JP2000048503A - ディスクドライブシステムにおけるデュアルステ―ジアクチュエ―タを制御する方法及び装置 - Google Patents

ディスクドライブシステムにおけるデュアルステ―ジアクチュエ―タを制御する方法及び装置

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JP2000048503A
JP2000048503A JP11218726A JP21872699A JP2000048503A JP 2000048503 A JP2000048503 A JP 2000048503A JP 11218726 A JP11218726 A JP 11218726A JP 21872699 A JP21872699 A JP 21872699A JP 2000048503 A JP2000048503 A JP 2000048503A
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Harry Hvostov
ホストフ ハリー
Yu Sun
サン ユ
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STMicroelectronics lnc USA
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks

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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクドライブシステムにおけるデュアル
ステージアクチュエータを制御する改良した方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 本発明においては、デュアルステージア
クチュエータがモータ制御器によって制御されるボイス
コイルモータ及びマイクロアクチュエータによって制御
されるマイクロアクチュエータを有している。ボイスコ
イルモータがマイクロアクチュエータが回転可能に結合
されている先端を具備する位置決めアームを駆動する。
マイクロアクチュエータはマイクロアクチュエータへ取
付けられている読取／書込ヘッドの実際の位置を反映す
る位置エラー信号（ＰＥＳ）によって制御され、且つモ
ータ制御器はＰＥＳと位置決めアームに関するマイクロ
アクチュエータの位置を反映する相対的位置信号との加
算によって制御される。本発明によれば、マイクロアク
チュエータ制御器をモータ制御器とは独立的に構成し且
つ動作させることを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大略、磁気ディス
クドライブシステムに関するものであって、更に詳細に
は、ディスクドライブシステムにおけるデュアルステー
ジアクチュエータを制御する方法及び装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】データを格納即ち記憶するための磁気デ
ィスクドライブシステムの容量における改善は、磁気デ
ィスク上のトラックを一層近づけてトラック密度を増加
させることによって達成されていた。このような磁気デ
ィスク上のトラック幅は約１μｍへ減少されている。こ
のような磁気ディスク上において読取／書込ヘッドを位
置決めさせるサーボシステムの性能もトラッキングエラ
ーを減少させるために改善されている。改善されたトラ
ッキング精度は読取／書込ヘッドが密接された隣接する
トラックに対して迷動することを防止するために望まし
いことであり、且つ約２ｋＨｚの帯域幅と約１００ｎｍ
のトラッキング精度を有するサーボシステムによって与
えることが可能である。
【０００３】従来のサーボシステム８を具備するディス
クドライブシステム６を図１に示してある。このサーボ
システム８はボイスコイルモータ１０と、位置決めアー
ム１２と、アーム１２に装着されているスライダー１４
とを有している。スライダー１４は読取／書込ヘッド
（不図示）を支持しており、該ヘッドはモータ１０とア
ーム１２とによって磁気記憶ディスク１６上を掃引され
る。サーボシステム８は約５００乃至７００Ｈｚの帯域
幅を有しており、それはアーム１２の機械的共振及び低
周波数のベアリング効果によって制限されている。サー
ボシステム８はその低い帯域幅のために高いトラック密
度を有する磁気ディスクに対して必要とされるトラッキ
ング精度を与えることが可能なものではない。
【０００４】デュアルステージアクチュエータが約１．
５乃至２．１ｋＨｚの帯域幅で開発されている。デュア
ルステージアクチュエータ及びその動作についてはＤａ
ｖｉｄ Ａ． Ｈｏｒｓｌｅｙ、Ａｎｇａｄ Ｓｉｎｇ
ｈ、Ａｌｂｅｒｔ Ｐ． Ｐｉｓａｎｏ、Ｒｏｂｅｒｔ
ｏ Ｈｏｒｏｗｉｔｚの「ディスクドライブ用の角度微
小位置決め器（Ａｎｇｕｌａｒ Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｅｒ ＦｏｒＤｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）」、プロ
シーディングズ・オブ・ザ・ＩＥＥＥ・マイクロエレク
トロメカニカル・システムズ（ＭＥＭＳ）、１９９７
年、４５４−４５９頁（Ｈｏｒｓｌｅｙ ｅｔ ａ
ｌ．）及びＳａｎｊａｙ Ｋ． Ａｇｇａｒｗａｌ、Ｄ
ａｖｉｄ Ａ． Ｈｏｒｓｌｅｙ、Ｒｏｂｅｒｔｏ Ｈ
ｏｒｏｗｉｔｚ、Ａｌｂｅｒｔ Ｐ． Ｐｉｓａｎｏの
「高密度ディスクドライブ用のマイクロアクチュエータ
（Ｍｉｃｒｏａｃｔｕａｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ
Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）」、ＩＥＥ
Ｅ・プロシーディングズ・オブ・ジィ・アメリカン・コ
ントロール・コンフェレンス、Ｖｏｌ．６、１９９７年
（Ａｇｇａｒｗａｌ ｅｔ ａｌ．）に記載されてお
り、尚、これらの文献を引用によって本明細書に取込
む。デュアルステージアクチュエータは図１に示したア
ーム１２の自由端に装着されているマイクロアクチュエ
ータを有している。デュアルステージアクチュエータ１
８の要素の分解図を図２に示してある。マイクロアクチ
ュエータ２０はアーム１２の一端に位置されているジン
バル２２に装着されている。その先端部に読取／書込ヘ
ッド２６を具備するスライダー２４がマイクロアクチュ
エータ２０に装着されている。マイクロアクチュエータ
２０はマイクロアクチュエータ２０内の容量性プレート
（不図示）へ印加される制御電圧によって回転させるこ
とが可能である。該容量プレートもマイクロアクチュエ
ータ２０の位置を表わす信号を得るために使用される容
量性検知回路の一部である。読取／書込ヘッド２６によ
って移動される回転及び距離の量は制御電圧のレベルに
依存する。マイクロアクチュエータ２０は中心軸２７周
りに回転され、その場合にスライダー２４の先端部にあ
る読取／書込ヘッド２６は実質的な加速を伴って移動す
ることが可能であり、一方スライダー２４の中心は静止
状態に留まる。マイクロアクチュエータ２０は１．５乃
至２．１ｋＨｚの高い帯域幅で読取／書込ヘッド２６を
移動させることが可能である。何故ならば、アーム１２
全体ではなく、マイクロアクチュエータ２０とスライダ
ー２４のみが移動されるに過ぎないからである。モータ
１０は粗い位置決めのために使用され且つマイクロアク
チュエータ２０は読取／書込ヘッド２６の微細位置決め
のために使用される。
【０００５】デュアルステージアクチュエータを制御す
るための２つの制御方法がＡｇｇａｒｗａｌ ｅｔ ａ
ｌ．の文献において提示されている。これらの方法はデ
ィスク１６上のデータから読取／書込ヘッド２６によっ
て発生された位置エラー信号（ＰＥＳ）とアーム１２と
相対的なマイクロアクチュエータ２０の位置を使用する
ことに基づいている。例えば、図３において、多入力／
多出力（ＭＩＭＯ）制御構造が提供されている。このよ
うなＭＩＭＯ制御構造の具体例は複雑であり且つ込み入
った制御器を必要とする。より簡単な単一入力／単一出
力（ＳＩＳＯ）制御構造を図４に提示してある。この特
定のＳＩＳＯ制御構造も不必要に複雑な実現例となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如く従来技術の欠
点を解消し、ディスクドライブシステムにおけるデュア
ルステージアクチュエータを制御する改良した方法及び
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１実施形態にお
いては、デュアルステージアクチュエータは、モータ制
御器によって制御されるボイスコイルモータ及びマイク
ロアクチュエータによって制御されるマイクロアクチュ
エータを有している。ボイスコイルモータはマイクロア
クチュエータが回転可能に結合されている先端を具備す
る位置決めアームを駆動する。従来技術と対照的にマイ
クロアクチュエータへ取付けられている読取／書込ヘッ
ドの実際の位置を反映する位置エラー信号（ＰＥＳ）に
よってマイクロアクチュエータが制御され、且つモータ
制御器は、該ＰＥＳと位置決めアームに関してのマイク
ロアクチュエータの位置を反映する相対的位置信号の和
によって制御される。この制御はＰＥＳを２つの独立的
な方程式の連続するものから発生させ、第一方程式はマ
イクロアクチュエータ及びその制御器を表わし且つ第二
方程式はボイスコイルモータ及びその制御器を表わす。
このことはマイクロアクチュエータ制御器をモータ制御
器とは独立的に構成し、且つ動作させることを可能とす
る。
【０００８】本発明の１実施例は、記憶（格納）ディス
ク及び記憶ディスクに隣接して延在する位置決めアーム
を具備するボイスコイルモータを有するディスクドライ
ブシステムに関するものである。マイクロアクチュエー
タが位置決めアームへ移動可能に装着されており且つ位
置決めアームと相対的なマイクロアクチュエータの位置
を表わす相対的位置信号を発生する構成とされている検
知回路を有している。読取／書込ヘッドがマイクロアク
チュエータに装着されており且つ記憶ディスクのトラッ
ク内に格納即ち記憶されている情報から読取信号を形成
する構成とされている。デコーディング回路が読取／書
込ヘッドからの読取信号を受取るべく結合されており且
つターゲット位置と相対的な読取ヘッドの位置を表わす
読取信号から位置エラー信号を派生される構造とされて
いる。デコーディング回路及びマイクロアクチュエータ
検知回路へ結合されているＶＣＭ制御器は位置エラー信
号及び相対的位置信号に応答して、ボイスコイルモータ
をして位置決めアームを移動させるモータ制御信号を発
生させる構造とされている。更に、デコーディング回路
へ結合されているマイクロアクチュエータ制御器は、位
置エラー信号に応答して、マイクロアクチュエータを位
置決めアームと相対的に移動させるマイクロアクチュエ
ータ制御信号を発生させる構造とされている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の１実施例に基づいて図２
に示したデュアルステージアクチュエータ１８を制御す
る方法について説明する。本方法は、マイクロアクチュ
エータ２０がモータ１０の設計及び制御とは独立的に設
計及び制御されるデュアルステージアクチュエータ１８
を提供している。このことは、マイクロアクチュエータ
２０とモータ１０とを互いに関連づけて設計及び制御す
ることを必要とする従来の方法と比較して著しい改良を
与えている。
【００１０】デュアルステージアクチュエータ１８の概
略図を４つの制御変数ｅ1，ｅ2，ｙ 1，ｙ2と共に図５に
示してある。図５における概略図は図２に示したデュア
ルステージアクチュエータ１８に対応しており、且つ図
５における線は図１及び２に示した対応する参照番号を
付してある。モータ１０、アーム１２、マイクロアクチ
ュエータ２０は線セグメントとして示してある。変数ｙ
1はモータ１０と相対的なアーム１２の位置を表わして
おり、且つ変数ｙ2はアーム１２と相対的なマイクロア
クチュエータ２０の位置を表わしている。変数ｅ1はア
ーム１２の位置エラーを表わしており、変数ｅ2は読取
／書込ヘッド２６によって発生される位置エラー信号
（ＰＥＳ）に対応する。
【００１１】本発明の１実施例に基づくデュアルステー
ジアクチュエータ１８用のアクチュエータ制御器２８を
図６に示してある。図６に示した変数のうちの幾つかは
図５に示した変数に対応している。アクチュエータ制御
器２８はデュアルステージアクチュエータ１８を以下の
態様で制御する構成とされている。位置エラー信号（Ｐ
ＥＳ）ｅ2が、読取／書込ヘッド２６がディスク１６に
おける位置データウエッジ上を通過する場合に、それか
ら発生される読取信号からデコードされる。位置信号ｙ
は該ウエッジ上の読取／書込ヘッド２６の位置を表わ
し、且つ位置エラー信号ｅ2を発生する方法は当業者に
公知である。位置信号ｙ（それは直接的に入手可能なも
のではない）を第一加算ノード３０において基準トラッ
ク信号ｒから減算して、読取／書込ヘッド２６のトラッ
キングエラーを表わすヘッド位置エラー信号ｅ2（ＰＥ
Ｓ）を発生させる。ヘッド位置エラー信号ｅ2はマイク
ロアクチュエータ制御器３２へ供給され、それはマイク
ロアクチュエータ２０に対して第一制御信号ｕ2を発生
する。信号ｕ2はマイクロアクチュエータ２０へ供給さ
れ、マイクロアクチュエータ２０をしてアーム１２と相
対的な位置ｙ2へ移動させる。ＰＥＳｅ2が第二加算ノー
ド３４において相対的位置ｙ2 へ加算されてモータエラ
ー信号ｅ1を発生し、それはボイスコイルモータ制御器
３６へ供給される。ボイスコイルモータ制御器３６は第
二制御信号ｕ1を発生し、それはモータ１０へ供給され
る。モータ１０は信号ｕ1に従ってアーム１２をモータ
１０と相対的な位置ｙ1 へ移動させる。位置信号ｙによ
って表わされる読取／書込ヘッド２６の位置はマイクロ
アクチュエータ２０の相対的位置ｙ2とアーム１２の位
置との和に等しい。このことは図６における第三加算ノ
ード３８で示される。
【００１２】アクチュエータ制御器２８は当業者に公知
な表記法に従ってｚドメイン内において表わされる。図
６に示したブロックの各々は数学的にｚドメイン内の伝
達関数によって表わされる。例えば、マイクロアクチュ
エータ制御器３２は伝達関数Ｄｎａ（ｚ）を有してお
り、マイクロアクチュエータ２０は伝達関数Ｐｎａ
（ｚ）を有しており、ボイスコイルモータ制御器３６は
伝達関数Ｄｖｃｍ（ｚ）を有しており、且つボイスコイ
ルモータは伝達関数Ｐｖｃｍ（ｚ）を有している。アク
チュエータ制御器２８の関数は以下の１組の方程式で表
わすことが可能である。
【００１３】 ｒ−ｙ＝ｅ2 （１） ｅ1＊Ｄｖｃｍ＊Ｐｖｃｍ＝ｙ1 （２） ｅ2＋ｙ2＝ｅ1 （３） ｅ2＊Ｄｍａ＊Ｐｍａ＝ｙ2 （４） ｙ1＋ｙ2＝ｙ （５） 上の式（１）乃至（５）において、変数ｅ2及びｙ2はデ
ュアルステージアクチュエータ１８から直接的に測定す
ることが可能な量を表わしている。式（１）乃至（５）
は以下のような態様で解くことが可能である。
【００１４】
【数１】 アクチュエータ制御器２８の実質的な利点は式（９）に
おいて表わされている。ＰＥＳ信号ｅ2はマイクロアク
チュエータ２０及びその制御器３２（１＋Ｄｍａ＊Ｐｍ
ａ）及びボイスコイルモータ１０及びその制御器３６
（１＋Ｄｖｃｍ＊Ｐｖｃｍ）を表わす２つの独立した方
程式のカスケードから発生する。従って、マイクロアク
チュエータ制御器３２はアクチュエータ制御器２８の具
体化においてボイスコイルモータ制御器３６とは独立的
に構成及び動作させることが可能である。
【００１５】デュアルステージアクチュエータ制御構成
の場合には、１つの主要な問題は、マイクロアクチュエ
ータ２０の直線的移動範囲が制限されているということ
であり、そのことは高周波数低振幅のランナウトをカバ
ーすることを必要とするに過ぎず且つ低周波数高振幅部
分をＶＣＭに残している。このような制御機能の分割は
「制御分離」として知られている。
【００１６】デュアルステージアクチュエータ制御器２
８が独立的に設計されるにも拘らず制御分離を提供する
という能力は以下の如く方式的（６）乃至（１０）を解
析することによって理解することが可能である。先ず、
次式を定義する。
【００１７】
【数２】 式（１１）乃至（１４）を式（６）乃至（１０）と結合
させると以下の式が得られる。
【００１８】
【数３】 図６に示した構成２８の別の顕著な利点は式（１５）及
び（１６）内に存在している。ｙ1がＴ1に依存するがＴ
2 に依存するものではなく且つｙ2がＴ2に依存するがＴ
1に依存するものではない場合には、ＶＣＭ及びマイク
ロアクチュエータ制御器３６，３２は同一の態様で設計
即ち構成することが可能であり、その場合に２つの従来
の単一ステージ制御器を独立的に設計即ち構成する。例
えば、ＶＣＭ帯域幅が約５００Ｈｚであり且つマイクロ
アクチュエータ帯域幅が約１．５ｋＨｚ乃至２ｋＨｚで
ある場合には、Ｓ1（ｓ）は低周波数範囲（０−３００
Ｈｚ）において二次ロールアップを有し、且つＴ
2（ｓ）は低周波数から０ｄＢに留まり且つ約３−４ｋ
Ｈｚにおいてロールオフを開始する。それは、ｙ2／ｒ
が低周波数において二次ロールアップを有しており且つ
高周波数においてロールオフを開始するに過ぎないもの
であることを意味している。更に、ｙ1／ｒは低周波数
において０ｄｂに留まり且つｙ2／ｉよりも速くロール
オフする。
【００１９】従って、低周波数範囲においてｙ1＞＞ｙ
2 であり且つＶＣＭ制御器３６は制御動作を支配し、且
つ高周波数範囲においてはｙ2＞＞ｙ1であって、且つマ
イクロアクチュエータ制御器３２が制御動作を支配す
る。中間周波数範囲においては、マイクロアクチュエー
タ制御器はＶＣＭの制限された帯域幅を補償し且つトラ
ッキングエラーの減衰を改善する。従って、制御分離は
構成上自動的に保証される。
【００２０】アクチュエータ制御器２８は以下の式によ
って離散的ドメイン内において表わすことが可能であ
る。
【００２１】
【数４】 尚、Ｘ1及びＸ2は、夫々、モータ１０及びマイクロアク
チュエータ２０の内部状態である。Ａ1，Ｂ1，Ｃ1はモ
ータ１０の状態空間表示である。Ａ2 ，Ｂ2，Ｃ2はマイ
クロアクチュエータ２０の状態空間表示である。ｙ，ｙ
2，ｕ1，ｕ2は図６に示した制御変数に対応している。
式（１９）に対する減結合推定量利得マトリクスの解
は、式（２０）に示したような逆方向計算によって得る
ことが可能である。
【００２２】
【数５】 マイクロアクチュエータ２０用の制御信号は以下の３つ
の式に基づいて計算することが可能である。
【００２３】予測段階：
【数６】 更新段階：
【数７】 制御信号：
【数８】 モータ１０に対する制御信号は以下の３つの式に基づい
て計算することが可能である。
【００２４】予測段階：
【数９】 更新段階：
【数１０】 制御信号：
【数１１】 尚、（ｋ−ｌ）は前のサンプル時間を表わし且つｋは現
在のサンプル時間を表わす。
【００２５】アクチュエータ制御器２８を実現するため
の制御回路３９を本発明の１実施例に基づいて図７に示
してある。スピンドルモータ４０が磁気記憶ディスク４
２を回転させ且つボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４４が
位置決めアーム４６及びアーム４６の端部に固定されて
いるマイクロアクチュエータ４８を支持している。マイ
クロアクチュエータ４８は上述したＨｏｒｓｅｙ ｅｔ
ａｌ．の文献に記載されているように、アーム４６に
関するアクチュエータ４８の相対的位置を反映する相対
的位置信号ｙ2を発生する容量性マイクロセンサー４９
を有している。読取／書込ヘッド５１を具備するスライ
ダー５０がマイクロアクチュエータ４８の底部へ固定さ
れており、従って、マイクロアクチュエータ４８が回転
する場合に、読取／書込ヘッド５１はアーム４６と相対
的に移動される。読取信号は読取／書込ヘッドによって
発生され且つデコーディングされて当業者に公知の方法
に従って位置エラー信号ｅ2を発生する。ＰＥＳ信号ｅ2
はマイクロアクチュエータ制御器５４へ供給され、該制
御器はマイクロアクチュエータ４８の移動を制御するた
めに印加されるべき制御信号ｕ2を発生する。マイクロ
アクチュエータ４８は制御信号ｕ2に従って回転されて
適宜のトラックにわたって読取／書込ヘッド５１を移動
させＰＥＳ信号ｅ2によって表わされるトラッキングエ
ラーを取除く。ＰＥＳ信号ｅ2 が第二加算回路５６にお
いて信号ｙ2へ加算されてモータエラー信号ｅ1を発生す
る。モータエラー信号ｅ1は第二制御器５８へ供給さ
れ、該制御器はボイスコイルモータ４４を制御するため
の制御信号ｕ1を発生する。モータはアーム４６を移動
させて、マイクロアクチュエータ４８がアーム４６の軸
と整合されるように、アーム４６に関する読取／書込ヘ
ッドの相対的な位置を取除く。
【００２６】制御回路３９は図６に示したアクチュエー
タ制御器２８の直接的な実現例である。制御回路３９の
利点は、第一制御器５４及びマイクロアクチュエータ４
８を第二制御器５８及びボイスコイルモータ４４とは独
立的に設計即ち構成することが可能であるという点であ
る。何故ならば、式（９）は第一制御器５４の特性を第
二制御器５８と乗算するカスケード方程式だからであ
る。このような利点を有することのないその他の制御構
成においては、マイクロアクチュエータ４８用の制御器
は、最適な性能及び制御分離を達成するためにボイスコ
イルモータ４４用の制御器と一致させて構成せねばなら
ない。
【００２７】制御器２８を実現する別の回路７０を図８
に示してある。回路７０は図７に示したものと同様の幾
つかの要素を有しており、且つ同様の構成要素には簡単
化のために同様の参照番号を付してある。回路７０はＰ
ＥＳ信号ｅ2を復調するサーボ復調器回路７２を有して
いる。ＰＥＳ信号ｅ2は当業者に公知の方法に従ってＡ
ＢＣＤバーストパターンへ復調される。ＡＢＣＤバース
トパターンはアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器７４
へ供給され、該変換器はデジタルＰＥＳ信号ｅ 2をマイ
クロプロセサ７６へ供給する。サーボ復調器回路７４
は、又、読取／書込ヘッドがディスク４２におけるウエ
ッジを通過する度に、ＰＥＳ信号ｅ2に基づいてマイク
ロプロセサ７６へインタラプト信号を供給する。このイ
ンタラプト信号に応答して、マイクロプロセサ７６はバ
ースト選択信号を発生し且つＡ／Ｄ変換器７４へ供給
し、Ａ／Ｄ変換器をしてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを逐次的にサン
プルさせる。マイクロプロセサ７６は該信号を読取り且
つＰＥＳ信号ｅ2をデコードする。
【００２８】第二Ａ／Ｄ変換器７８がマイクロアクチュ
エータ４８における容量性検知回路によって発生される
信号ｙ2を受取るべく結合されている。第二Ａ／Ｄ変換
器７８はデジタル信号ｙ2を発生し、それはマイクロプ
ロセサ７６へ供給される。マイクロプロセサ７６は前述
した信号を結合させて制御信号ｕ1及びｕ2を発生するた
めのソフトウエアルーチンを実行する。制御信号ｕ1は
第一デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器８０へ供給さ
れてアナログ制御信号ｕ1を発生し、それは増幅器８２
によって増幅され、次いでモータ４４へ供給される。制
御信号ｕ2 は第二Ｄ／Ａ変換器８４へ供給され、該変換
器はアナログ制御信号ｕ2を発生し、それは増幅器８６
によって増幅され且つマイクロアクチュエータ４８へ供
給される。
【００２９】マイクロプロセサ７６は本発明の１実施例
に従って図９に示したアクチュエータ制御ソフトウエア
ルーチンを実行しモータ４４及びマイクロアクチュエー
タ４８を制御して読取／書込ヘッドをディスク４２にお
けるトラック上に位置決めさせる。読取／書込ヘッドが
ディスク４２におけるデータウエッジ上を通過する場合
に該ソフトウエアルーチンが走らされ、且つサーボ復調
器回路７２がデータウエッジに応答してインタラプト信
号を発生する。ステップ１００において、マイクロプロ
セサ７６の内容が保存され、従ってそれはアクチュエー
タ制御ソフトウエアルーチンの終りにおいて再開するこ
とが可能である。
【００３０】ステップ１０２において、アーム４６に関
してマイクロアクチュエータ４８の相対的位置信号ｙ2
がサンプル即ち採取され、且つステップ１０４におい
て、マイクロアクチュエータ４８に対する状態推定がア
ップデート即ち更新される。ステップ１０６において、
ＡＢＣＤバーストがサンプルされる。ステップ１０８に
おいて、制御信号ｕ2がＰＥＳ信号ｅ2に基づいて発生さ
れ、且つ、ステップ１１０において、変換器８４へ出力
され、それは、次いで、増幅器８６によって増幅されマ
イクロアクチュエータ４８の移動を制御する。マイクロ
アクチュエータ４８は、それによって、読取／書込ヘッ
ドをＡＢＣＤバーストによって検知されたトラックの中
心に位置決めすべく移動される。
【００３１】ステップ１１２において、ＰＥＳ信号ｅ2
がＡＢＣＤバーストからデコードされ、且つ、ステップ
１１４において、ＰＥＳ信号ｅ2が変換器７８によって
供給される信号ｙ2へ加算される。モータ４４の状態は
ステップ１１６においてアップデートされる。ステップ
１１８において、制御信号ｕ1が発生され且つ変換器８
０へ出力され、増幅器８２によって増幅され、次いでモ
ータ４４へ印加されてモータ４４を動作させ且つアーム
４６を移動させる。アーム４６は読取／書込ヘッド５１
とアーム４６との間の距離を取除き且つマイクロアクチ
ュエータ４８をアーム４６と整合されるべく移動され
る。ステップ１２２及び１２４において、マイクロアク
チュエータ４８及びモータ４４の次の状態が予測され、
且つステップ１２６において、前述した内容が回復され
マイクロプロセサ７６は元のタスクを実行すべく復帰す
る。本発明のこの実施例によればマイクロアクチュエー
タ４８は、最初に、読取／書込ヘッド５１をトラック上
に位置決めすべく移動され、且つモータ４４はアームを
移動させるためにその後に動作される。本発明のこの実
施例に基づく制御器２８は、モータ４４及びマイクロア
クチュエータ４８が互いに独立的に移動されることを可
能としている。
【００３２】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術に基づくディスクドライブシステム
の概略斜視図。
【図２】 従来技術に基づくデュアルステージアクチュ
エータの一部を示した概略分解斜視図。
【図３】 従来技術に基づくデュアルステージアクチュ
エータに対する多入力／多出力制御構成を示した概略ブ
ロック図。
【図４】 従来技術に基づくデュアルステージアクチュ
エータに対する単一入力／単一出力制御構成を示した概
略ブロック図。
【図５】 本発明の１実施例に基づく制御変数を示した
デュアルステージアクチュエータの概略図。
【図６】 本発明の１実施例に基づく単一入力／単一出
力制御構成を示した概略ブロック図。
【図７】 本発明の１実施例に基づくデュアルステージ
アクチュエータを制御するためのアナログ制御回路及び
ディスクドライブシステムを示した概略ブロック図。
【図８】 本発明の１実施例に基づくデュアルステージ
アクチュエータを制御するためのデジタル制御回路及び
ディスクドライブシステムを示した概略ブロック図。
【図９】 本発明の１実施例に基づくデュアルステージ
アクチュエータの移動を制御するためのソフトウエアル
ーチンを示したフローチャート。
【符号の説明】
１０ モータ １２ アーム １６ ディスク １８ デュアルステージアクチュエータ ２０ マイクロアクチュエータ ２６ 読取／書込ヘッド ２８ アクチュエータ制御器 ３０ 第一加算ノード ３２ マイクロアクチュエータ制御器 ３４ 第二加算ノード ３６ ボイスコイルモータ制御器 ３８ 第三加算ノード
フロントページの続き (72)発明者 ハリー ホストフ アメリカ合衆国， カリフォルニア 95139， サン ノゼ， ショーヒーガン コート 139 (72)発明者 ユ サン アメリカ合衆国， カリフォルニア 95129， サン ノゼ， アルバニー ド ライブ 4250， エフ−204

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディスクドライブシステムにおいて、 記憶ディスク、 前記記憶ディスクに隣接して延在する位置決めアームを
    具備するボイスコイルモータ、 前記位置決めアームに装着されており且つ前記位置決め
    アームと相対的に移動可能であり、前記位置決めアーム
    と相対的な位置を表わす相対的位置信号を発生する検知
    回路を具備するマイクロアクチュエータ、 前記マイクロアクチュエータに装着されており前記記憶
    ディスクから読取った情報から読取信号を形成する読取
    ヘッド、 前記読取ヘッドからの読取信号を受取るべく結合されて
    おり且つターゲット位置と相対的な前記読取ヘッドの位
    置を表わす読取信号から位置エラー信号を派生させるデ
    コーディング回路、 前記デコーディング回路及び前記マイクロアクチュエー
    タ検知回路へ結合されているＶＣＭ制御器であって、前
    記位置エラー信号及び前記相対的位置信号に応答して前
    記ボイスコイルモータをして前記位置決めアームを移動
    させるモータ制御信号を発生させるＶＣＭ制御器、 前記デコーディング回路へ結合されており且つ前記位置
    エラー信号に応答して前記マイクロアクチュエータをし
    て前記位置決めアームと相対的に移動させるマイクロア
    クチュエータ制御信号を発生させるマイクロアクチュエ
    ータ制御器、を有することを特徴とするディスクドライ
    ブシステム。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記ＶＣＭ制御器が
    マイクロプロセサと、第一アナログ・デジタル変換器
    と、第一デジタル・アナログ変換器とを有しており、前
    記マイクロアクチュエータ制御器が前記マイクロプロセ
    サと、第二アナログ・デジタル変換器と、第二デジタル
    ・アナログ変換器とを有していることを特徴とするディ
    スクドライブシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記ＶＣＭ制御器
    が、更に、前記第一アナログ・デジタル変換器と前記デ
    コーディング回路との間に結合されているサーボ復調器
    を有しており、前記サーボ復調器はアナログ形態で前記
    デコーディング回路から前記位置エラー信号を受取り且
    つ前記アナログ位置エラー信号から複数個のバースト信
    号を形成し、前記第一アナログ・デジタル変換器が前記
    複数個のバースト信号からデジタル位置エラー信号を形
    成し且つ前記デジタルエラー信号を前記マイクロプロセ
    サへ送信することを特徴とするディスクドライブシステ
    ム。
  4. 【請求項４】 請求項１において、更に、加算回路が前
    記デコーディング回路と、前記マイクロアクチュエータ
    検知回路と、前記ＶＣＭ制御器とに結合されており、前
    記加算回路は前記位置エラー信号と前記相対的位置信号
    とを加算して前記ＶＣＭ制御器が前記モータ制御信号を
    形成するために使用するモータエラー信号を形成するこ
    とを特徴とするディスクドライブシステム。
  5. 【請求項５】 第二アクチュエータによって制御される
    位置決めアームへ可動的に結合されている第一アクチュ
    エータを具備するデュアルステージアクチュエータを制
    御する回路において、 ターゲット位置と相対的に前記第一アクチュエータの位
    置を反映する位置エラー信号を発生する第一手段、 前記第二アクチュエータと相対的な前記第一アクチュエ
    ータの位置を反映する相対的位置信号を発生する第二手
    段、 前記第一手段へ結合されており且つ前記位置エラー信号
    に応答して前記第一アクチュエータを前記位置決めアー
    ムと相対的に移動させる第一アクチュエータ制御信号を
    発生する第一アクチュエータ制御器、 前記第一及び第二手段へ結合されており、前記位置エラ
    ー信号及び前記相対的位置信号に応答して、前記第二ア
    クチュエータをして前記位置決めアーム及び前記第一ア
    クチュエータを移動させる第二アクチュエータ制御信号
    を発生させる第二アクチュエータ制御器、を有すること
    を特徴とする回路。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記第一アクチュエ
    ータ制御器がマイクロプロセサと、第一アナログ・デジ
    タル変換器と、第一デジタル・アナログ変換器とを有し
    ており、前記第二アクチュエータ制御器が前記マイクロ
    プロセサと、第二アナログ・デジタル変換器と、第二デ
    ジタル・アナログ変換器とを有していることを特徴とす
    る回路。
  7. 【請求項７】 請求項６において、前記第一手段が前記
    第二アナログ・デジタル変換器へ結合されているサーボ
    復調器を有しており、前記サーボ復調器はアナログ形態
    で前記位置エラー信号を受取り且つ前記アナログ位置エ
    ラー信号から複数個のバースト信号を形成し、前記第二
    アナログ・デジタル変換器は前記複数個のバースト信号
    からデジタル位置エラー信号を形成し且つ前記デジタル
    位置エラー信号を前記マイクロプロセサへ送信すること
    を特徴とする回路。
  8. 【請求項８】 請求項５において、前記第一アクチュエ
    ータがマイクロアクチュエータであり且つ前記第二アク
    チュエータが記憶ディスクを包含するコンピュータ記憶
    装置のボイスコイルモータであり、且つ前記第一手段が
    前記第一アクチュエータへ取付けられている読取ヘッド
    を有しており、前記読取ヘッドが前記記憶ディスクから
    の位置情報を読取ることを特徴とする回路。
  9. 【請求項９】 請求項８において、更に、加算回路が前
    記第一及び第二手段と前記第二アクチュエータ制御器と
    に結合されており、前記加算回路は前記位置エラー信号
    と前記相対的位置信号とを加算して前記第二アクチュエ
    ータ制御器が前記第二アクチュエータ制御信号を形成す
    るために使用するモータエラー信号を形成することを特
    徴とする回路。
  10. 【請求項１０】 軸を具備する第二アクチュエータへ回
    動自在に結合されている第一アクチュエータを制御する
    方法において、前記第一アクチュエータは前記第一アク
    チュエータと第二アクチュエータとの間の相対的な位置
    がゼロである場合に前記第二アクチュエータの軸と整合
    され、前記第一アクチュエータはターゲット位置と相対
    的に位置決めされており、 前記ターゲット位置と相対的な前記第一アクチュエータ
    の位置を検知し、 前記第一アクチュエータを前記第二アクチュエータと相
    対的に前記ターゲット位置と一致する位置へ移動させ、 前記第一アクチュエータと第二アクチュエータとの間の
    相対的な位置を決定し、 前記第二アクチュエータを前記第一アクチュエータと第
    二アクチュエータとの間の減少させた相対的位置の位置
    へ移動させる、上記各ステップを有することを特徴とす
    る方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、更に、前記第二
    アクチュエータが移動している間に前記第一アクチュエ
    ータを前記ターゲット位置と一致する位置へ移動させる
    ことを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 ディスクドライブシステムにおける読
    取／書込ヘッドの位置を制御する方法において、前記ヘ
    ッドはボイスコイスモータの位置決めアームに装着され
    ているマイクロアクチュエータに取付けられており、前
    記位置決めアームは軸を具備しており、 前記ヘッドの位置を検知し、 前記ヘッドの位置と基準位置との間の距離として位置エ
    ラーを計算し、 前記ヘッドの位置が前記基準位置と一致し且つ前記マイ
    クロアクチュエータが前記位置決めアームの軸と不整合
    状態であるように前記マイクロアクチュエータを移動さ
    せ、 前記ボイスコイルモータの位置決めアームを前記位置決
    めアームの軸と前記マイクロアクチュエータとの整合に
    向って移動させる、上記各ステップを有することを特徴
    とする方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記ボイスコイ
    ルモータの位置決めアームを移動させるステップが、前
    記ヘッドの位置が前記基準位置と一致するように前記マ
    イクロアクチュエータを移動させることを特徴とする方
    法。
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