(57)【要約】【課題】  ２段アクチュエータ構成のヘッドの位置決め制御において、制御周波数を高く設定でき、外乱を補償して、高精度に位置決めを行う方法を提供する。【解決手段】  第１推定器１３は、ＶＣＭ駆動信号ｕ1とＶＣＭ６からの電圧信号Ｖａとから、ヘッドの位置を推定して、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estを出力するとともに、ヘッド支持機構８に作用する外乱を推定して外乱推定信号τdestを出力する。第２推定器１５は、微動アクチュエータ７の制御信号ｃ2からヘッドの変位を推定して変位推定信号ｘ2estを出力する。第１のヘッド位置推定信号ｘ1estと変位推定信号ｘ2estとを加算して、第２のヘッド位置推定信号ｘestを得る。位置誤差信号ｅは、サーボ情報を検出して得たヘッド位置信号ｘまたは第２のヘッド位置推定信号ｘestを用いて生成される。外乱補償器１０は、ＶＣＭ制御信号ｃ1と外乱推定信号τdestとを合成して、ＶＣＭ駆動信号ｕ1を生成する。【選択図】  図１
2004171736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるディスクに対して、アクチュエータを用いてヘッドを位置決めするヘッド位置決め制御方法であって、
前記アクチュエータは、ボイスコイルモータを備えて前記ディスクの全体にわたるストロークを有する粗動アクチュエータと、前記粗動アクチュエータと前記ヘッドとの間に介在し、前記粗動アクチュエータのストロークよりも小さなストロークを有する微動アクチュエータとを備え、
前記粗動アクチュエータを駆動するための第１の駆動信号と前記微動アクチュエータを駆動するための第２の駆動信号とを生成するステップと、
前記粗動アクチュエータの駆動に伴って前記ボイスコイルモータに発生する電圧を検出し、前記電圧値を示す電圧信号を生成するステップと、
前記第１駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータの駆動によって変位したヘッドの位置を推定し、第１のヘッド位置推定信号を生成するステップと、
前記第２の駆動信号から前記微動アクチュエータの変位を推定し、変位推定信号を生成するステップと、
前記第１のヘッド位置推定信号と前記変位推定信号とを加算することによって第２のヘッド位置推定信号を生成するステップと、
前記ヘッドの目標位置を示す目標位置信号と前記第２のヘッド位置推定信号とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差推定信号を生成するステップと、
前記位置誤差推定信号に基づいて前記第１の駆動信号及び第２の駆動信号を補正する駆動信号補正ステップと、
を備えたヘッド位置決め制御方法。
【請求項２】
前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの位置を検出するステップと、
前記ヘッドの検出位置と前記目標位置とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差信号を生成するステップと、
を更に備え、
前記駆動信号補正ステップの代わりに、前記位置誤差信号及び前記位置誤差推定信号のいずれか一方を選択的に用いて前記第１の駆動信号及び前記第２の駆動信号を補正する補正ステップを備える請求項１に記載のヘット位置決め制御方法。
【請求項３】
前記補正ステップは、前記サーボ情報のサンプリング周期よりも短い所定の周期ごとに実行され、
前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生する周期においては、前記位置誤差信号を利用し、
前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生しない周期においては、前記位置誤差推定信号を利用する請求項２に記載のヘッド位置決め制御方法。
【請求項４】
前記第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定し、外乱推定信号を生成するステップと、
前記外乱推定信号から外乱を補償する外乱補償信号を生成し、前記第１の駆動信号と前記外乱補償信号とを合成することによって前記第１駆動信号を補正するステップと、
を更に備えた請求項１に記載のヘッド位置決め制御方法。
【請求項５】
前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの位置を逐次検出するステップと、
前記ヘッドの位置を検出すると、前記ヘッドの検出位置に基づいて前記第１のヘッド位置推定信号を逐次補正するステップと、
を更に備えた請求項１に記載のヘッド位置決め制御方法。
【請求項６】
前記微動アクチュエータは圧電体により構成されている請求項１に記載のヘッド位置決め制御方法。
【請求項７】
前記圧電体は、前記第２の駆動信号に略比例した変位を発生する特性を有する請求項６に記載のヘッド位置決め制御方法。
【請求項８】
情報を記録するディスクと、
前記ディスクを回転させるモータと、
少なくとも前記ディスクの情報を再生するヘッドと、
ボイスコイルモータを備えて前記ディスクの全体にわたるストロークを有する粗動アクチュエータと、前記粗動アクチュエータと前記ヘッドとの間に介在し、前記粗動アクチュエータのストロークよりも小さなストロークを有する微動アクチュエータとを備えたヘッド支持機構と、
第１の駆動信号及び第２の駆動信号を生成する制御器と、
前記第１の駆動信号が入力され、前記粗動アクチュエータを駆動する第１駆動器と、
前記第２の駆動信号が入力され、前記微動アクチュエータを駆動する第２駆動器と、
前記粗動アクチュエータの駆動に伴って前記ボイスコイルモータに発生する電圧を検出し、前記電圧値を示す電圧信号を出力する電圧検出器と、
前記第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータの駆動によって変位した前記ヘッドの位置を推定し、第１のヘッド位置推定信号を出力する第１推定器と、
前記第２の駆動信号から前記微動アクチュエータの変位を推定し、変位推定信号を出力する第２の推定器と、
前記第１のヘッド位置推定信号と前記変位推定信号とを加算し、第２のヘッド位置推定信号を出力する加算器と、
前記ヘッドの目標位置を示す目標位置信号と前記第２のヘッド位置推定信号とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差推定信号を生成する位置誤差関連信号生成器と、
を備え、
前記制御器は、前記位置誤差推定信号に基づいて前記第１の駆動信号及び前記第２の駆動信号を補正するように構成されているディスク装置。
【請求項９】
前記位置誤差関連信号生成器は、前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差信号を生成し、
前記制御器は、前記位置誤差推定信号及び前記位置誤差信号のいずれか一方を選択的に用いて前記第１及び第２の駆動信号を補正するように構成されている請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記制御器は、前記サーボ情報のサンプリング周期よりも短い所定の周期ごとに前記第１及び第２の駆動信号を補正し、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生する周期においては前記位置誤差信号を利用し、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生しない周期においては前記位置誤差推定信号を利用する請求項９に記載のディスク装置。
【請求項１１】
前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定した外乱補償信号と前記第１駆動信号とを合成し、外乱補償後の第１の駆動信号を生成する外乱補償器を更に備え、
前記第１推定器は、外乱補償後の第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定して前記外乱補償信号を生成するように構成されている請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１２】
前記第１の推定器は、前記サーボ情報を前記ヘッドで再生することによって得られた前記ヘッドの検出位置に基づいて、前記第１のヘッド位置推定信号を逐次補正するように構成されている請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１３】
前記微動アクチュエータは圧電体により構成されている請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１４】
前記圧電体は、前記第２の駆動信号に略比例した変位を発生する特性を有する請求項１３に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドや光ピックアップなどのヘッドを、粗動アクチュエータおよび微動アクチュエータにより、記録媒体であるディスクの所望のトラックへ高精度に位置決めを行うための制御方法、およびこれを用いたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置などのディスク装置に関して、小型化、大容量化が急速に進んでいる。例えば磁気ディスク装置の大容量化については、ディスクのトラックの高密度化が進み、トラックピッチはさらに狭くなる傾向にある。そのため、磁気ディスクにデータを記録または再生するために、狭いピッチで形成された同心円状のトラックに、磁気ヘッドを高い精度で位置決めすることが必要になってきている。
【０００３】
通常、磁気ヘッドは磁気ディスク装置内に設けられたヘッド支持機構によって支持されている。図９は従来のヘッド支持機構の構成の一例を示す平面図である。回転駆動される磁気ディスク１０１に対するデータの記録／再生を行う磁気ヘッド１０２は、サスペンションアーム（支持アームとも言う）１０３の一端に支持されている。サスペンションアーム１０３の他方の端部は、キャリッジ（ベースアームとも言う）１０４の一端に支持されている。キャリッジ１０４は、磁気ディスク装置のハウジング（図示せず）に対して固定されている回転軸受１０５によって、回転可能に支持されている。
【０００４】
キャリッジ１０４の他方の端部には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭとも言う）を構成するコイル１０６が固定されている。ハウジングにはマグネット１０７で構成された磁気回路が固定されており、コイル１０６に流れる励磁電流を制御することにより、キャリッジ１０４は回転軸受１０５に対して回動する。これにより、サスペンションアーム１０３の一端に支持されている磁気ヘッド１０２は、磁気ディスク１０１の実質的な半径方向に沿って移動することができる。
【０００５】
磁気ディスク１０１には一定の角度間隔ごとに予めサーボ情報が記録されており、このサーボ情報にしたがって磁気ヘッド１０２の位置決め制御が行われる。すなわち、磁気ヘッド１０２の位置決め制御においては、磁気ヘッド１０２がサーボ情報を読み取ることにより、磁気ヘッド１０２のトラック位置情報を検出する。そして、目標トラックに対する磁気ヘッド１０２の位置誤差を示す位置誤差信号を生成し、この位置誤差信号の大きさが最小となるように、磁気ヘッド１０２を位置決めする。なお、このような位置決め制御は、磁気ディスク１０１の回転速度と、トラック１周あたりに記録されているサーボ情報の数（サーボセクタ数）とにより定まるサンプリング周期ごとに実行される。
【０００６】
磁気ヘッド１０２を高精度に位置決め制御するためには、サンプリング周期を短くして磁気ヘッド１０２の位置決め制御系の制御周波数を高くする必要がある。しかし、図９に示したようなヘッド支持機構には、高次の固有機械共振モードが存在する場合がある。そのため、位置決め精度を高めるために制御周波数を高く設定すると、その固有機械共振により、位置決め制御系が不安定になってしまうという問題があった。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１０６によりキャリッジ１０４を回動させて磁気ヘッド１０２を位置決めする従来のヘッド支持機構の構成では、より高精度な位置決め制御は難しかった。
【０００７】
このような問題点への対策として、ヘッド支持機構にさらに微動アクチュエータを組み込み、微動アクチュエータをボイスコイルモータと併用することで磁気ヘッドの位置決めを高精度化する、いわゆる「２段アクチュエータ」技術が数多く提案されている。例えば、微小変位が可能で高い固有共振点を持つ薄膜圧電素子を微動アクチュエータとして用いた方法（例：特許文献１、特許文献２）や、微動アクチュエータとボイスコイルモータとを併用して磁気ヘッドの位置決め制御を行うためのサーボ技術（例：特許文献３）等が挙げられる。
【０００８】
一方、近年の磁気ディスク装置の小型化に伴い、ヘッド支持機構を支持する回転軸受における摩擦力などの外乱や、ヘッド支持機構と回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板の弾性力といった外乱が、磁気ヘッドの位置決め精度を悪化させる要因となっている。このため、外乱を補償して位置決め精度を向上させるために、磁気ディスクに記録されたサーボ情報からヘッド位置信号を得て、このヘッド位置信号とボイスコイルモータの駆動信号とを入力とする外乱推定手段により、外力を補償する位置決め制御方法が提案されている（例：特許文献４）。
【特許文献１】特開２００１−２１６７４８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−１３４８０７号公報（第４頁−第５頁、第１図）
【特許文献３】特許第３０８９７０９号公報（第４頁−第５頁、第４図）
【特許文献４】特開平９−２３１７０１号公報（第４頁−第６頁、第１図−第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の２段アクチュエータ構成により磁気ヘッドの高精度な位置決め制御を実現するためには、磁気ヘッドの位置決め制御系の制御周波数を高く設定して、微動アクチュエータの高速応答性能を最大限に発揮させることが重要である。しかしながら、制御周波数を高くするためには、サーボ情報のサンプリング周期を短くする必要がある。そのためには、サーボセクタ数を増やして、サーボ情報を磁気ディスクにより多く記録しておく必要がある。しかし、サーボ情報をより多く記録すると、情報を記録するための領域がその分だけ少なくなるので、データフォーマット効率が低下するという課題があった。
【００１０】
例えば、図１０に示すように、ディスク１０１には、サーボ情報が記録されたサーボ領域１１０と情報を記録するための情報領域１１１とが、一定角度間隔ごとに設けられる。ここで、サーボ領域１１０の長さをＷｓ、情報領域１１１の長さをＷｄとすると、例えば３．５インチのディスクおよび１．８インチのディスクにおける領域１１０，１１１の長さＷｓ，Ｗｄ等は、図１１の表に示した値となる。図１１から分かるように、情報領域１１１の長さＷｄはディスク径が小さくなるほど短くなるが、サーボ領域１１０の長さＷｓは、ディスク径が小さくなっても短くなっていない。これは、サーボ情報を記録するためにはある程度の領域が必要であり、サーボ領域１１０の長さＷｓをディスク径に比例して短くすることはできないからである。
【００１１】
ディスク１０１の全領域に占めるサーボ領域１１０の割合は、Ｗｓ／（Ｗｄ＋Ｗｓ）で
表すことができる。したがって、３．５インチのディスクの場合、当該割合は、５０／（５７８＋５０）＝８％となる。一方、１．８インチのディスクの場合、上記割合は、５０／（２６４＋５０）＝１６％となる。このように、ディスクが小型化するほどサーボ領域１１０の占める割合が大きくなり、データフォーマット効率は低下する。
【００１２】
上述の外乱を補償する位置決め制御方法においては、サーボ情報から得たヘッド位置信号とボイスコイルモータの駆動信号とから、ヘッド支持機構に作用する外乱を推定して外力を補償する。しかし、サーボ情報はサンプリング周期ごとにしか入手できない。そのため、サーボ情報に依存する以上、外乱を推定できる帯域はサーボ情報のサンプリング周期で制限されて、外力を良好に補償することができないという課題があった。
【００１３】
本発明は、これらのような課題を解決するためになされたものであり、サーボセクタ数を増やしてデータフォーマット効率を低下させることなく、ヘッドの高精度な位置決めを行う方法およびディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るヘッドの位置決め制御方法は、回転駆動されるディスクに対して、アクチュエータを用いてヘッドを位置決めするヘッド位置決め制御方法であって、前記アクチュエータは、ボイスコイルモータを備えて前記ディスクの全体にわたるストロークを有する粗動アクチュエータと、前記粗動アクチュエータと前記ヘッドとの間に介在し、前記粗動アクチュエータのストロークよりも小さなストロークを有する微動アクチュエータとを備え、前記粗動アクチュエータを駆動するための第１の駆動信号と前記微動アクチュエータを駆動するための第２の駆動信号とを生成するステップと、前記粗動アクチュエータの駆動に伴って前記ボイスコイルモータに発生する電圧を検出し、前記電圧値を示す電圧信号を生成するステップと、前記第１駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータの駆動によって変位したヘッドの位置を推定し、第１のヘッド位置推定信号を生成するステップと、前記第２の駆動信号から前記微動アクチュエータの変位を推定し、変位推定信号を生成するステップと、前記第１のヘッド位置推定信号と前記変位推定信号とを加算することによって第２のヘッド位置推定信号を生成するステップと、前記ヘッドの目標位置を示す目標位置信号と前記第２のヘッド位置推定信号とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差推定信号を生成するステップと、前記位置誤差推定信号に基づいて前記第１の駆動信号及び第２の駆動信号を補正する駆動信号補正ステップと、を備えた方法である。
【００１５】
位置誤差推定信号は、サーボ情報のサンプリング周期に関係なく生成することができる。そのため、上記方法によれば、サーボ情報をサンプリングできない時刻であっても、位置誤差を推定することができ、ヘッドの位置決め制御を実行することができる。
【００１６】
前記制御方法は、前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの位置を検出するステップと、前記ヘッドの検出位置と前記目標位置とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差信号を生成するステップと、を更に備え、前記駆動信号補正ステップの代わりに、前記位置誤差信号及び前記位置誤差推定信号のいずれか一方を選択的に用いて前記第１の駆動信号及び前記第２の駆動信号を補正する補正ステップを備えていることが好ましい。
【００１７】
また、前記補正ステップは、前記サーボ情報のサンプリング周期よりも短い所定の周期ごとに実行され、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生する周期においては、前記位置誤差信号を利用し、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生しない周期においては、前記位置誤差推定信号を利用することが好ましい。
【００１８】
これにより、位置誤差信号はサーボ情報のサンプリング周期で生成されるものであるが、位置誤差推定信号はサーボ情報のサンプリング周期に関係なく生成することができる。従って、サーボ情報がサンプリングできる時刻においては、位置誤差信号によってヘッドの位置決め制御を行い、サーボ情報がサンプリングできない時刻においては位置誤差推定信号によってヘッドの位置決め制御を行うようにすることができる。実質的にサーボセクタ数を増やすことなくサンプリング周期が短くなり、ヘッド位置決め制御系の制御周波数を高く設定することが可能になる。結果として、データフォーマット効率を低下させることなく、高精度のヘッド位置決め制御を実現することができる。
【００１９】
前記制御方法は、前記第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定し、外乱推定信号を生成するステップと、前記外乱推定信号から外乱を補償する外乱補償信号を生成し、前記第１の駆動信号と前記外乱補償信号とを合成することによって前記第１駆動信号を補正するステップと、を更に備えていることが好ましい。
【００２０】
これにより、軸受摩擦や慣性力などの外乱を補償することができ、ヘッド位置決め精度を向上させることが可能になる。
【００２１】
前記制御方法は、前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの位置を逐次検出するステップと、前記ヘッドの位置を検出すると、前記ヘッドの検出位置に基づいて前記第１のヘッド位置推定信号を逐次補正するステップと、を更に備えていることが好ましい。
【００２２】
これにより、粗動アクチュエータの駆動によって変化したヘッド位置の推定を、より正確に行うことが可能になる。
【００２３】
前記微動アクチュエータは圧電体により構成されていることが好ましい。前記圧電体は、前記第２の駆動信号に略比例した変位を発生する圧電体からなっていることが好ましい。
【００２４】
微動アクチュエータの変位が駆動信号に対して略比例していることにより、微動アクチュエータの変位を推定した変位推定信号を、容易かつ正確に生成することが可能になる。
【００２５】
本発明に係るディスク装置は、情報を記録するディスクと、前記ディスクを回転させるモータと、少なくとも前記ディスクの情報を再生するヘッドと、ボイスコイルモータを備えて前記ディスクの全体にわたるストロークを有する粗動アクチュエータと、前記粗動アクチュエータと前記ヘッドとの間に介在し、前記粗動アクチュエータのストロークよりも小さなストロークを有する微動アクチュエータとを備えたヘッド支持機構と、第１の駆動信号及び第２の駆動信号を生成する制御器と、前記第１の駆動信号が入力され、前記粗動アクチュエータを駆動する第１駆動器と、前記第２の駆動信号が入力され、前記微動アクチュエータを駆動する第２駆動器と、前記粗動アクチュエータの駆動に伴って前記ボイスコイルモータに発生する電圧を検出し、前記電圧値を示す電圧信号を出力する電圧検出器と、前記第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータの駆動によって変位した前記ヘッドの位置を推定し、第１のヘッド位置推定信号を出力する第１推定器と、前記第２の駆動信号から前記微動アクチュエータの変位を推定し、変位推定信号を出力する第２の推定器と、前記第１のヘッド推定信号と前記変位推定信号とを加算し、第２のヘッド位置推定信号を出力する加算器と、前記ヘッドの目標位置を示す目標位置信号と前記第２のヘッド位置推定信号とから、ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差推定信号を生成する位置誤差関連信号生成器とを備え、前記制御器は、前記位置誤差推定信号に基づいて前記第１の駆動信号及び前記第２の駆動信号を補正するように構成されているものである。
【００２６】
前記位置誤差関連信号生成器は、前記ディスクに予め記録されているサーボ情報を前記ヘッドで再生することによって前記ヘッドの目標位置からのずれを示す位置誤差信号を生成し、前記制御器は、前記位置誤差推定信号及び前記位置誤差信号のいずれか一方を選択的に用いて前記第１及び第２の駆動信号を補正するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
前記制御器は、前記サーボ情報のサンプリング周期よりも短い所定の周期ごとに前記第１及び第２の駆動信号を補正し、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生する周期においては前記位置誤差信号を利用し、前記サーボ情報を前記ヘッドにより再生しない周期においては前記位置誤差推定信号を利用することが好ましい。
【００２８】
前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定した外乱補償信号と前記第１駆動信号とを合成し、外乱補償後の第１の駆動信号を生成する外乱補償器を更に備え、前記第１推定器は、外乱補償後の第１の駆動信号と前記電圧信号とから、前記粗動アクチュエータに加わる外乱の大きさを推定して前記外乱補償信号を生成するように構成されていることが好ましい。
【００２９】
前記第１の推定器は、前記サーボ情報を前記ヘッドで再生することによって得られた前記ヘッドの検出位置に基づいて、前記第１のヘッド位置推定信号を逐次補正するように構成されていることが好ましい。
【００３０】
前記微動アクチュエータは圧電体により構成されていることが好ましい。前記圧電体は、前記第２の駆動信号に略比例した変位を発生する圧電体からなっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によれば、たとえサーボ情報がサンプリングされない時刻であっても、粗動アクチュエータおよび微動アクチュエータを用いたヘッドの位置決め制御を実行することができる。本発明の方法または構成を採用することによって、サーボ情報のサンプリング周期に無関係に位置誤差信号を生成することができる。したがって、サーボセクタ数を増やしてデータフォーマット効率を低下させることなく、ヘッド位置決め制御系の制御周波数を高く設定することが可能になる。
【００３２】
さらに、ヘッドの位置推定信号を生成すると同時に、外乱（例えば、回転軸受における摩擦やフレキシブルプリント基板の弾性力、ディスク装置に加わる衝撃や振動など）を推定して外乱を補償することとすれば、外乱によるトラックズレを抑制することができる。結果として、ヘッドの位置決め制御を安定かつ高精度に行うことができ、信頼性の高いディスク装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態における磁気ディスク装置の主要部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９５により回転される。スライダ２には磁気ヘッド２ａ（図６参照）が搭載されており、磁気ヘッド２ａは磁気ディスク１に対してデータの記録および再生を行う。スライダ２はサスペンションアーム３の一端に支持されている。サスペンションアーム３の他方の端部は、キャリッジ４の一端に支持されている。キャリッジ４は、磁気ディスク装置のハウジング（図示せず）に対して固定されている回転軸受５によって、回転可能に支持されている。
【００３５】
図６に示すように、サスペンションアーム３には、２枚の薄膜圧電体７ａおよび７ｂで構成された微動アクチュエータ７が搭載されている。サスペンションアーム３は、薄膜圧電体７ａおよび７ｂに印加する電圧を制御することにより、スライダ２を微小に変位させることができるよう構成されている。なお、図６は、スライダ２、サスペンションアーム３、微動アクチュエータ７等からなるサスペンション９を磁気ディスク１側から見た斜視図で示している。サスペンションアーム３は基端部３ａにおいて、キャリッジ４に対して溶接などによって固定される。サスペンションアーム３には、磁気ヘッド配線パターンおよび薄膜圧電体用配線パターンを有するフレクシャ３ｃが設けられている。フレクシャ３ｃはフレクシャ基板３ｂ上にパターン化されている。
【００３６】
図７は、フレクシャ３ｃ、フレクシャ基板３ｂ、およびスライダ保持基板３ｄのスライダ取付部分を拡大して示した分解斜視図である。フレクシャ３ｃのスライダ取付部３ｈにおけるスライダ取付側と反対の側には、スライダ保持基板３ｄが貼り付けられている。スライダ保持基板３ｄには突起部３ｅが形成されている。この突起部３ｅは、サスペンションアーム３の先端部に形成されているディンプル（図示せず）に当接するようになっている。フレクシャ３ｃには、図６に示すように、さらに、薄膜圧電体７ａおよび７ｂが接着されている。
【００３７】
図８は薄膜圧電体７ａ、７ｂを駆動させたときのスライダ２の回動動作を説明する図である。薄膜圧電体７ａがＡの方向に伸び、薄膜圧電体７ｂがＢの方向に収縮すると、スライダ２およびスライダ保持基板３ｄは、スライダ保持基板３ｄに形成された突起部３ｅに当接するディンプルを中心にして、矢印Ｃの方向に回動する。従って、スライダ２に設けられている磁気ヘッド２ａは、磁気ディスク１の半径方向に移動することができる。弾性ヒンジ部３ｆ、３ｇの幅は磁気ヘッド配線パターンを形成するのに十分な寸法を有しているが、スライダ２の回動における負荷が小さくなるよう幅をなるべく小さくしてある。そのため、スライダ２は薄膜圧電体７ａ、７ｂの伸縮によって確実に回動する。
【００３８】
なお、微動アクチュエータ７は、例えば特開２００２−１３４８０７号公報に開示された製造方法によって製造することができる。ここでは、特開２００２−１３４８０７号公報を援用する。
【００３９】
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６は、磁気回路を形成するコイル６ａとマグネット６ｂとで構成されている。コイル６ａは、キャリッジ４の他方の端部に固定されている。マグネット６ｂはハウジングに固定されている。コイル６ａに電流が流れると、その電流が作る磁界と磁気回路が発生する磁束との相互作用により、キャリッジ４は回転力を受ける。従って、コイル６ａに印加する電流を制御することにより、磁気ヘッド２ａを搭載したスライダ２を、磁気ディスク１の実質的な半径方向に沿って移動させることができる。
【００４０】
上記のサスペンションアーム３、キャリッジ４、回転軸受５、およびボイスコイルモータ６は、粗動アクチュエータを構成している。ヘッド支持機構８は、上記のスライダ２、サスペンションアーム３、キャリッジ４、回転軸受５、ボイスコイルモータ６、および微動アクチュエータ７により構成されている。
【００４１】
次に、このヘッド支持機構８により、スライダ２に搭載された磁気ヘッド２ａを磁気ディスク１上の目標位置へ位置決めを行うための制御系について、その全体構成を説明する。
【００４２】
図１において、第１駆動器１１は、ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1に対応した駆動電流Ｉａをコイル６ａに通電して、ボイスコイルモータ６を駆動する。第１駆動器１１に含まれる電圧検出器１２は、ボイスコイルモータ６の駆動に伴ってコイル６ａの両端に発生する電圧を検出し、電圧信号Ｖａを出力する。第１推定器１３は、電圧検出器１２の出力する電圧信号Ｖａと、第１駆動器１１の入力であるボイスコイルモータ駆動信号ｕ1とから、ヘッド支持機構８に作用する外乱トルクを推定し、外乱推定信号τdestを出力するとともに、ボイスコイルモータ６を駆動したことにより変位した磁気ヘッド２ａの位置を推定し、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estを出力する。
【００４３】
第２駆動器１４は、微動アクチュエータ制御信号ｃ2に対応した駆動電圧Ｖｐを微動アクチュエータ７に印加する。第２推定器１５は、微動アクチュエータ制御信号ｃ2から、微動アクチュエータ７を駆動したことによる磁気ヘッド２ａの変位を推定し、変位推定信号ｘ2estを出力する。加算器１６は、第１推定器１３から出力された第１のヘッド位置推定信号ｘ1estと、第２推定器１５から出力された変位推定信号ｘ2estとを加算して、第２のヘッド位置推定信号ｘestを出力する。
【００４４】
磁気ディスク１には、あらかじめサーボ情報としてトラックの位置信号が各トラックごとに一定角度間隔で記録されている。これら位置信号は磁気ヘッド２ａにより一定のサンプリング周期で読み込まれる。位置誤差検出器１７は、磁気ヘッド２ａにより読み込まれたヘッド位置信号ｘおよび第２のヘッド位置推定信号ｘestを入力として、磁気ヘッド２ａの現在の位置と目標トラックの目標位置ｒとの差を示す位置誤差信号ｅを生成する。
【００４５】
第１制御器１８は、位置誤差検出器１７で生成された位置誤差信号ｅと、第２推定器１５から出力された変位推定信号ｘ2estとを入力として、ボイスコイルモータ制御信号ｃ1を生成する。ボイスコイルモータ制御信号ｃ1は、外乱補償器１０に入力され、第１推定器１３で生成された外乱推定信号τdestと合成される。外乱補償器１０は、ボイスコイルモータ制御信号ｃ1と外乱推定信号τdestとからボイスコイルモータ駆動信号ｕ1を生成する。また、第２制御器１９は、位置誤差検出器１７で生成された位置誤差信号ｅを入力として、微動アクチュエータ制御信号ｃ2を生成する。
【００４６】
続いて、本実施の形態の磁気ディスク装置の位置決め制御系の動作について、図２〜５を用いて説明する。なお、図２および図３において、ｓはラプラス演算子を示している。また、図２、図３、および図４において、サーボ情報のサンプリングによるホールド要素については、説明を簡単にするため、これを省略してある。
【００４７】
図２は、本実施の形態の磁気ディスク装置における位置制御系の構成のうち、第１駆動器１１、電圧検出器１２、第１推定器１３、外乱補償器１０の各要素を合わせて説明するブロック線図である。なお、図２において、図１の要素と対応するブロックについては図１と同様の符号を付すこととする。
【００４８】
第１制御器１８より出力されたボイスコイルモータ制御信号ｃ1は、外乱補償器１０を経由してボイスコイルモータ駆動信号ｕ1になる。外乱補償器１０の動作については後述する。ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1は、伝達関数ｇｍのブロックで表される第１駆動器１１において、電圧信号からｇｍ倍の電流信号に変換され、駆動電流Ｉａとして出力される。コイル６ａに駆動電流Ｉａが通電されると、磁界が発生する。そして、発生した磁界と、前述したマグネット６ｂが発生する磁束との相互作用により、ボイスコイルモータ６に駆動トルクτが発生する。すなわち、駆動電流Ｉａは、ボイスコイルモータ６において、伝達関数Ｋｔで駆動トルクτに変換される。ここで、伝達関数Ｋｔは、ボイスコイルモータ６のトルク定数を示す。ブロック２３の伝達関数（Ｌｂ／Ｊ・ｓ）は、ボイスコイルモータ６により発生した駆動トルクτから、磁気ヘッド２ａの移動速度ｖへの伝達特性を表す。ここで、Ｊはヘッド支持機構８の慣性モーメントを示し、Ｌｂは回転軸受５の回転中心から磁気ヘッド２ａまでの距離を示している。ブロック２４は積分器であり、その伝達関数は１／ｓで表される。積分器２４は、磁気ヘッド２ａの移動速度ｖを、ボイスコイルモータ６が駆動したことによって変化した磁気ヘッド２ａの位置ｘ1に変換する。
【００４９】
回転軸受５における軸受摩擦、ヘッド支持機構８と電子回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板の弾性力、あるいは、磁気ディスク装置外部から加わる衝撃や振動によりヘッド支持機構８が受ける慣性力などの外乱τdは、ブロック２３の前段における加算器２７に入力される形で表現される。
【００５０】
ボイスコイルモータ６が駆動することにより、コイル６ａの両端には回動の速度に比例した誘起電圧Ｅａが発生する。比例係数をＫｖとすると、Ｅａは（式１）で表現できる。
【００５１】
【数１】
2004171736.tif 000003
【００５２】
ブロック２６および加算器２８で構成される一点鎖線で囲んだ部分のブロックは、図１における電圧検出器１２に相当する。ブロック２５から出力される誘起電圧Ｅａと、コイル６ａに駆動電流Ｉａが通電されることにより発生する電圧降下分（Ｒａ＋Ｌａ・ｓ）・Ｉａとを、加算器２８で加算することにより、電圧検出器１２は電圧信号Ｖａを出力する。すなわち、電圧信号Ｖａは次の（式２）で表される。
【００５３】
【数２】
2004171736.tif 000004
【００５４】
ここで、Ｒａはコイル６ａのコイル抵抗、Ｌａはコイル６ａのインダクタンスを示す。（式１）および（式２）より、電圧信号Ｖａは（式３）のように表現できる。
【００５５】
【数３】
2004171736.tif 000005
【００５６】
また、図２中で、一点鎖線で囲んで示した他のブロックは、図１における第１推定器１３に相当する。このブロック１３は、ブロック３１，３２，３３，３４，３５，３６で示す各伝達関数を含んでいる。ブロック３１〜３６は、ブロック２１〜２６とそれぞれ対応しており、それぞれ略一致した伝達関数を持っている。ここで、第１推定器１３のブロックにおける各定数に付したサフィックス「ｎ」は公称値を示し、サフィックス「ｅｓｔ」を付した変数は推定値であることを示す。
【００５７】
第１駆動器１１に入力されるボイスコイルモータ駆動信号ｕ1は、第１推定器１３にも入力され、ブロック３１とブロック３２とで（ｇｍn・Ｋｔn）倍することにより、ボイスコイルモータ６によって発生した駆動トルクτを推定した駆動トルク推定信号τestが得られる。
【００５８】
ブロック３３からは、速度推定信号ｖestが出力される。ブロック３４は積分器であり、その伝達関数は１／ｓで表される。積分器３４は、速度推定信号ｖestを、ボイスコイルモータ６が駆動したことによって変化した磁気ヘッド２ａの位置を推定した第１のヘッド位置推定信号ｘ1estに変換する。
【００５９】
ブロック３５で速度推定信号ｖestをＫｖn倍することにより得られた誘起電圧推定信号Ｅａestと、コイル６ａに推定駆動電流Ｉａestが通電されることにより発生する電圧降下分（Ｒａn＋Ｌａn・ｓ）・Ｉａestとが加算器３８で加算されて、加算器３８から電圧推定信号Ｖａestが出力される。電圧推定信号Ｖａestは、減算器３９に入力され、実際に電圧検出器１２によって検出された電圧信号Ｖａと比較される。その比較結果の誤差信号α（＝Ｖａ−Ｖａest）は、ブロック４０で表される乗算器と、ブロック４１で表される積分器とにそれぞれ入力される。ブロック４１の積分器は、誤差信号αを積分し、外乱についての外乱推定信号τdestを出力する。ブロック４０の乗算器は、誤差信号αをＧ1倍して加算器４２に入力する。加算器４２は外乱推定信号τdestと、誤差信号αをＧ1倍した信号とを加算して、加算器３７に入力する。加算器３７では、ブロック３２の出力する駆動トルク推定信号τestと、加算器４２の出力信号とを加算して、その加算結果γをブロック３３に出力する。
【００６０】
なお、ブロック４０の係数Ｇ1とブロック４１の係数Ｇ2とは、第１推定器１３の動作を安定化するための定数であり、その詳細については後述する。
【００６１】
図２中で、一点鎖線で囲んで示した更に他のブロックは、図１における外乱補償器１０に相当する。この外乱補償器１０に含まれるブロック５１は、外乱推定信号τdestを１／（ｇｍn・Ｋｔn）倍することにより、ボイスコイルモータ６に外乱推定信号τdestに相当する大きさの駆動力を発生させるのに必要な外乱補償信号βを生成する。減算器５２において、ボイスコイルモータ制御信号ｃ1から外乱補償信号βを減算することにより、ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1が生成される。
【００６２】
引き続き、第１推定器１３の動作について、数式を利用して詳しく説明する。まず、ブロック４１の出力である外乱推定信号τdestは、（式４）で表される。
【００６３】
【数４】
2004171736.tif 000006
【００６４】
加算器３７の出力γは（式５）で表される。
【００６５】
【数５】
2004171736.tif 000007
【００６６】
電圧推定信号Ｖａestは（式６）で表される。
【００６７】
【数６】
2004171736.tif 000008
【００６８】
誘起電圧推定信号Ｅａestは（式７）で表される。
【００６９】
【数７】
2004171736.tif 000009
【００７０】
（式５）および（式７）より、（式６）は（式８）に変形できる。
【００７１】
【数８】
2004171736.tif 000010
【００７２】
説明を簡単にするために、第１駆動器１１の伝達関数ｇｍとブロック３１の伝達関数ｇｍnの値が等しいものとする。これにより、駆動電流Ｉａと推定駆動電流Ｉａestが等しくなる。さらに、ブロック２６のＲａおよびＬａとブロック３６のＲａnおよびＬａnとがそれぞれ等しいものとする。これにより、コイル６ａに駆動電流Ｉａが通電されたときの電圧降下分（Ｒａ＋Ｌａ・ｓ）・Ｉａと、推定駆動電流Ｉａestが通電されたときの電圧降下分（Ｒａn＋Ｌａn・ｓ）・Ｉａestとが等しくなる。すなわち、次に示す（式９）の関係が成立する。
【００７３】
【数９】
2004171736.tif 000011
【００７４】
さらに、次に示す（式１０）の関係が成立するものとする。
【００７５】
【数１０】
2004171736.tif 000012
【００７６】
（式３）の左辺および右辺のそれぞれから（式８）の左辺および右辺をそれぞれ引き算し、（式９）および（式１０）を用いると、（式１１）が得られる。
【００７７】
【数１１】
2004171736.tif 000013
【００７８】
駆動トルク推定信号τestはボイスコイルモータ６の駆動トルクτを推定したものである。τestとτとが等しいとすると、（式１１）は（式１２）に書き換えられる。
【００７９】
【数１２】
2004171736.tif 000014
【００８０】
（式４）を用いて（式１２）を変形することにより、ヘッド支持機構８に作用する外乱τdと外乱推定信号τdestとの関係を導くことができ、（式１３）を得る。
【００８１】
【数１３】
2004171736.tif 000015
【００８２】
（式１３）より、第１推定器１３は、図２中で一点鎖線で囲んだブロック内のループによって、ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1と電圧信号Ｖａとから、実際の外乱τdを２次遅れ系で推定できることがわかる。
【００８３】
ここで、２次遅れ系の自然角周波数（推定角周波数）をωe、ダンピングファクタをζとし、第一推定器１３の動作を安定化する定数Ｇ1およびＧ2をそれぞれ下記の（式１４）および（式１５）で表すと、（式１３）は（式１６）で表現できる。
【００８４】
【数１４】
2004171736.tif 000016
【００８５】
【数１５】
2004171736.tif 000017
【００８６】
【数１６】
2004171736.tif 000018
【００８７】
前述したように、図２において、外乱補償器１０のブロック５１は、外乱推定信号τdestを１／（ｇｍn・Ｋｔn）倍した外乱補正信号βを減算器５２へ出力する。減算器５２は、ボイスコイルモータ制御信号ｃ1から、外乱補正信号βを減算して、ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1を生成する。外乱補正信号βは、ボイスコイルモータ６に外乱推定信号τdestに相当する大きさの駆動力を発生させるのに必要な補正信号である。補正信号βは、第１駆動器１１およびボイスコイルモータ６において（ｇｍ・Ｋｔ）倍される。そこで、（ｇｍ・Ｋｔ）倍された後にτdestに等しくなるよう、ブロック５１において前もって外乱推定信号τdestを１／（ｇｍn・Ｋｔn）倍しておく。
【００８８】
ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1は、（式１７）で表される。
【００８９】
【数１７】
2004171736.tif 000019
【００９０】
加算器２７の出力は（式１８）で表される。
【００９１】
【数１８】
2004171736.tif 000020
【００９２】
ｇｍとｇｍn、ＫｔとＫｔnがそれぞれ等しいとし、（式１６）および（式１７）を用いると、（式１８）は（式１９）で表現できる。
【００９３】
【数１９】
2004171736.tif 000021
【００９４】
（式１９）により、図２のブロック線図は図３（ａ）のように、伝達関数Ｇｄを用いて、簡略化して表現することができる。
【００９５】
ここで、伝達関数Ｇｄを（式２０)のように置く。
【００９６】
【数２０】
2004171736.tif 000022
【００９７】
図３（ｂ）は、伝達関数Ｇｄ（ｓ）の周波数特性を折れ線で近似して示したものである。角周波数ωeよりも低い角周波数においては、ゲインは０ｄＢ以下であり、角周波数ωの下降に伴って、−２０ｄＢ／ｄｅｃ（ディケード）の減衰比で減衰している。ｄｅｃは１０倍を意味する。すなわち、伝達関数Ｇｄ（ｓ）は、角周波数ωeよりも低い角周波数を抑制することができる低域遮断フィルタ特性を有している。
【００９８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置は、ヘッド支持機構８に作用する外乱τdを第１推定器１３によって推定し、外乱推定信号τdestでもって外乱τdを打ち消すように構成されている。すなわち、外乱τdが、あたかも低域遮断フィルタである伝達関数Ｇｄ（ｓ）を通して作用する。従って、ヘッド支持機構８に作用する外乱を抑制して、安定したヘッド位置決め制御を実現することができる。
【００９９】
図４は、本実施の形態の磁気ディスク装置における位置制御系の構成のうち、第２駆動器１４、第２推定器１５、加算器１６、位置誤差検出器１７、第１制御器１８、および第２制御器１９の各要素を合わせて説明するブロック線図である。
【０１００】
図４において伝達関数Ａｐのブロックで表される第２駆動器１４は、第２制御器１９から出力される微動アクチュエータ制御信号ｃ2をＡｐ倍して、微動アクチュエータ７の駆動電圧信号Ｖｐを出力する。
【０１０１】
また、伝達関数Ｋｐのブロックで表される第２推定器１５は、微動アクチュエータ７に駆動電圧信号Ｖｐが印加されたときの磁気ヘッド２ａの変位量を推定して、変位推定信号ｘ2estを出力する。本実施の形態においては、微動アクチュエータ７を印加電圧に略比例した変位を発生させる特性を有する薄膜圧電体で構成することから、駆動電圧信号Ｖｐと、これを微動アクチュエータ７に印加したときの磁気ヘッド２ａの変位は略比例すると考える。従って、第２制御器１９から出力される微動アクチュエータ制御信号ｃ2をＫｐ倍して、変位推定信号ｘ2estを生成する。
【０１０２】
加算器１６は、第１推定器１３から出力された第１のヘッド位置推定信号ｘ1estと、第２推定器１５から出力された変位推定信号ｘ2estとを加算して、第２のヘッド位置推定信号ｘestを出力する。
【０１０３】
図４中の上部において一点鎖線で囲んで示したブロックは、図１における位置誤差検出器１７に相当する。この位置誤差検出器１７は、スイッチ６１と減算器６２とにより構成されている。スイッチ６１の端子Ａには、磁気ヘッド２ａの位置信号ｘが入力される。なお、位置信号ｘは、磁気ディスク１にあらかじめ一定角度間隔で記録されたサーボ情報を磁気ヘッド２ａが読み取ることによって検出される。一方、スイッチ６１の端子Ｂには、加算器１６より出力された第２のヘッド位置推定信号ｘestが入力される。減算器６２によって、磁気ヘッド２ａの目標位置信号ｒから、位置信号ｘあるいは第２のヘッド位置推定信号ｘestが減算されて、位置誤差信号ｅが生成される。
【０１０４】
図４の中央下部において一点鎖線で囲んで示したブロックは、図１における第１制御器１８に相当する。加算器７２において位置誤差信号ｅと変位推定信号ｘ2estとが加算され、その加算信号はブロック７１に入力される。ブロック７１では、伝達関数Ｇ1（ｚ）のディジタルフィルタ処理が施され、ボイスコイルモータ制御信号ｃ1が生成される。伝達関数Ｇ1（ｚ）は（式２１）で表現される。
【０１０５】
【数２１】
2004171736.tif 000023
【０１０６】
ここで、ｚ-1は１サンプル遅延を示し、Ｋ1は比例ゲインを示す。係数ｈ1、Ｌ1は周波数特性を表す定数を示し、係数ｈ1は微分係数、係数Ｌ1は積分係数である。
【０１０７】
また、第２制御器１９は、第１制御器１８と同様に、位置誤差信号ｅに伝達関数Ｇ2（ｚ）のディジタルフィルタ処理を施し、微動アクチュエータ制御信号ｃ2を出力する。伝達関数Ｇ2（ｚ）は（式２２）で表現される。
【０１０８】
【数２２】
2004171736.tif 000024
【０１０９】
ここで、Ｋ2は比例ゲインを示す。
【０１１０】
図５は、位置誤差検出器１７において位置誤差信号ｅを生成する際の、スイッチ６１の動作の一例を示す模式図である。図５（ａ）は、磁気ディスク１に記録されているサーボ情報を一定のサンプリング周期で磁気ヘッド２ａが読み取り、位置信号ｘを生成するタイミングを示すチャートであり、黒四角の記号■で示す時刻において、位置信号ｘが生成されていることを示す。図５（ｂ）は、スイッチ６１が端子Ａあるいは端子Ｂに接続されている時刻を示すチャートである。サーボ情報をサンプリングできる時刻においては、磁気ヘッド２ａがサーボ情報を読み取って位置信号ｘを生成できるので、スイッチ６１を端子Ａに接続し、位置信号ｘを用いて位置誤差信号ｅを生成する。一方、サーボ情報をサンプリングできない時刻においては、位置信号ｘを生成できないので、スイッチ６１を端子Ｂに接続して、第２のヘッド位置推定信号ｘestを用いて位置誤差信号ｅを生成する。図５に示す例では、端子Ａと端子Ｂの切り換え周期は、サーボ情報のサンプリング周期の１／２になっている。すなわち、サーボ情報のサンプリング周期の１／２で、位置誤差信号ｅを生成することができる。
【０１１１】
上述したように、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estは、第１推定器１３において、磁気ヘッド２ａの速度推定信号ｖestを積分したものである。これは、ボイスコイルモータ６が駆動したことにより変化した磁気ヘッド２ａの位置を推定したものである。ある時刻ｔ0において、サーボ情報を検出することによって正確に磁気ヘッド２ａの位置ｘ0が得られているとする。時刻ｔ0＋Δｔにおける第１のヘッド位置推定信号ｘ1estは、ヘッド速度推定信号ｖestを用いて（式２３）で表される。
【０１１２】
【数２３】
2004171736.tif 000025
【０１１３】
ここで、Δｔをスイッチ６１の端子Ａと端子Ｂの切り換え周期とすれば、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estを生成する際に、サーボ情報をサンプリングすることによって検出した正確かつ最新の磁気ヘッド位置（すなわちｘ0）を参照して、逐次補正をすることができる。すなわち、サーボ情報を用いて第１のヘッド位置推定信号ｘ1estを逐次補正することができ、常に正確なｘ1estを生成することが可能となる。
【０１１４】
また、微動アクチュエータ７の変位推定信号ｘ2estは、第２推定器１５において、微動アクチュエータ７を駆動するのに必要な第２の制御信号となる微動アクチュエータ制御信号ｃ2に伝達関数Ｋｐを乗ずることにより生成される。これは、微動アクチュエータ７を構成する薄膜圧電体が、印加電圧に略比例した変位を有するという特徴を利用している。
【０１１５】
従って、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estと変位推定信号ｘ2estとを加算器１６によって加算して生成した第２のヘッド位置推定信号ｘestは、磁気ヘッド２ａの位置を正確に推定したものであり、スイッチ６１を端子Ｂに接続した際においても、正確な位置誤差信号ｅを生成することが可能である。
【０１１６】
ボイスコイルモータ制御信号ｃ1、微動アクチュエータ制御信号ｃ2は、第１制御器１８、第２制御器１９によって、位置誤差信号ｅからそれぞれ生成される。図５に示した例においては、位置誤差信号ｅがサーボ情報のサンプリング周期の１／２で生成されるので、ｃ1およびｃ2も、サーボ情報のサンプリング周期の１／２で生成される。図５（ｃ）はｃ1およびｃ2が生成されるタイミングを示すチャートである。記号□で示す時刻において、ｃ1およびｃ2が生成されていることを示す。
【０１１７】
このように、本発明の実施の形態においては、磁気ヘッド２ａによってサーボ情報を読み取ってヘッド位置信号ｘを検出し得ない時刻においては、磁気ヘッド２ａの位置を推定した第２のヘッド位置推定信号ｘestを用いて位置誤差信号ｅを生成する。すなわち、サーボ情報を直接用いることなく、位置誤差信号ｅを生成することができる。従って、サーボセクタ数を増やしてデータフォーマット効率を低下させることなく、位置誤差信号ｅの生成周期を短くすることができ、位置決め制御系の制御周波数を高く設定することが可能になる。結果として、磁気ヘッドの高精度な位置決めが実現でき、信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【０１１８】
なお、第２のヘッド位置推定信号ｘestは、第１推定器１３から生成した第１のヘッド位置推定信号ｘ1estと、第２推定器１５から生成した変位推定信号ｘ2estとを加算したものである。第１推定器１３は、ボイスコイルモータ駆動信号ｕ1と電圧検出器１２より検出した電圧信号Ｖａとにより、第１のヘッド位置推定信号ｘ1estを生成している。第２推定器１５は、微動アクチュエータ制御信号ｃ2より、変位推定信号ｘ2estを生成している。これらの信号は基本的にサーボ情報のサンプリング周期とは関係なく生成することができる。従って、図５に示した例のように、位置誤差信号ｅの生成周期は、サーボ情報のサンプリング周期の１／２に限定されるものではなく、より短い周期で生成することも可能である。
【０１１９】
さらに、本実施の形態は、第１推定器１３および外乱補償器１０における乗算器、加算器、減算器、積分器をアナログ・フィルタによって構成する例であったが、本発明はこの例に限定されるものではなく、ディジタルフィルタで構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施の形態では磁気ディスク装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光ディスク装置や光磁気ディスク装置などにも応用が可能であることは当然のことである。
【０１２０】
前記実施形態では、微動アクチュエータ７を構成する圧電体は、印加電圧に略比例した変位を発生させるものであった。しかし、微動アクチュエータ７を構成する圧電体は、印加電圧と変位との間に一定の関係があるものであればよく、前記実施形態のものに限定されない。
【０１２１】
また、微動アクチュエータ７は、圧電体を備えたものに限定されない。微動アクチュエータ７として、他のアクチュエータを用いることも勿論可能である（例えば、「A MEMS Piggyback Actuator for Hard-Disk Drives」,JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS,VOL.11,NO.6,pp648-654,DECEMBER 2002、「An Electrostatic Micro Actuator for a Magnetic Head Tracking System of Hard Disk Drives.」,TRANSDUCERS '97,1997 International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, Chicago,June 16-19,1997，pp1081−1084参照）。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上説明したように、本発明は、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について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態における磁気ディスク装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における位置決め制御系の一部構成を示すブロック線図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態における外乱抑制の動作を説明するためのブロック線図、（ｂ）は本発明の実施の形態における外乱に対する遮断周波数特性図である。
【図４】本発明の実施の形態における位置決め制御系の別の部分の構成を示すブロック線図である。
【図５】本発明の実施の形態における位置誤差検出器の動作の一例を示す模式図であり、（ａ）はサーボ情報のサンプリング時刻を示すタイミングチャート、（ｂ）は位置誤差検出器におけるスイッチの動作を示すタイミングチャート、（ｃ）は制御信号の生成時刻を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における微動アクチュエータを備えるサスペンション部の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるサスペンション部のスライダ取付部を拡大して示す分解斜視図である。
【図８】薄膜圧電体で構成された本発明の実施の形態における微動アクチュエータの動作説明図である。
【図９】従来のヘッド支持機構の構成の一例を示す平面図である。
【図１０】ディスクの領域を示す概念図である。
【図１１】３，５インチディスクおよび１．８インチディスクの仕様例を示す表である。
【符号の説明】
【０１２４】
１                磁気ディスク
２                スライダ
２ａ              磁気ヘッド
３                サスペンションアーム
３ａ              基端部
３ｂ              フレクシャ基板
３ｃ              フレクシャ
３ｄ              スライダ保持基板
３ｅ              突起部
３ｆ，３ｇ        弾性ヒンジ部
４                キャリッジ
５                回転軸受
６                ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
６ａ              コイル
６ｂ              マグネット
７                微動アクチュエータ
７ａ，７ｂ        薄膜圧電体
８                ヘッド支持機構
９                サスペンション
１０              外乱補償器
１１              第１駆動器
１２              電圧検出器
１３              第１推定器
１４              第２駆動器
１５              第２推定器
１６，２７，２８，３７，３８，４２，７２  加算器
１７              位置誤差検出器
１８              第１制御器
１９              第２制御器
３９，５２，６２  減算器
６１              スイッチ
【図１】
2004171736.tif 000026
【図２】
2004171736.tif 000027
【図３】
2004171736.tif 000028
【図４】
2004171736.tif 000029
【図５】
2004171736.tif 000030
【図６】
2004171736.tif 000031
【図７】
2004171736.tif 000032
【図８】
2004171736.tif 000033
【図９】
2004171736.tif 000034
【図１０】
2004171736.tif 000035
【図１１】
2004171736.tif 000036