JP2023069416A - ディスク装置 - Google Patents

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【課題】一つの実施形態は、ライト動作を適正に行うことができるディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】一つの実施形態によれば、第1のディスクと第1のヘッドと第1のアクチュエータとコントローラとを有するディスク装置が提供される。第1のアクチュエータは、第1のヘッドを第1のディスクの第1の面に対して移動させる。コントローラは、第1のアクチュエータを介して第1のヘッドを位置決め制御し、第1のヘッドによる第1のディスクへのライト動作を制御する。コントローラは、振動源の状態に関する情報を取得する。コントローラは、振動源の状態に関する情報に応じて第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値を変更する。コントローラは、変更された係数の値で第1のヘッドの予測位置を推定する。コントローラは、推定された予測位置が閾値以下である場合に第1のヘッドによるライト動作を行い、推定された予測位置が閾値を超えた場合に第1のヘッドによるライト動作を禁止する。【選択図】図1

Description

本実施形態は、ディスク装置に関する。
ヘッド及びディスクを有するディスク装置では、ヘッドをディスクの面に対して移動させ、ヘッドによるディスクへのライト動作が行われる。ディスク装置では、ライト動作が適正に行われることが望まれる。
米国特許第10741210号明細書 米国特許第9911442号明細書 米国特許第10043543号明細書
一つの実施形態は、ライト動作を適正に行うことができるディスク装置を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、第1のディスクと第1のヘッドと第1のアクチュエータとコントローラとを有するディスク装置が提供される。第1のアクチュエータは、第1のヘッドを第1のディスクの第1の面に対して移動させる。コントローラは、第1のアクチュエータを介して第1のヘッドを位置決め制御し、第1のヘッドによる第1のディスクへのライト動作を制御する。コントローラは、振動源の状態に関する情報を取得する。コントローラは、振動源の状態に関する情報に応じて第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値を変更する。コントローラは、変更された係数の値で第1のヘッドの予測位置を推定する。コントローラは、推定された予測位置が閾値以下である場合に第1のヘッドによるライト動作を行い、推定された予測位置が閾値を超えた場合に第1のヘッドによるライト動作を禁止する。
第1の実施形態にかかるディスク装置の構成を示す図。 第1の実施形態におけるディスクの構成を示す平面図。 第1の実施形態におけるヘッドの位置決めを示す平面図。 第1の実施形態における振動に応じた実位置と予測位置との相関の変化を示す図。 第1の実施形態における係数情報のデータ構造を示す図。 第1の実施形態にかかるディスク装置のトラッキング中の動作を示すフローチャート。 第1の実施形態における予測位置係数更新処理を示すフローチャート。 第2の実施形態にかかるディスク装置の構成を示す図。 第2の実施形態におけるアクチュエータ間の振動の伝達特性を示す図。 第2の実施形態における振動に応じたシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図。 第2の実施形態におけるヘッドごとの振動の伝達特性の違いを示す図。 第2の実施形態における振動に応じたシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図。 第2の実施形態における係数情報のデータ構造を示す図。 第2の実施形態にかかるディスク装置のシーク中の動作を示すフローチャート。 第2の実施形態にかかるディスク装置のトラッキング中の動作を示すフローチャート。 第2の実施形態における予測位置係数更新処理を示すフローチャート。
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるディスク装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
(第1の実施形態)
第1の実施形態にかかるディスク装置では、ヘッドの予測位置によるライト禁止判定を行うが、ライト禁止判定の精度を上げるための工夫が施される。
例えば、ディスク装置100は、図1に示すように構成される。図1は、ディスク装置100の構成を示す図であり、ディスク装置100の構成の一部を断面図で示し、他の一部をブロック図で示す。以下では、ディスクDK1の回転軸に沿った方向をZ方向とし、Z方向に垂直な面内で互いに直交する2方向をX方向及びY方向とする。
ディスク装置100は、筐体1、ディスクDK1、ヘッドH0、ヘッドH1、アクチュエータAC1、スピンドルモータ3、スピンドル10、RV(回転振動)センサ11A,11B、ショックセンサ12、ライト禁止検出器13、コントローラ5を有する。
筐体1は、XY方向に平板状に延びたベース1aと、図示しないカバー1bとを含む。ベース1aを+Z側からカバー1bが閉塞する空間内に、ディスクDK1、ヘッドH0、アクチュエータAC1、スピンドルモータ(SPM)3、スピンドル10、RVセンサ11、ショックセンサ12、ライト禁止検出器13が収容される。
ディスクDK1は、図2に示すように、情報が記録されるべき略円盤状の媒体である。図2は、ディスクDK1の構成を示す平面図である。ディスクDK1は、スピンドル10を介して筐体1のベースにZ軸周りに回転可能に支持される。ディスクDK1は、磁気ディスクでもよいし、光磁気ディスクでもよい。以下では、ディスクDK1が磁気ディスクである場合を主に例示する。ディスクDK1は、+Z側に記録面M0を有し、-Z側に記録面M1を有する。ディスクDK1は、各記録面M0,M1において、放射状のサーボ領域SRに予め書き込まれたサーボ情報によって、半径方向に同心円の複数のトラックTRが規定される。ディスクDK1の各記録面M0,M1におけるサーボ領域SR間の領域は、データをライト可能なデータ領域DRである。各トラックTRは、周方向にサーボ領域SRとデータ領域DRとの組が1以上含まれる。
図1に示すヘッドH0は、アクチュエータAC1に保持され、ディスクDK1の記録面M0に対向するように配される。ヘッドH1は、アクチュエータAC1に保持され、ディスクDK1の記録面M1に対向するように配される。各ヘッドH0,H1は、ライトヘッドおよびリードヘッドを含む。アクチュエータAC1は、シーク時などに、ヘッドH0,H1を記録面M0,M1に対して移動させ、複数のトラックTRのうちいずれかのトラックTRにヘッドH0,H1を位置決めする。
アクチュエータAC1は、ボイスコイルモータ(VCM)4及びアクチュエータアームAM0,AM1を有する。ヘッドH0は、アクチュエータアームAM0の先端におけるディスクDK1側(記録面M0側)の位置に設けられる。ヘッドH1は、アクチュエータアームAM1の先端におけるディスクDK1側(記録面M1側)の位置に設けられる。
なお、アクチュエータAC1は、マイクロアクチュエータMA0,MA1をさらに有してもよい。この場合、マイクロアクチュエータMA0,MA1は、アクチュエータアームAM0,AM1の先端に設けられる。ヘッドH0は、マイクロアクチュエータMA0の先端におけるディスクDK1側(記録面M0側)の位置に設けられる。ヘッドH1は、マイクロアクチュエータMA1の先端におけるディスクDK1側(記録面M1側)の位置に設けられる。
アクチュエータAC1は、シーク時などにおいて、ボイスコイルモータ4により、図3に示すように、シャフトAX1を回転中心としてアクチュエータアームAM0,AM1を駆動させる。図3は、ヘッドH0,H1の位置決めを示す図である。アクチュエータアームAM0,AM1が同時に回転するように構成される場合、アクチュエータAC1は、ヘッドH0,H1を同時に移動させ位置決めしてもよい。
例えば、アクチュエータAC1は、アクチュエータアームAM0,AM1を介してヘッドH0,H1を軌跡T上で水平方向にシークさせ、ヘッドH0,H1を目標トラックTRへ位置決めする。アクチュエータAC1は、ヘッドH0,H1を目標トラックTR上でトラッキングさせる。
図1に示すアクチュエータアームAM0,AM1は、ディスクDK1が回転している時の空気流によるヘッドH0,H1の浮上力に対抗する押下力をヘッドH0,H1に与えることで、ディスクDK1の記録面M0,M1の+Z側、-Z側のヘッドH0,H1の浮上量を一定に保つことができる。スピンドルモータ3は、スピンドル10を中心として磁気ディスクDK1を回転させる。ボイスコイルモータ4およびスピンドルモータ3は、筐体1のベース1aに固定されている。
RVセンサ11A,11B及びショックセンサ12は、それぞれ、振動源の振動を検出する。振動源は、アクチュエータAC1に及ぼし得る振動の発生源である。
RVセンサ11A,11Bは、図3に示すように、XY平面方向においてディスクDK1を間にした位置で筐体1のベース1aに固定される。RVセンサ11A,11Bのそれぞれは、X方向およびY方向の振動の量を検出することができる。RVセンサ11Aの検出値とRVセンサ11Bの検出値との差分が差動増幅器(不図示)によって増幅されることで、ディスクDK1の略円周方向の振動の量が検出可能である。RVセンサ11A,11Bは、振動の量の検出結果をコントローラ5へ供給する。
ショックセンサ12は、X、Y、Zの各方向の振動の量を検出することができる。ショックセンサ110が検出する振動の量は、変位量、速度、加速度、またはこれら以外の任意の物理量である。ショックセンサ12は、筐体1のベース1aに固定され、筐体1のX方向、Y方向、Z方向の振動の量を検出可能である。
ライト禁止検出器13は、ショックセンサ12からその検出結果を受ける。ライト禁止検出器13は、ショックセンサ12で検出される振動の量が所定の閾値を超えると、ライト禁止を検出する。ライト禁止検出器13は、ショックセンサ12で検出される振動の量が所定の閾値以内であれば、ライト禁止を検出しない。
コントローラ5は、ホストシステムHSと通信可能に接続され、ホストシステムHSからコマンドを受信すると、コマンドに応じた制御を行うことが可能である。
コントローラ5は、ヘッドアンプ6、ドライバ7、リードライト(R/W)チャネル8、ハードディスク制御部(HDC)9、揮発性メモリ14、バッファメモリ15、及び不揮発性メモリ16を含む。
コントローラ5は、不揮発性メモリ16又はディスクDK1に予め記憶されたファームウェアに従って、このディスク装置100の全体的な制御を行う。ファームウェアは、初期ファームウェアおよび通常動作に用いる制御用ファームウェアである。起動時に最初に実行される初期ファームウェアは、例えば、不揮発性メモリ16に記憶されており、通常動作に用いる制御用ファームウェアは、ディスクDK1に記録されている。初期ファームウェアに従った制御により、ディスクDK1から一旦バッファメモリ15に読み出され、その後揮発性メモリ14に格納される。
ヘッドアンプ6は、ヘッドH0,H1を選択しライト時における信号を増幅したりリード時に信号を検出したりする。ヘッドアンプ6は、ライト電流制御部6A、リード信号検出部6B、ヘッド選択部6Cを含む。ヘッド選択部6Cは、ヘッドH0,H1のうち用いるべきヘッドHを選択する。コントローラ5は、選択されたヘッドHにて読み取られたサーボ情報に基づいて、ディスクDK1に対するヘッドHの位置を制御し位置決めする。ライト電流制御部6Aは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるライトヘッドに流れるライト電流を制御する。リード信号検出部6Bは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるリードヘッドにて読み出される信号を検出する。ヘッドアンプ6は、集積回路(IC)として実装され得る。
ドライバ7は、ボイスコイルモータ4およびスピンドルモータ3を駆動したり、RVセンサ11A,11BからRV(回転振動)信号を取り込んだりする。ドライバ7は、スピンドルモータ(SPM)制御部7A、ボイスコイルモータ(VCM)制御部7B、及びRV信号取込部7Dを含む。スピンドルモータ制御部7Aは、スピンドルモータ3の回転を制御する。ボイスコイルモータ制御部7Bは、ボイスコイルモータ4の駆動を制御する。RV信号取込部7Dは、RVセンサ11A,11Bから回転振動信号(RV信号)を取り込む。
なお、アクチュエータAC1がマイクロアクチュエータMA0,MA1をさらに有する場合、ドライバ7は、マイクロアクチュエータ(MA)制御部7Cをさらに有する。マイクロアクチュエータ(MA)制御部7Cは、マイクロアクチュエータMA0,MA1の駆動を制御する。これにより、ヘッドHの位置が微調整され得る。
リードライトチャネル8は、ヘッドアンプ6とハードディスク制御部9との間でデータの受け渡しを行う。なお、データは、リードデータ、ライトデータおよびサーボ情報を含む。リードライトチャネル8は、ライト禁止部8Aを含む。ライト禁止部8Aは、センサライト禁止部8A1及びHDCライト禁止部8A2を含む。
センサライト禁止部8A1は、ライト禁止検出器13の検出結果を受ける。センサライト禁止部8A1は、ライト禁止が検出されていれば、ライト禁止の指令をヘッドアンプ6へ供給する。センサライト禁止部8A1は、ライト禁止が検出されていなければ、ライト許可の指令をヘッドアンプ6へ供給する。
HDCライト禁止部8A2は、ライト禁止判定の判定結果をハードディスク制御部9から受ける。HDCライト禁止部8A2は、判定結果がライト禁止であれば、ライト禁止の指令をヘッドアンプ6へ供給する。HDCライト禁止部8A2は、判定結果がライト許可であれば、ライト許可の指令をヘッドアンプ6へ供給する。
ヘッドアンプ6は、センサライト禁止部8A1及びHDCライト禁止部8A2の少なくとも一方からライト禁止の指令を受けると、ヘッドHによるディスクDK1へのライト動作が行われないようにする。すなわち、ライト電流制御部6Aは、ヘッドHにおけるライトヘッドにライト電流が流れないようにする。
ヘッドアンプ6は、センサライト禁止部8A1及びHDCライト禁止部8A2の両方からライト許可の指令を受けると、ヘッドHによるディスクDK1へのライト動作が行われるようにする。すなわち、ライト電流制御部6Aは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるライトヘッドに流れるライト電流を制御する。
ハードディスク制御部9は、ディスク装置100の外部(例えば、ホストシステムHS)からのライトコマンド・リードコマンドに基づいてライト制御・リード制御を行ったり、外部とリードライトチャネル8との間でデータの受け渡しを行ったりする。ドライバ7、リードライトチャネル8、ハードディスク制御部9を含む構成は、システムオンチップとして実装され得る。
ハードディスク制御部9は、コマンド制御部9A及びサーボ制御部6Bを有する。コマンド制御部9Aは、ホストシステムHSから受信されるコマンドに応じた動作を制御する。コマンド制御部9Aは、コマンド選択部9A1を含む。ハードディスク制御部9は、ホストシステムHSからコマンドを受信すると、コマンド選択部9A1は、受信されたコマンドを認識し、認識されたコマンドに応じて制御動作を選択する。コマンド選択部9A1は、コマンドに含まれたアドレス等を特定する。
コマンドがライトコマンドである場合、コマンド選択部9A1は、ライトコマンドに応じて、ライト制御を選択する。コマンド選択部9A1は、ライトコマンドに含まれたライトアドレス及びライドデータをそれぞれ特定する。
サーボ制御部9Bは、コマンド選択部9A1で選択された制御動作に応じて、ヘッドHの位置を制御する。トラッキング制御部9B1、シーク制御部9B2、ライト動作判定部9B3を有する。
シーク制御部9B2は、コマンドに含まれたアドレス(例えば、ライトアドレス)に応じて、ディスクDK1における目標トラックTRへのヘッドHのシークを制御する。シーク制御部9B2は、リードライトチャネル8及びヘッドアンプ6経由でアクチュエータAC1を制御し、アクチュエータアームAMを介してヘッドHを軌跡T上で水平方向にシークさせ、ヘッドHを目標トラックTRへ位置決めする。目標トラックTRは、コマンドに含まれたアドレス(例えば、ライトアドレス)に対応するトラックTRである。
トラッキング制御部9B1は、ディスクDK1の目標トラックTR上でのヘッドHのトラッキングを制御する。トラッキング制御部9B1は、リードライトチャネル8及びヘッドアンプ6経由でアクチュエータAC1を制御し、アクチュエータアームAMを介してヘッドHを目標トラックTR上でトラッキングさせる。
ここで、コマンドがライトコマンドである場合、ハードディスク制御部9は、ライト禁止判定を行う機能を有する。ライトアドレスに応じて目標トラックにヘッドHが位置決めされトラッキングされた状態で、ライト動作判定部9B3は、ライト禁止判定を行う。ライト禁止判定には、いくつかの種類があるが、その中に、現在位置によるライト禁止判定と予測位置によるライト禁止判定とがある。ライト動作判定部9B3は、位置動作判定部9B31及び予測位置動作判定部9B32を有する。位置動作判定部9B31は、現在位置によるライト禁止判定を行い、予測位置動作判定部9B32は、予測位置によるライト禁止判定を行う。
サーボ制御部9Bは、ヘッドHを介してサーボ領域から読み出されたサーボ情報に応じて、位置誤差信号を復調する。位置誤差信号は、ヘッドHのトラックTRのセンターからの相対位置を示す。サーボ制御部9Bは、位置誤差信号に応じて、ヘッドHの現在の実位置と、現在の実位置に至る直前の速度成分とを求める。サーボ制御部9Bは、ヘッドHの現在の実位置を、ヘッドHのトラックTRのセンターからの現在の変位の絶対値として求めてもよい。サーボ制御部9Bは、ヘッドHの現在の実位置と現在の実位置に至る直前の速度成分とに応じて、将来の予測位置を推定する。サーボ制御部9Bは、ヘッドHの将来の予測位置を、ヘッドHのトラックTRのセンターからの将来の変位の絶対値として求めてもよい。
予測位置動作判定部9B32は、予測位置に応じて、ライト禁止判定を行う。予測位置動作判定部9B32は、推定された予測位置が閾値以下であれば、ライト可能と判定し、推定された予測位置が閾値を超えていれば、ライト不可と判定する。サーボ制御部9Bは、予測位置動作判定部9B32でライト可能と判定されればヘッドHによるディスクDK1へのライト動作を行い、予測位置動作判定部9B32でライト不可と判定されればヘッドHによるディスクDK1へのライト動作を行わない。目標トラックTRからはみ出してデータがライトされる寄せ書きを防ぐためには、ライト禁止判定に用いられる予測位置の推定値が正確であることが望まれる。
例えば、サーボ制御部9BがヘッドHを目標トラックTR上にトラッキングしているとする。ヘッドHで読み出されたサーボ情報で測定される実位置をp、サーボ制御部9Bで予測した予測位置をp^で表すことにする。実位置p及び予測位置p^は、それぞれ、目標トラックTRの径方向センター位置からの位置誤差の絶対値を示す。サーボ制御部9Bは、所定のサンプルインターバルごとにサーボ情報を取得(サンプル)し、ヘッドHの現在の実位置と、現在の実位置に至る直前の速度成分とを求める。予測位置p^の最も単純な実装は1次補間によるもので、次の数式1で表される。
p^(k+1)=p(k)+(p(k)-p(k-1))
=2p(k)-p(k-1)・・・数式1
数式1において、kは現在のサンプルタイミングを示し、k-1は1サンプルインターバル前の過去のサンプルタイミングを示し、k+1は1サンプルインターバル後の将来のサンプルタイミングを示す。数式1に示すように、現在位置p(k)に対して、過去からの変位(p(k)-p(k-1))で1次補間することで1サンプルインターバル未来の予測位置p^(k+1)が求められる。
予測位置によってライト禁止判定を行う目的は、ヘッドHが目標トラックTRに位置決め制御される際に、ヘッドHが目標トラックTRからはみ出して(オーバーラン)隣のトラックTRのデータを侵食して書き換えてしまう可能性を下げることにある。
ヘッドHの位置を示す位置誤差信号は離散時間(サンプルインターバル)でしか得られず、かつポジション復調処理とライト禁止判定までの時間的な遅れが存在する。このため、現在の実位置によるライト禁止判定を行った場合、ある閾値でライト可能と判定されても、実際にはその閾値からはみ出して書かれてしまう可能性がある。隣接トラックのデータを消さないためにはこのはみ出し量を一定以下に抑える必要があり、そのために現在の実位置によるライト禁止判定だけでなく将来の予測位置によるライト禁止判定が用いられる。
ここで、(p(k)-p(k-1))は1サンプルインターバル前から現在までの変位による速度成分を表すが、変位による速度推定は誤差が大きい。そのため、数式1の予測位置によるライト禁止判定では、現在の実位置によるライト禁止判定で用いられる閾値Th1に対して大きな閾値Th2が使われる。この時の判定条件は次の数式2で表される。
p^(k+1)=2p(k)-p(k-1)>Th2・・・数式2
数式2において、Th2=a×Th1とすると、数式2は次の数式3に書き直せる。
p^(k+1)/a=(2/a)×p(k)+(-1/a)×p(k-1)>Th1・・・数式3
数式3で、一般化した係数a,bを導入すると、数式3は次の数式4に書き直せる。
p^(k+1)/a=a×p(k)+b×p(k-1)>Th1・・・数式4
数式4における係数a,bは、実位置の時刻歴データなどに基づいて適切化(例えば、最適化)され得る。ある振動状態に対して係数a,bを適切化した場合、係数a,bで推定される予測位置と実位置とが良い相関を持つようになるとする。この場合、別の振動状態で同じ係数a,bを用いると予測精度が悪化することがある。これは、振動の周波数成分に依存して係数a,bの適切な値(例えば、最適値)が変わるためであると考えられる。
例えば、アクチュエータAC1が周波数F(例えば、5kHz)にピーク周波数成分を含む振動を受けているとする。このとき、位置誤差信号は、図4(a)に一点鎖線で示す周波数スペクトルSPを示す。図4は、振動に応じた実位置と予測位置との相関の変化を示す図である。周波数スペクトルSP、周波数Fにピークを有する。この状態で、サーボ制御部9Bが係数a,bを適切化して予測位置を推定すると、係数a,bで推定される予測位置と実位置とは、図4(b)に一点鎖線で示すDSのように分布する。分布DSは、概ね、図4に点線で示す理想的な相関直線に沿った分布になっており、係数a,bで推定される予測位置が実位置とよい相関を持っていることを示している。
このとき、アクチュエータAC1が受ける振動が、周波数F’(例えば、10kHz)にピーク周波数成分を含む振動に変わったとする。このとき、位置誤差信号は、図4(a)に二点鎖線で示す周波数スペクトルSP’を示す。周波数スペクトルSP’は、周波数F’にピークを有する。この状態で、サーボ制御部9Bが上記と同じ係数a,bを用いて予測位置を推定すると、係数a,bで推定される予測位置と実位置とは、図4(b)に二点鎖線で示すDS’のように分布する。分布DS’は、図4に点線で示す理想的な相関直線ILから外れた分布になっており、係数a,bで推定される予測位置と実位置との相関が悪化したことを示している。
それに対して、ハードディスク制御部9は、予測位置係数更新部9B4をさらに有する。予測位置係数更新部9B4は、振動源の状態に関する情報を取得する。予測位置係数更新部9B4は、RVセンサ11A,11Bの検出結果を振動源の状態に関する情報として取得してもよいし、サーボ制御部9Bで生成された位置誤差信号を振動源の状態に関する情報として取得してもよい。予測位置係数更新部9B4は、振動源の状態に関する情報に応じてヘッドHの予測位置を推定するための係数a,bの値を変更する。予測位置係数更新部9B4は、RVセンサ11A,11Bの検出結果に応じて振動源の振動の周波数を推定してもよいし、位置誤差信号に応じて振動源の振動の周波数を推定してもよい。予測位置係数更新部9B4は、推定された周波数に応じて係数a,bの値を変更してもよい。
また、アクチュエータAC1で移動させる複数のヘッドH0,H1は、ある振動源からアクチュエータAC1が振動を受けた場合、その振動の伝達のされ方が互いに異なる。振動の周波数が同じであっても、ヘッドH0,H1毎に係数の適切な値(例えば、最適値)が異なり得る。このため、予測位置係数更新部9B4は、推定された周波数に応じて、ヘッドH0,H1毎に係数a,bの値を変更してもよい。
例えば、不揮発性メモリ16又はディスクDK1には、図5に示すような係数情報が格納されていてもよい。図5は、係数情報のデータ構造を示す図である。図5(a)は、係数情報の一部としての周波数レベル定義テーブルを例示し、図5(b)は、係数情報の他の一部として予測位置係数テーブルを例示する。図5(b)では、係数がa(ヘッド識別子,周波数レベル)、b(ヘッド識別子,周波数レベル)で示される。
図5(a)に示す周波数レベル定義テーブルは、周波数範囲と周波数レベルとが複数の周波数範囲について対応付けられている。例えば、周波数F0~F1の範囲は、周波数レベル「0」として定義される。周波数F1~F2の範囲は、周波数レベル「1」として定義される。周波数FM~F(M+1)の範囲は、周波数レベル「M」として定義される。Mは、2以上の任意の整数である。
図5(b)に示す予測位置係数テーブルは、ヘッド識別子(例えば、ヘッド番号)と周波数レベルと予測位置係数とが複数の周波数レベルについてヘッドごとに対応付けられている。ヘッド識別子「0」のヘッドH0について、周波数レベル「0」に係数a(0,0),b(0,0)が対応し、周波数レベル「M」に係数a(0,M),b(0,M)が対応する。ヘッド識別子「1」のヘッドH1について、周波数レベル「0」に係数a(1,0),b(1,0)が対応し、周波数レベル「M」に係数a(1,M),b(1,M)が対応する。
予測位置係数更新部9B4は、推定された周波数に応じて、図5(a)に示す周波数レベル定義テーブルと図5(b)に示す予測位置係数テーブルとを用いることで、ヘッドH0,H1毎に係数a,bの値を更新することができる。
なお、係数a,bの値を変更するための係数情報は、図5に例示するテーブルの形態に代えて、数式の形態でディスク装置100に実装されてもよい。例えば、不揮発性メモリ16又はディスクDK1には、次の数式5,6のような数式の情報が格納され、予測位置係数更新部9B4により参照されてもよい。fは、係数aが振動のピーク周波数の関数を変数としてあらわされた任意の数式を含む。fは、係数bが振動のピーク周波数の関数を変数としてあらわされた任意の数式を含む。
a(ヘッド識別子,周波数レベル)=f(振動のピーク周波数)・・・数式5
b(ヘッド識別子,周波数レベル)=f(振動のピーク周波数)・・・数式6
次に、ディスク装置100の動作について図6を用いて説明する。図6は、ディスク装置100のトラッキング中の動作を示すフローチャートである。ディスク装置100は、ヘッドHを目標トラックTR上にトラッキングさせている状態でサンプルタイミングごとに割込処理として図6に示す動作を行うことができる。
コントローラ5は、ヘッドHを目標トラックTR上にトラッキングさせている状態において、サーボ復調によるヘッドHの実位置の算出を行う(S1)。コントローラ5は、ヘッドHのリードヘッドを介してサーボ領域SRからサーボ情報を読み出す。コントローラ5は、サーボ情報に応じて、位置誤差信号を復調する。位置誤差信号は、ヘッドHのトラックTRのセンターからの相対位置を示す。コントローラ5は、位置誤差信号に応じて、ヘッドHの現在の実位置を求める。
コントローラ5は、ヘッドHの実位置p(k)が閾値Th1を超えているか否かを判断する(S2)。コントローラ5は、ヘッドHの実位置p(k)が閾値Th1を超えていれば(S2でYES)、ライト禁止(S11)と判定し、ライト動作を行わない。
コントローラ5は、ヘッドHの実位置p(k)が閾値Th1以下であれば(S2でNO)、ライト許可の可能性ありと判定し、RVセンサ11A,11B等のセンサの検出結果を取得する(S3)。コントローラ5は、センサの検出結果に応じて、振動源の振動の状態を推定する(S4)。コントローラ5は、振動源の状態として、振動の振幅及び方向を推定してもよい。コントローラ5は、推定された振動状態に応じて、振動を抑制するように振動制御指示値を決定し(S5)、振動制御指示値に応じて制御を実施する(S6)。コントローラ5は、制御として、振動の影響を打ち消すようにアクチュエータAC1を加振する加振制御を実施してもよい。
コントローラ5は、予測位置係数更新処理を行う(S7)。コントローラ5は、予測位置係数更新処理として、図7に示すS21~S23の処理を行ってもよい。図7は、予測位置係数更新処理を示すフローチャートである。
コントローラ5は、S6の制御が実施された状態で、サーボ復調により位置誤差信号を生成する(S21)。コントローラ5は、位置誤差信号に応じて、アクチュエータAC1に対する外乱状態を推定する(S22)。外乱状態は、加振制御等の制御により抑制しきれない外乱(例えば、ファンによる振動など)による振動の状態を含む。コントローラ5は、外乱状態として、外乱による振動の周波数を推定してもよい。
コントローラ5は、推定された外乱状態に応じて、予測位置を求めるための係数a,bの値を更新する(S23)。コントローラ5は、外乱による振動の周波数に応じて、図5に示すような係数情報を参照して、係数a,bの値を更新してもよい。
例えば、予測位置係数更新部9B4は、外乱による振動の周波数F(図4(a)参照)が周波数F0~F1の範囲内であれば、図5(a)に示す周波数レベル定義テーブルを参照し、その周波数レベルを「0」に特定する。予測位置係数更新部9B4は、図5(b)に示す予測位置係数テーブルを参照し、ヘッドH0の係数を周波数レベル「0」に対応するa(0,0),b(0,0)に更新し、ヘッドH1の係数を周波数レベル「0」に対応するa(1,0),b(1,0)に更新する。
あるいは、予測位置係数更新部9B4は、外乱による振動の周波数F’(図4(a)参照)が周波数F1~F2の範囲内であれば、図5(a)に示す周波数レベル定義テーブルを参照し、その周波数レベルを「1」に特定する。予測位置係数更新部9B4は、図5(b)に示す予測位置係数テーブルを参照し、ヘッドH0の係数を周波数レベル「1」に対応するa(0,1),b(0,1)に更新し、ヘッドH1の係数を周波数レベル「1」に対応するa(1,1),b(1,1)に更新する。
係数a,bの値が更新されると、図6に示すように、コントローラ5は、更新後の係数a,bを用いて、ヘッドHの予測位置を推定する(S8)。コントローラ5は、更新後の係数a,bを用いて、数式4により、ヘッドHの予測位置に相当するパラメータp^(k+1)/aを推定してもよい。
例えば、ライトコマンドに含まれたライトアドレスに応じてヘッドH0でライト動作が行われるべき場合、S6でヘッドH0の係数がa(0,0),b(0,0)に更新されれば、a(0,0),b(0,0)を数式4に代入し、パラメータp^(k+1)/aを推定してもよい。
コントローラ5は、ヘッドHの予測位置p^(k+1)が閾値Th2を超えている否かを判断する(S9)。コントローラ5は、更新後の係数a,bを用いて、数式4の不等式が成り立つか否かを判断してもよい。コントローラ5は、更新後の係数a,bを用いて、数式4の不等式が成り立てば、ヘッドHの予測位置p^(k+1)が閾値Th2を超えていると判断できる。コントローラ5は、更新後の係数a,bを用いて、数式4の不等式が成り立たなければ、ヘッドHの予測位置p^(k+1)が閾値Th2以下であると判断できる。
コントローラ5は、ヘッドHの予測位置p^(k+1)が閾値Th2を超えていれば(S9でYES)、ライト禁止(S11)と判定し、ヘッドHによるライト動作を行わない。
コントローラ5は、ヘッドHの予測位置p^(k+1)が閾値Th2以下であれば(S9でNO)、ライト許可(S10)と判定し、ヘッドHによるライト動作を行う。コントローラ5は、ヘッドHのライトヘッドにライト電流を流し、目標トラックTRのデータ領域DRにライトデータをライトする。
以上のように、第1の実施形態では、ディスク装置100において、コントローラ5が、振動源の状態に関する情報を取得し、振動源の状態に関する情報に応じてヘッドHの予測位置を推定するための係数の値を変更し、変更された係数の値でヘッドHの予測位置を推定する。これにより、予測位置の推定精度を向上できるので、予測位置によるライト禁止判定の精度を上げることができる。この結果、ヘッドHが目標トラックTRから隣接トラックTRにはみ出して上書きしてしまう寄せ書きを防ぎつつ、ヘッドHが目標トラックTR内で適正にライト動作可能な期間を確保できる。すなわち、振動が発生している場合に、ライト動作の信頼性向上と性能向上とを両立化でき、ライト動作を適正に行うことができる。
なお、図6に示す動作において、S3の処理が省略されてもよい。その場合、コントローラ5は、S1で生成された位置誤差信号を振動源の状態に関する情報として、S4で振動状態を推定してもよい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態にかかるディスク装置200について説明する。以下では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第1の実施形態では、ディスク装置100が1つのアクチュエータを有する場合の構成及び動作が例示されるが、第2の実施形態では、ディスク装置200が複数のアクチュエータを有する場合の構成(マルチアクチュエータ構成)及び動作が例示される。
ディスク装置200は、図8に示すように構成され得る。図8は、ディスク装置200の構成を示す図であり、ディスク装置200の構成の一部を断面図で示し、他の一部をブロック図で示す。
ディスク装置200は、ディスクDK2、ヘッドH2、ヘッドH3、アクチュエータAC2、コントローラ通信部17、コントローラ52をさらに有する。コントローラ5は、アクチュエータAC1に対応し、コントローラ52は、アクチュエータAC2に対応する。これにより、アクチュエータAC1及びアクチュエータAC2は、互いに独立して制御され得る。
ディスクDK2は、ディスクDK1と同様な略円盤状の媒体であり(図2参照)、ディスクDK1とともにスピンドル10を介して筐体1のベースにZ軸周りに回転可能に支持される。ディスクDK2は、Z方向におけるディスクDK1とベース1aとの間に配される。ディスクDK2は、+Z側に記録面M2を有し、-Z側に記録面M3を有する。
ヘッドH2は、アクチュエータAC2に保持され、ディスクDK2の記録面M2に対向するように配される。ヘッドH3は、アクチュエータAC2に保持され、ディスクDK2の記録面M3に対向するように配される。各ヘッドH2,H3は、ライトヘッドおよびリードヘッドを含む。アクチュエータAC2は、シーク時などに、ヘッドH2,H3を記録面M2,M3に対して移動させ、複数のトラックTRのうちいずれかのトラックTRにヘッドH2,H3を位置決めする。
複数のアクチュエータAC1,AC2は、互いに独立して駆動可能に構成される。アクチュエータAC2は、ボイスコイルモータ(VCM)42及びアクチュエータアームAM2,AM3を有する。ヘッドH2は、アクチュエータアームAM2の先端におけるディスクDK2側(記録面M2側)の位置に設けられる。ヘッドH3は、アクチュエータアームAM2の先端におけるディスクDK2側(記録面M3側)の位置に設けられる。
なお、アクチュエータAC2は、マイクロアクチュエータMA2,MA3をさらに有してもよい。この場合、マイクロアクチュエータMA2,MA3は、アクチュエータアームAM2,AM3の先端に設けられる。ヘッドH2は、マイクロアクチュエータMA2の先端におけるディスクDK2側(記録面M2側)の位置に設けられる。ヘッドH3は、マイクロアクチュエータMA3の先端におけるディスクDK2側(記録面M3側)の位置に設けられる。
アクチュエータAC2は、シーク時などにおいて、ボイスコイルモータ42により、シャフトAX1(図3参照)を回転中心としてアクチュエータアームAM2,AM3を駆動させる。アクチュエータアームAM2,AM3が同時に回転するように構成される場合、アクチュエータAC2は、ヘッドH2,H3を同時に移動させ位置決めしてもよい。
例えば、アクチュエータAC2は、アクチュエータアームAM2,AM3を介してヘッドH2,H3を軌跡T上で水平方向にシークさせ、ヘッドH2,H3を目標トラックTRへ位置決めする。アクチュエータAC2は、ヘッドH2,H3を目標トラックTR上でトラッキングさせる。
コントローラ通信部17は、コントローラ5及びコントローラ52の間の通信を媒介する。コントローラ通信部17は、通信部17Aを有する。通信部17Aは、振動関連情報通信部17A1を有する。
通信部17Aは、振動関連情報の通知要求をコントローラ5から受けると、通知要求をコントローラ52へ転送する。コントローラ52は、振動関連情報を保持してもよいし、通知要求に応じて振動関連情報を生成してもよい。コントローラ52は、通知要求を受けると、レスポンスとして、振動関連情報を振動関連情報通信部17A1へ供給する。振動関連情報通信部17A1は、振動関連情報をコントローラ5へ転送する。
通信部17Aは、振動関連情報の通知要求をコントローラ52から受けると、通知要求をコントローラ5へ転送する。コントローラ5は、振動関連情報を保持してもよいし、通知要求に応じて振動関連情報を生成してもよい。コントローラ5は、通知要求を受けると、レスポンスとして、振動関連情報を振動関連情報通信部17A1へ供給する。振動関連情報通信部17A1は、振動関連情報をコントローラ52へ転送する。
コントローラ52は、ホストシステムHSと通信可能に接続され、ホストシステムHSからコマンドを受信すると、コマンドに応じた制御を行うことが可能である。
コントローラ52は、ヘッドアンプ62、ドライバ72、リードライト(R/W)チャネル82、ハードディスク制御部(HDC)92を含む。
ヘッドアンプ62は、ヘッドH2,H3を選択しライト時における信号を増幅したりリード時に信号を検出したりする。ヘッドアンプ62は、ライト電流制御部62A、リード信号検出部62B、ヘッド選択部62Cを含む。ヘッド選択部62Cは、ヘッドH2,H3のうち用いるべきヘッドHを選択する。コントローラ5は、選択されたヘッドHにて読み取られたサーボ情報に基づいて、ディスクDK2に対するヘッドHの位置を制御し位置決めする。ライト電流制御部62Aは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるライトヘッドに流れるライト電流を制御する。リード信号検出部62Bは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるリードヘッドにて読み出される信号を検出する。ヘッドアンプ62は、集積回路(IC)として実装され得る。
ドライバ72は、ボイスコイルモータ42およびスピンドルモータ3を駆動したり、RVセンサ11A,11BからRV(回転振動)信号を取り込んだりする。ドライバ72は、スピンドルモータ(SPM)制御部72A、ボイスコイルモータ(VCM)制御部72B、及びRV信号取込部72Dを含む。スピンドルモータ制御部72Aは、スピンドルモータ3の回転を制御する。ボイスコイルモータ制御部72Bは、ボイスコイルモータ42の駆動を制御する。RV信号取込部72Dは、RVセンサ11A,11Bから回転振動信号(RV信号)を取り込む。
なお、アクチュエータAC2がマイクロアクチュエータMA2,MA3をさらに有する場合、ドライバ72は、マイクロアクチュエータ(MA)制御部7Cをさらに有する。マイクロアクチュエータ(MA)制御部7Cは、マイクロアクチュエータMA2,MA3の駆動を制御する。これにより、ヘッドHの位置が微調整され得る。
リードライトチャネル82は、ヘッドアンプ62とハードディスク制御部92との間でデータの受け渡しを行う。なお、データは、リードデータ、ライトデータおよびサーボ情報を含む。リードライトチャネル82は、ライト禁止部82Aを含む。ライト禁止部82Aは、センサライト禁止部82A1及びHDCライト禁止部82A2を含む。
センサライト禁止部82A1は、ライト禁止検出器13の検出結果を受ける。センサライト禁止部82A1は、ライト禁止が検出されていれば、ライト禁止の指令をヘッドアンプ62へ供給する。センサライト禁止部82A1は、ライト禁止が検出されていなければ、ライト許可の指令をヘッドアンプ62へ供給する。
HDCライト禁止部82A2は、ライト禁止判定の判定結果をハードディスク制御部92から受ける。HDCライト禁止部82A2は、判定結果がライト禁止であれば、ライト禁止の指令をヘッドアンプ62へ供給する。HDCライト禁止部82A2は、判定結果がライト許可であれば、ライト許可の指令をヘッドアンプ62へ供給する。
ヘッドアンプ62は、センサライト禁止部82A1及びHDCライト禁止部82A2の少なくとも一方からライト禁止の指令を受けると、ヘッドHによるディスクDK2へのライト動作が行われないようにする。すなわち、ライト電流制御部62Aは、ヘッドHにおけるライトヘッドにライト電流が流れないようにする。
ヘッドアンプ62は、センサライト禁止部82A1及びHDCライト禁止部82A2の両方からライト許可の指令を受けると、ヘッドHによるディスクDK2へのライト動作が行われるようにする。すなわち、ライト電流制御部62Aは、ヘッドHが位置決めされた状態で、ヘッドHにおけるライトヘッドに流れるライト電流を制御する。
ハードディスク制御部92は、ディスク装置100の外部(例えば、ホストシステムHS)からのライトコマンド・リードコマンドに基づいてライト制御・リード制御を行ったり、外部とリードライトチャネル82との間でデータの受け渡しを行ったりする。ドライバ72、リードライトチャネル82、ハードディスク制御部92を含む構成は、システムオンチップとして実装され得る。
ハードディスク制御部92は、コマンド制御部92A及びサーボ制御部92Bを有する。コマンド制御部922Aは、ホストシステムHSから受信されるコマンドに応じた動作を制御する。コマンド制御部92Aは、コマンド選択部92A1を含む。ハードディスク制御部92は、ホストシステムHSからコマンドを受信すると、コマンド選択部92A1は、受信されたコマンドを認識し、認識されたコマンドに応じて制御動作を選択する。コマンド選択部92A1は、コマンドに含まれたアドレス等を特定する。
コマンドがライトコマンドである場合、コマンド選択部92A1は、ライトコマンドに応じて、ライト制御を選択する。コマンド選択部92A1は、ライトコマンドに含まれたライトアドレス及びライドデータをそれぞれ特定する。
サーボ制御部92Bは、コマンド選択部92A1で選択された制御動作に応じて、ヘッドHの位置を制御する。トラッキング制御部92B1、シーク制御部92B2、ライト動作判定部92B3を有する。
シーク制御部92B2は、コマンドに含まれたアドレス(例えば、ライトアドレス)に応じて、ディスクDK2における目標トラックTRへのヘッドHのシークを制御する。シーク制御部92B2は、リードライトチャネル82及びヘッドアンプ62経由でアクチュエータAC2を制御し、アクチュエータアームAMを介してヘッドHを軌跡T上で水平方向にシークさせ、ヘッドHを目標トラックTRへ位置決めする。目標トラックは、コマンドに含まれたアドレス(例えば、ライトアドレス)に対応するトラックTRである。
トラッキング制御部92B1は、ディスクDK2の目標トラックTR上でのヘッドHのトラッキングを制御する。トラッキング制御部92B1は、リードライトチャネル82及びヘッドアンプ62経由でアクチュエータAC2を制御し、アクチュエータアームAMを介してヘッドHを目標トラックTR上でトラッキングさせる。
ここで、コマンドがライトコマンドである場合、ハードディスク制御部92は、ライト禁止判定を行う機能を有する。ライトアドレスに応じて目標トラックTRにヘッドHが位置決めされトラッキングされた状態で、ライト動作判定部92B3は、ライト禁止判定を行う。ライト禁止判定には、いくつかの種類があるが、その中に、現在位置によるライト禁止判定と予測位置によるライト禁止判定とがある。ライト動作判定部92B3は、位置動作判定部92B31及び予測位置動作判定部92B32を有する。位置動作判定部92B31は、現在位置によるライト禁止判定を行い、予測位置動作判定部92B32は、予測位置によるライト禁止判定を行う。
サーボ制御部92Bは、ヘッドHを介してサーボ領域から読み出されたサーボ情報に応じて、位置誤差信号を復調する。位置誤差信号は、ヘッドHのトラックTRのセンターからの相対位置を示す。サーボ制御部92Bは、位置誤差信号に応じて、ヘッドHの現在の実位置と、現在の実位置に至る直前の速度成分とを求める。サーボ制御部92Bは、ヘッドHの現在の実位置を、ヘッドHのトラックTRのセンターからの現在の変位の絶対値として求めてもよい。サーボ制御部92Bは、ヘッドHの現在の実位置と現在の実位置に至る直前の速度成分とに応じて、将来の予測位置を推定する。サーボ制御部92Bは、ヘッドHの将来の予測位置を、ヘッドHのトラックTRのセンターからの将来の変位の絶対値として求めてもよい。
予測位置動作判定部92B32は、予測位置に応じて、ライト禁止判定を行う。予測位置動作判定部92B32は、推定された予測位置が閾値以下であれば、ライト可能と判定し、推定された予測位置が閾値を超えていれば、ライト不可と判定する。サーボ制御部92Bは、予測位置動作判定部92B32でライト可能と判定されればヘッドHによるディスクDK2へのライト動作を行い、予測位置動作判定部92B32でライト不可と判定されればヘッドHによるディスクDK2へのライト動作を行わない。目標トラックTRからはみ出してデータがライトされる寄せ書きを防ぐためには、ライト禁止判定に用いられる予測位置の推定値が正確であることが望まれる。
例えば、サーボ制御部92BがヘッドHを目標トラックTR上にトラッキングしているとする。ヘッドHで読み出されたサーボ情報で測定される実位置をp、サーボ制御部9Bで予測した予測位置をp^で表すことにすると、予測位置によるライト禁止判定が数式3又は数式4の不等式が成り立つか否かで行われ得る。
予測位置の推定に用いられる係数a,bの適切値(例えば、最適値)がアクチュエータAC1,AC2の受ける振動の影響で変動し得る点は、第1の実施形態と同様であるが、マルチアクチュエータ構成の場合には、外乱よりも他のアクチュエータの動作状態による影響が大きい。各アクチュエータAC1,AC2は相互に影響を及ぼすが、ここでは、影響を受けるライト動作を実行しているアクチュエータACをビクティム(Victim)、影響を与えるアクチュエータACをアグレッサ(Aggressor)と呼ぶことにする。
アグレッサがシーク動作を実行した場合、ボイスコイルモータ(VCM)に流すVCM電流の形状によってその影響の仕方が変わる。シーク時のVCM電流をシーク電流と呼ぶことにする。この時のビクティム側の位置誤差は、
(位置誤差)=(アグレッサ電流)×(クロス伝達関数)×(ビクティム感度関数)
で表される。アグレッサ電流は、アグレッサ側のVCM電流(シーク時であればシーク電流)である。クロス伝達関数は、アグレッサ電流からビクティム側ヘッドまでの伝達関数である。ビクティム感度関数は、ビクティム側のVCM電流のフィードバック特性を示す関数である。
アクチュエータAC2のコントローラ52とアクチュエータAC1のコントローラ5とは、機能的に、図9に示すように構成される。コントローラ52は、減算器521、CTLR522、ノッチ523、LS524、加算器525、GMA526、ノッチ527、加算器528、加算器529、加算器530を有する。コントローラ5は、減算器501、CTLR502、ノッチ503、加算器504、ノッチ505、LS506、加算器507、GMA508、ノッチ509、加算器510を有する。
アクチュエータAC2のボイスコイルモータ42とアクチュエータAC1のボイスコイルモータ4との間のクロス伝達関数をActとする。コントローラ52において、減算器521でサーボ位置からヘッド位置信号POSを減算して生成される位置誤差信号をp2とし、加算器529からアクチュエータAC2のボイスコイルモータ42へ供給される電流をIとし、ボイスコイルモータ42から減算器521へのフィードバック特性とFB2とする。コントローラ5において、減算器501でサーボ位置からヘッド位置信号POSを減算して生成される位置誤差信号をpとし、加算器509からアクチュエータAC1のボイスコイルモータ4へ供給される電流をIとし、ボイスコイルモータ4から減算器501へのフィードバック特性とFB1とする。
例えば、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合、アグレッサ電流がI、クロス伝達関数がAct、ビクティム感度関数がFB1であるので、アクチュエータAC1のヘッドH(ヘッドH0又はヘッドH1)の位置誤差信号pは、次の数式7で表される。
=I×Act×FB1・・・数式7
あるいは、アグレッサ=アクチュエータAC1、ビクティム=アクチュエータAC2である場合、アグレッサ電流がI、クロス伝達関数がAct、ビクティム感度関数がFB2であるので、アクチュエータAC2のヘッドH(ヘッドH2又はヘッドH3)の位置誤差信号pは、次の数式8で表される。
=I×Act×FB2・・・数式8
マルチアクチュエータ構成では、動作モードに応じてビクティム側のアクチュエータACが受ける振動の周波数が変動し得る。ビクティム側のアクチュエータACが受ける振動の周波数は、ビクティム側のヘッドHの位置誤差信号の変動の周波数として現れる。
例えば、アグレッサ電流の波形は、アグレッサ側がシーク動作する場合、シーク動作のシーク制御方式に依存する。シーク制御方式は、長距離シーク及び短距離シークを含む。長距離シークは、シークさせるヘッドHの移動距離が比較的に長い制御方式であり、短距離シークは、シークさせるヘッドHの移動距離が比較的に短い制御方式である。シーク距離によってそのシーク電流の持つ周波数成分(すなわち、アグレッサ側の振動の周波数)は大きく異なる可能性がある。
アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1であり、アグレッサのシーク制御方式が長距離シークである場合、シーク距離が比較的長いことに応じて、アグレッサ側のシーク電流が図10(a)に示すように比較的大きな振幅で変化する。これに応じて、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(b)に示すように比較的遅い周波数で変動する。図10(a)、図10(b)は、それぞれ、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1であり、アグレッサのシーク制御方式が長距離シークである場合におけるシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図である。図10(a)の縦軸は、シーク電流のレベルを示し、図10(b)の縦軸は、位置誤差信号のレベルを示し、図10(a)、図10(b)の横軸は、それぞれ、時間を示す。
一方、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1であり、アグレッサのシーク制御方式が短距離シークである場合、シーク距離が比較的短いことに応じて、アグレッサ側のシーク電流が図10(c)に示すように比較的小さな振幅で変化する。これに応じて、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(d)に示すように比較的速い周波数で変動する。図10(c)、図10(d)は、それぞれ、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1であり、アグレッサのシーク制御方式が短距離シークである場合におけるシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図である。図10(c)の縦軸は、シーク電流のレベルを示し、図10(d)の縦軸は、位置誤差信号のレベルを示し、図10(c)、図10(d)の横軸は、それぞれ、時間を示す。
長距離シークは、ヘッドHの速度(ヘッド位置信号POSの一階微分値)が目標速度に追従するようにする速度フィードバック制御とシークモード(加速モード、定速モード、減速モード)を切り替えるモード切替制御とを用いる。短距離シークは、ヘッドHの位置(ヘッド位置信号POS)が目標位置軌道に追従するようにする位置フィードバック制御と所定の特性に応じてシーク電流(VCM電流I,I)を生成するフィードフォワード制御とを用いる。短距離シークでモード切替制御をさらに用いてもよい。モード切替制御において、シーク制御の各段階でそのシーク電流の持つ周波数成分は大きく異なる可能性がある。シーク制御の各段階は、加速モードにおけるシーク電流波形の立ち上がり、加速モードにおけるシーク電流波形の立下り、減速モードにおけるシーク電流波形の立ち上がり、減速モードにおけるシーク電流波形の立下りを含む。
例えば、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1であり、アグレッサのシーク制御方式が長距離シークである場合、図10(a)に示す期間TP1,TP2,TP3において、それぞれ、加速モード、定速モード、減速モードに切り替えられる。
アグレッサの期間TP1(加速モード)のシーク電流波形の立ち上がり時に、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(b)に示すように比較的速い周波数で変動する。アグレッサの期間TP1のシーク電流波形の立ち下がり時に、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(b)に示すように比較的遅い周波数で変動する。
アグレッサの期間TP3(減速モード)のシーク電流波形の立ち上がり時に、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(b)に示すように比較的速い周波数で変動する。アグレッサの期間TP3のシーク電流波形の立ち下がり時に、ビクティム側のヘッドH1の位置誤差信号は図10(b)に示すように比較的遅い周波数で変動する。
また、クロス伝達関数は、ヘッドHのZ位置によって大きく異なる。例えば、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合、図11に示すように、シャフトAX1のZ方向中ほどに位置するヘッドH1は、シャフトAX1(図3参照)の曲がりによるモードが大きく出ることに応じて、比較的遅い周波数FH1で振動する。一方、シャフトAX1のZ方向最上に近いヘッドH0は、そのモードがほとんど観測されないことに応じて、比較的速い周波数FH0で振動する。図11は、ヘッドごとの振動の伝達特性の違いを示す図である。
アグレッサ=アクチュエータAC1、ビクティム=アクチュエータAC2である場合、図示しないが、シャフトAX1のZ方向中ほどに位置するヘッドH2(図8参照)は、シャフトAX1(図3参照)の曲がりによるモードが大きく出ることに応じて、比較的遅い周波数で振動する。一方、シャフトAX1のZ方向最下に近いヘッドH3は、そのモードはほとんど観測されないことに応じて、比較的速い周波数で振動する。
例えば、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合、図12(a)に示すアグレッサ側のシーク電流の変化に対して、ビクティム側のヘッドH0は、シャフトAX1のZ方向最上に位置することに応じて、図12(b)に示すように比較的速い周波数で変動する。図12(a)、図12(b)は、それぞれ、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合におけるシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図である。図12(a)の縦軸は、シーク電流のレベルを示し、図12(b)の縦軸は、位置誤差信号のレベルを示し、図12(a)、図12(b)の横軸は、それぞれ、時間を示す。
アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合、図12(c)に示すアグレッサ側のシーク電流の変化に対して、ビクティム側のヘッドH1は、シャフトAX1のZ方向中ほどに位置することに応じて、図12(d)に示すように比較的遅い周波数で変動する。図12(c)、図12(d)は、それぞれ、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合におけるシーク電流及び位置誤差信号の変化を示す図である。図12(c)の縦軸は、シーク電流のレベルを示し、図12(d)の縦軸は、位置誤差信号のレベルを示し、図12(c)、図12(d)の横軸は、それぞれ、時間を示す。
そのため、各コントローラ5,52の予測位置係数更新部9B4,92B4は、振動源の状態に関する情報として、動作モード情報を取得する。予測位置係数更新部9B4,92B4は、動作モード情報に応じて、ヘッドHの予測位置を推定するための係数a,bの値をヘッドHごとに変更する。
例えば、不揮発性メモリ16、ディスクDK1又はディスクDK2には、図13に示すような係数情報が格納されていてもよい。図13は、係数情報のデータ構造を示す図である。図13(a)は、係数情報の一部としての動作モード定義テーブルを例示し、図13(b)は、係数情報の他の一部として予測位置係数テーブルを例示する。図13(b)では、係数がa(ヘッド識別子,動作モード)、b(ヘッド識別子,動作モード)で示される。
図13(a)に示す動作モード定義テーブルは、動作状態と動作モードとが複数の動作状態について対応付けられている。例えば、動作状態「トラッキング中」は、動作モード「0」として定義される。動作状態「ファン振動中」は、動作モード「1」として定義される。動作状態「シーク中 加速立ち上がり」は、動作モード「2」として定義される。動作状態「シーク中 加速立ち下がり」は、動作モード「3」として定義される。動作状態「シーク中 定速」は、動作モード「4」として定義される。動作状態「シーク中 減速立ち上がり」は、動作モード「5」として定義される。動作状態「シーク中 減速立ち下がり」は、動作モード「6」として定義される。動作状態「セトリング中」は、シーク後からヘッドHの位置が安定するまでの状態であり、動作モード「M」として定義される。Mは、2以上の任意の整数である。
図13(b)に示す予測位置係数テーブルは、ヘッド識別子(例えば、ヘッド番号)と動作モードと予測位置係数とが複数の動作モードについてヘッドごとに対応付けられている。ヘッド識別子「0」のヘッドH0について、動作モード「0」に係数a(0,0),b(0,0)が対応し、動作モード「M」に係数a(0,M),b(0,M)が対応する。ヘッド識別子「1」のヘッドH1について、動作モード「0」に係数a(1,0),b(1,0)が対応し、動作モード「M」に係数a(1,M),b(1,M)が対応する。
ここで、アグレッサ側の動作状態についてはアグレッサ側を制御しているコントローラは、過去・現在・および少し先の未来まで状態を把握できている。そこで、アグレッサ側の動作状態をアグレッサ側のコントローラからビクティム側のコントローラに通知する。ビクティム側のコントローラは、用いる係数a,bをそれぞれの状況に応じて切り替えて予測位置を推定できる。これにより、寄せ書きを防止しつつ性能低下を最小限に抑えることが可能になる。
次に、ディスク装置200の動作について図14を用いて説明する。図14は、ディスク装置200のシーク中の動作を示すフローチャートである。図14は、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合におけるアグレッサ側のコントローラ52のシーク中の動作を例示する。ディスク装置200は、ヘッドHをシーク中に、サンプルタイミングごとに割込処理として図14に示す動作を行うことができる。
コントローラ52は、シーク中に、サーボ復調によるヘッドHの実位置の算出を行う(S31)。コントローラ52は、ヘッドHのリードヘッドを介してサーボ領域SRからサーボ情報を読み出す。コントローラ52は、サーボ情報に応じて、位置誤差信号を復調する。位置誤差信号は、ヘッドHのトラックTRのセンターからの相対位置を示す。コントローラ52は、位置誤差信号に応じて、ヘッドHの現在の実位置を求める。
コントローラ52は、RVセンサ11A,11B等のセンサの検出結果をコントローラ5及びコントローラ通信部17経由で取得し、センサの検出結果に応じて、振動源の振動の状態を推定する(S32)。コントローラ52は、振動源の状態として、振動の振幅及び方向を推定してもよい。コントローラ52は、推定された振動状態に応じて、振動を抑制するように振動制御指示値を決定し(S33)、振動制御指示値に応じて制御を実施する(S34)。コントローラ52は、制御として、振動の影響を打ち消すようにアクチュエータAC2を加振する加振制御を実施してもよい。コントローラ52は、シーク制御の進行状態に応じて、シークモードの切り替え判定を行う(S35)。例えば、現在のシークモードが加速モードであれば、コントローラ52は、加速モードから定速モードへ切り替えるべきか否かの判定を行う。現在のシークモードが定速モードであれば、コントローラ52は、定速モードから減速モードへ切り替えるべきか否かの判定を行う。コントローラ52は、必要に応じて、動作モード情報をビクティム側のコントローラ5へ通知する(S36)。例えば、S35で加速モードから定速モードへ切り替えるべきと判定された場合、コントローラ52は、切替後のシークモードが定速モードであることを示す動作モード情報をコントローラ5へ通知する。S35で定速モードから減速モードへ切り替えるべきと判定された場合、コントローラ52は、切替後のシークモードが減速モードであることを示す動作モード情報をコントローラ5へ通知する。
ディスク装置200の他の動作について図15を用いて説明する。図15は、ディスク装置200のトラッキング中の動作を示すフローチャートである。図15左図は、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合におけるアグレッサ側のコントローラ52の任意の状態の動作を例示する。コントローラ52は、任意の状態でサンプルタイミングごとに割込処理として図15左図に示す動作を行うことができる。図15右図は、アグレッサ=アクチュエータAC2、ビクティム=アクチュエータAC1である場合におけるビクティム側のコントローラ5のトラッキング中の動作を例示する。コントローラ5は、ヘッドHを目標トラックTR上にトラッキングさせている状態でサンプルタイミングごとに割込処理として図15右図に示す動作を行うことができる。
S1,S2の処理を行った後、コントローラ5は、他アクチュエータACの動作モードをチェックする(S41)。コントローラ5は、動作モード情報の送信要求をコントローラ通信部17経由でコントローラ52へ送信する。コントローラ52は、動作モード情報の送信要求が受信されるまで(S51でNo)待機し、動作モード情報の送信要求が受信されると(S51でYes)アクチュエータAC2の動作モード情報をコントローラ通信部17経由でコントローラ5へ送信する(S52)。コントローラ5は、動作モード情報を受信する。コントローラ5は、動作モード情報に応じて、振動源の振動の状態を推定する(S42)。動作モード情報は、アクチュエータAC2の動作状態を示す情報である。
S5,S6の処理を行った後、コントローラ5は、予測位置係数更新処理を行う(S43)。コントローラ5は、予測位置係数更新処理として、図16に示すS61~S62の処理を行ってもよい。図16は、予測位置係数更新処理を示すフローチャートである。
コントローラ5は、他アクチュエータACの動作モードをチェックする(S61)。コントローラ5は、動作モード情報の送信要求をコントローラ通信部17経由でコントローラ52へ送信する。コントローラ52は、動作モード情報の送信要求が受信されるまで(S53でNo)待機し、動作モード情報の送信要求が受信されると(S53でYes)アクチュエータAC2の動作モード情報をコントローラ通信部17経由でコントローラ5へ送信する(S54)。コントローラ5は、動作モード情報を受信する。
コントローラ5は、動作モード情報に応じて、予測位置を求めるための係数a,bの値をヘッドHごとに更新する(S62)。コントローラ5は、動作モード情報で示されるアクチュエータAC2の動作モードに応じて、図13に示すような係数情報を参照して、係数a,bの値を更新してもよい。
例えば、予測位置係数更新部9B4は、アクチュエータAC2によりヘッドH0,H1がトラッキング中であれば、図13(a)に示す動作モード定義テーブルを参照し、その動作モードを「0」に特定する。予測位置係数更新部9B4は、図13(b)に示す予測位置係数テーブルを参照し、ヘッドH0の係数を動作モード「0」に対応するa(0,0),b(0,0)に更新し、ヘッドH1の係数を動作モード「0」に対応するa(1,0),b(1,0)に更新する。
あるいは、予測位置係数更新部9B4は、アクチュエータAC2によりヘッドH0,H1がシーク中の加速モードで波形の立ち上がり時であれば、図13(a)に示す動作モード定義テーブルを参照し、その動作モードを「2」に特定する。予測位置係数更新部9B4は、図13(b)に示す予測位置係数テーブルを参照し、ヘッドH0の係数を動作モード「0」に対応するa(0,2),b(0,2)に更新し、ヘッドH1の係数を動作モード「0」に対応するa(1,2),b(1,2)に更新する。
その後、図15に示すように、コントローラ5は、S8以降の処理を行う。
以上のように、第2の実施形態では、ディスク装置200において、コントローラ5が、他アクチュエータの動作状態に関する情報を取得し、他アクチュエータの動作状態に関する情報に応じてヘッドHの予測位置を推定するための係数の値を変更し、変更された係数の値でヘッドHの予測位置を推定する。これにより、予測位置の推定精度を向上できるので、予測位置によるライト禁止判定の精度を上げることができる。この結果、ヘッドHが目標トラックTRから隣接トラックTRにはみ出して上書きしてしまう寄せ書きを防ぎつつ、ヘッドHが目標トラックTR内で適正にライト動作可能な期間を確保できる。すなわち、振動が発生している場合に、ライト動作の信頼性向上と性能向上とを両立化でき、ライト動作を適正に行うことができる。
なお、ビクティム側のコントローラが係数更新時に取得する他アクチュエータの動作状態に関する情報は、シーク制御方式に関する情報を含んでもよいし、シーク距離に関する情報を含んでもよい。シーク制御方式に関する情報は、他アクチュエータのシーク制御方式が長距離シーク又は短距離シークのいずれであるのかを示す情報を含む。シーク距離に関する情報は、他アクチュエータのシーク距離が長距離シークに相当するシーク距離なのか短距離シークに相当するシーク距離なのかを示す情報を含む。
あるいは、ビクティム側のコントローラが係数更新時に取得する他アクチュエータの動作状態に関する情報は、他アクチュエータのシーク電流の一階微分値であってもよい。この場合、ビクティム側のコントローラは、他アクチュエータのシーク電流の一階微分値に応じて、振動の周波数を推定し、図5に示す係数情報を参照して係数a,bを更新してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
5,52 コントローラ、100,200 ディスク装置、AC1,AC2 アクチュエータ、DK1,DK2 ディスク、H0~H3 ヘッド、4 ゲート。

Claims (8)

  1. 第1のディスクと、
    第1のヘッドと、
    前記第1のヘッドを前記第1のディスクの第1の面に対して移動させる第1のアクチュエータと、
    前記第1のアクチュエータを介して前記第1のヘッドを位置決め制御し、前記第1のヘッドによる前記第1のディスクへのライト動作を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、振動源の状態に関する情報を取得し、前記振動源の状態に関する情報に応じて前記第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値を変更し、変更された前記係数の値で前記第1のヘッドの予測位置を推定し、推定された予測位置が閾値以下である場合に前記第1のヘッドによるライト動作を行い、推定された予測位置が前記閾値を超えた場合に前記第1のヘッドによるライト動作を禁止するコントローラと、
    を備えたディスク装置。
  2. 前記振動源の振動を検出するセンサをさらに備え、
    前記コントローラは、前記センサの検出結果を前記振動源の状態に関する情報として取得する
    請求項1に記載のディスク装置。
  3. 第2のヘッドをさらに備え、
    前記第1のアクチュエータは、前記第2のヘッドを前記第1のディスクの第2の面に対して移動させ、
    前記コントローラは、前記振動源の状態に関する情報を取得し、前記振動源の状態に関する情報に応じて前記第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値と前記第2のヘッドの予測位置を推定するための係数の値とをそれぞれ変更する
    請求項1に記載のディスク装置。
  4. 第2のディスクと、
    第3のヘッドと、
    前記第3のヘッドを前記第2のディスクの第1の面に対して移動させる第2のアクチュエータと、
    前記第2のアクチュエータを介して前記第3のヘッドを位置決め制御し、前記第3のヘッドによる前記第2のディスクへのライト動作を制御する第2のコントローラと、
    をさらに備え、
    前記コントローラは、前記第2のアクチュエータの状態に関する情報を前記第2のコントローラから取得し、前記第2のアクチュエータの状態に関する情報に応じて前記第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値を変更する
    請求項1に記載のディスク装置。
  5. 前記第2のコントローラは、前記第1のアクチュエータの状態に関する情報を前記コントローラから取得し、前記第1のアクチュエータの状態に関する情報に応じて前記第3のヘッドの予測位置を推定するための係数の値を変更し、変更された前記係数の値で前記第3のヘッドの予測位置を推定し、推定された予測位置が閾値以下である場合に前記第3のヘッドによるライト動作を行い、推定された予測位置が前記閾値を超えた場合に前記第3のヘッドによるライト動作を禁止する
    請求項4に記載のディスク装置。
  6. 第2のヘッドと、
    第4のヘッドと、
    をさらに備え、
    前記第1のアクチュエータは、前記第2のヘッドを前記第1のディスクの第2の面に対して移動させ、
    前記第2のアクチュエータは、前記第4のヘッドを前記第2のディスクの第2の面に対して移動させ、
    前記コントローラは、前記第2のアクチュエータの状態に関する情報を前記第2のコントローラから取得し、前記第2のアクチュエータの状態に関する情報に応じて前記第1のヘッドの予測位置を推定するための係数の値と前記第2のヘッドの予測位置を推定するための係数の値とをそれぞれ変更し、
    前記第2のコントローラは、前記第1のアクチュエータの状態に関する情報を前記コントローラから取得し、前記第1のアクチュエータの状態に関する情報に応じて前記第3のヘッドの予測位置を推定するための係数の値と前記第4のヘッドの予測位置を推定するための係数の値とをそれぞれ変更する
    請求項4に記載のディスク装置。
  7. 前記第2のアクチュエータの状態は、
    前記第2のアクチュエータのシーク制御方式、前記第2のアクチュエータのシーク電流の変化状態、前記第2のアクチュエータのシーク電流の一階微分値の少なくとも1つを含む
    請求項4に記載のディスク装置。
  8. 前記第2のアクチュエータの状態は、
    前記第2のアクチュエータのシーク制御方式、前記第2のアクチュエータのシーク電流の変化状態、前記第2のアクチュエータのシーク電流の一階微分値の少なくとも1つを含み、
    前記第1のアクチュエータの状態は、
    前記第1のアクチュエータのシーク制御方式、前記第1のアクチュエータのシーク電流の変化状態、前記第1のアクチュエータのシーク電流の一階微分値の少なくとも1つを含む
    請求項5に記載のディスク装置。
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