(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、
空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、
前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、
前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給し前記回転部材を回転軸回りに回転駆動することにより前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、
前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、
前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、
前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、
前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段と
を備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、一方は前記制御信号と前記補正信号とを加算して得られるように構成され、他方は前記補正信号と前記制御信号とを減算して得られるように構成した
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、
空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、
前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、
前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給し前記回転部材を回転軸回りに回転駆動することにより前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、
前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、
前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、
前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、
前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段と
を備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、前記制御信号と前記補正信号を加算して得るとともに、複数のコイルへの通電方向の組合わせを選択的に切換えるように構成した
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項３】
外乱推定手段は、複数のコイルへの通電方向の組合わせに応じて制御定数を変更するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のディスク装置。
【請求項４】
回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、
空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、
前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、
前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給することにより前記回転部材を回転軸回りに回転駆動して前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、
前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、
前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、
前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段と
を備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、一方は前記補正信号と前記制御信号とを加算して得られるように構成し、他方は前記補正信号と高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するフィルタ手段を介して入力された制御信号を減算して得られるように構成した
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項５】
回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、
空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、
前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、
前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給することにより前記回転部材を回転軸回りに回転駆動して前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、
前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、
前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、
前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、
前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段と
を備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、一方は前記補正信号と前記制御信号とを加算して得られるように構成し、他方は前記補正信号と高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するとともに高域周波数領域で２倍に増幅するフィルタ手段の出力から前記制御信号を減算する減算手段を介して入力された制御信号を減算して得られるように構成した
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項６】
フィルタ手段は、少なくとも前記回転軸の軸受ばねによる固有振動周波数以上の高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するように構成したことを特徴とする請求項４または請求項５の何れかに記載のディスク装置。
【請求項７】
複数のコイルの半径方向延伸部に発生する合力が所定の通電状態では回転部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力になるように半径方向延伸部の開き角の向きを互いに異ならせて回転軸に沿う方向に積層させて配設したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４または請求項５の何れかに記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置などのヘッド位置決めに使用されるボイスコイルモータに関し、特に回動型ボイスコイルモータによりヘッドをディスク面上の目標トラックへ高精度に位置決めを行うディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型磁気ディスク装置に用いられる回動型のボイスコイルモータは図１６に示すように構成されている。
この従来のボイスコイルモータは、対向して配置された一対のヨーク１０１と、少なくとも一方のヨーク１０１に固定された永久磁石１０２と、これらのヨーク１０１と永久磁石１０２とで形成される空隙内に配設された扇型のコイル１０３と、軸受１０５の回りに回動自在に支持され一端に前記コイル１０３が取付けられたアーム１０４とから構成されている。
【０００３】
アーム１０４の他端には磁気ヘッド１０６が取り付けられており、磁気ヘッド１０６は磁気ディスク１０７の上を半径方向（矢印Ｃ方向）に自在に移動するように構成されている。
コイル１０３に所定の駆動電流を通電すると、フレミングの左手の法則によりコイル１０３に駆動力が発生して、コイル１０３が軸受１０５の回りに矢印Ａ方向に回動し、アーム１０４が軸受１０５を中心に矢印Ｂ方向に回動する。この動作を利用してボイスコイルモータは、アーム１０４の先端に搭載された磁気ヘッド１０６をコイル１０３の移動方向とは逆方向の矢印Ｃ方向に移動させてヘッド位置決めを行う。
【０００４】
近年、磁気ディスク装置は、小型化、大容量化が進んでいる。特に大容量化に向けてトラック密度の高密度化が進み、トラックピッチが狭くなる傾向にある。
その結果、磁気ディスク装置では、磁気ディスク面上にデータを記録再生するために、磁気ヘッドを目標トラックに高精度に位置決めすることが望まれている。
【０００５】
磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドの位置決めのために磁気ディスク上にサーボ情報をあらかじめ形成しておき、このサーボ情報に従って磁気ヘッドの位置決め制御が行われる。磁気ディスク装置は、このサーボ情報を磁気ヘッドで読み取り、目標トラックに対する磁気ヘッドの位置誤差を示す誤差信号を生成し、この誤差信号が最小となるように磁気ヘッドの位置を制御する。
【０００６】
したがって、磁気ヘッドの位置決め精度を高めるためには、位置決め制御系の制御帯域を拡大し、位置決め精度を確保する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術において、従来の回動型ボイスコイルモータを用いると、回動型ボイスコイルモータ自体に軸受ばねに起因する高次の固有機械共振が存在するため、ヘッドの位置決め精度を高めるために位置決め制御系の制御帯域を上げると制御系が不安定となってしまう。すなわち、回動型ボイスコイルモータの高次機械共振特性により位置決めの制御帯域が制限されることになり、磁気ディスク装置の高記録密度化を阻害する要因となっている。
【０００８】
この現象を図１７を用いて詳しく説明する。
扇型のコイル１０３に電流を流すと、永久磁石１０２とヨーク１０１とから形成される磁気回路の磁界により、コイル１０３の半径方向延伸部１０８にはそれぞれ駆動力Ｆが発生する。
これらの合力によって軸受１０５の回りにトルクＴが発生し、コイル１０３の電流を適当に制御することで磁気ヘッド１０６の位置決めを行う。このとき、軸受１０５には約２Ｆのラジアル荷重が加わる。
【０００９】
高速駆動を行うためにコイル１０３に通電される電流を変化させると、軸受１０５に作用するラジアル荷重の方向および大きさが変化しアーム１０４は矢印Ｄの方向に振動する。
軸受１０５に作用するラジアル荷重２Ｆの方向は、磁気ヘッド１０６の位置決め時の移動方向Ｃとほぼ平行であるため、ラジアル荷重２Ｆにより発生するアーム１０４の振動は、磁気ヘッド１０６の位置決め精度の低下を招くという問題点を有していた。
【００１０】
したがって、本発明の第１の目的は、高トラック密度化に向けて、磁気ヘッドを支持するアームなどの部材にラジアル荷重を作用させることなく、位置決めの制御帯域を制限している軸受ばねに起因する固有振動の影響を除去することができ、高速かつ高精度に磁気ヘッドを位置決めすることのできるディスク装置を提供することである。
【００１１】
また、ディスク装置において、アームに搭載された磁気ヘッドに記録再生信号の入出力を行ったり、アームを回転駆動するボイスコイルモータを構成するコイルへ駆動電流を供給するために、通常フレキシブルプリント基板が使用される。このフレキシブルプリント基板によるバイアストルクなどのアームに加わる加速度外乱は、磁気ヘッドのトラッキング精度を著しく低下させる。また、トラッキング動作そのものには、ボイスコイルモータに大きな駆動トルクを必要とはしないが、フレキシブルプリント基板によるバイアストルクを相殺するために、ボイスコイルモータのコイルに電流を常時通電する必要があり、ディスク装置の消費電力の増加を招くという問題点を有していた。
【００１２】
したがって、本発明の第２の目的は、低消費電力を実現できるディスク装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のディスク装置は、複数のコイルに駆動信号に応じて電力を供給する複数の駆動手段のうち一方には、ヘッドの位置に対応する誤差信号に応じた制御信号とヘッドの搭載された回転部材に加わる加速度外乱に相当する外乱推定信号とを加算して得られた駆動信号を供給するように構成され、他方には前記外乱推定信号と前記制御信号とを減算して得られた駆動信号を供給するように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１記載のディスク装置は、回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給し前記回転部材を回転軸回りに回転駆動することにより前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段とを備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号のうち、一方は前記制御信号と前記補正信号とを加算して得られるように構成され、他方は前記補正信号と前記制御信号とを減算して得られるように構成されたものである。
【００１５】
この構成によれば、ヘッドを目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のときには、軸受ばねに起因する高次の機械共振が存在する周波数領域では複数のコイルに電流がそれぞれ逆方向に通電されることになり、回動部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力を発生させるため、回動部材を支持する軸受にラジアル荷重が作用することがなく、このラジアル荷重によってアームが振動したりすることはない。
【００１６】
この構成によれば、ヘッドを目標トラックへ位置決め制御するときに、複数のコイルに電流がそれぞれ逆方向に通電されることになり、回動部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力を発生させるため、回動部材を支持する軸受にラジアル荷重が作用することがなく、このラジアル荷重によってアームが振動したりすることはない。その結果、トラッキング動作のときに、制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがない。したがって、ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、回動部材のアーム先端に取付けられたヘッドを高精度に位置決めすることができる。
【００１７】
また、アームに搭載されたヘッドに記録再生信号の入出力を行ったり、アームを回転駆動するボイスコイルモータを構成するコイルへ駆動電流を供給するために引き出されたフレキシブルプリント基板によるバイアストルクは、外乱推定手段の出力する外乱推定信号により複数のコイルに電流をそれぞれ同方向に通電させることにより、効率よく相殺されるので消費電力を低減することができる。
【００１８】
請求項２記載のディスク装置は、回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給し前記回転部材を回転軸回りに回転駆動することにより前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段とを備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、前記制御信号と前記補正信号を加算して得るとともに、複数のコイルへの通電方向の組合わせを選択的に切換えるように構成されたものである。
【００１９】
この構成によれば、ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには、複数のコイルには同方向の電流が通電される。したがって、２つのコイルに同方向に回転トルクを発生させるようにそれぞれ電流を通電させることにより、大きな回転トルクを発生させてアームの回転部材を高速回転させヘッドを目標トラックまで高速移動させる。
【００２０】
次にヘッドを目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作においては、２つのコイルには互いに逆方向に回転トルクが発生するように電流が通電される。２つのコイルは回動部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力を発生するため、回動部材を支持する軸受にラジアル荷重が作用することがなく、このラジアル荷重によってアームが振動したりすることはない。その結果、制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができる。したがって、トラッキング時には回動部材のアーム先端に取付けられたヘッドを高精度に位置決めすることが可能となるだけでなく、シーク時には請求項１の場合と比較して大きな回転トルクを発生させることができヘッドを目標トラックまで高速に移動することも可能となる。
【００２１】
請求項４記載のディスク装置は、回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、
前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給し前記回転部材を回転軸回りに回転駆動することにより前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段とを備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、一方は前記補正信号と前記制御信号とを加算して得られるように構成され、他方は前記補正信号と高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するフィルタ手段を介して入力された制御信号を減算して得られるように構成されたものである。
【００２２】
この構成によれば、ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには、高域通過フィルタを介して駆動信号が入力された駆動回路に接続されたコイルには高域通過フィルタの作用により電流が通電されない。したがって、従来のボイスコイルモータと同様に１つのコイルだけに電流を通電させることにより、アームの回転部材を高速回転させてヘッドを目標トラックまで移動させる。次にヘッドを目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のときには、軸受ばねに起因する高次の機械共振が存在する周波数領域では高域通過フィルタの作用により２つのコイルに電流がそれぞれ逆方向に通電されることになり、回動部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力を発生させるため、回動部材を支持する軸受にラジアル荷重が作用することがなく、このラジアル荷重によってアームが振動したりすることはない。その結果、制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、回動部材のアーム先端に取付けられたヘッドを高速かつ高精度に位置決めすることができる。
【００２３】
請求項５記載のディスク装置は、回転軸を中心に回動自在の回転部材の一端に配置されディスク上のデータの記録再生を行うヘッドと、空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石と、前記回転部材の他端に搭載され前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に配設されるとともにトルク発生に寄与する半径方向延伸部を有し前記半径方向延伸部の開き角の向きが互いに異なる複数のコイルと、前記複数のコイルに駆動信号に応じた電力を供給することにより前記回転部材を回転軸回りに回転駆動して前記ヘッドを目標のトラックに移動させる複数の駆動手段と、前記ディスク上に書き込まれたサーボ情報から前記ヘッドの位置に対応する誤差信号を生成する位置検出手段と、前記誤差信号に応じた制御信号を生成し前記複数の駆動手段に出力する位置制御手段と、前記誤差信号と前記駆動信号とから前記回転部材に加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記外乱推定信号を補正し補正信号を出力する補正手段とを備え、前記複数のコイルにそれぞれ供給される駆動信号は、一方は前記補正信号と前記制御信号とを加算して得られるように構成され、他方は前記補正信号と高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するとともに高域周波数領域で２倍に増幅する高域通過フィルタ手段の出力から前記制御信号を減算する減算手段の出力信号を減算して得られるように構成されたものである。
【００２４】
この構成によれば、ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには、高域通過フィルタは駆動信号を駆動回路に出力しないので２つのコイルには同方向の電流が通電される。したがって、ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作においては、２つのコイルに同方向に回転トルクを発生させるように電流を通電することにより、アームの回転部材を高速回転させてヘッドを目標トラックまで高速移動させる。次にヘッドを目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作においては、軸受ばねに起因する高次の固有機械共振が存在する周波数領域では高域通過フィルタの作用により２つのコイルに互いに逆方向に回転トルクが発生するように電流が通電される。２つのコイルは回動部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力を発生させるため、回動部材を支持する軸受にラジアル荷重が作用することがなく、このラジアル荷重によってアームが振動したりすることはない。その結果、制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、回動部材のアーム先端に取付けられたヘッドを高精度に位置決めすることが可能となる。またヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには２つのコイルに電流を通電するので、１つのコイルだけに電流を通電させる請求項１の場合と比較してコイルの利用率が上がり大きな回転トルクを発生させることができ、ヘッドを目標トラックまで高速に移動することも可能となるという特徴を有する。
【００２５】
以下、本発明を各実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図１１は本発明の（実施の形態１）を示す。
図１に示す磁気ディスク１は、スピンドルモータ（図示せず）により回転される。磁気ヘッド２は、軸受４の回りに回動自在に支持されたアーム３の一端に搭載されており、ボイスコイルモータ７によってアーム３を回動させて磁気ヘッド２を目標トラックへ移動させる。
【００２６】
ボイスコイルモータ７は、図２と図３にも示すように上下一対のヨーク６の少なくとも一方のヨーク６に固定された永久磁石８と、これらのヨーク６と永久磁石８とで形成される空隙内に配設された扇型のコイル５を有している。
更に詳しくは、コイル５は２つのコイル５ａ，５ｂを軸受４の軸方向に積層配置した状態でアーム３に搭載されており、軸受４の回転中心軸Ｏを中心に矢印Ａの方向に永久磁石８（２１はＳ極、２２はＮ極を示す）の表面に沿って回動するように保持されている。
【００２７】
コイル５ａ，５ｂは、図２に示すようにコイル５ａの駆動力を発生する２つの半径方向延伸部２３ａ，２３ｂのなす開き角θ１の向きと、コイル５ｂの駆動力を発生する２つの半径方向延伸部２４ａ，２４ｂのなす開き角θ２の向きとが、互いに異なるように（図面では、コイル５ａは回転軸Ｏ側に開き、コイル５ｂは回転軸Ｏと反対側に開くように）配置されている。
【００２８】
コイル５ａ，５ｂには、矢印ｉａ，ｉｂに示す方向に電流が通電される。このコイル５ａ，５ｂと所定の空隙を介して一対のヨーク６がコイル５ａ，５ｂの上下に配置されており、下側のヨーク６のコイル５ｂ側の面には永久磁石８が固定されていて磁気回路を構成している。
なお、図面では下側のヨーク６のみに永久磁石を配置した構成としたが、上側のヨーク６に永久磁石を配置した構成としてもよいし、また両方のヨーク６に永久磁石を配置した構成としてもよい。
【００２９】
この構成において、ヨーク６が発生する磁界とコイル５ａ，５ｂに通電される電流との相互作用により、アーム３が回転力を受ける。
図１に示すように、（実施の形態１）のディスク装置における位置決め制御系は、磁気ヘッド２の位置を検出する位置検出器１２、制御信号ｃを生成する位置制御器１３、及び駆動コイル５ａに電流ｉａを供給する駆動回路１１ａ、駆動コイル５ｂに電流ｉｂを供給する駆動回路１１ｂを有している。また、位置決め制御系には、負荷外乱を推定して外乱推定信号ｆｄ＾を出力する外乱推定器１４、外乱推定信号ｆｄ＾の大きさを発生させるに必要な駆動回路１１への補正信号βを出力する補正器１５、制御信号ｃと補正信号βとを加算する加算器１６、及び補正信号βから制御信号ｃを減算する減算器１７が設けられている。
【００３０】
磁気ディスク１の各セクタには予め位置信号εが記録されており、この位置信号εは磁気ヘッド２により読み込まれる。位置検出器１２は、磁気ヘッド２により読み込まれた位置信号εにより磁気ヘッド２の現在位置を検出し、目標トラックの目標位置との差を示す誤差信号ｅを生成する。
位置制御器１３は、位置検出器１２で生成された誤差信号ｅが入力されて、増幅及び位相補償が行われ、制御信号ｃを生成し、加算器１６と減算器１７とに出力する。
【００３１】
外乱推定器１４には、位置検出器１２の出力する誤差信号ｅと位置制御器１３の出力する制御信号ｃが入力され、ボイスコイルモータ７に対して外部から加わる加速度外乱ｆｄを推定し、外乱推定信号ｆｄ＾を補正器１５に出力する。
補正器１５は、外乱推定信号ｆｄ＾の大きさを発生させるに必要な駆動回路１１への補正信号βを加算器１６と減算器１７に出力する。
【００３２】
加算器１６は、補正信号βと制御信号ｃとを加算し、駆動信号ｕａ（＝β＋ｃ）を駆動回路１１ａへ出力する。
減算器１７は、補正信号βから制御信号ｃを減算し、駆動信号ｕｂ（＝β−ｃ）を駆動回路１１ｂへ出力する。
駆動回路１１ａは入力された駆動信号ｕａに応じてコイル５ａに電流ｉａを通電し、駆動回路１１ｂは入力された駆動信号ｕｂに応じてコイル５ｂに電流ｉｂを通電し、アーム３を軸受４の回りに回動させる。
【００３３】
この結果、アーム３の先端に取付けられた磁気ヘッド２は、目標トラックに対向する位置まで移動される。
また、上記のように構成された（実施の形態１）のディスク装置において、アームに搭載された磁気ヘッドに記録再生信号の入出力を行ったり、アームを回転駆動するボイスコイルモータを構成する複数のコイルへ駆動電流を供給するために引き出されたフレキシブルプリント基板によるバイアストルクなどの加速度外乱は、外乱推定器１４により生成された外乱推定信号ｆｄにより打ち消すように構成されている。
【００３４】
次に、（実施の形態１）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４〜図１１を用いて説明する。
図１において、位置制御器１３の出力する制御信号ｃは、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａ及び駆動回路１１ｂに入力され、しかも駆動回路１１ｂには減算器１７により制御信号ｃの符号を反転して入力されるので、制御信号ｃに応じた電流ｉ１，ｉ２がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、２つのコイル５ａ，５ｂには逆方向に電流が通電されることになる。
【００３５】
図４に示す矢印ｉ１，ｉ２は、それぞれコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向で、２つのコイル５ａ，５ｂには互いに逆方向に電流が通電される。図４におけるＮ，Ｓはそれぞれ永久磁石８に着磁されている磁極を示す。
矢印ｆ１はコイル５ａの２つの半径方向延伸部２３ａ，２３ｂにそれぞれ発生する駆動力、矢印ｆ２はコイル５ｂの２つの半径方向延伸部２４ａ，２４ｂにそれぞれ発生する駆動力で、矢印Ｆはｆ１とｆ２の合力を示す。
【００３６】
図５は、図４に示すように２つのコイル５ａ，５ｂに互いに逆方向に電流を通電した場合の全体動作を模式的に表した図で、矢印Ｔは軸受４の回りに発生するトルクを示す。上側のコイル５ａには矢印ｉ１方向に通電し、下側のコイル５ｂに矢印ｉ２方向に通電すると、永久磁石８とヨーク６とからなる磁気回路によって生成される磁界により、上側のコイル５ａの半径方向延伸部２３ａ，２３ｂには駆動力ｆ１がそれぞれ図４の矢印方向に発生し、また下側コイル５ｂの半径方向延伸部２４ａ，２４ｂには駆動力ｆ２が図４の矢印方向に発生する。
【００３７】
よって、コイル全体としては駆動力ｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに作用することになる。
したがって、図５に示すように、２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに発生する合力Ｆは、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受４には回転中心Ｏ回りの発生トルクＴのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない。軸受４にラジアル荷重が発生しないため、アーム３は振動することがない。
【００３８】
その結果、磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のとき制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、磁気ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、磁気ヘッド２の位置決め精度を向上させることができる。
このときのボイスコイルモータのトルク定数をＫｒ、コイル５ａ，５ｂに通電される電流ｉ１、ｉ２をそれぞれ等しく、Ｉ１＝ｉ２＝ｉとすれば、発生トルクＴは、Ｔ＝Ｋｒ・ｉの関係がある。
【００３９】
次に、図１において、外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力される。
図６に示す矢印ｉ３，ｉ４は、それぞれコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向で、２つのコイル５ａ，５ｂには同方向に電流が通電されることになる。
図７は、図６に示すように２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に電流を通電した場合の全体動作を模式的に表した図で、矢印Ｔは軸受４の回りに発生するトルクを示す。上側のコイル５ａ、下側のコイル５ｂに電流をそれぞれ矢印ｉ３，ｉ４の同方向に通電した場合を示している。上側のコイル５ａの半径方向延伸部２３ａ，２３ｂには駆動力ｆ３がそれぞれ図６の矢印方向に発生し、また下側コイル５ｂの半径方向延伸部２４ａ，２４ｂには駆動力ｆ４が図６の矢印方向に発生する。コイル全体としては駆動力ｆ３，ｆ４の合力である力Ｆが２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに作用することになる。
【００４０】
このときのボイスコイルモータのトルク定数をＫｆ、コイル５ａ，５ｂに通電される電流ｉ３、ｉ４をそれぞれ等しく、Ｉ３＝ｉ４＝ｉとすれば、発生トルクＴは、Ｔ＝Ｋｆ・ｉの関係があり、図４の２つのコイル５ａ，５ｂにそれぞれ逆方向に電流を通電した場合より大きなトルクＴ（Ｋｆ＞Ｋｒ）が得られる。
したがって、２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に電流を通電した場合には磁気ヘッド２をより少ない駆動電流で駆動することができるので、アーム３に加わる加速度外乱を、より少ない消費電力で相殺することが可能となる。
【００４１】
このように、２つのコイルの通電方向の組み合わせを選ぶことで異なった特徴を持つ複数の動作を実現できる。
すなわち、磁気ヘッドの位置決め精度が要求されるが、大きなトルクを特に必要としないトラッキング動作の場合には、図４に示した逆方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。また、大きなトルクを必要とする加速度外乱の相殺動作の場合には、図６に示した同方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動するので、より少ない駆動電流で効率よく加速度外乱を相殺させることができる。
【００４２】
以上のように、高精度トラッキング動作と高効率の加速度外乱相殺動作とを両立させてボイスコイルモータを駆動することができる。
したがって、従来よりも高精度な磁気ヘッドの位置決めを、より低消費電力で実現することが可能になる。
以下、図１の外乱推定器１４の動作について詳細に説明する。
【００４３】
図８は、（実施の形態１）のディスク装置におけるヘッド位置決め制御系の全体構成を示す。図中の一点鎖線で囲んだ部分が外乱推定器１４である。
なお、図８において、ｓはラプラス演算子を表わすものである。また、図８において、セクタサーボのサンプリングによる時間遅れ要素を簡単にするため省略している。
【００４４】
図８において、磁気ヘッド２の検出した現在トラック位置をｘとすれば、目標トラックの位置ｒに対する位置誤差εは、式（１）で表され、
ε  ＝  ｒ−ｘ                            ……（１）
この位置誤差εは減算器６１で得られる。
図８において、ブロック４１で表される位置検出器１２は、減算器６１の出力する位置誤差εのＫｄ倍の誤差信号ｅ（＝Ｋｄ・ε）を生成する。ここでＫｄは位置検出器１２の検出感度を示す。
【００４５】
ブロック４２で表される位置制御器１３は、位置検出器１２から出力される誤差信号ｅに伝達関数Ｇｃ(ｓ)のフィルタ処理を施し、制御信号ｃを生成する。
制御信号ｃは、ブロック４３で表される駆動回路１２に入力される。ブロック４３の駆動回路１１において、制御信号ｃは、電圧信号からｇｍ倍の電流信号に変換され、電流ｉｒを出力する。
【００４６】
ブロック４４で表されるボイスコイルモータ７において、コイル５に通電される電流ｉｒは前述したマグネットの磁界との相互作用により伝達関数Ｋｒで駆動力ｆｒに変換される。ここで、Ｋｒはボイスコイルモータ７の力定数である。駆動力ｆｒは減算器２３を経由して、ブロック４５に入力される。ブロック４５は、アーム３に作用する駆動力ｆｒから磁気ヘッド２の現在トラック位置ｘへの伝達特性を表わし、正確にはアーム３の慣性モーメントＪとアームの長さＬを使って表わすべきところを、質量Ｍに等価変換し、１／Ｍｓ2で表現している。
【００４７】
図８において外乱推定器１４は、ブロック４５の伝達関数１／Ｍｓ2 と同じ伝達関数を有しており、ブロック５２、ブロック５３及びブロック５４が対応している。ブロック４３に入力される制御信号ｃは、外乱推定器１４のブロック５１にも入力され、ｇｍ・Ｋｒ倍することによりアーム３に作用する駆動力ｆｒと同一の伝達関数により変換された駆動力信号ｆｒが得られる。図８において、ブロック５１とブロック５２を併せたものを第２の乗算器５０とする。第２の乗算器５０から出力された加速度推定信号ａ＾は、積分器５３に入力される。
【００４８】
加速度推定信号ａ＾は加算器６４を経由して、ブロック５３で表される第１の積分器に入力されて積分され、第１の積分器は速度推定信号ｖ＾を出力する。速度推定信号ｖ＾は、加算器６４を経由してブロック５４で表される第２の積分器に入力される。この第２の積分器において再度積分され、位置推定信号ｘ＾が生成される。
【００４９】
磁気ヘッド２が目標トラック位置ｒにオントラックしているときは、ｒ＝０と見なすことができ、式（１）から磁気ヘッド２の現在トラック位置ｘは、位置誤差εに負号を付加したものに等しくなる（ε＝ｒ−ｘ＝−ｘ）。したがって、ブロック４１から入力された誤差信号ｅは、ブロック５８で表される第１の乗算器に入力される。ブロック５８において−１／Ｋｄ倍して求めたヘッド位置ｘ（＝−ｅ／Ｋｄ）とブロック５４で求めた位置推定信号ｘ＾とは、減算器６５に入力され、差信号α（＝ｘ−ｘ＾）が得られる。
【００５０】
ブロック５５で表される第３の乗算器には、上記の差信号αが入力され、ｇ１倍されて加算器６４に加えられる。
ブロック５６において、減算器６５からの差信号αがｇ２・Ｍ倍され、外乱推定信号ｆｄ＾を生成する。
なお、ブロック５５の係数ｇ１とブロック５６の係数ｇ２は、外乱推定器１４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。
【００５１】
なお、第1の乗算器（ブロック５８）、第２の乗算器（ブロック５１，５２）、第３の乗算器（ブロック５５）、第４の乗算器（ブロック５７）、第１の積分器（ブロック５３）及び第２の積分器（ブロック５４）は、それぞれアナログフィルタで構成されている。
図８において、破線で囲んで示したブロック７１は補正器１５のブロック線図である。このブロック７１は信号ｆｄ＾を
１／(ｇｍ・Ｋf)倍
して補正信号βをブロック４６の駆動回路１１に入力される。
【００５２】
補正信号βは、ブロック４６で表される駆動回路１２に入力される。ブロック４６の駆動回路１１において、補正信号βは、電圧信号からｇｍ倍の電流信号に変換され電流ｉｆを出力する。ブロック４７で表されるボイスコイルモータ７において、コイル５に通電される電流ｉｆは前述したマグネットの磁束との相互作用により伝達関数Ｋｆで駆動力ｆf（＝Ｋf・ｉf）に変換される。ここで、Ｋｆはボイスコイルモータ７の力定数である。駆動力ｆfは減算器２３を経由して、ブロック４５に入力される。
【００５３】
次に、外乱推定器１４の動作について、図９を参照して詳細に説明する。
図９（ａ）は、図８のブロック線図において、ヘッド位置ｘの入力位置（減算器６５）を等価的に変換移動して整理したブロック線図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のブロック線図を簡単に表現したブロック線図である。
図８の減算器６５で示されたヘッド位置ｘの入力点は、大きさをＭｓ2ｘとして、図９(ａ)に示す減算器６７の位置に等価的に変換移動することができる。図９(ａ)の減算器６７に着目すると、減算器６７の出力であるγは、式（２）のように表される。
【００５４】
γ＝ｆｒ−Ｍｓ2ｘ                      ……（２）
次に、図８の減算器２３と加算器６６に着目すると、式（３）の関係がある。
ｆｒ−ｆｄ＾＋ｆｄ＝Ｍｓ2ｘ            ……（３）
式（２）と式（３）より、減算器６７の出力であるγは、式（４）のように表される。
【００５５】
γ＝ｆｄ＾−ｆｄ                        ……（４）
したがって、図９(ａ)のブロック線図より、アーム３に加わる加速度外乱γ（＝ｆｄ＾−ｆｄ）から外乱推定信号−ｆｄ＾までの伝達関数を求めると、式（５）のようになる。
0003744749.tif 000002
式（５）より、アーム３に加わる加速度外乱ｆｄから外乱推定信号ｆｄ＾までの伝達関数は、式（６）のように表される。
【００５６】
0003744749.tif 000003
式（６）から、外乱推定器１４は、図８の一点鎖線で囲んだブロック内のループによって、磁気ヘッドの現在位置ｘと制御信号ｃから実際の加速度外乱ｆｄを２次遅れ系で推定できることが分る。
【００５７】
ここで、２次遅れ系の自然角周波数をωo、ダンピングファクタをζoとすれば、外乱推定器１４の動作を安定化する定数ｇ１及びｇ２はそれぞれ下記の式（７）及び式（８）で表される。
ｇ１＝２ζo・ωo                       ……（７）
ｇ２＝ωo2                             ……（８）
ここで、自然角周波数ωoを、外部からディスク装置に加わる外乱の分布周波数より十分高く選び、ダンピングファクタζoを０.７〜１に選べば、外乱推定器１４によりアーム３に加わる加速度外乱ｆｄを極めて正確に推定することができる。
【００５８】
次に、補正器１５の動作について説明する。
図１０（ａ）は、図８のブロック線図において、補正器１５の動作に関連する減算器２３と加算器６６の部分を抜き出したブロック線図である。図１０（ｂ）は、加算器６６に加わる加速度外乱ｆｄとブロック８１に加わる加速度外乱ｆｄとを、加速度外乱ｆｄを用いて１つにまとめたブロック線図である。なお、図８のブロック線図と同一の機能を有するものについては同一の符号を付して重複した説明は省略する。
【００５９】
図１０（ａ）のブロック線図において、ブロック８１は、（６）式で表わされる伝達関数を有する。一方、加算器６６には、図１０（ｂ）に示すように、加速度外乱ｆｄが、式（９）で表されるブロック８２の伝達関数Ｇｄ（ｓ）で表わされる一種のフィルタを通して位置決め制御系に加えられるものと考えることができる。
【００６０】
0003744749.tif 000004
図１１は式(９)の伝達関数Ｇｄ(ｓ)の周波数特性を示したグラフである。
図１１に示す伝達関数Ｇｄ(ｓ)の周波数特性より、自然角周波数ωoより低い角周波数では、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。すなわち、伝達関数Ｇｄ（ｓ）は、式（７）、式（８）及び式（９）より、自然角周波数ωoより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する。
【００６１】
すなわち、アームに搭載された磁気ヘッドに記録再生信号の入出力を行ったり、アームを回転駆動するボイスコイルモータを構成する複数のコイルへ駆動電流を供給するために引き出されたフレキシブルプリント基板によるバイアストルクなどの加速度外乱が位置決め制御系に作用しても、（実施の形態１）のディスク装置は、外乱推定器１４によりこの加速度外乱ｆｄを推定し、この加速度外乱に相当する外乱推定信号ｆｄ＾を駆動回路１２に出力させる。したがって、（実施の形態１）における位置決め制御系は、加速度外乱ｆｄを打ち消すように外乱推定信号ｆｄ＾を作用させるように構成されている。
【００６２】
式（９）で表される伝達関数Ｇｄ（ｓ）は、上述したように自然角周波数ωｏより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。したがって、自然角周波数ωｏを適当に大きく設定すれば、加速度外乱ｆｄによる磁気ヘッド２の目標トラックからのトラッキングずれを抑制することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図１２は本発明の（実施の形態２）を示す。
（実施の形態１）では、位置制御器１３の出力する制御信号ｃに応じてボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂには互いに逆方向に電流が常に通電され、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するのに対して、この（実施の形態２）では、トラッキング及びシークの各モードに応じて２つのコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向が切換えられる点が異なる。
【００６４】
図１２は（実施の形態２）ディスク装置を示し、ボイスコイルモータ７の構成は（実施の形態１）と同様である。なお、図１と同一の機能を有するものに付いては同一の符号を付して重複した説明は省略する。
図１２において、位置制御器１３は位置検出器１２で生成された誤差信号ｅが入力されて、増幅及び位相補償が行われ、制御信号ｃを生成し、加算器１６と減算器１７とに出力する。ただし、減算器１７には切換器３３を経由して制御信号ｃが入力され、入力端子３４に入力されるモード指令に応じて切換器３３に入力された２種類の信号を選択して、減算器１７に出力する。切換器３３の一方の入力ａには位置制御器１３の出力する制御信号ｃが入力され、切換器３３の他方の入力ｂには反転器３２を介して制御信号ｃが入力される。反転器３２は、制御信号ｃの符号を反転して信号−ｃを出力する。
【００６５】
このように構成されたディスク装置について、その動作を説明する。
切換器３３の入力端子３４にトラッキング指令が入力されたときは切換器３３はａ側に切換えられるので、位置制御器１３の出力する制御信号ｃは、それぞれ加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａ及び駆動回路１１ｂに入力され、（実施の形態１）と同様に制御信号ｃに応じた電流ｉ１，ｉ２が、ボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、コイル５ａ，５ｂには互いに逆方向に電流が通電される（図４）。したがって、２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに発生する合力Ｆは、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受４には回転中心Ｏ回りの発生トルクＴのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない(図５）。軸受４にラジアル荷重が発生しないため、アーム３は振動することがなく、磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のとき制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、磁気ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、磁気ヘッド２の位置決め精度を向上させることができる。
【００６６】
外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力される。（実施の形態１）と同様に外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、ボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂには同方向に電流が通電される（図６）。したがって、２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に電流を通電した場合には、それぞれ逆方向に電流を通電した場合よりも大きなトルクＴが得られ(図７）、磁気ヘッド２をより少ない駆動電流で駆動することができる。したがって、アーム３に加わる加速度外乱をより少ない消費電力で相殺することができる。
【００６７】
切換器３３の入力端子３４にシーク指令が入力されたときは切換器３３はｂ側に切換えられるので、位置制御器１３の出力する制御信号ｃは、加算器１６を介して駆動回路１１ａに入力され、さらに制御信号ｃは、反転器３２で制御信号ｃの符号を反転されて減算器１７を介して駆動回路１１ｂに入力される。したがって、２つのコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向は、トラッキング時とは異なり、コイル５ａ，５ｂに同方向に電流が通電される（図６）。これにより、２つのコイル５ａ、５ｂに逆方向に通電した場合（図４）よりも大きなトルクが得られ、磁気ヘッド２をより高速で移動させることができる。
【００６８】
切換器３３の入力端子３４にシーク指令が入力されたときは、入力端子３４にトラッキング指令が入力されたときと同様に、外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力され、外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４が２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に通電され、アーム３に加わる加速度外乱を相殺することができる。ただし、切換器３３の入力端子３４にシーク指令が入力されたときは、図８の一点鎖線で囲んだ部分の外乱推定器１４のブロック線図で、ブロック５１の係数ｇｍ・Ｋrをｇｍ・Ｋfに切り換える必要がある。
【００６９】
以上のように（実施の形態２）では、トラッキング、シークなどの各動作モードに応じて、２つのコイル５ａ，５ｂに通電する電流の方向の組合わせを切換器３３の入力端子３４に入力される指令に応じて切り換え、目的とする動作モードに対して最適なモードでボイスコイルモータを駆動することができる。
すなわち、磁気ヘッドの位置決め精度が要求されるトラッキングの場合には、図４に示した逆方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。また、磁気ヘッドの高速移動のみが要求され、より大きなトルクを必要とするシークの場合には、図６に示した同方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動するのである。
【００７０】
したがって、従来よりも高精度な磁気ヘッドの位置決めをより低消費電力で実現することが可能になり、磁気ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには２つのコイルに同方向に電流を通電するので、それぞれ逆方向に電流を通電した場合よりも大きなトルクＴが得られ、図１に示した（実施の形態１）によるディスク装置に比べて、磁気ヘッドを目標トラックまで高速に移動することも可能となる。
【００７１】
なお、（実施の形態２）では、外乱推定器１４は、トラッキング、シークなどの各動作モードに応じて、常に動作させ外乱推定信号ｆｄ＾に応じた補正信号βが加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力されるものとして説明したが、トラッキング時のみ外乱推定器１４を動作させ、シーク時には外乱推定器１４を動作させないように構成してもよい。
【００７２】
（実施の形態３）
図１３〜図１４は本発明の（実施の形態３）を示す。
（実施の形態２）では、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するのに、切換器３３の入力端子３４にトラッキング、シークなどの動作モード指令を入力することにより、２つのコイル５ａ，５ｂに通電する電流の方向の組合わせを切り換えるのに対して、この（実施の形態３）では、特別に動作モード指令を入力することなく２つのコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向が自動的に切換えられる点が異なる。
【００７３】
図１３は本発明の（実施の形態３）のディスク装置を示し、図１及び図１２と同一の機能を有するものに付いては同一の符号を付して重複した説明は省略する。
図１３において、位置制御器１３で生成された制御信号ｃは加算器１６に出力される。加算器１６は、制御信号ｃと補正器１５の補正信号βとを加算した信号ｕａを駆動回路１１ａへ出力する。駆動回路１１ａは、入力された信号ｕａを増幅し、電流ｉａをコイル５ａに通電する。制御信号ｃは、高域通過フィルタ８１へも出力され、高域通過フィルタ８１は、制御信号ｃの高域周波数成分だけを出力信号ｕとして減算器１７に出力する。減算器１７は、出力信号ｕと補正器１５の補正信号βとを加算した信号ｕｂを駆動回路１１ｂへ出力する。駆動回路１１ｂは、入力された信号ｕｂを増幅し、電流ｉｂをコイル５ｂに通電する。
【００７４】
したがって、駆動回路１１ａ，１１ｂは、入力された駆動信号ｕａ，ｕｂに応じてコイル５ａ，５ｂにそれぞれ電流ｉａ，ｉｂ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を目標トラックまで移動させる。
図１４は、高域通過フィルタ８１の入力である制御信号ｃから出力信号ｕまでの伝達特性を示す周波数特性図である。
【００７５】
図１４において、高域通過フィルタ１４は、遮断周波数ｆｃより十分高域の周波数では、入力としての制御信号ｃをそのままの大きさで減算器１７に出力するが、遮断周波数ｆｃより低域の周波数では制御信号ｃの大きさを減衰させて出力信号ｕを減算器１７に出力する。
なお、遮断周波数ｆｃは、軸受４の軸受ばねに起因する固有振動周波数より低い周波数に設定され、少なくとも前記回転軸の軸受ばねによる固有振動周波数以上の制御信号ｃの高域成分を通過させ低域成分の通過を阻止するように構成されている。
【００７６】
したがって、制御信号ｃが遮断周波数ｆｃより高域の周波数領域では、制御信号ｃに応じた電流がコイル５ａ，５ｂの両方にそれぞれ通電されるが、制御信号ｃが遮断周波数ｆｃより十分低域の周波数領域では、高域通過フィルタ１４の作用により制御信号ｃに応じた電流はコイル５ｂには通電されず、コイル５ａにのみ通電される。
【００７７】
このように構成されたディスク装置について、その動作を説明する。
遮断周波数ｆｃより十分高域の周波数領域では位置制御器１３の出力する制御信号ｃは、それぞれ加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａ及び駆動回路１１ｂに入力され、（実施の形態１）と同様に制御信号ｃに応じた電流ｉ１，ｉ２が、ボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、コイル５ａ，５ｂには互いに逆方向に電流が通電される（図４）。したがって、２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに発生する合力Ｆは、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受４には回転中心Ｏ回りの発生トルクＴのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない(図５）。軸受４にラジアル荷重が発生しないため、アーム３は振動することがなく、磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のとき制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、磁気ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、磁気ヘッド２の位置決め精度を向上させることができる。
【００７８】
外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力され、（実施の形態１）と同様に外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、ボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂには同方向に電流が通電される（図６）。したがって、２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に電流を通電した場合には、それぞれ逆方向に電流を通電した場合よりも大きなトルクＴが得られ、磁気ヘッド２をより少ない駆動電流で駆動することができる。したがって、アーム３に加わる加速度外乱をより少ない消費電力で相殺することができる。
【００７９】
磁気ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときは、駆動回路１１ｂに接続されたコイル5ｂには高域通過フィルタ８１の作用により制御信号ｃが遮断されるため、制御信号ｃによる電流が通電されない。したがって、従来のボイスコイルモータと同様に、制御信号ｃによる電流は１つのコイルだけに通電され、アームの回転部材を回動させて磁気ヘッドを目標トラックまで移動させる。これにより、２つのコイル５ａ、５ｂに逆方向に通電した場合（図４）よりも大きなトルクが得られ、磁気ヘッド２をより高速で移動させることができる。
【００８０】
外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力され、外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４が２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に通電され、アーム３に加わる加速度外乱を相殺することができる。
【００８１】
以上のように、（実施の形態３）では、（実施の形態２）のように動作モード指令を入力することなく２つのコイル５ａ，５ｂに通電される電流の方向を自動的に切り換え、目的とする動作モードに対して最適なモードでボイスコイルモータを駆動することができる。
すなわち、磁気ヘッドの位置決め精度が要求されるトラッキングの場合には、図４に示した逆方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。また、磁気ヘッドの高速移動のみが要求され、より大きなトルクを必要とするシークの場合には、図６に示した同方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。したがって、従来よりも高精度な磁気ヘッドの位置決めをより低消費電力で実現することが可能になり、磁気ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには１つのコイルに電流を通電するので、２つのコイルにそれぞれ逆方向に電流を通電した場合よりも大きなトルクＴが得られ、図１に示した（実施の形態１）によるディスク装置に比べて、磁気ヘッドを目標トラックまで高速に移動することも可能となる。
【００８２】
（実施の形態４）
図１５は本発明の（実施の形態４）を示す。
（実施の形態３）では、シーク動作のときは、駆動回路１１ｂに接続されたコイル５ｂには高域通過フィルタ８１の作用により制御信号ｃが遮断されるため、制御信号ｃによる電流が１つのコイルだけに電流を通電させて磁気ヘッドを目標トラックへ高速移動させるのに対して、この（実施の形態４）では、シーク動作のときは、２つのコイル５ａ，５ｂに制御信号ｃに応じた電流を同方向に通電される点が異なる。
【００８３】
図１５に示す（実施の形態４）のディスク装置では、図１，図１２及び図１３と同一の機能を有するものに付いては同一の符号を付して重複した説明は省略する。
図１５において、制御信号ｃは、加算器１６と高域通過フィルタ９１へ入力される。高域通過フィルタ９１は、制御信号ｃの高域周数成分だけを出力信号ｕとして出力し、出力信号ｕはゲインが２倍の乗算器９２に入力される。乗算器９２の出力信号２ｃと制御信号ｃは、減算器９３に入力される。減算器９３は、減算信号ｕｃを減算器１７に出力する。減算器１７は、減算信号ｕｃと補正器１５の補正信号βとを減算して得られた駆動信号ｕｂを駆動回路１１ｂへ出力する。駆動回路１１ｂは、入力された駆動信号ｕｂを増幅し、電流ｉｂをコイル５ｂに通電する。
【００８４】
駆動回路１１ａ，１１ｂは、入力された駆動信号ｕａ，ｕｂに応じてコイル５ａ，５ｂにそれぞれ電流ｉａ，ｉｂ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を目標トラックまで移動させ、位置決めを行う。
高域通過フィルタ９１は、図１３のディスク装置を構成する高域通過フィルタ８１と同様の周波数特性（図１４）を有するものとする。
【００８５】
図１５のディスク装置では、遮断周波数ｆｃより十分低域の周波数領域では制御信号ｃは、高域通過フィルタ９１を通過せず、信号は遮断される。よって、制御信号ｃは、減算器９３で信号の大きさはそのままで符号を反転させた状態で、減算信号ｕｃ（＝−ｃ）を減算器１７へ出力する。
一方、遮断周波数ｆｃより十分高域の周波数領域では制御信号ｃは、高域通過フィルタ９１をそのまま通過して、ゲインが２倍の乗算器９２へ入力される。乗算器９２は入力された制御信号ｃを２倍に増幅し、２ｃの信号を出力する。乗算器９２の出力信号２ｃと制御信号ｃは、減算器９３に入力され、減算されて減算信号ｕｃ（＝２ｃ−ｃ＝ｃ）を減算器１７へ出力する。
【００８６】
すなわち、高域通過フィルタ９１の遮断周波数ｆｃより十分高域の周波数領域では、制御信号ｃは高域通過フィルタ９１を通過し、乗算器９２を介して減算器９３へ入力されるので、減算器９３からは制御信号ｃと等しい出力信号ｕｃ（＝ｃ）が駆動回路１１ｂへ出力されるので、制御信号ｃに応じた電流がｉ１，ｉ２がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、２つのコイル５ａ，５ｂには互いに逆方向に電流が通電される（図４）。
【００８７】
したがって、２つのコイルのそれぞれの半径延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに発生する合力Ｆは、アーム３の先端に搭載された磁気ヘッド２の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受４には回転中心Ｏ回りの発生トルクＴのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない(図５）。軸受４にラジアル荷重が発生しないため、アーム３は振動することがなく、磁気ヘッド２を目標トラックへ位置決め制御するトラッキング動作のとき制御帯域を制限していた回転軸の軸受ばねに起因する固有振動の影響を受けることがなく、磁気ヘッドの位置決め制御帯域を拡大することができ、磁気ヘッド２の位置決め精度を向上させることができる。
【００８８】
外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力され、（実施の形態１）と同様に外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、ボイスコイルモータ７を構成する２つのコイル５ａ，５ｂには同方向に電流が通電される。
【００８９】
したがって、２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に電流を通電した場合には、それぞれ逆方向に電流を通電した場合よりも大きなトルクＴが得られ、磁気ヘッド２をより少ない駆動電流で駆動することができる。したがって、アーム３に加わる加速度外乱をより少ない消費電力で相殺することができる。
磁気ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときは、駆動回路１１ｂに接続されたコイル5ｂには高域通過フィルタ９１の作用により制御信号ｃが遮断されるため、減算器９３からは、信号の大きさはそのままで符号が反転された出力信号−ｃが駆動回路１１ｂへ出力され、制御信号ｃに応じた電流ｉ３，ｉ４がコイル５ａ，５ｂにそれぞれ通電され、２つのコイル５ａ，５ｂには同方向の電流が通電される（図６）。
【００９０】
したがって、コイル全体としては、２つのそれぞれの半径方向延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに発生する駆動力ｆ３，ｆ４の合力である合力Ｆが２つのコイルのそれぞれの半径方向延伸部２３ａ，２４ａ及び２３ｂ，２４ｂに作用することになる。これにより、２つのコイル５ａ，５ｂに逆方向に電流を通電した場合より大きなトルクＴが得られ、磁気ヘッド２をより高速で移動させることができる。
【００９１】
外乱推定器１４の出力する外乱推定信号ｆｄ＾は、補正器１５に入力され補正信号βに変換後、加算器１６及び減算器１７を介して駆動回路１１ａおよび駆動回路１１ｂに入力され、外乱推定信号ｆｄ＾に応じた電流ｉ３，ｉ４が２つのコイル５ａ，５ｂに同方向に通電され、アーム３に加わる加速度外乱を相殺することができる。
【００９２】
以上のように、（実施の形態４）では、２つのコイルの通電方向の組み合わせを制御信号ｃの周波数に応じて切り換えることで異なった特徴を持つ複数の動作を実現することができる。
すなわち、磁気ヘッドの位置決め精度が要求されるトラッキングの場合には、図４に示した逆方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。また、磁気ヘッドの高速移動のみが要求され、より大きなトルクを必要とするシークの場合には、図６に示した同方向の通電の組み合わせでコイル５ａ，５ｂをそれぞれ駆動する。
【００９３】
したがって、従来よりも高精度な磁気ヘッドの位置決めをより低消費電力で実現することが可能になり、磁気ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク動作のときには２つのコイルに電流を通電するので、図１３に示した（実施の形態３）によるディスク装置に比べて、コイルの利用率が上がり磁気ヘッドを目標トラックまで高速に移動することも可能となるという特徴を有する。
【００９４】
なお、上記の各実施の形態では、乗算器や積分器はアナログ・フィルタで構成するものとして説明したが、ディジタル・フィルタで構成することも可能である。
さらに、上記の各実施の形態の位置決め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ようにしてもよい。
【００９５】
なお、上記の各実施の形態では磁気ディスク装置で説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のディスクの加速度外乱に対する位置決め制御系にも適用できる。
【００９６】
【発明の効果】
以上のように本発明のディスク装置によれば、複数のコイルに対して所定の向きに通電した場合に、これら複数のコイルのトルク発生に寄与する半径方向延伸部に発生する合力が、回転部材の移動方向に対して垂直な方向の偶力になるように、半径方向の延伸部の開き角の向きを互いに異ならせて複数のコイルを配置させることで、回転軸を中心に回動自在に支持された回転部材を安定して回転させることができ、回転部材の先端に取付けられたヘッドを高速かつ高精度に位置決めすることができる。
【００９７】
また、複数のコイルを、回転中心軸に沿う方向に積層させることで、ディスク装置にこのボイスコイルモータを用いた場合に、ディスク装置に占めるコイルの占有面積が増加しないので、ディスク装置の小型化を図ることができる。
また、本発明のディスク装置によれば、複数のコイルへの通電方向の組み合わせをトラッキング、シークの各動作モードに応じて切換えることで、トラッキング動作やシーク動作などの異なった特徴を持つ複数の動作モードに応じて複数のコイルへの通電方向の組合わせを切換えることができる。したがって、本発明のボイスコイル駆動装置によれば、目的とする動作モードに対して最適な動作でボイスコイルモータを駆動することができるので、従来のボイスコイルモータを使用したときよりも高速でかつ高精度に位置決めすることができ、高トラック密度のディスク装置を提供することができる。
【００９８】
また、アームに搭載されたヘッドに記録再生信号の入出力を行ったり、アームを回転駆動するボイスコイルモータを構成する複数のコイルへ駆動電流を供給するために引き出されたフレキシブルプリント基板によるバイアストルクなどの加速度外乱は、外乱推定手段の出力する外乱推定信号により複数のコイルに電流をそれぞれ同方向に通電されることにより、効率よく相殺されるので消費電力を低減することができ、低消費電力のディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の（実施の形態１）のディスク装置のブロック図
【図２】同実施の形態の回動型ボイスコイルモータの要部平面図
【図３】同実施の形態の回動型ボイスコイルモータの要部断面図
【図４】同実施の形態の動作を示す模式図
【図５】同実施の形態の動作を説明する模式図
【図６】同実施の形態の動作を示す模式図
【図７】同実施の形態の動作を説明する模式図
【図８】同実施の形態の位置決め制御系のブロック線図
【図９】（ａ）は同実施の形態の外乱推定器の外乱推定動作を説明するためのブロック線図、（ｂ）は外乱推定器のブロック線図を簡単に表現したブロック線図
【図１０】（ａ）は同実施の形態の補正器の動作を説明するためのブロック線図、（ｂ）は（ａ）における加速度外乱による変位の入力部のブロック線図
【図１１】同実施の形態のディスク装置に加わる加速度外乱に対する周波数特性図
【図１２】本発明に係わる（実施の形態２）のディスク装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明に係わる（実施の形態３）のディスク装置の構成を示すブロック図
【図１４】同実施の形態の低域通過フィルタの周波数特性図
【図１５】本発明に係わる（実施の形態４）のディスク装置の構成を示すブロック図
【図１６】従来の磁気ディスク装置の斜視図
【図１７】同従来例の平面図
【符号の説明】
１      磁気ディスク
２      磁気ヘッド
４      軸受
７      ボイスコイルモータ
１１      駆動回路
１４      外乱推定器
１５      補正器
８１，９２      高域通過フィルタ
【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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【図１６】
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【図１７】
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