專利名稱：磁頭定位裝置以及使用它的磁盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有二級構(gòu)造驅(qū)動器的磁頭定位裝置以及使用它的磁盤裝置。
主要驅(qū)動器主要用于搜索動作或多個磁道跳躍等的大移動，通過音圈馬達(dá)(以下稱為VCM)等以安裝在金屬架上的軸為中心使磁頭支持機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使磁頭以及磁頭滑動架運動。輔助驅(qū)動器主要用于磁道跟蹤或1磁道跳躍等以高速進(jìn)行微小定位，通過作為壓電元件的壓電(piezo)元件等，在主要驅(qū)動器的前端部，可動范圍狹，卻被寬帶域所控制，在快速響應(yīng)下對磁頭以及磁頭滑動架定位。具有主要驅(qū)動器和輔助驅(qū)動器的驅(qū)動器部通常稱為二級驅(qū)動器(two-stage actuator)或分段控制驅(qū)動器。此外，主要驅(qū)動器和輔助驅(qū)動器分別稱為，粗動驅(qū)動器(Coarse actuator)和微動驅(qū)動器(fine actuator)，通過這樣的二級驅(qū)動器產(chǎn)生的磁頭定位控制方法作為高速高精度定位方法已被提出(例如，特開平10-2554188號公報)。
尤其是作為微動驅(qū)動器的壓電元件兼有壓電效果和反壓電效果兩種功能。即，利用由作為反壓電效果的控制電壓產(chǎn)生的畸變的微小變位引起的位置控制的同時，利用由作為壓電效果的變位發(fā)生的電壓，可以檢測微小的變位量。因此也提出了稱為利用該兩功能的自讀出(self-sensing)驅(qū)動器的驅(qū)動器控制方法(例如，參照日本機械學(xué)會論文集64卷624號，2931～2937(1998-8)仮想ブリッジ回路に基づくセルフセンジング·ァクチュエ一タを用いたはりの軌跡制御)。此外，也提出了二級驅(qū)動器控制方法(例如，特開昭60-35383號公報)，作為把這樣的驅(qū)動器控制方法在磁盤裝置上應(yīng)用的技術(shù)，在用粗驅(qū)動器驅(qū)動的磁頭支持機構(gòu)上裝載作為微動驅(qū)動器的壓電元件，利用壓電元件的壓電效果和反壓電效果，可高速高精度定位。
此外，也提出了二級驅(qū)動器控制方法(例如，特開平4-330679號公報)，即使利用壓電元件的微動驅(qū)動器作為用于檢出加在磁盤裝置上的振動或沖擊的傳感器也起作用，補償由于振動或沖擊引起的磁頭位置變動。
圖5是用現(xiàn)有的二級驅(qū)動器，以微動驅(qū)動器自身作為振動傳感器起作用，作為可能補償由于振動產(chǎn)生的磁頭位置變動的磁頭定位裝置的構(gòu)成圖。以下，參照圖5對作為現(xiàn)有例的磁頭定位裝置予以說明。
在圖5中，在作為磁盤狀記錄媒體之一的磁盤11(以下稱為磁盤)上進(jìn)行信息記錄再生的磁頭12(以下稱為磁頭)，一體安裝在磁頭滑動架13的前端部分上。磁頭滑動架13搭載在微動驅(qū)動器52的前端部分上，此外，微動驅(qū)動器52連接在磁頭支持機構(gòu)14的前端部上。磁頭支持機構(gòu)14以設(shè)置在磁盤裝置主體上的旋轉(zhuǎn)軸140為中心通過粗動驅(qū)動器51驅(qū)動，與微動驅(qū)動器協(xié)動，進(jìn)行磁頭12的定位。此外，粗動驅(qū)動器51通過控制部96的粗動驅(qū)動信號d1使包含磁頭12的磁頭支持機構(gòu)14移動直到目標(biāo)位置R。微動驅(qū)動器52通過控制部96的微動驅(qū)動信號d2控制裝載在磁頭支持機構(gòu)14的前端側(cè)上的磁頭12，以便從作為磁頭支持機構(gòu)14的延長線上的中心位置Y1只微小使變位量Y2變位。磁頭12通過在磁盤11上預(yù)先記錄的伺服信息，讀取表示磁頭12現(xiàn)在位置Y的現(xiàn)在位置信號y。一方面，通過微動驅(qū)動器52產(chǎn)生的從中心位置Y1直到磁頭位置Y的變位量Y2，可以用壓電元件檢出。在這里，將微動驅(qū)動器52的實際微小變位量Y2作為相對變位信號y2檢出?？刂撇?6輸入現(xiàn)在位置信號y、相對變位信號y2，和為了移動到目標(biāo)位置R用的指示的目標(biāo)位置信號r，分別運算，生成粗動驅(qū)動信號d1，以及微動驅(qū)動信號d2。磁頭12通過由該運算結(jié)果得到的驅(qū)動信號向目標(biāo)位置R定位。通過這樣的構(gòu)成，進(jìn)行向目標(biāo)磁道的定位控制。
此外，在本現(xiàn)有例中，控制部96輸入振動檢測用控制柵信號g?？刂撇?6通過該振動檢測用控制柵信號g的指令，檢出從外部來的振動，對由于振動等引起的位置變動進(jìn)行補償。
圖6是用于說明補償本現(xiàn)有例從外部來的振動引起的影響的動作時間圖。如圖6所示，在本現(xiàn)有例的磁頭定位裝置，從時刻0到T1，通過粗動驅(qū)動器51進(jìn)行大致的定位。從時刻T1到T2，通過由變位量Y2所示的微動驅(qū)動器52的變位進(jìn)行定位，以便使磁頭12位于目的磁道上。接著，通過振動檢測用控制柵信號g，從作為該控制柵期間的T2到T3，使微動驅(qū)動器52保持在一定變位量，檢測從微動驅(qū)動器52來的振動信息。即，控制部96，在磁頭12到達(dá)目標(biāo)位置R的時間點，保持微動驅(qū)動器52的變位量Y2在一定量。其間，微動驅(qū)動器52自身作為傳感器發(fā)揮功能，控制部96利用相對變位信號y2作為振動信息。此外，在控制部96，使其間的振動信息反饋為微動驅(qū)動器52及粗動驅(qū)動器51的控制信號，進(jìn)行驅(qū)動，以便抵消由于振動引起的變動。
這樣，在本現(xiàn)有例中，可以補償由于振動產(chǎn)生的磁頭位置變動。此外，不設(shè)置加速度傳感器等的特別的振動檢測元件，因為用原來作為定位用設(shè)置的微動驅(qū)動器52作為振動檢測部件并用，所以能低價地構(gòu)成。
然而，在上述現(xiàn)有例中，由于振動檢測用控制柵信號g在指令期間以外不能檢測振動，所以有所謂對于例如搜索動作中振動補償是困難的問題。
即，上述現(xiàn)有例在從圖6的時間T2到T3期間所示的、大體到達(dá)目標(biāo)位置開始的跟蹤動作中，檢測從外部來的沖擊或振動，是可能補償磁頭位置變動的。可是，在從時刻0到T2期間那樣的磁頭12移動期間，不能利用微動驅(qū)動器52作為檢測振動或沖擊的傳感器，在這樣的期間接受外部沖擊或振動時，不能充分補償磁頭位置的變動，有可能引起甚至連進(jìn)行定位的時間都增大。
如上所示，在現(xiàn)有例中，在磁頭12移動時，通過外部來的沖擊或振動，使磁頭12的位置與預(yù)定位置有很大偏離，擔(dān)心會增大定位時間的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，通過在依靠二級驅(qū)動器的定位控制系統(tǒng)上附加簡易的元件，提供即使受到外部振動或沖擊也常時以穩(wěn)定的動作進(jìn)行定位控制的磁頭定位裝置以及使用該磁頭定位裝置的磁盤裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的磁頭定位裝置具備作為磁頭移動部件由粗動驅(qū)動器及微動驅(qū)動器構(gòu)成的驅(qū)動器，和控制定位的控制部件，以便協(xié)動驅(qū)動器向目標(biāo)位置移動磁頭，使微動驅(qū)動器的變位量的絕對值成為最小。此外，控制部件具有生成用于對粗動驅(qū)動器及微動驅(qū)動器定位控制的定位信號的定位控制部件；只抽出在相應(yīng)于微動驅(qū)動器的變位量的信號內(nèi)包含的高頻成分的振動檢測部件(Vibrationdetection means)；以及合成控制信號與高頻成分的外部干擾補償部件。
通過該構(gòu)成，作為由外部干擾引起振動的振動成分，振動檢測部件只抽出相應(yīng)于微動驅(qū)動器變位的信號內(nèi)包含的高頻成分。外部干擾補償部件利用該抽出的振動成分，補償外部干擾的影響。由此，不需要特別地設(shè)置加速度傳感器，利用原來設(shè)置的微動驅(qū)動器，可以檢測外部干擾。此外，振動檢測部件按頻率分離、抽出在用于相應(yīng)微動驅(qū)動器變位量的信號內(nèi)包含的定位控制的控制成分和由外部干擾產(chǎn)生的振動成分。因此本發(fā)明的磁頭定位裝置可以檢出由外部干擾引起的振動成分而不受如所謂保持微動驅(qū)動器52在一定變位量期間的時間限制。因此，根據(jù)本發(fā)明，磁頭定位裝置在動作時常時可以補償由外部干擾引起的對定位控制的影響。由此，動作時常時可以抑制由外部干擾引起的定位精度退化。
本發(fā)明的磁頭定位裝置具有，配備在磁盤狀記錄媒體上配備進(jìn)行信息記錄再生的磁頭、進(jìn)行磁頭微細(xì)定位的微動驅(qū)動器；使裝載微動驅(qū)動器的磁頭支持機構(gòu)移動、進(jìn)行磁頭粗定位的粗動驅(qū)動器；以及控制微動驅(qū)動器的變位和由粗動驅(qū)動器產(chǎn)生的磁頭移動的控制部。此外，控制部具有微動控制部、粗動控制部、振動檢測部、微動補償部和粗動補償動。微動控制部將用于磁頭在目標(biāo)位置上定位的目標(biāo)位置信號與從通過磁頭再生的記錄媒體上的伺服信息來的現(xiàn)在位置信號之間的差作為位置誤差信號輸入，根據(jù)位置誤差信號生成用于控制微動驅(qū)動器變位的微動控制信號。粗動控制部輸入與微動驅(qū)動器的變位量對應(yīng)的相對變位信號，根據(jù)相對變位信號生成用于控制由粗動驅(qū)動器產(chǎn)生的磁頭移動的粗動控制信號。振動檢測部輸入相對變位信號，抽出在相對變位信號內(nèi)包含的高頻成分，以抽出的高頻成分作為振動檢測信號，以振動檢測信號內(nèi)以預(yù)定放大率放大的信號作為微動補償信號以及粗動補償信號輸出。微動補償部對微動控制信號和微動補償信號合成的信號作為微動合成信號輸出。粗動補償部對粗動控制信號和微動補償信號合成的信號作為粗動合成信號輸出。而且，微動驅(qū)動器相應(yīng)微動合成信號驅(qū)動，粗動驅(qū)動器是相應(yīng)粗動合成信號驅(qū)動。
根據(jù)該構(gòu)成，振動檢測部只抽出從微動驅(qū)動器的相對變位信號內(nèi)包含的、由外部干擾引起振動的振動成分。外部干擾補償部利用該抽出的振動成分，補償外部干擾的影響。據(jù)此，尤其是不需要設(shè)置加速度傳感器等等，可以利用原來設(shè)置的微動驅(qū)動器。此外，振動檢測部按頻率地分離、抽出在相對變位信號內(nèi)包含的定位控制用的控制成分和由外部干擾引起的振動成分。由此，本發(fā)明的磁頭定位裝置可以檢測由外部干擾產(chǎn)生的振動成分，而不受所謂微動驅(qū)動器保持在一定變位量期間那樣的時間制約。因此，根據(jù)本發(fā)明，磁頭定位裝置在動作時常時可以補償由外部干擾引起的對定位控制的影響，由此可以抑制動作時常常由于外部干擾引起的定位精度退化。
本發(fā)明的磁頭定位裝置的上述微動驅(qū)動器由壓電元件構(gòu)成。
根據(jù)該構(gòu)成，利用壓電元件的壓電效果，可以檢測與微動驅(qū)動器的變位量對應(yīng)的相對變位信號，同時利用反壓電效果，通過相應(yīng)微動合成信號驅(qū)動微動驅(qū)動器，可以控制微動驅(qū)動器。
本發(fā)明的磁頭定位裝置的構(gòu)成是這樣的，上述振動檢測部具有抽出預(yù)定寬帶內(nèi)的高頻信號成分的帶通濾波器，以帶通濾波器抽出的信號成分作為振動檢測信號輸出。
根據(jù)該構(gòu)成，來自微動驅(qū)動器的相對變位信號內(nèi)包含的外部干擾產(chǎn)生的振動成分能夠容易而且經(jīng)常抽出。由此，尤其不必特別設(shè)置加速度傳感器等，利用從原來設(shè)置的微動驅(qū)動器來的相對變位信號，能夠不受時間限制地檢出由外部干擾產(chǎn)生的振動成分。此外，利用該檢測的振動輸出信號，能夠抑制在動作時經(jīng)常由外部干擾產(chǎn)生的定位精度的退化。
本發(fā)明的定位裝置的構(gòu)成是這樣的，上述振動檢測部還具有能除去微小振幅的信號成分、具有非線性特性的取樣電路(Coring Circuit)，該取樣取樣電路輸入由帶通濾波器抽出的高頻信號成分，以根據(jù)非線性特性進(jìn)行非線性處理的信號作為振動檢測信號輸出。
根據(jù)該構(gòu)成，更高精度地使相對變位信號內(nèi)包含的定位控制用的控制成分和由外部干擾引起的振動成分分離，可以檢出由外部干擾引起的振動成分。據(jù)此，利用該檢出的振動檢測信號，能夠在動作時經(jīng)常地或高精度地抑制由外部干擾引起的定位精度的退化。
本發(fā)明的磁盤裝置包含上述磁頭定位裝置。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，尤其是不必要設(shè)置加速度傳感器等，利用原來設(shè)置的微動驅(qū)動器，可以檢出外部干擾。此外，本發(fā)明的磁盤裝置不受時間制約，可以檢出由外部干擾引起的振動成分。因此，根據(jù)本發(fā)明，磁盤裝置在動作時，能夠經(jīng)常地補償由外部干擾引起的，對定位控制的影響，由此，動作時經(jīng)常地可以抑制由外部干擾引起的定位精度的退化。
圖2是本發(fā)明的第1實施方式的磁頭定位裝置的方框圖。
圖3A是示出本發(fā)明的控制部的振動檢測部其它構(gòu)成的方框圖。
圖3B是示出振動檢測部的取樣電路的非線性特性一例的特性圖。
圖4是本發(fā)明第2實施方式的磁盤裝置的構(gòu)成圖。
圖5是現(xiàn)有的磁頭定位裝置的構(gòu)成圖。
圖6是用于說明現(xiàn)有的磁頭定位裝置動作的時間圖。
(第1實施方式)

圖1是作為本發(fā)明第1實施方式的磁頭定位裝置的構(gòu)成圖。
在圖1中，在作為磁盤狀記錄媒體之一的磁盤11(以下稱為磁盤)上進(jìn)行信息記錄再生的磁頭12(以下稱為磁頭)一體安裝在磁頭滑動架13的前端部上。磁頭滑動架13裝載在微動驅(qū)動器52的前端部分上。此外，微動驅(qū)動器52連接在磁頭支持機構(gòu)14的前端部上。磁頭支持機構(gòu)14以設(shè)置在磁盤裝置主體上的旋轉(zhuǎn)軸140作為中心，通過粗動驅(qū)動器51進(jìn)行驅(qū)動，與微動驅(qū)動器52協(xié)動，進(jìn)行磁頭12的定位。這樣，用本磁頭定位裝置的定位機構(gòu)是由粗動驅(qū)動器51和微動驅(qū)動器52的二級驅(qū)動器構(gòu)成的。粗動驅(qū)動器51通過由音圈馬達(dá)等使磁頭支持機構(gòu)14旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使前端的磁頭12移動，主要為搜索動作或多道磁道跳躍等大移動使用。一方面，微動驅(qū)動器52通過壓電元件等的壓電元件或電應(yīng)變元件，可動范圍狹窄而被寬帶域所控制，在快速響應(yīng)下前端的磁頭12移動，主要用于在磁道跟蹤或1磁道跳躍等高速下的微小定位。
本磁頭定位裝置的定位機構(gòu)根據(jù)作為控制部件的控制部16來的控制信號驅(qū)動定位?？刂撇?6根據(jù)按照微動驅(qū)動器52的變位量的信號，由位置檢測部66生成的現(xiàn)在位置信號y以及用于作所要的定位動作的指示的目標(biāo)位置信號r等生成控制信號。位置檢測部66從磁頭12讀出在磁盤11上記錄的伺服信息，生成示出磁頭12現(xiàn)在位置的現(xiàn)在位置信號y。
在控制部16上，減法器65使現(xiàn)在位置信號y和目標(biāo)位置信號y相減，生成示出到達(dá)目標(biāo)位置的誤差的位置誤差信號e2。微動控制部162輸入位置誤差信號e2，對位置誤差信號e2進(jìn)行預(yù)定的傳輸特性的濾波處理以及放大處理，生成微動控制信號u2。微動控制部162生成用于對微動驅(qū)動器52定位控制的微動控制信號u2。微動補償部164對微動控制信號u2和從后述的振動檢測部160來的微動補償信號a2進(jìn)行合成，以合成的信號作為微動合成信號ua2輸出。微動驅(qū)動部64根據(jù)該微動合成信號ua2變換為能驅(qū)動微動驅(qū)動器52的微動驅(qū)動信號d2，通過微動驅(qū)動信號d2驅(qū)動微動驅(qū)動器52。本磁頭定位裝置檢出微動驅(qū)動器52的變位量?？刂撇?6以相應(yīng)微動驅(qū)動器52變位量的檢出信號作為相對變位信號y2輸入。粗動控制部161輸入相對變位信號y2，對相對變位信號y2進(jìn)行預(yù)定的傳輸特性的濾波處理以及放大處理，生成用于對粗動驅(qū)動器51定位控制的粗動控制信號u1。粗動補償部163對粗動控制信號u1和從后述的振動檢測部160來的粗動補償信號a1進(jìn)行合成，以合成的信號作為粗動合成信號ua1輸出。粗動驅(qū)動部63根據(jù)該粗動合成信號ua1變換為能驅(qū)動粗動驅(qū)動器51的粗動驅(qū)動信號d1，通過粗動驅(qū)動信號d1驅(qū)動粗動驅(qū)動器51。通過微動補償部164以及粗動補償部163構(gòu)成外部干擾補償部165。
在控制部16，振動檢測部160輸入從微動驅(qū)動器52來的相對變位信號y2，抽出作為由外部施加的振動或沖擊發(fā)生的振動成分的高頻成分，根據(jù)該振動成分生成用于降低由振動或沖擊產(chǎn)生影響的微動補償信號a2及粗動補償信號a1?？刂撇?6在微動控制信號u2合成微動補償信號a2，驅(qū)動微動機構(gòu)52，在粗動控制信號u1上合成粗動補償信號a1，驅(qū)動粗動驅(qū)動器51?？刂撇?6通過這樣的構(gòu)成，驅(qū)動粗動驅(qū)動器51和微動驅(qū)動器52，進(jìn)行通過兩驅(qū)動器產(chǎn)生的磁頭12的定位，即，在控制部16，振動檢測部160作為只抽出在相應(yīng)微動驅(qū)動器52的變位量的信號內(nèi)包含的高頻成分的振動檢測部件發(fā)揮功能，此外，外部干擾補償部165通過對控制信號和由振動檢測部160抽出的高頻成分的合成，作為補償由振動或沖擊等外部干擾引起的磁頭位置變動的外部干擾補償部件發(fā)揮功能。
如圖1所示，微動驅(qū)動器52以用虛線a所示的磁頭支持機構(gòu)14的延長線上的位置作為中心位置Y1向磁盤11的內(nèi)周方向或外周方向變位，進(jìn)行磁頭12的微小定位。在這里，對從中心位置Y1直到磁頭的位置12用變位量Y2表示。本磁頭定位裝置合并由粗動驅(qū)動裝置51產(chǎn)生的位置，即中心位置Y1和微動驅(qū)動器52的變位量Y2，作為磁頭12的磁頭位置Y，使磁頭12移動到目標(biāo)位置R，進(jìn)行以目標(biāo)位置R跟蹤目標(biāo)磁道那樣的定位。
圖2是控制圖1所示本實施方式的二級驅(qū)動器定位控制的方框圖。
在這里，用對該裝置內(nèi)的定位控制模型化的方框圖，對本磁頭定位裝置的定位控制動作予以說明。
在圖2，現(xiàn)在位置信號y用加法器99對由粗動驅(qū)動器51產(chǎn)生的磁頭12的位置Y1的假想信號y，和與微動驅(qū)動器52產(chǎn)生的變位量Y2相當(dāng)?shù)南鄬ψ兾恍盘杫2相加，用作為現(xiàn)在位置信號y的模型示出?，F(xiàn)在位置信號y通過減法器65從與用于移動直到目標(biāo)磁道的指示目標(biāo)位置R相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)位置信號r減去。由該相減產(chǎn)生的差作為表示位置誤差的位置誤差信號e2輸出。該位置誤差信號e2輸入到微動控制部162，通常根據(jù)該位置誤差信號e2對微動驅(qū)動器52進(jìn)行位置控制。一方面，由微動驅(qū)動器52產(chǎn)生的磁頭位置的變位量Y2通過用壓電元件檢出是可能的。在本實施方式，以微動驅(qū)動器52的變位量Y2作為相對變位信號y2檢出。該相對變位信號y2輸入到粗動控制部161，通常，根據(jù)該相對變位信號y2控制由粗動驅(qū)動器51產(chǎn)生的磁頭12的移動。通過這樣的構(gòu)成，對于向目標(biāo)磁道進(jìn)行磁道間移動動作的搜索動作模式和在目標(biāo)磁道中心追隨磁頭的跟蹤動作模式的兩動作模式通過粗動驅(qū)動器51和微動驅(qū)動器52協(xié)動，進(jìn)行磁頭12定位的定位控制。
本磁頭定位裝置配備有即使在定位動作時受到振動或沖擊影響，也能抑制這些影響的、檢出振動或沖擊的振動檢測部160以及用于抑制振動或沖擊影響用的外部干擾補償部165。外部干擾補償部165由粗動補償部163及微動補償部164構(gòu)成。振動檢測部160由帶通濾波器600，放大器601以及放大器602構(gòu)成。帶通濾波器600輸入從微動驅(qū)動器52來的相對變位信號y2，抽出在相對變位信號y2內(nèi)包含的預(yù)定帶寬內(nèi)的高頻信號成分，以抽出的信號成分作為振動檢測信號b輸出。振動檢測信號b通過各自具有預(yù)定的增益的放大器601及放大器602放大。從放大器602把微動補償信號a2輸出到微動補償部164，從放大器601把粗動補償信號a1輸出到微動補償部163，振動檢測部160通過這樣的構(gòu)成，以影響磁頭12的定位控制的振動或沖擊等的外部干擾引起的磁頭位置變動作為信號檢出。振動檢測部160根據(jù)檢出的信號生成用于補償?shù)男盘?。本磁頭定位裝置以該生成的信號作為粗動補償信號a1及微動補償信號a2，用于抑制振動或沖擊的影響。
以上，本實施方式的磁頭定位裝置的特征為，具有從微動驅(qū)動器52的相對變位信號y2抽出在外部干擾內(nèi)包含的振動成分的振動檢測部160以及用于抑制由抽出的振動成分引起的振動或沖擊影響的外部干擾補償部165。
以下，對于在磁盤裝置受振動或沖擊時，如果依靠本實施方式的磁頭定位裝置，則使經(jīng)常抑制振動或沖擊的影響成為可能，由此使經(jīng)常穩(wěn)定的定位控制成為可能的動作予以說明。
首無，對于本磁頭定位裝置在不受振動或沖擊等的外部干擾的情況下通常的定位動作予以說明。一旦指示目標(biāo)磁道，則產(chǎn)生示出現(xiàn)在位置的現(xiàn)在位置信號y和目標(biāo)位置信號r之差。該差作為位置誤差信號e2輸入到微動控制部162。由于微動控制部162響應(yīng)性快，所以首先微動驅(qū)動器52向目標(biāo)磁道方向變位。此外，微動驅(qū)動器52的變位量作為相對變位信號y2檢出，粗動控制部161輸入該相對變位信號y2。因此，通過粗動驅(qū)動器51，磁頭支持機構(gòu)14也開始向目標(biāo)磁道方向移動，開始搜索動作。微動驅(qū)動器52向目標(biāo)方向變位，而且以與該變位量相當(dāng)?shù)南鄬ψ兾恍盘杫2控制粗動驅(qū)動器51，使磁頭12大體以通常速度向目標(biāo)磁道方向移動。隨著接近目標(biāo)磁道，由于位置誤差信號e2減小，微動驅(qū)動器52的變位量也減少，磁頭12邊降低速度邊接近目標(biāo)磁道。雖然也根據(jù)設(shè)定條件，然而通常在微動驅(qū)動器52變位狀態(tài)下，磁頭12一度達(dá)到目標(biāo)磁道。其后，通過微動驅(qū)動器52和粗動驅(qū)動器51，磁頭12的位置以目標(biāo)磁道位置作成中心進(jìn)行振動，以便微動驅(qū)動器52的變位量成為零。經(jīng)該過渡時間，最終，微動驅(qū)動器52的變位量大體處于零狀態(tài)，磁頭12追隨目標(biāo)磁道，進(jìn)入跟蹤動作。
即，本磁頭定位裝置配備由粗動驅(qū)動器51及微動驅(qū)動器52產(chǎn)生的二級驅(qū)動器，和控制該二級驅(qū)動器的控制部件，作為控制部件的控制部16使該二級驅(qū)動器協(xié)動，使磁頭12向目標(biāo)位置移動，控制定位，以便使微動驅(qū)動器52變位量的絕對值最小，即成為零。
這樣，本磁頭定位裝置根據(jù)位置誤差信號e2控制微動驅(qū)動器52，根據(jù)微動驅(qū)動器52的相對變位信號y2，控制粗動驅(qū)動器51。由此，本磁頭定位裝置使微動驅(qū)動器52和粗動驅(qū)動器51協(xié)動，進(jìn)行磁頭12在磁道間的移動及磁道追隨動作。通過搜索動作等，磁頭12到達(dá)目標(biāo)磁道時，進(jìn)行微動驅(qū)動器52的變位量成為零的定位控制。因此，本磁頭定位裝置在作跟蹤動作一類的磁道追隨動作中，微動驅(qū)動器52的變位量以零作為中心，能夠在最穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行磁道追隨動作。
可是，在不受上述外部干擾時的定位動作中，考慮相對變位信號y2的頻率成分時，該頻率成分可以說在直流成分附近分布。即在搜索動作時，微動驅(qū)動器52可以保持向目標(biāo)位置方向一定變位動作，在跟蹤動作時，變位量大體在零附近動作，如果從頻率觀點看，接近直流成分。換言之，本定位裝置除了從搜索動作進(jìn)入跟蹤動作的過渡期之外，微動驅(qū)動器52不進(jìn)行如重復(fù)正負(fù)變位那樣的振動動作。與此相反，例如，如果微動驅(qū)動裝置是以變位量零為中心隨機地向著目標(biāo)位置變位那樣的磁頭定位方法，則由于包含重復(fù)正負(fù)變位那樣的動作，所以相對變位信號也包含高頻成分，具有寬帶的頻率成分。
這樣，在本磁頭定位裝置不受外部干擾的通常情況下，相對變位信號y2的頻率成分在直流成分附近分布。換言之，這時，相對變位信號y2只具有用于在頻率上在直流成分附近分布的定位控制的信號成分。因此用于在相對變位信號y2的定位控制的信號成分不能通過帶通濾波器600，其結(jié)果，通常的情況下，本定位裝置進(jìn)行與沒有外部補償部165的狀態(tài)相同的動作。即，本定位裝置進(jìn)行如上述那樣的定位動作。
可是，本磁頭定位裝置受振動或沖擊等外部干擾時。微動驅(qū)動器52或磁頭支持機構(gòu)14根據(jù)其外部干擾振動。作為這樣的外部干擾，有磁盤裝置內(nèi)部發(fā)生的主軸馬達(dá)軸振擺或定位機構(gòu)的機構(gòu)諧振，或從磁盤裝置外部來的振動、沖擊等。這些外部干擾根據(jù)其原因，在某個頻率成分附近分布。由于這些頻率成分作為振動加在定位控制系統(tǒng)，所以該振動對定位精度有影響。本磁頭定位裝置也以微動驅(qū)動器52作為檢出這類振動成分的傳感器利用，經(jīng)常利用檢出的信號，控制由振動產(chǎn)生的定位精度的退化也是可能的。
其次，對加上這類外部干擾時的動作加以說明。例如，一旦在磁盤裝置上加上振動或沖擊，則磁頭12應(yīng)該由定位控制系統(tǒng)控制的預(yù)定位置強制地離開。磁頭定位裝置作抑制該影響的再次進(jìn)入目標(biāo)位置的動作。可是，一旦振動或沖擊的強度大，則克服由磁頭定位裝置產(chǎn)生的進(jìn)入動作，振動或沖擊產(chǎn)生的強制的振動繼續(xù)下去。微動驅(qū)動器52也配合這樣的振動，重復(fù)強制無意圖的變位。因此，一旦加上外部干擾，則相對變位信號y2加在用于定位控制的信號成分(以下稱為控制成分)上，應(yīng)當(dāng)與外部干擾產(chǎn)生的振動信號成分(以下稱為振動成分)重疊。
由于該振動成分是振動的信號，所以頻率上是某種程度高的頻率成分，由此在加入外部干擾時，在帶通濾波器600上輸出某種程度高的頻率成分，即只輸出抽出振動成分的信號。換言之，帶通濾波器600進(jìn)行抽出由外部干擾產(chǎn)生的振動成分。尤其是，如通常的動作所說明的那樣，作為相對變位信號y2的控制成分，不論搜索或跟蹤等的定位動作如何，頻率上的分布在直流成分附近。因此，根據(jù)本發(fā)明，通常帶通濾波器600使控制成分和由外部干擾產(chǎn)生的振動成分是可能分離的。即，由于本發(fā)明通過帶通濾波器600使得用于定位控制的信號成分和由外部干擾產(chǎn)生的振動信號按頻率分離，不論定位動作狀態(tài)如何，是可能經(jīng)常檢出由外部干擾產(chǎn)生的振動信號的。
作為這樣分離、抽出的振動成分的振動檢測信號b，以預(yù)定增益放大，作為微動補償信號a2輸出到用加法器構(gòu)成的微動補償部164，此外，作為粗動補償信號a1輸出到由加法器構(gòu)成的粗動補償部163。微動補償部164還把用于抵消由振動或沖擊引起的強制性振動的微動補償信號a2加在用于定位控制的微動控制信號u2上。因此，微動驅(qū)動信號d2進(jìn)行驅(qū)動，以便抑制由于振動或沖擊引起振動的微動驅(qū)動器52的振動。粗動補償部163把用于進(jìn)一步抵消振動或沖擊引起的強制振動的粗動補償信號a1加在用于定位控制的粗動控制信號a1上。因此，粗動驅(qū)動信號d1進(jìn)行驅(qū)動，以便抑制由振動或沖擊引起振動的粗動驅(qū)動器51的振動。當(dāng)然，雖然未圖示，然而其構(gòu)成通過在控制部16進(jìn)行合適的相位補償，以便外部干擾補償部165抵消振動成分。
通過以上所示的動作，本磁頭定位裝置不限于如跟蹤動作時等微動驅(qū)動器保持一定變位量那樣的期間，可以經(jīng)常抑制由外部干擾產(chǎn)生的定位精度的退化。即，本磁頭定位裝置對由外部干擾產(chǎn)生的微動驅(qū)動器52的振動作為在相對變位信號y2內(nèi)包含的振動成分，通過由帶通濾波器600抽出，作為檢出振動的振動檢測信號b。由此，本磁頭定位裝置在動作時可常常檢測由外部干擾引起的振動。此外，通過利用振動檢測信號b補償外部干擾的影響，可以抑制由外部干擾引起的定位精度的退化，可經(jīng)常在穩(wěn)定動作下對磁頭12進(jìn)行定位控制。
圖3的(a)是示出本磁頭定位裝置的振動檢測部160的其它具體構(gòu)成的方框圖。對于與圖2的構(gòu)成元件對應(yīng)的構(gòu)成元件附加同一符號，振動檢測部用振動檢測部260示出。本振動檢測部260具有多個帶通濾波器，此外具有取樣電路，然而與圖2說明的振動檢測部160不同。
在圖3(a)，振動檢測部260輸入從微動驅(qū)動器52檢出的相對變位信號y2。振動檢測部260的帶通濾波器600，610分別輸入該相對變位信號y2，抽出在相對變位信號y2內(nèi)包含的預(yù)定的高頻信號成分，對抽出的信號成分分別作為振動抽出信號b0，b1輸出。帶通濾波器600和帶通濾波器610預(yù)先設(shè)定，以便成為各自不同的中心頻率。因此，抽出各自不同頻率的信號成分輸出。從帶通濾波器600，610來的振動抽出信號b0，b1通過加法器603相加。從加法器603來的相加結(jié)果，作為振動檢出信號b輸入到非線性處理的取樣電路604。圖3(b)是示出該取樣電路604非線性特性一例的特性圖。在圖3(b)，橫軸表示取樣電路604輸入信號的輸入電平，縱軸表示取樣電路604輸出信號的輸出電平。通過這樣的非線性特性，除去在輸入信號內(nèi)包含的微小振幅的信號成分，只輸出比較大振幅的信號成分。由取樣電路604輸出的信號C各自以具有預(yù)定增益的放大器601以及放大器602放大。各自放大的信號與用圖2說明的振動檢測部160同樣地作為從放大器602來的微動補償信號a2輸出到微動補償部164，作為從放大器601來的粗動補償信號a1輸出到粗動補償部163。
振動檢測部260通過這樣的構(gòu)成，與振動檢測部160同樣，抽出由外部干擾產(chǎn)生的、微動驅(qū)動器52的振動成分，利用作為抽出振動成分的信號，生成用于補償外部干擾影響的微動補償信號a2以及粗動補償信號a1。
其次，說明振動檢測部260的動作。首先，振動檢測部200具有帶通濾波器600和帶通濾波器610兩個帶通濾波器。由此，可檢測相對兩種外部干擾的頻率成分。形成外部干擾的振動或沖擊的原因是各種各樣的，不能作為特定頻率規(guī)定。因此認(rèn)為通過在振動檢測部260上配備兩個帶通濾波器，可檢測各自的要因引起的施加在定位控制系統(tǒng)上的外部干擾的振動成分。在這里，作為兩個帶通濾波器并不限于此，也可以具備多個帶通濾波器。反之，如振動檢測部160那樣，即使是一個帶通濾波器，使頻帶作為寬帶與更廣范圍的外部干擾要因?qū)?yīng)也是可能的。這樣，通過振動檢測部260配備多個帶通濾波器，檢出由于各種要因引起的外部干擾的振動成分。
振動檢測部260具有取樣電路604。由此，除去在檢測的振動成分內(nèi)包含的微小振幅的信號成分，只輸出較大振幅的信號成分。即，至今為止的說明，認(rèn)為相對變位信號y2的控制成分在頻率上分布在直流成分附近，更正確地說，該控制成分包含微小振幅的高頻成分。例如，從搜索動作到進(jìn)入跟蹤動作的過渡期，微動驅(qū)動器52重復(fù)正負(fù)的變位，即重復(fù)振動并移向跟蹤動作。即使在跟蹤動作時微動驅(qū)動器52也邊作微小的正負(fù)變位邊跟蹤目標(biāo)磁道。這樣，在上述過渡期或跟蹤時，相對變位信號y2的控制成分包含微小振幅的高頻成分。因此這樣振動的控制成分混入加法器603的輸出內(nèi)輸出。由于這樣振動的控制成分并非由外部干擾產(chǎn)生的振動成分，所以通過振動檢測部160這樣的構(gòu)成，在通常的定位中產(chǎn)生不良影響。因此，設(shè)置取樣電路604是為了除去上述過渡期或跟蹤時的振動的控制成分。即，由于這樣的振動的控制成分是微小振幅，所以通過圖3(b)所示的非線性特性可能除去。一方面，由于振動或沖擊等產(chǎn)生的外部干擾的振動成分是大振幅的信號，所以不除去地從取樣電路輸出。這樣，振動檢測部260通過配備取樣電路604，可以更高精度更好地只抽出由于振動或沖擊等產(chǎn)生的振動成分。
這樣，作為高精度分離、抽出的由各種主要因素產(chǎn)生的外部干擾的振動成分的振動成分的信號C以預(yù)定增益放大，作為微動補償信號a2，輸出到微動補償部164。作為粗動補償信號a1輸出到粗動補償部163。由此，本磁頭定位裝置起作用，使得對于由振動或沖擊產(chǎn)生的振動的微動驅(qū)動器52以及粗動驅(qū)動器51，抵消其影響，在動作時常?？梢种朴捎谕獠扛蓴_引起的定位精度的退化。
取樣電路604的非線性特性作成圖3(b)那樣的特性，但是其它特性也是可能的。即，取樣電路604的非線性特性也可以是除去微小振幅的信號成分，只輸出大振幅的信號成分那樣的非線性特性。對取樣電路604設(shè)置在加法器603后級的構(gòu)成進(jìn)行了說明，然而在各自的帶通濾波器600，610的后級上分別設(shè)置取樣電路，分別對取樣電路輸出進(jìn)行相加那樣的構(gòu)成也能獲得同樣的效果。
(第2實施方式)圖4是作為本發(fā)明第2實施方式的磁盤裝置構(gòu)成圖。本第2實施方式的磁盤裝置是在磁盤裝置內(nèi)利用第1實施方式說明的磁頭定位裝置的一例。
在圖4中，作為通過主軸馬達(dá)17旋轉(zhuǎn)的磁盤狀記錄媒體之一的磁盤11(以下稱為磁盤)上進(jìn)行信息記錄再生的磁頭12(以下稱為磁頭)一體安裝在磁頭滑動架13的前端部分上。磁頭滑動架13裝載在微動驅(qū)動馬達(dá)52的前端部分上，此外，微動驅(qū)動器52在磁頭支持機構(gòu)14的前端部分上連接。磁頭支持機構(gòu)14以磁盤裝置主體的轉(zhuǎn)軸140作為中心，通過粗動驅(qū)動器51驅(qū)動，與微動驅(qū)動器52協(xié)動，對磁頭12進(jìn)行定位。粗動驅(qū)動器51，微動驅(qū)動器52以及磁頭支持機構(gòu)14一起稱為定位機構(gòu)15。這樣，本實施方式的定位機構(gòu)15由粗動驅(qū)動器51和微動驅(qū)動器52的二級驅(qū)動器構(gòu)成。粗動驅(qū)動器51通過由音圈馬達(dá)等使磁頭支持機構(gòu)14旋轉(zhuǎn)，使前端的磁頭12移動，主要是為搜索動作或多個磁道跳躍等大移動中使用。一方面，微動驅(qū)動器52通過由壓電元件的變位等進(jìn)行可動范圍狹而帶寬的位置控制，使前端的磁頭12移動，主要是為跟蹤磁道或1磁道跳躍等高速微小位置定位中使用。
定位機構(gòu)15根據(jù)從控制電路構(gòu)成的控制部來的控制信號驅(qū)動定位?？刂撇?利用與微動驅(qū)動器52對應(yīng)的相對變位信號y2、從磁頭2讀出的伺服信息，生成由位置檢測部66產(chǎn)生的現(xiàn)在位置信號y、以及通過用于進(jìn)行所要的定位動作的指示的目標(biāo)信號r等生成控制信號?？刂菩盘柾ㄟ^驅(qū)動電路變換為驅(qū)動信號d1及d2，驅(qū)動粗動驅(qū)動器51及微動驅(qū)動器52，進(jìn)行兩驅(qū)動器的伺服控制。
控制部6可以用本發(fā)明第1實施方式說明的圖1控制部16，振動檢測部可以用圖2的振動檢測部160或圖3的振動檢測部260。由此，在跟蹤動作時等不限于微動驅(qū)動器保持在一定變位量那樣的期限，能夠?qū)崿F(xiàn)使經(jīng)常地抑制由外部干擾引起定位精度退化成為可能的磁盤裝置。
在本發(fā)明，雖然作為對磁頭12定位的控制部件的控制部16的構(gòu)成，作為通過圖1所示的構(gòu)成控制二級驅(qū)動器的構(gòu)成進(jìn)行了說明，然而如果是使二級驅(qū)動器協(xié)動，使磁頭12向目標(biāo)位置移動，使微動驅(qū)動器52變位量的絕對值成為最小的定位控制那樣的控制部件，則也可以用其它構(gòu)成。
雖然在本發(fā)明，對外部干擾的補償通過微動補償部164以及粗動補償部163雙方進(jìn)行的構(gòu)成進(jìn)行說明，然而只用其中一方補償也行。
雖然在本發(fā)明，磁頭12作為進(jìn)行信息記錄再生的磁頭12進(jìn)行說明，然而即使是用一個磁頭進(jìn)行信息記錄和再生的構(gòu)成或在磁頭滑架13上具有2只磁頭，一方進(jìn)行記錄，另一方進(jìn)行再生的構(gòu)成也行。
雖然，在本發(fā)明，列舉在磁盤的一面進(jìn)行記錄或再生進(jìn)行說明，然而即使是用于在磁盤11的兩面進(jìn)行記錄或再生的磁頭定位置裝置以及磁盤裝置或具有多個磁盤用于一起旋轉(zhuǎn)進(jìn)行記錄或再生的磁頭定位裝置以及磁盤裝置也行。
雖然在本發(fā)明，以磁盤裝置為例予以說明，然而本發(fā)明并不限于此，例如也能夠適用于利用例如光盤形態(tài)的光盤裝置等。
如以上說明所示，即使本發(fā)明的磁頭定位裝置以及用其的磁盤裝置受到定位動作時振動或沖擊的影響，由于抑制了這些影響，也配備檢出振動沖擊的振動檢測部，以及抑制振動或沖擊影響用的外部干擾補償部。振動檢測部具有帶通濾波器，通過帶通濾波器只抽出在從微動驅(qū)動器來的相對變位信號內(nèi)包含的由外部干擾引起的振動成分。由此，尤其是不必要設(shè)置加速度傳感器等，可以利用原來設(shè)置的微動驅(qū)動器。此外，振動檢測部在頻率上分離、抽出在相對變位信號內(nèi)包含的定位控制用的控制成分和由外部干擾產(chǎn)生的振動成分。因此，本發(fā)明的磁頭定位裝置以及磁盤裝置可以不受在所謂微動驅(qū)動器保持在一定變位量期間的、不受時間制約地檢出由外部干擾產(chǎn)生的振動成分。從而，根據(jù)本發(fā)明，磁頭定位裝置以及磁盤裝置可以經(jīng)常補償由外部干擾產(chǎn)生的對定位控制的影響，由此，可以經(jīng)常抑制由外部干擾引起定位精度的退化，可以經(jīng)常地在穩(wěn)定動作下控制定位。
權(quán)利要求
1.一種磁頭定位裝置，其具備作為磁頭移動部件的、由粗動驅(qū)動器及微動驅(qū)動器構(gòu)成的驅(qū)動器；以及控制部件，該控制部件使所述驅(qū)動器協(xié)動，向目標(biāo)位置移動所述磁頭，并使所述驅(qū)動器變位量的絕對值成為最小地進(jìn)行定位控制，其特征為，所述控制部件具有生成用于使所述粗動驅(qū)動器及所述微動驅(qū)動器定位控制的控制信號的定位控制部件；只抽出相應(yīng)于所述微動驅(qū)動器的所述變位量的信號內(nèi)包含的高頻成分的振動檢測部件；以及合成所述控制信號和所述高頻成分的外部干擾補償部件。
2.一種磁頭定位裝置，其具備在盤狀記錄媒體上裝載進(jìn)行信息記錄再生的磁頭，并進(jìn)行所述磁頭微細(xì)定位的微動驅(qū)動器；使裝載所述微動驅(qū)動器的磁頭支持機構(gòu)移動，并對所述磁頭進(jìn)行粗動定位的粗動驅(qū)動器；以及控制由所述微動驅(qū)動器的變位及所述粗動驅(qū)動器產(chǎn)生的磁頭移動的控制部，其特征為，所述控制部具有微動控制部，其將用于使所述磁頭定位在所述目標(biāo)位置的目標(biāo)位置信號與來自由所述磁頭再生的所述記錄媒體上的伺服信息的現(xiàn)在位置信號之差作為位置誤差信號輸入，生成用于根據(jù)所述位置誤差信號控制所述微動驅(qū)動器的變位的微動控制信號；粗動控制部，其輸入根據(jù)所述微動驅(qū)動器的變位量的相對變位信號，并基于所述相對變位信號生成用于控制由所述粗動驅(qū)動器產(chǎn)生的所述磁頭移動的粗動控制信號；振動檢測部，其輸入所述相對變位信號，抽出在所述相對變位信號內(nèi)包含的高頻成分，以抽出的所述高頻成分作為振動檢測信號，向所述振動檢測信號輸出以規(guī)定放大率放大的信號，作為微動補償信號及粗動補償信號；以所述微動控制信號和所述微動補償信號的合成信號作為微動合成信號輸出的微動補償部；以及以所述粗動控制信號和所述粗動補償信號的合成信號作為粗動合成信號輸出的粗動補償部，所述微動驅(qū)動器相應(yīng)于所述微動合成信號而驅(qū)動，所述粗動驅(qū)動器相應(yīng)于所述粗動合成信號而驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭定位裝置，其特征為，所述微動驅(qū)動器由壓電元件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭定位裝置，其特征為，所述振動檢測部具有抽出規(guī)定帶寬內(nèi)的高頻信號成分的帶通濾波器，將由所述帶通濾波器抽出的信號成分作為所述振動檢測信號輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭定位裝置，其特征為，所述振動檢測部具有抽出預(yù)定帶寬內(nèi)的高頻信號成分的帶通濾波器，將由所述帶通濾波器抽出的信號成分作為所述振動檢測信號輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁頭定位裝置，其特征為，所述振動檢測部還具有除去微小振幅信號成分的有非線性特性的取樣電路，所述取樣電路輸入由所述帶通濾波器抽出的所述高頻信號成分，基于所述非線性特性將非線性處理過的信號作為所述振動檢測信號輸出。
7.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的磁頭定位裝置的磁盤裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁頭定位裝置以及使用它的磁盤裝置，其中振動檢測部(160)輸入根據(jù)微動驅(qū)動器(52)變位量的相對變位信號(y2)，只抽出高頻成分。通過微動補償部(164)對微動驅(qū)動器(52)根據(jù)位置誤差信號(e2)生成的微動控制信號(u2)和上述高頻成分合成的信號進(jìn)行驅(qū)動。此外，粗動驅(qū)動器(51)根據(jù)用粗動補償部(163)合成相對變位信號(y2)生成的粗動控制信號(u1)和上述高頻成分的信號進(jìn)行驅(qū)動。由此，在用二級驅(qū)動器的磁頭定位裝置中，即使受振動或沖擊等外部干擾也可以經(jīng)常地在穩(wěn)定動作下進(jìn)行定位控制。
文檔編號G11B21/10GK1417795SQ0214642
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者高祖洋, 桑島秀樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社