(57)【要約】【課題】ヘッドのロード・アンロード時にランプブロック上の摩擦負荷が大きくても低消費電力で安定なヘッド速度制御を実現する。【解決手段】アクチュエータ７と、アクチュエータ７の駆動コイル５に発生する電圧信号Ｅａを出力する電圧検出器１１と、電圧信号Ｅａと速度指令信号Ｅｒから制御信号ｕと選択信号ｃを生成する速度制御器１２と、互いに電圧の異なる第１の電源１３および第２の電源１４を有し、選択信号ｃに応じて第１の電源１３もしくは第２の電源１４が選択され、通常は第１の電源１３から電力を供給し、制御信号ｃが所定値を越えたときは第２の電源１４から電力を供給することによりディスク１に対するヘッド２のロードもしくはアンロードの速度制御を制御信号ｃにより行う駆動器１０とを備える。【選択図】図１
2007018549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有しディスクに対するヘッドのロード・アンロードを行うアクチュエータと、
前記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電圧信号を出力する電圧検出手段と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成し出力する速度制御手段と、
前記アクチュエータを駆動するための制御信号が入力され、互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給し、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給することにより前記ディスクに対する前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う駆動手段と、
を備えているディスク装置。
【請求項２】
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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有しディスクに対するヘッドのロード・アンロードを行うアクチュエータと、
前記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電圧信号を出力する電圧検出手段と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成し出力する速度制御手段と、
前記アクチュエータを駆動するための制御信号が入力され、互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給して前記電圧信号に応じて前記ヘッドの速度制御を行い、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給して前記ヘッドを強制的に駆動させることにより前記ディスクに対する前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う駆動手段と、
を備えているディスク装置。
【請求項３】
請求項２に記載のディスク装置であって、
通常は第１の電源のみを使用して前記ディスクに対する前記ヘッドのロードもしくはアンロードの速度制御を行い、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源を使用して一定時間だけ前記ヘッドを強制的に駆動し前記制御信号が所定の範囲内になるまで前記強制駆動が繰り返し行われるディスク装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載のディスク装置であって、
前記駆動手段に供給される第２の電源の電圧は、前記駆動手段に供給される第１の電源の電圧より大きく設定されたディスク装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載のディスク装置であって、
前記駆動手段に供給される第２の電源は、第１の電源を昇圧し生成した電圧をコンデンサに充電する手段を備えたディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディスク装置であって、
第２の電源に含まれるコンデンサは、前記装置への電力供給中断時に前記ヘッドをリトラクトさせるためのリトラクト用コンデンサと兼用するように構成されたディスク装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のディスク装置であって、
ロード動作を開始してから前記ヘッドがディスク上にロードしたかをヘッド出力を検出することにより判定するように構成されたディスク装置。
【請求項８】
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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有するアクチュエータを備えたディスク装置における前記ヘッドのロード・アンロードを行う速度制御方法であって、
前記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電圧信号を生成する行程と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成する行程と、
互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給し、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給して前記制御信号により前記アクチュエータを駆動することにより前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う行程と、
を包含するディスク装置の制御方法。
【請求項９】
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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有するアクチュエータを備えたディスク装置における前記ヘッドのロード・アンロードを行う速度制御方法であって、
前記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電圧信号を生成する行程と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成する行程と、
互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給して前記制御信号に応じて前記ヘッドの速度制御を行い、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給して前記ヘッドを強制的に駆動させることにより前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う行程と、
を包含するディスク装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のディスク装置の制御方法であって、
通常は第１の電源のみを使用して前記ディスクに対する前記ヘッドのロードもしくはアンロードの速度制御を行い、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源を使用して一定時間だけ前記ヘッドを強制的に駆動し前記制御信号が所定の範囲内になるまで前記強制駆動を繰り返し行われる行程を包含するディスク装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク停止時にヘッドをディスク外側のランプブロックなどのヘッド退避部材上にアンロードし、ディスク回転時にヘッド退避部材からヘッドをディスク面上にロードさせるロード・アンロード機構を有するディスク装置にかかわり、ヘッド退避部材上の摩擦などの外乱負荷が大きくても適切な速度制御のもとでヘッドをディスク面に安定に、かつ低消費電力でロード・アンロードさせるための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置などのディスク装置は、小型化、大容量化が急速に進んでいる。
【０００３】
従来の磁気ディスク装置では、コンタクトスタート・ストップ（ＣＳＳ）方式が採用されている。これらＣＳＳ方式のディスク装置では、ディスクが停止している非動作時には、ヘッドが搭載されたヘッドスライダをディスク表面のデータ領域外に形成された退避領域に着地させている。したがって、ＣＳＳ方式の磁気ディスク装置では、衝撃によりヘッドスライダがデータ領域に移動してディスク表面を傷つけたり、ディスクデータ領域表面に吸着されたりする危険性があった。
【０００４】
このような危険性を回避し、非動作時の信頼性を高めることを目的として、ヘッドロード・アンロード機構を有するディスク装置が開発されている。これは、ディスク外周縁の外側にランプブロックを配置しておき、ディスク装置の動作を停止するときには、ヘッドアームを回動させてヘッドアームのサスペンションタブをランプブロックのタブ保持面に載せることにより、ヘッドスライダをアンロードさせるものである。また、ディスク装置が動作を開始するときには、ヘッドアームを回動させてヘッドスライダをランプブロックから回転するディスク上にロードさせるように構成されている。
【０００５】
ロード・アンロード方式のディスク装置の特徴としては、非動作時には、ヘッドスライダをランプブロック上に退避させるので、ディスク停止時にヘッドスライダがディスクデータ領域表面に吸着されることがない。したがって、より平滑表面のディスクを使用することができるため、より高密度記録を実現できる。また、ヘッドをディスクから退避させるため、非動作時の耐衝撃性を向上できるという特徴を有する。
【０００６】
その反面、ロード・アンロード方式のディスク装置では、ヘッドのローディング速度が速すぎるとヘッドスライダがディスクと衝突してディスクおよびヘッドを損傷するため、緩やかな速度でヘッドスライダをディスク上に滑らかに浮上させる必要がある。ヘッドをディスク上に滑らかにローディングさせるためには、ランプブロック上でも安定な速度制御を行う必要がある。
【０００７】
ロード・アンロードの信頼性を向上させるために、従来のロード・アンロード方式のディスク装置では、ヘッドを駆動するアクチュエータとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用し、ＶＣＭが回動したときにＶＣＭコイル両端に発生する誘起電圧を正確に検出し、得られた検出電圧を速度信号としてフィードバック速度制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、ロード・アンロード方式のディスク装置では、ヘッドアームを回動させてヘッドアームのサスペンションタブをランプブロックの複数の斜面からなるタブ保持面に摺動させることにより、ヘッドスライダをロード・アンロードさせる。したがって、ランプ上の摩擦などの負荷ばらつきにより、ディスク装置が動作を開始するときにヘッドをディスク上にロードできなかったり、動作を停止するときにヘッドをランプブロック終端まで退避を完了できなかったりで、ヘッドロード・アンロードの信頼性に問題があった。
【０００９】
そこでヘッドロード時の信頼性を向上させるために、ヘッドアームを回動させるときにランプブロック上での静止摩擦からヘッドアームを解放するために適当な矩形電流波を印加し、その直後に矩形電流波の印加によるヘッドアームの動きを測定し適当な初速度が得られたか否かを判定し、適当な初速度が得られていないときは、再度、矩形電流波の印加を繰り返し、測定結果を基に速度制御の初期条件を決定する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２５６２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術においては、ヘッド移動速度のフィードバック速度制御を行うに必要な速度信号として、ヘッドを駆動するアクチュエータであるＶＣＭが回動したときに駆動コイルに発生する誘起電圧を利用する。一般にロード・アンロード方式のディスク装置では、ヘッドアームを回動させてヘッドアームのサスペンションタブをランプブロックの複数の斜面からなるタブ保持面に摺動させる。そのための制御回路構成は簡単であるが、この種の速度制御系は、ランプブロック上での摩擦等による外乱負荷の変動の影響を受けやすい。ランプブロック上で大きな静止摩擦が作用する静止状態からヘッドスライダを回動させる初期だけでなくランプブロックの登り斜面でヘッドアームのサスペンションタブを摺動させるときにも大きな摩擦負荷が作用する。したがって、ディスク装置の動作を開始するときに、最悪ヘッドスライダをディスク上にロードさせることができなかったり、動作を停止するときにヘッドをランプブロック終端まで退避を完了することができないという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ランプ上の摩擦などの負荷ばらつきが大きくても、ディスク装置の動作を開始するときにはヘッドをディスク上に確実にロードすることができ、動作を停止するときにはヘッドをランプブロック終端まで確実に退避を完了することができるディスク装置及びその制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ヘッドアームを回動させるときに摩擦負荷が大きくても低消費電力で動作することができるディスク装置及びその制御方法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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係わるディスク装置は、
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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有しディスクに対するヘッドのロード・アンロードを行うアクチュエータと、
前記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電圧信号を出力する電圧検出手段と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成し出力する速度制御手段と、
前記アクチュエータを駆動するための制御信号が入力され、互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給し、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給することにより前記ディスクに対する前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う駆動手段と、を備えている。
【００１３】
この構成により、ロード・アンロード時にランプブロックなどのヘッド退避部材から受ける摩擦等による負荷が大きくても、ヘッドの駆動制御を安定に行うことができる。
【００１４】
本発明に係わるディスク装置の制御方法は、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たアームと該アームに取り付けられたヘッドとを有するアクチュエータを備えたディスク装置における前記ヘッドのロード・アンロードを行う速度制御方法であって、
前記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電圧信号を生成する行程と、
前記ヘッドに対する速度指令信号と前記電圧信号より制御信号を生成する行程と、
電力を供給する互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有し、通常は第１の電源から電力を供給し、前記制御信号が所定値を越えたときは第２の電源から電力を供給して前記制御信号により前記アクチュエータを駆動することにより前記ヘッドのロードもしくはアンロードを行う行程と、を包含する方法である。
【００１５】
このことにより、ロード・アンロード時にランプブロックなどのヘッド退避部材から受ける摩擦等による負荷が大きくても、ヘッドの駆動制御を安定に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のディスク装置及びその制御方法によれば、ヘッドロード・アンロード動作時にランプブロックなどのヘッド退避部材から受ける摩擦等による負荷が大きいとき、アクチュエータには通常供給される第１の電源よりも電圧の大きい第２の電源から電力を供給することができるので、ランプ上の摩擦などの負荷が大きくても、動作を開始するときにはヘッドをディスク上に確実にロードすることができ、動作を停止するときにはヘッドをランプブロック終端まで確実に退避を完了することができる。すなわち、ヘッドロード・アンロード動作の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
ディスク上の目標トラックにヘッドを位置決めしてデータを記録／再生するときは、アクチュエータに通電される電流は、ヘッドロード・アンロード動作時よりも少ない。したがって、ディスクに対してデータの記録／再生を行うときは、電圧の小さい第１の電源のみから電力を供給することができるのでディスク装置の全体の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係わるディスク装置およ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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係わるディスク装置の１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。
【００２０】
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、アーム３の先端に搭載されている。アーム３が軸受４の周りに回動することにより、磁気ヘッド２は磁気ディスク１における目標トラックへ移動する。アーム３の他端には駆動コイル５が設けられている。固定子６は空隙を介して対向する一対のヨークからなり、その空隙部分に対応させて、少なくとも一方のヨークに図示しないマグネット（永久磁石）が固着されている。このマグネットは、ヨークの駆動コイル５に対向する面に配置されている。固定子６に配置されたマグネットが発生する磁束と駆動コイル５に通電される電流が作る磁界との相互作用により、アーム３は回転力を受ける。駆動コイル５及び固定子６は、ボイスコイルモータ（VCM：Voice Coil Motor）を構成している。９はディスク１の占有領域の外側に配置されたヘッド退避部材としてのランプブロック、３ａはヘッドアーム３の先端部に設けられたサスペンションタブである。ランプブロック９のランプ上にはタブ保持面が形成されていて、サスペンションタブ３ａは、ヘッドアーム３の回動に伴ってランプブロック９上のタブ保持面と摺動する。磁気ヘッド２、ヘッドアーム３、軸受４、駆動コイル５、固定子６、ランプブロック９、サスペンションタブ３ａによりアクチュエータ７を構成している。
【００２１】
駆動器１０に含まれる電圧検出器１１は、駆動コイル５の両端に発生する電圧を検出し、電圧信号Ｅａを出力する。速度制御器１２は、電圧検出器１１で生成された電圧信号Ｅａと速度指令信号Ｅｒが入力されて、その増幅および積分補償を行い、制御信号ｕを生成する。速度制御器１２は制御信号ｕを生成すると同時に選択信号ｃを生成する。速度制御器１２は、選択信号ｃに応じて互いに電圧の異なる第１の電源１３と第２の電源１４のどちらかを選択し、駆動器１０に電力を供給する。
【００２２】
駆動器１０は、入力された制御信号ｕに応じて駆動コイル５に駆動電流Ｉａを通電し、アーム３を軸受４を中心に回動させ、アーム３の先端に取り付けられた磁気ヘッド２を回転移動させる。ヘッドアーム３をディスク１の外周側に回動させたときに、ヘッドアーム３のサスペンションタブ３ａをランプブロック９のタブ保持面に載せることにより、ヘッドスライダをアンロードさせるように構成している。
【００２３】
図２は図１のヘッドアーム３のサスペンションタブ３ａがランプブロック９のタブ保持面を摺動する様子を示すためのランプブロック９の断面図である。ランプブロック９は、ディスク１と上下に隙間を有して重なるように取り付けられている。ランプブロック９の上面は、第１の平面２１、第１の斜面２２、第２の平面２３及び第２の斜面２４からなる複数の斜面を有し、サスペンションタブ３ａがアクチュエータ７の回動に応じてランプブロック９上面の複数の斜面に当接しながらヘッドアーム３をガイドし磁気ヘッド２をロード・アンロードさせる。
【００２４】
磁気ディスク装置にロード指令が入力されると、ディスク１を回転させ駆動コイル５に電流が供給されアクチュエータ７をディスク側へ回動させ、磁気ヘッド２をディスク１上に移動させる。ディスク１の外周部近傍においてアクチュエータ７を構成するヘッドアーム３先端のサスペンションタブ３ａは、ヘッドアーム３の回動に応じてランプブロック９の上面の第１の平面２１、第１の斜面２２、第２の平面２３及び第２の斜面２４へと順次導かれ、磁気ヘッド２はディスク１上にロードされる。
【００２５】
磁気ディスク装置にアンロード指令が入力されると、ディスク１を回転させた状態のまま駆動コイル５に電流が供給されてアクチュエータ７をランプブロック９側へ回動させ磁気ヘッド２をディスク１の外周縁の外側に移動させる。ディスク１の外周部近傍においてヘッドアーム３先端のサスペンションタブ３ａは、ヘッドアーム３の回動に応じてランプブロック９上面の第２の斜面２４、第２の平面２３、第１の斜面２２及び第１平面２１へと順次導かれ、第１の平面２１でヘッドアーム３の回動は停止され、磁気ヘッド２のアンロード動作は完了される。
【００２６】
図３は本発明の実施の形態１に係わるディスク装置に含まれる駆動器１０の一例を示す回路構成図である。駆動器１０はｐチャネル電界効果形トランジスタ（ｐ−ＦＥＴ）３１ａ、３１ｂとｎチャネル電界効果形トランジスタ（ｎ−ＦＥＴ）３２ａ、３２ｂを含み、ｐ−ＦＥＴ３１ａとｎ−ＦＥＴ３２ａ及びｐ−ＦＥＴ３１ｂとｎ−ＦＥＴ３２ｂとがそれぞれ直列接続されて両端は電源に接続されている。ｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｎ−ＦＥＴ３２ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂはそれぞれを４辺とするブリッジ回路を構成してブリッジ回路の中性点間には駆動コイル５と駆動コイル５に通電される電流を検出し電圧値に変換するための電流検出抵抗３３が接続されている。電流検出抵抗３３の両端に発生した電圧は増幅器３４で増幅されてブリッジ制御回路３５に入力され、駆動コイル５に通電される電流値がフィードバックされる。ブリッジ制御回路３５は、入力される制御信号ｕに応じてｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｎ−ＦＥＴ３２ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂを制御し駆動コイル５に駆動電流Ｉａを通電する。ｐ−ＦＥＴ３１ａとｎ−ＦＥＴ３２ｂとがオン、ｐ−ＦＥＴ３１ｂとｎ−ＦＥＴ３２ａとがオフされているときは駆動コイル５には、ヘッドアーム３をディスク１の外周側に回動させて磁気ヘッド２をランプブロック９へアンロードさせる方向に電流が通電される。逆にｐ−ＦＥＴ３１ｂとｎ−ＦＥＴ３２ａとがオン、ｐ−ＦＥＴ３１ａとｎ−ＦＥＴ３２ｂとがオフされているときは駆動コイル５には、ヘッドアーム３をディスク１の内周側に回動させて磁気ヘッド２をディスク１にロードさせる方向に電流が通電される。３６は、速度制御器１２の生成する選択信号ｃに応じて互いに電圧の異なる第１の電源１３と第２の電源１４のどちらかを選択し、ｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｎ−ＦＥＴ３２ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂを４辺とするブリッジ回路に電力を供給する。
【００２７】
次に、図１の速度制御器１２の動作について速度制御系をマイクロコンピュータによるソフトウェアにより実現するものとして説明する。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態１に係わる速度制御器１２の動作を説明するフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ１では、電圧検出器１１の出力する電圧信号Ｅａを読み込む。
【００３０】
ステップＳ２では、速度制御器１２に入力される速度指令信号ＥｒとステップＳ１で取り込んだ電圧信号Ｅａをもとに制御信号ｕを計算する。続いて、ステップＳ３では、制御信号ｕを駆動器１０へ出力する。ステップＳ４では、制御信号ｕと所定レベルＵｓとの比較を行う。そして、制御信号ｕの値が所定レベルＵｓより大きければステップＳ５に移行し、逆に、大きくなければステップＳ６に移行する。
【００３１】
ステップＳ５では選択信号ｃを”Ｈ”レベルに設定し、ステップＳ６では選択信号ｃを”Ｌ”レベルに設定する。ステップＳ７では、選択信号ｃを駆動器１０へ出力する。ステップＳ８では、ロード動作を開始してから磁気ヘッド２がディスク１上にロードしたかをヘッド出力を検出することにより判定する。ヘッド出力を検出できなければロード動作を完了していないのでステップＳ１に戻りＳ１からＳ８までの操作を繰り返す。ステップＳ８でヘッド出力を検出できれば上述のフローを終了する。
【００３２】
以上説明したように、図１の速度制御器１２において、電圧検出器１１で生成された電圧信号Ｅａと速度指令信号Ｅｒから制御信号ｕを生成すると同時に選択信号ｃを生成する。速度制御器１２の生成する選択信号ｃは図３の駆動器１０に入力され、選択信号ｃが”Ｌ”レベルのとき、スイッチ３６はａ側に切り換えられて第１の電源１３から駆動コイル５へ電力を供給する。また、選択信号ｃが”Ｈ”レベルのとき、スイッチ３６はｂ側に切り換えられて第２の電源１４から駆動コイル５へ電力を供給する。なお、第２の電源１４の電圧は第１の電源１３より大きく設定してあるものとする。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態１におけるディスク装置の動作について図５〜図６を用いて説明する。
【００３４】
図５は、従来のディスク装置におけるヘッドロード時の動作を説明するための波形図である。従来のディスク装置では、ヘッドをロード・アンロードさせるアクチュエータを駆動する電源は単一の電圧のみを有し、本発明のように互いに電圧の異なる第１および第２の電源を有していない。
【００３５】
図５（ａ）は、図１の速度制御器１２が生成する制御信号ｕを示す。速度制御器１２は、速度制御器１２に入力される速度指令信号Ｅｒと電圧検出器１１で生成された電圧信号Ｅａとの誤差にその増幅および積分補償を行い、制御信号ｕを生成する。制御信号ｕは（式１）で表される。
【００３６】
【数１】
2007018549.tif 000003
【００３７】
ここで、Ｋｖは速度制御系の比例ゲイン、Ｔiは積分時定数である。
【００３８】
図５（ｂ）は、図１の駆動器１０がアクチュエータ７の駆動コイル５に通電する駆動電流Ｉａを示す。駆動器１０において、制御信号ｕは電圧信号からｇm倍の電流信号に変換され、駆動電流Ｉaを出力する。駆動器１０は、制御信号ｕに比例した駆動電流Ｉａをアクチュエータ７の駆動コイル５に通電する。駆動器１０の電流増幅率をｇｍとすれば、駆動電流Ｉａは（式２）で表される。
【００３９】
【数２】
2007018549.tif 000004
【００４０】
駆動電流Ｉａの最大値は、電源電圧をＶ１、アクチュエータ７の駆動コイル５の巻線抵抗をＲａ、駆動器１０の駆動トランジスタのオン抵抗の合計をＲｏｎとすれば、駆動電流Ｉａの最大値Ｉａ（ｍａｘ）は、（式３）で表される。
【００４１】
【数３】
2007018549.tif 000005
【００４２】
すなわち、図５（ｂ）において、速度制御器１２の出力する制御信号ｕが小さいときは、駆動器１０は、制御信号ｕに比例した駆動電流Ｉａをアクチュエータ７の駆動コイル５に通電するが、電流が増加して（式３）で表されるＩａ（ｍａｘ）に達するとそれ以上には電流を流すことができない。アクチュエータ９において、駆動コイル５に通電される駆動電流Ｉaは、それが作る磁界と前述した固定子６のマグネットの磁束との相互作用によりアクチュエータは駆動トルクτを発生する。アクチュエータ９のトルク定数をＫtとすれば、駆動トルクτは（式４）で表される。
【００４３】
【数４】
2007018549.tif 000006
【００４４】
したがって、ランプブロック９の登り斜面でヘッドアームのサスペンションタブ３ａを摺動させるのに摩擦負荷が大きすぎてアクチュエータ７が十分な駆動トルクを発生できないとき、アクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２で停止する。
【００４５】
図５（ｃ）は、図１のヘッドアーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２の速度波形で、時刻ｔ１で停止している。電圧検出器１１から出力される電圧信号Ｅａは、ヘッドアーム３を回動させたときにアクチュエータ７の駆動コイル５に発生する誘起電圧を検出したもので、ヘッド移動速度に比例し、図２（ｃ）の速度波形と相似である。
【００４６】
図５（ｄ）は、同じく磁気ヘッド２の位置波形で、ランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２で停止した状態を示し、磁気ヘッド２のディスク１へのロード動作を完了していない。
【００４７】
なお、図５（ａ）において、制御信号ｕが磁気ヘッド２が停止しているにも係わらず増加しているのは、速度制御器１２が（式１）に示すような積分補償を施しているからである。速度制御器１２は、速度指令信号Ｅｒと電圧信号Ｅａとの誤差が存在する限り（式１）より積分操作を行い制御信号ｕは、速度制御器１２のダイナミックレンジ内で増加する。制御信号ｕの増加に伴い、図４（ｂ）に示すように駆動電流Ｉａも増加し、（式３）のＩａ（ｍａｘ）に達する時刻ｔ２で一定電流となる。
【００４８】
ヘッドをロード・アンロードさせるアクチュエータを駆動する電源として単一の電圧のみを有する従来のディスク装置では、ランプブロック９の登り斜面でサスペンションタブ３ａを摩擦に打ち勝って摺動させるのに摩擦負荷が大きすぎてアクチュエータ７が十分な駆動トルクを発生できないとき、サスペンションタブ３ａはランプブロック９の登り斜面で停止する。
【００４９】
以上のような従来のディスク装置の課題を解決する手段として、（式３）より明らかなように駆動器の１０の電源電圧Ｖ１を大きくする方法がある。しかし、（１）電源電圧はディスク装置を使用するシステムで定まっていてシステムの電源電圧を変更できない。（２）ヘッドのロード・アンロード動作の時間の占める割合は、ディスク装置全体の動作時間に比較してわずかであり、その短期間動作のために昇圧回路により電源電圧を上げて常に高い電圧で使用することは装置の電力効率を悪化させる。（３）アクチュエータの駆動電流は大きく電流容量の大きい昇圧回路は規模が大きくコスト面で不利である。などの理由から駆動器１０の電源電圧Ｖ１を大きくすることは好ましくない。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態１のディスク装置におけるヘッドロード時の動作について図６を用いて説明する。
【００５１】
図６は、本発明の実施の形態１に係わるディスク装置のヘッドロード時の動作を説明するための波形図である。
【００５２】
図５の従来例では、図５（ａ）の速度制御信号ｕは、速度制御器１２のダイナミックレンジ内で増加した。図６の本発明の実施の形態１では、速度制御信号ｕが図６（ａ）に示したＵｓのレベルに達したとき、速度制御器１２は図６（ｂ）に示す選択信号ｃを時刻ｔ３で出力する。速度制御器１２が選択信号ｃを出力する時刻ｔ３までは、駆動器１０には第１の電源１３が供給されているので、図６において時刻ｔ３までは図５の波形と同一である。時刻ｔ３において、選択信号ｃが出力されると速度制御器１２が出力する選択信号ｃにより、駆動器１０の電源は第１の電源１３から第２の電源１４に切り換えられ、電力が供給される。第２の電源１４の電圧Ｖ２は第１の電源１３の電圧Ｖ１よりも電圧が大きいので、駆動器１０に第２の電源から電力が供給されたときは、（式３）で示される第１の電源１３での最大電流Ｉａ（ｍａｘ）よりも大きな電流をアクチュエータ７に供給することができる。その結果、図５の従来例ではアクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２で停止したが、図３の本発明の実施の形態１では、図６（ｂ）の選択信号ｃにより駆動器１０の電源電圧を通常時のＶ１からＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）に切り換えるので、第１の電源１３での最大電流Ｉａ（ｍａｘ）よりも大きな電流を通電することができる。したがって、時刻ｔ３において停止していたアクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面の負荷に打ち勝って回動を開始する。アクチュエータ７が回動すると、図１のヘッドアーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２は時刻ｔ３から速度を上昇させる。磁気ヘッド２の移動速度が上昇すると、速度制御器１２は（式１）の操作を行い、速度制御器１２の生成する制御信号ｕは図５（ａ）のような単調増加をやめる。磁気ヘッド２の速度波形を図６（ｄ）に示す。磁気ヘッド２の移動速度ｖが上昇して制御信号ｕが図６（ａ）に示したＵｓのレベル以下に達したとき、速度制御器１２は図６（ｂ）に示す選択信号ｃを時刻ｔ４でリセットし、駆動器１０には再び第１の電源１３から電力が供給される。時刻ｔ４では、アクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２を越えているのでアクチュエータ７に加わる摩擦負荷は低減し磁気ヘッド２はさらに加速される．磁気ヘッド２は、図２の第２の平面９ｃ及び第２の斜面９ｄを通過して図６（ｅ）に示したランプブロック９の最終位置Ｘｅを越えてディスク１へのロート゛を完了する。このとき磁気ヘッド２は目標速度Ｖｒを大きくオーバシュートする。
【００５３】
なお、上述した本発明の実施の形態１のディスク装置では、第２の電源１４として第１の電源１３と同様に電圧がＶ２である定電圧電源として構成したが、図６において第２の電源１４が使用される期間（ｔ４−ｔ３）は十分に短いので、第１の電源１３をもとに昇圧回路で電圧を高くした後、電源用コンデンサを充電しこのコンデンサを第２の電源１４として用いてもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２に係わるディスク装置に含まれる駆動器１０の一例を示す回路構成図である。なお、前述の実施の形態１と同一の機能を有するものについては同一の参照符号を付して重複した説明は省略する。
【００５５】
図７において、図３の実施の形態１と異なるところは、第２の電源１４がｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｎ−ＦＥＴ３２ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂを４辺とするブリッジ回路に電力を供給する位置である。すなわち、図３の実施の形態１では、第２の電源１４は第１の電源１３と同様にスイッチ３６を介してｐ−ＦＥＴ３１ａとｐ−ＦＥＴ３１ｂの共通接続点（各ソース端子）に接続される構成であったが、図７の実施の形態２では、第２の電源１４はスイッチとして動作するｐチャネル電界効果形トランジスタ（ｐ−ＦＥＴ）４４を介して駆動コイル５の一端が接続されたｐ−ＦＥＴ３１ｂとｎ−ＦＥＴ３２ｂの共通接続点（各ドレイン端子）に接続されるように構成されている。また、図７に示す実施の形態２に含まれる第２の電源１４は昇圧回路４１、コンデンサ４２及び定電圧回路４３より構成されている。昇圧回路４１は、第１の電源１３の電圧Ｖ１からＶ１より数倍レベルの大きい電圧を生成し、コンデンサ４２を充電する。コンデンサ４２には定電圧回路４３が接続されている。第２の電源１４から電流を通電するとコンデンサ４２の両端の電圧は放電により低下するので、定電圧回路４３をコンデンサ４２の後に接続することにより第２の電源１４の出力電圧を略一定になるように電圧制御される。このようにして第２の電源１４は、第１の電源１３よりも高い電圧Ｖ２を出力するように構成されている。ｐ−ＦＥＴ４４のゲート端子にはスイッチ制御回路４５が接続され、速度制御器１２の生成する選択信号ｃに応じてｐ−ＦＥＴ４４をオン・オフさせる。選択信号ｃは、ブリッジ制御回路４６にも入力されていて、選択信号ｃが”Ｈ”レベルのときブリッジ制御回路４６は、ｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂをオフにし、ｎ−ＦＥＴ３２ａだけをオン状態にする。すなわち、選択信号ｃが”Ｌ”レベルのとき駆動コイル５には第１の電源１３から電力が供給され、ブリッジ制御回路４６に入力される制御信号ｕにより電流制御が行われる。一方、選択信号ｃが”Ｈ”レベルのとき駆動コイル５には第２の電源１４から電力が供給され、コンデンサ４２の充電電圧が定電圧回路４３により略一定の電圧に変換したのち、ｐ−ＦＥＴ４４を介して直接に駆動コイル５に電力が供給される。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態２に係わる図１の速度制御器１２の動作について説明する。
【００５７】
図８は、実施の形態２の速度制御器１２の動作を説明するフローチャートである。なお、図４に示した前述の実施の形態１におけるフローチャートと同一の機能を有するものについては同一の参照符号を付して重複した説明は省略する。
【００５８】
図８に示すフローチャートにおいて、図４の実施の形態１におけるフローチャートと異なるところは、ステップＳ９の操作が追加されたことである。ステップＳ９では、ステップＳ７の操作で選択信号ｃを駆動器１０へ出力してから所定の時間Ｔが経過したか否かを判定する。所定時間Ｔが経過していなければステップＳ９を繰り返し、所定時間Ｔが経過していればステップＳ８に移行する。すなわち、ステップＳ４において、選択信号ｃが”Ｈ”レベルか”Ｌ”レベルかを決定した後、ステップＳ７とステップＳ９で時間幅Ｔのパルス状の選択信号ｃを駆動器１０へ出力する。ステップＳ８では、ロード動作を開始してから磁気ヘッド２がディスク１上にロードしたかをヘッド出力を検出することにより判定する。ヘッド出力を検出できなければロード動作を完了していないのでステップＳ１に戻りＳ１からＳ８までの操作を繰り返す。そして、ステップＳ８でヘッド出力を検出できれば上述のフローを終了する。
【００５９】
以上説明したように、本発明の実施の形態２では、図１の速度制御器１２において、電圧検出器１１で生成された電圧信号Ｅａと速度指令信号Ｅｒから制御信号ｕを生成すると同時に選択信号ｃを生成する。速度制御器１２の生成する選択信号ｃは図７の駆動器１０に入力され、パルス状の選択信号ｃが”Ｌ”レベルのときは第１の電源１３からｐ−ＦＥＴ３１ａ、ｎ−ＦＥＴ３２ａ、ｐ−ＦＥＴ３１ｂ及びｎ−ＦＥＴ３２ｂを４辺とするブリッジ回路に電力を供給されて制御信号ｕに応じて駆動コイル５の電流制御が行われる。そして、選択信号ｃが”Ｈ”レベルの時間幅Ｔだけｎ−ＦＥＴ３２ａとｐ−ＦＥＴ４４とがオンされ駆動コイル５に電流Ｉａが第２の電源１４から通電されることになる。これら一連の操作は、磁気ヘッド２がディスク１上にロードしてヘッド出力を検出できるまで繰り返される。
【００６０】
次に、本発明の実施の形態２のディスク装置におけるヘッドロード時の動作について図９を用いて説明する。
【００６１】
図９は、本発明の実施の形態２に係わるディスク装置のヘッドロード時の動作を説明するための波形図である。なお、前述の実施の形態１における動作波形図である図６と同一の波形については同一の参照符号を付して重複した説明は省略する。
【００６２】
図９の本発明の実施の形態２では、制御信号ｕが図９（ａ）に示したＵｓのレベルに達したとき、速度制御器１２は図９（ｂ）に示す選択信号ｃを時刻ｔ３で時間幅Ｔだけ出力する。速度制御器１２が選択信号ｃを出力する時刻ｔ３までは、駆動器１０には第１の電源１３（電圧Ｖ１）が供給されているので、時刻ｔ３までは図６の波形と同一である。時刻ｔ３において、選択信号ｃが速度制御器１２から出力されると、駆動器１０の電源は第１の電源１３から第２の電源１４に切り換えられ、電力が供給される。第２の電源１４の電圧Ｖ２は第１の電源１３の電圧Ｖ１よりも電圧が大きいので、駆動器１０に第２の電源から電力が供給されたときは、（式３）で示される第１の電源１３での最大電流Ｉａ（ｍａｘ）よりも大きな電流を駆動コイル５に供給することができる。その結果、図５の従来例ではアクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２で停止したが、図９の本発明の実施形態２では、第１の電源１３での最大電流Ｉａ（ｍａｘ）よりも大きな電流を通電することができるので、時刻ｔ３において停止していたアクチュエータ７はランプブロック９の登り斜面の負荷に打ち勝って回動を開始する。アクチュエータ７が回動すると、図１のヘッドアーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２は時刻ｔ３から速度を上昇させる。磁気ヘッド２の移動速度が上昇すると、速度制御器１２は（式１）の操作を行い、速度制御器１２の生成する制御信号ｕは下降する。そして、一定時間Ｔ経過後、速度制御器１２は図６（ｂ）に示す選択信号ｃを時刻ｔ４でリセットし、駆動器１０には再び第１の電源１３から電力が供給される。時刻ｔ５では、サスペンションタブ３ａはランプブロック９の登り斜面である第１の斜面２２にあるので、駆動電流Ｉａは図９（ｃ）に示すようにＩａ（ｍａｘ）まで低下する。駆動電流Ｉａが低下すると時刻ｔ５から時刻ｔ６の間で磁気ヘッド２の移動速度ｖは減速し逆に制御信号ｕは増加する。制御信号ｕが増加し、再び図９（ａ）に示したＵｓのレベルに達したとき、速度制御器１２は図９（ｂ）に示す選択信号ｃを時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間幅Ｔだけ出力する。このようにしてサスペンションタブ３ａがランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２を越えるまで選択信号ｃに応じて加速、減速を繰り返す。時刻ｔ７では、サスペンションタブ３ａはランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２を越えているのでアクチュエータ７に加わる摩擦負荷は低減し磁気ヘッド２はさらに加速され、図２の第２の平面２３及び第２の斜面２４を通過して磁気ヘッド２は、図９（ｅ）に示したランプブロック９の最終位置Ｘｅを越えてディスク１へのロート゛を完了する。このとき磁気ヘッド２は目標速度Ｖｒを大きくオーバシュートする。
【００６３】
実施の形態２のディスク装置によれば、サスペンションタブ３ａが、ランプブロック９の登り斜面である図２の第１の斜面２２を越えるまで加速、減速を繰り返し小刻みに移動させるので、磁気ヘッド２の移動速度ｖの目標速度Ｖｒに対するオーバシュート量は、実施の形態１の場合に比べて少なく抑えることができる。したがって、実施の形態２のディスク装置は、実施の形態１と比べて、磁気ヘッド２がディスク１上へロードするときの移動速度ｖを小さく抑えることができるので、ヘッドのロード・アンロードの信頼性をさらに高めることができる。
【００６４】
なお、上記実施例では、コイル電流を例えば矩形電流としているが、電流印加の例は一例であることは言うまでもない。この場合は図７の第２の電源１４に含まれる定電圧回路４３が不要となり第２の電源１４の構成が簡単になる。
【００６５】
一般に、ロード・アンロード方式のディスク装置では、装置への電源供給が中断されたときにヘッドがディスク上に吸着させないためにヘッドをランプブロックまでリトラクトさせる必要がある。このようなリトラクト方法として、リトラクト用コンデンサに蓄えられた電荷を利用してアクチュエータを回動させることが行われている。したがって、第２の電源１４に含まれるコンデンサ４２をこのリトラクト用コンデンサと兼用することができ、新たに回路を追加せずにコストアップなしで実現することができる。
【００６６】
上述した本発明の実施の形態１および実施の形態２のディスク装置では、ディスク装置のロード動作に適用した例を説明したが、これに限らず、アンロード動作にでも本発明を適用できる。
【００６７】
なお、上述してきた各実施の形態の速度制御系を構成する各部についてはマイクロコンピュータによるソフトウェアにより実現するもので説明したが、電子回路などによりハードウェアで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明にかかるディスク装置は、非動作時に磁気ヘッドを退避させるランプブロック上での摩擦負荷が大きくても低消費電力で動作させることができ、磁気ヘッドをディスク面に安定にロード・アンロードさせるのに有用である。また、以上の実施の形態では磁気ディスク装置を例に挙げて説明してきたが、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など、他の態様の情報記録装置にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるディスク装置のヘッドアーム３のサスペンションタブ３ａがタブ保持面を摺動するランプブロック９の断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるディスク装置に含まれる駆動器１０の一例を示す回路構成図
【図４】本発明の実施の形態１におけるディスク装置に含まれる速度制御器１２の動作を説明するフローチャート
【図５】従来のディスク装置におけるヘッドロード時の動作を説明するための波形図
【図６】本発明の実施の形態１のディスク装置におけるヘッドロード時の動作を説明するための波形図
【図７】本発明の実施の形態２におけるディスク装置に含まれる駆動器１０の一例を示す回路構成図
【図８】本発明の実施の形態２におけるディスク装置に含まれる速度制御器１２の動作を説明するフローチャート
【図９】本発明の実施の形態２のディスク装置におけるヘッドロード時の動作を説明するための波形図
【符号の説明】
【００７０】
１    磁気ディスク
２    磁気ヘッド
３    ヘッドアーム
３ａ    サスペンションタブ
４    軸受
５    駆動コイル
６    固定子
７    アクチュエータ（アクチュエータ手段）
９    ランプブロック（ヘッド退避部材）
１０    駆動器（駆動手段）
１１    電圧検出器（電圧検出手段）
１２    速度制御器（速度制御手段）
ｕ    制御信号
ｃ    選択信号
ｖ    ヘッド移動速度
ｘ    ヘッド位置
Ｉa    駆動電流
Ｅa    電圧信号
Ｅr    速度指令信号
【図１】
2007018549.tif 000007
【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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