JP2008287815A - 磁気ディスク装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分を、その周波数に依らずに適切に抑制することが可能な、磁気ディスク装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る制御方法は、装置筐体の回転振動を検出する回転振動検出器３０を備える磁気ディスク装置１を対象とし、ボイスコイルモータを駆動して、磁気ヘッドを磁気ディスク上で移動させるヘッド移動ステップと、磁気ヘッドの移動後における回転振動検出器３０の出力信号に含まれる外乱成分の周波数を推定する周波数推定ステップと、推定した周波数に基づいて、外乱成分を抑制するノッチフィルタを設定する抑制器設定ステップと、主制御回路１０に実行させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、装置筐体の回転振動を検出する回転振動検出器を備える磁気ディスク装置およびその制御方法に関する。

ハードディスク等の磁気ディスク装置は、外部からの衝撃によって装置筐体に回転振動が加わると、この回転振動に起因する外乱が磁気ヘッドの位置決め制御系に作用して、磁気ヘッドの位置決めが阻害されてしまう虞がある。このため、磁気ディスク装置には、装置筐体の回転振動に起因する外乱を補償するための対策が施される。

例えば特許文献１には、装置筐体の回転振動を検出する回転振動検出器を設けるとともに、検出された回転振動に応じて外乱を補償する信号を出力するフィードフォワード制御系を、磁気ヘッドの位置決め制御系に含めた磁気ディスク装置が開示されている。
特開２００１−１４７８２号公報

ところで、磁気ディスク装置に回転振動検出器を設ける場合、回転振動検出器の出力信号に、回転振動検出器の構造共振に起因する外乱成分（以下、共振外乱成分という）が含まれてしまうことから、この共振外乱成分を抑制する必要が出てくる。

しかしながら、回転振動検出器の構造共振周波数は製造単位毎にばらつきがあるため、回転振動検出器の出力信号に含まれる共振外乱成分を抑制することは困難を伴う。例えば、特定周波数帯域の信号成分を抑制するフィルタ（いわゆるノッチフィルタ）を用いる場合、共振外乱成分の周波数がフィルタの特定周波数帯域から外れて、共振外乱成分を抑制できなくなる虞がある。また、構造共振周波数のばらつきを吸収するため、ノッチフィルタの特定周波数帯域を広くすると、出力信号の位相遅れが顕著となる虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分を、その周波数に依らずに適切に抑制することが可能な、磁気ディスク装置およびその制御方法を提供することをその目的の一つとする。

上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク装置の制御方法は、磁気ディスクと、磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上に支持し、該磁気ディスクの外側に定められた旋回軸を中心に旋回可能な支持機構と、前記支持機構を旋回駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの略半径方向に移動させるヘッド用アクチュエータと、装置筐体の前記旋回軸周りの回転振動を検出する回転振動検出器と、を備え、前記回転振動検出器の出力信号を前記ヘッド用アクチュエータの制御に供する磁気ディスク装置を対象とし、前記ヘッド用アクチュエータを駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上で移動させるヘッド移動ステップと、前記磁気ヘッドの移動後における前記回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分の周波数を推定する周波数推定ステップと、前記推定した周波数に基づいて、前記外乱成分を抑制する外乱抑制器を設定する抑制器設定ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様において、前記外乱抑制器は、デジタルフィルタで構成され、前記抑制器設定ステップは、前記デジタルフィルタの伝達関数に含まれるパラメータを、前記推定した周波数に応じて設定する。

この態様において、前記パラメータは、各周波数において、前記デジタルフィルタが該周波数を含む所定の周波数帯域の信号成分を抑制するように定められる。

また、本発明の一態様において、前記周波数推定ステップは、前記回転振動検出器の出力信号に含まれる前記外乱成分のうち、より大きな外乱成分の周波数に推定値を近づけるモードと、当該大きな外乱成分の周波数に前記推定値を合わせるモードと、を切替える。

また、本発明の一態様は、前記周波数推定ステップにおいて前記外乱成分の周波数が推定されるまで、前記ヘッド移動ステップを繰り返す。

また、本発明の一態様は、前記回転振動検出器の出力信号が周波数の異なる複数の外乱成分を含む場合に、前記回転振動検出器の出力信号を対象として、前記ヘッド移動ステップ、前記周波数推定ステップおよび前記抑制器設定ステップを実行し、第１の外乱成分が抑制されるように第１の外乱抑制器を設定した後、当該第１の外乱抑制器の出力信号を対象として、前記ヘッド移動ステップ、前記周波数推定ステップおよび前記抑制器設定ステップを実行し、第２の外乱成分が抑制されるように第２の外乱抑制器を設定する。

また、本発明の一態様において、前記回転振動検出器は、前記装置筐体、または該装置筐体に取り付けられる基板に設置される。

次に、本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上に支持し、該磁気ディスクの外側に定められた旋回軸を中心に旋回可能な支持機構と、前記支持機構を旋回駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの略半径方向に移動させるヘッド用アクチュエータと、装置筐体の前記旋回軸周りの回転振動を検出する回転振動検出器と、前記ヘッド用アクチュエータを駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上で移動させるヘッド移動手段と、前記磁気ヘッドの移動後における前記回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分の周波数を推定する周波数推定手段と、前記推定した周波数に基づいて、前記外乱成分を抑制する外乱抑制器を設定する抑制器設定手段と、を備え、前記外乱抑制器の出力信号を前記ヘッド用アクチュエータの制御に供する。

本発明の発明者等は、回転振動検出器の出力信号に含まれる共振外乱成分が減衰し難く、ヘッド用アクチュエータを駆動して磁気ヘッドを移動させると、移動後における回転振動検出器の出力信号に共振外乱成分が所定期間残存することを見出すに至った。そこで、本発明では、磁気ヘッドを移動させ、移動後における回転振動検出器の出力信号に含まれる共振外乱成分の周波数を推定し、推定した周波数に基づいて共振外乱成分を抑制する外乱抑制器を設定することで、回転振動検出器の出力信号に含まれる共振外乱成分をその周波数に依らずに適切に抑制することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成例を示す。磁気ディスク装置１は、磁気ディスク２、スピンドルモータ３、磁気ヘッド４、サスペンションアーム５、キャリッジ６、ボイスコイルモータ７、およびヘッドアンプ１４を、筐体９内に収納している。

また、磁気ディスク装置１は、筐体９に取り付けられる基板に、主制御回路１０、リードライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１３およびモータドライバ１７を有している。この主制御回路１０は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）およびハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）を含んでいる。

また、磁気ディスク装置１は、筐体９に取り付けられる基板に、回転振動検出器３０を有している。この回転振動検出器３０は、複数の加速度センサ３２および回路部３４で構成される。なお、複数の加速度センサ３２は、筐体９に直接取り付けられていてもよい。

磁気ディスク２は、スピンドルモータ３に取付けられ、同図の矢印ＤＲの方向に回転駆動される。磁気ディスク２には、同心円状に配列する複数のトラック２１が形成されている。また、それぞれのトラック２１には、周方向に沿って所定の周期でサーボデータ領域２３が設けられている。また、サーボデータ領域２３とサーボデータ領域２３の間は、ユーザデータ領域２５とされている。

磁気ヘッド４は、再生素子および記録素子を含み、サスペンションアーム５の先端部に取付けられて磁気ディスク２上に支持されている。サスペンションアーム５は、ボイスコイルモータ７の一部と一体とされたキャリッジ６に取付けられている。これらサスペンションアーム５およびキャリッジ６は、磁気ヘッド４の支持機構であり、磁気ディスク２の外側に定められた旋回軸Ｐを中心に旋回可能に設けられている。ボイスコイルモータ７は、ヘッド用アクチュエータの一例であり、キャリッジ６を旋回駆動することで、サスペンションアーム５の先端部に支持された磁気ヘッド４を磁気ディスク２上で略半径方向に移動させる。

回転振動検出器３０は、筐体９の旋回軸Ｐ周りの回転振動を検出し、回転振動を表す信号を主制御回路１０へ出力する。複数の加速度センサ３２は、筐体９に取り付けられる基板のうち、例えば図１に示すように互いに離れた位置にそれぞれ設置される。これら加速度センサ３２は、同方向の加速度を検出した場合の出力が同じとなるように設置される。回路部３４は、例えば差分増幅回路を含み、これら加速度センサ３２からの出力の差分を増幅して出力する。このように、複数の加速度センサ３２の出力に差が生じる場合に回路部３４が信号を出力することで、筐体９の回転振動を検出することができる。

主制御回路１０に含まれるＭＰＵは、装置全体の制御を司るものであり、不図示のメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによって、磁気ヘッド４の位置決め制御やデータの記録再生制御など、種々の制御を実現する。本実施形態においては、このＭＰＵが、上述のヘッド移動手段、周波数推定手段および抑制器設定手段として機能する。これらの機能については、後に詳しく述べる。

磁気ヘッド４の位置決め制御において、ＭＰＵは、Ｒ／Ｗチャネル１３から入力されるサーボデータに基づいて磁気ヘッド４の現在位置を特定し、磁気ヘッド４の目標位置と現在位置との誤差を表す誤差信号（ＰＥＳ：Position Error Signal）を生成する。そして、ＭＰＵは、このＰＥＳに基づいて、ボイスコイルモータ７を駆動するための制御信号を生成し、モータドライバ１７へ出力する。これにより、磁気ヘッド４は、目標位置のトラック上までシークされ、位置決めされる。

主制御回路１０に含まれるＨＤＣは、インターフェースコントローラ、エラー訂正回路、バッファコントローラなどを有している。このＨＤＣは、磁気ディスク２に記録すべきユーザデータを外部ホストから受信すると、このユーザデータをＲ／Ｗチャネル１３へ出力する。また、ＨＤＣは、磁気ディスク２から再生されたユーザデータがＲ／Ｗチャネル１３から入力されると、このユーザデータを外部ホストへ送信する。この際、ＨＤＣは、ＭＰＵからの制御を受けて、ユーザデータを不図示のバッファメモリに一時的に蓄積する。

Ｒ／Ｗチャネル１３は、主制御回路１０からユーザデータが入力されると、このユーザデータを変調してヘッドアンプ１４へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル１３は、磁気ヘッド４が磁気ディスク２から再生した再生信号がヘッドアンプ１４から入力されると、この再生信号をデジタルデータに変換し、復調して、主制御回路１０へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル１３は、再生信号から所定のサンプル周期でサーボデータを抽出して、主制御回路１０へ出力する。

ヘッドアンプ１４は、磁気ディスク２に記録させるデータがＲ／Ｗチャネル１３から入力されると、これを記録信号にして、磁気ヘッド４へ出力する。また、ヘッドアンプ１４は、磁気ディスク２から読み出された再生信号が磁気ヘッド４から入力されると、この再生信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１３へ出力する。

モータドライバ１７は、主制御回路１０からボイスコイルモータ７の制御信号が入力されると、この制御信号をアナログ変換し、増幅して、ボイスコイルモータ７に出力する。また、モータドライバ１７は、主制御回路１０からスピンドルモータ３の制御信号が入力されると、この制御信号をアナログ変換し、増幅して、スピンドルモータ３に出力する。

図２に、主制御回路１０の通常動作時の機能構成例を示す。通常動作時において、主制御回路１０は、誤差信号生成器４１、コントローラ４５、加算器４９、ノッチフィルタ（外乱抑制器）５３および回転振動補償器５５を機能的に有する。また、主制御回路１０は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤ変換器）５１を有する。

誤差信号生成器４１は、Ｒ／Ｗチャネル１３から入力されるサーボデータにより特定される磁気ヘッド４の現在位置と、外部機器からの記録指令または再生指令に基づいて決定される磁気ヘッド４の目標位置との位置誤差を表す誤差信号（ＰＥＳ）を生成して、コントローラ４５へ出力する。

コントローラ４５は、誤差信号生成器４１から入力されたＰＥＳに基づいて、ボイスコイルモータ７を駆動するための制御信号を生成し、加算器４９へ出力する。この制御信号は、磁気ヘッド４の位置誤差を抑制し、制御系全体を安定化する制御信号として生成される。

ＡＤ変換器５１は、回転振動検出器３０の出力信号を、アナログ−デジタル変換して、ノッチフィルタ５３へ出力する。

ノッチフィルタ５３は、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分（回転振動検出器３０の構造共振に起因する外乱成分）を抑制するために設けられる。ノッチフィルタ５３は、回転振動検出器３０の出力信号のうち、特定周波数帯域（抑制が有効となる周波数帯域）の信号成分を抑制する。このノッチフィルタ５３は、後述する構成および動作によって特定周波数帯域が設定される。

回転振動補償器５５は、ノッチフィルタ５３により特定周波数帯域の信号成分が抑制された回転振動検出器３０の出力信号に基づき、筐体９に加わった回転振動によってコントローラ４５を含むフィードバック制御系に作用する外乱を補償するための補償信号を生成し、加算器４９へ出力する。

加算器４９は、コントローラ４５から出力された制御信号と、回転振動補償器５５から出力された補償信号とを加算して、モータドライバ１７へ出力し、ボイスコイルモータ７を駆動させる。

図３に、主制御回路１０のフィルタ設定時の機能構成例を示す。この機能構成は、上記ノッチフィルタ５３を設定するための機能構成である。フィルタ設定時において、主制御回路１０は、上述のコントローラ４５等に加えて、更に周波数推定ブロック６０を機能的に有する。

周波数推定ブロック６０は、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分の周波数を推定する機能を有している。具体的には、周波数推定ブロック６０は、図４に示すように、バンドパスフィルタ６２、周波数推定部６４および収束判定部６６を機能的に有する。

バンドパスフィルタ６２は、ＡＤ変換器５１から入力される回転振動検出器３０の出力信号のうち、低周波域および高周波域の信号成分を抑制して、周波数推定部６４へ出力する。これにより、回転振動検出器３０の出力信号に共振外乱成分が表れると考えられる周波数帯域のみを切り出す。

周波数推定部６４および収束判定部６６の動作については、後に詳しく述べる。

図５に、主制御回路１０のフィルタ設定時の動作例を示す。

Ｓ１は、ヘッド移動ステップである。主制御回路１０は、ボイルコイルモータ７を駆動して、磁気ヘッド４を所定距離移動させるシーク動作を行う。このシーク動作により、筐体９には、旋回軸Ｐ周りの回転振動が加わる。磁気ヘッド４を移動させる距離は、筐体９に十分な回転振動を与えることができる程度の距離とすることができ、例えば、磁気ディスク２の半径に相当する程度の距離とすることができる。

図６に、磁気ヘッド４のシーク動作時およびシーク動作後における回転振動検出器３０の出力信号のグラフを示す。図６中の矢印は、シーク動作の終了時点を表す。図６によると、回転振動検出器３０の出力信号には、シーク動作後に何らかの振動成分が減衰せずに残存していることがわかる（図６中において破線に取り囲まれた範囲）。

図７（Ａ）に、図６中で破線に取り囲まれた範囲を拡大したグラフを示す。また、図７（Ｂ）には、この範囲をフーリエ変換したグラフを示す。図７（Ｂ）からわかるように、シーク動作後に残存する振動成分は急峻なピークを有している。

このようなシーク動作後に残存する振動成分は、共振外乱成分（回転振動検出器３０の構造共振に起因する外乱成分）であることが確認された。すなわち、磁気ヘッド４のシーク動作を行うと、回転振動検出器３０の出力信号には、シーク動作後に共振外乱成分が残存することが確認された。

このため、Ｓ１では、後述するステップにおいて共振外乱成分の周波数を推定するために、磁気ヘッド４のシーク動作を行うことによって、回転振動検出器３０の出力信号に共振外乱成分が表れるようにしている。

次に、図５に示したＳ２およびＳ３は、周波数推定ステップである。Ｓ２は、上記周波数推定部６４の機能に基づく。このＳ２において、主制御回路１０は、磁気ヘッド４のシーク動作後に回転振動検出器３０の出力信号に表れる共振外乱成分の周波数を推定する。

共振外乱成分の周波数の推定は、例えば特開２００３−１０９３３５号公報に記載されているような、追従ピークフィルタを用いた周波数推定技術を応用することができる。例えば、主制御回路１０は、回転振動検出器３０の出力信号の位相と、追従ピークフィルタ（図示せず）の出力信号の位相とを比較し、この比較結果に基づいて、追従ピークフィルタのピーク周波数を更新し、共振外乱成分の周波数に追従させていく。これによって、共振外乱成分の周波数が推定される。

具体的には、共振外乱成分の周波数の推定は、以下の数式１ないし５を計算することによって行うことができる。

この数式１は、追従ピークフィルタの分母を表す数式である。なお、追従ピークフィルタの分子は、ピーク周波数と関係がないので、詳しい説明を省略する。

ｘは、回転振動検出器３０の出力信号を表す。詳細には、ｘは、上記図４において、バンドパスフィルタ６２から周波数推定部６４へ入力される信号を表す。また、ｙは、追従ピークフィルタの出力信号を表す。

Ｃはフィルタ係数である。本実施形態において、このＣは、計算回数ｎに応じて変更される（後に詳しく述べる）。

Ｂはフィルタ係数である。このＢは、ピーク周波数を含むフィルタ係数であり、下記数式２で表される。追従ピークフィルタにおいては、このピーク周波数が、共振外乱成分を推定するための推定周波数とされる。

ｆはピーク周波数（推定周波数）を表す。Ｔ_Ｓはサンプリング時間を表す。

この数式３は、ｙの２乗平均を表す数式である。ａ_１は係数である。

この数式４は、推定周波数ｆを含むフィルタ係数Ｂを表す数式である。ここで、数式４の右辺第２項は、下記数式５に表すようにｄＢとする。また、ａ_２は係数である。

なお、本実施形態では、共振外乱成分の周波数を推定する際に、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる外乱成分のうち、より大きな外乱成分の周波数に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを近づける第１モードと、当該大きな外乱成分の周波数に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを収束させる第２モードと、を計算回数ｎに応じて切替える。

具体的には、計算回数ｎが所定未満の場合に、第１モードとして、上記数式１に含まれるフィルタ係数Ｃを１よりもやや小さい値に設定し、計算回数ｎが所定以上の場合に、第２モードとして、フィルタ係数Ｃを１に設定する。このフィルタ係数Ｃは、従来の追従ピークフィルタにおいて１に設定されるフィルタ係数である。

第２モードのようにフィルタ計数Ｃを１に設定する場合（従来の追従ピークフィルタと同様）、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる外乱成分に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを収束させることができる。しかしながら、上記図７（Ｂ）に示すように、回転振動検出器３０の出力信号に複数の外乱成分が含まれる場合（共振外乱成分に限らない）、追従ピークフィルタの推定周波数ｆがピーク強度の比較的小さな外乱成分に収束してしまうことがある。これは、追従ピークフィルタのゲインが推定周波数ｆで無限大となり、追従ピークフィルタの出力が外乱成分のピーク強度に依らず同じになるためである。

他方、第１モードのようにフィルタ係数Ｃを１よりも小さい値に設定する場合、回転振動検出器３０の出力信号に複数の外乱成分が含まれていても、より大きな外乱成分（例えば共振外乱成分）に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを近づけることができる。これは、追従ピークフィルタのゲインが推定周波数ｆで有限大となり、追従ピークフィルタの出力が外乱成分のピーク強度に依って異なるためである。但し、フィルタ係数Ｃが１ではないことから、追従ピークフィルタの推定周波数ｆは、当該大きな外乱成分に近づくだけで、完全には収束しない。

このため、本実施形態では、第１モードにより、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる外乱成分のうち、より大きな外乱成分に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを近づけ、その後、第２モードにより、当該大きな外乱成分の周波数に追従ピークフィルタの推定周波数ｆを収束させている。これによれば、回転振動検出器３０の出力信号に複数の外乱成分が含まれる場合であっても、追従ピークフィルタの推定周波数ｆをより大きな外乱成分に収束させることができる。

また、第１モードにおいて、フィルタ係数Ｃは、計算回数ｎの増加に応じて１に近づくように設定されてもよい。これによれば、第２モードに切り替る前に、追従ピークフィルタの推定周波数ｆを大きな外乱成分により近づけることができるので、第２モードに切り替えた後に、追従ピークフィルタの推定周波数ｆが当該大きな外乱成分に収束する精度を高めることができる。

次に、Ｓ３は、上記収束判定部６６の機能に基づく。このＳ３において、主制御回路１０は、上記数式５で表されるｄＢに基づいて、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分に追従ピークフィルタの推定周波数ｆが収束したか否かを判断する。具体的には、主制御回路１０は、追従ピークフィルタの計算回数ｎが既定回数を超えた際のｄＢの絶対値と閾値とを比較して、推定周波数ｆが収束したか否かを判断する。

ここで、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分に追従ピークフィルタの推定周波数ｆが収束していない場合（Ｓ３：ＮＯ）、主制御回路１０は、Ｓ１に戻り、磁気ヘッド４のシーク動作を再び実行するとともに、Ｓ２において、それまでの推定周波数ｆを初期値として、共振外乱成分の周波数を再び推定する。このように、１回のシーク動作で共振外乱成分の周波数を推定しきれない場合であっても、Ｓ１およびＳ２を繰り返して共振外乱成分の周波数を推定する。

次に、Ｓ４およびＳ５は、抑制器設定ステップである。Ｓ４において、主制御回路１０は、上記Ｓ１ないしＳ３において得られた推定周波数ｆに基づいて、ノッチフィルタ５３の伝達関数に含まれるフィルタ係数（パラメータ）を算出する。また、Ｓ５において、主制御回路１０は、算出したフィルタ係数をノッチフィルタ５３に設定する。

具体的には、ノッチフィルタ５３の伝達関数は、下記数式６によって表される。

Ｘは、ノッチフィルタ５３の入力信号、すなわち回転振動検出器３０の出力信号を表す。また、Ｙは、ノッチフィルタ５３の出力信号を表す。

Ｃは、上記数式１に含まれるフィルタ係数Ｃと同じフィルタ係数である。ここでは、フィルタ係数Ｃは１に設定される。

Ｂは、上記数式２で表されるフィルタ係数Ｂと同じフィルタ係数であり、ノッチフィルタ５３における特定周波数帯域（抑制が有効となる周波数帯域）の中心周波数（ピーク周波数）に寄与する。

Ｋ，Ｅ，Ｆはフィルタ係数であり、ノッチフィルタ５３の特定周波数帯域の幅などの特性に寄与する。

主制御回路１０は、上記Ｓ１ないしＳ３において得られたフィルタ係数Ｂ（すなわち、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分に収束した追従ピークフィルタの推定周波数ｆを含むフィルタ係数Ｂ）を、数式６で表されるノッチフィルタ５３のフィルタ係数Ｂとして適用する。これにより、ノッチフィルタ５３の特定周波数帯域の中心周波数を、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分の周波数に合わせることができるので、共振外乱成分を抑制することができる。

また、主制御回路１０は、上記Ｓ１ないしＳ３において得られたフィルタ係数Ｂを基に、予め定められた対応関係に応じて他のフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆを求める。

以下、フィルタ係数の対応関係について説明する。フィルタ係数Ｂと各フィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆとの対応関係は、例えば外部のコンピュータ等で計算されることによって、予め定められる。

具体的には、外部のコンピュータ等で、所望の特性を有するノッチフィルタを中心周波数を変えて複数作成し、これらのノッチフィルタから、中心周波数に依存するフィルタ係数Ｂと、他のフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆとの対応関係を導き出す。

図８に、フィルタ係数の対応関係を導出するための説明図を示す。

図８（Ａ）は、外部のコンピュータ等で作成される、互いに異なる中心周波数を有する複数のノッチフィルタの特性を表すグラフである。上段は利得−周波数特性を表し、下段は入出力信号の位相差−周波数特性を表す。

これらのノッチフィルタは、回転振動を補償するフィードフォワード制御系で使われることから，低周波数域での位相差−周波数特性が同じになるように作成される。これにより，選ばれるノッチフィルタに依らずに，回転振動が補償される低周波数域でのフィードフォワード制御系の特性が同一になる。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した複数のノッチフィルタの、中心周波数に依存するフィルタ係数Ｂと、他のフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆとの対応関係を示すグラフである。

この図８（Ｂ）には、図８（Ａ）に示した複数のノッチフィルタの、中心周波数に依存するフィルタ係数Ｂと、他のフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆとの対応関係をプロットした点と、これらプロットした点に対してフィッティングした関数の曲線とを示している。

本実施形態では、このようにして得られるフィルタ係数の対応関係を表す関数を、主制御回路１０に含まれるメモリ等に予め格納する。なお、関数に限らず、フィルタ係数の対応関係を表すテーブルなどであってもよい。

主制御回路１０は、この格納されている関数に基づいて、上記Ｓ１ないしＳ３において得られたフィルタ係数Ｂから、対応するフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆを求めるとともに、これらのフィルタ関数をノッチフィルタ５３に設定する。

これにより、主制御回路１０は、特定周波数帯域の幅が比較的狭く、入出力信号の位相差が低減された特性を有するノッチフィルタ５３を設定することができる。

また、予め定められたフィルタ係数の対応関係に基づいてフィルタ係数Ｋ，Ｅ，Ｆを求めることで、上記図８に示したような計算を主制御回路１０に行わせる必要がなく、ノッチフィルタ５３の設定を簡便に行うことができる。

次に、図５に示したＳ６は、確認ステップである。この確認ステップにおいて、主制御回路１０は、フィルタ係数を設定したノッチフィルタ５３が、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分を抑制できているか否かを確認する。

図９に、確認ステップの動作例を示す。なお、以下の説明において、上述のフローチャートと重複するステップについては、図面に同番号を付すことで詳細な説明を省略する。

まず、主制御回路１０は、ヘッド移動ステップ（Ｓ１）により磁気ヘッド４のシーク動作を行うことによって、回転振動検出器３０の出力信号に共振外乱成分が表れるようにする。

次に、主制御回路１０は、ノッチフィルタ５３の入出力信号に基づいて、回転振動検出器３０の出力信号に含まれる共振外乱成分を抑制できているか否かを確認する（Ｓ６２）。この確認は、ノッチフィルタ５３の入力信号の２乗和および出力信号の２乗和を計算することによって行う。

ノッチフィルタ５３の入力信号の２乗和Ｐ_in、出力信号の２乗和Ｐ_outは、下記数式７、数式８のように表される。

主制御回路１０は、入力信号の２乗和Ｐ_inおよび出力信号の２乗和Ｐ_outを計算回数Ｎが所定回数に達するまで計算し、これらの比と閾値を比較することで、共振外乱成分を抑制できているか否かを確認する。

このような確認により、２乗和の比が閾値を下回り、共振外乱成分を抑制できていると確認された場合には（Ｓ６３：ＹＥＳ）、処理を終了する。

他方、２乗和の比が閾値を上回り、共振外乱成分を抑制できていない場合には（Ｓ６３：ＮＯ）、図１０に示す動作例に移る。この図１０に示す動作例は、ノッチフィルタ５３の出力信号に残存している共振外乱成分を抑制するための新たなノッチフィルタ（図示せず）を設定する動作である。

まず、主制御回路１０は、ヘッド移動ステップ（Ｓ１）により、磁気ヘッド４のシーク動作を行うことによって、上記Ｓ５で設定したノッチフィルタ５３（第１ノッチフィルタ）の出力信号に共振外乱成分が表れるようにする。

次に、主制御回路１０は、上記Ｓ２と同様の処理により、磁気ヘッド４のシーク動作後にノッチフィルタ５３の出力信号に含まれる共振外乱成分の周波数を推定する（Ｓ２２）。そして、主制御回路１０は、得られた推定周波数ｆに基づいてフィルタ係数を算出して（Ｓ４）、上記Ｓ５と同様の処理により、算出したフィルタ係数を新たなノッチフィルタ（第２ノッチフィルタ）に設定する（Ｓ５２）。

このように設定された新たなノッチフィルタは、ノッチフィルタ５３の下流側（上記図２においてノッチフィルタ５３と回転振動補償器５５の間）に設けられ、ノッチフィルタ５３の出力信号に残存する共振外乱成分を抑制する。

次に、主制御回路１０は、確認ステップ（Ｓ６）を行い、フィルタ係数が設定された新たなノッチフィルタの出力信号に含まれる共振外乱成分が抑制されているか否かを確認し、共振外乱成分が抑制されている場合には（Ｓ６３：ＹＥＳ）、処理を終了する。他方、新たなノッチフィルタの出力信号に共振外乱成分が残存している場合には（Ｓ６３：ＮＯ）、これまでの処理と同様の処理を、全ての共振外乱成分が抑制されるまで繰り返す。

以上の処理によって、回転振動検出器３０の出力信号に複数の共振外乱成分が含まれる場合であっても、全ての共振外乱成分を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成例を表すブロック図である。 主制御回路の通常動作時の機能構成例を表すブロック図である。 主制御回路のフィルタ設定時の機能構成例を表すブロック図である。 図３における周波数推定ブロックの機能構成例を表すブロック図である。 主制御回路のフィルタ設定時の動作例を表すフローチャートである。 磁気ヘッドのシーク動作時およびシーク動作後における回転振動検出器の出力信号を表すグラフである。 図６のグラフの要部を拡大したグラフ及びそのフーリエ変換を表すグラフである。 フィルタ係数の対応関係を導出するための説明図である。 図５における確認ステップの動作例を表すフローチャートである。 図９における確認ステップ後の動作例を表すフローチャートである。

符号の説明

１ 磁気ディスク装置、２ 磁気ディスク、３ スピンドルモータ、４ 磁気ヘッド、５ サスペンションアーム、６ キャリッジ、７ ボイスコイルモータ、９ 筐体、１０ 主制御回路、１３ Ｒ／Ｗチャネル、１４ ヘッドアンプ、１７ モータドライバ、２１ トラック、２３ サーボデータ領域、２５ ユーザデータ領域、３０ 回転振動検出器、３２ 加速度センサ、３４ 回路部、４１ 誤差信号生成器、４５ コントローラ、４９ 加算器、５１ アナログ−デジタル変換器、５３ ノッチフィルタ、５５ 回転振動補償器、６０ 周波数推定ブロック、６２ バンドパスフィルタ、６４ 周波数推定部、６６ 収束判定部。

Claims (8)

1. 磁気ディスクと、
   磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上に支持し、該磁気ディスクの外側に定められた旋回軸を中心に旋回可能な支持機構と、
   前記支持機構を旋回駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの略半径方向に移動させるヘッド用アクチュエータと、
   装置筐体の前記旋回軸周りの回転振動を検出する回転振動検出器と、
   を備え、前記回転振動検出器の出力信号を前記ヘッド用アクチュエータの制御に供する磁気ディスク装置を対象とし、
   前記ヘッド用アクチュエータを駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上で移動させるヘッド移動ステップと、
   前記磁気ヘッドの移動後における前記回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分の周波数を推定する周波数推定ステップと、
   前記推定した周波数に基づいて、前記外乱成分を抑制する外乱抑制器を設定する抑制器設定ステップと、
   を含むことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
2. 請求項１に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記外乱抑制器は、デジタルフィルタで構成され、
   前記抑制器設定ステップは、前記デジタルフィルタの伝達関数に含まれるパラメータを、前記推定した周波数に応じて設定する、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
3. 請求項２に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記パラメータは、各周波数において、前記デジタルフィルタが該周波数を含む所定の周波数帯域の信号成分を抑制するように定められる、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
4. 請求項１に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記周波数推定ステップは、
   前記回転振動検出器の出力信号に含まれる前記外乱成分のうち、より大きな外乱成分の周波数に推定値を近づけるモードと、
   当該大きな外乱成分の周波数に前記推定値を合わせるモードと、
   を切替える、ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
5. 請求項１に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記周波数推定ステップにおいて前記外乱成分の周波数が推定されるまで、前記ヘッド移動ステップを繰り返す、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
6. 請求項１に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記回転振動検出器の出力信号が周波数の異なる複数の外乱成分を含む場合に、
   前記回転振動検出器の出力信号を対象として、前記ヘッド移動ステップ、前記周波数推定ステップおよび前記抑制器設定ステップを実行し、第１の外乱成分が抑制されるように第１の外乱抑制器を設定した後、
   当該第１の外乱抑制器の出力信号を対象として、前記ヘッド移動ステップ、前記周波数推定ステップおよび前記抑制器設定ステップを実行し、第２の外乱成分が抑制されるように第２の外乱抑制器を設定する、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
7. 請求項１に記載の磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記回転振動検出器は、前記装置筐体、または該装置筐体に取り付けられる基板に設置される、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
8. 磁気ディスクと、
   磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上に支持し、該磁気ディスクの外側に定められた旋回軸を中心に旋回可能な支持機構と、
   前記支持機構を旋回駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの略半径方向に移動させるヘッド用アクチュエータと、
   装置筐体の前記旋回軸周りの回転振動を検出する回転振動検出器と、
   前記ヘッド用アクチュエータを駆動して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上で移動させるヘッド移動手段と、
   前記磁気ヘッドの移動後における前記回転振動検出器の出力信号に含まれる外乱成分の周波数を推定する周波数推定手段と、
   前記推定した周波数に基づいて、前記外乱成分を抑制する外乱抑制器を設定する抑制器設定手段と、
   を備え、前記外乱抑制器の出力信号を前記ヘッド用アクチュエータの制御に供する磁気ディスク装置。

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