JP2001076451A - ディスク記憶装置におけるヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方法 - Google Patents
ディスク記憶装置におけるヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方法Info
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- G11—INFORMATION STORAGE
- 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
- G11B5/58—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 for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/596—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 for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- 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
- G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】シーク騒音や安定性を悪化させるアクチュエー
タ系の機械共振要素を抑圧できるようにする。 【解決手段】磁気ディスク装置内のヘッド位置決め制御
システムにおいて、制御器（Ｃ）２０１は、目標位置２
１１と、ヘッドによりディスクから読み取られたサーボ
データから抽出される位置情報に基づいて算出されるヘ
ッド位置２１０の情報とを受け、ヘッドを目標位置２１
１に移動または追従させるための操作量Ｕを求める。操
作量出力部２０２では、この操作量Ｕを２系統に分岐
し、それぞれの系統の操作量ＵのＵ３，Ｕ４をゲイン・
位相変更部２０７，２０８により独立に調整して操作量
Ｕ３，Ｕ４とし、それを加算器２０９で加算すること
で、Ｕ３，Ｕ４のゲイン特性と位相特性で決まる周波数
帯域のゲインが抑圧された操作量Ｕ５を取得して制御対
象（Ｐ）２００に入力する。
タ系の機械共振要素を抑圧できるようにする。 【解決手段】磁気ディスク装置内のヘッド位置決め制御
システムにおいて、制御器（Ｃ）２０１は、目標位置２
１１と、ヘッドによりディスクから読み取られたサーボ
データから抽出される位置情報に基づいて算出されるヘ
ッド位置２１０の情報とを受け、ヘッドを目標位置２１
１に移動または追従させるための操作量Ｕを求める。操
作量出力部２０２では、この操作量Ｕを２系統に分岐
し、それぞれの系統の操作量ＵのＵ３，Ｕ４をゲイン・
位相変更部２０７，２０８により独立に調整して操作量
Ｕ３，Ｕ４とし、それを加算器２０９で加算すること
で、Ｕ３，Ｕ４のゲイン特性と位相特性で決まる周波数
帯域のゲインが抑圧された操作量Ｕ５を取得して制御対
象（Ｐ）２００に入力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドをディスク
媒体上の目標位置に移動して位置決めするディスク記憶
装置に係り、特に同装置におけるディジタルサーボ系を
なすヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制
御方法に関する。
媒体上の目標位置に移動して位置決めするディスク記憶
装置に係り、特に同装置におけるディジタルサーボ系を
なすヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヘッドにより記録媒体としてのディスク
（ディスク媒体）に対する記録再生が行われるディスク
記憶装置、例えば磁気ディスク装置には、ヘッドを目的
のトラック上に移動して目標位置に位置決めするための
ヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制御系）
が設けられている。
（ディスク媒体）に対する記録再生が行われるディスク
記憶装置、例えば磁気ディスク装置には、ヘッドを目的
のトラック上に移動して目標位置に位置決めするための
ヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制御系）
が設けられている。
【０００３】小型磁気ディスク装置のヘッド位置決め制
御システムとして、ディスク面を幾つかのセクタ（サー
ボセクタ）に分割してサーボ情報を記録しておくセクタ
サーボ方式が知られている。
御システムとして、ディスク面を幾つかのセクタ（サー
ボセクタ）に分割してサーボ情報を記録しておくセクタ
サーボ方式が知られている。
【０００４】一般にセクタサーボ方式は、ディスクに記
録されたサーボ情報を一定のサンプル周期で読み取り、
ディジタルサーボ系で１サンプルに１度の操作量を求め
て出力し、制御対象であるヘッドが取り付けられたアク
チュエータ（ヘッドアクチュエータ）を電流駆動する。
このサンプル周期（サンプリング周波数）は、例えば
２．５インチ磁気ディスク装置では、４〜５ｋＨｚ程度
に設定されることが多い。
録されたサーボ情報を一定のサンプル周期で読み取り、
ディジタルサーボ系で１サンプルに１度の操作量を求め
て出力し、制御対象であるヘッドが取り付けられたアク
チュエータ（ヘッドアクチュエータ）を電流駆動する。
このサンプル周期（サンプリング周波数）は、例えば
２．５インチ磁気ディスク装置では、４〜５ｋＨｚ程度
に設定されることが多い。
【０００５】ところで、磁気ディスク装置のアクチュエ
ータには、機械共振要素として数キロＨｚの周波数帯域
にゲインピークを持っている。例えば、２．５インチ磁
気ディスク装置では、このアクチュエータの機械共振要
素を４ｋＨｚ以上に持っていることが多い。
ータには、機械共振要素として数キロＨｚの周波数帯域
にゲインピークを持っている。例えば、２．５インチ磁
気ディスク装置では、このアクチュエータの機械共振要
素を４ｋＨｚ以上に持っていることが多い。
【０００６】このような機械共振要素は、ゲインピーク
の大きさによって制御系の安定性を悪化させることがあ
り、またヘッド移動に大きなパワーを必要とするヘッド
の卜ラック間の移動いわゆるシーク動作において、シー
ク騒音を発生させるなど弊害を起こすことがある。
の大きさによって制御系の安定性を悪化させることがあ
り、またヘッド移動に大きなパワーを必要とするヘッド
の卜ラック間の移動いわゆるシーク動作において、シー
ク騒音を発生させるなど弊害を起こすことがある。
【０００７】一般にディジタルサーボ系では、サンプリ
ング周波数の１／２すなわちナイキス卜周波数よりも高
い周波数特性を抑圧することが難しい。２．５インチ磁
気ディスク装置の場合、ディジタルサーボ系のナイキス
卜周波数よりも、アクチュエータの機械共振要素は高い
周波数帯域にあり、ディジタルサーボ系によって抑圧す
ることが難しい。
ング周波数の１／２すなわちナイキス卜周波数よりも高
い周波数特性を抑圧することが難しい。２．５インチ磁
気ディスク装置の場合、ディジタルサーボ系のナイキス
卜周波数よりも、アクチュエータの機械共振要素は高い
周波数帯域にあり、ディジタルサーボ系によって抑圧す
ることが難しい。
【０００８】そこで、従来のヘッド位置決め制御システ
ムには、機械共振要素のピークゲインの影響を低減する
ために、アナログ回路による（アクチュエータの駆動回
路に）ローパスフィルタやノッチフィルタを付加するこ
とがなされていた。
ムには、機械共振要素のピークゲインの影響を低減する
ために、アナログ回路による（アクチュエータの駆動回
路に）ローパスフィルタやノッチフィルタを付加するこ
とがなされていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アナログ回路によるアクチュエータの機械共振要素の低
滅方法には次のような問題があった。
アナログ回路によるアクチュエータの機械共振要素の低
滅方法には次のような問題があった。
【００１０】アナログ回路を基板に実装することによっ
て、部品点数や工数が増加する。すなわち、コスト的な
デメリッ卜を生じる。また、部品点数の増加は、基板面
積を低減する場合の妨げになる。
て、部品点数や工数が増加する。すなわち、コスト的な
デメリッ卜を生じる。また、部品点数の増加は、基板面
積を低減する場合の妨げになる。
【００１１】また、アナログ回路は、部品特性のばらつ
きや変化の影響を受けやすい。特に小型磁気ディスク装
置では、温度・湿度等の様々な環境の変化に対しても正
常に動作する必要があり、これらの影響を受けにくくす
る必要がある。更に、アナログ回路は、回路特性を任意
に変更することが難しい。例えば、ヘッドのトラック間
移動と卜ラック追従で回路特性を変更したい場合は、別
々の回路を設ける必要がある。
きや変化の影響を受けやすい。特に小型磁気ディスク装
置では、温度・湿度等の様々な環境の変化に対しても正
常に動作する必要があり、これらの影響を受けにくくす
る必要がある。更に、アナログ回路は、回路特性を任意
に変更することが難しい。例えば、ヘッドのトラック間
移動と卜ラック追従で回路特性を変更したい場合は、別
々の回路を設ける必要がある。
【００１２】一方、１サンプルに１度の操作量を求めて
出力するディジタルサーボ系において、アクチュエータ
の機械共振要素を抑圧するためには、ナイキス卜周波数
をアクチュエータの機械共振特性よりも高く設定する必
要がある。しかし、ナイキスト周波数を高く設定するた
めには、サーボセクタ数を増やしてサンプリング周期を
高くする必要があり、フォーマット効率の低下につなが
る。また、それに伴うＣＰＵ処理能力の向上やコス卜増
加を考えた場合のデメリッ卜は大きい。
出力するディジタルサーボ系において、アクチュエータ
の機械共振要素を抑圧するためには、ナイキス卜周波数
をアクチュエータの機械共振特性よりも高く設定する必
要がある。しかし、ナイキスト周波数を高く設定するた
めには、サーボセクタ数を増やしてサンプリング周期を
高くする必要があり、フォーマット効率の低下につなが
る。また、それに伴うＣＰＵ処理能力の向上やコス卜増
加を考えた場合のデメリッ卜は大きい。
【００１３】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、１サーボセクタ間に等価的に２回以上の
操作量が出力される構成として、ディジタルサーボ系で
ありながらディジタルサーボ系のナイキス卜周波数を越
えるノッチフイルタを実現することによって、シーク騒
音や安定性を悪化させるアクチュエータ系の機械共振要
素（２次共振）を抑圧できるディスク記憶装置における
ヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方
法を提供することにある。
でその目的は、１サーボセクタ間に等価的に２回以上の
操作量が出力される構成として、ディジタルサーボ系で
ありながらディジタルサーボ系のナイキス卜周波数を越
えるノッチフイルタを実現することによって、シーク騒
音や安定性を悪化させるアクチュエータ系の機械共振要
素（２次共振）を抑圧できるディスク記憶装置における
ヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方
法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、各トラック上
に、位置情報を含むサーボデータが記録されたサーボ領
域が等間隔で配置された少なくとも１つのディスク媒体
と、このディスク媒体を回転させるスピンドルモータ
と、ディスク媒体の各面に対応して設けられ、このディ
スク媒体を対象としてデータを書き込みあるいは読み出
し、かつ、上記サーボデータを一定のサンプリング周期
で読み取るヘッドと、このヘッドを搭載し、このヘッド
をディスク媒体の半径方向に移動するためのアクチュエ
ータと、このヘッドにより各サーボ領域から読み取られ
るサーボデータから位置情報を抽出し、当該位置情報か
らヘッドの位置を検出する位置検出手段とを備えたディ
スク記憶装置に適用され、上記位置検出手段の位置検出
結果をもとにヘッドをディスク媒体上の目標位置に移動
もしくは追従させるためのヘッド位置決め制御システム
において、上記位置検出手段の位置検出結果をもとにヘ
ッドをディスク媒体上の目標位置に移動もしくは追従さ
せるのに必要な操作量を取得するディジタル制御器と、
このディジタル制御器により取得された操作量を複数系
統に分岐する操作量出力手段であって、上記各系統毎に
設けられ、対応する系統の操作量のゲイン特性と位相特
性を変更する特性変更手段と、上記各系統毎の特性変更
手段によりゲイン特性と位相特性が変更された操作量を
加算することで、上記各系統の操作量のゲイン特性と位
相特性で決まる周波数帯域のゲインが抑圧された操作量
を取得して、この取得した操作量を上記アクチュエータ
を含む制御対象の制御操作量とする加算手段とを有する
操作量出力手段とを備えたことを特徴とする。
に、位置情報を含むサーボデータが記録されたサーボ領
域が等間隔で配置された少なくとも１つのディスク媒体
と、このディスク媒体を回転させるスピンドルモータ
と、ディスク媒体の各面に対応して設けられ、このディ
スク媒体を対象としてデータを書き込みあるいは読み出
し、かつ、上記サーボデータを一定のサンプリング周期
で読み取るヘッドと、このヘッドを搭載し、このヘッド
をディスク媒体の半径方向に移動するためのアクチュエ
ータと、このヘッドにより各サーボ領域から読み取られ
るサーボデータから位置情報を抽出し、当該位置情報か
らヘッドの位置を検出する位置検出手段とを備えたディ
スク記憶装置に適用され、上記位置検出手段の位置検出
結果をもとにヘッドをディスク媒体上の目標位置に移動
もしくは追従させるためのヘッド位置決め制御システム
において、上記位置検出手段の位置検出結果をもとにヘ
ッドをディスク媒体上の目標位置に移動もしくは追従さ
せるのに必要な操作量を取得するディジタル制御器と、
このディジタル制御器により取得された操作量を複数系
統に分岐する操作量出力手段であって、上記各系統毎に
設けられ、対応する系統の操作量のゲイン特性と位相特
性を変更する特性変更手段と、上記各系統毎の特性変更
手段によりゲイン特性と位相特性が変更された操作量を
加算することで、上記各系統の操作量のゲイン特性と位
相特性で決まる周波数帯域のゲインが抑圧された操作量
を取得して、この取得した操作量を上記アクチュエータ
を含む制御対象の制御操作量とする加算手段とを有する
操作量出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】このような構成においては、複数系統に分
岐された操作量に対して各系統毎に特性変更手段により
ゲイン特性と位相特性が変更されることから、これらゲ
イン特性と位相特性が変更された各系統の操作量を加算
手段により加算（重畳）して、制御対象の制御操作量と
することで、サーボ領域の間隔で決まる１サンプリング
周期（１サーボセクタ間）に複数回（系統数回）の操作
量出力を行うのと等価な操作量出力を実現し、上記各系
統の操作量のゲイン特性と位相特性で決まる周波数帯域
のゲイン特性を低減することができる。つまり、１トラ
ック当たりのサーボ領域数を増やして、サンプリング周
期を高めることなく、操作量出力数を増やすことで、デ
ィジタルサーボ系でありながらディジタルサーボ系のナ
イキス卜周波数を越えるノッチフイルタを構成して、任
意の周波数成分のゲイン特性を低減することができる。
岐された操作量に対して各系統毎に特性変更手段により
ゲイン特性と位相特性が変更されることから、これらゲ
イン特性と位相特性が変更された各系統の操作量を加算
手段により加算（重畳）して、制御対象の制御操作量と
することで、サーボ領域の間隔で決まる１サンプリング
周期（１サーボセクタ間）に複数回（系統数回）の操作
量出力を行うのと等価な操作量出力を実現し、上記各系
統の操作量のゲイン特性と位相特性で決まる周波数帯域
のゲイン特性を低減することができる。つまり、１トラ
ック当たりのサーボ領域数を増やして、サンプリング周
期を高めることなく、操作量出力数を増やすことで、デ
ィジタルサーボ系でありながらディジタルサーボ系のナ
イキス卜周波数を越えるノッチフイルタを構成して、任
意の周波数成分のゲイン特性を低減することができる。
【００１６】しかも、ディジタルサーボ系としたこと
で、ディジタル演算によって実現でき、アナログ回路の
ような部品は必要ないことから、特性のばらつきもな
い。また、特性を任意に設定することが容易であり、例
えばシーク時と位置決め時でノッチフィルタの特性を簡
単に変更できる。特に、上記特性変更手段により対応す
る系統の操作量のゲイン特性と位相特性を変更するの
に、ゲイン特性の変更には当該系統に固有の係数を乗
じ、位相特性の変更には当該系統に固有の遅れ時間要素
を用いる構成とするならば、特性の変更設定が、この係
数と遅れ時間要素を切り替えるだけで極めて簡単に行え
る。
で、ディジタル演算によって実現でき、アナログ回路の
ような部品は必要ないことから、特性のばらつきもな
い。また、特性を任意に設定することが容易であり、例
えばシーク時と位置決め時でノッチフィルタの特性を簡
単に変更できる。特に、上記特性変更手段により対応す
る系統の操作量のゲイン特性と位相特性を変更するの
に、ゲイン特性の変更には当該系統に固有の係数を乗
じ、位相特性の変更には当該系統に固有の遅れ時間要素
を用いる構成とするならば、特性の変更設定が、この係
数と遅れ時間要素を切り替えるだけで極めて簡単に行え
る。
【００１７】また本発明は、上記特性変更手段による各
系統の操作量の特性変更に用いられる係数及び遅れ要素
が、アクチュエータの２次共振要素のゲインピークの周
波数帯域に対応して設定される構成としたことをも特徴
とする。このような構成においては、アクチュエータ系
の機械共振要素（２次共振）を効果的に抑圧でき、シス
テムの安定性を向上させることができる。
系統の操作量の特性変更に用いられる係数及び遅れ要素
が、アクチュエータの２次共振要素のゲインピークの周
波数帯域に対応して設定される構成としたことをも特徴
とする。このような構成においては、アクチュエータ系
の機械共振要素（２次共振）を効果的に抑圧でき、シス
テムの安定性を向上させることができる。
【００１８】また本発明は、シーク制御時に上記操作量
出力手段を有効状態に設定する制御手段を更に備えたこ
とをも特徴とする。このような構成においては、シーク
制御時に上記操作量出力手段を有効状態に設定し、ディ
ジタル制御器により取得された操作量を当該操作量出力
手段を通して制御対象に入力することにより、アクチュ
エータ系の機械共振要素（２次共振）を抑圧し、シーク
動作におけるシーク騒音を低減することができる。
出力手段を有効状態に設定する制御手段を更に備えたこ
とをも特徴とする。このような構成においては、シーク
制御時に上記操作量出力手段を有効状態に設定し、ディ
ジタル制御器により取得された操作量を当該操作量出力
手段を通して制御対象に入力することにより、アクチュ
エータ系の機械共振要素（２次共振）を抑圧し、シーク
動作におけるシーク騒音を低減することができる。
【００１９】また本発明は、上記ディジタル制御器によ
り取得された操作量を上記操作量出力手段を通して制御
対象に入力するか、あるいはディジタル制御器により取
得された操作量をそのまま制御対象に入力するかを、シ
ーク制御時と位置制御時とで切り替え制御する制御手段
を更に備えたことをも特徴とする。
り取得された操作量を上記操作量出力手段を通して制御
対象に入力するか、あるいはディジタル制御器により取
得された操作量をそのまま制御対象に入力するかを、シ
ーク制御時と位置制御時とで切り替え制御する制御手段
を更に備えたことをも特徴とする。
【００２０】このような構成においては、シーク制御時
と位置制御時とで、ディジタル制御器により取得された
操作量を操作量出力手段を通して制御対象に入力する
か、あるいはそのまま制御対象に入力するかを切り替え
て抑圧特性を変更することで、それぞれの制御系に適し
たゲインと位相特性を実現できる。
と位置制御時とで、ディジタル制御器により取得された
操作量を操作量出力手段を通して制御対象に入力する
か、あるいはそのまま制御対象に入力するかを切り替え
て抑圧特性を変更することで、それぞれの制御系に適し
たゲインと位相特性を実現できる。
【００２１】この他、上記各系統に固有の係数及び遅れ
要素を、シーク制御時と位置制御時とで異なる値に切り
替え設定することによっても、それぞれの制御系に適し
たゲインと位相特性を実現できる。
要素を、シーク制御時と位置制御時とで異なる値に切り
替え設定することによっても、それぞれの制御系に適し
たゲインと位相特性を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を磁気ディスク装置
に適用した実施の形態につき図面を参照して説明する。
に適用した実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２３】図１は本発明の一実施形態に係る磁気ディ
スク装置（ＨＤＤ）の主としてサーボ系の構成を示す図
である。
スク装置（ＨＤＤ）の主としてサーボ系の構成を示す図
である。
【００２４】図１のＨＤＤにおいて、記録媒体としての
ディスク（磁気ディスク媒体）１００の各面（記録面）
側には、当該ディスク１００へのデータ書き込み（デー
タ記録）及び当該ディスク１００からのデータ読み出し
（データ再生）に用いられるヘッド（磁気ヘッド）１１
０が、その面に対向するようにそれぞれ配置される。な
お、本実施形態では、単一枚のディスク１００が配置さ
れたＨＤＤを想定しているが、複数枚のディスク１００
が積層配置された構成であっても構わない。
ディスク（磁気ディスク媒体）１００の各面（記録面）
側には、当該ディスク１００へのデータ書き込み（デー
タ記録）及び当該ディスク１００からのデータ読み出し
（データ再生）に用いられるヘッド（磁気ヘッド）１１
０が、その面に対向するようにそれぞれ配置される。な
お、本実施形態では、単一枚のディスク１００が配置さ
れたＨＤＤを想定しているが、複数枚のディスク１００
が積層配置された構成であっても構わない。
【００２５】ディスク１００の両面には、同心円状に多
数のトラック（シリンダ）１０１が形成されている。各
トラック１０１には、ディスク１００とヘッド１１０と
の相対位置を検出するための位置情報を含むサーボデー
タが磁気記録されたサーボ領域１０２が配置されてい
る。このサーボ領域１０２は、ディスク１００の中心か
ら各トラック１０１をまたがって放射状に等間隔で配置
されている。サーボデータ中の位置情報はシリンダアド
レス及びサーボバーストデータ（位置信号パターン）を
含む。
数のトラック（シリンダ）１０１が形成されている。各
トラック１０１には、ディスク１００とヘッド１１０と
の相対位置を検出するための位置情報を含むサーボデー
タが磁気記録されたサーボ領域１０２が配置されてい
る。このサーボ領域１０２は、ディスク１００の中心か
ら各トラック１０１をまたがって放射状に等間隔で配置
されている。サーボデータ中の位置情報はシリンダアド
レス及びサーボバーストデータ（位置信号パターン）を
含む。
【００２６】サーボ領域１０２の間はデータ領域（ユー
ザ領域）１０３となっており、当該データ領域１０３に
は記録単位としてのデータセクタが複数配置されてい
る。サーボ領域１０２と当該領域１０２に後続するデー
タ領域１０３とはサーボセクタ１０４を構成する。つま
り、各トラックは複数のサーボセクタ（ここでは５０セ
クタとする）１０４に等分割されている。
ザ領域）１０３となっており、当該データ領域１０３に
は記録単位としてのデータセクタが複数配置されてい
る。サーボ領域１０２と当該領域１０２に後続するデー
タ領域１０３とはサーボセクタ１０４を構成する。つま
り、各トラックは複数のサーボセクタ（ここでは５０セ
クタとする）１０４に等分割されている。
【００２７】ディスク（磁気ディスク単板）１００はス
ピンドルモータ１２０に固定されて、所定の角速度で高
速に回転駆動される。これにより、ディスク１００に放
射状に配置されたサーボ領域１０２に記録されているサ
ーボデータがヘッド１１０により読み込まれる。
ピンドルモータ１２０に固定されて、所定の角速度で高
速に回転駆動される。これにより、ディスク１００に放
射状に配置されたサーボ領域１０２に記録されているサ
ーボデータがヘッド１１０により読み込まれる。
【００２８】ディスク１００の各面に対向してそれぞれ
配置されるヘッド１１０は、ボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）１１１を駆動源とするロータリ型のアクチュエータ
（ヘッドアクチュエータ）１１２の先端に搭載されてい
る。アクチュエータ１１２はＶＣＭ１１１により駆動さ
れて、ヘッド１１０をディスク１００の半径方向に移動
し、かつ位置調整する。
配置されるヘッド１１０は、ボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）１１１を駆動源とするロータリ型のアクチュエータ
（ヘッドアクチュエータ）１１２の先端に搭載されてい
る。アクチュエータ１１２はＶＣＭ１１１により駆動さ
れて、ヘッド１１０をディスク１００の半径方向に移動
し、かつ位置調整する。
【００２９】ヘッド１１０により読み込まれたサーボデ
ータはヘッドアンプ回路１３０で増幅され、サンプルホ
ールド回路１３１を含む位置検出回路１３２に入力され
る。位置検出回路１３２では、サーボデータの位置情報
中のシリンダアドレスを抽出すると共に、サンプルホー
ルド回路１３１を用いて位置情報中のバーストデータの
振幅値を保持・抽出する。
ータはヘッドアンプ回路１３０で増幅され、サンプルホ
ールド回路１３１を含む位置検出回路１３２に入力され
る。位置検出回路１３２では、サーボデータの位置情報
中のシリンダアドレスを抽出すると共に、サンプルホー
ルド回路１３１を用いて位置情報中のバーストデータの
振幅値を保持・抽出する。
【００３０】位置検出回路１３２で抽出されたシリンダ
アドレスはそのままマイクロコントローラ１４０に入力
される。また位置検出回路１３２で抽出されたバースト
データ（の振幅値）はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）
コンバータ１４１でＡ／Ｄ変換されてマイクロコントロ
ーラ１４０に入力される。
アドレスはそのままマイクロコントローラ１４０に入力
される。また位置検出回路１３２で抽出されたバースト
データ（の振幅値）はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）
コンバータ１４１でＡ／Ｄ変換されてマイクロコントロ
ーラ１４０に入力される。
【００３１】マイクロコントローラ１４０は、ＲＯＭ等
の不揮発性メモリ（図示せず）に予め格納された制御プ
ログラムを実行するＣＰＵをメイン要素とする。マイク
ロコントローラ１４０は、上記制御プログラム中の、ヘ
ッド位置決め制御システムの制御プログラムを実行する
ことで、上記シリンダアドレスまたはバーストデータに
基づき制御操作量を算出する。ここで、ヘッド位置決め
制御システムでのヘッド位置決め制御には、主としてシ
リンダアドレスに基づいてヘッド１１０を目標位置まで
移動させるシーク制御と、シーク制御の後にバーストデ
ータに基づいてヘッド１１０を当該目標位置に整定（se
ttling）するための位置制御とがある。
の不揮発性メモリ（図示せず）に予め格納された制御プ
ログラムを実行するＣＰＵをメイン要素とする。マイク
ロコントローラ１４０は、上記制御プログラム中の、ヘ
ッド位置決め制御システムの制御プログラムを実行する
ことで、上記シリンダアドレスまたはバーストデータに
基づき制御操作量を算出する。ここで、ヘッド位置決め
制御システムでのヘッド位置決め制御には、主としてシ
リンダアドレスに基づいてヘッド１１０を目標位置まで
移動させるシーク制御と、シーク制御の後にバーストデ
ータに基づいてヘッド１１０を当該目標位置に整定（se
ttling）するための位置制御とがある。
【００３２】マイクロコントローラ１４０により算出さ
れた制御操作量はＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）コン
バータ１４２でアナログ量（電圧）に変換され、ＶＣＭ
ドライバ回路１５０によってＶＣＭ１１１を駆動するた
めの電流量（駆動電流）に変換される。なお、Ｄ／Ａコ
ンバータ１４２をＶＣＭドライバ回路１５０側に設け、
マイクロコントローラ１４０はディジタル値である制御
操作量をそのままＶＣＭドライバ回路１５０に出力し、
当該ドライバ回路１５０側でアナログ量に変換する構成
としてもよい。
れた制御操作量はＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）コン
バータ１４２でアナログ量（電圧）に変換され、ＶＣＭ
ドライバ回路１５０によってＶＣＭ１１１を駆動するた
めの電流量（駆動電流）に変換される。なお、Ｄ／Ａコ
ンバータ１４２をＶＣＭドライバ回路１５０側に設け、
マイクロコントローラ１４０はディジタル値である制御
操作量をそのままＶＣＭドライバ回路１５０に出力し、
当該ドライバ回路１５０側でアナログ量に変換する構成
としてもよい。
【００３３】さて、ＶＣＭドライバ回路１５０で制御操
作量（のアナログ量）から変換された駆動電流はＶＣＭ
１１１に加えられる。これにより、ＶＣＭ１１１でのマ
グネットとの反力を利用して、アクチュエータ１１２が
回動（角度回転）され、当該アクチュエータ１１２の先
端に取り付けられたヘッド１１０がディスク１００の半
径方向に移動される。
作量（のアナログ量）から変換された駆動電流はＶＣＭ
１１１に加えられる。これにより、ＶＣＭ１１１でのマ
グネットとの反力を利用して、アクチュエータ１１２が
回動（角度回転）され、当該アクチュエータ１１２の先
端に取り付けられたヘッド１１０がディスク１００の半
径方向に移動される。
【００３４】以上の一連の動作は、ヘッド１１０により
サーボデータが読み込まれる毎に、つまりサーボセクタ
間隔で、逐次実施される。
サーボデータが読み込まれる毎に、つまりサーボセクタ
間隔で、逐次実施される。
【００３５】図２に、図１の構成の磁気ディスク装置に
より実現されるヘッド位置決め制御システム（ヘッド位
置決め制御系）の制御ブロックを示す。
より実現されるヘッド位置決め制御システム（ヘッド位
置決め制御系）の制御ブロックを示す。
【００３６】図２のヘッド位置決め制御システムは、デ
ィジタルサーボ系をなし、図１中のＶＣＭドライバ回路
１５０及びＶＣＭ１１１（を駆動源とするアクチュエー
タ１１２）を制御対象（Ｐ）２００としている。このヘ
ッド位置決め制御システムは、ディジタル制御器（Ｃ）
２０１と、操作量出力部２０２とを備えている。
ィジタルサーボ系をなし、図１中のＶＣＭドライバ回路
１５０及びＶＣＭ１１１（を駆動源とするアクチュエー
タ１１２）を制御対象（Ｐ）２００としている。このヘ
ッド位置決め制御システムは、ディジタル制御器（Ｃ）
２０１と、操作量出力部２０２とを備えている。
【００３７】制御器（Ｃ）２０１は、ヘッド位置２１０
を目標位置２１１に移動または追従させるのに必要な操
作量Ｕを算出する。制御器（Ｃ）２０１において操作量
Ｕを算出するアルゴリズム（を実行するコントローラ）
は、ヘッド位置決め制御のタイプがシーク制御である
か、あるいは位置制御であるかにより切り替えられる。
を目標位置２１１に移動または追従させるのに必要な操
作量Ｕを算出する。制御器（Ｃ）２０１において操作量
Ｕを算出するアルゴリズム（を実行するコントローラ）
は、ヘッド位置決め制御のタイプがシーク制御である
か、あるいは位置制御であるかにより切り替えられる。
【００３８】操作量出力部２０２は、制御器（Ｃ）２０
１により算出された操作量Ｕを２系統に分岐して、それ
ぞれの系統のゲインと位相とを調整し、それらを加算し
て（重畳して）操作量Ｕ５として制御対象（Ｐ）２００
に入力する。
１により算出された操作量Ｕを２系統に分岐して、それ
ぞれの系統のゲインと位相とを調整し、それらを加算し
て（重畳して）操作量Ｕ５として制御対象（Ｐ）２００
に入力する。
【００３９】操作量出力部２０２は、ディジタル制御器
２０１からの操作量Ｕに係数Ｋ１を乗じて当該操作量Ｕ
のゲイン値を変更する乗算器２０３と、当該操作量Ｕに
係数Ｋ２を乗じて当該操作量Ｕのゲイン値を変更する乗
算器２０４とを有している。ここで、Ｋ１＋Ｋ２＝１で
ある。
２０１からの操作量Ｕに係数Ｋ１を乗じて当該操作量Ｕ
のゲイン値を変更する乗算器２０３と、当該操作量Ｕに
係数Ｋ２を乗じて当該操作量Ｕのゲイン値を変更する乗
算器２０４とを有している。ここで、Ｋ１＋Ｋ２＝１で
ある。
【００４０】操作量出力部２０２はまた、乗算器２０３
によるゲインの変更結果である操作量Ｕ１の位相をＤＥ
ＬＡＹ１だけ変更する遅れ要素２０５と、乗算器２０４
によるゲインの変更結果である操作量Ｕ２の位相をＤＥ
ＬＡＹ２だけ変更する遅れ要素２０６とを有している。
によるゲインの変更結果である操作量Ｕ１の位相をＤＥ
ＬＡＹ１だけ変更する遅れ要素２０５と、乗算器２０４
によるゲインの変更結果である操作量Ｕ２の位相をＤＥ
ＬＡＹ２だけ変更する遅れ要素２０６とを有している。
【００４１】乗算器２０３及び遅れ要素２０５は、操作
量Ｕのゲインを係数Ｋ１により変更すると共に、位相を
ＤＥＬＡＹ１により変更するゲイン・位相変更部２０７
を構成し、乗算器２０４及び遅れ要素２０６は、操作量
Ｕのゲインを係数Ｋ２により変更すると共に、位相をＤ
ＥＬＡＹ２により変更するゲイン・位相変更部２０８を
構成する。なお、乗算器２０３と遅れ要素２０５の並び
順、及び乗算器２０４と遅れ要素２０６の並び順は逆で
あっても、つまりゲイン・位相変更部２０７，２０８に
おいて位相を変更してからゲインを変更する構成であっ
ても構わない。
量Ｕのゲインを係数Ｋ１により変更すると共に、位相を
ＤＥＬＡＹ１により変更するゲイン・位相変更部２０７
を構成し、乗算器２０４及び遅れ要素２０６は、操作量
Ｕのゲインを係数Ｋ２により変更すると共に、位相をＤ
ＥＬＡＹ２により変更するゲイン・位相変更部２０８を
構成する。なお、乗算器２０３と遅れ要素２０５の並び
順、及び乗算器２０４と遅れ要素２０６の並び順は逆で
あっても、つまりゲイン・位相変更部２０７，２０８に
おいて位相を変更してからゲインを変更する構成であっ
ても構わない。
【００４２】操作量出力部２０２は更に、遅れ要素２０
５による操作量Ｕ１に対する位相特性の変更結果（ゲイ
ン・位相変更部２０７の出力量）である操作量Ｕ３と遅
れ要素２０６による操作量Ｕ２に対する位相特性の変更
結果（ゲイン・位相変更部２０８の出力量）である操作
量Ｕ４とを加算する加算器２０９とを有している。この
加算器２０９の加算結果である操作量Ｕ５が制御対象
（Ｐ）２００の入力量となる。
５による操作量Ｕ１に対する位相特性の変更結果（ゲイ
ン・位相変更部２０７の出力量）である操作量Ｕ３と遅
れ要素２０６による操作量Ｕ２に対する位相特性の変更
結果（ゲイン・位相変更部２０８の出力量）である操作
量Ｕ４とを加算する加算器２０９とを有している。この
加算器２０９の加算結果である操作量Ｕ５が制御対象
（Ｐ）２００の入力量となる。
【００４３】なお、参考までに、従来のヘッド位置決め
制御システム（ヘッド位置決め制御系）の制御ブロック
を図６に示す。図２と図６を比較すれば明らかなよう
に、図２に示した本実施形態におけるヘッド位置決め制
御システムは、図６に示した従来の構成の制御器（Ｃ）
２０１と制御対象（Ｐ）２００との間に、（乗算器２０
３，２０４、遅れ要素２０５，２０６及び加算器２０９
から構成される）操作量出力部２０２を配置した新規な
構成を適用している。
制御システム（ヘッド位置決め制御系）の制御ブロック
を図６に示す。図２と図６を比較すれば明らかなよう
に、図２に示した本実施形態におけるヘッド位置決め制
御システムは、図６に示した従来の構成の制御器（Ｃ）
２０１と制御対象（Ｐ）２００との間に、（乗算器２０
３，２０４、遅れ要素２０５，２０６及び加算器２０９
から構成される）操作量出力部２０２を配置した新規な
構成を適用している。
【００４４】次に、図１の磁気ディスク装置により実現
されるヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制
御系）を中心とする動作について説明する。まず図１の
磁気ディスク装置では、ヘッド１１０をホストから要求
された目的のトラック上に移動して位置決めする場合、
マイクロコントローラ１４０にてその目標位置２１１が
算出される。この目標位置２１１の情報も制御器（Ｐ）
２００に入力される。
されるヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制
御系）を中心とする動作について説明する。まず図１の
磁気ディスク装置では、ヘッド１１０をホストから要求
された目的のトラック上に移動して位置決めする場合、
マイクロコントローラ１４０にてその目標位置２１１が
算出される。この目標位置２１１の情報も制御器（Ｐ）
２００に入力される。
【００４５】また図１の磁気ディスク装置では、ディス
ク１００の各サーボセクタ１０４毎にヘッド１１０にて
サーボ領域１０２からサーボデータが読み出され、その
サーボデータから位置検出回路１３２によりシリンダア
ドレス及びバーストデータを含む位置情報が抽出され
る。マイクロコントローラ１４０では、位置検出回路１
３２によりサーボセクタ１０４間隔で抽出される位置情
報から、その時点におけるヘッド位置２１０を算出す
る。このヘッド位置２１０の情報は制御器（Ｃ）２０１
に入力される。
ク１００の各サーボセクタ１０４毎にヘッド１１０にて
サーボ領域１０２からサーボデータが読み出され、その
サーボデータから位置検出回路１３２によりシリンダア
ドレス及びバーストデータを含む位置情報が抽出され
る。マイクロコントローラ１４０では、位置検出回路１
３２によりサーボセクタ１０４間隔で抽出される位置情
報から、その時点におけるヘッド位置２１０を算出す
る。このヘッド位置２１０の情報は制御器（Ｃ）２０１
に入力される。
【００４６】このように、制御器（Ｃ）２０１には、ヘ
ッド位置２１０と目標位置２１１の情報が入力され、ヘ
ッド１１０を目標位置２１１に移動または追従させるた
めの操作量Ｕが求められる。
ッド位置２１０と目標位置２１１の情報が入力され、ヘ
ッド１１０を目標位置２１１に移動または追従させるた
めの操作量Ｕが求められる。
【００４７】ここで、制御器（Ｃ）２０１内では、例え
ば、ヘッド１１０（のヘッド位置２１０）が目標位置２
１１から十分に離れている場合は、シーク制御（シーク
動作）用のコントローラが選定され、ヘッド１１０を高
速に目標位置２１１まで移動するための操作量Ｕがサー
ボセクタ１０４の間隔で（つまりサンプリング周期で）
求められる。
ば、ヘッド１１０（のヘッド位置２１０）が目標位置２
１１から十分に離れている場合は、シーク制御（シーク
動作）用のコントローラが選定され、ヘッド１１０を高
速に目標位置２１１まで移動するための操作量Ｕがサー
ボセクタ１０４の間隔で（つまりサンプリング周期で）
求められる。
【００４８】また、ヘッド１１０が目標位置２１１近傍
あるいは、目標卜ラック上にある場合は、ヘッド位置２
１０を目標卜ラックに正確に追従させるための位置制御
用のコントローラが選定され、操作量Ｕがサーボセクタ
１０４の間隔で算出される。ＰＩＤ（比例積分微分）コ
ントローラなどはその代表的な例である。
あるいは、目標卜ラック上にある場合は、ヘッド位置２
１０を目標卜ラックに正確に追従させるための位置制御
用のコントローラが選定され、操作量Ｕがサーボセクタ
１０４の間隔で算出される。ＰＩＤ（比例積分微分）コ
ントローラなどはその代表的な例である。
【００４９】以上のように、磁気ディスク装置のヘッド
位置決め制御システムは、ヘッドと目標位置の差（で決
まるヘッド位置決め制御のタイプ）に応じて制御器内部
のコン卜ローラを使い分けることが一般的であり、従来
のシステムにおいても適用されていた。
位置決め制御システムは、ヘッドと目標位置の差（で決
まるヘッド位置決め制御のタイプ）に応じて制御器内部
のコン卜ローラを使い分けることが一般的であり、従来
のシステムにおいても適用されていた。
【００５０】本実施形態の特徴は、１サンプリング間隔
で１回の操作量Ｕを求める従来の制御器（Ｃ）２０１の
後段に操作量出力部２０２を設け、制御器（Ｃ）２０１
からの操作量Ｕに基づいて操作量出力部２０２にて以下
に述べるようにして操作量Ｕ５を生成し、この操作量Ｕ
５を制御対象（Ｐ）２００の入力量としていることであ
る。
で１回の操作量Ｕを求める従来の制御器（Ｃ）２０１の
後段に操作量出力部２０２を設け、制御器（Ｃ）２０１
からの操作量Ｕに基づいて操作量出力部２０２にて以下
に述べるようにして操作量Ｕ５を生成し、この操作量Ｕ
５を制御対象（Ｐ）２００の入力量としていることであ
る。
【００５１】まず、制御器（Ｃ）２０１にて求められた
操作量Ｕは、操作量出力部２０２にて２系統に分岐さ
れ、それぞれに乗算器２０３，２０４で係数Ｋ１，Ｋ２
が乗じられて、ゲイン特性が変更される。操作量Ｕに係
数Ｋ１が乗じられた結果は操作量Ｕ１となり、操作量Ｕ
に係数Ｋ２が乗じられた結果は操作量Ｕ２となる。
操作量Ｕは、操作量出力部２０２にて２系統に分岐さ
れ、それぞれに乗算器２０３，２０４で係数Ｋ１，Ｋ２
が乗じられて、ゲイン特性が変更される。操作量Ｕに係
数Ｋ１が乗じられた結果は操作量Ｕ１となり、操作量Ｕ
に係数Ｋ２が乗じられた結果は操作量Ｕ２となる。
【００５２】乗算器２０３，２０４によるゲイン変更結
果である操作量Ｕ１，Ｕ２は、位相特性を変更するため
に、それぞれＤＥＬＡＹ１，ＤＥＬＡＹ２の遅れ要素２
０５，２０６に入力される。これにより、操作量Ｕ１，
Ｕ２の各位相特性は独立に変更されて、それぞれ操作量
Ｕ３，Ｕ４となる。
果である操作量Ｕ１，Ｕ２は、位相特性を変更するため
に、それぞれＤＥＬＡＹ１，ＤＥＬＡＹ２の遅れ要素２
０５，２０６に入力される。これにより、操作量Ｕ１，
Ｕ２の各位相特性は独立に変更されて、それぞれ操作量
Ｕ３，Ｕ４となる。
【００５３】遅れ要素２０５，２０６の位相特性変更結
果である操作量Ｕ３，Ｕ４はいずれも加算器２０９に入
力される。加算器２０９は、この両操作量Ｕ３，Ｕ４を
加算することによって、新たな操作量である操作量Ｕ５
を求めて、制御対象（Ｐ）２００に入力する。
果である操作量Ｕ３，Ｕ４はいずれも加算器２０９に入
力される。加算器２０９は、この両操作量Ｕ３，Ｕ４を
加算することによって、新たな操作量である操作量Ｕ５
を求めて、制御対象（Ｐ）２００に入力する。
【００５４】次に、以上に述べた図２の構成のヘッド位
置決め制御システム（ヘッド位置決め制御系）の動作の
具体例について周波数特性を示しながら説明する。
置決め制御システム（ヘッド位置決め制御系）の動作の
具体例について周波数特性を示しながら説明する。
【００５５】ここでは、Ｋ１＝０．５５、Ｋ２＝０．４
５、ＤＥＬＡＹ１＝１０μｓ、ＤＥＬＡＹ２＝１００μ
ｓとした場合を例にとる。この場合、操作量Ｕ３のゲイ
ンと位相の周波数特性、すなわち図２中で操作量が２系
統に分岐されたブロック（操作量出力部２０２）におけ
る上段の系統の（ゲイン・位相変更部２０７から出力さ
れる操作量Ｕ３の）ゲインと位相の周波数特性は図３の
ようになる。なお、周波数は対数スケールで示してあ
る。
５、ＤＥＬＡＹ１＝１０μｓ、ＤＥＬＡＹ２＝１００μ
ｓとした場合を例にとる。この場合、操作量Ｕ３のゲイ
ンと位相の周波数特性、すなわち図２中で操作量が２系
統に分岐されたブロック（操作量出力部２０２）におけ
る上段の系統の（ゲイン・位相変更部２０７から出力さ
れる操作量Ｕ３の）ゲインと位相の周波数特性は図３の
ようになる。なお、周波数は対数スケールで示してあ
る。
【００５６】同図において、図３（Ａ）はゲイン特性を
示す。Ｋ１＝０．５５としたことにより、ゲイン特性が
０ｄＢを下回っていることが分かる。また、図３（Ｂ）
は位相特性を示す。ＤＥＬＡＹ１＝１０μｓとしたこと
により、６ｋＨｚ近傍で位相特性が４５度ほど遅れてい
ることが分かる。
示す。Ｋ１＝０．５５としたことにより、ゲイン特性が
０ｄＢを下回っていることが分かる。また、図３（Ｂ）
は位相特性を示す。ＤＥＬＡＹ１＝１０μｓとしたこと
により、６ｋＨｚ近傍で位相特性が４５度ほど遅れてい
ることが分かる。
【００５７】一方、操作量Ｕ４のゲインと位相の周波数
特性、すなわち図２中で操作量が２系統に分岐されたブ
ロック（操作量出力部２０２）における下段の系統の
（ゲイン・位相変更部２０８から出力される操作量Ｕ４
の）ゲインと位相の周波数特性は図４のようになる。
特性、すなわち図２中で操作量が２系統に分岐されたブ
ロック（操作量出力部２０２）における下段の系統の
（ゲイン・位相変更部２０８から出力される操作量Ｕ４
の）ゲインと位相の周波数特性は図４のようになる。
【００５８】同図において、図４（Ａ）はゲイン特性を
示す。Ｋ２＝０．４５としたことにより、ゲイン特性が
０ｄＢを下回り、しかもＫ１＝０．５５とした図３
（Ａ）よりも低いことが分かる。また、図４（Ｂ）は位
相特性を示す。ＤＥＬＡＹ２＝１００μｓとしたことに
より、６ｋＨＺ近傍で位相特性が２２５度ほど遅れてい
ることが分かる。
示す。Ｋ２＝０．４５としたことにより、ゲイン特性が
０ｄＢを下回り、しかもＫ１＝０．５５とした図３
（Ａ）よりも低いことが分かる。また、図４（Ｂ）は位
相特性を示す。ＤＥＬＡＹ２＝１００μｓとしたことに
より、６ｋＨＺ近傍で位相特性が２２５度ほど遅れてい
ることが分かる。
【００５９】ここで、図３（Ｂ）と図４（Ｂ）の位相特
性において、両特性の位相差が６ｋＨｚ近傍でほぼ１８
０度ずれていることに着目する。まず、位相特性が１８
０度ずれているということは、それぞれの特性は６ｋＨ
ｚ近傍で、逆位相となっていることに他ならない。そこ
で、加算器２０９にて両特性を加算することによって、
６ｋＨｚ近傍のゲイン特性を低減することができる。
性において、両特性の位相差が６ｋＨｚ近傍でほぼ１８
０度ずれていることに着目する。まず、位相特性が１８
０度ずれているということは、それぞれの特性は６ｋＨ
ｚ近傍で、逆位相となっていることに他ならない。そこ
で、加算器２０９にて両特性を加算することによって、
６ｋＨｚ近傍のゲイン特性を低減することができる。
【００６０】図５に、図３と図４に示した周波数特性の
操作量Ｕ３とＵ４を加算した結果の周波数特性を示す。
同図において、図５（Ａ）はゲイン特性を示す。この図
５（Ａ）から、図３と図４で逆位相となる６ｋＨｚ近傍
で、ゲイン特性が低減されていることが分かる。
操作量Ｕ３とＵ４を加算した結果の周波数特性を示す。
同図において、図５（Ａ）はゲイン特性を示す。この図
５（Ａ）から、図３と図４で逆位相となる６ｋＨｚ近傍
で、ゲイン特性が低減されていることが分かる。
【００６１】このように、本実施形態によれば、操作量
を２系統に分岐して、それぞれの系統のゲインと位相と
を調整して、それらを加算（重畳）して再び１系統にす
ることによって、各系統間で位相が逆転する周波数帯域
のゲイン特性を低滅することができる。明らかによう
に、操作量を２系統に分岐して、それぞれの系統のゲイ
ンと位相とを調整し、それらを加算することは、１サー
ボセクタ間に２回操作量を出力することと等価である。
を２系統に分岐して、それぞれの系統のゲインと位相と
を調整して、それらを加算（重畳）して再び１系統にす
ることによって、各系統間で位相が逆転する周波数帯域
のゲイン特性を低滅することができる。明らかによう
に、操作量を２系統に分岐して、それぞれの系統のゲイ
ンと位相とを調整し、それらを加算することは、１サー
ボセクタ間に２回操作量を出力することと等価である。
【００６２】ここで、各系統の遅れ時間要素は、サンプ
リング周波数によらず、任意に設定することができる。
このため、ナイキス卜周波数を超える周波数帯域の抑圧
に有効であり、アクチュエータ１１２の機械共振要素に
よる制御系の安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に効
果がある。
リング周波数によらず、任意に設定することができる。
このため、ナイキス卜周波数を超える周波数帯域の抑圧
に有効であり、アクチュエータ１１２の機械共振要素に
よる制御系の安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に効
果がある。
【００６３】つまり、本実施形態のヘッド位置決め制御
システム（ヘッド位置決め制御系）におけるヘッド操作
量出力部２０２では、抑圧する周波数帯域を遅れ要素２
０５，２０６のＤＥＬＡＹ１，ＤＥＬＡＹ２で決まる２
系間の位相特性の差によって設定し、抑圧率を乗算器２
０３，２０４の係数Ｋ１，Ｋ２で決まる２系間のゲイン
特性の差によって設定することができる。
システム（ヘッド位置決め制御系）におけるヘッド操作
量出力部２０２では、抑圧する周波数帯域を遅れ要素２
０５，２０６のＤＥＬＡＹ１，ＤＥＬＡＹ２で決まる２
系間の位相特性の差によって設定し、抑圧率を乗算器２
０３，２０４の係数Ｋ１，Ｋ２で決まる２系間のゲイン
特性の差によって設定することができる。
【００６４】なお、上記の具体例で述べた操作量出力部
２０２内の各パラメータの設定では、シーク制御におけ
るアクチュエータ１１２の機械共振要素による制御系の
安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に効果があるもの
の、位相遅れがあるために、高速応答が要求される位置
制御においては（制御器（Ｃ）２０１で位置制御用のコ
ントローラを選定したとしても）好ましくない。そこ
で、位置制御においては、例えばＫ１＝１，Ｋ２＝０と
し、ＤＥＬＡＹ１＝０，ＤＥＬＡＹ２＝０として、実質
的に制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕがそのまま制御
対象（Ｐ）２００に入力されるようにするとよい。これ
らの係数と遅延要素（パラメータ）の切り替え設定は、
例えばマイクロコントローラ１４０により行うことがで
きる。
２０２内の各パラメータの設定では、シーク制御におけ
るアクチュエータ１１２の機械共振要素による制御系の
安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に効果があるもの
の、位相遅れがあるために、高速応答が要求される位置
制御においては（制御器（Ｃ）２０１で位置制御用のコ
ントローラを選定したとしても）好ましくない。そこ
で、位置制御においては、例えばＫ１＝１，Ｋ２＝０と
し、ＤＥＬＡＹ１＝０，ＤＥＬＡＹ２＝０として、実質
的に制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕがそのまま制御
対象（Ｐ）２００に入力されるようにするとよい。これ
らの係数と遅延要素（パラメータ）の切り替え設定は、
例えばマイクロコントローラ１４０により行うことがで
きる。
【００６５】この他に、制御器（Ｃ）２０１の後段に、
例えばマイクロコントローラ１４０により実現される
（機能要素である）制御系切り替え制御部を設け、シー
ク制御の場合には、制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕ
を操作量出力部２０２に入力して、この操作量Ｕに基づ
いて当該操作量出力部２０２から出力される操作量Ｕ５
を制御対象（Ｐ）２００の入力とし、位置制御の場合に
は、制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕをそのまま制御
対象（Ｐ）２００の入力とするようにしてもよい。つま
り、操作量出力部２０２をシーク制御専用として、位置
決め制御のタイプがシーク制御の場合だけ制御器（Ｃ）
２０１からの操作量Ｕが操作量出力部２０２に入力され
るようにし、位置決め制御のタイプが位置制御の場合に
は当該操作量Ｕがそのまま制御対象（Ｐ）２００に入力
されるようにしてもよい。
例えばマイクロコントローラ１４０により実現される
（機能要素である）制御系切り替え制御部を設け、シー
ク制御の場合には、制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕ
を操作量出力部２０２に入力して、この操作量Ｕに基づ
いて当該操作量出力部２０２から出力される操作量Ｕ５
を制御対象（Ｐ）２００の入力とし、位置制御の場合に
は、制御器（Ｃ）２０１からの操作量Ｕをそのまま制御
対象（Ｐ）２００の入力とするようにしてもよい。つま
り、操作量出力部２０２をシーク制御専用として、位置
決め制御のタイプがシーク制御の場合だけ制御器（Ｃ）
２０１からの操作量Ｕが操作量出力部２０２に入力され
るようにし、位置決め制御のタイプが位置制御の場合に
は当該操作量Ｕがそのまま制御対象（Ｐ）２００に入力
されるようにしてもよい。
【００６６】また、以上に述べた実施形態では、制御器
（Ｃ）２０１からの操作量Ｕを２系統に分岐し、操作量
出力部２０２において１サーボセクタ間に等価的に２回
以上の操作量が出力される構成とすることで、ある１つ
の周波数帯域（ここでは６ｋＨｚ）のゲイン特性を低減
する場合について説明したが、これに限るものではな
い。例えば操作量出力部２０２に代えて、制御器（Ｃ）
２０１からの操作量Ｕ３を３系統以上に分岐して、それ
ぞれの系統のゲインと位相を調整して、それらを加算
（重畳）して再び１系統にする構成の操作量出力部を用
いることによって、つまり１サーボセクタ間に３回以上
操作量を出力することと等価な構成の操作量出力部を用
いることによって、２つ以上の周波数帯域のゲイン特性
を低減することも可能である。通常、アクチュエータ１
１２の機械共振要素は、複数の周波数帯域にゲインピー
クを持つことから、それぞれのピークのゲイン特性を低
減することは、アクチュエータ１１２の機械共振要素に
よる制御系の安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に極
めて効果がある。なお、前記実施形態のような１つの周
波数帯域のゲイン特性のみを低減する構成で最大の効果
を上げるには、その対象をゲインピークの最も高い周波
数帯域とするのがよい。
（Ｃ）２０１からの操作量Ｕを２系統に分岐し、操作量
出力部２０２において１サーボセクタ間に等価的に２回
以上の操作量が出力される構成とすることで、ある１つ
の周波数帯域（ここでは６ｋＨｚ）のゲイン特性を低減
する場合について説明したが、これに限るものではな
い。例えば操作量出力部２０２に代えて、制御器（Ｃ）
２０１からの操作量Ｕ３を３系統以上に分岐して、それ
ぞれの系統のゲインと位相を調整して、それらを加算
（重畳）して再び１系統にする構成の操作量出力部を用
いることによって、つまり１サーボセクタ間に３回以上
操作量を出力することと等価な構成の操作量出力部を用
いることによって、２つ以上の周波数帯域のゲイン特性
を低減することも可能である。通常、アクチュエータ１
１２の機械共振要素は、複数の周波数帯域にゲインピー
クを持つことから、それぞれのピークのゲイン特性を低
減することは、アクチュエータ１１２の機械共振要素に
よる制御系の安定性の悪化やシーク時の騒音の低減に極
めて効果がある。なお、前記実施形態のような１つの周
波数帯域のゲイン特性のみを低減する構成で最大の効果
を上げるには、その対象をゲインピークの最も高い周波
数帯域とするのがよい。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、１
サーボセクタ間に等価的に２回以上の操作量が出力され
る構成として、ディジタルサーボ系でありながらディジ
タルサーボ系のナイキス卜周波数を越えるノッチフイル
タを実現するようにしたので、シーク騒音や安定性を悪
化させるアクチュエータ系の機械共振要素（２次共振）
を効果的に抑圧することができる。
サーボセクタ間に等価的に２回以上の操作量が出力され
る構成として、ディジタルサーボ系でありながらディジ
タルサーボ系のナイキス卜周波数を越えるノッチフイル
タを実現するようにしたので、シーク騒音や安定性を悪
化させるアクチュエータ系の機械共振要素（２次共振）
を効果的に抑圧することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置
（ＨＤＤ）の主としてサーボ系の構成を示す図。
（ＨＤＤ）の主としてサーボ系の構成を示す図。
【図２】図１の構成の磁気ディスク装置により実現され
るヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制御
系）の制御ブロックを示す図。
るヘッド位置決め制御システム（ヘッド位置決め制御
系）の制御ブロックを示す図。
【図３】図２中の操作量出力部２０２における上段の系
統のゲインと位相の周波数特性を示す図。
統のゲインと位相の周波数特性を示す図。
【図４】図２中の操作量出力部２０２における下段の系
統のゲインと位相の周波数特性を示す図。
統のゲインと位相の周波数特性を示す図。
【図５】図３と図４に示した周波数特性の操作量Ｕ３と
Ｕ４を加算した結果の周波数特性を示す図。
Ｕ４を加算した結果の周波数特性を示す図。
【図６】従来のヘッド位置決め制御システム（ヘッド位
置決め制御系）の制御ブロックを示す図。
置決め制御系）の制御ブロックを示す図。
１００…ディスク １０１…トラック １０２…サーボ領域 １０４…サーボセクタ １１０…ヘッド １１１…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ） １１２…アクチュエータ １３２…位置検出回路 １４０…マイクロコントローラ（制御手段） １５０…ＶＣＭドライバ回路 ２００…制御対象（Ｐ） ２０１…ディジタル制御器（Ｃ） ２０２…操作量出力部 ２０３，２０４…乗算器 ２０５，２０６…遅れ要素 ２０７，２０８…ゲイン・位相変更部（特性変更手段） ２０９…加算器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 21/08 Ｇ１１Ｂ 21/08 Ｂ Ｆターム(参考） 5D088 PP01 RR08 SS11 SS14 TT10 UU07 5D096 RR01 RR02 RR11 RR18 SS10 5H004 GA02 GA09 GB20 HA07 HB07 JA03 JA08 KA33 KB22 KB29 MA02 MA15 5H303 AA22 BB02 BB07 CC06 DD01 EE03 EE07 FF04 HH02 HH07 KK12 KK24 KK35 MM05
Claims (7)
- 【請求項１】 各トラック上に、位置情報を含むサーボ
データが記録されたサーボ領域が等間隔で配置された少
なくとも１つのディスク媒体と、前記ディスク媒体を回
転させるスピンドルモータと、前記ディスク媒体の各面
に対応して設けられ、前記ディスク媒体を対象としてデ
ータを書き込みあるいは読み出し、かつ、前記サーボデ
ータを一定のサンプリング周期で読み取るヘッドと、前
記ヘッドを搭載し、前記ヘッドを前記ディスク媒体の半
径方向に移動するためのアクチュエータと、前記ヘッド
により前記各サーボ領域から読み取られるサーボデータ
から前記位置情報を抽出し、当該位置情報から前記ヘッ
ドの位置を検出する位置検出手段とを備えたディスク記
憶装置に適用され、前記位置検出手段の位置検出結果を
もとに前記ヘッドを前記ディスク媒体上の目標位置に移
動もしくは追従させるためのヘッド位置決め制御システ
ムにおいて、 前記位置検出手段の位置検出結果をもとに前記ヘッドを
前記ディスク媒体上の目標位置に移動もしくは追従させ
るのに必要な操作量を取得するディジタル制御器と、 前記ディジタル制御器により取得された操作量を複数系
統に分岐する操作量出力手段であって、前記各系統毎に
設けられ、対応する系統の操作量のゲイン特性と位相特
性を変更する特性変更手段と、前記各系統毎の特性変更
手段によりゲイン特性と位相特性が変更された前記各系
統の操作量を加算することで、前記各系統の操作量のゲ
イン特性と位相特性で決まる周波数帯域のゲインが抑圧
された操作量を取得して、この取得した操作量を前記ア
クチュエータを含む制御対象の制御操作量とする加算手
段とを有する操作量出力手段とを具備することを特徴と
するヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項２】 前記特性変更手段は、対応する系統の操
作量に当該系統に固有の係数を乗じることでゲイン特性
を変更すると共に当該系統に固有の遅れ時間要素により
位相特性を変更することを特徴とする請求項１記載のヘ
ッド位置決め制御システム。 - 【請求項３】 前記各系統に固有の係数及び遅れ要素
が、前記アクチュエータの２次共振要素のゲインピーク
の周波数帯域に対応して設定されることを特徴とする請
求項２記載のヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項４】 前記ヘッドを目標位置に移動させるシー
ク制御時に前記操作量出力手段を有効状態に設定する制
御手段を更に具備することを特徴とする請求項３記載の
ヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項５】 前記ディジタル制御器により取得された
操作量を前記操作量出力手段を通して前記制御対象に入
力するか、あるいは前記ディジタル制御器により取得さ
れた操作量をそのまま前記制御対象に入力するかを、前
記ヘッドを目標位置に移動させるシーク制御時と前記ヘ
ッドを目標位置に追従させる位置制御時とで切り替え制
御する制御手段を更に具備することを特徴とする請求項
３記載のヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項６】 前記各系統別に設定される前記係数及び
遅れ要素を、前記ヘッドを目標位置に移動させるシーク
制御時と、前記ヘッドを目標位置に追従させる位置制御
時とで、異なる値に切り替え設定する制御手段とを更に
具備することを特徴とする請求項３記載のヘッド位置決
め制御システム。 - 【請求項７】 各トラック上に、位置情報を含むサーボ
データが記録されたサーボ領域が等間隔で配置された少
なくとも１つのディスク媒体と、前記ディスク媒体を回
転させるスピンドルモータと、前記ディスク媒体の各面
に対応して設けられ、前記ディスク媒体を対象としてデ
ータを書き込みあるいは読み出し、かつ、前記サーボデ
ータを一定のサンプリング周期で読み取るヘッドと、前
記ヘッドを搭載し、前記ヘッドを前記ディスク媒体の半
径方向に移動するためのアクチュエータと、前記ヘッド
により前記各サーボ領域から読み取られるサーボデータ
から前記位置情報を抽出し、当該位置情報から前記ヘッ
ドの位置を検出する位置検出手段とを備えたディスク記
憶装置に適用され、前記位置検出手段の位置検出結果を
もとに前記ヘッドを前記ディスク媒体上の目標位置に移
動もしくは追従させるためのヘッド位置決め制御方法に
おいて、 前記サーボ領域から前記サーボデータが読み取られる毎
に、当該サーボデータ中の位置情報に基づく前記位置検
出手段の位置検出結果をもとに、前記ヘッドを前記ディ
スク媒体上の目標位置に移動もしくは追従させるのに必
要な操作量を取得し、 前記操作量を取得する毎に、当該操作量を複数系統に分
岐して、各系統の操作量のゲイン特性と位相特性をそれ
ぞれ変更し、このゲイン特性と位相特性が変更された前
記各系統の操作量を加算することで、目的とする周波数
帯域のゲインが抑圧された操作量を取得して、前記アク
チュエータを含む制御対象の制御操作量とすることを特
徴とするヘッド位置決め制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25192799A JP2001076451A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ディスク記憶装置におけるヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方法 |
| US09/656,445 US6771455B1 (en) | 1999-09-06 | 2000-09-06 | Control system and control method for positioning a head above a desired position on disk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25192799A JP2001076451A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ディスク記憶装置におけるヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001076451A true JP2001076451A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17230052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25192799A Pending JP2001076451A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ディスク記憶装置におけるヘッド位置決め制御システム及びヘッド位置決め制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6771455B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001076451A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004201485A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-15 | Sony Corp | モータ、並びにアクチュエータの制御器 |
| WO2012102060A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 株式会社ニコン | 駆動システム及び駆動方法、露光装置及び露光方法、並びに駆動システム設計方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242148A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置 |
| JP2008226386A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Fujitsu Ltd | 記憶装置、制御装置、振動検出方法 |
| CN101842841B (zh) * | 2007-10-30 | 2012-12-12 | 株式会社日立制作所 | 盘装置 |
| CN103607150B (zh) * | 2013-09-30 | 2016-04-13 | 哈尔滨工业大学 | 双绕组音圈电机推力补偿系统 |
| CN103595330B (zh) * | 2013-09-30 | 2015-08-12 | 哈尔滨工业大学 | 双绕组音圈电机推力补偿系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1304797A3 (en) | 1992-07-07 | 2007-11-28 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Digital filter having high accuracy and efficiency |
| US5325247A (en) | 1992-11-12 | 1994-06-28 | Quantum Corporation | Digital multi-rate notch filter for sampled servo digital control system |
| JP3456781B2 (ja) * | 1995-02-06 | 2003-10-14 | 富士通株式会社 | 磁気記録再生装置の復調回路 |
| JPH0982050A (ja) | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | ディスク装置の制御装置 |
| JPH0982048A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | ディスク記録再生装置に適用するヘッドアクチュエータ機構及びその駆動制御方式 |
| JP3078224B2 (ja) | 1996-04-11 | 2000-08-21 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置及びそれに適用するヘッド位置決め制御システム |
| JPH10255419A (ja) | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Nec Corp | 磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御装置 |
| JP3533315B2 (ja) * | 1997-08-04 | 2004-05-31 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 信号処理回路 |
| JPH11203805A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-07-30 | Sony Corp | ヘツド位置決め制御装置及びその方法 |
| US6532129B1 (en) * | 1999-06-11 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for sustaining feedback filter state having periodic output |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25192799A patent/JP2001076451A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-06 US US09/656,445 patent/US6771455B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004201485A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-15 | Sony Corp | モータ、並びにアクチュエータの制御器 |
| US7365508B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-04-29 | Sony Corporation | Motor, actuator and controller thereof |
| WO2012102060A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 株式会社ニコン | 駆動システム及び駆動方法、露光装置及び露光方法、並びに駆動システム設計方法 |
| JP5909451B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2016-04-26 | 国立大学法人 東京大学 | 駆動システム及び駆動方法、露光装置及び露光方法、並びに駆動システム設計方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6771455B1 (en) | 2004-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040120 |