JP2009134782A - ディスク・ドライブ装置及びそのサーボ制御方法 - Google Patents

ディスク・ドライブ装置及びそのサーボ制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】振動センサを有するディスク・ドライブ装置において、検出した振動に応じた適切なサーボ制御を行う。
【解決手段】本発明一実施形態において、ＨＤＤは、ヘッド・ポジショニングの振動補正を行う補正サーボ・モードと、振動補正を行わない通常サーボ・モードとを切り換える。ＨＤＤは、いずれかのサーボ・モードにおいてサーボ・ポジショニングを行い、測定した位置誤差信号からそのサーボ・モードにおけるサーボ・ポジショニングの精度を決定する。ＨＤＤは、他方のサーボ・モードのサーボ・ポジショニング精度を表すデータをテーブルから取得する。ＨＤＤは２つのサーボ・モードの精度を比較し、精度がより高いサーボ・モードを選択する。テーブルは、各サーボ・モードにおけるサーボ・ポジショニング精度の過去の測定結果を格納している。
【選択図】図７

Description

本発明はディスク・ドライブ装置及びそのサーボ制御方法に関し、特に、振動に応じたサーボ制御に関する。
ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システムあるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途はその優れた特性により益々拡大している。
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックとサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。円周方向に離間するサーボ・データの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。
ＨＤＤは揺動アクチュエータによりヘッド・スライダのポジショニングを行う。そのため、外部振動が加えられるとアクチュエータが振動し、正確なヘッド・ポジショニングを行うことが困難となる。このため、ＨＤＤに振動センサを実装し、振動センサが検出した振動をフィード・フォワードによりヘッド・ポジショニングのサーボ制御（サーボ・ポジショニング）に注入することによって、外部振動のサーボ・ポジショニングへの影響を低減する技術が提案されている。特に、サーバ・システムのように近接して配置される複数のＨＤＤを有するシステムにおいては、他のＨＤＤ動作による振動がサーボ・ポジショニングに大きく影響するため、振動センサによる振動検出及び検出振動に応じたサーボ制御が必須の技術となっている。
サーボ・ポジショニングに使用する振動センサは記録面内に平行な全ての方向において振動を検出する。これは、アクチュエータが面内方向において揺動し、面内方向における振動がサーボ制御に大きな影響を及ぼすからである。典型的には、ＨＤＤには回転振動センサ（ＲＶセンサ）が実装される。ＲＶセンサは回転振動を直接感知する、あるいは直線方向の振動を感知する２つのセンサから構成される。２つのセンサは、それぞれ、Ｘ方向とＹ方向の振動（加速度）を検出し、それらの検出値から面内方向におけるあらゆる方向の振動を検出することができる。
ＲＶセンサが２つのセンサから構成されている場合、製造ばらつきにより、２つのセンサの特性は、完全には一致しない。２つセンサの特性の相違が大きい場合には、ＲＶセンサが誤検出をする可能性が高くなる。また、ＲＶセンサは、一般的に、ＨＤＤの外部に固定されている制御回路基板上に実装される。この制御回路基板は、Ｚ方向に外部振動が印加された場合でも、基板のゆがみにより面内方向においてわずかに振動する。このため、Ｚ方向における振動において、ＲＶセンサが面内方向における振動を誤検出することがある。制御回路基板が薄い場合にこの問題ははっきりと顕在化し、特に小型のＨＤＤにおいてこれが問題となる。
ＲＶセンサの誤検出は、サーボ・ポジショニングの悪化につながり、ＨＤＤのスループット（パフォーマンス）を低下させる。このため、このＲＶセンサの誤検出に起因するサーボ・ポジショニングの悪化を防ぐため、ＲＶセンサの検出振動によるサーボ・ポジショニングの補正処理を制御する技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているＨＤＤは、ＲＶセンサの出力からサーボ・ループに注入する補正信号を算出し、さらに、その補正信号をサーボ・ループに注入した場合の効果を予測する。さらに、ＨＤＤはその予測結果に応じて補正信号をサーボ・ループに注入するか否かを判定し、また、その予測結果に応じてＲＶセンサのゲインを動的に制御する。
特開２００３−３４６４３９号公報
上述のように、条件に応じてＲＶセンサによるサーボ・ポジショニングの補正機能をイネーブル／ディセーブルすることによって、ＲＶセンサの誤検出によるサーボ・ポジショニングの悪化を防ぐことができる。しかし、上記特許文献１の技術は、補正信号の効果を予測して、補正処理の有無を決定する。ＨＤＤは補正による効果を実測するものではないため、予測した効果が実際の振動補正によるサーボ・ポジショニングを正確に反映しない場合がある。一方で、ヘッド・ポジショニングの振動補正の有無を決定するために多くの処理時間を費やすことはできない。このため、より正確かつ効率的に、サーボ・ポジショニングの振動補正の有無を決定する手法が要求される。
本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、データを記憶するディスクと、
前記ディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、前記ヘッドを移動する移動機構と、振動センサと、前記振動センサの検出に応じて前記ヘッドのポジショニングのサーボ制御を補正する補正サーボ・モードと、前記補正を使用しない通常サーボ・モードと、を有するコントローラとを有する。前記コントローラは、前記ヘッドが前記ディスクから読み出したサーボ信号のターゲット・トラックからの誤差から、現在のサーボ・モードの精度を決定する。前記コントローラは、前記現在のサーボ・モードの精度と、テーブルに格納されている現在のサーボ・モードと異なるサーボ・モードの精度とを比較して、より精度が高いサーボ・モードを選択する。前記コントローラは、前記選択したサーボ・モードにおいて、前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う。測定により現在のサーボ・モードの精度を決定し、その値とテーブルに格納されている異なるサーボ・モードの精度とを比較することで、効率的かつ的確に適切なサーボ・モードを決定することができる。
前記コントローラは、前記現在のサーボ・モードにおいて測定した精度を表すデータにより、前記テーブルを更新することが好ましい。これにより、より的確に適切なサーボ・モードを決定することができる。あるいは、前記コントローラは、前記現在のサーボ・モードの精度が基準範囲にある場合、前記現在のサーボ・モードにおいて前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行うことが好ましい。これにより、付加的な処理によるコントローラの処理負荷を低減することができる。
前記ディスク・ドライブ装置は複数のヘッドを有している場合、前記テーブルはヘッド毎に前記精度を格納していることが好ましい。また、前記テーブルは、ヘッドに対応した記録面の分割された領域毎に前記精度を格納していることが好ましい。さらに、好ましい例において、前記分割された領域内の記録フォーマットは同一であり、前記分割された領域のそれぞれの記録フォーマットは異なる。これにより、より的確に適切なサーボ・モードを決定することができる。前記コントローラは、一つの領域内にお異なるデータ・トラックの位置誤差信号から、その領域に対応した精度を算出することが好ましい。これにより、テーブルの更新頻度の不足を避けることができる。
前記コントローラは、前記ターゲットへの移動距離が基準より大きい場合に、前記ターゲットへの移動において前記補正サーボ・モードを使用することが好ましい。これにより、前記移動において適切なサーボ制御を行うことができる。前記コントローラは、前記ヘッドを退避位置へ移動する場合、前記テーブルに格納されているデータをクリアすることが好ましい。これにより、より的確に適切なサーボ・モードを決定することができる。前記ディスク・ドライブ装置は複数のヘッドを有する場合、前記コントローラは、ヘッド切り替えにおいては前記サーボ・モードを維持することが好ましい。これにより、より適切なサーボ・ポジショニングを行うことができる。
本発明の他の態様は、振動センサの検出に応じてヘッド・ポジショニングのサーボ制御を補正する補正サーボ・モードと、前記補正を使用しない通常サーボ・モードと、を有するディスク・ドライブ装置におけるサーボ制御方法である。この方法は、ヘッドがディスクから読み出したサーボ信号のターゲット・トラックからの誤差から、現在のサーボ・モードの精度を決定する。前記現在のサーボ・モードの精度と、テーブルに格納されている現在のサーボ・モードと異なるサーボ・モードの精度とを比較して、より精度が高いサーボ・モードを選択する。前記選択したサーボ・モードにおいて、前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う。
本発明によれば、振動センサを有するディスク・ドライブ装置において、検出した振動に応じた適切なサーボ制御を行うことができる。
以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。
本形態のＨＤＤは振動センサを有し、その検出値によってヘッド・ポジショニングのサーボ制御（サーボ・ポジショニング）を補正する。さらに、ＨＤＤは、この振動補正を行う補正サーボ・モードと、振動補正を行わない通常サーボ・モードとを切り換える。ＨＤＤは、いずれかのサーボ・モードにおいてサーボ・ポジショニングを行い、測定した位置誤差信号（ＰＥＳ）からそのサーボ・モードにおけるサーボ・ポジショニングの精度を決定する。必要なサーボ・ポジショニング精度が得られていない場合、ＨＤＤは適切なサーボ・モードを選択する。
ＨＤＤは、他方のサーボ・モードのサーボ・ポジショニング精度を表すデータをテーブルから取得する。ＨＤＤは２つのサーボ・モードの精度を比較し、精度がより高いサーボ・モードを選択する。テーブルは、各サーボ・モードにおけるサーボ・ポジショニング精度の過去の測定結果を格納している。また、ＨＤＤは、測定により新たに決定したサーボ・ポジショニング精度で、テーブルに格納されているデータを更新する。このように、現在のサーボ・モードにおけるサーボ・ポジショニング精度を測定することにより、現在のサーボ・モードの適切さをより的確に判定することができる。また、他のサーボ・モードの精度として過去の測定データを使用することで、サーボ・モードを決定するための処理時間を短縮することができる。
また、テーブルのデータを、新たに測定したサーボ・ポジショニング精度で更新することにより、より的確な判定を行うことができる。上述のように、ＨＤＤは、現在のサーボ・モードの精度が低い場合に、サーボ・モードを切り換えるか否かの判定を行う。現在のサーボ・モードが必要な精度を達成している場合は、サーボ・モードを切り換える必要がなく、適切なサーボ・モードの判定及びモード切り替えのための処理時間を削減することができる。
本形態のサーボ・ポジショニングの詳細を説明する前に、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０内に、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を有している。スピンドル・モータ（ＳＰＭ）は、磁気ディスク１１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１１の各記録面に対応して、磁気ディスク１１にアクセス（リードあるいはライト）するヘッド・スライダ１２が設けられている。
アクセスは、リード及びライトの上位概念である。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とは、ヘッド・スライダ１２の移動機構である。
エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０上には、回路素子が実装されている。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、ＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５を駆動する。ＲＡＭ２４は、リード・データ及びライト・データを一時的に格納するバッファとして機能する。エンクロージャ１０内のアーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行うヘッド・スライダ１２を選択し、その再生信号を増幅してリード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１に送る。また、ＲＷチャネル２１からの記録信号を選択したヘッド・スライダ１２に送る。
ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データとを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データ及びサーボ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。
コントローラの一例であるＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ・ポジショニング）、ホスト５１との間のインターフェース制御、ディフェクト管理、エラーが発生した場合のエラー対応処理など、データ処理に関する必要な処理及びＨＤＤ１の全体制御を実行する。本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動センサ２５の検出振動に応じてサーボ・ポジショニングの補正を行う補正サーボ・モードと、振動補正を行うことなくサーボ・ポジショニングを行う通常サーボ・モードを有している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、２つのサーボ・モードを切り替え、適切なサーボ・モードにおいてヘッド・ポジショニングを行う。この点については後に詳述する。
図２は、磁気ディスク１１上の記録データを模式的に示している。磁気ディスク１１の記録面には、磁気ディスク１１の中心から半径方向に放射状に延び、所定の角度毎に形成された複数のサーボ領域１１１と、隣り合う２つのサーボ領域１１１の間にデータ領域１１２が形成されている。サーボ領域１１１とデータ領域１１２は、所定の角度で交互に設けられている。各サーボ領域１１１には、ヘッド・スライダ１２の位置決め制御を行うためのサーボ・データが記録される。各データ領域１１２には、ユーザ・データが記録される。ユーザ・データとサーボ・データとは、それぞれ、同心円状のデータ・トラック及びサーボ・トラック毎に記録されている。図２において、データ・トラックは、半径方向の位置に従って複数のゾーン１１３ａ〜１１３ｃにグループ化されている。記録周波数、データ・トラック・ピッチはゾーンのそれぞれに設定され、１データ・トラックにおけるデータ・セクタ数は、ゾーン毎に異なる。
以下において、本形態のサーボ・ポジショニングについてより具体的に説明する。図３は、本形態のサーボ・ポジショニングに関連する論理構成要素を模式的に示すブロック図である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はサーボ・コントローラ２３２を有しており、サーボ・コントローラ２３２は、ターゲット・データ・トラックと、ヘッド・スライダ１２が読み出したサーボ信号との間の位置誤差信号（ＰＥＳ）を算出し、そのＰＥＳの絶対値が小さくなるようにＶＣＭ電流を決定する。
補正信号生成器２３３は、振動センサ２５の検出振動から、サーボ・ポジショニングにおける補正値を算出する。スイッチ２３４がＯＮのとき、補正信号生成器２３３からの補正値が、サーボ・コントローラ２３２の出力値に可算され、モータ・ドライバ・ユニット２２に転送される。スイッチ２３４がＯＦＦのとき、サーボ・コントローラ２３２の出力値は補正されず、そのままモータ・ドライバ・ユニット２２に転送される。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から取得した制御データに応じて、ＶＣＭ１５にＶＣＭ電流を供給する。
振動センサ２５の検出値を使用して振動を補正するフィード・フォワード制御することで、外部振動が存在する場合に、より的確なサーボ・ポジショニングを行うことができる。なお、モータ・ドライバ・ユニット２２が補正信号生成器２３３及びスイッチ２３４を有し、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がそのスイッチ２３４を制御するように構成してもよい。この場合、振動センサ２５の検出値は、モータ・ドライバ・ユニット２２に入力される。
振動センサ２５は、典型的には回転振動センサ（ＲＶセンサ）であり、制御回路基板２０上に実装される。振動センサ２５は、磁気ディスク１１の記録面に平行な方向における回転及び振動を検出する。振動センサ２５の製造ばらつき、あるいは、記録面に垂直なＺ方向における加振に対する制御回路基板２０の面内方向（ＸＹ方向）における振動よる振動センサ２５の誤検出に対応するため、ＭＰＵ２３１は、サーボ・ポジショニングのモードを切り換える。具体的には、ＭＰＵ２３１は、スイッチ２３４をＯＮ／ＯＦＦすることにより、振動補正機能をイネーブル／ディセーブルする。スイッチ２３４がＯＮのときのサーボ・モードは補正サーボ・モードであり、スイッチ２３４がＯＦＦのときのサーボ・モードは通常サーボ・モードである。
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理におけるシーク処理とフォローイング処理とにおいて、それぞれ異なるサーボ・ポジショニングを行う。このため、補正サーボ・モードと通常サーボ・モードの切り替えについても、シーク処理とフォローイング処理との間で異なる。図４及び図５（ａ）を参照して、シーク処理におけるサーボ・モードの設定を説明する。サーボ・モードの設定は、リード処理におけるシークとライト処理におけるシークとで同様である。
図４のフローチャートに示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からシークを指示するリード／ライト・コマンドを取得する（Ｓ１１）。コマンドは、ターゲット・トラックのアドレスを示している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２をポジショニングしている現在のデータ・トラック（図５（ａ）におけるＣＵＲＲＥＮＴ）と、ターゲット・データ・トラック（図５（ａ）におけるＴＡＲＧＥＴ）との間のシーク距離ＳＬを算出する。シーク距離は、データ・トラック数やサーボ・トラック数で表すことができる。シーク距離ＳＬが基準内にあり、ターゲット・トラックへの移動がショート・シークである場合（Ｓ1２におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、設計に従って、前回のシーク処理あるいはフォローイング処理におけるサーボ・サーボを使用する（Ｓ１３）。初期状態においては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、例えば、通常サーボ・モードを使用する。
シーク距離が基準よりも大きく、ターゲット・トラックへの移動がロング・シークである場合（Ｓ1２におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動補正機能をイネーブルし、補正サーボ・モードを選択する（Ｓ１４）。上述のように、振動補正機能の設定は、ＭＰＵ２３がスイッチ２３４をＯＮ／ＯＦＦすることにより行う。その後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、選択したサーボ・モードにおいてアクチュエータ１６を制御し、ヘッド・スライダ１２をターゲット・トラックへと移動する（Ｓ１５）。ヘッド・スライダ１２がターゲット・トラックに到着し、ヘッド・スライダ１２の位置がターゲット・トラック近傍において安定すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、シーク処理を完了し（Ｓ１６）、フォローイング処理を開始する（Ｓ１７）。
典型的なシーク処理におけるサーボ・ポジショニングは、シーク開始直後に速度制御によりアクチュエータ１６を制御し、その後ヘッド・スライダ１２がターゲット・トラックに近づくと、位置制御によりアクチュエータ１６を制御する。この制御をセトリングと呼ぶこともある。シーク処理における位置制御において、ヘッド・スライダ１２は、ターゲット・トラックの内周側と外周側との間を往復（振動）する。この振動の振幅が小さくなると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、シーク処理からフォローイング処理に移行する。
シーク処理において、ターゲット・トラックをまたぐヘッド・スライダ１２の振動振幅は、シーク距離が長いほど大きくなる。ヘッド・スライダ１２の振動はアクチュエータ１６の面内方向における振動を意味する。このアクチュエータ１６の自己振動は、外部振動と同様の影響をサーボ・ポジショニングに与える。このため、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、シーク距離に応じてサーボ・モードを選択する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、シーク距離が大きい場合には補正サーボ・モードを使用し、シーク距離が小さい場合には振動補正を行わない通常サーボ・モードを使用する。これにより、シークによる自己振動の影響をより的確に補正することができる。
シーク処理が完了すると（Ｓ１６）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、フォローイングに入る（Ｓ１７）。図６のフローチャート示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はフォローイングを開始する（Ｓ１７１）。フォローイングは位置制御であり、ターゲット・データ・トラックからのＰＥＳが基準範囲内にあるように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はアクチュエータ１６を制御する。典型的には、フォローイングとシークの位置制御は、サーボ・ループのゲインが異なる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、前回のフォローイングにおけるサーボ・モードで、サーボ・ポジショニングを行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、前回のフォローイングにおけるサーボ・モードを示すデータを保持しており、このデータを参照すること、前回フォローイングにおけるサーボ・モードを知ることができる。
次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、フォローイングにおけるサーボ・モードを決定する（Ｓ１７２）。前回フォローイングのサーボ・モードと同じサーボ・モードを使用すると決定すると（Ｓ１７２におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、現在のサーボ・モード（前回フォローイングのサーボ・モード）を維持して、ターゲット・トラックのフォローイングを行う（Ｓ１７３）。前回フォローイングのサーボ・モードと異なるサーボ・モードを使用すると決定すると（Ｓ１７２におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動補正機能をイネーブル／ディセーブルし、サーボ・モードを切り替える（Ｓ１７４）。
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、現在のサーボ・モード（前回フォローイングのサーボ・モード）と異なるサーボ・モードにおいて、ターゲット・トラックのフォローイングを行う（Ｓ１７５）。フォローイングにおいてヘッド・チェンジ（磁気ディスク１１へアクセスするヘッド・スライダ１２の切り替え）がある場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・モードを切り替えることなく現在のサーボ・モードを維持する。また、図６のフローチャートにおける処理の間にヘッド・スライダ１２がターゲット・セクタにアクセスすることができる場合、ＨＤＤ１はその処理を優先的に行う。これにより、パフォーマンスの低下を防ぐことができる。
以下において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３による、フォローイングにおけるサーボ・モードの決定方法（Ｓ１７２）について説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・ポジショニングの精度を実際に測定することにより、適切なサーボ・モードを決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、フォローイング中のＰＥＳを使用してサーボ・モードのポジショニング精度を決定し、それにより適切なサーボ・モードを決定する。
ポジショニング精度を表す好ましい例の一つは、ＰＥＳの二乗平方根（ＲＭＳ）である。以下の説明において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ポジショニング精度を表す値としてＲＭＳを使用する。ＲＭＳは変化する値の強度を統計的に表す値であり、ポジショニング精度を表す値として好適である。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、図５（ｂ）に示すように、磁気ディスク１１の１回転を単位としてＲＭＳを算出する。
図５（ｂ）は、１周のターゲット・データ・トラック（ＴＡＲＧＥＴ）及びヘッド位置（○）を示している。ＰＥＳは、半径方向おけるターゲット位置からのずれであり、内周側へのずれと外周側へのずれにより、その符号が異なる。図５の例において、１データ・トラックに、ｋ＋１のサーボ・データ（Ｓ０〜Ｓｋ＋１）が対応している。つまり、ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１の１回転において、サーボ・データをｋ＋１回読み出す。ポジショニング精度を表す上記ＲＭＳは、上記ｋ＋１個のサーボ・データのＰＥＳの二乗平方根である。
フォローイングを開始すると、図７のフローチャートに示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、磁気ディスク１１の１回転（サーボ・トラックの１周）によるＰＥＳのＲＭＳを算出する（Ｓ７２１）。このときのサーボ・モードは、前回のフォローイングにおけるサーボ・モードと同じである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定したＲＭＳが基準内にある場合（Ｓ７２２におけるＹ）、現在のサーボ・モードを維持して（Ｓ７２３）フォローイングを続ける（Ｓ７２４）。
具体的には、ＲＭＳが予め設定されている基準値以下の場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、現在のサーボ・モードを維持する。このように、現在のサーボ・モードが必要精度を示している場合は、サーボ・モードの切り替えについて判定を行うことなく、現在のサーボ・モードでのフォローイングを続ける。これにより、正確なサーボ・ポジショニングのために不要な処理を省略し、処理効率を上げることができる。
測定したＲＭＳが基準範囲から外れている場合（Ｓ７２２におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定した現在サーボ・モードのＲＭＳと、テーブルに登録されている他方のサーボ・モードのＲＭＳを比較する（Ｓ７２５）。図８は、このテーブルの好ましい例を示している。ＤＡＴＡｘｘがＲＭＳの値である。テーブルは、振動補正モード（ＲＶ ＦＦ ＥＮＡＢＬＥ）と通常モード（ＲＶ ＦＦ ＤＩＳＡＢＬＥ）のそれぞれのＲＭＳを格納している。また、テーブルは、ヘッド・スライダ１２及びゾーン毎にＲＭＳを格納している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ターゲット・トラックにアクセスするヘッド・スライダ１２及びターゲット・トラックが属するゾーンに応じて、テーブルからＲＭＳを取得する。
測定した現在のサーボ・モードのＲＭＳが、テーブルから取得した他のサーボ・モードのＲＭＳよりも小さい場合（Ｓ７２５におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は現在のサーボ・モードを維持して（Ｓ７２３）、フォローイングを続ける（Ｓ７２４）。測定した現在のサーボ・モードのＲＭＳが、テーブルから取得した他のサーボ・モードのＲＭＳ以上である場合（Ｓ７２５におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・モードを切り換える（Ｓ７２６）。なお、二つのサーボ・モードのＲＭＳが同一のとき、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、現在のサーボ・モードを維持してもよい。
つまり、現在のサーボ・モードが振動センサ２５の検出値を使用する振動補正サーボ・モードである場合（Ｓ７２６におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、振動補正サーボ・モードから、振動補正を行わない通常サーボ・モードに移行する（Ｓ７２７）。現在のサーボ・モードが通常サーボ・モードである場合（Ｓ７２６におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常サーボ・モードから振動補正サーボ・モードに移行する（Ｓ７２８）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・モードを切り換えた後、そのサーボ・モードにおいてフォローイングを続ける（Ｓ７２４）。
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＭＳの今回の測定値により、テーブルを更新する（Ｓ７２９）。図７においては、サーボ・モードを決定した後（Ｓ７２３、Ｓ７２７、Ｓ７２８の後）にＨＤＣ／ＭＰＵ２３はテーブルを更新するが、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＭＳの測定後のいずれのタイミングにおいて更新を行ってもよい。もちろん、次のサーボ・モード判定処理の前までにテーブルを更新する必要はある。このように測定値によりテーブルを更新することで、サーボ・モードの決定をより的確に行うことができる。
図８に示すように、テーブルは、ヘッド・スライダ１２毎にＲＭＳを格納している。ヘッド・スライダ１２の特性には製造ばらつきが存在するため、ヘッド・スライダ１２毎にＲＭＳを測定することで、より正確に適切なサーボ・モードを決定することができる。テーブルは、データ・トラック毎にＲＭＳを有していることが判定正確性の点からは好ましい。しかし、それはテーブルの容量が大きくなりすぎるため、記録面を複数領域に分割し、その分割した各領域のＲＭＳを格納することが好ましい。分割領域の好ましい例は、図８に示すようにゾーンである。データ記録フォーマットはゾーン毎に異なるが、ゾーン内においては同一であるので、適切なサーボ・モードをより的確に決定することができる。
ＲＭＳの計算方法としては、いくつかの方法がある。一つの例は、一データ・トラックのＰＥＳによりＲＭＳを計算する。計算が終了する前にヘッド・スライダ１２が切り替わる、あるいはターゲット・データ・トラックからヘッド・スライダ１２が移動した場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はＲＭＳの計算を中止し、移動先の新たなターゲット・データ・トラックにおいて、ＲＭＳの計算を再開する。
上述のようにデータ・トラック単位でＲＭＳの計算を行う場合、計算終了前にヘッド・スライダ１２が移動する頻度が多くなり、テーブルの更新頻度が少なくなることが考えられる。そこで、他の好ましい方法は、ゾーン内での全データ・トラックを、一つのデータ・トラックとみなす。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、同一ゾーン内においてターゲット・データ・トラックが変わっても、ＲＭＳの計算処理を続行する。ターゲット・データ・トラックのゾーンあるいはヘッド・スライダ１２が変わった場合は、ＲＭＳの計算（のためのＰＥＳの取得）を最初からやり直す。
テーブルはゾーン及びヘッド・スライダ１２毎にＲＭＳを格納しており、この１エントリを単位としてＲＭＳを計算する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各サーボ・データのＰＥＳ（あるいはその二乗値）をＲＡＭ２４内の保持し、データ・トラックが切り替わっても、同一ゾーン内ではＰＥＳの測定を続行する。全てのサーボ・データ（磁気ディスク１周のサーボ・データ）のＰＥＳ測定が終了すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、それらからＲＭＳを算出する。このように、エントリ単位でＲＭＳの計算を行うことで、図７に示したサーボ・モードの選択の頻度及びテーブルの更新の頻度を適切な範囲に維持することができる。
典型的には、テーブルの初期データは全て０である。従って、サーボ・モードの最初の判定（図７におけるＳ７２５）において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・モードを切り換える。典型的には、ＨＤＤ１の起動時に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、テーブルの全ての値をクリアする。古いデータを使用して適切なサーボ・モードを選択する判定を行うことは、誤った判定をする可能性が高くなるからである。好ましい例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、アクチュエータ１６（ヘッド・スライダ１２）が待避位置に移動した場合に、テーブルをクリアする。典型的な待避位置は、磁気ディスク１１の最内周領域あるいはランプ上にある。これにより、古いデータによる、誤った判定の可能性を低減することができる。
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。本発明は、リード素子のみを備えるヘッド・スライダを実装するＨＤＤに、あるいは、ＨＤＤ以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。
振動補正を行うための回路構成は、本発明の適用において特に限定されるものではない。ＨＤＤは、３以上のサーボ・モードを有することができ、その内の一つが補正振動モードである。サーボ・ポジショニング精度を表す値として、ＰＥＳのＲＭＳ以外の値を使用することができる。また、例えば、磁気ディスク半回転のＰＥＳからＲＭＳを計算してもよい。
本実施形態において、ＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、磁気ディスク上のデータ・フォーマットを模式的に示す図である。 本実施形態において、サーボ・ポジショニングに関連する論理構成要素を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、シーク処理におけるサーボ・モードの設定の流れを示すフローチャートである。 本実施形態において、サーボ・モードの設定方法を説明するための図である。 本実施形態において、フォローイングにおけるサーボ・モード設定の流れを示すフローチャートである。 本実施形態において、フォローイングにおけるサーボ・モードの決定方法の流れを示すフローチャートである。 本実施形態において、サーボ・モードの決定に使用するデータを格納しているテーブルである。
符号の説明
１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１４ スピンドル・モータ、１５ ボイス・コイル・モータ
１６ アクチュエータ、２０ 回路基板、２１ リード・ライト・チャネル
２２ モータ・ドライバ・ユニット、２３ ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ
２４ ＲＡＭ、２５ 振動センサ、５１ ホスト、２３１ ＭＰＵ
２３２ サーボ・コントローラ、２３３ 補正信号生成器、２３４ スイッチ

Claims (20)

  1. データを記憶するディスクと、
    前記ディスクにアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを保持し、前記ヘッドを移動する移動機構と、
    振動センサと、
    前記振動センサの検出に応じて前記ヘッドのポジショニングのサーボ制御を補正する補正サーボ・モードと、前記補正を使用しない通常サーボ・モードと、を有するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、
    前記ヘッドが前記ディスクから読み出したサーボ信号のターゲット・トラックからの誤差から、現在のサーボ・モードの精度を決定し、
    前記現在のサーボ・モードの精度と、テーブルに格納されている現在のサーボ・モードと異なるサーボ・モードの精度とを比較して、より精度が高いサーボ・モードを選択し、
    前記選択したサーボ・モードにおいて、前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う、
    ディスク・ドライブ装置。
  2. 前記コントローラは、前記現在のサーボ・モードにおいて測定した精度を表すデータにより、前記テーブルを更新する、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  3. 前記コントローラは、前記現在のサーボ・モードの精度が基準範囲にある場合、前記現在のサーボ・モードにおいて前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  4. 前記ディスク・ドライブ装置は複数のヘッドを有し、
    前記テーブルは、ヘッド毎に前記精度を格納している、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  5. 前記テーブルは、ヘッドに対応した記録面の分割された領域毎に前記精度を格納している、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  6. 前記分割された領域内の記録フォーマットは同一であり、
    前記分割された領域のそれぞれの記録フォーマットは異なる、
    請求項５に記載のディスク・ドライブ装置。
  7. 前記コントローラは、一つの領域内にお異なるデータ・トラックの位置誤差信号から、その領域に対応した精度を算出する、
    請求項５に記載のディスク・ドライブ装置。
  8. 前記コントローラは、前記ターゲットへの移動距離が基準より大きい場合に、前記ターゲットへの移動において前記補正サーボ・モードを使用する、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  9. 前記コントローラは、前記ヘッドを退避位置へ移動する場合、前記テーブルに格納されているデータをクリアする、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  10. 前記ディスク・ドライブ装置は複数のヘッドを有し、
    前記コントローラは、ヘッド切り替えにおいて前記サーボ・モードを維持する、
    請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
  11. 振動センサの検出に応じてヘッド・ポジショニングのサーボ制御を補正する補正サーボ・モードと、前記補正を使用しない通常サーボ・モードと、を有するディスク・ドライブ装置におけるサーボ制御方法であって、
    ヘッドがディスクから読み出したサーボ信号のターゲット・トラックからの誤差から、現在のサーボ・モードの精度を決定し、
    前記現在のサーボ・モードの精度と、テーブルに格納されている現在のサーボ・モードと異なるサーボ・モードの精度とを比較して、より精度が高いサーボ・モードを選択し、
    前記選択したサーボ・モードにおいて、前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う、
    方法。
  12. 前記現在のサーボ・モードにおいて測定した精度を表すデータにより、前記テーブルを更新する、
    請求項１１に記載の方法。
  13. 前記現在のサーボ・モードの精度が基準範囲にある場合、前記現在のサーボ・モードにおいて前記移動機構を使用した前記ヘッドのポジショニングを行う、
    請求項１１に記載の方法。
  14. 前記ディスク・ドライブ装置は複数のヘッドを有し、
    前記テーブルは、ヘッド毎に前記精度を格納している、
    請求項１１に記載の方法。
  15. 前記テーブルは、ヘッドに対応した記録面の分割された領域毎に前記精度を格納している、
    請求項１１に記載の方法。
  16. 前記分割された領域内の記録フォーマットは同一であり、
    前記分割された領域のそれぞれの記録フォーマットは異なる、
    請求項１５に記載の方法。
  17. 一つの領域内にお異なるデータ・トラックの位置誤差信号から、その領域に対応した精度を算出する、
    請求項１５に記載の方法。
  18. 前記ターゲットへの移動距離が基準より大きい場合に、前記ターゲットへの移動において前記補正サーボ・モードを使用する、
    請求項１１に記載の方法。
  19. 前記ヘッドを退避位置へ移動する場合、前記テーブルに格納されているデータをクリアする、
    請求項１１に記載の方法。
  20. ヘッド切り替えにおいて前記サーボ・モードを維持する、
    請求項１１に記載の方法。
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