JP2004145968A - 位置決め制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘッドが２つの位置決め信号ＮとＱの切り換えの境界にある時、トラックピッチに変動があると、ＮからＱまたはＱからＮへの相切り換え前後で、物理位置に対して位置検出値が不連続に変化し、所定範囲を超えた領域にデータ書き込みが許可され、書き込みの信頼性を確保できない。
【解決手段】位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎に位置決め誤差の平均値に基づき同期成分を求め、位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じ、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界の変動量（切り換え境界位置）の１周の軌跡を推定し記録する。通常使用時にデータを書き込む時は、記録済みの境界位置の推定値を読み出し、トラック中心相から隣接する相に切り換わった時に、切り換え境界の変動量の２倍を位置信号に加算する。トラック中心相から隣接する相に切り換えた時の検出位置の不連続な変化が補償され、オフトラック書き込みの危険性が減る。
【選択図】 図８
【解決手段】位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎に位置決め誤差の平均値に基づき同期成分を求め、位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じ、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界の変動量（切り換え境界位置）の１周の軌跡を推定し記録する。通常使用時にデータを書き込む時は、記録済みの境界位置の推定値を読み出し、トラック中心相から隣接する相に切り換わった時に、切り換え境界の変動量の２倍を位置信号に加算する。トラック中心相から隣接する相に切り換えた時の検出位置の不連続な変化が補償され、オフトラック書き込みの危険性が減る。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置決め装置に係り、特に、データを記録／再生するために書き込み（ｗｒｉｔｅ）ヘッドおよび読み出し（ｒｅａｄ）ヘッドを目標トラックに位置決めする動作に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの外部記憶装置である磁気ディスク装置においては、回転している磁気ディスク面上の目的トラックに磁気ヘッドを移動させてデータを記録／再生している。
【０００３】
記録／再生ヘッドのトラック幅にばらつきがある場合でも、精度を落とさずに、ヘッド位置決め制御器のゲインを予め正確に決定できるゲイン調整手段を有するヘッド位置決め制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この従来技術においては、記録媒体の各トラックに２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑが記録され、２つの位置決め信号Ｎ，Ｑがヘッド位置に対して互いに直交関係をもって再生されるヘッド位置決め装置において、前記位置決め信号の代わりに、２つの位置決め信号の和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いて、予めヘッド位置決め制御を実行し、２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、このときのヘッド位置決め信号ＮまたはＱの測定値から、ヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑ等の傾き特性がピッチの変動に拘らず常に一定になるように、通常のヘッド位置決め時における位置決め制御器の補正ゲインＫｐを算定する。
【０００５】
その後、通常のヘッド位置決め動作において、算定された補正ゲインＫｐを用いて制御器を制御すると、ヘッドコア幅やトラックピッチ変動の影響を受けずに、ヘッド位置を正しく検出できるとしている。上記処理により、トラックピッチの変動があっても、トラック中心位置の近傍においては、ヘッド位置を正しく検出できるようになった。
【０００６】
しかし、ヘッドが信号ＮとＱとの切り換えの境界にある場合には、トラックピッチの変動があると、ＮからＱまたはＱからＮへの切り換え前後で、位置検出値が位置の変化に対して不連続に変化する。この変化は、データ書き込み時のように位置検出精度が要求される状況において問題となる。
【０００７】
データ書き込み時には、ヘッドがトラック中心に追従制御される。これまでは、トラック中心と切り換え位置との距離に対してデータ書き込み許可範囲が狭く、データ書き込み許可範囲が切り換え位置の内側になるため、切り換えによる位置検出値の変化がデータ書き込みの信頼性に影響を与えることはなかった。
【０００８】
しかし、近年、トラックピッチが狭くなるにつれて、サーボトラック書き込み（ｓｅｒｖｏｔｒａｃｋ ｗｒｉｔｅＳＴＷ）の精度確保が困難になり、トラックピッチ変動が増大している。それに対応してＳＴＷの精度低下を補償するために、円板に書き込まれたサーボ信号の真円からの位置変動量をサーボ特性の逆特性（逆感度関数）により演算処理して推定し、その推定値を用いてヘッドが追従する目標位置信号を真円の軌道に修正する同期振動ＲＲＯ補償方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
なお、本明細書では、磁気ディスクの回転に同期した振動を同期振動という。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０６−２４３６０８号公報（第５−７頁，図５）
【特許文献２】
米国特許第６，０９７，５６５号明細書
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、書き込み時にヘッドが追従する目標トラック中心位置が、サーボトラックライタにより書き込まれたトラック中心からオフセットして設定されることがある。このときＮ，Ｑ相の境界位置を超えた範囲が書き込み許可範囲として設定される場合が発生する。
【００１１】
２相位置信号Ｎ，Ｑの相境界位置のセクタ毎の変動が大きいと、相切り換えによる検出位置信号の不連続な変化が生じ、位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域と物理的にデータ書き込みが許可される領域とが一致せず、所定範囲を超えて書き込みが許可され、オフトラック書き込みの危険性が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、信号ＮとＱとの切り換えの境界において、ヘッド位置を正しく検出し、切り換え前後の位置検出値の不連続を補償する手段を備えた磁気ディスクの位置決め制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１４】
位置信号の不連続量は、周方向の各サーボセクタについて変動量が異なる（ＡＣ変動）ため、セクタ毎に変動量を推定して、補償する必要がある。
【００１５】
そこで、本発明においては、位置決め信号の和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎に境界位置に対する位置決め追従誤差の平均値を求めて回転同期成分を抽出し、これに対して位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じ、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界の変動量、すなわち、切り換え境界位置の１周の軌跡を推定する。求めた推定値は、各サーボセクタに磁気的に記録する。
【００１６】
本発明は、また、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に磁気ヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎の境界位置への位置決め追従誤差を平均して追従誤差の回転同期成分を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じてセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１７】
本発明は、さらに、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に磁気ヘッドを位置決めし、位置誤差信号を連続して収集し、同一セクタで平均値を計算し、回転に同期した位置誤差信号を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量を求め、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のフィルタ処理を実行し、フィルタ通過域の境界位置の変動量のみを求めて１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１８】
直線位相のフィルタ処理は、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のハイパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理またはバンドストップフィルタ処理を実行する操作のいずれかである。
【００１９】
境界位置推定値算出手段は、Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めしている時のＮ，Ｑ相の各検出値の平均値の絶対値を求め、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え位置の変動量に加算することができる。
【００２０】
位置決め制御手段は、予め記録した境界位置の推定値を読み出し追従トラック中心相から隣接する相に位置決めする場合に、境界位置の推定値の２倍を位置信号に加算して位置信号を補正するも可能である。
【００２１】
通常のヘッド位置決め時にデータを書き込む時は、サーボセクタから記録した値を読み出し、位置信号ＮとＱの境界位置に位置決めする場合でも、切り換え先の相による位置が不連続にならないように、相切り換え位置のトラック中心からの距離の２倍を隣接した相の位置信号に加算する。得られた位置信号に基づいて、ヘッドの位置決めとデータ書き込みとを実行する。
【００２２】
予め記録した境界位置の推定値を読み出し生成された位置信号に基づきデータ書き込みが許可される領域は、値を読み出さない場合に書き込みが許可される領域に対して書き込み許可領域の幅が均一であるようにする。
【００２３】
本発明によれば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による位置決め制御装置を備えた磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系の構成示すブロック図である。所定の速度で回転するスピンドルモータ８が、図示しないベースに固定されている。スピンドルモータ８には、記録媒体である磁気ディスク４が固定されている。磁気ヘッド１を位置決めするヘッドアクチュエータは、ヘッド支持ばね５，キャリッジ７，ピボット軸受３，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２からなる。
【００２５】
ピボット軸受３は、スピンドルモータ８に保持された磁気ディスク４の側方で、スピンドルモータ軸に平行になるように設けられている。磁気ヘッド１の保持部材であるヘッド支持ばね５およびキャリッジ７は、ピボット軸受３に回動可能に固定されている。磁気ヘッド１を移動させるための動力は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２により発生する。ボイスコイルモータ２の構成部品である駆動コイルは、キャリッジ７に固定されている。
【００２６】
コントロールユニットは、ヘッド信号増幅器１３と、サーボ信号復調器１４と、ＡＤ変換器２６と、ＭＰＵ１９と、本発明を含めてＭＰＵ１９で実行する各種の制御プログラムおよび各種制御に必要なパラメータを格納するＲＯＭ１８と、ＲＡＭ１７と、ホスト側コントローラ２１のコマンドを受けてＭＰＵ１９に対して読み出し／書き込みのアクセス要求を出すインターフェイスコントローラ２０と、ＤＡ変換器２７と、アクチュエータを駆動する電流を制御するパワーアンプ１６と、バス１５とを含んでいる。
【００２７】
コントロールユニットは、位置誤差信号算出手段および操作量算出手段であり、ヘッドアクチュエータは、位置決め制御手段である。
【００２８】
サーボ情報は、ディスク媒体上に放射状に記録されたサーボセクタ１２と呼ばれる領域に書き込まれている。ディスクが例えば定速回転すると、サーボセクタから位置情報が一定間隔でヘッド１により読み出される。ヘッド１で読み出したサーボ情報２２は、ヘッド信号増幅器１３により増幅され、ヘッド出力信号２３としてサーボ信号復調器１４に取り込まれる。サーボ信号復調器１４は、トラック番号および振幅信号２４を復調する。
【００２９】
ＡＤ変換器２６は、トラック番号および復調された振幅信号２４をデジタル信号に変換する。ＭＰＵ１９は、復調された信号７１に基づいて位置信号を生成し、目標追従制御のためのフィルタ演算を実行し、操作信号６８をデジタル計算し、ＤＡ変換器２７に出力する。
【００３０】
ＤＡ変換器２７は、デジタル操作信号をアナログ操作信号２５に変換し、パワーアンプ１６に出力する。パワーアンプ１６は、駆動信号６によりボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２を駆動し、磁気ヘッド１を目標トラックに位置決めさせる。
【００３１】
図２は、４相バースト信号から生成される２相信号Ｎ，Ｑとトラックとの関係を示す図である。Ａ相３０，Ｂ相３１，Ｃ相３２，Ｄ相３３が、サーボトラック書き込みにより、ディスク面のサーボセクタ１２に記録されている。
【００３２】
ヘッド１が各相を周方向に通過する際に、各相からのヘッド出力信号２３の積分値またはピーク値を求め、Ｎ相出力信号（Ｖｎ）をＡ相通過時の出力（Ｖａ）−Ｂ相通過時の出力（Ｖｂ）から求め、Ｑ相出力信号（Ｖｑ）をＣ相通過時の出力（Ｖｃ）−Ｄ相通過時の出力（Ｖｄ）から求める。
【００３３】
得られたＮ，Ｑの信号Ｖｎ，Ｖｑの絶対値が一致する位置とＶｎ＝０（またはＶｑ＝０）位置との距離が、０．２５ ｔｒａｃｋとなるように、補正ゲインＫｐを乗じる。位置信号Ｎｐｏｓ３４，Ｑｐｏｓ３５は、数式１，数式２により得られる。
（数式１）
Ｎｐｏｓ＝Ｋｐ・（Ｖａ−Ｖｂ）
（数式２）
Ｑｐｏｓ＝Ｋｐ・（Ｖｃ−Ｖｄ）
図２には、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓとトラック番号の関係を示している。数式１，数式２により得られたＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓがそれぞれ±０．２５の値となる位置は、各トラックの中心（３６，３７，３８）から±０．２５ ｔｒａｃｋ位置となっている。
【００３４】
次に、補正ゲインＫｐの学習法を示す。まず、図２のＮｐｏｓとＱｐｏｓの絶対値が一致する位置を学習位置４２（ａ），４３（ｂ），４４（ｃ），４５（ｄ），４６（ｄ′）とし、学習位置に追従制御させる。学習位置（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｄ′）に追従させるための位置信号（ｐｏｓ）は、位置（ａ）では、ｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｂ）では、ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｃ）では、ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｄ），（ｄ′）では、ｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓで与えられる。各位置信号は、学習位置にオントラックしている場合、ゼロを出力する。
【００３５】
補正ゲインＫｐは、学習位置に追従制御させた時の出力ＶｎとＶｑの１周の絶対値平均（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜，｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）を測定し、数式３により求める。
（数式３）
Ｋｐ＝０．５／（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜＋｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）
求めた１周の平均補正ゲインＫｐは、セクタ毎の変動（ＡＣ変動）が除去された値となる。しかし、トラックピッチ変動（ＤＣ変動）があれば、トラック間で値が異なる。そこで、ある程度連続した２０〜１００トラック程度の補正ゲインＫｐの値を測定し、その平均値（Ｋｐ＿ａｖｅ）を求め、局所的なＤＣ変動の影響を補正ゲインＫｐから取り除く。また、外周，中周，内周位置に必要に応じて連続した２０〜１００トラックのブロックを設定し、各ブロック毎にＫｐ＿ａｖｅ値を求める。
【００３６】
補正ゲインＫｐ学習によれば、全データ領域をトラック番号とＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓからなる精細位置情報とを用いて線形化位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）で表わすことが可能となる。検出したトラック番号は、変数ｔｒａｃｋで表わし、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの値に対して符号と大小関係により、例えば数式４の論理式でＬｉｎｐｏｓを生成する。この演算により、データ領域全範囲での線形化位置信号が得られる。
図３は、本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の線形位置信号を示す図である。すなわち、図３は、Ａ相３０，Ｂ相３１，Ｃ相３２，Ｄ相３３が所定間隔に配置された場合の理想位置からずれた例を示している。
【００３７】
ここでは、Ａ相とＢ相との境界（この場合のトラック中心）３７は、理想位置４７からΔＮ０ずれている。トラック中心から内周側に０．５ ｔｒａｃｋずれた位置になるＣ相とＤ相との境界４０は、理想位置４８からΔＱｐずれている。トラック中心から外周側に０．５ ｔｒａｃｋずれた位置になるＣ相とＤ相との境界３９は、理想位置４９からΔＱｎずれている。
【００３８】
図３の例には、数式１，数式２により求められるＮｐｏｓ３４とＱｐｏｓ３５を併せて示している。Ｎｐｏｓは、読み出しヘッドの感度分布特性の影響を受け、トラック中心３７で傾きが最大で、トラック中心から離れると傾きが緩やかになる特性を示している。Ｑｐｏｓも同様である。
【００３９】
この場合、数式４によりＮｐｏｓ３４とＱｐｏｓ３５とから生成されるリニア位置信号Ｌｉｎｐｏｓ５０は、Ｎ，Ｑ相切り換えの境界５２（ｂ），５３（ｃ）において不連続となる。すなわち、物理位置を内周側に移動していった時、相切り換え位置（ｂ）では、Ｑ相からＮ相に切り換わると、検出位置が不連続に大きくなり、相切り換え位置（ｃ）では、Ｎ相からＱ相に切り換わると、検出位置が不連続に小さくなる現象が観測される。
【００４０】
そこで、本発明は、相切り換え位置のトラック中心５４からの距離を学習し、Ｌｉｎｐｏｓ生成時に位置信号を補正し、不連続の問題を解決する。Ｎｐｏｓ＝０（３７），Ｑｐｏｓ＝０（３９，４０）の理想位置（４７，４８，４９）からのずれΔＮ０，ΔＱｎ，ΔＱｐによるＮ，Ｑ相切り換え位置（ｂ）５２，（ｃ）５３のずれは、学習位置（ｂ）５２，学習位置（ｃ）５３にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００４１】
まず、学習位置（ｂ）５２に位置決めする場合について説明する。学習位置（ｂ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。信号ｐｏｓは、学習位置（ｂ）に追従する時０を出力するから、目標値は０でよい。
【００４２】
実際にトラック追従動作を実行させると、学習位置（ｂ）のセクタ毎の半径方向への位置変動（ＡＣ変動）があるため、サーボ系の追従特性に依存した追従誤差ｅを生じる。各セクタの追従誤差ｅは、セクタ毎に平均化処理し、回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を抽出する。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ｂ）のノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｂを求める。
【００４３】
図４は、本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置変動学習制御系すなわち境界位置推定値算出手段の構成を示すブロック図である。図４では、ｒｎｑ＿ｂをｒｎｑで表わし、得られるセクタ毎の変動量をｒｎｑ（ｋ）５９，減算器を６０，セクタ毎の追従誤差同期成分をｅ（ｋ）６１，制御器モデルをＣ（ｚ）６２，制御入力をｕ（ｋ）６３，制御対象モデルをＰ（ｚ）６４，フィードバック量を６５，セクタ番号をｋとする。セクタ毎の追従誤差同期成分ｅ（ｋ），制御対象モデルＰ（ｚ），制御器モデルＣ（ｚ）には、数式５の関係が成り立つので、ｒｎｑ（ｋ）は、数式６により求められる。
（数式５）
ｅ（Ｋ）＝｛１＋Ｐ（ｚ）・Ｃ（ｚ）｝−１・ｒｎｑ（ｋ）
（数式６）
ｒｎｑ（ｋ）＝｛１＋Ｐ（ｚ）・Ｃ（ｚ）｝・ｅ（Ｋ）
数式６において、Ｃ（ｚ）＊ｅ（ｋ）を制御入力ｕ（ｋ）６３と置き換えれば、ｕ（ｋ）についてもｅ（ｋ）と同様にセクタ毎の平均値から求めれば、数式５は、数式７のように置き換えられる。
（数式７）
ｒｎｑ（ｋ）＝ｅ（Ｋ）＋Ｐ（ｚ）・ｕ（ｋ）
数式７においてｒｎｑの学習精度を高めるには、Ｐ（ｚ）のモデル化誤差を削減するかＰ（ｚ）＊ｕ（ｋ）の影響を小さく抑える。Ｐ（ｚ）のモデル詳細化は、リアルタイム演算の規模の増大につながるので容易ではない。
【００４４】
そこで、制御器Ｃ（ｚ）のゲインを下げ、入力ｕ（ｋ）のレベルを下げる手段が有効である。すなわち、追従誤差がトラックピッチに対して大きく劣化しない範囲でサーボ帯域を下げることが、学習精度を高めるために有効である。
【００４５】
また、学習時のトラック追従動作においてＮ，Ｑ相からの検出値Ｖｎ，Ｖｑの平均値Ｖｎ＿ａｖｅ，Ｖｑ＿ａｖｅを求めると、測定済みの複数トラックの平均補正ゲインＫｐ（Ｋｐ＿ａｖｅ）を用いて学習位置のＤＣ変動Δｄｃ（ｔｒａｃｋ）を数８により計算できる。
（数式８）
Δｄｃ＝｛Ｋｐ・（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜＋｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）／２｝−０．２５
Δｄｃを計算したら、数式９により、数式７で学習したｒｎｑに加算すると、推定精度を高めたｒｎｑが得られる。
（数式９）
ｒｎｑ（ｋ）＝ｅ（Ｋ）＋Ｐ（ｚ）・ｕ（ｋ）＋Δｄｃ
次に、学習位置（ｃ）５３において、ｒｎｑ＿ｃを学習する場合も、学習位置（ｃ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓを学習位置（ｃ）のノミナル値からの変動分ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、学習位置（ｂ）５２においてｒｎｑを推定する場合と同様の処理により求められる。上記計算により得られたＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑは、学習位置（ｂ），（ｃ）によりそれぞれｒｎｑ＿ｂ，ｒｎｑ＿ｃに代入する。
【００４６】
求めたｒｎｑ＿ｂ，ｎｑ＿ｃとΔＮ０，ΔＱｎ，ΔＱｐとの関係は、数式１０，数式１１のようになる。
（数式１０）
ｒｎｑ＿ｂ＝（−ΔＮ０＋ΔＱｎ）／２
（数式１１）
ｒｎｑ＿ｃ＝（−ΔＮ０＋ΔＱｐ）／２
学習したｒｎｑ＿ｂとｒｎｑ＿ｃとは、基本的には、不揮発メモリに保存できる。しかし、全トラック学習する場合には、大きな記憶容量が必要となるから、例えば図６に示すように、サーボセクタ１２にデータとして記録する方が望ましい。
【００４７】
次に、トラック中心Ｎｐｏｓ＝０（３７）の理想位置（４７）からのずれΔＮ０を学習する方法を示す。図５は、本発明によるトラック中心学習制御系すなわちトラック中心推定値算出手段の構成を示すブロック図であり、図４の構成をより具体化した一例を示している。トラック中心の学習制御系は、減算器６０、位相補償器（Ｃ）６２、制御対象のヘッドアクチュエータ６４、平均化処理部１０１，１０２、ヘッドアクチュエータ６４のモデル（Ｐ０）を示すモデルブロック６４Ａ、加算器１０３、減算器１０４、フィルタ処理部１０５からなる。
【００４８】
トラック中心の学習制御系においては、磁気ディスク１２に予め記録された位置情報と磁気ヘッド１の位置との相対位置を示す位置誤差信号を求め、この位置誤差信号と、トラックの位置を示す目標値との偏差を減算器６０で求め、この偏差を基に位相補償器６２で操作量を算出し、この操作量に従ってヘッドアクチュエータ６４を駆動し、磁気ヘッド１の位置決め制御を実行する。この場合、トラック中心の学習制御においては、磁気ヘッド１を同一のトラックに固定するためのトラックフォロイング制御がなされる。この過程で位置誤差信号が求められると、この位置誤差信号に対して平均化処理部１０２において、平均化処理がなされる。さらに、位相補償器６２の出力による操作量に対しても平均化処理部１０１において平均化処理がなされる。各平均化処理部１０１，１０２においては、回転同期成分を抽出するために、操作量または位置誤差信号を回転インデックスに同期して収集し、各サーボセクタに対応付ける。そして、サーボセクタに対応して収集したデータに対してセクタ毎に平均化処理をする。平均化処理部１０１から得られた位置誤差の回転同期成分は、モデルブロック６４Ａの定数Ｐ０が乗算される。加算器１０３は、その回転同期成分と定数Ｐ０との乗算結果に平均化処理部１０２から得られた回転同期成分を加算し、フィルタ処理部１０５に出力する。フィルタ処理部１０５は、位置誤差信号に含まれる低周波数領域の非同期振動成分を除去し、トラック変動量ΔＮ０の精度の高い推定値ｒｒｏ＿ｃを算出する。
【００４９】
図６は、本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置学習結果のサーボセクタへの書き込みおよびサーボセクタからの読み出しを示す図である。サーボセクタは、ヘッド出力２３の読み出しゲイン調整と位相適合のためのプリアンブル６６，セクタ検出のためのサーボマーカ６７，トラック番号６９，Ａ相３０，Ｂ相３１，Ｃ相３２，Ｄ相３３のバースト信号からなり、バースト信号の後ろに補償値７０を書き込む。
【００５０】
本発明の位置補償は、データ書き込み時の書き込み信頼性を高めることが目的であるので、データ書き込み時に読み出し可能な位置に補償値を書き込む。
【００５１】
図６は、２ｎトラックに補償値を書き込む場合を示している。読み出しヘッド（ｒｅａｄ ｈｅａｄ）７３と書き込みヘッド（ｗｒｉｔｅ ｈｅａｄ）７２とからなるデュアルヘッド構成の場合、補償値はデータ書き込み時に補償値を読み出せる位置７４に記録する。
【００５２】
補償値７０としては、前記トラックで求められたｒｎｑ＿ｂとｒｎｑ＿ｃに加えて、トラック中心位置の理想位置からのずれΔＮ０の推定値ｒｒｏ＿ｃも、データとして同時に書き込んでもよい。書き込むデータについては、データ読み出し時の誤りを少なくするため、パリティを付けることが望ましい。
【００５３】
図７は、本発明のＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習と位置信号生成の処理手順を示すフローチャートである。最初に補正ゲインＫｐを学習する（７７）。ＮｐｏｓとＱｐｏｓとの絶対値が一致する位置を学習位置とし、学習位置に追従制御させる時の出力を測定し、補正ゲインＫｐを数式３により求める。次に、トラック中心位置のずれ量ΔＮ０値を学習する。ずれ量ΔＮ０の学習は、必要に応じて実行する（７８，７９）。
【００５４】
次に、外周側のＮ，Ｑ相切り換え境界位置を目標値に位置決めし、追従誤差ｅをセクタ毎に平均化処理して、回転同期成分を求める。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分して、外周側Ｎ，Ｑ相切り換え境界のノミナル値（中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｏｕｔを求める（８０）。
【００５５】
内周側のＮ，Ｑ相切り換え境界位置を目標値に位置決めし、追従誤差ｅをセクタ毎に平均化処理して、回転同期成分を抽出する。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、内周側Ｎ，Ｑ相切り換えのノミナル値（中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｉｎｎを求める（８１）。
【００５６】
次に、学習したｒｎｑ＿ｏｕｔ，ｒｎｑ＿ｉｎｎ，ｒｒｏ＿ｃをセクタ毎に一つのデータにまとめパリティビットを付加し、ディスク記録用データを作成する（８２）。
【００５７】
最後に、サーボセクタの所定位置に補償データを記録する（８３）。
【００５８】
以上の手順で学習し記録した補償値を通常トラックフォロイング状態でサーボセクタから読み出し、線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する方法について、図３により説明する。通常の線形位置信号は、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小関係から数式４により生成する。特に、書き込み時のようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）を生成する。
【００５９】
本実施形態では、Ｎｐｏｓ＝０をトラック中心として隣接する両側のＱ相の理想位置からのずれを考慮しているので、補償する領域をトラック中心から公称±０．７５
ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００６０】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により実行する論理式は、次の数式１２のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
この演算により得られるＬｉｎｐｏｓは、図３の太線５１のようになり、相切り換え位置において信号位置が物理位置に対して連続して変化する。このＬｉｎｐｏｓに基づいて、トラック中心の変動ΔＮ０を補正した位置にヘッドを位置決めし、データを書き込めば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００６１】
図８は、本発明のＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の書き込み許可範囲を従来例の場合の書き込み許可範囲と比較して示す図である。
【００６２】
線５５は、信号から規定されたトラック中心、線４７は、対応するトラック中心位置、線９３，９４は、トラック中心からの距離で規定される書き込み許可上限と下限、線９５，９６，９７は、各位置信号から求められる実際の書き込み許可上限位置と下限位置である。
【００６３】
書き込み許可範囲を位置信号で範囲９０と規定した場合、本発明の方法を適用して得られる位置信号５１を用いた実際の書き込み許可範囲は、範囲９２のようになる。
【００６４】
これに対して、従来法による位置信号５１を用いた実際の書き込み許可範囲は、範囲９１のようになり、所定書き込み許可領域を超えた範囲に書き込み許可が出されるため、オフトラック書き込みの危険性が生じることが分かる。
【００６５】
本発明によれば、相切り換え位置において信号位置が物理位置に対して連続して変化するため、物理的にデータ書き込みが許可される領域と、位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域が一致し、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００６６】
ここまでの学習手順は、オントラック位置として図２の（１）位置３７を中心にトラックフォロイングする場合を示した。データ書き込み時のオントラック位置としては、他にも、図２の（２），（３），（４）位置３６，４０，３９を目標位置として、位置決めする場合があり得る。
【００６７】
以下では、前記（１）位置３７を中心にトラックフォロイングする場合と異なる点のみ、簡潔に説明する。
【００６８】
まず、「図２の（２）位置３６にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置４２（ａ）と学習位置４６（ｄ′）となる。前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０となる位置３６，３９，４１の理想位置からのずれに起因した学習位置（ａ）と（ｄ′）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ａ，ｒｎｑ＿ｄ′とし、これを推定する。
【００６９】
ｒｎｑ＿ａとｒｎｑ＿ｄ′は、学習位置（ａ），学習位置（ｄ′）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００７０】
学習位置（ａ）に位置決めする場合、学習位置（ａ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を求める。
【００７１】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に、学習位置（ａ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ａを求める。また、ｒｎｑ＿ａの学習精度を高めるため、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、数式８，数式９の処理を実行する。
【００７２】
学習位置（ｄ′）においてｒｎｑ＿ｄ′を学習する場合も、学習位置（ｄ′）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ａを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００７３】
通常の線形位置信号はＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号、大小関係から前記方法により生成するが、特に書き込み時におけるようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）を生成する。
【００７４】
本実施形態では、Ｎｐｏｓ＝０に隣接する両側のＱｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、補償する領域をトラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすれば、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００７５】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により実行する論理式は次の数式１３のようになる。この演算は追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
この演算により得られるＬｉｎｐｏｓは、相切り換え位置において信号位置が物理位置に対して連続して変化する。
【００７６】
このＬｉｎｐｏｓに基づいて、トラック中心の変動ΔＮ０を補正した位置にヘッドを位置決めし、データを書き込めば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００７７】
次に、「図２の（３）位置４０にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置４４（ｃ）と学習位置４５（ｄ）となる。
【００７８】
前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０位置４０，３７，３８の理想位置からのずれにより生じる学習位置（ｃ）と（ｄ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ｃ，ｒｎｑ＿ｄとし、これら変動分ｒｎｑ＿ｃ，ｒｎｑ＿ｄを推定する。変動分ｒｎｑ＿ｃとｒｎｑ＿ｄは、学習位置（ｃ），学習位置（ｄ）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００７９】
学習位置（ｃ）に位置決めする場合、学習位置（ｃ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を抽出する。
【００８０】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ｃ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｃを数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に求める。また、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、ｒｎｑ＿ｃの学習精度を高めるために、数式８，数式９の処理を実行することもできる。
【００８１】
学習位置（ｄ）においてｒｎｑ＿ｄを学習する場合も、学習位置（ｄ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ｃを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００８２】
通常の線形位置信号はＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号、大小関係から数式４により生成する。特に、書き込み時におけるようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する。
【００８３】
本実施形態ではＱｐｏｓ＝０を目標位置として、それに隣接する両側のＮｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、生成する領域をＱｐｏｓ＝０位置から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００８４】
Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算を実行する論理式は、次の数式１４のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
この演算により得られるＬｉｎｐｏｓは、相切り換え位置において信号位置が物理位置に対して連続して変化する。このＬｉｎｐｏｓに基づいて、トラック中心の変動ΔＮ０を補正した位置にヘッドを位置決めし、データを書き込めば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００８５】
次に、「図２の（４）位置３９にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。
この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置（ａ），４２と学習位置（ｂ），４３となる。前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０位置３９，３６，３７の理想位置からのずれにより生じる学習位置（ａ）と（ｂ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ａ，ｒｎｑ＿ｂとし、この変動分を推定する。
【００８６】
ｒｎｑ＿ａとｒｎｑ＿ｂは、学習位置（ａ），学習位置（ｂ）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。学習位置（ａ）に位置決めする場合、学習位置（ａ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を求める。
【００８７】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ａ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ａを数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に求められる。
【００８８】
また、ｒｎｑ＿ａの学習精度を高めるため、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、数式８，数式９の処理を実行する。学習位置（ｂ）においてｒｎｑ＿ｂを学習する場合も、学習位置（ｂ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ａを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００８９】
通常の線形位置信号は、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小関係から数式４により生成する。特に書き込み時のようにヘッドがトラック中心の近傍にある場合、補償値を利用して線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する。
【００９０】
本実施形態では、Ｑｐｏｓ＝０を目標位置の中心として、それに隣接する両側のＮｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、生成する領域をＱｐｏｓ＝０位置から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００９１】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小比較により実行する論理式は、数式１５のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
この演算により得られるＬｉｎｐｏｓは、相切り換え位置において、信号位置が物理位置に対して連続して変化する。このＬｉｎｐｏｓに基づいて、トラック中心の変動ΔＮ０を補正した位置にヘッドを位置決めし、データを書き込めば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００９２】
次に、Ｎ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習時間を短縮する方法を説明する。補償性能を落とさずにできるだけ短い時間でＮ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習を終了させることが、生産設備に対するコスト削減の観点から重要である。できるだけ短い時間でＮ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習を終了させるには、学習時の回転同期振動抽出のための平均処理回数を減らすことが最も有効である。
【００９３】
しかし、平均回数を減らすと、処理の過程で非同期成分が十分圧縮されず、平均処理後の同期振動に非同期成分が重畳する。そのため、非同期振動振幅が大きい周波数領域は選択して学習しないようにすれば、平均回数削減による学習精度低下の影響が小さくなる。
【００９４】
本発明は、学習過程の平均化処理の前段または後段において、直線位相特性を示すフィルタにより、非同期成分の大きな周波数領域の信号を除去する。フィルタリングのゲイン特性に関しては、低周波数領域を除去するハイパスフィルタや、非同期成分が大きい特定周波数成分を除去するバンドストップフィルタが好適である。
【００９５】
フィルタリングの位相特性に関しては、この学習過程のようにリアルタイム処理が不要の場合、直線位相特性をもつフィルタは、群遅延時間が全周波数で一定であるから、零位相誤差での同期振動推定方式に最適である。
【００９６】
直線位相特性をもつフィルタを用いて、少ない平均回数により信号通過帯域の同期振動を位相誤差無しに学習し、低周波数域非同期成分の誤推定を回避すれば、より短い学習時間でｒｎｑ値を高精度に学習できる。
【００９７】
また、外部位置決め装置を用いずに、自らのヘッド幅に基づいてトラックピッチを規定し、サーボトラックを書き込んでいくセルフＳＴＷ方式では、サーボセクタ書き込み時の位置決め信号がトラックピッチ変動を表わすので、その値を記憶しサーボセクタに書き込めば、学習時間を省略でき、短時間での処理が可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、２相位置信号Ｎ，Ｑの相境界位置のセクタ毎の変動量を学習し、その学習結果を用いて位置信号を生成するので、トラック中心相から隣接する相に切り換えた時の検出位置の不連続な変化が補償され、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減る。
その結果、データ書き込みの信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置決め制御装置を備えた磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系の構成示すブロック図である。
【図２】４相バースト信号から生成される２相信号Ｎ，Ｑとトラックとの関係を示す図である。
【図３】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の線形位置信号を示す図である。
【図４】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置変動学習制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明によるトラック中心学習制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置学習結果のサーボセクタへの書き込みおよびサーボセクタからの読み出しを示す図である。
【図７】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習と位置信号生成の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の書き込み許可範囲を従来例の場合の書き込み許可範囲と比較して示す図である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッド
２ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
３ ピボット軸受
４ 磁気ディスク
５ ヘッド支持ばね
７ キャリッジ
８ スピンドルモータ
１２ サーボセクタ
１３ ヘッド信号増幅器
１４ サーボ信号復調器
１６ パワーアンプ
１７ ＲＡＭ
１８ ＲＯＭ
１９ ＭＰＵ
２０ インターフェイスコントローラ
２１ ホスト側コントローラ
２２ サーボ情報
２５ 電流指令値
２６ ＡＤ変換器
２７ ＤＡ変換器
２８ 操作信号
３０ Ａ相
３１ Ｂ相
３２ Ｃ相
３３ Ｄ相
３４ Ｎｐｏｓ
３５ Ｑｐｏｓ
３６，３７，３８ トラック中心
３９，４０，４１ 境界
４２，４３，４４，４５，４６ 学習位置
４７，４８，４９ 理想位置
５０ 従来法によるリニア位置信号Ｌｉｎｐｏｓ
５１ 本発明
５２，５３ 境界 学習位置
５５ トラック中心
５９ セクタ毎の変動量
６０ 減算器
６１ 追従誤差同期成分
６２ 制御器モデル
６３ 制御入力
６４ 制御対象ヘッドアクチュエータ
６４Ａ 制御対象ヘッドアクチュエータのモデル
６５ フィードバック
７１ 位置信号
９０ 規定された書き込み許可範囲
９１ 従来法の書き込み許可範囲
９２ 本発明の書き込み許可範囲
９３ 書き込み許可上限
９４ 書き込み許可下限
９５ 書き込み許可下限位置
９６ 本発明の書き込み許可上限位置
９７ 従来の書き込み許可上限位置
１０１ 平均化処理部
１０２ 平均化処理部
１０３ 加算器
１０４ 減算器
１０５ フィルタ処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置決め装置に係り、特に、データを記録／再生するために書き込み（ｗｒｉｔｅ）ヘッドおよび読み出し（ｒｅａｄ）ヘッドを目標トラックに位置決めする動作に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの外部記憶装置である磁気ディスク装置においては、回転している磁気ディスク面上の目的トラックに磁気ヘッドを移動させてデータを記録／再生している。
【０００３】
記録／再生ヘッドのトラック幅にばらつきがある場合でも、精度を落とさずに、ヘッド位置決め制御器のゲインを予め正確に決定できるゲイン調整手段を有するヘッド位置決め制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この従来技術においては、記録媒体の各トラックに２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑが記録され、２つの位置決め信号Ｎ，Ｑがヘッド位置に対して互いに直交関係をもって再生されるヘッド位置決め装置において、前記位置決め信号の代わりに、２つの位置決め信号の和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いて、予めヘッド位置決め制御を実行し、２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、このときのヘッド位置決め信号ＮまたはＱの測定値から、ヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑ等の傾き特性がピッチの変動に拘らず常に一定になるように、通常のヘッド位置決め時における位置決め制御器の補正ゲインＫｐを算定する。
【０００５】
その後、通常のヘッド位置決め動作において、算定された補正ゲインＫｐを用いて制御器を制御すると、ヘッドコア幅やトラックピッチ変動の影響を受けずに、ヘッド位置を正しく検出できるとしている。上記処理により、トラックピッチの変動があっても、トラック中心位置の近傍においては、ヘッド位置を正しく検出できるようになった。
【０００６】
しかし、ヘッドが信号ＮとＱとの切り換えの境界にある場合には、トラックピッチの変動があると、ＮからＱまたはＱからＮへの切り換え前後で、位置検出値が位置の変化に対して不連続に変化する。この変化は、データ書き込み時のように位置検出精度が要求される状況において問題となる。
【０００７】
データ書き込み時には、ヘッドがトラック中心に追従制御される。これまでは、トラック中心と切り換え位置との距離に対してデータ書き込み許可範囲が狭く、データ書き込み許可範囲が切り換え位置の内側になるため、切り換えによる位置検出値の変化がデータ書き込みの信頼性に影響を与えることはなかった。
【０００８】
しかし、近年、トラックピッチが狭くなるにつれて、サーボトラック書き込み（ｓｅｒｖｏｔｒａｃｋ ｗｒｉｔｅＳＴＷ）の精度確保が困難になり、トラックピッチ変動が増大している。それに対応してＳＴＷの精度低下を補償するために、円板に書き込まれたサーボ信号の真円からの位置変動量をサーボ特性の逆特性（逆感度関数）により演算処理して推定し、その推定値を用いてヘッドが追従する目標位置信号を真円の軌道に修正する同期振動ＲＲＯ補償方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
なお、本明細書では、磁気ディスクの回転に同期した振動を同期振動という。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０６−２４３６０８号公報（第５−７頁，図５）
【特許文献２】
米国特許第６，０９７，５６５号明細書
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、書き込み時にヘッドが追従する目標トラック中心位置が、サーボトラックライタにより書き込まれたトラック中心からオフセットして設定されることがある。このときＮ，Ｑ相の境界位置を超えた範囲が書き込み許可範囲として設定される場合が発生する。
【００１１】
２相位置信号Ｎ，Ｑの相境界位置のセクタ毎の変動が大きいと、相切り換えによる検出位置信号の不連続な変化が生じ、位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域と物理的にデータ書き込みが許可される領域とが一致せず、所定範囲を超えて書き込みが許可され、オフトラック書き込みの危険性が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、信号ＮとＱとの切り換えの境界において、ヘッド位置を正しく検出し、切り換え前後の位置検出値の不連続を補償する手段を備えた磁気ディスクの位置決め制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１４】
位置信号の不連続量は、周方向の各サーボセクタについて変動量が異なる（ＡＣ変動）ため、セクタ毎に変動量を推定して、補償する必要がある。
【００１５】
そこで、本発明においては、位置決め信号の和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎に境界位置に対する位置決め追従誤差の平均値を求めて回転同期成分を抽出し、これに対して位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じ、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界の変動量、すなわち、切り換え境界位置の１周の軌跡を推定する。求めた推定値は、各サーボセクタに磁気的に記録する。
【００１６】
本発明は、また、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に磁気ヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎の境界位置への位置決め追従誤差を平均して追従誤差の回転同期成分を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じてセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１７】
本発明は、さらに、磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、操作量に基づき磁気ヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に磁気ヘッドを位置決めし、位置誤差信号を連続して収集し、同一セクタで平均値を計算し、回転に同期した位置誤差信号を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量を求め、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のフィルタ処理を実行し、フィルタ通過域の境界位置の変動量のみを求めて１周軌跡を推定し、磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた位置決め制御装置を提案する。
【００１８】
直線位相のフィルタ処理は、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のハイパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理またはバンドストップフィルタ処理を実行する操作のいずれかである。
【００１９】
境界位置推定値算出手段は、Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めしている時のＮ，Ｑ相の各検出値の平均値の絶対値を求め、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え位置の変動量に加算することができる。
【００２０】
位置決め制御手段は、予め記録した境界位置の推定値を読み出し追従トラック中心相から隣接する相に位置決めする場合に、境界位置の推定値の２倍を位置信号に加算して位置信号を補正するも可能である。
【００２１】
通常のヘッド位置決め時にデータを書き込む時は、サーボセクタから記録した値を読み出し、位置信号ＮとＱの境界位置に位置決めする場合でも、切り換え先の相による位置が不連続にならないように、相切り換え位置のトラック中心からの距離の２倍を隣接した相の位置信号に加算する。得られた位置信号に基づいて、ヘッドの位置決めとデータ書き込みとを実行する。
【００２２】
予め記録した境界位置の推定値を読み出し生成された位置信号に基づきデータ書き込みが許可される領域は、値を読み出さない場合に書き込みが許可される領域に対して書き込み許可領域の幅が均一であるようにする。
【００２３】
本発明によれば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による位置決め制御装置を備えた磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系の構成示すブロック図である。所定の速度で回転するスピンドルモータ８が、図示しないベースに固定されている。スピンドルモータ８には、記録媒体である磁気ディスク４が固定されている。磁気ヘッド１を位置決めするヘッドアクチュエータは、ヘッド支持ばね５，キャリッジ７，ピボット軸受３，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２からなる。
【００２５】
ピボット軸受３は、スピンドルモータ８に保持された磁気ディスク４の側方で、スピンドルモータ軸に平行になるように設けられている。磁気ヘッド１の保持部材であるヘッド支持ばね５およびキャリッジ７は、ピボット軸受３に回動可能に固定されている。磁気ヘッド１を移動させるための動力は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２により発生する。ボイスコイルモータ２の構成部品である駆動コイルは、キャリッジ７に固定されている。
【００２６】
コントロールユニットは、ヘッド信号増幅器１３と、サーボ信号復調器１４と、ＡＤ変換器２６と、ＭＰＵ１９と、本発明を含めてＭＰＵ１９で実行する各種の制御プログラムおよび各種制御に必要なパラメータを格納するＲＯＭ１８と、ＲＡＭ１７と、ホスト側コントローラ２１のコマンドを受けてＭＰＵ１９に対して読み出し／書き込みのアクセス要求を出すインターフェイスコントローラ２０と、ＤＡ変換器２７と、アクチュエータを駆動する電流を制御するパワーアンプ１６と、バス１５とを含んでいる。
【００２７】
コントロールユニットは、位置誤差信号算出手段および操作量算出手段であり、ヘッドアクチュエータは、位置決め制御手段である。
【００２８】
サーボ情報は、ディスク媒体上に放射状に記録されたサーボセクタ１２と呼ばれる領域に書き込まれている。ディスクが例えば定速回転すると、サーボセクタから位置情報が一定間隔でヘッド１により読み出される。ヘッド１で読み出したサーボ情報２２は、ヘッド信号増幅器１３により増幅され、ヘッド出力信号２３としてサーボ信号復調器１４に取り込まれる。サーボ信号復調器１４は、トラック番号および振幅信号２４を復調する。
【００２９】
ＡＤ変換器２６は、トラック番号および復調された振幅信号２４をデジタル信号に変換する。ＭＰＵ１９は、復調された信号７１に基づいて位置信号を生成し、目標追従制御のためのフィルタ演算を実行し、操作信号６８をデジタル計算し、ＤＡ変換器２７に出力する。
【００３０】
ＤＡ変換器２７は、デジタル操作信号をアナログ操作信号２５に変換し、パワーアンプ１６に出力する。パワーアンプ１６は、駆動信号６によりボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２を駆動し、磁気ヘッド１を目標トラックに位置決めさせる。
【００３１】
図２は、４相バースト信号から生成される２相信号Ｎ，Ｑとトラックとの関係を示す図である。Ａ相３０，Ｂ相３１，Ｃ相３２，Ｄ相３３が、サーボトラック書き込みにより、ディスク面のサーボセクタ１２に記録されている。
【００３２】
ヘッド１が各相を周方向に通過する際に、各相からのヘッド出力信号２３の積分値またはピーク値を求め、Ｎ相出力信号（Ｖｎ）をＡ相通過時の出力（Ｖａ）−Ｂ相通過時の出力（Ｖｂ）から求め、Ｑ相出力信号（Ｖｑ）をＣ相通過時の出力（Ｖｃ）−Ｄ相通過時の出力（Ｖｄ）から求める。
【００３３】
得られたＮ，Ｑの信号Ｖｎ，Ｖｑの絶対値が一致する位置とＶｎ＝０（またはＶｑ＝０）位置との距離が、０．２５ ｔｒａｃｋとなるように、補正ゲインＫｐを乗じる。位置信号Ｎｐｏｓ３４，Ｑｐｏｓ３５は、数式１，数式２により得られる。
（数式１）
Ｎｐｏｓ＝Ｋｐ・（Ｖａ−Ｖｂ）
（数式２）
Ｑｐｏｓ＝Ｋｐ・（Ｖｃ−Ｖｄ）
図２には、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓとトラック番号の関係を示している。数式１，数式２により得られたＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓがそれぞれ±０．２５の値となる位置は、各トラックの中心（３６，３７，３８）から±０．２５ ｔｒａｃｋ位置となっている。
【００３４】
次に、補正ゲインＫｐの学習法を示す。まず、図２のＮｐｏｓとＱｐｏｓの絶対値が一致する位置を学習位置４２（ａ），４３（ｂ），４４（ｃ），４５（ｄ），４６（ｄ′）とし、学習位置に追従制御させる。学習位置（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｄ′）に追従させるための位置信号（ｐｏｓ）は、位置（ａ）では、ｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｂ）では、ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｃ）では、ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓで与えられ、位置（ｄ），（ｄ′）では、ｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓで与えられる。各位置信号は、学習位置にオントラックしている場合、ゼロを出力する。
【００３５】
補正ゲインＫｐは、学習位置に追従制御させた時の出力ＶｎとＶｑの１周の絶対値平均（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜，｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）を測定し、数式３により求める。
（数式３）
Ｋｐ＝０．５／（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜＋｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）
求めた１周の平均補正ゲインＫｐは、セクタ毎の変動（ＡＣ変動）が除去された値となる。しかし、トラックピッチ変動（ＤＣ変動）があれば、トラック間で値が異なる。そこで、ある程度連続した２０〜１００トラック程度の補正ゲインＫｐの値を測定し、その平均値（Ｋｐ＿ａｖｅ）を求め、局所的なＤＣ変動の影響を補正ゲインＫｐから取り除く。また、外周，中周，内周位置に必要に応じて連続した２０〜１００トラックのブロックを設定し、各ブロック毎にＫｐ＿ａｖｅ値を求める。
【００３６】
補正ゲインＫｐ学習によれば、全データ領域をトラック番号とＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓからなる精細位置情報とを用いて線形化位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）で表わすことが可能となる。検出したトラック番号は、変数ｔｒａｃｋで表わし、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの値に対して符号と大小関係により、例えば数式４の論理式でＬｉｎｐｏｓを生成する。この演算により、データ領域全範囲での線形化位置信号が得られる。
【００３７】
ここでは、Ａ相とＢ相との境界（この場合のトラック中心）３７は、理想位置４７からΔＮ０ずれている。トラック中心から内周側に０．５ ｔｒａｃｋずれた位置になるＣ相とＤ相との境界４０は、理想位置４８からΔＱｐずれている。トラック中心から外周側に０．５ ｔｒａｃｋずれた位置になるＣ相とＤ相との境界３９は、理想位置４９からΔＱｎずれている。
【００３８】
図３の例には、数式１，数式２により求められるＮｐｏｓ３４とＱｐｏｓ３５を併せて示している。Ｎｐｏｓは、読み出しヘッドの感度分布特性の影響を受け、トラック中心３７で傾きが最大で、トラック中心から離れると傾きが緩やかになる特性を示している。Ｑｐｏｓも同様である。
【００３９】
この場合、数式４によりＮｐｏｓ３４とＱｐｏｓ３５とから生成されるリニア位置信号Ｌｉｎｐｏｓ５０は、Ｎ，Ｑ相切り換えの境界５２（ｂ），５３（ｃ）において不連続となる。すなわち、物理位置を内周側に移動していった時、相切り換え位置（ｂ）では、Ｑ相からＮ相に切り換わると、検出位置が不連続に大きくなり、相切り換え位置（ｃ）では、Ｎ相からＱ相に切り換わると、検出位置が不連続に小さくなる現象が観測される。
【００４０】
そこで、本発明は、相切り換え位置のトラック中心５４からの距離を学習し、Ｌｉｎｐｏｓ生成時に位置信号を補正し、不連続の問題を解決する。Ｎｐｏｓ＝０（３７），Ｑｐｏｓ＝０（３９，４０）の理想位置（４７，４８，４９）からのずれΔＮ０，ΔＱｎ，ΔＱｐによるＮ，Ｑ相切り換え位置（ｂ）５２，（ｃ）５３のずれは、学習位置（ｂ）５２，学習位置（ｃ）５３にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００４１】
まず、学習位置（ｂ）５２に位置決めする場合について説明する。学習位置（ｂ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。信号ｐｏｓは、学習位置（ｂ）に追従する時０を出力するから、目標値は０でよい。
【００４２】
実際にトラック追従動作を実行させると、学習位置（ｂ）のセクタ毎の半径方向への位置変動（ＡＣ変動）があるため、サーボ系の追従特性に依存した追従誤差ｅを生じる。各セクタの追従誤差ｅは、セクタ毎に平均化処理し、回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を抽出する。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ｂ）のノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｂを求める。
【００４３】
図４は、本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置変動学習制御系すなわち境界位置推定値算出手段の構成を示すブロック図である。図４では、ｒｎｑ＿ｂをｒｎｑで表わし、得られるセクタ毎の変動量をｒｎｑ（ｋ）５９，減算器を６０，セクタ毎の追従誤差同期成分をｅ（ｋ）６１，制御器モデルをＣ（ｚ）６２，制御入力をｕ（ｋ）６３，制御対象モデルをＰ（ｚ）６４，フィードバック量を６５，セクタ番号をｋとする。セクタ毎の追従誤差同期成分ｅ（ｋ），制御対象モデルＰ（ｚ），制御器モデルＣ（ｚ）には、数式５の関係が成り立つので、ｒｎｑ（ｋ）は、数式６により求められる。
（数式５）
ｅ（Ｋ）＝｛１＋Ｐ（ｚ）・Ｃ（ｚ）｝−１・ｒｎｑ（ｋ）
（数式６）
ｒｎｑ（ｋ）＝｛１＋Ｐ（ｚ）・Ｃ（ｚ）｝・ｅ（Ｋ）
数式６において、Ｃ（ｚ）＊ｅ（ｋ）を制御入力ｕ（ｋ）６３と置き換えれば、ｕ（ｋ）についてもｅ（ｋ）と同様にセクタ毎の平均値から求めれば、数式５は、数式７のように置き換えられる。
（数式７）
ｒｎｑ（ｋ）＝ｅ（Ｋ）＋Ｐ（ｚ）・ｕ（ｋ）
数式７においてｒｎｑの学習精度を高めるには、Ｐ（ｚ）のモデル化誤差を削減するかＰ（ｚ）＊ｕ（ｋ）の影響を小さく抑える。Ｐ（ｚ）のモデル詳細化は、リアルタイム演算の規模の増大につながるので容易ではない。
【００４４】
そこで、制御器Ｃ（ｚ）のゲインを下げ、入力ｕ（ｋ）のレベルを下げる手段が有効である。すなわち、追従誤差がトラックピッチに対して大きく劣化しない範囲でサーボ帯域を下げることが、学習精度を高めるために有効である。
【００４５】
また、学習時のトラック追従動作においてＮ，Ｑ相からの検出値Ｖｎ，Ｖｑの平均値Ｖｎ＿ａｖｅ，Ｖｑ＿ａｖｅを求めると、測定済みの複数トラックの平均補正ゲインＫｐ（Ｋｐ＿ａｖｅ）を用いて学習位置のＤＣ変動Δｄｃ（ｔｒａｃｋ）を数８により計算できる。
（数式８）
Δｄｃ＝｛Ｋｐ・（｜Ｖｎ＿ａｖｅ｜＋｜Ｖｑ＿ａｖｅ｜）／２｝−０．２５
Δｄｃを計算したら、数式９により、数式７で学習したｒｎｑに加算すると、推定精度を高めたｒｎｑが得られる。
（数式９）
ｒｎｑ（ｋ）＝ｅ（Ｋ）＋Ｐ（ｚ）・ｕ（ｋ）＋Δｄｃ
次に、学習位置（ｃ）５３において、ｒｎｑ＿ｃを学習する場合も、学習位置（ｃ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓを学習位置（ｃ）のノミナル値からの変動分ｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、学習位置（ｂ）５２においてｒｎｑを推定する場合と同様の処理により求められる。上記計算により得られたＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑは、学習位置（ｂ），（ｃ）によりそれぞれｒｎｑ＿ｂ，ｒｎｑ＿ｃに代入する。
【００４６】
求めたｒｎｑ＿ｂ，ｎｑ＿ｃとΔＮ０，ΔＱｎ，ΔＱｐとの関係は、数式１０，数式１１のようになる。
（数式１０）
ｒｎｑ＿ｂ＝（−ΔＮ０＋ΔＱｎ）／２
（数式１１）
ｒｎｑ＿ｃ＝（−ΔＮ０＋ΔＱｐ）／２
学習したｒｎｑ＿ｂとｒｎｑ＿ｃとは、基本的には、不揮発メモリに保存できる。しかし、全トラック学習する場合には、大きな記憶容量が必要となるから、例えば図６に示すように、サーボセクタ１２にデータとして記録する方が望ましい。
【００４７】
次に、トラック中心Ｎｐｏｓ＝０（３７）の理想位置（４７）からのずれΔＮ０を学習する方法を示す。図５は、本発明によるトラック中心学習制御系すなわちトラック中心推定値算出手段の構成を示すブロック図であり、図４の構成をより具体化した一例を示している。トラック中心の学習制御系は、減算器６０、位相補償器（Ｃ）６２、制御対象のヘッドアクチュエータ６４、平均化処理部１０１，１０２、ヘッドアクチュエータ６４のモデル（Ｐ０）を示すモデルブロック６４Ａ、加算器１０３、減算器１０４、フィルタ処理部１０５からなる。
【００４８】
トラック中心の学習制御系においては、磁気ディスク１２に予め記録された位置情報と磁気ヘッド１の位置との相対位置を示す位置誤差信号を求め、この位置誤差信号と、トラックの位置を示す目標値との偏差を減算器６０で求め、この偏差を基に位相補償器６２で操作量を算出し、この操作量に従ってヘッドアクチュエータ６４を駆動し、磁気ヘッド１の位置決め制御を実行する。この場合、トラック中心の学習制御においては、磁気ヘッド１を同一のトラックに固定するためのトラックフォロイング制御がなされる。この過程で位置誤差信号が求められると、この位置誤差信号に対して平均化処理部１０２において、平均化処理がなされる。さらに、位相補償器６２の出力による操作量に対しても平均化処理部１０１において平均化処理がなされる。各平均化処理部１０１，１０２においては、回転同期成分を抽出するために、操作量または位置誤差信号を回転インデックスに同期して収集し、各サーボセクタに対応付ける。そして、サーボセクタに対応して収集したデータに対してセクタ毎に平均化処理をする。平均化処理部１０１から得られた位置誤差の回転同期成分は、モデルブロック６４Ａの定数Ｐ０が乗算される。加算器１０３は、その回転同期成分と定数Ｐ０との乗算結果に平均化処理部１０２から得られた回転同期成分を加算し、フィルタ処理部１０５に出力する。フィルタ処理部１０５は、位置誤差信号に含まれる低周波数領域の非同期振動成分を除去し、トラック変動量ΔＮ０の精度の高い推定値ｒｒｏ＿ｃを算出する。
【００４９】
図６は、本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置学習結果のサーボセクタへの書き込みおよびサーボセクタからの読み出しを示す図である。サーボセクタは、ヘッド出力２３の読み出しゲイン調整と位相適合のためのプリアンブル６６，セクタ検出のためのサーボマーカ６７，トラック番号６９，Ａ相３０，Ｂ相３１，Ｃ相３２，Ｄ相３３のバースト信号からなり、バースト信号の後ろに補償値７０を書き込む。
【００５０】
本発明の位置補償は、データ書き込み時の書き込み信頼性を高めることが目的であるので、データ書き込み時に読み出し可能な位置に補償値を書き込む。
【００５１】
図６は、２ｎトラックに補償値を書き込む場合を示している。読み出しヘッド（ｒｅａｄ ｈｅａｄ）７３と書き込みヘッド（ｗｒｉｔｅ ｈｅａｄ）７２とからなるデュアルヘッド構成の場合、補償値はデータ書き込み時に補償値を読み出せる位置７４に記録する。
【００５２】
補償値７０としては、前記トラックで求められたｒｎｑ＿ｂとｒｎｑ＿ｃに加えて、トラック中心位置の理想位置からのずれΔＮ０の推定値ｒｒｏ＿ｃも、データとして同時に書き込んでもよい。書き込むデータについては、データ読み出し時の誤りを少なくするため、パリティを付けることが望ましい。
【００５３】
図７は、本発明のＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習と位置信号生成の処理手順を示すフローチャートである。最初に補正ゲインＫｐを学習する（７７）。ＮｐｏｓとＱｐｏｓとの絶対値が一致する位置を学習位置とし、学習位置に追従制御させる時の出力を測定し、補正ゲインＫｐを数式３により求める。次に、トラック中心位置のずれ量ΔＮ０値を学習する。ずれ量ΔＮ０の学習は、必要に応じて実行する（７８，７９）。
【００５４】
次に、外周側のＮ，Ｑ相切り換え境界位置を目標値に位置決めし、追従誤差ｅをセクタ毎に平均化処理して、回転同期成分を求める。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分して、外周側Ｎ，Ｑ相切り換え境界のノミナル値（中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｏｕｔを求める（８０）。
【００５５】
内周側のＮ，Ｑ相切り換え境界位置を目標値に位置決めし、追従誤差ｅをセクタ毎に平均化処理して、回転同期成分を抽出する。求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、内周側Ｎ，Ｑ相切り換えのノミナル値（中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｉｎｎを求める（８１）。
【００５６】
次に、学習したｒｎｑ＿ｏｕｔ，ｒｎｑ＿ｉｎｎ，ｒｒｏ＿ｃをセクタ毎に一つのデータにまとめパリティビットを付加し、ディスク記録用データを作成する（８２）。
【００５７】
最後に、サーボセクタの所定位置に補償データを記録する（８３）。
【００５８】
以上の手順で学習し記録した補償値を通常トラックフォロイング状態でサーボセクタから読み出し、線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する方法について、図３により説明する。通常の線形位置信号は、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小関係から数式４により生成する。特に、書き込み時のようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）を生成する。
【００５９】
本実施形態では、Ｎｐｏｓ＝０をトラック中心として隣接する両側のＱ相の理想位置からのずれを考慮しているので、補償する領域をトラック中心から公称±０．７５
ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００６０】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により実行する論理式は、次の数式１２のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
【００６１】
図８は、本発明のＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の書き込み許可範囲を従来例の場合の書き込み許可範囲と比較して示す図である。
【００６２】
線５５は、信号から規定されたトラック中心、線４７は、対応するトラック中心位置、線９３，９４は、トラック中心からの距離で規定される書き込み許可上限と下限、線９５，９６，９７は、各位置信号から求められる実際の書き込み許可上限位置と下限位置である。
【００６３】
書き込み許可範囲を位置信号で範囲９０と規定した場合、本発明の方法を適用して得られる位置信号５１を用いた実際の書き込み許可範囲は、範囲９２のようになる。
【００６４】
これに対して、従来法による位置信号５１を用いた実際の書き込み許可範囲は、範囲９１のようになり、所定書き込み許可領域を超えた範囲に書き込み許可が出されるため、オフトラック書き込みの危険性が生じることが分かる。
【００６５】
本発明によれば、相切り換え位置において信号位置が物理位置に対して連続して変化するため、物理的にデータ書き込みが許可される領域と、位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域が一致し、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００６６】
ここまでの学習手順は、オントラック位置として図２の（１）位置３７を中心にトラックフォロイングする場合を示した。データ書き込み時のオントラック位置としては、他にも、図２の（２），（３），（４）位置３６，４０，３９を目標位置として、位置決めする場合があり得る。
【００６７】
以下では、前記（１）位置３７を中心にトラックフォロイングする場合と異なる点のみ、簡潔に説明する。
【００６８】
まず、「図２の（２）位置３６にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置４２（ａ）と学習位置４６（ｄ′）となる。前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０となる位置３６，３９，４１の理想位置からのずれに起因した学習位置（ａ）と（ｄ′）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ａ，ｒｎｑ＿ｄ′とし、これを推定する。
【００６９】
ｒｎｑ＿ａとｒｎｑ＿ｄ′は、学習位置（ａ），学習位置（ｄ′）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００７０】
学習位置（ａ）に位置決めする場合、学習位置（ａ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を求める。
【００７１】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に、学習位置（ａ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ａを求める。また、ｒｎｑ＿ａの学習精度を高めるため、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、数式８，数式９の処理を実行する。
【００７２】
学習位置（ｄ′）においてｒｎｑ＿ｄ′を学習する場合も、学習位置（ｄ′）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ａを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００７３】
通常の線形位置信号はＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号、大小関係から前記方法により生成するが、特に書き込み時におけるようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号（Ｌｉｎｐｏｓ）を生成する。
【００７４】
本実施形態では、Ｎｐｏｓ＝０に隣接する両側のＱｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、補償する領域をトラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすれば、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００７５】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により実行する論理式は次の数式１３のようになる。この演算は追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
【００７６】
このＬｉｎｐｏｓに基づいて、トラック中心の変動ΔＮ０を補正した位置にヘッドを位置決めし、データを書き込めば、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減り、データ書き込みの信頼性が高まる。
【００７７】
次に、「図２の（３）位置４０にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置４４（ｃ）と学習位置４５（ｄ）となる。
【００７８】
前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０位置４０，３７，３８の理想位置からのずれにより生じる学習位置（ｃ）と（ｄ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ｃ，ｒｎｑ＿ｄとし、これら変動分ｒｎｑ＿ｃ，ｒｎｑ＿ｄを推定する。変動分ｒｎｑ＿ｃとｒｎｑ＿ｄは、学習位置（ｃ），学習位置（ｄ）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。
【００７９】
学習位置（ｃ）に位置決めする場合、学習位置（ｃ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を抽出する。
【００８０】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ｃ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ｃを数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に求める。また、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、ｒｎｑ＿ｃの学習精度を高めるために、数式８，数式９の処理を実行することもできる。
【００８１】
学習位置（ｄ）においてｒｎｑ＿ｄを学習する場合も、学習位置（ｄ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ｃを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００８２】
通常の線形位置信号はＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号、大小関係から数式４により生成する。特に、書き込み時におけるようにトラック中心の近傍にヘッドがある場合、補償値を利用して線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する。
【００８３】
本実施形態ではＱｐｏｓ＝０を目標位置として、それに隣接する両側のＮｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、生成する領域をＱｐｏｓ＝０位置から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００８４】
Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号と大小比較により補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算を実行する論理式は、次の数式１４のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
【００８５】
次に、「図２の（４）位置３９にオントラックさせる場合の学習方法と、線形化位置信号の生成論理」を示す。
この場合、位置信号生成のためのＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓ切り換え位置となる学習位置は、図２において学習位置（ａ），４２と学習位置（ｂ），４３となる。前記と同様に、Ｎｐｏｓ＝０，Ｑｐｏｓ＝０位置３９，３６，３７の理想位置からのずれにより生じる学習位置（ａ）と（ｂ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分をｒｎｑ＿ａ，ｒｎｑ＿ｂとし、この変動分を推定する。
【００８６】
ｒｎｑ＿ａとｒｎｑ＿ｂは、学習位置（ａ），学習位置（ｂ）にオントラックさせた時の位置誤差から次の手順により推定できる。学習位置（ａ）に位置決めする場合、学習位置（ａ）にオントラックでゼロを出力するように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝−Ｎｐｏｓ−Ｑｐｏｓにより求める。前記と同様に、各セクタの追従誤差をセクタ毎に平均化処理して回転に非同期な誤差成分を除き、同期成分を求める。
【００８７】
求めた追従誤差同期成分の時系列データにサーボ系の逆特性を時間領域で畳み込み積分し、学習位置（ａ）のＮ，Ｑ相切り換えのノミナル値（トラック中心から０．２５ ｔｒａｃｋ）からの変動分ｒｎｑ＿ａを数式６または数式７の演算でｒｎｑ＿ｂを計算した場合と同様に求められる。
【００８８】
また、ｒｎｑ＿ａの学習精度を高めるため、ｒｎｑ＿ｂの場合と同様に、数式８，数式９の処理を実行する。学習位置（ｂ）においてｒｎｑ＿ｂを学習する場合も、学習位置（ｂ）にオントラックするように位置信号ｐｏｓをｐｏｓ＝Ｎｐｏｓ＋Ｑｐｏｓにより求める他は、ｒｎｑ＿ａを推定する場合と同様の処理により求められる。
【００８９】
通常の線形位置信号は、Ｎｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小関係から数式４により生成する。特に書き込み時のようにヘッドがトラック中心の近傍にある場合、補償値を利用して線形位置信号Ｌｉｎｐｏｓを生成する。
【００９０】
本実施形態では、Ｑｐｏｓ＝０を目標位置の中心として、それに隣接する両側のＮｐｏｓ＝０の理想位置からのずれを考慮しているので、生成する領域をＱｐｏｓ＝０位置から公称±０．７５ ｔｒａｃｋとすると、書き込み許可範囲を十分カバーできる。
【００９１】
補償値を用いたＬｉｎｐｏｓ生成の演算をＮｐｏｓ，Ｑｐｏｓの符号，大小比較により実行する論理式は、数式１５のようになる。この演算は、追従トラック中心から公称±０．７５ ｔｒａｃｋの範囲を計算する方法を示している。この演算の条件式を満たさない場合は、数式４によりＬｉｎｐｏｓを計算する。
【００９２】
次に、Ｎ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習時間を短縮する方法を説明する。補償性能を落とさずにできるだけ短い時間でＮ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習を終了させることが、生産設備に対するコスト削減の観点から重要である。できるだけ短い時間でＮ，Ｑ切り換え位置ｒｎｑの学習を終了させるには、学習時の回転同期振動抽出のための平均処理回数を減らすことが最も有効である。
【００９３】
しかし、平均回数を減らすと、処理の過程で非同期成分が十分圧縮されず、平均処理後の同期振動に非同期成分が重畳する。そのため、非同期振動振幅が大きい周波数領域は選択して学習しないようにすれば、平均回数削減による学習精度低下の影響が小さくなる。
【００９４】
本発明は、学習過程の平均化処理の前段または後段において、直線位相特性を示すフィルタにより、非同期成分の大きな周波数領域の信号を除去する。フィルタリングのゲイン特性に関しては、低周波数領域を除去するハイパスフィルタや、非同期成分が大きい特定周波数成分を除去するバンドストップフィルタが好適である。
【００９５】
フィルタリングの位相特性に関しては、この学習過程のようにリアルタイム処理が不要の場合、直線位相特性をもつフィルタは、群遅延時間が全周波数で一定であるから、零位相誤差での同期振動推定方式に最適である。
【００９６】
直線位相特性をもつフィルタを用いて、少ない平均回数により信号通過帯域の同期振動を位相誤差無しに学習し、低周波数域非同期成分の誤推定を回避すれば、より短い学習時間でｒｎｑ値を高精度に学習できる。
【００９７】
また、外部位置決め装置を用いずに、自らのヘッド幅に基づいてトラックピッチを規定し、サーボトラックを書き込んでいくセルフＳＴＷ方式では、サーボセクタ書き込み時の位置決め信号がトラックピッチ変動を表わすので、その値を記憶しサーボセクタに書き込めば、学習時間を省略でき、短時間での処理が可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、２相位置信号Ｎ，Ｑの相境界位置のセクタ毎の変動量を学習し、その学習結果を用いて位置信号を生成するので、トラック中心相から隣接する相に切り換えた時の検出位置の不連続な変化が補償され、物理的にデータ書き込みが許可される領域と位置信号に基づいてデータ書き込みが許可される領域とが一致し、オフトラック書き込みの危険性が減る。
その結果、データ書き込みの信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置決め制御装置を備えた磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系の構成示すブロック図である。
【図２】４相バースト信号から生成される２相信号Ｎ，Ｑとトラックとの関係を示す図である。
【図３】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の線形位置信号を示す図である。
【図４】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置変動学習制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明によるトラック中心学習制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え位置学習結果のサーボセクタへの書き込みおよびサーボセクタからの読み出しを示す図である。
【図７】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習と位置信号生成の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明によるＮ，Ｑ相切り換え境界位置学習および位置信号生成論理を用いた場合の書き込み許可範囲を従来例の場合の書き込み許可範囲と比較して示す図である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッド
２ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
３ ピボット軸受
４ 磁気ディスク
５ ヘッド支持ばね
７ キャリッジ
８ スピンドルモータ
１２ サーボセクタ
１３ ヘッド信号増幅器
１４ サーボ信号復調器
１６ パワーアンプ
１７ ＲＡＭ
１８ ＲＯＭ
１９ ＭＰＵ
２０ インターフェイスコントローラ
２１ ホスト側コントローラ
２２ サーボ情報
２５ 電流指令値
２６ ＡＤ変換器
２７ ＤＡ変換器
２８ 操作信号
３０ Ａ相
３１ Ｂ相
３２ Ｃ相
３３ Ｄ相
３４ Ｎｐｏｓ
３５ Ｑｐｏｓ
３６，３７，３８ トラック中心
３９，４０，４１ 境界
４２，４３，４４，４５，４６ 学習位置
４７，４８，４９ 理想位置
５０ 従来法によるリニア位置信号Ｌｉｎｐｏｓ
５１ 本発明
５２，５３ 境界 学習位置
５５ トラック中心
５９ セクタ毎の変動量
６０ 減算器
６１ 追従誤差同期成分
６２ 制御器モデル
６３ 制御入力
６４ 制御対象ヘッドアクチュエータ
６４Ａ 制御対象ヘッドアクチュエータのモデル
６５ フィードバック
７１ 位置信号
９０ 規定された書き込み許可範囲
９１ 従来法の書き込み許可範囲
９２ 本発明の書き込み許可範囲
９３ 書き込み許可上限
９４ 書き込み許可下限
９５ 書き込み許可下限位置
９６ 本発明の書き込み許可上限位置
９７ 従来の書き込み許可上限位置
１０１ 平均化処理部
１０２ 平均化処理部
１０３ 加算器
１０４ 減算器
１０５ フィルタ処理部
Claims (13)
- 磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと前記磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と前記磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を前記磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、前記位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、前記操作量に基づき前記磁気ヘッドを前記目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、
前記磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、前記磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項１に記載の位置決め制御装置において、
前記境界位置推定値算出手段が、Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めしている時のＮ，Ｑ相の各検出値の平均値の絶対値を求め、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え位置の変動量に加算する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項１に記載の位置決め制御装置において、
前記位置決め制御手段が、予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し追従トラック中心相から隣接する相に位置決めする場合に、前記境界位置の推定値の２倍を位置信号に加算して位置信号を補正する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項１に記載の位置決め制御装置において、
予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し生成された位置信号に基づきデータ書き込みが許可される領域は、値を読み出さない場合に書き込みが許可される領域に対して書き込み許可領域の幅が均一である
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと前記磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と前記磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を前記磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、前記位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、前記操作量に基づき前記磁気ヘッドを前記目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、
前記磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に前記磁気ヘッドを位置決めし、各サーボセクタ毎の境界位置への位置決め追従誤差を平均して追従誤差の回転同期成分を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じてセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量の１周軌跡を推定し、前記磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項５に記載の位置決め制御装置において、
前記境界位置推定値算出手段が、Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めしている時のＮ，Ｑ相の各検出値の平均値の絶対値を求め、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え位置の変動量に加算する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項５に記載の位置決め制御装置において、
前記位置決め制御手段が、予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し追従トラック中心相から隣接する相に位置決めする場合に、前記境界位置の推定値の２倍を位置信号に加算して位置信号を補正する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項５に記載の位置決め制御装置において、
予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し生成された位置信号に基づきデータ書き込みが許可される領域は、値を読み出さない場合に書き込みが許可される領域に対して書き込み許可領域の幅が均一である
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 磁気ディスクに情報を記録しまたは情報を読み出す磁気ヘッドと前記磁気ディスクに予め記録された位置情報との相対位置を示す位置信号と前記磁気ヘッドの目標位置との差を示す位置誤差信号を前記磁気ヘッドの再生情報に基づき算出する位置誤差信号算出手段と、前記位置誤差信号に基づき操作量を算出する操作量算出手段と、前記操作量に基づき前記磁気ヘッドを前記目標位置に位置決めする位置決め制御手段とを有する位置決め制御装置において、
前記磁気ヘッドの位置に応じて振幅が周期的に変化し位相が９０度異なる２つのヘッド位置決め信号Ｎ，Ｑの和（Ｎ＋Ｑ）または差信号（Ｎ−Ｑ）を用いてヘッド位置決め制御を実行し、位置決め信号Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界に前記磁気ヘッドを位置決めし、位置誤差信号を連続して収集し、同一セクタで平均値を計算し、回転に同期した位置誤差信号を求め、求めた位置誤差に位置決め時のサーボ特性の逆特性（逆感度関数）を乗じセクタ毎のＮ，Ｑ切り換え境界位置の変動量を求め、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のフィルタ処理を実行し、フィルタ通過域の境界位置の変動量のみを求めて１周軌跡を推定し、前記磁気ディスクに境界位置の推定値を予め記録する境界位置推定値算出手段を備えた
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項９に記載の位置決め制御装置において、
前記直線位相のフィルタ処理が、求めた境界位置の変動量に対して直線位相のハイパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理またはバンドストップフィルタ処理を実行する操作である
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項９に記載の位置決め制御装置において、
前記境界位置推定値算出手段が、Ｎ，Ｑがともに線形性を保持している区間の境界にヘッドを位置決めしている時のＮ，Ｑ相の各検出値の平均値の絶対値を求め、セクタ毎のＮ，Ｑ切り換え位置の変動量に加算する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項９に記載の位置決め制御装置において、
前記位置決め制御手段が、予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し追従トラック中心相から隣接する相に位置決めする場合に、前記境界位置の推定値の２倍を位置信号に加算して位置信号を補正する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 - 請求項９に記載の位置決め制御装置において、
予め記録した前記境界位置の推定値を読み出し生成された位置信号に基づきデータ書き込みが許可される領域は、値を読み出さない場合に書き込みが許可される領域に対して書き込み許可領域の幅が均一である
ことを特徴とする位置決め制御装置。
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