JP2635262B2

JP2635262B2 - 磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置

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Publication number: JP2635262B2
Application number: JP4076629A
Authority: JP
Inventors: 栄作高橋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH05282818A; US5339206A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、目的シリンダ位置にヘ
ッドを位置決め制御する磁気ディスク装置のヘッド位置
決め制御装置に関し、特に、回転位置によって異なるヘ
ッドアクチュエータの特性のバラツキを除くように補正
してヘッドを位置決め制御するヘッド位置決め制御装置
に関する。

【０００２】近年、磁気ディスク装置は高速化、大容量
化に伴い、高速アクセス及び高精度な位置決め精度が必
要となってきている。このような高精度な位置決め制御
を行うには、ヘッドアクチュエータの機械的な精度のバ
ラツキ及び電気的なサーボループのゲイン誤差等が妨げ
となっている。

【０００３】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置は、図１１のよ
うなボイスコイルモータ（「ＶＣＭ」という）１０を用
いてヘッド１２の位置決めを行っている。図１１におい
て、ＶＣＭ１０は固定された永久磁石２４と可動式のコ
イル２６で力を発生させる構造となっている。ここでコ
イル２６に対する永久磁石２４からの磁束密度をＢ、コ
イルの有効長をＬ、コイルに流す電流をＩとすると、力
Ｆは次式となる。Ｆ＝Ｂ×Ｌ×Ｉ・・・（１）このため（１）式で表わされるＶＣＭ１０に働く力Ｆ
は、コイル２６に流す電流Ｉによって制御することがで
き、磁気ディスク２上の目的とするシリンダ位置にヘッ
ド１２を位置決めすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＶＣＭ１０にあっては、永久磁石２４が有効
長であることから、永久磁石２４の端では磁束密度Ｂが
小さく、中央部では磁束密度Ｂが大きいという特性にな
る。このため永久磁石２４の場所による磁束密度Ｂの変
動でＶＣＭ１０に加わる力Ｆが変動し、位置決めの制御
精度が向上しない。

【０００５】また製造上の磁石の個々の磁束密度Ｂのバ
ラツキが大きく、装置に組み込まれた永久磁石２４のバ
ラツキの影響、更に制御ループ内の電気回路の定数のバ
ラツキなどの影響を受け、高精度の位置決め制御に支障
をきたしている。図１２は３台の磁気ディスク装置に使
用しているＶＣＭを例にとって所定シリンダ数毎にヘッ
ド位置を変化させた時の力（相対値）の変化を示してい
る。例えば特性２８から明らかなように、センター位置
からインナー側へのヘッド移動に伴って縦軸に示す力の
相対値は減少し、またアウター側へのヘッド移動につい
ても減少傾向を示している。

【０００６】また他のＶＣＭについては、特性３０，３
２のようにバラツキをもち、ヘッド位置の変化に対する
力の変化は傾向は似ているが、固有の値をもっている。
このためＶＣＭの特性のバラツキに起因して高精度の位
置決め制御は困難なものとなる。本発明は、このような
従来の問題点に鑑みてなされたもので、ＶＣＭを用いた
ヘッドアクチュエータの回転位置による機械的なバラツ
キを補正して高精度の位置決め制御ができるようにした
磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、アクチュエータを位
置決め制御するサーボループの電気的なバラツキを補正
して高精度の位置決め制御ができるようにした磁気ディ
スク装置に用いる位置決め制御装置を提供することを目
的とする。本発明の他の目的は、位置決めサーボループ
のゼロクロス周波数を知り、開ループゲインがシリンダ
位置に関わらず常に一定となるように補正する磁気ディ
スク装置に用いる位置決め制御装置を提供することを目
的とする。

【０００８】本発明の他の目的は、測定モードで位置決
めサーボループにゼロクロス周波数の正弦波信号を加え
て開ループゲインを測定して補正係数を求める磁気ディ
スク装置に用いる位置決め制御装置を提供することを目
的とする。本発明の他の目的は、磁気ディスクを複数ゾ
ーンに分割し、ゾーン毎に補正係数を求めて補正テーブ
ルに格納する磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装
置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、測定モードで求められた補正テ
ーブルの補正係数を使用してヘッド位置決め制御時にア
クチュエータに出力する駆動電流を補正するようにした
磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置を提供する
ことを目的とする。本発明の他の目的は、ゾーン毎に補
正係数を求めていた場合には、補間計算により目的シリ
ンダ位置の補正係数を求めてアクチュエータの駆動電流
を補正するようにした磁気ディスク装置に用いる位置決
め制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、上位からの命令でアクセスす
るディスク媒体２２のシリンダ番号を指定された時に、
アクチュエータ１０の速度制御によりヘッド１２を目的
シリンダ位置に移動し、目的シリンダ位置に到達した時
に位置制御に切替えてヘッド１２を目的トラックに追従
させるサーボ制御手段１４を備えた磁気ディスク装置を
対象としている。

【００１１】このような磁気ディスク装置に対し本発明
の位置決め制御装置にあっては、測定モードが設定され
た時に、サーボループの開ループ特性のゲインが０ｄＢ
（ゲイン＝１）となるゼロクロス周波数Ｆ₀を知って、
この周波数ｆ₀のサーボループへの加算で開ループゲイ
ンＧ_OPを求める。実際の開ループゲインＧ_OPが判れば、
開ループゲインを理想値０ｄＢ（ゲイン＝１）とするた
めの補正係数Ｋを、Ｋ＝１／Ｇ_OP として求めることができる。

【００１２】測定モードでは、このようにしてシリンダ
位置毎に補正係数Ｋを求めて補正テーブル１４を更新す
る。即ち、本発明の測定手段１６は、測定モードにおい
て、サーボ制御手段１４によりヘッド１２を所定のシリ
ンダ位置に移動して位置制御した状態で、アクチュエー
タ１０の駆動信号に開ループゲイン特性のゼロクロス周
波数ｆ₀をもつ正弦波信号を加算し、この加算信号Ｘと
加算信号Ｘによるアクチュエータ１０の駆動でフィード
バックされてくる実際の位置偏位信号（Ｙ）とから開ル
ープゲインＧ _OPを算出し、更に開ループゲインＧ_OPの逆
数と、測定時に使用した補正係数Ｋとの積で新たな補正
係数Ｋを算出する。

【００１３】測定手段１６で測定した補正係数Ｋはシリ
ンダ位置をアドレスポインタとして補正テーブル１８に
格納される。また補正方法としては、補正手段２０がサ
ーボ制御手段１４から出力されたアクチュエータ１０の
駆動信号を、現在シリンダ位置により補正テーブル１８
を参照して読出した補正係数Ｋとの乗算により補正して
アクチュエータ１０に出力する。

【００１４】ここで測定手段１６は電源投入直後、平均
的な機械的、電気的なバラツキに基づいて予め求めた補
正係数（Ｋ）を補正テーブル１８に格納し、最初の測定
動作で補正テーブル１８を更新し、その後は所定の時間
スケジュールに従って測定モードを設定して補正テーブ
ル１８の補正係数（Ｋ）を更新する。この時間スケジュ
ールによる測定モードを設定する時間間隔は、電源投入
からの時間が経過するにつれて長い時間間隔を設定す
る。

【００１５】また全てのシリンダ位置につき補正係数を
求めることは煩雑であるため、測定手段１６は、複数シ
リンダ数を１グループとしてディスク媒体を複数のゾー
ンＺ _i（但しｉ＝０〜ｎ）に分割し、各ゾーンＺ_iの所
定シリンダ位置を指定して求めた補正係数を補正テーブ
ル１８にゾーン単位に記憶する。一方、測定手段１６
は、ゼロクロス周波数ｆ₀ をもつ正弦波を複数サイクル
連続して発生し、全サイクル角度θに亘る正弦波の発生
で得られた複数の開ループゲインＧ_OPの平均値から補正
係数Ｋを算出する。

【００１６】具体的には、ゼロクロス周波数ｆ₀ をもつ
正弦波の所定角度Δθ毎の離散値（正弦データ）を複数
サイクル発生して、この離散値の発生毎に開ループゲイ
ンＧ_OPを算出し、全サイクル角度θに亘る離散値の発生
で得られた複数の開放ループゲインＧ_OPの平均値から補
正係数Ｋを算出する。更に、補正手段２０は、目的シリ
ンダの属するゾーンＺ_i の補正係数Ｋ_i と隣接するゾー
ンＺ_i+1 の補正係数Ｋ_i+1 とに基づいた補間計算により
目的シリンダ位置の補正係数Ｋを算出する。

【００１７】この補間計算は直線補間とすると、目的シ
リンダ位置を１ゾーン当りのシリンダ数で割って所属ゾ
ーンＺ_i及び余りシリンダ数Ｃを求め、Ｋ＝Ｋ_i ＋（Ｋ_i+1 −Ｋ_i ）・余りＣ／（１ゾーン当り
のシリンダ数）として目的シリンダ位置の補正係数Ｋを算出する。

【００１８】

【作用】このような構成を備えた本発明の磁気ディスク
装置に用いる位置決め制御装置によれば、ＶＣＭの機械
的なバラツキやサーボループの電気的なバラツキが、Ｖ
ＣＭの位置決めサーボループにおける開ループゲインの
ゼロクロス周波数の変動となり現れてくる点に着目し、
開ループゲインのゼロクロス周波数が予め予測した一定
周波数ｆ₀ となるように補正することにより、機械的お
よび電気的なバラツキの全てを一括で補正することがで
きる。

【００１９】その結果、全てのシリンダ位置でＶＣＭが
発生する力はほぼ一定となり、また装置が異なってもＶ
ＣＭの特性はほぼ一定であり、高密度記録に対応した高
精度の位置決め制御ができる。

【００２０】

【実施例】図２は本発明のハードウエア構成の実施例を
示した実施例構成図である。図２において、３４はディ
スクエンクロージャであり、スピンドルモータ３６の回
転軸に例えば４枚の磁気ディスク２２を装着している。
４枚の磁気ディスク２２の内、１番下の磁気ディスク２
２の下面はサーボ面３８となり、サーボ面３８にはヘッ
ドの位置決め制御に使用するためのサーボ情報が全シリ
ンダについて書き込まれている。サーボ面３８以外の磁
気ディスク２２のディスク面はデータ面となる。

【００２１】磁気ディスク２２のディスク面に対して、
データ面についてはデータヘッド１２−２が配置され、
またサーボ面３８にはサーボヘッド１２−１が配置され
る。データヘッド１２−２及びサーボヘッド１２−１は
アクチュエータとして動作するＶＣＭ１０の回転軸にア
ームを介して支持されている。図３は図２のディスクエ
ンクロージャ３４の外観部を一部破断して示した説明図
である。

【００２２】図３において、ディスクエンクロージャ３
４内にはスピンドルモータの回転軸６２にディスククラ
ンプ６４によって磁気ディスク２２が装着されている。
また、ディスク２２の外側にＶＣＭ１０が回転軸６６を
もって装着され、ＶＣＭ１０の可動側にはボビン６８に
よってコイル２６が設置され、一方、固定側には磁気回
路７０が設置されている。

【００２３】回転軸６６からは磁気ディスク２２のディ
スク面にアーム６５が延ばされ、アーム６５の先端にヘ
ッド１２を支持している。勿論、磁気ディスク２２の下
側にも複数枚の磁気ディスクが装着され、同様にアーム
６５を介してデータヘッド４０が支持されている。再び
図２を参照するに、ディスクエンクロージャ３４側に設
けているデータヘッド１２−２及びサーボヘッド１２−
１からの信号線はヘッドＩＣ４２に信号線接続される。
ヘッドＩＣ４２内には複数のデータヘッド１２−２に対
しヘッド切替回路が設けられ、制御信号によりいずれか
１つのデータヘッドが選択されてリード／ライト回路４
４に接続される。

【００２４】リード／ライト回路４４はインタフェース
制御用ＭＰＵ４６を介して上位装置からリードコマンド
を受けた際に、ヘッド位置決め制御後にデータヘッド１
２−２から読み出されたデータを復調して上位側へ転送
する。また上位装置からライトコマンドを受けた場合に
は、ヘッド位置決め後にライトデータを変調してデータ
ヘッド１２−２により書き込む。

【００２５】磁気ディスク装置の位置決め制御を含む各
種の制御はドライブ用ＭＰＵ４８により行われる。ドラ
イブ用ＭＰＵ４８から引き出された内部バス５０に対し
てはドライブ用制御プログラムを格納したＲＯＭ５２、
各種の制御データや本発明で使用する補正データを格納
するＲＡＭ５４、サーボ復調部５６、アクチュエータ駆
動部５８及びスピンドルモータ駆動部６０が接続されて
いる。

【００２６】サーボ復調部５６はディスクエンクロージ
ャ３４側のサーボヘッド１２−１から得られたサーボ情
報からクロック信号及び位置信号を復調してドライブ用
ＭＰＵ４８に供給する。アクチュエータ駆動部５８はド
ライブ用ＭＰＵ４８のサーボ制御機能により得られたＶ
ＣＭ１０の駆動データを受けてアナログ信号に変換し、
ＶＣＭ１０を駆動してサーボヘッド１２−１及びデータ
ヘッド１２−２を位置決め制御する。

【００２７】更にスピンドルモータ駆動部６０は装置の
電源投入時に起動され、ブラシレスＤＣモータを用いた
スピンドルモータ３６を定速回転となるように制御す
る。ドライブ用ＭＰＵ４８はライトコマンドあるいはリ
ードコマンドに伴って上位装置よりシーク命令を受ける
と、シーク命令で得られた目的シリンダ位置に向けてア
クチュエータ駆動部５８を介してＶＣＭ１０を速度制御
してサーボヘッド１２−１及びデータヘッド１２−２を
移動する。

【００２８】この速度制御により目的トラック位置に到
達する直前で位置制御に切り替え、サーボ復調部５６か
ら得られる位置信号をトラック中心位置でゼロとするよ
うに追従させる位置制御に切り替わる。更に本発明にあ
っては、ドライブ用ＭＰＵ４８に測定モードの設定状態
においてＶＣＭ１０によるヘッド位置決め制御を行うサ
ーボループについて、開ループゲインが０ｄＢ（ゲイン
＝１）となるゼロクロス周波数ｆ₀ を推定し、このゼロ
クロス周波数ｆ₀ をもつ正弦波信号のサーボループへの
加算で開ループゲインＧ _OPを求め、求めた開ループゲイ
ンＧ_OPの逆数と測定時に使用した補正係数Ｋとの積で新
たな補正係数Ｋを求めてシリンダ位置毎に補正係数Ｋを
格納した補正テーブルを更新する測定手段としての機能
が設けられている。

【００２９】また、補正テーブルの補正係数を使用して
アクチュエータ駆動部５８からＶＣＭ１０に供給する駆
動電流を補正する補正手段としての機能が設けられる。
図４は図２のドライブ用ＭＰＵ４８のプログラム制御に
より実現される本発明の位置決め制御装置の機能ブロッ
クを示した実施例構成図である。図４において、ドライ
ブ用ＭＰＵ４８内にはサーボ制御部１４，測定部１６，
補正テーブル１８，ループゲイン補正部２０，加算部７
４及び測定モードスイッチ７６が設けられる。

【００３０】サーボ制御部１４に対してはサーボ復調部
５６で復調されたサーボヘッド１２−１からのサーボ情
報に基づく位置信号が入力している。サーボ復調部５６
はサーボ復調回路７８及びＡＤコンバータ８０で構成さ
れる。サーボ制御部１４は通常アクセスを受ける非測定
モードにあってはリードコマンドまたはライトコマンド
に基づくシーク命令を受けたときに速度制御あるいは位
置制御に基づく駆動データを加算点７４及びループゲイ
ン補正部２０を介してアクチュエータ駆動部６０のＤＡ
コンバータ８２にセットし、ＤＡコンバータ８２でアナ
ログ信号に変換し、パワーアンプ８４によりＶＣＭ１０
のコイルに駆動電流Ｉを流すようにしている。

【００３１】測定部１６は測定モードの設定状態で補正
テーブル１８に格納する補正係数Ｋを得るための測定処
理を実行する。測定部１６を動作させるための測定モー
ドとしては、磁気ディスク装置の電源投入によりレディ
状態となるリゼロ応答が得られた直後、及びその後の所
望の時間間隔毎に行われる。より具体的には、ＶＣＭ１
０の機械的なバラツキ及びサーボループの電気的なバラ
ツキは磁気ディスク装置の温度変化により変動していく
ことから、電源投入直後は短い時間間隔で測定処理を実
行し、電源投入からの時間経過に伴って測定する時間間
隔を長くしていき、温度的に安定した状態では最も長い
一定の時間間隔毎に測定処理を繰り返せばよい。

【００３２】測定部１６による補正係数Ｋを得るための
測定原理は次のようになる。まずＶＣＭ１０の機械的な
バラツキ及びサーボループの電気的なバラツキはＶＣＭ
１０の位置決めサーボループにおける開ループ特性のゲ
インが０ｄＢ（ゲイン＝１）となるゼロクロス周波数ｆ
₀ の変動となって現われる。図５はＶＣＭ１０の開ルー
プ特性のゼロクロス周波数部分を取り出したもので、Ｖ
ＣＭ１０による開ループ特性のゼロクロス周波数ｆ₀ 、
例えばｆ₀ ＝４５０Ｈｚを通る特性８６が理想開ループ
特性を与える。このような理想開ループ特性８６に対
し、実際にはシリンダ位置により開ループ特性が特性８
８や特性９０のようにバラツキをもち、ゼロクロス周波
数が理想周波数ｆ₀ から外れる。

【００３３】そこで本発明にあっては、想定した理想開
ループ特性８６におけるゼロクロス周波数ｆ₀となるよ
うにずれた開ループ特性８８，９０を補正する。この補
正のためにはゼロクロス周波数ｆ₀における特性８８，
９０の開ループゲインＧ_OP１，Ｇ_OP２を測定し、この値
を０ｄＢとする係数Ｋ１，Ｋ２を求めればよい。具体的
には、特性８８，９０で求めた開ループゲインＧ_OP１，
Ｇ_OP２の逆数として補正係数Ｋ１，Ｋ２を求めればよ
い。即ち、Ｋ１＝１／Ｇ_OP１Ｋ２＝１／Ｇ_OP２とすればよい。

【００３４】一方、あるトラック位置におけるゼロクロ
ス周波数ｆ₀ でのループゲインＧ_OPの求め方は、ヘッド
を測定対象とするトラックに位置決め制御した状態で図
４に示すように正弦波波形発生部７２よりゼロクロス周
波数ｆ₀ の正弦波波形を加算点７４よりサーボループに
注入し、加算点７４に正弦波波形を加えた直後の加算値
Ｘを測定すると共に、この加算値ＸによるＶＣＭ１０の
駆動でサーボヘッド１２より検出されてくる実際のヘッ
ドゲインを示す信号Ｙを測定し、サーボループに対する
入力Ｘに対する出力Ｙから開ループゲインＧ_OPをＧ_OP＝Ｙ／Ｘとして算出する。

【００３５】実際の開ループゲインＧ_OPの測定処理にあ
っては、ゼロクロス周波数ｆ₀ の正弦波を複数サイクル
発生し、複数サイクル分の平均値からゼロクロス周波数
ｆ₀の開ループゲインＧ_OPを求め、最終的にその逆数と
測定時に使用した補正係数Ｋとの積で、新たな補正係数
Ｋを算出して補正テーブル１８に格納する。また、補正
係数Ｋの算出は磁気ディスク２２のシリンダ毎に行うこ
とが望ましいが、測定数が多いことから測定処理に時間
がかかり、また１シリンダ程度違っても補正係数にはさ
ほど相違がないことから、磁気ディスク２２を複数シリ
ンダを１単位としたゾーン分割を行い、各ゾーン毎に１
つのシリンダ位置を決めて測定処理により補正係数を求
める。

【００３６】図６はゾーン分割により求めた補正テーブ
ル１８のテーブル内容の一例を示した説明図である。図
６にあっては、１ゾーン当り１００シリンダとした場合
を例にとっており、またシリンダ総数は１０００シリン
ダとした場合であり、従ってゾーン数は１０ゾーンであ
り、これをゾーン番号０〜９で示している。尚、ゾーン
番号１０は例えばリゼロ位置である。ゾーン番号０〜９
に対応してシリンダ番号が１００シリンダ単位に付けら
れている。

【００３７】このようなゾーン分割において、シリンダ
番号のアンダーラインで示した０，１００，２００，・
・・，９００，１０００の各シリンダ位置において、順
番に図４の測定部１６による測定処理が行われ、補正係
数Ｋ０，Ｋ１，・・・Ｋ９，Ｋ１０が格納される。次に
図７を参照して本発明の位置決め制御装置における測定
処理及び測定後の補正データを用いた位置決め制御を詳
細に説明する。

【００３８】図７において、まず装置の電源を投入して
処理を開始すると、初期処理として平均的な機械的、電
気的バラツキに基づいて求めた補正係数値Ｋ０〜Ｋ１０
を格納する。更に位置制御フラグ，シークフラグ，測定
フラグがそれぞれ０にリセットされた後、ステップＳ１
に進んで位置制御フラグが１にセットされているか否か
チェックし、初期状態では０であることからステップＳ
２に進み、正弦波形発生角θがθ＝０°か否かチェック
し、初期状態では正弦波形発生角θはθ＝０°であるこ
とからステップＳ３に進む。

【００３９】ステップＳ３では測定フラグが１にセット
されているか否かチェックし、初期状態では０であるこ
とからステップＳ４に進む。ステップＳ４では測定モー
ドか否かチェックする。装置の電源投入によりリゼロが
得られた後の初期状態では、最初の測定モードとなって
いるためステップＳ１７に進み、測定フラグを１にセッ
トし、また測定対象となるゾーンＮｏ．ＺをＺ＝−１に
セットする。

【００４０】続いてステップＳ１８でゾーン番号Ｚを１
つインクリメントして、最初の測定ゾーンをＺ＝０とす
る。また正弦波形発生角θとして１サイクルを示す（３６０°）×（サイクル数Ｎの値）をセットする。更に、測定シリンダ位置としてＺに１ゾ
ーン当りのシリンダ数１００を掛け合わせ、この場合Ｚ
＝０であることから測定シリンダ位置＝０シリンダを指
定する。

【００４１】続いてステップＳ１９で最終ゾーン、例え
ばＺ＝１０か否か判定し、最終ゾーンでないことからス
テップＳ７に進んでシークフラグ及び位置制御フラグを
それぞれ１にセットする。続いてステップＳ８でシーク
フラグが１にあることを判定してステップＳ９に進み、
速度制御によりステップＳ１８で求めた測定シリンダ位
置としてのシリンダ番号０にヘッドシークを行うように
駆動電流Ｉを算出し、ステップＳ１０で速度制御の完了
を判定し、速度制御が完了すればステップＳ１１でシー
クフラグを０にリセットする。

【００４２】速度制御中及び速度制御完了後のいずれに
ついてもステップＳ１５を通るが、速度制御中にあって
は測定処理は行われず、電源投入直後に格納された補正
係数の初期値で補正処理が行われ、ステップＳ１６に進
んでステップＳ１５で補正された駆動電流ＩをＤＡコン
バータ８２に出力してＶＣＭ１０を駆動している。ステ
ップＳ１６の処理が済むと再びステップＳ１に戻り、こ
のとき位置制御フラグはステップＳ７で１にセットされ
ていることから直ちにステップＳ８に進み、速度制御完
了によりシークフラグがステップＳ１１で０にリセット
されるまでステップＳ９〜Ｓ１０，Ｓ１５，Ｓ１６の処
理を繰り返す。

【００４３】速度制御が完了してシークフラグが０にリ
セットされるとステップＳ８からステップＳ１２に進
み、サーボヘッドからの位置信号がトラック中心を示す
ゼロ信号となるように位置制御が行われ、位置制御に必
要なＶＣＭの駆動電流Ｉが算出される。ステップＳ１３
で位置制御の完了即ちトラック中心への引込みが終了し
たか否か監視し、トラック中心への引込みが済むとステ
ップＳ１４に進み、位置制御フラグを０にリセットす
る。ステップＳ１４で位置制御フラグが０にリセットさ
れると、ステップＳ１５における測定処理が実行され
る。

【００４４】ステップＳ１５における測定処理の詳細は
図８にサブルーチンとして示される。続いてステップＳ
１０２で測定フラグが１にセットされていることを判別
してステップＳ１０３に進み、測定を行う目的シリンダ
位置へのヘッド引込みにより位置制御フラグが０にリセ
ットされていることを判定してステップＳ１０４に進
む。ステップＳ１０４にあっては正弦波形の所定角度Δ
θ毎にサインデータＤｓを発生する。

【００４５】即ち、図９に示すように、１回の測定処理
で１サイクルを３６０°とするとＮサイクルの正弦波波
形を発生するが、正弦波波形はディジタル処理にあって
は離散的なサインデータＤｓとして発生され、このサイ
ンデータＤｓの発生角度Δθをゼロクロス周波数ｆ₀ の
発振周期と図７の処理フローにおけるステップＳ１５の
測定処理が行われる毎の１回の実行時間から算出してい
る。

【００４６】即ち、ゼロクロス周波数ｆ₀ の発振周期を
実行時間で割ることで１サイクルにおける発生回数を求
め、この１サイクルの発生回数で３６０°を割ることで
１回当りの発生角度Δθを求める。再び図８を参照する
に、ステップＳ１０４ではサインデータＤｓを発生した
後に図４に示した加算点７４からの加算信号Ｘと、加算
信号ＸによるＶＣＭ１０の駆動でフィードバックされて
くる位置信号Ｙのそれぞれを加算する。即ち、測定デー
タＸ，Ｙを測定サイクルに亘って累積加算して積分近似
値を求める。

【００４７】更に、正弦波形発生角θに図７のステップ
Ｓ１８で（３６０°×Ｎ）がセットされていることか
ら、１回のサインデータＤｓの発生に要した所定角度Δ
θを差し引く。次にステップＳ１０５でサイン波形の発
生終了の有無をチェックする。具体的には、ステップＳ
１０４で計算するサイン波形発生角θ（残り発生角）が
０°となれば正弦波形の発生が終了したことになる。

【００４８】ステップＳ１０５で正弦波波形の発生終了
が判別されるとステップＳ１０６に進み、開ループゲイ
ンＧ_OPの算出を行う。続いて、現在測定しているゾーン
の補正係数を算出した開ループゲインＧ_OPの逆数と補正
係数初期値Ｋ０との積を算出し、現在ゾーン番号０の測
定であることから図６のゾーン番号０をアドレスポイン
タとして補正テーブル１８に測定により求めた補正係数
Ｋ₀ を格納する。

【００４９】以上の図８のサブルーチンに示す測定処理
は、図７のステップＳ１０で最終ゾーンが判別されるま
で繰り返される。ステップＳ１９で最終ゾーンの測定終
了を判別するとステップＳ２０で測定フラグを０にリセ
ットし、同時に測定モードを解除して通常アクセス可能
状態とする。次に補正テーブル１８を使用した補正処理
を説明する。

【００５０】リード命令またはライト命令に基づく上位
からのシーク命令を受けると、このとき測定モードが解
除されていることからステップＳ１〜Ｓ４を介してステ
ップＳ５に進み、シーク命令ありを判定してステップＳ
６でシーク位置を示すシリンダ番号をセットする。続い
てステップＳ７でシークフラグ及び位置制御フラグを１
にセットし、ステップＳ９〜Ｓ１１の速度制御を行う。
この速度制御を行った後のステップＳ１５の処理にあっ
ては、補正処理を実行する。

【００５１】即ち、図８のステップＳ１００に示すよう
に、まず現在位置に基づいて補正係数Ｋを求める補間計
算を実行する。ステップＳ１００における補間計算は直
線補間を例にとっている。まずシーク位置を示すシリン
ダ番号からゾーン番号Ｚを算出する。即ち、シーク位置
を示すシリンダ番号を１ゾーン当りのシリンダ数１００
で割った整数としてゾーン番号Ｚを求め、併せて余りシ
リンダ数Ｃを求めておく。

【００５２】続いてシーク位置が属するゾーンＺと１つ
先の隣接するＺ＋１の補正係数をＫ _Z ，Ｋ_Z+1 を補正テ
ーブル１８からリードする。続いて図示の直線補間計算
を実行する。この補間計算はゾーンＺとＺ＋１の補正係
数の差（Ｋ_Z+1 −Ｋ_Z ）に余りＣを１ゾーン当りのシリ
ンダ数１００で割った値を掛け合わせ、これをゾーンＺ
の補正係数Ｋ_Z に加える。この直線補間の計算内容は図
１０に示すようになる。

【００５３】続いてステップＳ１０１で補正計算を行
う。既に速度制御の段階でＶＣＭ１０に供給する駆動電
流Ｉの値が求まっていることから、この駆動電流Ｉにス
テップＳ１００で求めた補正係数Ｋを掛け合わせること
で、図５に示すように、例えば特性８８のようにずれて
いてもゼロクロス周波数ｆ₀ でゲイン０ｄＢとなる理想
特性８６に従った開ループゲインによる駆動電流Ｉを計
算することができる。

【００５４】続いてステップＳ１０２で測定フラグは０
であることからステップＳ１０３〜Ｓ１０６をパスして
図７のステップＳ１６にリターンし、補正計算で求めた
駆動電流ＩのデータをＤＡコンバータ８２に出力してＶ
ＣＭ１０に補正された駆動電流Ｉを流す。ステップＳ１
０で速度制御の完了が判別されてステップＳ１１でシー
クフラグが０にリセットされた後にあっては、ステップ
Ｓ１に戻った後にステップＳ８に進み、シークフラグが
０にリセットされていることからステップＳ１２の位置
制御に入る。

【００５５】この位置制御においても、ステップＳ１２
で算出された駆動電流ＩはステップＳ１５の補正処理に
より、そのとき算出されている補正係数Ｋを用いて補正
され、図５のゼロクロス周波数ｆ₀ で開ループゲインが
０ｄＢとなる理想開ループ特性８６に従った位置決め制
御ができる。このように本発明にあっては、ＶＣＭ１０
における永久磁石が弱かったりループ損失が大きい場合
にはループゲインを大きくするように補正して駆動電流
を多めに流し、逆に永久磁石が強かったりループ損失が
少ない位置についてはループゲインの値を小さくして電
流を少なめとし、これによってどのような位置であって
もＶＣＭ１０は常に一定の駆動力を発生できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ＶＣＭの機械的なバラツキやサーボループの電気的
なバラツキに対し、サーボループの理想開ループ特性を
与えるゼロクロス周波数ｆ₀となるようにシリンダ位置
に対応してループゲインを実際に測定して補正係数を求
め、この補正係数を用いてヘッド位置決め制御の際にＶ
ＣＭに対する駆動電流を補正するため、シリンダ位置の
変化によるサーボループ特性のバラツキ及び磁気ディス
ク装置毎のサーボループ特性のバラツキを抑えて略一定
とでき、高密度記録に対応した高精度のヘッド位置決め
制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図

【図３】図２のディスクエンクロージャの外観図

【図４】図２のドライブ用ＭＰＵの機能ブロックを示し
た実施例構成図

【図５】図２の位置決めサーボループの開ループ特性の
ゼロクロス部分を示した説明図

【図６】本発明で用いるゾーン分割した補正テーブルの
説明図

【図７】本発明の位置決め制御処理を示したフローチャ
ート

【図８】図８の補正処理及び測定処理をサブルーチンと
して示したフローチャート

【図９】本発明の測定処理で発生するゼロクロス周波数
をもつ正弦波波形の説明図

【図１０】本発明の補正処理における補正係数の直線補
間による算出を示した説明図

【図１１】ＶＣＭの基本構造を示した説明図

【図１２】シリンダ位置に対するＶＣＭ発生力（相対
値）を３台の磁気ディスク装置について示した説明図

【符号の説明】１０：アクチュエータ（ＶＣＭ）１２：ヘッド１２−１：サーボヘッド１２−２：データヘッド１４：サーボ制御手段（サーボ制御部）１６：測定手段（測定部）１８：補正テーブル２０：補正手段（ループゲイン補正部）２２：磁気ディスク２４：永久磁石２６：コイル３４：ディスクエンクロージャ（ＤＥ）３６：スピンドルモータ３８：サーボ面４２：ヘッドＩＣ４４：リード／ライト回路部４６：インタフェース制御用ＭＰＵ４８：ドライブ用ＭＰＵ５０：内部バス５２：ＲＯＭ５４：ＲＡＭ５６：サーボ復調部５８：アクチュエータ駆動部６０：スピンドルモータ駆動部６２，６６：回転軸６４：ディスククランプ６５：アーム６８：ボビン７０：磁気回路７２：正弦波発生部７４：加算点７６：測定モードスイッチ７８：サーボ復調回路８０：ＡＤコンバータ８２：ＤＡコンバータ８４：パワーアンプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上位からの命令でアクセスするディスク媒
体（２２）のシリンダ番号を指定された時に、アクチュ
エータ（１０）の速度制御によりヘッド（１２）を目的
シリンダ位置に移動し、該目的シリンダ位置に到達した
時に位置制御に切替えてヘッド（１２）を目的トラック
に追従させるサーボ制御手段（１４）と、測定モードにおいて、前記サーボ制御手段（１４）によ
りヘッド（１２）を所定のシリンダ位置に移動して位置
制御した状態で、前記アクチュエータ（１０）の駆動信
号に開ループゲイン特性のゼロクロス周波数（ｆ₀）を
もつ正弦波信号を加算し、該加算信号（Ｘ）と該加算信
号（Ｘ）によるアクチュエータ（１０）の駆動でフィー
ドバックされてくる実際の位置偏位信号（Ｙ）とから開
ループゲイン（Ｇ_OP）を算出し、更に該開ループゲイン
（Ｇ_OP）の逆数と測定時に使用した補正計数（Ｋ）との
積で新たな補正係数（Ｋ）を算出する測定手段（１６）
と、該測定手段（１６）で測定した補正係数（Ｋ）を
シリンダ位置をアドレスポインタとして記憶した補正テ
ーブル（１８）と、前記サーボ制御手段（１４）から出力されたアクチュエ
ータ（１０）の駆動信号を、現在シリンダ位置により前
記補正テーブル（１８）を参照して読出した補正係数
（Ｋ）との乗算により補正して前記アクチュエータ（１
０）に出力する補正手段（２０）と、を備えたことを特
徴とする磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置。
【請求項２】請求項１の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、装置の電源投入直後に平均的な
機械的、電気時なバラツキに基づいて予め求めた補正係
数（Ｋ）を前記補正テーブル（１８）に格納し、更に測
定モードを設定して前記測定手段（１６）による測定動
作で前記補正テーブル（１８）を更新し、その後は所定
の時間スケジュールに従って前記測定モードを設定して
前記補正テーブル（１８）の補正係数（Ｋ）を更新する
ことを特徴とする磁気ディスク装置に用いる位置決め制
御装置。
【請求項３】請求項２の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記時間スケジュールによる測
定モードを設定する時間間隔は、電源投入からの時間が
経過するにつれて長い時間間隔を設定したことを特徴と
する磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置。
【請求項４】請求項１の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記測定手段（１６）は、複数
シリンダ数を１グループとしてディスク媒体を複数のゾ
ーン（Ｚ₀ 〜Ｚ₉ ）に分割し、各ゾーンの所定シリンダ
位置を指定して求めた補正係数を前記補正テーブル（１
８）にゾーン単位に記憶したことを特徴とする磁気ディ
スク装置に用いる位置決め制御装置。
【請求項５】請求項１の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記測定手段（１６）は、ゼロ
クロス周波数（ｆ₀ ）をもつ正弦波を複数サイクル連続
して発生し、全サイクル角度（θ）に亘る正弦波の発生
で得られた複数の開ループゲイン（Ｇ_OP）の平均値から
補正係数（Ｋ）を算出することを特徴とする磁気ディス
ク装置に用いる位置決め制御装置。
【請求項６】請求項５の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記測定手段（１６）は、ゼロ
クロス周波数（ｆ₀ ）をもつ正弦波の所定角度（Δθ）
毎の離散値を複数サイクル発生して該離散値の発生毎に
開ループゲイン（Ｇ_OP）を算出し、全サイクル（θ）に
亘る離散値の発生で得られた複数の開ループゲイン（Ｇ
_OP）の平均値から補正係数（Ｋ）を算出することを特徴
とする磁気ディスク装置に用いる位置決め制御装置。
【請求項７】請求項１の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記補正手段（２０）は、前記
補正テーブル（１８）にゾーン毎の補正係数が格納され
ている場合には、目的シリンダの属するゾーン（Ｚ_i ）
の補正係数（Ｋ_i ）と隣接するゾーン（Ｚ_i+1 ）の補正
係数（Ｋ_i+1 ）とに基づいた補間計算により目的シリン
ダ位置の補正係数（Ｋ）を算出する補間計算手段を備え
たことを特徴とする磁気ディスク装置に用いる位置決め
制御装置。
【請求項８】請求項７の磁気ディスク装置に用いる位置
決め制御装置に於いて、前記補間計算手段は、目的シリ
ンダ位置を１ゾーン当りのシリンダ数で割って所属ゾー
ン（Ｚ_i）及び余り（Ｃ）を求め、Ｋ＝Ｋ_i ＋（Ｋ_i+1 −Ｋ_i ）・余りＣ／（１ゾーン当り
のシリンダ数）の直線補間計算により目的シリンダ位置の補正係数
（Ｋ）を算出することを特徴とする磁気ディスク装置に
用いる位置決め制御装置。