JP2002269938A - ディスク・ドライブ装置、ヘッド位置制御方法およびハード・ディスク・ドライブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーク動作の安定性を損なうことなく、低周
波領域におけるサーボの追従特性を向上する。 【解決手段】 磁気ヘッドの位置制御系に、第１積分
器４３および第２積分器４５と２つの積分器を設ける。
第１積分器４３のゲインＫ３より第２積分器４５のゲイ
ンＫ３'を大きく設定する。第１積分器４３は磁気ヘッ
ドに働くバイアス力のキャンセルという役割を担い、第
２積分器４５は低周波領域におけるサーボの追従特性を
向上する役割を担う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハード・ディスク
・ドライブに代表されるディスク・ドライブ装置に関
し、特にディスク・ドライブ装置においてデータの読み
出しまたは書き込みを行なうヘッドの位置制御に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ハード・ディスク・ドライブは最も普及
しているコンピュータの外部記憶装置の一つである。ハ
ード・ディスク・ドライブの記憶媒体である磁気ディス
クは、周知のようにディスク表面を木の年輪状に分割し
たトラックをさらに放射状に区切ったセクタをデータの
記録最小単位としている。磁気ディスク外周になるほど
線記録密度を高くすることができる。そこで、現在磁気
ディスクのデータ記録方式として主流をなすゾーン・ビ
ット・レコーディング（Zoned Bit Recording）方式で
は、全てのトラックをいくつかのゾーンにグループ分け
し、各ゾーン内では線記録密度を一定とする。すると、
セクタの長さは通常５１２バイトであるから、磁気ディ
スクの外周に近いトラックほどセクタ数は多くなる。ハ
ード・ディスク・ドライブは、磁気ディスクに記憶され
ているデータを読み出し、または磁気ディスクにデータ
を書き込むための磁気ヘッドを備えている。この磁気ヘ
ッドは、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）によって揺動する
アクチュエータ機構に装着されている。磁気ヘッドがデ
ータの読み出しまたはデータの書き込みを行なう場合、
アクチュエータ機構を駆動することにより、磁気ヘッド
を所定のトラックに移動かつ位置決めさせる。この移
動、位置決め動作をシークと呼んでいる。磁気ヘッド
は、磁気ディスク上に記憶されたサーボ情報を手がかり
に所定のトラックにシークされる。

【０００３】磁気ディスクのトラックは、前述したよう
に複数のセクタに区分されている。そして、各セクタは
データが記憶されるデータ領域であり、磁気ディスク上
にはその他にサーボ情報が記憶されるサーボ領域を備え
ている。このサーボ領域には、サーボ情報として、トラ
ック識別情報およびバースト・パターンが記憶されてい
る。トラック識別情報は各データ・トラックのトラック
・アドレスを表す情報であり、磁気ヘッドによって読み
取られ、磁気ヘッドが現在位置するトラック位置を判断
可能とするものである。バースト・パターンは各々信号
が記憶された領域が磁気ディスクの半径方向に沿って一
定間隔で配列されたもので、互いに信号記憶領域の位相
が異なる複数の信号記憶領域列で構成されている。これ
らのパターンから出力される信号に基づいて、データ・
トラックに対する磁気ヘッドのずれ量を判定可能とする
ものである。磁気ディスクに対するデータの読み出しま
たは書き込みは、磁気ディスクが回転している状態にお
いて、サーボ情報によって磁気ヘッド位置を確認しなが
ら、ずれが発生した場合には、これを補正するようにア
クチュエータ機構、つまり磁気ヘッドを駆動して位置制
御を実行している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁気ヘッドが磁気ディ
スクの所定トラックにデータを書き込みまたはデータを
読み出す場合に、磁気ヘッドの位置決め精度が問題とな
る。近時、磁気ディスクの記録密度の向上に伴い、高い
位置決め精度が要求されている。また、磁気ヘッドの位
置決め精度を阻害する要素として、外乱がある。外乱と
して、アクチュエータ機構自身の自重、アクチュエータ
機構に取付けられたフレキシブル・ケーブルの弾性力等
が指摘されている。したがって、これまで磁気ヘッドを
高精度に位置決めする技術が種々提案されている。

【０００５】磁気ヘッドが所定のトラックに正確に位置
決めされたことを確認した後に、データの書き込みまた
は読み出しを実行する。したがって、データの書き込み
または読み出し命令がなされても、磁気ヘッドの位置決
めがなされるまで、データの書き込みまたは読み出しを
待機することになる。これまで提案された磁気ヘッドの
位置決め制御技術により、データの書き込みまたは読み
出し動作の待機という現象は軽減された。ところが、記
録密度の向上に伴って、これまで提案された制御技術に
よってもデータの書き込みまたは読み出し動作の待機を
回避することができないという報告がなされている。し
たがって本発明は、高記録密度の磁気ディスクにおいて
も、データの書き込みまたは読み出し動作の待機を低減
することができる手法の提供を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、データの書
き込みまたは読み出し動作の待機、換言すれば磁気ヘッ
ドの位置決め精度が不十分となる要因として、これまで
報告されていない要因があるのではないかと推測した。
そこで、種々の環境においてハード・ディスク・ドライ
ブを搭載するパーソナル・コンピュータ（以下、ＰＣ）
を動作させた上で、データの書き込みまたは読み出し動
作の待機状態を観察した。その結果、これまでに報告さ
れていない新たな外乱要因があることを知見した。その
１つは、ＰＣに装着されているＣＤ−ＲＯＭドライブで
ある。つまり、ＣＤ−ＲＯＭドライブ動作時にＣＤ−Ｒ
ＯＭの回転に伴う低周波の振動がハード・ディスク・ド
ライブに対する外乱となり、その外乱をサーボが吸収す
ることができないために、磁気ディスクへのデータ書き
込み動作が行なわれない場合があることを確認した。よ
り具体的な事例として、ＣＤ−ＲＯＭに記憶されている
アプリケーションを磁気ディスクにインストールする操
作時に、インストールを行なうことができないという現
象が確認された。従来からＣＤ−ＲＯＭに記憶されてい
るアプリケーションを磁気ディスクにインストールする
操作は頻繁に行なわれていた。ところが、インストール
を行なうことができないという報告がなかったことから
すると、記録密度の一層の向上によってＣＤ−ＲＯＭド
ライブ動作が磁気ディスクの位置決め制御を阻害する要
因になったものと解される。なお、ここではＣＤ−ＲＯ
Ｍドライブについて述べたが、それ以外の低周波の機械
的振動を励起する装置も磁気ディスクの位置決め制御を
阻害する要因となろう。また、ここでいう低周波とは３
００Ｈｚ以下の周波数領域をいう。

【０００７】また、他の１つは携帯電話である。つま
り、ＰＣ近傍で携帯電話を使用している場合に、磁気デ
ィスクへのデータ読み出しまたは書き込み動作が行なわ
れない場合があることを確認した。そこで、さらに検討
したところ、携帯電話の使用時に発せられる低周波の電
気的なノイズがアクチュエータ機構の制御系に入り込
み、その結果としてサーボが追従できなくなることが確
認された。

【０００８】ハード・ディスク・ドライブにおいて、磁
気ヘッドの位置制御には積分器を含むフィード・バック
位置制御を用いている。この積分器は、磁気ヘッドが磁
気ディスク上の所定位置に留まっているときに磁気ヘッ
ドにかかるバイアス力を検出し、次に当該位置にシーク
しようとするときに、そのバイアス力に相当する電流を
ＶＣＭコイルに流してあげることでバイアス力をキャン
セルすることを目的としている。したがって、そのゲイ
ンを大きくすることができない。その結果、低周波の振
動およびノイズによる外乱を受けた場合に、サーボの追
従性が不十分となる。積分器のゲインを上げることによ
りサーボの追従性は向上することが予測されるが、そう
すると当初の積分器の機能を果たさなくなる。サーボの
追従性が要求されるのは、磁気ヘッドが所定のトラック
に留まっているトラック・フォローの状態、換言すれば
データの読み出しまたは書き込みを行なっている期間と
いうことができる。したがってこの期間には積分器のゲ
インを大きくする。逆に磁気ヘッドが所定のトラックに
移動しているシークの期間には、バイアス力をキャンセ
ルすることを重視した小さいゲインとすればよい。この
手法を達成する具体的手段としては、大小異なるゲイン
を生成する２つの積分器を設け機能させる積分器を適宜
選択する、１つの積分器のゲインを適宜切り替えて生成
させる、という少なくとも２つの手段があり得る。

【０００９】したがって、本発明はデータを記憶するデ
ィスク状媒体と、前記ディスク状媒体に対してデータの
書き込みまたは読み出しを行なうヘッドと、前記ヘッド
を前記ディスク状媒体の所定位置に移動させるためのア
クチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御する
ことにより前記ヘッドの位置決めを行なうとともに、第
１のゲインを生成する第１の積分器と前記第１のゲイン
よりも大きな第２のゲインを生成する第２の積分器とを
有する位置制御手段と、を備えることを特徴とするディ
スク・ドライブ装置である。本発明のディスク・ドライ
ブ装置は、第１のゲインを生成する第１の積分器と前記
第１のゲインよりも大きな第２のゲインを生成する第２
の積分器と、２つの積分器を備えているから、ヘッドの
動作状況に応じたゲインを選択することができる。した
がって、ヘッドのシーク期間にはバイアス力のキャンセ
ル、トラック・フォローの期間には低周波領域の外乱に
対するサーボ追従性を確保することができる。

【００１０】ヘッドの動作状況に応じた積分器を選択す
るために、前記第１の積分器と前記第２の積分器とは並
列に接続されていることが望ましい。そうすることによ
り、前記ヘッドが、前記ディスク状媒体の所定位置に移
動するシーク動作と、当該位置に留まってデータの書き
込みまたは読み出しを行なうフォロー動作とを行なう場
合に、前記シーク動作中には前記第１の積分器を機能さ
せ、前記フォロー動作中には前記第２の積分器を機能さ
せることができる。より具体的には、前記第１の積分器
と前記第２の積分器との間にスイッチ手段を設け、前記
シーク動作中には前記スイッチ手段が閉じることにより
前記第１の積分器が機能し、前記フォロー動作中には前
記スイッチ手段が開くことにより前記第２の積分器が機
能することができる。なお、第２の積分器が機能する際
に、第１の積分器が機能しても良い。

【００１１】また、本発明はデータを記憶するディスク
状媒体と、前記ディスク状媒体の所定位置に移動するシ
ーク動作と、前記所定位置に留まってデータの書き込み
または読み出しを行なうフォロー動作とを行なうヘッド
と、前記ヘッドを前記ディスク状媒体の所定位置に移動
させるためのアクチュエータと、前記アクチュエータの
駆動を制御することにより前記ヘッドの位置決めを行な
うとともに、前記シーク動作中に対応する第１のゲイン
を生成しかつ前記シーク動作から前記フォロー動作に移
行すると前記第１のゲインとは異なる第２のゲインを生
成する積分器を有する位置制御手段と、を備えることを
特徴とするディスク・ドライブ装置を提供する。本発明
のディスク・ドライブ装置は、前記シーク動作中に対応
する第１のゲインを生成しかつ前記シーク動作から前記
フォロー動作に移行すると前記第１のゲインとは異なる
第２のゲインを生成する積分器を有している。したがっ
て、第１のゲインおよび第２のゲインをヘッドの動作に
応じて設定することにより、ヘッドのシーク期間にはバ
イアス力のキャンセル、トラック・フォローの期間には
低周波領域の外乱に対するサーボ追従性を確保すること
ができる。より具体的には、前記第２のゲインは前記第
１のゲインよりも大きく設定すればよい。

【００１２】本発明のディスク・ドライブ装置におい
て、前記積分器を、２つの積分器から構成することがで
きる。つまり、前記積分器を、前記第１のゲインを生成
する第１の積分器と、前記第２のゲインを生成する第２
の積分器とから構成することができる。また本発明のデ
ィスク・ドライブ装置において、前記積分器を単一の積
分器から構成することもできる。その場合、前記積分器
を、前記シーク動作から前記フォロー動作に移行するに
際して、前記積分器のゲインが第１のゲインから第２の
ゲインに切り替わるように構成すればよい。

【００１３】本発明は、ディスク・ドライブ装置におけ
るヘッド位置制御方法を提供する。すなわち本発明のヘ
ッド位置制御方法は、データの読み出しまたは書き込み
を行なうヘッドの記憶媒体上における位置をサーボ情報
に基づいて制御する方法であって、前記ヘッドが前記記
憶媒体上を移動している間は第１のゲインに基づいて前
記ヘッドの位置制御を行ない、前記ヘッドが前記記憶媒
体上の所定の位置に停止している間は前記第１のゲイン
より大きな第２のゲインに基づいて前記ヘッドの位置制
御を行なう、ことを特徴とする。本発明のヘッド位置制
御方法において、前記第１のゲインは、前記ヘッドが前
記記憶媒体上を移動しかつ前記所定の位置に停止するま
での動作の安定性を確保する値に設定することができ
る。また、前記第２のゲインは、前記ヘッドが前記所定
の位置に停止している間に、低周波領域、具体的には３
００Ｈｚ以下の周波数領域の外乱に対するサーボ追従性
を確保する値に設定することができる。

【００１４】本発明の典型的な適用例として、ハード・
ディスク・ドライブがある。すなわち本発明のハード・
ディスク・ドライブは、サーボ情報が記憶された磁気デ
ィスクと、前記磁気ディスク上をシークしかつ所定位置
に留まってデータの読み出しまたは書き込みを行なうた
めの磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク
の所定位置に移動させるためのアクチュエータと、前記
磁気ヘッドが読み出した前記サーボ情報に基づいて前記
磁気ヘッドの位置を制御しかつ積分器を有するヘッド位
置制御手段と、を備え、前記積分器は、第１のゲインと
前記第１のゲインより大きな第２のゲインとを生成し、
かつ前記第１のゲインは前記磁気ヘッドがデータの読み
出しおよび書き込みを行なわないときに生成し、前記第
２のゲインは前記磁気ヘッドがデータの読み出しまたは
書き込みを行なうときに生成することを特徴とする。

【００１５】本発明のハード・ディスク・ドライブにお
いて、前記第１のゲインは、前記磁気ヘッドがシーク状
態にあるときに生成させることができる。また本発明の
ハード・ディスク・ドライブにおいて、前記積分器を、
前記第１のゲインを生成する第１の積分器および前記第
２のゲインを生成する第２の積分器とから構成すること
ができる。さらに前記積分器は、第１のゲインおよび第
２のゲインを切り替えて生成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照しつつ説明する。 （第１の実施形態）図１は本実施の形態によるハード・
ディスク・ドライブに適用した実施形態について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、ディ
スク・ドライブ装置としてのハード・ディスク・ドライ
ブ（ＨＤＤ）１は、箱型の例えばアルミニウム合金から
なるベース２の開放上部をトップ・カバー３で封止する
ことによりディスク・エンクロージャ１０を構成する。
例えばブラス製のトップ・カバー３はベース２に矩形枠
状のシール部材（図示せず）を介して、ビス止めされ
る。したがって、ディスク・エンクロージャ１０内は気
密化されている。なお、図１はトップ・カバー３の一部
を切り欠いた図である。このディスク・エンクロージャ
１０内には、例えばハブイン構造の３相直流サーボモー
タからなるスピンドルモータ（図示せず）が設けられて
おり、このスピンドルモータによって記憶媒体である磁
気ディスク４が回転駆動される。磁気ディスク４は、Ｈ
ＤＤ１に要求される記憶容量に応じて単数または複数枚
設置される。

【００１７】また、ディスク・エンクロージャ１０内に
は、アクチュエータ・アーム５が設けられている。この
アクチュエータ・アーム５は中間部がピボット軸７を介
してベース２上に回動可能に支持されている。アクチュ
エータ・アーム５の一端部には磁気ヘッド８が、また他
端部にはＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）コイル６が
設けてある。このＶＣＭコイル６と永久磁石を要素とす
るＶＣＭステータ９とからＶＣＭ１１が構成される。こ
のＶＣＭコイル６にＶＣＭ電流を供給することによりア
クチュエータ・アーム５を磁気ディスク４上の所定の位
置に向けて回動する。この回動により磁気ヘッド８はシ
ークを実行する。

【００１８】磁気ディスク４は、ＨＤＤ１が動作してい
るとき、スピンドルモータのスピンドル軸を中心にして
回転駆動され、ＨＤＤ１が非動作のとき、回転停止（静
止）する。磁気ディスク４の表面には、図２に模式的に
示すように磁気ディスク４の半径方向に沿って複数の位
置情報（サーボ情報）記憶領域６０が放射状に形成され
ており、他の領域にはデータ記憶領域６１が形成されて
いる。このサーボ情報を磁気ヘッド８が読み取ることに
より磁気ヘッド８の位置を知ることができる。サーボ情
報は、トラック識別データおよびバースト・パターンと
から構成される。トラック識別情報は各データ・トラッ
クのトラック・アドレスを表す情報である。磁気ヘッド
８はこのトラック識別情報を読み取ることにより、磁気
ヘッド８の現在位置するトラック位置を判断可能とす
る。バースト・パターンは各々信号が記録された領域が
磁気ディスク４の半径方向に沿って一定間隔で配列され
たもので、互いに信号記憶領域の位相が異なる複数の信
号記憶領域列で構成されている。このバースト・パター
ンから出力される信号に基づいて、データ・トラックに
対する磁気ヘッド８のずれ量を判定可能とする。

【００１９】磁気ヘッド８は図３に示すような回路によ
って駆動される。磁気ヘッド８の信号出力は増幅器（Ａ
ＭＰ）２１の入力端に接続されており、磁気ヘッド８の
リードエレメントから出力された信号は増幅器（ＡＭ
Ｐ）２１で増幅される。増幅器（ＡＭＰ）２１の出力は
アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２２を経てマ
イクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）２３に入
力される。ＭＰＵ２３は、Ａ／Ｄ変換器２２から入力さ
れた信号に基づいて磁気ヘッド８の位置を判断し、判断
した磁気ヘッド８の位置と目標位置との偏差に基づいて
磁気ヘッド８の位置制御のための信号をＶＣＭドライバ
２４に向けて送出する。ＶＣＭドライバ２４は入力信号
に対応してＶＣＭ１１を構成するＶＣＭコイル６へ駆動
電流を出力する。図４にＭＰＵ２３によって実現される
磁気ヘッド８の位置決め手段の機能を説明するブロック
図を示す。Ａ／Ｄ変換器２２から出力された信号はヘッ
ド現在位置演算部３１およびバースト・パターン検出部
３４に入力される。バースト・パターン検出部３４で
は、入力された信号に基づいて、磁気ヘッド８がバース
ト・パターン記憶領域に対応しているか否かを判断し、
結果をヘッド現在位置演算部３１に出力する。ヘッド現
在位置演算部３１では、バースト・パターン検出部３４
により磁気ヘッド８がバースト・パターン記憶領域に対
応していると判定されるときに、Ａ／Ｄ変換器２２から
出力されている信号を取り込み、該信号に基づいて、磁
気ディスク４の半径方向に沿った磁気ヘッド８の現在位
置を演算し、出力する。従って、ヘッド現在位置演算部
３１からは磁気ヘッド８の現在位置が所定周期毎に出力
される。なお、これらの構成はハードウェアに限らず、
ソフトウェアによって実現してもよい。ヘッド目標位置
設定部３５は、磁気ディスク４の半径方向に沿った位置
で表した磁気ヘッド８の目標位置を設定し、出力する。
ヘッド現在位置演算部３１から出力された磁気ヘッド８
の現在位置、およびヘッド目標位置設定部３５から出力
されたヘッド目標位置は、ヘッド現在位置信号生成部３
２に各々入力される。ヘッド現在位置信号生成部３２は
各々の信号を比較し、偏差の大きさおよび方向を示す信
号ｙ（ｎ）を出力する。信号ｙ（ｎ）は主制御部３３に
入力され、この信号ｙ（ｎ）に基づいて、ＶＣＭドライ
バ２４に制御信号を送出する。

【００２０】図５はＭＰＵ２３の主制御部３３の構成を
示すブロック図である。図５に示すように、主制御部３
３は、比例制御器（ゲインＫ１）４１、第１微分器（ゲ
インＫ２）４２、第１積分器（ゲインＫ３）４３、第２
微分器（ゲインＫ２'）４４、第２積分器（ゲインＫ
３'）４５、第１スイッチ４６、第２スイッチ４７およ
びフィルタ４８とから構成される。そして、図５に示す
ように、比例制御器４１に対して第１微分器４２、第１
積分器４３が並列に接続され、かつ、第１積分器４３に
対して第２微分器４４、第２積分器４５が並列に接続さ
れている。比例制御器４１は、ネガティブ・フィードバ
ック制御を司る。第１積分器４３および第２積分器４５
は、各々その機能が異なる。第１積分器４３は、磁気ヘ
ッド８が磁気ディスク４上の所定位置に留まっていると
きに磁気ヘッド８にかかるバイアス力を検出し、次に当
該位置にシークしようとするときに、そのバイアス力に
相当する電流をＶＣＭコイル６に流してあげることでバ
イアス力をキャンセルすることを目的としている。バイ
アス力をキャンセルすることにより、所定位置へのシー
クを迅速化することができる。この目的を達成するため
には、第１積分器４３のゲインをあまり高くすることが
できない。その結果、第１積分器４３のみでは、先に述
べたように、ＣＤ−ＲＯＭドライブの駆動による低周波
の振動、あるいは携帯電話の使用による低周波ノイズに
対して、サーボが追従することができない。そこで本実
施の形態において、第２積分器４５を設ける。この第２
積分器４５は、磁気ヘッド８に働くバイアス力のキャン
セルという役割を担わないので、第１積分器４３よりゲ
インを大きくしている。つまり、第１積分器４３が生成
するゲインをＫ３、第２積分器４５が生成するゲインを
Ｋ３'とすると、Ｋ３＜Ｋ３'となるように、Ｋ３および
Ｋ３'を設定する。もちろん、第２積分器４５のゲイン
をＫ３'は、ＣＤ−ＲＯＭドライブの駆動による低周波
の振動、あるいは携帯電話の使用による低周波ノイズに
対して低周波領域のサーボ追従特性を向上できるように
設定することが重要である。

【００２１】以上のように、第１積分器４３および第２
積分器４５は各々異なる目的をもっている。そして、第
１積分器４３および第２積分器４５は、その機能を発揮
すべきタイミングが異なる。第１積分器４３は磁気ヘッ
ド８のシーク動作時に機能すべきである。しかし、第２
積分器４５が磁気ヘッド８のシーク動作時に機能すれば
シーク動作を不安定にするから、シーク動作完了後の磁
気ディスク４上の所定位置に留まるトラック・フォロー
の状態で機能することが望ましい。そこで、第１積分器
４３に加えて第２積分器４５を機能させるためのスイッ
チ手段として第１スイッチ４６および第２スイッチ４７
とを設けている。第１スイッチ４６および第２スイッチ
４７は、磁気ヘッド８のシーク動作に連動して開・閉さ
れる。つまり、磁気ヘッド８のシーク動作時には第１ス
イッチ４６および第２スイッチ４７を閉じることにより
第１積分器４３のみを機能させる。一方、磁気ヘッド８
がトラック・フォローの状態、つまりデータの読み出し
または書き込みを行なう際に、第１スイッチ４６および
第２スイッチ４７を開くことにより第２積分器４５をも
機能させる。このとき、回路構成によって第１積分器４
３も同時に機能するが、第２積分器４５のみを機能する
ような回路構成を採用することができる。

【００２２】図６は第１積分器４３および第２積分器４
５個々の周波数特性、ならびに第１積分器４３および第
２積分器４５複合したものの周波数特性を示す。図６に
示すように、第１積分器４３のゲインに比べて第２積分
器４５のゲインは大きく設定されている。第１積分器４
３および第２積分器４５だけを設けたのでは、位相が回
ってしまい制御系が不安定になる。そこで、第１積分器
４３および第２積分器４５における位相の遅れを補償す
るために、図５に示すように各々に第１微分器４２およ
び第２微分器４４を併設している。第１積分器４３およ
び第２積分器４５複合し、かつ第１微分器４２および第
２微分器４４により位相補償した場合の周波数特性を図
７に示す。

【００２３】本実施の形態による効果を確認する実験を
行なった。実験方法は、本実施の形態によるＨＤＤ１を
装着したＰＣを振動試験機により所定の振動を与えつ
つ、第２積分器４５を機能させたときと機能させないと
きのサーボ安定性（Servo Stability Sigma［pes］）を
比較した。結果を図８に示す。図８に示すように、第２
積分器４５を機能させないときに比べて、第２積分器４
５を機能させることにより、低周波領域におけるサーボ
の安定性が向上することが確認された。また、第２積分
器４５を機能させる場合であっても、ゲインを大きくす
ることにより、低周波領域におけるサーボ安定性の向上
効果が大きくなることがわかる。なお、図８中、７０Ｈ
ｚにおいてサーボが安定しているのは、ピーク・フィル
タを設けているためである。

【００２４】（第２の実施形態）以上の実施形態では、
ゲインの異なる第１積分器４３および第２積分器４５を
設けるとともに、第２積分器４５を機能させるタイミン
グに応じて第１スイッチ４６および第２スイッチ４７の
開閉を制御した。しかし本発明は第１積分器４３および
第２積分器４５と２つの積分器を設ける形態に限定され
ず、１つの積分器のみでも同様の効果を得ることができ
る。その例を第２の実施形態として図９に基づき説明す
る。なお、第２の実施形態によるＨＤＤ１の基本的な構
成は第１の実施形態によるＨＤＤ１と同様であるので、
ここではその相違点、具体的にはＭＰＵ２３の主制御部
３３について説明する。また、第１の実施形態と同様の
構成についてはその符号を引用することとする。図９
は、第２の実施形態による主制御部３３の構成を示すブ
ロック図であり、図９（ａ）は磁気ヘッド８がシーク動
作中の状態を示し、図９（ｂ）は磁気ヘッド８がトラッ
ク・フォローの状態を示している。主制御部３３は、比
例制御器５１、微分器５２、積分器５３およびフィルタ
４８とから構成される。第２の実施形態において、積分
器５３のゲインが可変である。つまり、積分器５３のゲ
インは、磁気ヘッド８がシーク動作の状態にはＫ１３で
あるが磁気ヘッド８がトラック・フォローの状態ではＫ
１５であり、かつＫ１３＜Ｋ１５を満足する。また、微
分器５２のゲインは、磁気ヘッド８がシーク動作の状態
にはＫ１２であるが磁気ヘッド８がトラック・フォロー
の状態にはＫ１４であり、かつＫ１２＜Ｋ１４を満足す
る。

【００２５】このように、第２の実施形態では、磁気ヘ
ッド８のシーク動作に連動して、微分器５２および積分
器５３のゲインを変動させる。しかも、磁気ヘッド８が
シーク動作中にはシーク動作の安定性を考慮してゲイン
を低く設定し、磁気ヘッド８のシーク動作が完了すると
低周波領域におけるサーボの追従特性を考慮してゲイン
を高く設定する。したがって、第２の実施形態によるＨ
ＤＤ１においても、第１の実施形態と同様の効果を奏す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーク動作の安定性を損なうことなく、低周波領域にお
けるサーボの追従特性を向上することができる。したが
って、高記録密度の磁気ディスクにおいても、データの
読み出しまたは書き込み動作の待機を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態によるＨＤＤの構成を示す平
面図である。

【図２】 第１の実施形態による磁気ディスクにおける
データ領域、サーボ領域を示す図である。

【図３】 第１の実施形態によるヘッド位置制御に関す
る構成を示すブロック図である。

【図４】 第１の実施形態によるヘッド位置制御におけ
るＭＰＵの構成を示すブロック図である。

【図５】 第１の実施形態によるヘッド位置制御におけ
るＭＰＵの主制御部の構成を示すブロック図である。

【図６】 第１の実施形態による積分器の周波数特性を
示すグラフである。

【図７】 第１の実施形態による微分器による効果を示
すグラフである。

【図８】 第１の実施形態によるサーボ安定性の効果を
示すグラフである。

【図９】 第２の実施形態によるヘッド位置制御におけ
るＭＰＵの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、２…ベー
ス、３…トップ・カバー、４…磁気ディスク、５…アク
チュエータ・アーム、６…ＶＣＭコイル、７…ピボット
軸、８…磁気ヘッド、９…ＶＣＭステータ、１０…ディ
スク・エンクロージャ、１１…ＶＣＭ、２１…ＡＭＰ、
２２…Ａ／Ｄ変換器、２３…ＭＰＵ、２４…ＶＣＭドラ
イバ、３１…ヘッド現在位置演算部、３２…ヘッド現在
位置信号生成部、３３…主制御部、３４…バースト・パ
ターン検出部、３５…ヘッド目標位置設定部、４１，５
１…比例制御器、４２…第１微分器、４３…第１積分
器、４４…第２微分器、４５…第２積分器、４６…第１
スイッチ、４７…第２スイッチ、４８…フィルタ、５２
…微分器、５３…積分器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北崎 信幸 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 小笠原 健治 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 清水 雅裕 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 Ｆターム(参考） 5D088 PP01 RR08 UU07 5D096 RR01 RR11

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを記憶するディスク状媒体と、 前記ディスク状媒体に対してデータの書き込みまたは読
   み出しを行なうヘッドと、 前記ヘッドを前記ディスク状媒体の所定位置に移動させ
   るためのアクチュエータと、 前記アクチュエータの駆動を制御することにより前記ヘ
   ッドの位置決めを行なうとともに、第１のゲインを生成
   する第１の積分器と前記第１のゲインよりも大きな第２
   のゲインを生成する第２の積分器とを有する位置制御手
   段と、を備えることを特徴とするディスク・ドライブ装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の積分器と前記第２の積分器と
   は並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記
   載のディスク・ドライブ装置。
3. 【請求項３】 前記ヘッドは、前記ディスク状媒体の所
   定位置に移動するシーク動作と、当該位置に留まってデ
   ータの書き込みまたは読み出しを行なうフォロー動作と
   を行ない、 前記シーク動作中には前記第１の積分器を機能させ、 前記フォロー動作中には前記第２の積分器を機能させる
   構成を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディス
   ク・ドライブ装置。
4. 【請求項４】 前記第１の積分器と前記第２の積分器と
   の間にスイッチ手段が設けられ、 前記シーク動作中には前記スイッチ手段が閉じることに
   より前記第１の積分器が機能し、 前記フォロー動作中には前記スイッチ手段が開くことに
   より前記第２の積分器または第１の積分器と第２の積分
   器とが機能することを特徴とする請求項３に記載のディ
   スク・ドライブ装置。
5. 【請求項５】 データを記憶するディスク状媒体と、 前記ディスク状媒体の所定位置に移動するシーク動作
   と、前記所定位置に留まってデータの書き込みまたは読
   み出しを行なうフォロー動作とを行なうヘッドと、 前記ヘッドを前記ディスク状媒体の前記所定位置に移動
   させるためのアクチュエータと、 前記アクチュエータの駆動を制御することにより前記ヘ
   ッドの位置決めを行なうとともに、前記シーク動作中に
   対応する第１のゲインを生成しかつ前記シーク動作から
   前記フォロー動作に移行すると前記第１のゲインとは異
   なる第２のゲインを生成する積分器を有する位置制御手
   段と、を備えることを特徴とするディスク・ドライブ装
   置。
6. 【請求項６】 前記第２のゲインは前記第１のゲインよ
   りも大きいことを特徴とする請求項５に記載のディスク
   ・ドライブ装置。
7. 【請求項７】 前記積分器は、前記第１のゲインを生成
   する第１の積分器と、前記第２のゲインを生成する第２
   の積分器とを有することを特徴とする請求項５に記載の
   ディスク・ドライブ装置。
8. 【請求項８】 前記積分器は、前記シーク動作から前記
   フォロー動作に移行するに際して、前記積分器のゲイン
   が第１のゲインから第２のゲインに切り替わることを特
   徴とする請求項５に記載のディスク・ドライブ装置。
9. 【請求項９】 データの読み出しまたは書き込みを行な
   うヘッドの記憶媒体上における位置をサーボ情報に基づ
   いて制御する方法であって、 前記ヘッドが前記記憶媒体上を移動している間は第１の
   ゲインに基づいて前記ヘッドの位置制御を行ない、 前記ヘッドが前記記憶媒体上の所定の位置に停止してい
   る間は前記第１のゲインより大きな第２のゲインに基づ
   いて前記ヘッドの位置制御を行なう、ことを特徴とする
   ヘッド位置制御方法。
10. 【請求項１０】 前記第１のゲインは、前記ヘッドが前
    記記憶媒体上を移動しかつ前記所定の位置に停止するま
    での動作の安定性を確保する値に設定されることを特徴
    とする請求項９に記載のヘッド位置制御方法。
11. 【請求項１１】 前記第２のゲインは、前記ヘッドが前
    記所定の位置に停止している間に、３００Ｈｚ以下の周
    波数領域の外乱に対するサーボ追従性を確保する値に設
    定されることを特徴とする請求項９に記載のヘッド位置
    制御方法。
12. 【請求項１２】 サーボ情報が記憶された磁気ディスク
    と、 前記磁気ディスク上をシークしかつ所定位置に留まって
    データの読み出しまたは書き込みを行なうための磁気ヘ
    ッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの前記所定位置に移
    動させるためのアクチュエータと、 前記磁気ヘッドが読み出した前記サーボ情報に基づいて
    前記磁気ヘッドの位置を制御しかつ積分器を有するヘッ
    ド位置制御手段と、を備え、前記積分器は、第１のゲイ
    ンと前記第１のゲインより大きな第２のゲインとを生成
    し、かつ前記第１のゲインは前記磁気ヘッドがデータの
    読み出しおよび書き込みを行なわないときに生成し、前
    記第２のゲインは前記磁気ヘッドがデータの読み出しま
    たは書き込みを行なうときに生成することを特徴とする
    ハード・ディスク・ドライブ。
13. 【請求項１３】 前記第１のゲインは、前記磁気ヘッド
    がシーク状態にあるときに生成されることを特徴とする
    請求項１２に記載のハード・ディスク・ドライブ。
14. 【請求項１４】 前記積分器は、前記第１のゲインを生
    成する第１の積分器および前記第２のゲインを生成する
    第２の積分器とから構成されることを特徴とする請求項
    １２に記載のハード・ディスク・ドライブ。
15. 【請求項１５】 前記積分器は、第１のゲインおよび第
    ２のゲインを切り替えて生成することを特徴とする請求
    項１２に記載のハード・ディスク・ドライブ。