるノッチフィルタと、温度を検出する温度センサと、検出された温度に基づきノッチフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定回路とを備え、遮断周波数で設定されるフィルタ特性のノッチの帯域幅および減衰度は、温度センサで検出された温度に基づき調整されることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【請求項３】
目標の記録トラックに対するヘッドの位置ずれに基づきヘッドの位置決め制御信号を生成する工程と、設定された遮断周波数に基づきフィルタ特性曲線のノッチを形成し、このノッチに基づき位置決め制御信号の共振周波数成分を減衰させる工程と、共振周波数成分の減衰にあたって、取得される温度情報に基づき遮断周波数並びにフィルタ特性のノッチの帯域幅および減衰度を設定する工程とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置用アクチュエータの制御方法。
【請求項４】
目標の記録トラックに対するヘッドの位置ずれに基づきヘッドの位置決め制御量を算出する工程と、設定された遮断周波数に基づき形成されるフィルタ特性曲線のノッチに従って、算出された位置決め制御量の共振周波数成分を減衰させる工程と、共振周波数成分の減衰にあたって、取得される温度情報に基づき遮断周波数並びにフィルタ特性のノッチの帯域幅および減衰度を設定する工程とをコンピュータで実現するプログラムが記録されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記録媒体駆動装置でヘッドを位置決めするアクチュエータの制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）では、磁気ヘッドを支持するキャリッジの固有振動数と、キャリッジに取り付けられるアクチュエータすなわちボイスコイルモータに供給される位置決め制御信号の周波数とが重なり合うと、キャリッジすなわち磁気ヘッドが振動し続けてしまうことがある。こういった振動は共振として知られる。例えば特開平５−１５９４９２号公報に開示されるように、ノッチフィルタなどを用いて位置決め制御信号の共振周波数成分を減衰させれば、キャリッジすなわち磁気ヘッドの共振は抑制されると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のようにノッチフィルタの遮断周波数に広い帯域の周波数が割かれてしまうと、ボイスコイルモータに供給される位置決め制御信号と、磁気ヘッドで検出される位置情報信号との間に位相ずれが生じやすい。こうした位相ずれは、目標の記録トラックに磁気ヘッドを位置決めするにあたって位置決めの応答速度を悪化させてしまう。ノッチフィルタで設定される遮断周波数の帯域はできる限り狭められることが望まれる。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、記録媒体駆動装置に組み込まれるヘッドの共振を確実に防止し、しかも、遮断周波数に割り当てられる帯域を狭めることができる記録媒体駆動装置用アクチュエータ制御回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、ヘッドの位置決めに関連するアクチュエータに向けて位置決め制御信号を出力する制御信号出力回路と、設定された遮断周波数に基づき位置決め制御信号にフィルタリング処理を施すフィルタと、温度を検出する温度センサと、検出された温度に基づきフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定回路とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置用アクチュエータ制御回路が提供される。
【０００６】
こうしたアクチュエータ制御回路では、目標の記録トラックに対するヘッドの位置ずれに基づき位置決め制御信号は生成される。生成された位置決め制御信号に基づきヘッドはフィードバック制御される。このとき、位置決め制御信号にフィルタリング処理が施されると、ヘッドの共振周波数成分は減衰されることができる。フィルタには、予め測定された共振周波数成分を低減させる遮断周波数が設定されればよい。
【０００７】
フィルタリング処理にあたって、フィルタの遮断周波数は温度に基づき設定される。したがって、温度変化に起因してヘッドの共振周波数成分がシフトしても、フィルタの遮断周波数はそのシフトに追随することができる。遮断周波数の帯域が狭められても、ヘッドの共振周波数成分は確実に低減されることができる。ヘッドの共振は確実に回避されることができる。ヘッドは、十分な応答速度で目標の記録トラックに対して位置決めされることができる。
【０００８】
第２発明によれば、ヘッドと、ヘッドを支持する支持部材と、供給される電流に基づき支持部材を駆動し、ヘッドを位置決めするアクチュエータと、設定された遮断周波数に基づき、アクチュエータに供給される電流にフィルタリング処理を施すフィルタと、温度を検出する温度センサと、検出された温度に基づきフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定回路とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置が提供される。
【０００９】
こうした記録媒体駆動装置では、第１発明と同様に、位置決め制御信号にフィルタリング処理が施されると、ヘッドの共振周波数成分は減衰されることができる。こうしたフィルタリング処理後の位置決め制御信号がアクチュエータに供給されれば、ヘッドの共振は回避されることができる。しかも、フィルタの遮断周波数は温度に基づき設定されることから、第１発明と同様に、遮断周波数の帯域が狭められてもヘッドの共振周波数成分は確実に低減されることができる。
【００１０】
前述のアクチュエータ制御回路は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）やＤＳＰ（デジタル信号処理回路）で実現されてもよい。このとき、マイコンでは、目標の記録トラックに対するヘッドの位置ずれに基づきヘッドの位置決め制御信号を生成する工程と、設定された遮断周波数に基づき位置決め制御信号にフィルタリング処理を施す工程と、フィルタリング処理を施すにあたって、取得される温度情報に基づき遮断周波数を設定する工程とが実現されればよい。
【００１１】
こうした記録媒体駆動装置用アクチュエータの制御方法を実現するにあたって、メモリ回路に格納されるプログラムは、例えば、目標の記録トラックに対するヘッドの位置ずれに基づきヘッドの位置決め制御量を算出する工程と、設定された遮断周波数に従って、算出された位置決め制御量にフィルタリング処理を施す工程と、フィルタリング処理を施すにあたって、取得される温度情報に基づき遮断周波数を設定する工程とをＭＰＵ（超小型演算処理装置）で実現させればよい。しかも、こうしたプログラムは、フロッピーディスク（ＦＤ）やコンパクトディスク（ＣＤ）といった可搬性の記録媒体からメモリ回路に取り込まれてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の外観を示す。このＨＤＤ１１は、平板型のベース１２と、このベース１２の平坦な表面に受け止められて、ベース１２との間に収容空間を形成するエンクロージャ本体１３とを備える。エンクロージャ本体１３は例えば絞り加工によって成型されることができる。こうしたＨＤＤ１１は、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータ（パソコン）といったコンピュータ装置（図示せず）に組み込まれて使用されてもよく、コンピュータ装置から独立した単体の外部記憶装置として構成されてもよい。
【００１４】
ベース１２の裏面にはプリント基板（図示せず）が取り付けられる。このプリント基板の表面には、後述されるように、ＨＤＤ１１の動作を制御するＨＤＤ用制御回路が構築される。このＨＤＤ用制御回路には、プリント基板の表面に実装されて、ＩＤＥやＳＣＳＩといったパラレルインターフェースを確立する制御用コネクタ１４が接続される。コンピュータ装置のメインボードから延びる制御用ケーブル１５が制御用コネクタ１４に接続されると、ＨＤＤ用制御回路とメインボードとの間にデータの伝送経路が確立される。ＨＤＤ用制御回路は、電源用コネクタ１６から供給される電力に基づき動作する。電源用コネクタ１６には、コンピュータ装置の電源ユニットから延びる電源用ケーブル１７が接続されればよい。
【００１５】
図２に示されるように、ベース１２の表面には、スピンドルモータ２１に装着される少なくとも１枚の磁気ディスク（磁気記録媒体）２２と、先端で磁気ヘッド２３を支持する支持部材すなわちキャリッジアーム２４とが搭載される。スピンドルモータ２１は回転軸回りで磁気ディスク２２を回転させる。ベース１２の表面にエンクロージャ本体１３が重ね合わせられると、磁気ディスク２２や磁気ヘッド２３、キャリッジアーム２４は、ベース１２とエンクロージャ本体１３との間に形成される気密な収容空間に収容される。
【００１６】
キャリッジアーム２４は支軸２５回りで揺動することができる。キャリッジアーム２４が揺動すると、磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２２の半径方向に移動して磁気ディスク２２上の記録トラックを横切ることができる。こうした半径方向の移動によれば、磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２２に対する情報の書き込みや読み出しにあたって目標の記録トラック上に位置決めされることができる。
【００１７】
磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２２に磁気情報を書き込む薄膜ヘッド素子（図示せず）や、磁気ディスク２２から磁気情報を読み取る磁気抵抗効果素子（図示せず）を備える。薄膜磁気ヘッド素子の磁気生成には例えば薄膜コイルパターンが用いられればよい。磁気抵抗効果素子には例えば巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）が用いられればよい。
【００１８】
こうした磁気ヘッド２３は、周知の通り、キャリッジアーム２４の先端に支持されるヘッドスライダ（図示せず）上に形成されればよい。ヘッドスライダは、磁気ディスク２２の回転時に磁気ディスク２２の表面で生成される気流を受けて磁気ディスク２２の表面から浮上してもよい。この場合には、薄膜ヘッド素子や磁気抵抗効果素子はヘッドスライダの浮上中に磁気ディスク２２に対する磁気情報の書き込みや読み出しを実現する。ヘッドスライダには、ヘッドスライダとキャリッジアーム２４との間に配置される弾性サスペンション（図示せず）から磁気ディスク２２に向かう押し付け力が作用してもよい。
【００１９】
キャリッジアーム２４には、キャリッジアーム２４の揺動を引き起こす駆動力を生成するアクチュエータすなわちボイスコイルモータ２６が連結される。ボイスコイルモータ２６は、支持板２７に固着されて固定の磁界を生成するステータ（図示せず）と、キャリッジアーム２４に巻き付けられてステータの磁界中に配置されるコイル２８（図３参照）とを備える。周知の通り、コイル２８は、供給される電流に応じて駆動力を生成する。
【００２０】
キャリッジアーム２４には、プリント基板の裏面から延びるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２９が接続される。このＦＰＣ２９の表面には、温度を検出する温度センサ３１が実装される。温度センサ３１は、検出した温度に応じて出力電圧値を変化させる。その他、ＦＰＣ２９の表面には、磁気ディスク２２に対する磁気情報の書き込み動作を制御する信号書き込み回路（図示せず）や、磁気ディスク２２に対する磁気情報の読み出し動作を制御する信号読み出し回路（図示せず）が構築される。キャリッジアーム２４上には、信号書き込み回路や信号読み出し回路と、薄膜ヘッド素子や磁気抵抗効果素子との間で信号伝送路を形成する薄膜金属パターン（図示せず）が描かれる。
【００２１】
ＨＤＤ用制御回路には、例えば図３に示されるように、ボイスコイルモータ２６の駆動力を制御するアクチュエータ制御回路３３が組み込まれる。このアクチュエータ制御回路３３は、目標の記録トラックに対する磁気ヘッド２３の位置ずれに基づき磁気ヘッド２３の位置決め制御信号を出力する制御信号出力回路すなわちデジタルフィルタ３４を備える。デジタルフィルタ３４は、例えばホストコンピュータからＨＤＤ用制御回路に供給される記録トラックの目標値と、磁気ヘッド２３で検出される実位置との間で差分値を特定する。この差分値は位置決め制御信号としてボイスコイルモータ２８に向けて出力される。磁気ヘッド２３の実位置は、前述の信号読み出し回路を経てＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３５に送り込まれる。ＡＤＣ３５は、磁気ヘッド２３の実位置を表現するアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
デジタルフィルタ３４には、位置決め制御信号にフィルタリング処理を施すノッチフィルタ３６が接続される。このノッチフィルタ３６は、位置決め制御信号の共振周波数に基づき設定される遮断周波数の振幅を低減する。共振周波数は例えばキャリッジアーム２４の固有振動数に基づき特定されることができる。Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３７はフィルタリング処理後の位置決め制御信号すなわちデジタル信号をアナログ信号に変換する。アンプ３８は、Ｄ／Ａコンバータ３７から供給されるアナログ信号を増幅する。増幅されたアナログ信号すなわち位置決め制御信号はボイスコイルモータ２８に送り込まれる。
【００２３】
ノッチフィルタ３６には、温度センサで検出された温度に基づきノッチフィルタ３６の遮断周波数を設定する遮断周波数設定回路３９が接続される。この遮断周波数設定回路３９は、次表に基づき、予め決められた温度域ごとに遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 を特定することができる。
【００２４】
【表１】
0003701531.tif 000002
Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）４０は温度センサの出力電圧値すなわちアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２５】
周知のように、ノッチフィルタ３６の伝達関数Ｈ（ｓ）は、
【数１】
0003701531.tif 000003
ただし、
【数２】
0003701531.tif 000004
によって表現されることができる。こうした伝達関数Ｈ（ｓ）によれば、例えば図４に示されるように、遮断周波数ｆで振幅は低減される。しかも、ノッチの帯域幅ｄや減衰度ｚの大きさは、伝達関数Ｈ（ｓ）に含まれるパラメータＰｄ、Ｐｚによって操作されることができる。
【００２６】
こうしたノッチフィルタ３６にデジタルフィルタが用いられる場合には、ノッチフィルタ３６に入力される入力信号Ｙ（ｎ）と、ノッチフィルタ３６から出力から出力される出力信号Ｕ（ｎ）との間には、
【数３】
0003701531.tif 000005
といった入出力関係が成立する。こうした入出力関係では、前述のように遮断周波数ｆやノッチの帯域幅ｄ、ノッチの減衰度ｚを調整するにあたってフィルタ係数Ａ0 、Ａ1 、Ａ2 、Ｂ1 、Ｂ2 が特定されればよい。
【００２７】
本発明者らは、ノッチフィルタ３６の特性を実際に検証してみた。この検証にあたって、アンプ３８からボイスコイルモータ２６に所定の位置決め制御信号が供給された。例えば図５に示されるように、この位置決め制御信号では共振周波数ｆREが現れることが確認された。ここで、ノッチフィルタ３６に、この共振周波数ｆREで位置決め制御信号の振幅を低減するフィルタ係数Ａ0 、Ａ1 、Ａ2 、Ｂ1 、Ｂ2 が設定されると、ノッチフィルタ３６から出力される位置決め制御信号ではそういった共振周波数ｆREは低減された。すなわち、ノッチフィルタ３６の働きによれば、位置決め制御信号の振幅特性は平坦化される。こうして共振周波数ｆREが抑制されれば、キャリッジアーム２５すなわち磁気ヘッド２３の過度の振動は確実に阻止されることができる。
【００２８】
ここで、ＨＤＤ１１の環境温度が変化すると、位置決め信号の共振周波数ｆREはシフトする。ノッチフィルタ３６では、前述の［表１］に従って、温度センサ３１で検出された温度に応じて遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 が設定される。その結果、例えば図６に示されるように、各遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 で設定されるノッチの帯域幅ｄは狭められ減衰度ｚの大きさは縮小されることができる。その一方で、単一の遮断周波数で全ての温度域０℃≦Ｔ＜１００℃がカバーされる場合には、図６から明らかなように、ノッチは広い帯域幅ｄPRや大きな減衰度ｚPRで規定されなければならない。こうしてノッチの帯域幅ｄPRが広まり減衰度ｚPRの大きさが増大すると、ボイスコイルモータ２６に供給される位置決め制御信号と、磁気ヘッド２３で検出される実位置すなわち位置情報信号との間に生じる位相ずれは拡大されてしまう。ノッチの帯域幅ｄが狭められ減衰度ｚが縮小されると、磁気ヘッド２３は、十分な応答速度で目標の記録トラックに位置決めされることができる。１遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 でカバーされる帯域幅ｄが狭められるほど、位相ずれは縮小されていく。
【００２９】
前述のデジタルフィルタ３４、ノッチフィルタ３６および遮断周波数設定回路３９は、図７に示されるように例えばマイコン４２で構成されてもよい。こういったマイコン４２には、１ＭＰＵ（超小型演算処理装置）４３と、このＭＰＵ４３に接続されるメモリ回路４４とが組み込まれればよい。ＭＰＵ４３は、メモリ回路４４に格納されたファームウェアに従って動作する。メモリ回路４４は例えばＲＯＭ（読み出し専用メモリ）やＲＡＭ（随時読み出し書き込み可能なメモリ）で構成されればよい。ファームウェアは、フロッピーディスク（ＦＤ）やコンパクトディスク（ＣＤ）といった可搬性の記録媒体から取り込まれてもよい。
【００３０】
ＭＰＵ４３は、目標記録トラックに対する磁気ヘッド２３の位置ずれに基づき磁気ヘッド２３の位置決め制御量Ｙ（ｎ）を算出する。こうした位置決め制御量Ｙ（ｎ）は、例えばホストコンピュータから供給される記録トラックの目標値と、磁気ヘッド２３で検出される実位置との差分値によって特定される。
【００３１】
続いてＭＰＵ４３は、算出された位置決め制御量Ｙ（ｎ）にフィルタリング処理を施す。ＭＰＵ４３は、前述の式［数３］に従ってフィルタリング処理後の位置決め制御量Ｕ（ｎ）を算出する。このとき、ＭＰＵ４３はメモリ回路４４からフィルタ係数Ａ0 、Ａ1 、Ａ2 、Ｂ1 、Ｂ2 を取得する。
【００３２】
フィルタ係数Ａ0 、Ａ1 、Ａ2 、Ｂ1 、Ｂ2 は、前述のように遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 ごとにメモリ回路４４に格納される。ＭＰＵ４３は、温度センサ３１で検出される温度に応じてフィルタ係数Ａ0 、Ａ1 、Ａ2 、Ｂ1 、Ｂ2 を取得する。ＭＰＵ４３には、所定の周期で定期的に温度センサ３１の出力が送り込まれればよい。こうしてフィルタリング処理後の位置決め制御信号では、個々の遮断周波数ｆ1 〜ｆ5 を含む帯域で振幅は縮小される。その結果、磁気ヘッド２３の共振は回避される。
【００３３】
なお、以上のようなアクチュエータ制御回路３３では、位置決め制御信号にフィルタリング処理を施すにあたって、ノッチフィルタ３６に代えてその他のフィルタが用いられてもよい。前述のようにフィルタの遮断周波数を変更するにあたって、各遮断周波数ごとにアナログフィルタが用いられてもよい。この場合には、温度域ごとに適切なアナログフィルタが選択されればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、記録媒体駆動装置に組み込まれるヘッドの共振を確実に防止し、しかも、遮断周波数に割り当てられる帯域を狭めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】  ＨＤＤの内部構造を概略的に示す平面図である。
【図３】  アクチュエータ制御回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】  ノッチフィルタのフィルタ特性を概略的に示すグラフである。
【図５】  フィルタリング処理に基づく位置決め制御信号の変化を示すグラフである。
【図６】  温度変化に基づく遮断周波数の変位を示すグラフである。
【図７】  他の具体例に係るアクチュエータ制御回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  記録媒体駆動装置としてのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）、２３  ヘッドとしての磁気ヘッド、２４  支持部材としてのキャリッジアーム、２６  アクチュエータとしてのボイスコイルモータ、３１  温度センサ、３３  記録媒体駆動用アクチュエータ制御回路、３４  制御信号出力回路としてのデジタルフィルタ、３６  フィルタとしてのノッチフィルタ、３９  遮断周波数設定回路、４４コンピュータ読み取り可能な記録媒体としてのメモリ回路。
【図１】
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【図２】
0003701531.tif 000007
【図３】
0003701531.tif 000008
【図４】
0003701531.tif 000009
【図５】
0003701531.tif 000010
【図６】
0003701531.tif 000011
【図７】
0003701531.tif 000012