JP2003523035A - ディスク・ドライブ・サーボで使用される改良ノッチ・フィルタリング - Google Patents

ディスク・ドライブ・サーボで使用される改良ノッチ・フィルタリング

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JP2003523035A JP2000557462A JP2000557462A JP2003523035A JP 2003523035 A JP2003523035 A JP 2003523035A JP 2000557462 A JP2000557462 A JP 2000557462A JP 2000557462 A JP2000557462 A JP 2000557462A JP 2003523035 A JP2003523035 A JP 2003523035A
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Abstract

(57)【要約】 ディスク（１００）ドライブ内のアクチュエータ駆動エネルギーをフィルタする方法が供給され、そこでディジタル・ノッチ・フィルタ（１４０）の構成は、どのデータ・ヘッドが選択されるかにより調整される。本発明の一実施例において、各個別のデータ・ヘッド（１１０）の共振周波数に対応するディジタル・ノッチ・フィルタ定数が、メモリ（１４２）内に記憶される。読取りまたは書込みのために特定のデータ・ヘッド（１１０）が選択される（１５０）と、選択されたヘッド（１１０）に対応するディジタル・ノッチ・フィルタ定数がメモリから検索され（１５２）、ディジタル・ノッチ・フィルタへ供給される（１５４）。ディジタル・ノッチ・フィルタは検索されたディジタル・ノッチ・フィルタ定数により駆動エネルギーをフィルタする（１５６）。更に、アクチュエータ駆動エネルギーをフィルタする前記方法をインプリメントするディスク・ドライブ（１００）が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般にディスク・ドライブに関する。より詳しくは、本発明はディス
ク・ドライブ機構の共振を減少させることに関する。
【０００２】 （背景技術） 典型的なディスク・ドライブは、ハブまたはスピンドルの上に装着されて回転
する１つまたはそれ以上のディスクを含む。典型的なディスク・ドライブはまた
、各ディスク上に浮動する流体力学的空気ベアリングにより支持された１つまた
はそれ以上のトランスデューサを含む。これらのトランスデューサと流体力学的
空気ベアリングは集合的にデータ・ヘッドと呼ばれる。ドライブ・コントローラ
は通常、ホストシステムから受信されるコマンドに基づいて、ディスク・ドライ
ブ・システムを制御するために使用される。ドライブ・コントローラは、ディス
クから情報を検索するために、またディスクに情報を記憶するために、ディスク
・ドライブを制御する。
【０００３】 アクチュエータは負帰還閉ループサーボシステム内で作動する。アクチュエー
タは、トラック・シーク・オペレーションのためにディスク表面の上でデータ・
ヘッドを半径方向に移動し、トラックの後続のオペレーションのためにディスク
表面上の１つのトラックの真上にトランスデューサを保持する。サーボ・コント
ローラは、ある基準点に関してデータ・ヘッドの位置をサンプルして、実際の位
置と基準位置の間の差に基づいてエラー信号を生成する。このエラー信号はそれ
から、典型的にアクチュエータの部分を形成するボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）を通じて電流を要求することにより、所望の基準点へデータ・ヘッドを駆動
するために使用される。
【０００４】 情報は典型的に、データ・ヘッドへ書き込み信号を供給して、記憶されるべき
データを表現するディスク表面の磁束反転をエンコードすることにより、ディス
ク上に記憶される。ディスクからの検索において、ドライブ・コントローラはア
クチュエータを制御することにより、データ・ヘッドがディスク上を浮動して、
ディスク上の磁束反転をセンスして、それらの磁束反転に基づいて読取り信号を
生成するようにする。読取り信号はそれから、ディスク上に記憶された磁束反転
により表現されるデータを回復するために、ドライブ・コントローラによりデコ
ードされて、その結果として、データ・ヘッドにより供給される読取り信号に表
現される。
【０００５】 こうして、ディスク・ドライブ機構は結合されて最終的にディスク・ドライブ
・アセンブリを形成する多重の機械的要素により構成される。これらの構成要素
の各々は、もし外部エネルギー源により刺激されれば、問題の要素の固有振動周
波数においてその部分を物理的に動かすような、種々の共振モードを有する。こ
の動きは曲げモード、ねじりモードまたはこれら２つの組み合わせで起こり得る
。もし構成要素が高度に不減衰であれば（すなわち、振幅が大きくて周波数帯域
が狭い共振であれば）、それは最小の外部駆動エネルギーにより発振しやすい。
この振動はデータ・ヘッドの物理的な動きに結果して、トラック・エラーと潜在
的な浮動高さの問題を引き起こす。これらの問題はしばしば「共振」と呼ばれる
。
【０００６】 もしディスク・ドライブ内で共振が起きれば、シーク・モードとトラック・フ
ォロー・モードの両方で、共振がディスク・ドライブの性能を厳しく限定するか
もしれない。最適なディスク・ドライブ性能を得るためには、共振が皆無である
ことが必要である。しかしながら、このシナリオは物理的に不可能である。全て
の機械的要素は振動の固有周波数を有する。それにもかかわらず、応答を減少ま
たは最小化することが望ましい。これを実行する１つの方法は、機械的要素を機
械的にダンプして、それにより共振モードの振幅を減少させることである。これ
は注意深い設計により実行でき、その結果として、所望の性能を達成するために
受け入れるべきレベルまで振動の振幅を減少させることができる。
【０００７】 しかしながら、ある構成要素を機械的にダンプできない諸状況がある。例えば
、使用される材料のためまたは設計時間の制約のために、これが起こり得る。こ
のシナリオが起こると、ドライブ性能を改良する唯一の方法は、振動の固有周期
においてその機械的要素に達してそれを振動させ始める励起エネルギーが何もな
いことである。本発明はこのアプローチに集中する。
【０００８】 上述のように、典型的なディスク・ドライブは、データ・ヘッドを所望の位置
へ駆動するために、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を通じて電流を要求する
。要求電流の１つのスペクトルをを分析ししたときに、複数キロヘルツ（ｋＨｚ
）に至るまで全て、このスペクトルは直流（ＤＣ）からの周波数成分により構成
されることが発見される。もしＶＣＭ電流が、機械的要素の機械的共振モードの
固有周波数と同一の周波数でアクチュエータを駆動しているならば、そのエネル
ギーはこの機構を刺激して振動させるのに充分であろう。これは非常に望ましく
ないことであって、少なくともディスク・ドライブの性能を劣化するか、または
最悪ではサーボ・システムを不安定なものにする。
【０００９】 機構振動の機会を最小化するためにサーボ技術者が採用した方法は、ハードウ
ェアの電子的フィルタリングおよび／またはマイクロプロセッサかディジタル信
号プロセッサを介してのＶＣＭ電流のディジタル・フィルタリングを使用するこ
とである。両方のタイプのフィルタが同一の全体的な結果を達成する。それらは
、関係ありとされる周波数において駆動力エネルギー（すなわち流れている電流
）を減少させる。
【００１０】 機械的共振モードにおける駆動エネルギーを除去するために広く使用されるフ
ィルタの１つのタイプは、ノッチ・フィルタとして知られる。ノッチ・フィルタ
は、ディスク・ドライブの周波数応答曲線において鋭いノッチを生成する帯域消
去フィルタである。サーボ制御ループによりノッチ・フィルタが作動させられる
と、開ループ応答は最初の応答にノッチ・フィルタ応答を合計したものになる。
機械的共振のピーク振幅が起こる周波数の周りにノッチ・フィルタが集中する場
合は、この周波数における駆動力エネルギーを減少させて、この機構を刺激する
エネルギーを殆どまたは全く利用できなくすることができる。
【００１１】 しかしながら、ノッチ・フィルタについての問題は、もし機械的共振の中心周
波数がノッチ・フィルタの中心周波数と心が合わなければ、そのとき駆動電流の
減衰はこの機構を振動へ進行しないようにするのに充分でない。機械的共振が周
波数でシフトすれば、これが起こる。これはドライブとドライブの間またはある
データ・ヘッドと他のデータ・ヘッドの間でさえ起こる。
【００１２】 現在のドライブ・ディスクは、機械内のある広さをカバーするように設計され
た固定ノッチ・フィルタを有する。そうしたフィルタは、例えば米国特許第５，
０３２，７７６号に記述されている。そうしたフィルタは、所与のヘッドまたは
所与のドライブについて機構を振動させないような周波数において、駆動エネル
ギーを除去する。このように、それらは最適の解決ではない。更に、そうしたフ
ィルタは共振の利得が０ｄＢよりも下にとどまることを保証しない。
【００１３】 サーボ・コントローラ内にディジタル信号処理をインプリメントすることによ
り、適応フィルタリング技法をインプリメントする方法も存在する。そうした方
法は、例えば米国特許第５，３２５，２４７号に記述されている。そうした方法
は、複雑なマイクロコントローラ・コードを含み、計算時間に重い負担をかける
。その上、そうした方法も全ての状況のもとに最適の結果を保証できるわけでは
ない。
【００１４】 ディスク・ドライブ・サーボ・システムが、正確にトラック・フォローするた
めの、より高度なオープン・ループ帯域幅を継続的に必要としているように、フ
ィルタリング技法の改良への要求も増大している。本発明は、機械的共振周波数
の高度な減衰を供給する経済的な手段を供給し、また先行技術を超える他の諸利
点を提供する。
【００１５】 （発明の要約） 本発明は、ディスク・ドライブ内の機械的共振周波数の改良された減衰を供給
する方法と装置に関する。
【００１６】 本発明の１つの実施例は、ディスク・ドライブの機械的構成の共振周波数にほ
ぼ等しい周波数成分を減少させるために、アクチュエータ駆動エネルギーをフィ
ルタする方法へ向けられている。この方法は、読取りまたは書込みのためにデー
タ・ヘッドの１つを選択することと、どちらのデータ・ヘッドが選択されたかに
よりディジタル・ノッチ・フィルタの構成を適合させることを含む。
【００１７】 本発明の１つの実施例において、各データ・ヘッドのためのディジタル・ノッ
チ・フィルタ定数はメモリ内に記憶される。ディジタル・ノッチ・フィルタ定数
は、あるディジタル・ノッチ・フィルタの周波数応答を定義して、このフィルタ
が共振周波数を減少させるようにする。書込みまたは読取りのために特定のデー
タ・ヘッドが選択されたときに、選択されたデータ・ヘッドに対応するディジタ
ル・ノッチ・フィルタ定数がメモリから検索される。それから、メモリから検索
されたディジタル・ノッチ・フィルタ定数によりディジタル・ノッチ・フィルタ
をインプリメントすることにより、アクチュエータ駆動エネルギーがフィルタさ
れる。
【００１８】 本発明のもう１つの実施例は、少なくとも１つのディスク、多重データ・ヘッ
ド、１つのアクチュエータ、１つのサーボ制御プロセセッサ、１つのディジタル
・ノッチ・フィルタを有する。これらのディスクはデータを記憶できる。データ
ヘッドは、ディスクからデータを読取りまた書込みできる。アクチュエータはデ
ータヘッドに結合されていて、駆動エネルギーに応答して、ディスクに対してデ
ータヘッドを位置決めする。サーボ制御プロセッサはアクチュエータに結合され
ていて、アクチュエータに駆動エネルギーを供給できる。ディジタル・ノッチ・
フィルタは、ディスク・ドライブ機構の共振周波数に近接した駆動エネルギーの
周波数成分を減少させる。サーボ制御プロセッサは、どのデータヘッドが選択さ
れたかによってディジタル・ノッチ・フィルタの構成を調整する。
【００１９】 本発明によるディスク・ドライブの一実施例は、サーボ制御プロセッサにより
アクセスできて、各データ・ヘッドについてディジタル・ノッチ・フィルタの周
波数応答を定義するディジタル・ノッチ・フィルタ定数を記憶するデータ記憶装
置を含む。サーボ制御プロセッサは、読取りまたは書込みのためにデータ・ヘッ
ドが選択されたときに、新たに選択されたデータヘッドに対応するディジタル・
ノッチ・フィルタ定数をデータ記憶装置から検索して、このディジタル・ノッチ
・フィルタ定数をディジタル・ノッチ・フィルタへ供給する。
【００２０】 本発明の更にもう一つの実施例は、駆動エネルギーにより駆動されるアクチュ
エータと、ディスク・ドライブ機構の共振周波数に実質的に等しい周波数成分を
減少させるために駆動エネルギーをフィルタする手段を含むディスク・ドライブ
に向けられている。
【００２１】 本発明を特徴付けるこれらおよび他の特色と利点は、下記の詳細な説明を読ん
で添付図面を検討することにより明らかになるであろう。
【００２２】 （実施例の詳細な説明） 図１は本発明の一実施例によるディスク・ドライブ１００の上面図である。デ
ィスク・ドライブ１００はスピンドル１０９の周りを回転するように装着された
ディスク・パック１０６を含む。ディスク・パック１０６は各々同心の複数のト
ラックを含む複数の個別ディスクまたはシリンダーを含み、トラック上にエンコ
ードされた磁気磁束反転の形式でデータを受信して記憶する。注意すべきは、本
書で本発明が磁気ディスク・システムに関して説明されるが、本発明は光ディス
クなどの他のデータ記憶手段を採用したディスクを使用するディスク・ドライブ
にも、同等に適用できることである。ディスク・ドライブ１００はまた、ベース
１０２上に装着されてディスク１０６に対してピボット軸１２０の周りに旋回で
きる。アクチュエータ１１６は、複数のアクチュエータ・アーム１１４を含むア
クチュエータ・アーム・アセンブリ１１７を含む。各アクチュエータ・アーム１
１４は１つまたはそれ以上のフレクシャ・アーム１１２へ取り付けられている。
各フレクシャ・アーム１１２はデータ・ヘッド１１０を支持する。データ・ヘッ
ド１１０は流体力学的空気ベアリングまたはスライダを含み、これらはディスク
１０６の１つへ情報を読取りまたエンコードするトランスデューサを支持する。
好ましい実施例において、アクチュエータ１１６は、１１８で一般的に示すボイ
ス・コイル・モータを含む。ディスク・ドライブ１００は更にドライブ・コント
ローラ（図示なし）を含み、これは複数のドライブを制御するホスト・システム
または他のコントローラへ接続されている。例示の実施例において、ドライブ・
コントローラはマイクロプロセッサまたはディジタル・コンピュータである。ド
ライブ・コントローラはディスク・ドライブ１００の中に装着可能であるか、ま
たはディスク・ドライブ１００の外側に配置されるが、アクチュエータ１１６へ
適当な接続を有する。
【００２３】 オペレーション中に、ディスク１０６の１つのトラックがアクセスされること
を示す位置情報をドライブ・コントローラが受信する。ドライブ・コントローラ
はこの位置情報をオペレータ、ホスト・コンピュータ、または他の適当なコント
ローラから受信する。この位置情報に基づいて、ドライブ・コントローラが位置
信号をアクチュエータ１１６へ供給する。位置信号はアクチュエータ１１６をピ
ボット軸１２０の周りに旋回させる。例示の実施例において、位置信号はボイス
・コイル・モータ１１８へ供給される電流を含んでいて、アクチュエータ１１６
をピボット軸１２０の周りに旋回させる。次に、これがデータ・ヘッド１１０を
移動させて、ディスク１０６の表面の上で半径方向に、矢印１２２により示した
一般的にアーチ型の経路を取らせる。
【００２４】 ディスク１００の機械的構成要素の各々は種々の共振モードを有し、外部エネ
ルギー源により刺激されれば、その構成要素の固有共振周波数でその部分を振動
させる。図２は、ディスク・ドライブ内の機械的共振を示すオープン・ループ・
ボード線図である。明瞭のために、位相情報がボード線図から除去されて、この
線図はスケールが記入されていない。ｘ軸１６０は励起エネルギーの周波数を表
現し、一方ｙ軸１７０はオープン・ループ・システム利得をデシベル（ｄＢ）で
表現する。オープン・ループ・システム利得２００は一般にデケードごとに２０
ｄＢの率で低下する。しかしながら、機械的共振はシステム利得においてシャー
プな増加２０２を引き起こす。共振２０２は図２において中心周波数２０４に集
中して、ピーク振幅２０６を有する。利得が０ｄＢより上にあるときに、もし位
相応答が１８０°を通過すれば、機械的共振はサーボ制御ループを不安定にする
。従って、図２における共振周波数の利得のピーク振幅が０ｄＢを超えるので、
共振は制御不安定に導くかもしれない。
【００２５】 アクチュエータ１１６は、図３のブロック図に描かれた負帰還閉ループ・サー
ボ・システム内で作動する。ドライブ・コントローラ１３０は、ディスク１０６
のある一部分がアクセスされることを示すコマンド信号を受信する。コマンド信
号に応答して、ドライブ・コントローラ１３０がサーボ制御プロセッサ１３２へ
１つの信号を供給するが、それはディスク１００への読取りまたは書込みのため
にどのデータ・ヘッド１１０が選ばれるかを示す信号である。ドライブ・コント
ローラ１３０はまたサーボ制御プロセッサへ１つの位置信号を供給するが、それ
はアクチュエータ１１６がその上にデータ・ヘッド１１０を位置決めすべき特定
のシリンダーを示す。サーボ制御プロセッサ１３２がこの位置信号を変換して、
アクチュエータ１１６に供給されるアナログ駆動エネルギー信号にする。例示の
実施例において、この駆動エネルギー信号は電力増幅器１３４により増幅されて
、電力増幅器１３４はそれから必要な駆動エネルギーをアクチュエータ１１６へ
供給する。駆動エネルギーに応答して、アクチュエータ１１６はデータ・ヘッド
１１０をディスク１０６の表面の上で半径方向にトラック・シーク・オペレーシ
ョンのために移動して、それからトラック・フォローイング・オペレーションの
ためにデータ・ヘッド１１０をディスク１０６の１つのトラックの真上に保持す
る。例示の実施例において、駆動エネルギーはボイス・コイル・モータ１１８へ
供給される駆動エネルギーを含んでいる。データ・ヘッド１１０は適切に位置決
めされると、ドライブ・コントローラが所望の読取りオペレーションまたは書込
みオペレーションを実行する。
【００２６】 サーボ制御プロセッサ１３２はデータ・ヘッド１１０の位置をサンプルして、
データ・ヘッド１１０の実際の位置をドライブ・コントローラ１３０により要求
される所望の位置と比較する。データ・ヘッド１１０の実際の位置と所望の位置
の間の差に基づいて、サーボ・制御プロセッサ１３２がそれから訂正駆動エネル
ギー信号を生成し、これをアクチュエータ１１６へ供給する。例示に実施例にお
いて、駆動エネルギー信号が電力増幅器１３４により増幅されて、電力増幅器１
３４はそれから要求された駆動エネルギーをアクチュエータ１１６へ供給する。
この駆動エネルギーに応答して、アクチュエータ１１６が所望の位置へデータ・
ヘッド１１０を駆動する。例示の実施例において、駆動エネルギーはボイス・コ
イル・モータ１１８へ供給される電流を含んでいる。
【００２７】 図４は、本発明の例示的な実施例によるサーボ制御プロセッサ１３２の単純化
したブロック図である。コンパレータ１３６は、データ・ヘッド１１０の所望位
置に対応する入力信号を駆動コントローラ１３０から受信する。コンパレータ１
３６はまた、ヘッド１１０の実際の位置に対応するフィードバック信号をヘッド
１１０から受信する。所望位置信号と実際位置信号との差に基づいて、コンパレ
ータ１３６が位置エラー信号を生成する。位置エラー信号はサーボ処理アルゴリ
ズム１３８へ供給され、サーボ処理アルゴリズム１３８は、直流（ＤＣ）から複
数キロヘルツまたはそれ以上までの範囲にわたる周波数成分で構成される駆動エ
ネルギーを生成する。駆動エネルギー信号はディジタル・ノッチ・フィルタ１４
０へ供給されて、ディジタル・ノッチ・フィルタ１４０はディスク・ドライブ機
構の共振周波数に当たるかまたはそれに近い周波数成分を減少させる。ディジタ
ル・ノッチ・フィルタ１４０はそれから、直接またはパワー・アンプ１３４経由
で、フィルタされた駆動エネルギー信号をアクチュエータ１１６へ供給する。こ
うして、ディスク・ドライブ機構を振動へ刺激するリスクを減少させて、アクチ
ュエータ１１６がデータ・ヘッド１１０を所望の位置で位置決めできる。
【００２８】 ノッチ・フィルタ１４０の効果は図５のボード線図に見られるが、明瞭のため
に位相応答を示さず、またスケールを記入していない。ｘ軸１８０は駆動エネル
ギーの周波数を表現し、一方ｙ軸１９０はシステム利得をデシベル（ｄＢ）で表
現する。図５は機械的共振２０２が中心周波数２０４に集中していることを示す
。またノッチ・フィルタ１４０の周波数応答２０８が示されている。ノッチ・フ
ィルタ１４０が、機械的共振の中心周波数２０４で起こる最大減衰により、機械
的共振２０２の周りで駆動エネルギーを相当に減衰させることがわかる。図５は
更に、ノッチ・フィルタ１４０がアクティブであるときのオープン・ループ周波
数応答２１０を示す。ディジタル・ノッチがサーボ制御ループにより動作させら
れるときに、オープン・ループ応答はもとの応答とノッチ・フィルタ応答の合計
である。中心周波数２０４におけるピーク振幅２１２が今や０ｄＢよりもかなり
下にあることが分る。これは制御ループの安定性を確実にする。駆動エネルギー
の最適な減衰を確実にするためには、機械的共振２０２のピーク振幅２０６が起
こる中心周波数２０４の周りにノッチ・フィルタ応答２０８が正確に集中するこ
とが必要である。図５のように、ノッチ・フィルタ応答２０８が正しく集中した
ときには、機械的共振２０２の中心周波数２０４における駆動力エネルギーを減
少させて、機構を刺激できるエネルギーを僅かまたは皆無にすることができる。
しかしながら、もし機械的共振２０２の中心周波数２０４がノッチ・フィルタ応
答２０８の中心周波数と心を合わせないならば、駆動電流の減衰は機構が振動す
るのを防止するのに不充分になるかもしれない。
【００２９】 ディジタル・ノッチ・フィルタ１４０をインプリメントする種々の方法が当分
野で知られている。例示の実施例において、ディジタル・ノッチ・フィルタ１４
０は下記の形式の双線型伝達関数をインプリメントして、 ここでＧはフィルタの利得、ｚはサーボシステムの標本抽出率、Ａ1、Ａ2、Ｂ0
、Ｂ1、Ｂ2はノッチの周波数、深さ、幅を記述するディジタル・ノッチ・フィル
タ定数である。好ましい実施例において、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数は
ディスク・ドライブ１００の製造の間に実験に基づいて決定される。
【００３０】 本発明の例示的な実施例によれば、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数の別々
のセットが各データ・ヘッド１１０について決定される。機械的共振の多くがヘ
ッドからヘッドへと類似しているが、いずれかの特定の共振について、周波数、
利得、位相、周波数帯域幅、またはこれら４つの組合せに、微妙な差異が見える
ことがある。これらの差異のために、最適なノッチ・フィルタ１４０の特性は、
ヘッドからヘッドへと異なる。これはまた、最適なディジタル・ノッチ・フィル
タ定数が、ヘッドからヘッドへと異なることを結果する。こうして例示的な実施
例において、ディスク・ドライブ１００の製造の間に、ディスク・ドライブ１０
０内の各データ・ヘッド１１０について、機構の応答が測定される。これは、各
データ・ヘッド１１０を広範囲の周波数にわたって駆動エネルギーにさらして、
各周波数において構造の応答を測定することにより行なわれる。構造の応答が特
徴付けられれば、自動化製造テスト処理によってノッチ・フィルタが設計されて
、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数が計算されて、解析された共振のピーク振
幅２０６の真上に中心が来るようにディジタル・ノッチが生成される。
【００３１】 各データ・ヘッド１１０についてのディジタル・ノッチ・フィルタ定数がメモ
リ１４２内に記憶され、メモリ１４２は図３に示すようにコンピュータ・データ
記憶装置としてインプリメントされる。ディジタル・ノッチ・フィルタ定数のデ
ィスクリート・セットが各データ・ヘッド１１０について記憶されて、各データ
・ヘッド１１０が潜在的に複数の共振を有するので、この技法は、ディジタル・
ノッチ・フィルタ定数の多数のサブセットに帰着するかもしれない。例えば、極
小化しなければならないデータ・ヘッド１１０ごとに２つの共振があって、ディ
スク・ドライブ１００内に１０個のデータ・ヘッド１１０があるときは、２つの
共振の励起エネルギーを減少させるために、ノッチ・フィルタ定数の２０個の個
別サブセットが必要とされるであろう。これは、ディスク・ドライブに利用可能
なコード・メモリの量にとって問題ではない。
【００３２】 図６は、本発明によるアクチュエータ駆動エネルギーのフィルタリング方法を
表現するフロー・チャートである。ステップ１５０で、ドライブ・コントローラ
１３０がサーボ制御プロセッサ１３２へ信号を送り、この信号は、読取り、書込
み、またはシーク・オペレーションを遂行するために新しいデータ・ヘッド１１
０が選択されることを示す。それからステップ１５２で、サーボ制御プロセッサ
１３２が、選択されたデータ・ヘッド１１０に対応するディジタル・ノッチ・フ
ィルタ定数をメモリ１４２から検索する。ステップ１５４で、サーボ制御プロセ
ッサ１３２はディジタル・ノッチ・フィルタ定数をディジタル・ノッチ・フィル
タ１４０へ供給する。それからステップ１５６で、この供給されたディジタル・
ノッチ・フィルタ定数により、ディジタル・ノッチ・フィルタ１４０がインプリ
メントされる。これは、それらの機械的共振周波数で高度な減衰が実現すること
を確実にする。
【００３３】 本発明の例示的な実施例において、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数が消去
可能なメモリ内に記憶されている。これにより、もし１つまたはそれ以上の機械
的共振がディスク・ドライブの構成要素の置き換えのために、またはディスク・
ドライブ自体の置き換えのためにシフトしても、ディジタル・ノッチ・フィルタ
定数が容易に変更できるようになる。また例示の実施例において、サーボ制御コ
ードを記憶するのに使用されるメモリ装置とは別のメモリ位置内に、ディジタル
ノッチ・フィルタ定数が記憶されている。この実施例は、周波数における機械的
共振が恐らく構成要素の売り手によりシフトしても、実際のサーボ制御コードを
何も変更する必要がないという利点を有する。
【００３４】 本発明の代わりの実施例において、ディジタル・ノッチ・サーボ定数はヘッド
からヘッドにでなく、ドライブからドライブに基づいて決定される。この実施例
において、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数の独自のセットが、ドライブの製
造の間に各特定のディスク・ドライブ１００について決定される。周波数、利得
、位相、周波数帯域幅における微妙な差異は、ドライブ１００が実質的に同一な
仕方で製造される場合にも存在する。これらの相違は、ディスク・ドライブ１０
０の種々の構成要素の許容誤差のために起こる。これら差異は、ディスクからデ
ィスクの最適なディジタル・ノッチ・フィルタ定数の変動を結果する。こうして
、最適なディジタル・ノッチ・フィルタ定数が決定されて、メモリ１４２内に記
憶される。サーボ制御プロセッサがディジタル・ノッチ・フィルタ定数を検索し
て、ディジタル・ノッチ・フィルタ定数によりディジタル・ノッチ・フィルタ１
４０をインプリメントする。この代わりの実施例は、実質的に同一の仕方で製造
された全てのドライブが、同一の周波数応答を有するノッチ・フィルタを採用す
るときに可能であるよりも、一層正確な共振周波数の減衰を可能にする。
【００３５】 例示的に、本発明のこの代わりの実施例においては、ディジタル・ノッチ・フ
ィルタ定数が消去可能なメモリ内に記憶されている。これにより、もし１つまた
はそれ以上の機械的共振がディスク・ドライブの構成要素の置き換えのために、
またはディスク・ドライブ自体の置き換えのためにシフトしても、ディジタル・
ノッチ・フィルタ定数が容易に変更できるようになる。またサーボ制御コードを
記憶するのに使用されるメモリ装置とは別のメモリ位置内に、ディジタルノッチ
・フィルタ定数が例示的に記憶されている。この実施例は、恐らく構成要素の売
り手により周波数における機械的共振がシフトしても、実際のサーボ制御コード
を何も変更する必要がないという利点を有する。
【００３６】 要約すると、本発明の１つの実施例は、ディスク・ドライブ機構の共振周波数
にほぼ等しい周波数成分を減少させるために、アクチュエータ駆動エネルギーを
フィルタする方法に向けられている。この方法は、読取りまたは書込みのために
データヘッド１１０の１つを選択することと、どのデータ・ヘッド１１０が選択
されたかによりディジタル・ノッチ・フィルタ１４０の構成を適合させることを
含む。
【００３７】 本発明の１つの実施例において、各データ・ヘッド１１０についてのディジタ
ル・ノッチ・フィルタ定数がメモリ１４２内に記憶されている。これらのディジ
タル・ノッチ・フィルタ定数はディジタル・ノッチ・フィルタ１４０の周波数応
答を定義して、フィルタ１４０が共振周波数を減少させるようにする。読取りま
たは書込みのために特定のデータ・ヘッド１１０が選択されると、選択されたデ
ータ・ヘッド１１０に対応するディジタル・ノッチ・フィルタ定数がメモリ１４
２から検索される。それから、メモリ１４２から検索されたディジタル・ノッチ
・フィルタ定数によりディジタル・ノッチ・フィルタ１４０をインプリメントす
ることによって、アクチュエータ駆動エネルギーがフィルタされる。
【００３８】 本発明のもう１つの実施例は、少なくとも１つのディスク１０６と、多重デー
タ・ヘッド１１０と、アクチュエータ１０６と、サーボ制御プロセッサ１３２と
、ディジタル・ノッチ・フィルタ１４０を含むコンピュータ・ディスク・ドライ
ブ１００へ向けられている。ディスク１０６はデータを記憶できる。データ・ヘ
ッド１１０はディスク１０６でデータを読取りと書込みができる。アクチュエー
タ１１６は、駆動エネルギーに応答してデータヘッド１１０をディスク１０６に
対して位置決めするために、データヘッド１１０へ結合されている。サーボ制御
プロセッサ１３２はアクチュエータ１１６へ結合されていて、駆動エネルギーを
アクチュエータ１１６へ供給できる。ディジタル・ノッチ・フィルタ１４０は、
ディスク・ドライブ機構の共振周波数に近接した駆動エネルギーの周波数成分を
減少させる。サーボ制御プロセッサ１３２は、どのデータ・ヘッド１１０が選択
されるかによってディジタル・ノッチ・フィルタ１４０の構成を調整する。
【００３９】 本発明によるディスク・ドライブ１００の１つの実施例は、サーボ制御プロセ
ッサ１３２によりアクセスできて、各データ・ヘッドについてディジタル・ノッ
チ・フィルタ１４０の周波数応答を定義するディジタル・ノッチ・フィルタ定数
を記憶するデータ記憶装置１４２を含む。読取りまたは書込みのためにデータ・
ヘッド１１０が選択されると、サーボ制御プロセッサ１３２が、データ記憶装置
１４２から新たに選択されたデータ・ヘッド１１０に対応するディジタル・ノッ
チ・フィルタ定数を検索して、このディジタル・ノッチ・フィルタ定数をディジ
タル・ノッチ・フィルタ１４０へ供給する。
【００４０】 本発明の更にもう１つの実施例は、駆動エネルギーにより駆動されるアクチュ
エータ１１６と、ディスク・ドライブ機構の共振周波数と実質的に等しい周波数
成分を減少させるために駆動エネルギーをフィルタする手段を含むディスク・ド
ライブ１００へ向けられている。
【００４１】 前述の説明に本発明の種々の実施例の数多くの特徴と利点が、本発明の種々の
実施例の構造と機能の詳細と共に提示されてきたが、この開示は例示であるのみ
であり、前記の特許請求の範囲に表現された用語の広く一般的な意味により指示
される全範囲まで、とりわけ本発明の原則の中の部品の構成と配列に関しては細
部の変更をなし得る。例えば図３と図４を参照すると、サーボ制御プロセッサ１
３２から独立した構成要素として、ノッチ・フィルタ１４０をインプリメントで
きる。また、図３を参照すると、電力増幅器１３４とアクチュエータ１１６の間
にノッチ・フィルタ１４０を配置できる。その他の諸修正をすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例によるディスク・ドライブ１００の上面図である。
【図２】 ディスク・ドライブ内の機械的共振を示すボード線図である。
【図３】 本発明の一実施例による負帰還閉ループ・サーボシステムを描くブロック図で
ある。
【図４】 本発明の一実施例によるサーボ制御プロセッサの簡単なブロック図である。
【図５】 本発明の一実施例によるディジタル・ノッチ・フィルタの効果を示すボード線
図である。
【図６】 本発明の一実施例によるアクチュエータ駆動エネルギーをフィルタする方法を
表現するフロー・チャートである。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも1つのディスクに関する複数のデータ・ヘッドを
    位置決めする駆動エネルギーにより駆動されるアクチュエータと、前記アクチュ
    エータ駆動エネルギーの特定の周波数成分を最小化するように適合したディジタ
    ル・ノッチ・フィルタとを有するディスク・ドライブであって、前記ディスク・
    ドライブ機構の共振周波数が各データ・ヘッドについて知られているものにおい
    て、前記ディスク・ドライブ機構の共振周波数の所定レンジにある周波数成分を
    減少させるために前記周波数成分をフィルタリングする方法であって、 （ａ） 読取りまたは書込みのための複数のデータ・ヘッドの1つを選択する
    ステップと、 （ｂ） 読取りまたは書込みのために前記複数のデータ・ヘッドのどれが選択
    されるかにより、前記ディジタル・ノッチ・フィルタの構成を適合させるステッ
    プを含んでいる前記方法。
  2. 【請求項２】 前記共振周波数を所望の範囲に減少させる前記ディジタル・
    ノッチ・フィルタの周波数応答を定義するディジタル・ノッチ・フィルタ定数が
    各データ・ヘッドについて知られている請求項１記載の方法であって、前記適合
    させるステップ（ｂ）は更に、 （ｂ）（ｉ） メモリ内の各データ・ヘッドに対応する前記ディジタル・ノッ
    チ・フィルタ定数を記憶するステップと、 （ｂ）（ｉｉ） 読取りまたは書込みのために１つの特定のデータヘッドが選
    択されたときに、前記選択されたデータヘッドに対応する前記ディジタル・ノッ
    チ・フィルタ定数をメモリから検索するステップと、 （ｂ）（ｉｉｉ） メモリから検索された前記ディジタル・ノッチ・フィルタ
    定数により前記ディジタル・ノッチ・フィルタをインプリメントすることにより
    、前記アクチュエータ駆動エネルギーをフィルタリングするステップを含んでい
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記アクチュエータが１つのボイス・コイル・モータを含ん
    でいて、前記駆動エネルギーが前記ボイス・コイル・モータに供給される電流を
    含んでおり、また前記フィルタリング・ステップ（ｂ）（ｉｉｉ）は、メモリか
    ら検索された前記ディジタル・ノッチ・フィルタ定数に従って前記ディジタル・
    ノッチ・フィルタをインプリメントすることにより前記電流をフィルタリングす
    ることを含んでいる請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記記憶するステップ（ｂ）（ｉ）は、消去可能なメモリ内
    の各データ・ヘッドに対応する前記ディジタル・ノッチ・フィルタ定数を記憶す
    ることを含んでいる請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ディスク・ドライブは前記データヘッドの位置決めを制
    御するために第１メモリ装置により記憶されるサーボ・コードを含み、前記記憶
    するステップ（ｂ）（ｉ）は第２メモリ装置内の各データ・ヘッドに対応する前
    記ディジタル・ノッチ・フィルタ定数を記憶することを含んでいて、これにより
    前記サーボ・コードにアクセスせずに前記ディジタル・ノッチ・フィルタ定数に
    アクセスできるようになっている請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記アクチュエータがサーボ制御システムにより制御され、
    前記フィルタリング・ステップ（ｂ）（ｉｉｉ）が下記の形式の双線型伝達関数
    のインプリメンティングを含んでいて、 ここでＧはフィルタの利得、ｚはサーボシステムの標本抽出率、Ａ1、Ａ2、Ｂ0
    、Ｂ1、Ｂ2は前記ディジタル・ノッチ・フィルタの前記周波数応答の周波数、深
    さ、幅を表現するディジタル・ノッチ・フィルタ定数である請求項２記載の方法
    。
  7. 【請求項７】 ステップ（ｂ）（ｉｉｉ）に先立って、検索されたディジタ
    ル・ノッチ・フィルタ定数を前記ディジタル・ノッチ・フィルタに供給するステ
    ップを更に含んでいる請求項２記載の方法。
  8. 【請求項８】 ステップ（ｂ）（ｉｉｉ）に先立って、前記アクチュエータ
    駆動エネルギーを増幅するステップを更に含んでいる請求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】 データを記憶するように適合した少なくとも１つのディスク
    と、 少なくとも１つのディスクにデータを書込み読み出すように各々適合された複
    数のデータ・ヘッドと、 前記複数のデータ・ヘッドに結合されているとともに、アクチュエータ駆動エ
    ネルギーに応答して前記複数のデータヘッドを前記少なくとも１つのディスクに
    関して制御可能に位置決めするように適合したアクチュエータと、 前記ディスク・ドライブの共振周波数に実質的に等しい前記アクチュエータ駆
    動エネルギーの前記周波数成分を減少させるように適合したディジタル・ノッチ
    ・フィルタと、 前記アクチュエータに結合されるとともに、前記アクチュエータに駆動エネル
    ギーを制御可能に供給するように適合したサーボ制御プロセッサであって、前記
    複数のデータ・ヘッドのどれかが読取りまたは書込みのために選択されるかによ
    り前記ディジタル・ノッチ・フィルタの構成を調整する前記サーボ制御プロセッ
    サを、 含んでいるディスク・ドライブ。
  10. 【請求項１０】 前記サーボ制御プロセッサによりアクセス可能なコンピュ
    ータ・データ記憶装置を更に含んでいる請求項９記載のディスク・ドライブであ
    って、前記コンピュータ・データ記憶装置は、各データ・ヘッドのための前記デ
    ィジタル・ノッチ・フィルタの前記周波数応答を定義するディジタル・ノッチ・
    フィルタ定数を記憶するとともに、前記サーボ制御プロセッサは、読取りまたは
    書込みのために前記データ・ヘッドが選択されたときに、前記コンピュータ・デ
    ータ記憶装置から新しく選択されるデータヘッドに対応する前記ディジタル・ノ
    ッチ・フィルタ定数を検索して、この検索されたディジタル・ノッチ・フィルタ
    定数を前記ディジタル・ノッチ・フィルタへ供給する前記ディスク・ドライブ。
  11. 【請求項１１】 前記アクチュエータがボイス・コイル・モータを含んでい
    て、前記駆動エネルギーが電流を含んでいる請求項１０記載のディスク・ドライ
    ブ。
  12. 【請求項１２】 前記コンピュータ・データ記憶装置が消去可能なデータ記
    憶装置を含んでいる請求項１０記載のディスク・ドライブ。
  13. 【請求項１３】 前記ディジタル・ノッチ・フィルタが下記の形式の双線型
    伝達関数によりインプリメントされ、 ここでＧはフィルタの利得、ｚはサーボシステムの標本抽出率、Ａ1、Ａ2、Ｂ0
    、Ｂ1、Ｂ2は前記ディジタル・ノッチ・フィルタの前記周波数応答の周波数、深
    さ、幅を表現するディジタル・ノッチ・フィルタ定数である請求項１０記載のデ
    ィスク・ドライブ。
  14. 【請求項１４】 前記駆動エネルギーを増幅するように適合した電力増幅器
    を更に含んでいる請求項１０記載のディスク・ドライブ。
  15. 【請求項１５】 前記ディジタル・ノッチ・フィルタにより前記駆動エネル
    ギーがフィルタされた後に前記増幅器が前記駆動エネルギーを増幅する請求項１
    ４記載のディスク・ドライブ。
  16. 【請求項１６】 前記ディジタル・ノッチ・フィルタにより前記駆動エネル
    ギーがフィルタされる以前に前記増幅器が前記駆動エネルギーを増幅する請求項
    １４記載のディスク・ドライブ。
  17. 【請求項１７】 前記サーボ制御プロセッサに結合されて前記サーボ制御プ
    ロセッサへ情報を転送するように適合したドライブ・コントローラを更に含んで
    いて、前記情報が読取りと書込みのための複数のデータ・ヘッドの１つを選択す
    ることに関する情報を含む請求項１０記載のディスク・ドライブ。
  18. 【請求項１８】 前記ディジタル・ノッチ・フィルタが前記サーボ制御プロ
    セッサ内に組込まれている請求項１０記載のディスク・ドライブ。
  19. 【請求項１９】 駆動エネルギーにより駆動されるように適合したアクチュ
    エータと、 ディスク・ドライブ機構の共振周波数と実質的に等しい周波数成分を最小にす
    るために前記駆動エネルギーをフィルタする手段を、 含んでいるディスク・ドライブ。
  20. 【請求項２０】 前記アクチュエータがボイス・コイル・モータを含んでい
    て、前記駆動エネルギーが電流を含んでいる請求項１９のディスク・ドライブ。
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