(57)【要約】【課題】主アクチュエータ８と微動アクチュエータ３とを備えたディスク装置において、微動アクチュエータ３の寿命を延ばし、ディスク装置の信頼性を向上させる。【解決手段】モード切替信号ｍｓ、ｍｄを出力する制御モード指令器１８と、主アクチュエータ８を駆動するための主制御器１３及び主駆動器１９と、微動制御信号ｕｍを生成する微動制御手段２０と、微動アクチュエータ３を駆動する微動駆動器１７と、を備える。微動制御手段２０は、高域通過フィルタ１５と、モード切替信号ｍｓに応じて整定動作モード又はトラック追従動作モードのときに位置信号ｐｅをフィルタ１５に入力させる切替スイッチ１４と、フィルタ信号ｅに基づいて微動制御信号ｕｍを生成する微動制御器１６と、を含む。【選択図】図１
2006216170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともディスクに記憶された情報を再生するヘッドと、
前記ヘッドを支持する弾性部材を有しかつ、該ヘッドを前記ディスク上で移動させる微動アクチュエータと、
ボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータに設けられかつ前記微動アクチュエータが搭載されたアームとを有しかつ、前記ヘッドを前記微動アクチュエータと共に前記ディスク上で移動させる主アクチュエータと、
前記ヘッドの再生信号に基づいて前記ヘッドの位置を検出しかつ、その位置信号を出力するヘッド位置検出手段と、
モード切替信号を出力することによって、制御モードを、目標トラックへのアクセス動作を行うアクセス動作モード、トラック追従動作を行うトラック追従動作モード、又はアクセス動作からトラック追従動作へ移行するための整定動作を行う整定動作モード、に切り替える制御モード指令手段と、
前記ヘッド位置検出手段からの位置信号を基に、前記制御モード指令手段からの前記モード切替信号に応じた主制御信号を生成しかつ、その主制御信号を出力する主制御手段と、
前記主制御手段からの主制御信号に応じて、前記主アクチュエータを駆動する主駆動手段と、
前記ヘッド位置検出手段からの位置信号に基づいて微動制御信号を生成する微動制御手段と、
前記微動制御手段からの微動制御信号に応じた電圧信号を前記微動アクチュエータに印加することによって、該微動アクチュエータを駆動する微動駆動手段と、を備え、
前記微動制御手段は、前記位置信号に対してフィルタリング処理を行う高域通過フィルタと、前記制御モード指令手段からのモード切替信号に基づき、前記制御モードが整定動作モード又はトラック追従動作モードのときに、前記微動制御信号を前記主駆動手段に出力する切替スイッチと、を有するディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク装置であって、
前記高域通過フィルタは、前記制御モードが整定動作モードのときの遮断周波数を、トラック追従動作モードのときの遮断周波数よりも高く設定するディスク装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディスク装置であって、
前記高域通過フィルタは、前記制御モードが整定動作モードであるときの遮断周波数を、前記主アクチュエータがトラック追従動作を行うときの制御帯域よりも高く設定するディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載のディスク装置であって、
前記微動制御手段は、前記位置信号を積分する積分器を含むディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載のディスク装置であって、
前記微動制御手段は、前記微動アクチュエータが規定の動作範囲内で動作するように前記微動制御信号の大きさを制限するリミッタを含むディスク装置。
【請求項６】
請求項１に記載のディスク装置であって、
前記微動制御手段は、前記位置信号の、前記微動アクチュエータの共振周波数と略等しい周波数成分を減衰させるノッチフィルタを含むディスク装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のディスク装置であって、
前記微動アクチュエータは、前記弾性部材に取り付けられた圧電素子を有するディスク装置。
【請求項８】
少なくともディスクに記憶された情報を再生するヘッドと、前記ヘッドを支持する弾性部材を有しかつ、該ヘッドを前記ディスク上で移動させる微動アクチュエータと、ボイスコイルモータと該ボイスコイルモータに設けられかつ前記微動アクチュエータが搭載されたアームとを有しかつ、前記ヘッドを前記微動アクチュエータと共に前記ディスク上で移動させる主アクチュエータと、を備えたディスク装置の制御方法であって、
前記ヘッドの再生信号に基づいて前記ヘッドの位置を検出しかつ、その位置信号を生成する位置信号生成工程と、
制御モードを、目標トラックへのアクセス動作を行うアクセス動作モード、トラック追従動作を行うトラック追従動作モード、又はアクセス動作からトラック追従動作へ移行するための整定動作を行う整定動作モード、に切り替える制御モード切替工程と、
前記位置信号を基に、前記制御モードに応じた主制御信号を生成すると共に、前記主制御信号に応じて前記主アクチュエータを駆動する主アクチュエータ駆動工程と、
前記位置信号に基づいて微動制御信号を生成する微動制御信号生成工程と、
前記制御モードが整定動作モード又はトラック追従動作モードのときに、前記微動制御信号に応じた電圧信号を前記微動アクチュエータに印加することによって、該微動アクチュエータを駆動する微動アクチュエータ駆動工程と、を包含し、
前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号の高域成分を通過させるフィルタリング処理を行うディスク装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク装置の制御方法であって、
前記フィルタリング処理では、前記制御モードが整定動作モードであるときの遮断周波数を、トラック追従動作モードであるときの遮断周波数よりも高く設定する制御方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のディスク装置の制御方法であって、
前記フィルタリング処理では、前記制御モードが整定動作モードであるとき前記遮断周波数を、前記主アクチュエータがトラック追従動作を行うときの制御帯域よりも高く設定する制御方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のディスク装置の制御方法であって、
前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号を積分して微動制御信号を生成する制御方法。
【請求項１２】
請求項８に記載のディスク装置の制御方法であって、
前記微動制御信号生成工程では、前記微動アクチュエータが規定の動作範囲内で動作するように前記微動制御信号の大きさを制限する制御方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のディスク装置の制御方法であって、
前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号の、前記微動アクチュエータの共振周波数と略等しい周波数成分を減衰させる制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微動アクチュエータと主アクチュエータとを備えた、いわゆる２段アクチュエータ方式のヘッド位置決めを行うディスク装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク装置のディスクに対して記録／再生用のヘッドを高速かつ高精度に位置決めするための装置として、微動アクチュエータと主アクチュエータとを備えた２段アクチュエータ方式のヘッド位置決め装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
主アクチュエータとしては通常、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が用いられる。主アクチュエータは、シーク動作やトラック複数分のトラックジャンプ等の大移動のために使用されるアクチュエータであり、ヘッド（スライダ）を搭載しているヘッド支持機構を筐体に設けられた軸を中心にして回動させる。
【０００４】
微動アクチュエータはマイクロアクチュエータ（ＭＡ）とも呼称され、微動アクチュエータは、主アクチュエータとスライダとの間に介在する弾性部材に取り付けた圧電素子（ＰＺＴ素子）を利用することが多い。微動アクチュエータは、トラック追従や１トラックジャンプ等の高速で微小な位置決めのために使用されるアクチュエータであり、ヘッドの変位量は、圧電素子に対する印可電圧を制御することによって調整する。圧電素子は印加電圧が大きいほど変位の応力が大きくなるため、より速い応答性のヘッドの位置決めが可能になる。
【０００５】
近年、磁気ディスク装置の高密度記録を実現するために、主アクチュエータと微動アクチュエータによる２段アクチュエータを磁気ディスクに適用することが望まれている。
【０００６】
しかし、微動アクチュエータは、その変位量が主アクチュエータに比べ小さく、ヘッドの目標位置が微動アクチュエータの動作範囲から一部でも出ている場合には、ヘッドの位置決め精度に悪影響を及ぼす。そのため、ヘッドの目標位置が微動アクチュエータの動作範囲内であるか範囲外であるかに応じて位置決め制御を変更することにより、位置決め精度を向上させる方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−４７１２６号公報
【特許文献２】特開平５−１９８１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、微動アクチュエータとして圧電素子を用いる場合には特に、次のような課題がある。
【０００８】
すなわち、圧電素子は、両側電極に対する印加電圧が大きいときには、素子内の金属成分が電気化学反応を起こし、電極に金属成分が析出する。圧電素子の一つに、鉛、ジルコニア及びチタンの合金からなる薄膜のＰＺＴ素子があるが、このＰＺＴ素子は、実際には、ＰＺＴ結晶のみからなるものではなく、製造プロセスにおいて酸化鉛、水等の不純物が混入する。酸化鉛や水が混入することによって電圧印加状態での電気化学反応が活性化され、圧電素子の負電極側に鉛が析出するという現象が起こる。この鉛析出現象は、印加電圧が高いほど発生しやすい。
【０００９】
鉛析出による悪影響は直ちには発現しないが、鉛析出は徐々に進行する。このため、長時間にわたる鉛析出によって腐食現象が進行すれば、圧電素子の変位特性が劣化する。さらに鉛析出が進行することによって、微動アクチュエータは変位できなくなる。最終的には鉛析出によるショートが発生し、圧電素子の破壊に至る。
【００１０】
すなわち、圧電素子への印加電圧を高くすることによって高速応答性が実現する一方で、微動アクチュエータの寿命が短くなる問題がある。従来は、位置決め精度及び高速応答性と、印加電圧とのバランスについての考察が十分ではなく、前記のような問題が生じていた。特に、高速応答性を満たすために制御帯域を高くするにつれて圧電素子への印加電圧が高くなるため、この課題の解決が重要性を増す。
【００１１】
また、特許文献２に開示されたヘッドの位置決め制御では、ヘッドの位置と目標位置との位置ずれが微動アクチュエータの動作範囲を超えているときには、微動アクチュエータを目標位置に追従させずに微動アクチュエータの変位量を一定にしている。しかしながら、微動アクチュエータがその動作範囲の限界値又はその近傍に変位した状態を維持することは圧電素子の寿命の点から好ましくなく、ディスク装置の信頼性が低下する。
【００１２】
さらに、この位置決め制御では、微動アクチュエータの変位が一定に維持されている間は、主アクチュエータによって、その制御帯域でのヘッドの追従制御しかできず、ヘッドの高速高精度な位置決めを行えないという課題を有している。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微動アクチュエータに印加する電圧値を極力小さくすると共に、微動アクチュエータが一定の変位量で変位した状態を継続する時間を短縮することによって、微動アクチュエータの寿命を延ばし、ディスク装置の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のディスク装置は、少なくともディスクに記憶された情報を再生するヘッドと、前記ヘッドを支持する弾性部材を有しかつ、該ヘッドを前記ディスク上で移動させる微動アクチュエータと、ボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータに設けられかつ前記微動アクチュエータが搭載されたアームとを有しかつ、前記ヘッドを前記微動アクチュエータと共に前記ディスク上で移動させる主アクチュエータと、前記ヘッドの再生信号に基づいて前記ヘッドの位置を検出しかつ、その位置信号を出力するヘッド位置検出手段と、モード切替信号を出力することによって、制御モードを、目標トラックへのアクセス動作を行うアクセス動作モード、トラック追従動作を行うトラック追従動作モード、又はアクセス動作からトラック追従動作へ移行するための整定動作を行う整定動作モード、に切り替える制御モード指令手段と、前記ヘッド位置検出手段からの位置信号を基に、前記制御モード指令手段からの前記モード切替信号に応じた主制御信号を生成しかつ、その主制御信号を出力する主制御手段と、前記主制御手段からの主制御信号に応じて、前記主アクチュエータを駆動する主駆動手段と、前記ヘッド位置検出手段からの位置信号に基づいて微動制御信号を生成する微動制御手段と、前記微動制御手段からの微動制御信号に応じた電圧信号を前記微動アクチュエータに印加することによって、該微動アクチュエータを駆動する微動駆動手段と、を備える。
【００１５】
そして、前記微動制御手段は、前記位置信号に対してフィルタリング処理を行う高域通過フィルタと、前記制御モード指令手段からのモード切替信号に基づき、前記制御モードが整定動作モード又はトラック追従動作モードのときに、前記微動制御信号を前記主駆動手段に出力する切替スイッチと、を有する。
【００１６】
ここで、前記微動アクチュエータは、圧電素子を有する、としてもよい。
【００１７】
この構成により、切替スイッチは、制御モードがアクセス動作モードのときには、微動制御信号を微動駆動手段に出力しないため、微動駆動手段は微動アクチュエータを駆動しない。つまり、微動アクチュエータに電圧信号が印加されないため、微動アクチュエータは中立位置となり、前記弾性部材に支持されたヘッドは、その弾性力によって微動アクチュエータの動作範囲の中央位置に位置づけられる。
【００１８】
そうして、主アクチュエータによるアクセス動作によってヘッドが目標位置又はその近傍に移動し、制御モードは、制御モード指令手段からのモード切替信号によって整定動作モードに切り替わる。それに伴い切替スイッチによって、微動制御手段が生成した微動制御信号は、微動駆動手段に出力される。微動駆動手段は、その微動制御信号に応じた電圧信号を微動アクチュエータに印加することによってその微動アクチュエータを駆動する。これによって、主アクチュエータと微動アクチュエータとによる２段アクチュエータ方式のヘッド位置決めが行われる。また、制御モード指令手段からのモード切替信号によって主アクチュエータの制御モードがトラック追従動作モードに切り替わった後も、切替スイッチによって微動制御信号は、微動駆動手段に出力され、主アクチュエータと微動アクチュエータとによる２段アクチュエータ方式のヘッド位置決めが行われる。
【００１９】
ここで、前記微動制御手段は、前記位置信号に対してフィルタリング処理を行う高域通過フィルタを有しているため、位置信号のうち低周波数成分、特に直流成分が減衰し、微動アクチュエータに直流電圧が印加されない。そのため、その直流電圧の分だけ微動アクチュエータに印加される電圧値が低下する。
【００２０】
また、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおいては、直流成分を遮断することによって、ヘッドが目標位置に整定した後に、直流成分に起因するヘッドと目標位置との偏差が残存することが防止される。つまり、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおいては、微動アクチュエータが一定の変位量で変位した状態を維持することがなくなると共に、前述したように、アクセス動作モードでは、微動アクチュエータに電圧が印加されないため、微動アクチュエータが一定の変位量で変位した状態を継続する時間が短くなる。
【００２１】
そうして、微動アクチュエータに印加される電圧値が極力低減されることと、微動アクチュエータが一定の変位量で変位した状態を継続する時間が短くなることとが相俟って、微動アクチュエータの寿命の低下が防止される。
【００２２】
また、アクセス動作モードにおいては、前述したように、微動アクチュエータに電圧信号が印加されないことで、弾性部材に支持されたヘッドが、その弾性力によって中央位置に位置づけられる一方、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおいては、微動アクチュエータに直流成分が印加されないことで、ヘッドは、弾性部材の弾性力によって中央位置に位置づけられると共に、その中央位置から、微動アクチュエータに印加される交流成分に応じて微動することになる。
【００２３】
このように、微動アクチュエータによるヘッドの位置決め制御が開始される直前においては、微動アクチュエータの変位は中立位置となって、ヘッドは弾性部材によって微動アクチュエータの動作範囲における中央位置に位置している。このため、微動アクチュエータによる位置決め制御が開始されるときに、微動アクチュエータはその動作方向に対して何れの動作方向にも略均等に動作することが可能であり、ヘッドを目標位置に柔軟に追従させることが可能になり、微動アクチュエータと主アクチュエータとによる高速かつ高精度なヘッドの位置決めが実現する。
【００２４】
ここで、前記高域通過フィルタは、前記制御モードが整定動作モードのときと、トラック追従動作モードのときとで、遮断周波数を変更することが好ましく、例えば制御モードが整定動作モードのときの遮断周波数を、トラック追従動作モードのときの遮断周波数よりも高く設定することが望ましい。
【００２５】
つまり、高域通過フィルタの遮断周波数によって、主アクチュエータが補正する外乱の周波数帯域と、微動アクチュエータが補正する外乱の周波数帯域との振り分けが行われる。そして、制御モードに応じて高域通過フィルタの遮断周波数を変更することによって、整定動作モードの時間、換言すればヘッドを目標位置に整定する時間が短縮されてヘッドの位置決めの高速化が図られると共に、トラック追従動作モードにおいては、ディスク偏心、モータ振動、及び風乱等に起因するトラックうねりに対して十分なトラック追従性能が確保される。
【００２６】
前記高域通過フィルタは、前記制御モードが整定動作モードであるときの遮断周波数を、前記主アクチュエータがトラック追従動作を行うときの制御帯域よりも高く設定することが望ましい。
【００２７】
こうすることで、主アクチュエータによるヘッドのトラック追従動作が、微動制御系（ヘッド位置検出手段、微動アクチュエータ、微動制御手段及び微動駆動手段を含む）に外乱として入力されず、主アクチュエータによる微動制御系への干渉が防止される。その結果、ヘッドが目標位置に整定する時間が短くなり、ヘッドは高速に位置決めされる。
【００２８】
また、整定時間が短くなることによって、微動アクチュエータを駆動する時間、換言すれば微動アクチュエータに電圧信号を印加する時間が短縮され、微動アクチュエータの長寿命化に有利になる。
【００２９】
前記微動制御手段は、前記位置信号を積分する積分器を含む、としてもよい。
【００３０】
これは特に、微動アクチュエータが圧電素子を有している場合に有効であり、位置信号を積分することによって、微動アクチュエータの機械共振周波数よりも十分に低い周波数の領域で位置決め制御系のゲインを高くすることが可能になり、そのことにより、ヘッドが目標位置に対して高速かつ高精度に位置決めされる。
【００３１】
前記微動制御手段は、前記微動アクチュエータが規定の動作範囲内で動作するように前記微動制御信号の大きさを制限するリミッタを含む、としてもよい。
【００３２】
こうすることで、微動アクチュエータをその動作範囲を超えて動作させることによる微動アクチュエータの破損が防止される。
【００３３】
前記微動制御手段は、前記位置信号の、前記微動アクチュエータの共振周波数と略等しい周波数成分を減衰させるノッチフィルタを含む、としてもよい。
【００３４】
これにより、微動アクチュエータの共振特性によって、位置決め制御系が不安定になることが防止される。
【００３５】
本発明の制御方法は、少なくともディスクに記憶された情報を再生するヘッドと、前記ヘッドを支持する弾性部材を有しかつ、該ヘッドを前記ディスク上で移動させる微動アクチュエータと、ボイスコイルモータと該ボイスコイルモータに設けられかつ前記微動アクチュエータが搭載されたアームとを有しかつ、前記ヘッドを前記微動アクチュエータと共に前記ディスク上で移動させる主アクチュエータと、を備えたディスク装置の制御方法である。
【００３６】
この制御方法は、前記ヘッドの再生信号に基づいて前記ヘッドの位置を検出しかつ、その位置信号を生成する位置信号生成工程と、制御モードを、目標トラックへのアクセス動作を行うアクセス動作モード、トラック追従動作を行うトラック追従動作モード、又はアクセス動作からトラック追従動作へ移行するための整定動作を行う整定動作モード、に切り替える制御モード切替工程と、前記位置信号を基に、前記制御モードに応じた主制御信号を生成すると共に、前記主制御信号に応じて前記主アクチュエータを駆動する主アクチュエータ駆動工程と、前記位置信号に基づいて微動制御信号を生成する微動制御信号生成工程と、前記制御モードが整定動作モード又はトラック追従動作モードのときに、前記微動制御信号に応じた電圧信号を前記微動アクチュエータに印加することによって、該微動アクチュエータを駆動する微動アクチュエータ駆動工程と、を包含し、前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号の高域成分を通過させるフィルタリング処理を行う。
【００３７】
前記フィルタリング処理では、前記制御モードが整定動作モードであるときの遮断周波数を、トラック追従動作モードであるときの遮断周波数よりも高く設定する、ことが望ましい。
【００３８】
また、前記フィルタリング処理では、前記制御モードが整定動作モードであるとき前記遮断周波数を、前記主アクチュエータがトラック追従動作を行うときの制御帯域よりも高く設定する、ことが望ましい。
【００３９】
前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号を積分して微動制御信号を生成する、としてもよい。
【００４０】
前記微動制御信号生成工程では、前記微動アクチュエータが規定の動作範囲内で動作するように前記微動制御信号の大きさを制限する、としてもよい。
【００４１】
前記微動制御信号生成工程では、前記位置信号の、前記微動アクチュエータの共振周波数と略等しい周波数成分を減衰させる、としてもよい。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のディスク装置及びその制御方法によれば、整定動作及びトラック追従動作のときに、高域通過フィルタを通過した位置信号に基づいて微動アクチュエータの微動制御信号を生成することによって、微動アクチュエータに直流電圧が印加されず、微動アクチュエータに印加される電圧値を極力小さくすることができる。また、アクセス動作のときには微動アクチュエータに電圧信号を印加しないと共に、整定動作及びトラック追従動作のときには微動アクチュエータに直流電圧を印加しないことによって、微動アクチュエータが一定の変位量で変位した状態を持続する時間を短くすることができる。
【００４３】
その結果、微動アクチュエータの寿命を延ばすことができる。
【００４４】
また、整定動作及びトラック追従動作において、微動アクチュエータによるヘッドの位置決め制御が開始される直前に、ヘッドが弾性部材の弾性力によって微動アクチュエータの動作範囲における中央位置に位置づけられることによって、微動アクチュエータと主アクチュエータとによる高速かつ高精度なヘッドの位置決めを実現することができる。
【００４５】
そうして、高精度かつ高速応答で、しかも信頼性に優れたディスク装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明に係るディスク装置及びその制御方法について、具体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
図１は本発明に係るディスク装置の一例である磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１において、磁気ディスク１は、スピンドルモータ（図示せず）により回転駆動される。磁気ヘッド２は、磁気ディスク１に対してデータを記録／再生するためのものであり、この磁気ヘッド２（スライダ２３、図２参照）は、圧電素子（ＰＺＴ素子）を含む微動アクチュエータ（マイクロアクチュエータ、ＭＡ）３の先端に搭載されている。この微動アクチュエータ３は、筐体１０に設けられた軸受５を中心として回動するアーム４の先端に搭載されている。
【００４８】
前記アーム４の基端には駆動コイル６１が設けられている。この駆動コイル６１は、筐体１０に固着されているマグネット（永久磁石）６２に対して、空隙を介して対向している。アーム４は、マグネット６２が発生する磁束と駆動コイル６１に通電される電流が作る磁界との相互作用によって、回転力を受ける。駆動コイル６１及びマグネット６２はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６を構成し、このＶＣＭ６とアーム４とによって主アクチュエータ８が構成される。
【００４９】
磁気ヘッド２は、微動アクチュエータ３と主アクチュエータ８とからなる２段アクチュエータによって前記ディスク１上を移動し、磁気ヘッド２は、両アクチュエータ３，８の協働により目標トラックにオントラック（追従）するように位置決め制御される。
【００５０】
ここで、前記微動アクチュエータ３の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、微動アクチュエータ３の構成を示す構成図であり、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、ヘッド支持機構２１に対してフレクシャ（フレキシブルプリント配線板）２２を介してスライダ２３が支持されており、微動アクチュエータ３は、フレクシャ２２上に設けられることによって、スライダ２３を駆動する。
【００５１】
微動アクチュエータ３は、一対のアクチュエータ片３ａ，３ｂからなり、それぞれのアクチュエータ片３ａ，３ｂは、上側電極２４と薄膜圧電素子２５と下側電極２６とによって構成されている。これら２つの薄膜圧電素子２５，２５はプッシュプルで駆動され、薄膜圧電素子２５のひずみ量が、拡大機構によってスライダ２３及びそれに搭載された磁気ヘッド２の変位量に変換される。尚、拡大機構とは、スライダ２３がピボット２７を中心に回動することによって磁気ヘッド２を揺動させる機構である。つまり、一方のアクチュエータ片３ａがＡの方向に伸長し、他方のアクチュエータ片３ｂがＢの方向に収縮したときには、スライダ２３が矢印Ｃの方向に回動する。
【００５２】
図３は微動アクチュエータ３の駆動電圧信号（ｖｍ）に対する磁気ヘッド２の変位量の応答を示す周波数特性図である。フレクシャ２２及び薄膜圧電素子２５を含む微動アクチュエータ３は、周波数ｆｏの機械共振特性を有している。微動アクチュエータ３の機械共振周波数ｆｏは、１０ｋＨｚ以上の値であり、周波数ｆｏより十分低い周波数、例えば２〜３ｋＨｚの領域では微動アクチュエータ３に入力される駆動電圧信号の大きさに比例した変位量を得ることができる。
【００５３】
次に、前記磁気ディスク装置における磁気ヘッド２の位置決め制御系について説明する。図１に示すように、この磁気ディスク装置は、微動アクチュエータ３を制御するための微動制御系と、主アクチュエータ８を制御するための主制御系と、を含み、微動制御系は、微動アクチュエータ３、ヘッド位置検出器１１、微動制御手段２０及び微動駆動器１７を含み、主制御系は、主アクチュエータ８、ヘッド位置検出器１１、主制御器１３及び主駆動器１９を含む。また、微動制御手段２０は、切替スイッチ１４、高域通過フィルタ１５、及び微動制御器１６を含む。
【００５４】
前記磁気ディスク１には、位置情報としてのサーボ信号（トラック番号及びバースト信号）が予め記録されており、磁気ヘッド２はそのサーボ信号を検出し、その検出信号をヘッド位置検出器１１に送る。
【００５５】
ヘッド位置検出器１１は、受け取った検知信号に基づいて磁気ヘッド２の現在位置を検出し、その検出した現在位置を位置信号ｐｅとして切替スイッチ１４と主制御器１３とに出力する。
【００５６】
同図において符号１８は、制御モード指令器であり、この制御モード指令器１８は図示省略のホストコンピュータからの指令に応じて、制御モードを、アクセス動作モードとトラック追従動作モード（整定動作モード）とに切り替えるための第１のモード切替信号ｍｓを切替スイッチ１４と主制御器１３とに出力する。
【００５７】
また、制御モード指令器１８は、図４に示すように、モード切替信号として、第１のモード切替信号ｍｓに対して所定の遅延時間ｄだけ遅延した第２のモード切替信号ｍｄを、後述する高域通過フィルタ１５に出力する。制御モード指令器１８が出力する第１及び第２のモード切替信号ｍｓ、ｍｄによって、主アクチュエータ８の制御モードがアクセス動作モード、整定動作モード、又はトラック追従動作モードに切り替えられる。つまり、第１のモード切替信号ｍｓがＬｏｗ、第２のモード切替信号ｍｄがＬｏｗのときには、アクセス動作モードとなり、第１のモード切替信号ｍｓがＨｉｇｈ、第２のモード切替信号ｍｄがＬｏｗのときには、整定動作モードとなり、第１のモード切替信号ｍｓがＨｉｇｈ、第２のモード切替信号ｍｄがＨｉｇｈのときには、トラック追従動作モードとなる。
【００５８】
先ず、主制御系について説明すると、前記ヘッド位置検出器１１からの位置信号ｐｅ、及び制御モード指令器１８からの第１のモード切替信号ｍｓを受ける主制御器１３は、その位置信号ｐｅを基に、モード切替信号ｍｓによって切り替えられる制御モードに応じた主制御信号ｕｖを生成する。主制御器１３は、図５に示すように、切替スイッチ４６を含み、第１のモード切替信号ｍｓはこの切替スイッチ４６に入力される。切替スイッチ４６は、第１のモード切替信号ｍｓに応じて、アクセス動作モードのときには端子ａ側に接続され、トラック追従動作モード（整定動作モードを含む）のときには端子ｂ側に接続される。
【００５９】
主制御器１３はまた、図５に示すように、速度変換器４１及び追従制御器４５を含み、ヘッド位置検出器１１から出力された位置信号ｐｅは、速度変換器４１及び追従制御器４５に入力される。
【００６０】
このうち、速度変換器４１は、位置信号ｐｅの差分を求め、そのことにより磁気ヘッド２がディスク１上を移動する移動速度を出力する。速度変換器４１が出力する移動速度は、比較器４２において速度パターン発生器４３が発生する磁気ヘッド２のシーク速度指令と比較され、シーク速度指令と磁気ヘッド２の移動速度との偏差がシーク制御器４４に入力される。シーク制御器４４は、その偏差に応じて、磁気ヘッド２の移動速度が、速度パターン発生器４３が発生するシーク速度指令と一致するように主制御信号ｕｖを生成する。シーク制御器４４が出力する主制御信号ｕｖは切替スイッチ４６の端子ａ側に入力されており、切替スイッチ４６が端子ａ側に接続されているとき、換言すれば制御モード指令器１８がアクセス動作のモード切替信号ｍｓを出力しているときには、シーク制御器４４が出力する主制御信号ｕｖが、切替スイッチ４６を介して主駆動器１９に出力される。
【００６１】
主駆動器１９は、主制御器１３から出力された主制御信号ｕｖに応じて、主アクチュエータ８の駆動コイル６１に駆動電流ｉａを通電する。それによって、アーム４を軸受５を中心に回動させ、アーム４の先端に取り付けられた微動アクチュエータ３及び磁気ヘッド２を目標トラックまで回転移動させる。そうして、磁気ヘッド２は速度パターン発生器４３が発生するシーク速度に従って速度制御される。
【００６２】
一方、主制御器１３の追従制御器４５は、位置信号ｐｅ及び目標トラックに応じて、磁気ヘッド２と目標トラックとの位置ずれを抑制するような主制御信号ｕｖを生成する。追従制御器４５が出力する主制御信号ｕｖは切替スイッチ４６の端子ｂ側に入力されており、切替スイッチ４６が端子ｂ側に接続されているとき、換言すれば制御モード指令器１８がトラック追従動作のモード切替信号ｍｓを出力しているときには、追従制御器４５が出力する主制御信号ｕｖが、切替スイッチ４６を介して主駆動器１９に出力される。
【００６３】
主駆動器１９は、主制御器１３から入力された主制御信号ｕｖに応じて、主アクチュエータ８の駆動コイル６１に駆動電流ｉａを通電し、それによって磁気ヘッド２の目標トラックへの位置決め制御が行われる。
【００６４】
このように、磁気ヘッド２が目標トラックから離れていて、アクセス動作を行うときには、主アクチュエータ８によって、磁気ヘッド２が目標トラック又はその近傍に素早くかつ正確に移動するように、磁気ヘッド２の移動速度が制御される一方、磁気ヘッド２が目標トラック又はその近傍に位置していて、トラック追従動作（整定動作を含む）を行うときには、磁気ヘッド２が目標トラックに追従するように磁気ヘッド２の位置が制御される。
【００６５】
次に、微動制御系について説明すると、図１に示すように、第１のモード切替信号ｍｓが入力される切替スイッチ１４は、そのモード切替信号ｍｓに応じて、アクセス動作モードであるときには端子ａ側に接続され、トラック追従動作モードであるときには、端子ｂ側に接続される。端子ａは接地されており、端子ｂには位置信号ｐｅが入力される。
【００６６】
制御モードがアクセス動作モードであるときに切替スイッチ１４が端子ａ側に接続されることによって、高域通過フィルタ１５に位置信号ｐｅが入力されず、それによって微動制御手段２０から微動駆動器１７に微動制御信号ｕｍが出力されない。つまり、微動アクチュエータ３の薄膜圧電素子２５に電圧が印加されない。一方、制御モードがトラック追従動作（整定動作モードを含む）であるときには切替スイッチ１４が端子ｂ側に接続されるため、切替スイッチ１４を介して高域通過フィルタ１５に位置信号ｐｅが入力される。
【００６７】
高域通過フィルタ１５は、位置信号ｐｅにおける低域周波数成分（直流成分を含む）を減衰させ、そのフィルタ信号ｅを微動制御器１６に出力する。この高域通過フィルタ１５は、第２のモード切替信号ｍｄに応じて遮断周波数を切り替える。具体的には、図６に高域通過フィルタ１５の周波数特性を示すように、第２のモード切替信号ｍｄに応じて、制御モードがトラック追従動作モードであるときには、遮断周波数を相対的に低いｆｃＬに設定し、符号１５ａで示す周波数特性でもって位置信号ｐｅのフィルタリング処理を行う。一方、制御モードがアクセス動作モード（主制御系における実際の制御モードは整定動作モード）であるときには、遮断周波数を相対的に高いｆｃＨに設定し、符号１５ｂで示す周波数特性でもって、位置信号ｐｅのフィルタリング処理を行う。ここで、遮断周波数ｆｃＬは、後述するように、トラックうねりの周波数に応じて適宜設定すればよく、その設定に際してはディスク偏心（ディスク１の回転周波数）を考慮するのがよい。また、遮断周波数ｆｃＨは、後述するように、トラック追従動作モード（整定動作モードを含む）における主制御系の制御帯域に応じて設定すればよく、具体的にはその制御帯域と同じかそれよりも高く設定することが望ましい。尚、図６は１次フィルタ特性を示している。
【００６８】
高域通過フィルタ１５から出力されたフィルタ信号ｅは、微動制御器１６に入力される。微動制御器１６は、フィルタ信号ｅに対し増幅及び積分補償を行い、微動制御信号ｕｍを生成して微動駆動器１７へ出力する。
【００６９】
図７は微動制御器１６の構成を示すブロック図である。同図において、符号３１は積分器であり、この積分器３１は、図３に示すような周波数特性を有する微動アクチュエータ３の位相補償を行う。この積分器３１の周波数特性は、図８に示すように、周波数の増加に伴って、−２０ｄＢ／ｄｅｃ（ｄｅｃは１０倍を意味する）の減衰比で減衰している。微動アクチュエータ３は、機械共振周波数ｆｏよりも十分低い周波数の領域では一定のゲインを有している（図３）。従って、図８に示す周波数特性のように低周波数のゲインが高く、高周波数域のゲインが低下する周波数特性を有する積分器３１を、トラック追従動作モードにおける位置決め制御系に挿入することによって、位置決め制御系の低周波数域の開ループゲインを高くすることができ、位置決めの精度と応答速度を向上させることができる。
【００７０】
また、図７において符号３２はノッチフィルタであり、このノッチフィルタ３２は、微動アクチュエータ３の有する機械共振周波数ｆｏにおけるゲインを抑制する。ノッチフィルタ３２の周波数特性を図９に示す。つまり、ノッチ周波数は、微動アクチュエータ３の機械共振周波数ｆｏに等しくなるように設定する。ノッチフィルタ３２を設けることによって、微動アクチュエータ３の共振特性により制御系が不安定になることを防止することができ、磁気ヘッド２の高速高精度な位置決めを行うことができる。
【００７１】
また、図７において符号３３はリミッタであり、このリミッタ３３は、微動アクチュエータ３に、その動作範囲以上の駆動電圧信号（ｖｍ）が印加されないように、微動制御信号ｕｍの制限処理を行う。尚、リミッタ３３の制限値は微動アクチュエータ３の動作範囲に対応した駆動電圧信号ｖｍとなるように設定してもよいし、薄膜圧電素子２５の特性劣化を生じるしきい値の電圧（動作範囲に対応した駆動電圧信号ｖｍよりも小さい電圧）となるように設定してもよい。リミッタ３３を設けることによって、微動アクチュエータ３に所定の規定値以上の駆動電圧信号ｖｍが入力されることを防止して、微動アクチュエータ３の特性劣化を防止すると共に、寿命を向上させることができる。その結果、磁気ディスク装置の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
微動制御器１６から出力された微動制御信号ｕｍは微動駆動器１７に入力され、微動駆動器１７は、微動制御信号ｕｍを電圧増幅し、得られた駆動電圧信号ｖｍを微動アクチュエータ３に出力する。そうして微動アクチュエータ３を駆動する。
【００７３】
このように、微動アクチュエータ３は、アクセス動作においては切替スイッチ１４によって駆動せず、整定動作及びトラック追従動作において磁気ヘッド２が目標トラックに追従するように駆動制御される。
【００７４】
すなわち、磁気ヘッド２は、微動アクチュエータ３と主アクチュエータ８とからなる２段アクチュエータによってディスク１上を移動され、両アクチュエータ３，８の協働により磁気ヘッド２は目標トラックにトラック追従するように制御される。
【００７５】
次に、前記磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制御系の動作について、図１０〜１５を参照しながら説明する。
【００７６】
図１０は、前記磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制御系において、シミュレーションにより求めた、制御モード指令器１８がアクセス動作のモード切替信号ｍｓを出力した後の磁気ヘッド２の速度−時間応答波形図であり、図１０（ａ）は、目標トラックまでの移動距離に応じて主制御器１３に含まれる速度パターン発生器４３が発生する台形波状のシーク速度指令を示し、図１０（ｂ）は、そのときの磁気ヘッド２の移動速度を示す。磁気ヘッド２は、ほぼ指令どおりの速度で移動する。時刻ｔａで目標トラックまでのシーク動作を完了し、制御モード指令器１８は時刻ｔａで、アクセス動作からトラック追従動作への切替を行うべく、モード切替信号ｍｓを出力する（図４参照）。
【００７７】
図１１〜図１３は、前記磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制御系において、シミュレーションにより求めた、制御モード指令器１８がアクセス動作のモード切替信号ｍｓを出力した後のアクセス動作から、トラック追従動作のモード切替信号ｍｓを出力して整定動作及びトラック追従動作に至るまでの磁気ヘッド２の位置−時間応答波形図である。
【００７８】
各図の（ａ）は、主アクチュエータ８及び微動アクチュエータ３による磁気ヘッド２の移動距離を示し、縦軸の原点は、アクセス動作前の磁気ヘッド２の移動距離が零のときを、縦軸の値Ｔはアクセス動作前の磁気ヘッド２から目標トラック位置までの移動距離を示す。各図の（ｂ）は、各図（ａ）の磁気ヘッド２の移動中における微動アクチュエータ３の変位量を示し、縦軸の原点は、微動アクチュエータ３に何ら信号が入力されていない中立状態を示す。この状態では、磁気ヘッド２はフレクシャ２２の弾性力によって、微動アクチュエータ３の動作範囲における中央位置に位置づけられる。尚、理解容易のために、各図（ｂ）の縦軸スケールは、各図（ａ）の縦軸スケールの１０００倍に拡大して表示してある。
【００７９】
また、図１１〜図１３に示すシミュレーションでは、主アクチュエータ８のアクセス動作モードにおけるヘッド位置検出器１１，主制御器１３，主駆動器１９からなるシーク速度制御系の制御帯域を２００Ｈｚに、同じく整定動作モード及びトラック追従動作モードにおける主アクチュエータ８の位置決め制御系の制御帯域を１ｋＨｚに設定した。また、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおけるヘッド位置検出器１１，高域通過フィルタ１５，微動制御器１６，微動駆動器１７からなる微動アクチュエータ３の位置決め制御系の制御帯域は、主アクチュエータ８の位置決め制御系の制御帯域（１ｋＨｚ）よりも広い２ｋＨｚに設定した。
【００８０】
そして、図１１は高域通過フィルタ１５を含まない場合の位置−時間応答波形を、図１２は高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃを、主アクチュエータ８の整定動作モード及びトラック追従動作モードにおける位置決め制御系の制御帯域よりも低い５００Ｈｚに設定した場合の位置−時間応答波形を、図１３は高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃを、主アクチュエータ８の整定動作モード及びトラック追従動作モードにおける位置決め制御系の制御帯域と同じ１ｋＨｚに設定した場合の位置−時間応答波形をそれぞれ示す。尚、図１１〜図１３においては高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃは、整定動作モードとトラック追従動作モードとで変更せずに、一定にしている。
【００８１】
先ず、図１１に示す、高域通過フィルタ１５を含まない場合のアクセス動作からトラック追従動作までの磁気ヘッド２の位置時間応答について説明する。前記高域通過フィルタ１５を含まない場合は、ヘッド位置検出器１１の出力する位置信号ｐｅが切替スイッチ１４を介して微動制御器１６にそのまま入力される。同図（ｂ）に示す時刻ｔａにおいてアクセス動作が完了し、それと同時に主アクチュエータ８及び微動アクチュエータ３による整定動作及びトラック追従動作が開始される。つまり、時刻ｔａまではアクセス動作であるため切替スイッチ１４が端子ａ側に接続されており、これにより、微動アクチュエータ３には何ら信号が入力されない。そのため、微動アクチュエータ３は中立状態となって磁気ヘッド２は、微動アクチュエータ３の動作範囲における中央位置に位置している。そして、アクセス動作が完了して切替スイッチ１４が端子ｂ側に接続される時刻ｔａにおいて微動アクチュエータ３による位置決め制御が開始される。このように微動アクチュエータ３は中立状態から位置決め制御を開始するため、何れの動作方向にも略均等に動作可能である。また、アクセス動作においては微動アクチュエータ３の圧電素子２５に電圧が印加されないため、圧電素子２５が一定の変位量で変位した状態を継続することがない。ただし、高域通過フィルタ１５が存在しない場合には、位置整定後も変位出力はゼロにならず、偏差が残る。つまり、高域通過フィルタ１５が存在しない場合には、微動アクチュエータ３に直流成分が供給され続けるため、その直流電圧分だけ圧電素子２５に印加される電圧が高くなると共に、微動アクチュエータ３が一定の変位量で変位した状態を継続することになる。従って、圧電素子２５の寿命の観点から好ましくない。尚、時刻ｔａのアクセス動作完了時に、微動アクチュエータ３の位置に平坦部を生じるのは、微動アクチュエータ３に所定の制限値以上の駆動電圧信号ｕｍが印加されないようにリミッタ３３によって制限処理を行っているためである。
【００８２】
次に、図１２に示す、高域通過フィルタ１５の遮断周波数を５００Ｈｚに設定した場合のアクセス動作からトラック追従動作までの磁気ヘッド２の位置時間応答について説明する。図１２に示すように、時刻ｔａにおいてアクセス動作が完了し、それと同時に主アクチュエータ８及び微動アクチュエータ３による整定動作が開始され、時刻ｔｂで整定動作が完了している。尚、時刻ｔａのアクセス動作完了時に、微動アクチュエータ３の変位の正負側に平坦部を生じるのは、リミッタ３３による制限処理を行っているためである。高域通過フィルタ１５が設けられている場合は、ヘッド位置検出器１１の出力する位置信号ｐｅが切替スイッチ１４を介して高域通過フィルタ１５に入力され、高域通過フィルタ１５により低域周波数成分を遮断したフィルタ信号ｅが微動制御器１６に入力されることになる。そのため、微動アクチュエータ３に直流成分及び低周波数成分が供給されることが防止され、磁気ヘッド２の位置整定後は偏差が残らない。そのため、微動アクチュエータ３の圧電素子２５に印加される電圧が、直流成分及び低周波数成分の分だけ低下すると共に、前記偏差分の電圧が印加され続けることを防止することができる。つまり、圧電素子２５の寿命を延ばすことができる。また、偏差が残らないことで、磁気ヘッド２の位置決めの高精度化が図られると共に、高域通過フィルタ１５を設けない場合と比較して、整定時間の短縮が図られる。
【００８３】
次に、図１３に示す、高域通過フィルタ１５の遮断周波数を１ｋＨｚに設定した場合のアクセス動作からトラック追従動作までの磁気ヘッド２の位置時間応答について説明する。図１３に示すように、時刻ｔａにおいてアクセス動作が完了し、それと同時に主アクチュエータ８及び微動アクチュエータ３による整定動作が開始され、時刻ｔｃで整定動作が完了している。時刻ｔｃは、図１２に示す高域通過フィルタ１５の遮断周波数を５００Ｈｚに設定した場合の位置整定時刻ｔｂと比較して短縮されている。つまり、図１２においては、アクセス動作完了からトラック追従モードに移行する整定動作時に、微動アクチュエータ３の目標トラックからの位置ずれは振動的となり、位置整定時刻ｔｂが長くなる。これは、主アクチュエータ８による磁気ヘッド２の動作を、微動制御系が外乱として認識するためである。そこで、整定動作時に高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃ（図６におけるｆｃＨ）をトラック追従動作モード（整定動作モードを含む）における主制御系の制御帯域（ここでは１ｋＨｚ）以上に設定することによって、トラック追従動作モードにおける主制御系と微動制御系との相互干渉を抑制して、磁気ヘッド２の位置整定時刻ｔｃが短縮される。その結果、高精度かつ高速応答の磁気ディスク装置を構成することができる。さらにこのことは、微動アクチュエータ３を駆動する圧電素子２５に電圧が印加される時間を極力短縮することにもなるため、圧電素子２５の長寿命化に有利である。
【００８４】
図１４、１５は、前記磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制御系において、シミュレーションにより求めた、トラック追従動作における磁気ヘッド２の時間応答波形図である。
【００８５】
各図の（ａ）は、磁気ディスク１上の目標トラックのトラックうねりを示し、シミュレーションではトラックうねりの周波数を５００Ｈｚにした。各図の（ｂ）は、ヘッド位置決め制御系により磁気ヘッド２が目標トラックへ追従制御されたときのトラック追従誤差を示す。各図の（ｃ）は、主アクチュエータ８の変位量を示し、各図の（ｄ）は、微動アクチュエータ３の変位量を示す。
【００８６】
また、シミュレーションでは、トラック追従動作モードにおける主アクチュエータ８の位置決め制御系の制御帯域を１ｋＨｚに設定すると共に、トラック追従動作モードにおける微動アクチュエータ３の位置決め制御系の制御帯域は２ｋＨｚに設定した。
【００８７】
そして、図１４は、高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃを、トラックうねりの周波数よりも高い１ｋＨｚに設定した場合のトラック追従時間応答波形を示し、図１５は、高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃをトラックうねりの周波数よりも低い１０Ｈｚに設定した場合のトラック追従時間応答波形を示す。
【００８８】
先ず、図１４に示すように追従動作モードにおける遮断周波数ｆｃを比較的高くしたときには、図１４（ａ）の目標トラックのトラックうねりに対して、図１４（ｂ）に示すようにトラック追従誤差は約４０％まで抑制されてはいるが、抑制率としては十分ではない。また、図１４（ｃ）と図１４（ｄ）を比較すると主アクチュエータ８と微動アクチュエータ３の位置変位量が逆位相の関係にあり、これにより十分なトラック追従抑制特性が得られていない。
【００８９】
次に、図１５に示すように追従動作モードにおける遮断周波数ｆｃを比較的低くしたときには、図１４（ａ）の目標トラックのトラックうねりに対して、図１４（ｂ）に示すようにトラック追従誤差は約１２％まで抑制されている。また、図１４（ｃ）と図１４（ｄ）を比較すると主アクチュエータ８と微動アクチュエータ３の変位量がほぼ同位相の関係にあり、図１３（ｂ）に比べて十分なトラック追従抑制特性が得られている。
【００９０】
すなわち、位置決め制御系が整定動作からトラック追従動作に移行したときには、高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃをできるだけ低く設定した方がトラック追従誤差の抑制特性を向上させることができる。つまり、主アクチュエータ８が補正する外乱の周波数帯域と、微動アクチュエータ３が補正する外乱の周波数帯域とは、高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃによって振り分けられるが、主アクチュエータ８は動作範囲は広いものの、質量が大きいため高い周波数まで応答することができない一方、微動アクチュエータ３は動作範囲は狭いものの、高い周波数まで応答することができる。そこで、トラックうねりの原因の一つである、ディスク偏心等の低周波数かつ振幅の大きな変動は、主アクチュエータ８で補正し、その他（例えば風乱、モータ振動等）の高周波数かつ振幅の小さな変動は、微動アクチュエータ３で補正すべく、高域通過フィルタ１５の遮断周波数ｆｃ（図６におけるｆｃＬ）を低くする。そうすることによって、トラック追従誤差の抑制特性が向上する。ここで、トラック追従動作における遮断周波数ｆｃＬは、トラックうねりの周波数に応じて設定すればよく、その設定に際してはディスク偏心（ディスク１の回転周波数）を考慮するのがよい。
【００９１】
よって、高域通過フィルタ１５が、第２のモード切替信号ｍｄに応じてその遮断周波数ｆｃをｆｃＨからｆｃＬに切り替えることによって、整定動作モードにおいては、比較的高い遮断周波数ｆｃＨで位置信号ｐｅのフィルタリング処理を行うことになり、整定時間の短縮が図られる（図１３参照）。一方、トラック追従動作モードにおいては、比較的低い遮断周波数ｆｃＬで位置信号ｐｅのフィルタリング処理を行うことになり、トラック追従誤差の抑制が図られる（図１５参照）。
【００９２】
従って、前記実施形態に係る磁気ディスク装置によると、制御モード指令器１８がアクセス動作のモード切替信号ｍｓを出力し、位置決め制御系がアクセス動作を開始したときは切替スイッチ１４は端子ａ側に切り替えられ、位置信号ｐｅは高域通過フィルタ１５に入力されない。これによって、アクセス動作時には微動アクチュエータ３が駆動されないため、薄膜圧電素子２５に電圧が印加されない。その結果、アクセス動作時に微動アクチュエータ３が一定の変位量で変位した状態を維持することがなくなる。
【００９３】
そして、位置決め制御系がアクセス動作を完了したときは、第１のモード切替信号ｍｓによって切替スイッチ１４が端子ｂ側に切り替えられ、ヘッド位置検出器１１の出力する位置信号ｐｅが切替スイッチ１４を介して高域通過フィルタ１５に入力される。そうして、フィルタ信号ｅに基づいて微動制御信号ｕｍ及び駆動電圧信号ｖｍが生成され、微動アクチュエータ３が駆動制御される。このように、位置信号ｐｅに対しフィルタリング処理を行った上で微動制御信号ｕｍを生成するため、位置信号ｐｅのうち低周波数成分、特に直流成分が減衰し、それによって、薄膜圧電素子２５に印加される電圧値が直流電圧分だけ低下する。また、磁気ヘッド２が目標トラックに整定した後に、低周波成分、特に直流成分に起因する磁気ヘッド２と目標トラックとの偏差が残存して、微動アクチュエータ３が一定の変位量で変位した状態を維持することがなくなる。
【００９４】
このように、薄膜圧電素子２５に印加される電圧値が極力低くなると共に、アクセス動作モード、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおいて、微動アクチュエータ３が一定の変位量で変位した状態を維持することがなくなり、微動アクチュエータ３（圧電素子２５）の寿命を向上させることができる。
【００９５】
また、アクセス動作モードにおいては、微動アクチュエータ３の薄膜圧電素子２５に電圧が印加されないことで、磁気ヘッド２は、フレクシャ２２の弾性力によって微動アクチュエータ３の動作範囲の中央位置に位置づけられる一方、整定動作モード及びトラック追従動作モードにおいては、薄膜圧電素子２５に直流成分が印加されないことで、磁気ヘッド２は、フレクシャ２２の弾性力によって微動アクチュエータ３の動作範囲の中央位置に位置づけられると共に、その中央位置から、薄膜圧電素子２５に印加される交流成分に応じて微動することになる。そのため、微動アクチュエータ３による位置決め制御が開始されるときに、微動アクチュエータ３はその動作方向に対して何れの動作方向にも略均等に動作することが可能であり、磁気ヘッド２を目標トラックに柔軟に追従させることが可能になる。その結果、微動アクチュエータ３と主アクチュエータ８とによる高速かつ高精度なヘッドの位置決めが実現する。
【００９６】
また、高域通過フィルタ１５は、第２のモード切替信号ｍｄに応じて、位置決め制御系が整定動作をしているときには、その遮断周波数ｆｃを主アクチュエータ８の制御帯域と同じかそれよりも高く設定することにより、主アクチュエータ８の位置決め制御系と微動アクチュエータ３の位置決め制御系との干渉が防止され、整定動作モードの期間を短縮することができる。一方、整定動作完了後のトラック追従動作においては、高域通過フィルタ１５は、その遮断周波数ｆｃを低く設定することにより、トラックうねりに対して十分な追従特性を得ることができる。その結果、高精度かつ高速応答の磁気ディスク装置が構成される。
【００９７】
尚、前記実施の形態における磁気ディスク装置では、ヘッド位置検出器１１が出力する位置信号ｐｅを切替スイッチ１４を介して高域通過フィルタ１５に入力するようにしているが、ヘッド位置検出器１１の出力する位置信号ｐｅを高域通過フィルタ１５に入力し、その高域通過フィルタ１５からのフィルタ信号ｅを切替スイッチ１４を介して微動制御器１６に入力するようにしてもよい。また、ヘッド位置検出器１１が出力する位置信号ｐｅを先ず微動制御器１６に入力し、その微動制御器１６が出力する微動制御信号ｕｍを高域通過フィルタ１５を介して微動駆動器１７に入力するようにしてもよい。
【００９８】
また、本発明のディスク装置及びその制御方法は、前記実施の形態のように圧電素子を利用する微動アクチュエータ３に限定されるものではない。
【００９９】
また、前記実施の形態では、本発明のディスク装置及びその制御方法を、磁気ディスク装置を例に挙げて説明したが、本発明は、本例に限定されるものではなく、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の、他の態様のディスク装置にも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、主アクチュエータと微動アクチュエータを備えた２段アクチュエータ方式の、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の各種のディスク装置において、信頼性を高める上で有用であると共に、ヘッドの位置決めを高速かつ高精度に行い得るため、高トラック密度化を実現する上で有利である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】微動アクチュエータの構成を示す構成図である。
【図３】フレクシャ及び圧電素子を有する微動アクチュエータの、駆動電圧信号に対するヘッドの変位量の応答を示す周波数特性図である。
【図４】制御モード指令器が出力するモード切替信号ｍｓとモード切替信号ｍｄの位相関係を示す時間波形図である。
【図５】主制御器の構成を示すブロック図である。
【図６】高域通過フィルタの周波数特性図である。
【図７】微動制御器の構成を示すブロック図である。
【図８】積分器の周波数特性図である。
【図９】ノッチフィルタの周波数特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るディスク装置における、磁気ヘッドの移動速度−時間応答波形図である。
【図１１】ディスク装置の微動制御系に高域通過フィルタを含まない場合の、磁気ヘッドの位置−時間応答波形図である。
【図１２】高域通過フィルタの遮断周波数を主アクチュエータの制御帯域より低く設定した場合の、磁気ヘッドの位置−時間応答波形図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るディスク装置における、磁気ヘッドの位置−時間応答波形図である。
【図１４】高域通過フィルタの遮断周波数をトラックうねりの周波数よりも高く設定してトラック追従動作をした場合の、磁気ヘッドの時間応答波形図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るディスク装置における、トラック追従動作時の磁気ヘッドの時間応答波形図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    磁気ディスク（ディスク）
２    磁気ヘッド（ヘッド）
３    微動アクチュエータ
４    アーム
６    ボイスコイルモータ
８    主アクチュエータ
１１    ヘッド位置検出器（ヘッド位置検出手段）
１３    主制御器（主制御手段）
１４    切替スイッチ
１５    高域通過フィルタ
１６    微動制御器
１７    微動駆動器（微動駆動手段）
１８    制御モード指令器（制御モード指令手段）
１９    主駆動器（主駆動手段）
２０    微動制御手段
２５    圧電素子
３１    積分器
３２    ノッチフィルタ
３３    リミッタ
ｉａ    駆動電流
ｍｓ，ｍｄ  モード切替信号
ｐｅ    位置信号
ｕｍ    微動制御信号
ｕｖ    主制御信号
ｖｍ    駆動電圧信号
【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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