JP2001332045A

JP2001332045A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2001332045A
Application number: JP2000148595A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Inoue; 貴博井上; Yosuke Seo; 洋右瀬尾; Kazuhisa Shishida; 和久宍田; Kazuo Yamaguchi; 和夫山口; Youichi Kusakaya; 洋一草茅; Makoto Horisaki; 誠堀崎; Shigehisa Shimizu; 重久清水; Katsumi Watanabe; 勝美渡邊; Hiroshi Kawaguchi; 広志川口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】主たる課題の１つは、外部のマスタSTWで磁気
ディスクにサーボ信号を記録し、サーボ信号記録後、磁
気ディスクを個々の装置に搭載する方式の磁気ディスク
装置に対して、スピンドルモータの回転に伴うトラック
の偏心成分を抑圧し、D／Aコンバータ量子化誤差を劣化
させずに磁気ヘッドの位置決め精度を向上させる。【解決手段】前記課題は、D／Aコンバータの量子化誤差
の劣化を防ぎ、磁気ヘッドを目標トラックに高精度に追
従させるため、大偏心追従の為の粗動用D／Aコンバータ
（フィードフォワード制御出力用）と精密位置決め用D
／Aコンバータ（フィードバック制御部出力用）の別々
のD／Aコンバータを設けることによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予めサーボトラッ
クが書き込まれた磁気ディスクを組み込む方式の磁気デ
ィスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、磁気ディスク装置ではデータを記
録する面にサーボ信号が間欠的に記録される方式が主流
となっている。そのサーボ信号は、サーボトラックライ
タ（STW：Servo Track Writer）と呼ばれる専用の装置
で、個々の磁気ディスク装置の磁気ヘッドを用いて記録
されている。

【０００３】近年、磁気ディスク装置のトラック数の増
大に伴って、サーボ信号を記録するのに要する時間が長
くなり、STWの台数が飛躍的に増大している。そのた
め、製造設備としてのSTW装置のコスト低減が問題とな
っている。

【０００４】そこで、安価なSTWの形態として、特開平1
1−126444号公報に、外部のSTW（以下、マスタSTWと呼
ぶ）で磁気ディスクにサーボ信号を記録後、サーボ信号
が記録された磁気ディスクを搭載する方式が記載されて
いる。

【０００５】この方式は、一度に複数枚の磁気ディスク
にサーボ信号を記録し、複数の磁気ディスク装置に組み
込むことで、磁気ディスク装置1台当たりのSTWに要する
コストを低減できる。

【０００６】特に単板（1枚磁気ディスク）型の磁気デ
ィスク装置の場合、同時記録した磁気ディスク枚数分、
磁気ディスク装置ができるので、本STW方式は、単板型
磁気ディスク装置に向いている。

【０００７】しかし、上記のようにマスタSTWで磁気デ
ィスクにサーボ信号を書き込み、各々の磁気ディスク装
置に搭載する場合には、図２にあるように、磁気ディス
ク上のサーボトラックが記録されたサーボトラックの軌
跡X（サーボトラック軌跡と呼ぶ）は、磁気ディスクの
回転中心Aを中止とする回転円軌跡Yと一致させることが
難しく、サーボトラックを書き込んだ磁気ディスクを装
置に搭載する際に、数十umの磁気ディスクの偏心Zが発
生するのが普通である。

【０００８】そこで、このような大偏心に対する制御方
式として、特開平11−126444号公報では、通常の磁気ヘ
ッド位置決め制御系で用いられているフィードバック制
御方式の他に、図３に示すように、磁気ヘッドの駆動電
流から、偏心に追従するための制御量を算出し、求めた
制御量をサーボ系に加えるフィードフォワード制御を併
用する方式が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来方式のよ
うなフィードフォワード制御による偏心補正では、学
習時の外部環境によって、フィードフォワード量が変動
するため、動作環境が変化すると、フィードフォワード
量が不正確になり、位置決め精度や整定時間が劣化する
問題があった。

【００１０】また、偏心に磁気ヘッドを追従させるため
には、偏心量に応じて、磁気ヘッドを駆動するのに必要
な制御電流を流すため、大偏心がある磁気ディスク装置
では、D／Aコンバータのダイナミックレンジが広くしな
ければならなかった。

【００１１】そのため、ダイナミックレンジを広くする
ことによって、D／Aコンバータの量子化誤差が増加し、
目標トラックと磁気ヘッドとの追従誤差が大きくなると
いう問題があった。

【００１２】さらに、大偏心がある磁気ディスク装置で
は、同一トラック内で周速が変化するため、磁気ディス
クの周速の最大変動を考慮して、データのフォーマット
を設計する必要があり、データセクタ内のギャップ長が
長くなり、フォーマット効率の低下が避けられなかっ
た。

【００１３】さらに外部STWで磁気ディスクにサーボ信
号を記録し、その後、磁気ディスク装置に搭載する方式
の磁気ディスク装置では、磁気ディスク搭載時に高次の
歪みが発生し、位置誤差信号が劣化する問題も発生し
た。

【００１４】本発明の目的は、外部のマスタSTWで磁気
ディスクにサーボ信号を記録し、サーボ信号記録後、磁
気ディスクを個々の装置に搭載する方式の磁気ディスク
装置に対して、スピンドルモータの回転に伴うトラック
の偏心成分を抑圧し、D／Aコンバータ量子化誤差を劣化
させずに磁気ヘッドの位置決め精度を向上させることに
ある。

【００１５】本発明の他の目的は、外部のマスタSTWで
磁気ディスクにサーボ信号を記録し、サーボ信号記録
後、磁気ディスクを個々の装置に搭載する方式の磁気デ
ィスク装置に対して、温度等、外部の使用環境が変化し
ても、整定時間を一定に保つことである。

【００１６】本発明の更に他の目的は、外部のマスタST
Wで磁気ディスクにサーボ信号を記録し、サーボ信号記
録後、磁気ディスクを個々の装置に搭載する方式の磁気
ディスク装置に対して、大偏心があっても、フォーマッ
ト効率が低下を防ぐことである。

【００１７】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、高
次の歪みによって位置誤差信号が劣化するのを防ぐこと
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、D／Aコンバータの量子化誤差の劣化を防ぎ、磁気
ヘッドを目標トラックに高精度に追従させるため、大偏
心追従の為の粗動用D／Aコンバータ（フィードフォワー
ド制御出力用）と精密位置決め用D／Aコンバータ（フィ
ードバック制御部出力用）の別々のD／Aコンバータを設
けた。

【００１９】本発明の磁気ディスク装置は、動作環境が
変化しても、整定時間を劣化させることなく、一定に保
つようにするため、シークモードにおいて、制御出力と
磁気ヘッドの位置から、サーボ系のゲイン変動を推定
し、その推定値に応じてフィードフォワード制御量を変
化させる機能を備えた。

【００２０】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、大
偏心によって磁気ディスク周速が変化する場合でも、フ
ォーマット効率の低下を防ぐため、偏心量と磁気ヘッド
の位置から、リードゲート・ライトゲートの開けるタイ
ミングを計算し、メモリに記憶する。そして、その記憶
値に従ってリードゲート・ライトゲートの開けるタイミ
ングを可変にする機能を備えた。

【００２１】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、高
次の歪みによって位置誤差信号が劣化するのを防ぐた
め、複数のトラックにわたって、予め高次の歪み成分を
記憶しておき、その記憶値に従って記録禁止条件を可変
にする機能を備えた。

【００２２】本発明の別の実施例の磁気ディスク装置
は、高次の歪みによって位置誤差信号が劣化するのを防
ぐため、位置誤差信号を複数のトラックにわたって平均
した値を用いて、フィードフォワード制御量を演算し、
高次の成分に追従するようにした。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の形態を
示している。

【００２４】本発明の磁気ディスク装置10は、磁気ディ
スクを回転するスピンドルモータハブ14に、磁気ディス
ク13が搭載されている。この磁気ディスク13には、図４
のように多数の同心円状のトラック17が形成されてい
る。各トラック17は複数（例えば68セクタ）のセクタに
分割されている。各セクタには、サーボ情報を書き込ま
れたサーボ領域16が配置されている。

【００２５】この磁気ディスクは、外部のSTW（マスタS
TW）によってサーボパターンを記録後、スピンドルモー
タハブ14に取り付けられる。そのため、スピンドルモー
タの回転中心とサーボトラックの中心が一致せず、偏心
が発生する。

【００２６】次に、本発明の位置決め制御系について、
図１を用いて説明する。磁気ヘッド12は、アーム15の先
端に設けられている。アーム15はロータリアクチュエー
タ9（以下、VCMとする）によって移動され、磁気ヘッド
12は磁気ディスク13の半径方向に位置付けされる。

【００２７】リード／ライトチャネル11は、磁気ヘッド
12に対してデータの変復調や位置信号に復調する。

【００２８】位置検出手段16は、リードチャネルからの
位置信号を基に線形化されたヘッド位置信号yを計算す
る。

【００２９】計算されたヘッド位置信号yと目標位置rを
差し引き、位置誤差信号eを求める。位置誤差信号eは制
御演算部に入力される。

【００３０】制御演算部3では、位相進み遅れ補償器に
よる演算が行われ、VCM9を駆動するのに必要な制御出力
を計算し、フィードバック制御出力ubをD／Aコンバータ
21に出力する。

【００３１】偏心補正フィードフォワード演算部30は、
発生した偏心に対して、磁気ヘッド12を追従する制御量
を発生させる為に設けている。偏心補正フィードフォワ
ード演算部30の出力であるフィードフォワード制御出力
ufは、D／Aコンバータ22に出力される。

【００３２】D／Aコンバータ21からの出力とD／Aコンバ
ータ22からの出力はそれぞれ加算器25で加算され、パワ
ーアンプ8を介し、VCM9を駆動し、磁気ヘッドをトラッ
ク中心に位置決めする。

【００３３】まず、本発明のD／Aコンバータの構成につ
いて述べる。本実施例の磁気ディスク装置は、制御演算
部からの制御出力用（高精度位置決め制御用）のD／Aコ
ンバータ21と偏心補正フィードフォワード制御出力用
（粗動用）D／Aコンバータ22を備えている。

【００３４】従来の磁気ディスク装置では、偏心量が小
さいため、1つのD／Aコンバータで十分であった。

【００３５】しかし、本発明の磁気ディスク装置のよう
に大偏心が発生する場合には、偏心に相当した大きな電
流をVCMに流すため、広いD／Aコンバータのダイナミッ
クレンジが必要である。その結果、D／Aコンバータの量
子化誤差が大きくなり、磁気ヘッドの目標トラックに対
する位置決め精度が劣化する。これを防ぐには高ビット
のD／Aコンバータが必要になる。

【００３６】そこで、本発明では、D／Aコンバータの量
子化誤差を低減するために、2つのD/Aコンバータを設け
た構成とした。すなわち、広いダイナミックレンジが必
要となる偏心補正フィードフォワード出力用（粗動用）
のD／Aコンバータ22と、高分解能が必要とされる制御演
算出力用（高精度位置制御用）のD／Aコンバータ21を備
える。2つのD／Aコンバータを備えることにより、大偏
心がある場合でも、位置決め精度を劣化することなく、
磁気ヘッドを駆動できる。

【００３７】次に偏心補正フィードフォワード演算部30
について説明する。偏心補正フィードフォワード演算部
30は、偏心補正データ部4と、可変ゲイン部24からなっ
ている。

【００３８】偏心補正データ部4は、偏心に追従するた
めの初期フィードフォワード制御量uf0を計算する為の
データが記憶されており、セクタ番号に相当する初期フ
ィードフォワード制御量uf0を演算し、出力する。

【００３９】セクタ番号とはサーボ領域の番号であり、
サーボ情報が何番目のサーボ領域のものかを示してい
る。

【００４０】可変ゲイン部は、シークモード中に推定し
た可変ゲイン推定値を、初期フィードフォワード制御量
uf0に乗じて、フィードフォワード制御出力ufを出力す
る。

【００４１】ここで、シークモードとは、磁気ヘッドを
目標トラックへ移動させる制御モードを示し、目標トラ
ックに磁気ヘッドを追従制御する制御モードをフォロイ
ングモードとする。

【００４２】次に、偏心補正データの作成について図５
を用いて説明する。フィードフォワード制御出力ufをOF
Fして目標トラックに追従させた状態で、フィードバッ
ク制御出力ubをバンドパスフィルタ31に入力する。バン
ドパスフィルタ31は回転周波数でゲインが大きくなるよ
うな特性を持っており、フィードバック制御出力ubに含
まれる偏心成分(bpfout)を抽出する。

【００４３】bpfoutはDFT演算部32に入力される。DFT演
算部32では、離散フーリエ変換（DFT）を用いて、bpfou
tから基本波成分を取り出す。この場合、基本波uf1は
(数１）のようになる。

【００４４】

【数１】 uf1(k)=a1*sin(2πn／N)+b1*cos(2πn／N)(数 1）ただし、Nはセクタ数、nはセクタ番号である。基本波成
分(数1）が初期フィードフォワード制御量uf0となる。
なお、(数１）のサイン（sin）、コサイン（cos）の係
数a1,b1は、偏心補正データ部4内に記憶しておく。

【００４５】偏心補正時には、偏心補正データ内のa1,b
1を用いて、サーボ情報検出毎に、(数1）を演算し、初
期フィードフォワード制御量uf0を出力する。

【００４６】フィードフォワード制御は、偏心補正デー
タの作成後、温度等の動作環境の変化によってVCM等サ
ーボ系の動特性が変化した場合、磁気ヘッド位置と目標
トラックの間に誤差が発生し、位置決め精度が劣化す
る。

【００４７】ノミナル状態での制御対象（フィードフォ
ワード制御出力ufから磁気ヘッド位置yまでの伝達関
数）をP(z)とすると、動作環境等の変化で、制御対象P
(z)が（1+Δ）P(z)に変化した時、フィードフォワード
制御出力ufと磁気ヘッド位置yとの関係は、

【００４８】

【数２】y=(1+Δ)P(z)・uf (数 2）となる。本発明のように大偏心の発生する場合には、フ
ィードフォワード制御出力ufが大きいため、Δ・P(z)・uf
が誤差量としてサーボ系に加えられることとなり、高精
度に偏心を補正することが困難となる。

【００４９】そこで本発明の磁気ディスク装置は、シー
クモードにVCMの特性ノミナル状態からの変動分を推定
する可変ゲイン推定部41を設け、また、フォロイングモ
ードで可変ゲイン推定値を更新し、フィードフォワード
制御量を調節する可変ゲイン部24を設けた。

【００５０】次に、図６を用いて、本発明の磁気ディス
ク装置に設けた可変ゲイン推定部41について説明する。

【００５１】可変ゲイン推定はシーク制御出力と磁気ヘ
ッド位置を用いて行う。シークモードでは、目標速度v0
が与えられ、磁気ヘッドの移動速度が目標値になるよう
速度制御を行っている。

【００５２】磁気ヘッドの位置yと制御出力usを速度検
出部42入力し、磁気ヘッド速度をv検出する。減算器43
で目標速度v0と速度vを減算し、速度誤差verrを求め
る。

【００５３】速度誤差verrはシーク制御系演算部40に入
力され、比例制御等の制御演算されてシーク制御出力us
として出力される。シーク制御出力usは、D／Aコンバー
タ21に出力され、加算器25にて、フィードフォワード制
御出力ufと加算され、パワーアンプ8を経て、VCM9を駆
動する。

【００５４】可変ゲイン推定部41は、磁気ヘッド位置y
とシーク制御出力usを用いて、制御対象のノミナルな状
態からのゲイン変動を推定する。以下、図7、図8を用い
て、可変ゲイン推定アルゴリズムについて説明する。

【００５５】図７はシーク制御出力usから磁気ヘッド位
置yまでモデルのブロック図を示している。このモデル
は、演算遅れ、D／Aコンバータ21、パワーアンプ8、VCM
9の要素からなっている。この時、シーク制御出力us(k)
から磁気ヘッド位置y(k)までのモデルは、3次の離散時
間伝達関数で近似すると(数3）となる。ただし、ｚ￣^１
は遅延演算子、ｋはステップ数とする。

【００５６】

【数３】

【００５７】またK_adはモデルと実際の制御対象のゲイ
ン変動を示し、(数 2）中のΔを用いて、K_ad=1+Δと定
義する。

【００５８】(数 3)を次式のように書き直す。

【００５９】

【数４】

【００６０】ただし、

【００６１】

【数５】

【００６２】次に制御対象のゲイン変動分K_adの推定ア
ルゴリズムを示す。ここでは、ｙ(k)、ζ(k)、η(k)か
らK_adの推定値であるK_ad'(k)を求めるアルゴリズムと
して、最小二乗法を用いる。

【００６３】(数４）に対して、同定モデルを構成す
る。

【００６４】

【数６】y_hat=K_ad'(k-1)ζ(k)+η(k) (数６）ここで、同定誤差を次にように定める。

【００６５】

【数７】 ε(k)=y(k)-y_hat(k) =(K_ad-Kad'(k-1))ζ(k) (数7）この時以下のアルゴリズムを用いて、ゲイン変動分の推
定値K_ad'(k)の更新を行う。

【００６６】

【数８】

【００６７】ただし、λは0＜λ＜１の定数である。

【００６８】以下では図８のフローチャートを用いて、
上記可変ゲイン推定アルゴリズムの処理の手順について
示す。まず、ステップ数kを0とする(ステップ101)。ゲ
イン変動推定値の初期値K_ad'(0)を1とする（ステップ1
02）。次に、シーク制御出力us(k)と磁気ヘッド位置y
(k)を取り込み（ステップ103）、ローパスフィルタ(LP
F)に入力する（ステップ104）。このLPFは、シーク制御
出力us(k)および磁気ヘッド位置y(k)に含まれる高周波
ノイズを除去するために用いる。なお、本実施では、LP
Fのカットオフ周波数は500Hzと設定した。

【００６９】シーク制御出力のLPF出力を改めてus(k)、
磁気ヘッド位置y(k)のLPF出力をy(k)として、式5のζ
(k)、η(k)の計算（ステップ105）、式6のy_hat(k)の計
算（ステップ106）、式7のε(k)の計算（ステップ10
7）、式8のK_ad(k)の計算（ステップ108）を順次行う。
K_ad'(k)の計算後ステップ数kを一つ繰り上げて、シー
クモードが終了するまで上記計算を繰り返す。

【００７０】シークモードが終了後（ステップ109）、K
_ad'(k)の最終値を用いて、可変ゲイン部24を更新する
（ステップ110）。

【００７１】本アルゴリズムでは、可変ゲインの更新は
シークモード終了後（K_ad'の学習終了後）に行うた
め、シークモード中での磁気ヘッドの過渡特性は劣化し
ない。さらに、推定した可変ゲインを用いて、偏心補正
データを調整できる構成としたので、温度等の動作環境
が変化しても高精度に偏心を補正でき、位置決め精度の
劣化を防ぎ、かつ整定時間を一定に保つことができる。

【００７２】次に本発明のリードゲート・ライトゲート
のタイミング学習およびリードゲート・ライトゲートの
タイミングの可変回路について説明する。

【００７３】偏心がある磁気ディスク装置では、偏心に
よってデータトラック内で周速が変化するため、周速の
最大変動を考慮して、データのフォーマットを設計する
必要がある。その結果、データセクタ内のギャップ長が
長くなり、フォーマット効率が低下する欠点があった。

【００７４】本発明では、偏心量に応じてリードゲート
・ライトゲートを開くタイミング学習し、学習値に基づ
いて、タイミングを可変にする手段を設けた。

【００７５】図９は本実施例のリードゲート・ライトゲ
ートタイミング学習回路のブロック図を示している。本
実施例では、リードゲート・ライトゲートタイミング学
習は電源ON時に行い、各セクタ毎のタイミングを記憶す
る。学習後は、記憶したタイミングに従ってリードゲー
ト・ライトゲートを開くタイミングをセクタ毎に調節す
る。

【００７６】まず図９を用いてリードゲート・ライトゲ
ートタイミングの学習について説明する。

【００７７】図９は本発明のリードゲート・ライトゲー
トタイミングの学習時のブロック図を示し、セクタ番号
検出部61、偏心量メモリ62、リードゲート・ライトゲー
トタイミング演算部63タイミング記憶部64からなってい
る。

【００７８】セクタ番号検出回路61は、サーボ情報が検
出されると、現在のセクタ番号を出力する。偏心メモリ
62にはセクタ番号と偏心量の関係をテーブル化したもの
が記憶されており、セクタ番号が入力されると、セクタ
番号に対応する偏心量が出力される。

【００７９】リード・ライトゲートタイミング演算部63
には、現在のヘッド位置（サーボ円中心からの距離）R
と偏心メモリの出力が入力され、最適なリードゲート・
ライトゲートを開くタイミングfoptを計算する。具体的
にfoptは次のように求められる。

【００８０】セクタ番号sctにおける偏心量をr(sct)、
スピンドルモータの回転角速度をω(rad／sec)とする。
図１０において現在のヘッド位置での周速v1は

【００８１】

【数９】v1=ω×(R+r(sct)) (m／s) (数 9）偏心がない場合(r(sct=0))の距離Rにおける周速は

【００８２】

【数１０】v0=ω×R (m／s) (数 10）となる。このとき、偏心r(sct)が発生しているときの速
度比dV

【００８３】

【数１１】dV=v1／v0=1+r(sct)／R (数 11）となる。また、セクタ間隔の時間変動分dTは

【００８４】

【数１２】dT=1／dV (s) (数12）より

【００８５】

【数１３】

【００８６】となる。従って、最適なリードゲート・ラ
イトゲートを開けるタイミングfoptは、基準タイミング
をfとすると

【００８７】

【数１４】

【００８８】となる。すなわち、(数14）で求められるf
optが偏心発生時のリードゲート・ライトゲートを開け
る最適なタイミングである。

【００８９】学習段階で、予め(数 9）〜(数 14）を用
いて、最適なタイミングfoptを演算し、セクタ番号とfo
ptの関係をタイミング記憶部64で記憶しておく。

【００９０】次に、図１１を用いて、本発明のリードゲ
ート・ライトゲート調整回路について説明する。図１１
は本発明のリードゲート・ライトゲート調整回路のブロ
ック図を示したものである。学習終了後、セクタマーク
検出毎に、セクタ番号がタイミング記憶部64に入力され
る。タイミング記憶部64はセクタ番号に相当したタイミ
ングfoptを出力する。foptはリードゲート・ライトゲー
ト可変回路65に入力され、リードゲート・ライトゲート
を開くタイミングを可変にして、データのリード、ライ
ト動作を行う。

【００９１】以上のように偏心量に基づいて、リードゲ
ート・ライトゲートを開くタイミングを可変にすること
により、偏心によって周速が変わる場合でも、データの
ギャップ部分を設ける必要がなくなり、フォーマット効
率の低下を防ぐことができる。

【００９２】次に本実施例の位置誤差信号の高次成分補
正について述べる。本実施例のように、外部STWでサー
ボ信号を記録し、その後装置に搭載する場合、図１２の
ように位置誤差信号（PES）に高次の歪みが発生する。
また、この高次の歪み成分は、内周側から外周側に進む
につれて、小さくなる傾向にある。

【００９３】通常の磁気ディスク装置では、PESがある
スライスレベルを超えたときライト禁止としている。し
かし、本実施例のように、高次の歪み成分を含んだPES
では、特定セクタでPESの値が大きくなるため、ライト
禁止頻度が増加し、データ記録のスループットが低下す
る問題がある。

【００９４】また、歪んだサーボ信号にに追従するよう
にサーボ制御を行い、PESを小さくすることも可能であ
る。これについては後述する。

【００９５】そこで本実施例では、予め位置誤差信号に
含まれる高次の歪み成分を記憶しておき、位置誤差信号
から高次成分の歪み成分を引いた値を、データ記録禁止
の判別に用いるようにした。

【００９６】以下本実施例での、データ記録禁止判別ア
ルゴリズムについて説明する。

【００９７】まず磁気ディスク上の特定のMトラック
（例えば、内周、中周、外周位置の場合、M=3）でPESの
同期成分（RRO1,RRO2、・・・RROm）を求め、メモリに記憶
する。

【００９８】この時、各トラック間で相関のある成分を
抽出するために、特定トラックの隣接群の複数トラック
分（例えば100トラックにわたって）を平均して、PESの
同期成分を求める。

【００９９】次にn番目のトラック（nは自然数）の同期
成分(RRO_n)を、メモリ内に記憶した同期成分値（RRO1,
RRO2、・・・RROm）を用いて計算で求める。

【０１００】例えば、トラックt1で求めた同期成分値を
RRO1、トラックt2で求めた同期成分値をRRO2とすれば、
トラックt1とトラックt2の間にあるトラックn（t2>n>t
1）の同期成分値RRO_nは、一次近似により以下のように
求めることができる。

【０１０１】

【数１５】 RRO_n＝(RRO2−RRO1)／(t2−t1)×(n−t1)＋RRO1 （数15）次にn番目のトラックのPESをPES_nとして、

【０１０２】

【数１６】PES_w=PES_n−RRO_n （数16）を演算する。

【０１０３】PES_wを予め決められたスライスレベルw_s
lと比較し、例えば、

【０１０４】

【数１７】|PES_w|>w_sl （数17）を満足するとき、データの記録を禁止する。記録禁止論
理はいろいろ考えられるが、ここでは、PES_wを用いて
論理を構成することが特徴である。

【０１０５】PESから高次の歪み成分を除いた値をライ
ト禁止条件判別に用いることにより、PESから高次の歪
み成分を除くことができるため、データ記録時のスルー
プットを低下させずに、データの記録が可能になる。

【０１０６】以上はPESに含まれる高次成分を除くこと
により、データ記録禁止の頻度を低下させる方法を説明
したが、サーボ制御により高次成分に追従することによ
り、ライト禁止の頻度を低下させてもよい。

【０１０７】図１４は磁気ヘッド位置決めサーボ制御系
のブロック図を示している。PESの関係式は次のように
求められる。

【０１０８】

【数１８】 PES=−1／(1+P・C)・d−P／(1+P・C)・uf （数18）ここで、Pは制御対象の伝達関数、Cはフィードバック制
御の伝達関数、dは偏心や高次成分、ufフィードバック
制御入力である。また、前記数18では「PES=d−y」，「y=P
・(C・PES+uf)」より求めることができる。この時d=0を達
成するufは

【０１０９】

【数１９】uf=(1+P・C)／P・PES （数19）で求めることができる。

【０１１０】本実施例では、例えば、出荷時に、数19に
より磁気ディスク上のＭトラック（例えば、内周、中
周、外周なの場合M=３）で、ufを計算し、メモリ内に
（uf1,uf2、・・・ufm）として記憶しておく。

【０１１１】なお、この場合のPESも隣接トラック間で
相関のある成分を抽出したもの、すなわち、隣接Nトラ
ック（Nは自然数、ここではN=100）を平均して用いる。

【０１１２】磁気ディスク上の任意のトラックにおける
補正量uf_nは、通常のサーボ制御時に、メモリに蓄えら
れたuf1、uf2・・・を一次補間して求められる。uf_nは
高次の歪み成分に追従するためのフィードフォワード入
力として、サーボ制御系に加えられる。

【０１１３】このようにフィードフォワードにより、PE
Sに含まれる高次の歪み成分に追従させることにより、
データ記録禁止の頻度を低下させることができる。

【０１１４】

【発明の効果】偏心補正フィードフォワード制御専用の
D／Aコンバータを用いることによって、大偏心があった
場合でも、高精度な位置決め精度を実現する磁気ディス
ク装置を提供することである。また、シークモードで、
サーボ系のゲイン変動を推定値し、その推定値に基づい
て、偏心補正テーブルを調整することにより、温度等、
環境が変化しても、整定時間が一定である磁気ディスク
装置を提供することである。さらに、各セクタにおける
偏心量に応じて、リードゲート・ライトゲートの開ける
タイミング可変にすることにより、大偏心によって周速
が変化する場合でも、フォーマット効率が低下しない磁
気ディスク装置を提供することである。また。磁気ディ
スク搭載時に発生する高次の同相成分について、記録禁
止論理あるいはサーボ制御に補正することにより、デー
タ記録時のスループットを低下させない磁気ディスク装
置を提供することである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の形態の磁気ディスク装置の
制御ブロック図。

【図２】回転円軌跡とサーボトラック軌跡を示した概略
図。

【図３】従来の磁気ディスク装置の制御ブロック図。

【図４】磁気ディスク上のサーボ信号を示した概略図。

【図５】偏心補正データ作成について説明するためのブ
ロック図。

【図６】本発明の一実施例の形態の磁気ディスク装置の
シークモード時の制御ブロック図。

【図７】制御出力usから磁気ヘッド位置ｙまでのブロッ
ク図。

【図８】可変ゲイン推定アルゴリズムを説明するための
フローチャート。

【図９】本発明の磁気ディスク装置のリードゲート・ラ
イトゲートのタイミング学習時のブロック図。

【図１０】偏心のあるトラックとヘッドとの位置関係を
示す概略図。

【図１１】本発明の磁気ディスク装置のリードゲート・
ライトゲートのタイミング可変回路のブロック図。

【図１２】内周のＰＥＳの高周波成分を示す図。

【図１３】内周のＰＥＳの高周波成分を示す図。

【図１４】ブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── 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 20/10 Ｇ１１Ｂ 20/10 Ａ 21/08 21/08 Ｂ (72)発明者宍田和久神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者山口和夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者草茅洋一神奈川県小田原市国府津2880番地日立コンピュータ機器株式会社内 (72)発明者堀崎誠神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者清水重久神奈川県小田原市国府津2880番地日立コンピュータ機器株式会社内 (72)発明者渡邊勝美神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者川口広志神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内Ｆターム(参考） 5D044 EF02 FG09 HH13 5D088 PP01 RR08 SS11 TT03 UU03 5D096 AA02 BB01 CC01 EE03 FF01 HH01 HH18 KK01 5H004 GA02 GB20 HA07 HA08 HB07 HB08 JA04 JA09 KA78 KB28 KB32 KC27 KD62 LA03 MA05 MA36 MA42 MA43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データが記録される面にサーボパターン
が書き込まれている磁気ディスクと、前記磁気ディスク
を回転駆動するモータと、データのリード／ライトを行
うヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録面の
半径方向に移動させるヘッド制御手段とからなる磁気デ
ィスク装置において、ヘッドを駆動するための粗動制御
用D／Aコンバータと、精密位置決め制御用D／Aコンバー
タを有することを特徴とした磁気ディスク装置。
【請求項２】データが記録される面にサーボパターン
が書き込まれている磁気ディスクと、前記磁気ディスク
を回転駆動するモータと、データのリード／ライトを行
うヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録面の
半径方向に移動させるヘッド駆動手段と、前記駆動手段
を駆動制御するための電流もしくは電圧を出力するフィ
ードバック制御手段およびフィードフォワード制御手段
からなる磁気ディスク装置において、サーボ系のゲイン
変動をシークモード中に推定する推定手段を有し、シー
ク動作終了後に、該推定推定値に基づいて前記フィード
フォワード制御手段の出力を補正することを特徴とする
磁気ディスク装置。
【請求項３】データが記録される面にサーボパターン
が書き込まれている磁気ディスクと、前記磁気ディスク
を回転駆動するモータと、データのリード／ライトを行
うヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録面の
半径方向に移動させるヘッド制御手段とからなる磁気デ
ィスク装置において、前記磁気ディスクの偏心量に応じ
て、リードゲート・ライトゲートの開けるタイミングを
可変にすることを特徴とした磁気ディスク装置。
【請求項４】データが記録される面にサーボパターン
が書き込まれている磁気ディスクと、前記磁気ディスク
を回転駆動するモータと、データのリード／ライトを行
うヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録面の
半径方向に移動させるヘッド制御手段とからなる磁気デ
ィスク装置において、位置誤差信号のトラック間同相成
分を少なくとも1つの特定の領域から抽出し記憶してお
いて、位置誤差信号と該位置誤差信号の同相成分とか
ら、記録禁止判定を行うことを特徴とした磁気ディスク
装置。
【請求項５】データが記録される面にサーボパターン
が書き込まれている磁気ディスクと、前記磁気ディスク
を回転駆動するモータと、データのリード／ライトを行
うヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録面の
半径方向に移動させるヘッド制御手段とからなる磁気デ
ィスク装置において、位置誤差信号のトラック同相成分
を少なくとも1つの特定領域から抽出し、ディスク上の
特定トラックにヘッドを位置決めする場合に、記憶した
トラック間同相成分に基づいて該同相成分にヘッドを追
従させるためのフィードフォワード制御量を演算し、か
つ、その値に応じたフィードフォワード制御をすること
を特徴とする磁気ディスク装置。