JP3688874B2 - ディスク記憶装置及びヘッド位置決め制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などのディスク記憶装置に関し、特にＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドをリードヘッドとして使用した磁気ヘッドのヘッド位置決め制御システムを有するディスク記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＤＤなどのディスク記憶装置では、磁気ヘッド（以下単にヘッド）により記憶媒体であるディスク上にデータを書込み、またディスクからデータを読出す。ディスク記憶装置はＨＤＤのような磁気ディスク装置以外に、光磁気ディスク装置も含むが、以下ＨＤＤを想定して説明する。
【０００３】
近年では、データの高記録密度化を実現するために、データ読出し専用のリードヘッドとしてＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを使用したリード／ライト分離型のヘッドが使用されている。このタイプのヘッドは、ヘッド本体であるスライダ上に、リードヘッド（ＭＲヘッド）とライトヘッド（インダクティブ・ヘッド）とが実装された構造である。
【０００４】
ＨＤＤでは、ディスクから指定のデータをアクセス（リードアクセスまたはライトアクセス）するときには、ディスク上に予め記録されたサーボデータをリードヘッドが読出す動作が実行される。ＨＤＤのＣＰＵ（メイン制御装置）は、リードヘッドにより読出されたサーボデータを使用して、ディスク上のリードヘッドの位置を検出し、リードヘッドをアクセス対象の目標位置まで移動して位置決めするヘッド位置決め制御を実行する。アクセス対象の目標位置とは、データをリードまたはライトするために指定された目標トラックである。ライト動作では、リードヘッドの位置決め制御により、ライトヘッドを目標トラックに位置決めする。
【０００５】
ＣＰＵが実行するヘッド位置決め制御は、大別してヘッドを目標トラックまで移動するシーク制御（速度制御）および目標トラックの範囲内に位置決めするための位置制御（トラック追従制御）からなる。シーク制御では、サーボデータに含まれるトラックアドレス（シリンダコード）が使用される。また、位置制御では、後述するサーボバーストデータ（ａ，ｂおよびｃ，ｄ）が使用される。本発明は、サーボバーストデータを使用した位置制御に関するものである。
【０００６】
以下図８と図９を参照して、ＨＤＤのサーボシステム（ヘッド位置決め制御システム）の位置制御について簡単に説明する。
【０００７】
図８に示すように、ディスク１には、同心円状の多数のトラック（Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１…）が設けられて、各トラックは複数のセクタに分割されている。各トラックには、半径方向に対して同一位置にサーボエリアが配置されている。サーボエリアは、所定の間隔を持ってディスク１上の円周方向に等間隔で配置されている。このサーボエリアに、前記のシリンダコードおよびサーボバーストデータを含むサーボデータが予め記録されている（ＨＤＤの製造時に専用のサーボライタにより記録される）。図８には、サーボバーストデータのみを示す。ここで、サーボバーストデータの各バ−ストパターンを小文字のａ〜ｄで表記し、後述する各バ−ストパターンから再生された振幅値（ディジタル値）をバーストデータＡ〜Ｄと表記する。
【０００８】
サーボバーストデータは、図８に示すように、トラック中心（ここではトラックＮの中心Ｘ３）を基準として直交配列されたバ−ストパターンａ，ｂおよびトラック間の境界位置（Ｘ５またはＸ１）基準として直交配列されたバ−ストパターンｃ，ｄからなる。サーボシステム（実際にはＣＰＵ）は、リードヘッド３を指定のトラック（Ｎ）の近傍までシーク制御により移動させると、リードヘッド３により読出された各バ−ストパターンａ〜ｄからのバーストデータＡ〜Ｄをサンプルホールドする。即ち、Ａ／Ｄコンバータによりディジタル値に変換された位置データＡ〜Ｄを入力する。そして、サーボシステムは、得られたバーストデータＡ〜Ｄを使用して、リードヘッド３の位置（基準位置に対する位置誤差）を検出するための位置情報の演算処理（位置誤差演算）を実行する。
【０００９】
具体的には、図８に示すように、リードヘッド３がトラックＮの中心の近傍に位置している場合には、「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の演算を実行して、トラック中心Ｘ３を基準としたリードヘッド３の位置誤差量（位置ずれ量）Ｅを算出する。位置制御では、当該位置誤差量Ｅがゼロになるように、リードヘッド３の移動制御が実行される。ところで、図８に示すように、ＨＤＤの高記録密度化に伴って、リードヘッド３のヘッド幅ＴＷは小さくなっている。このため、ヘッド幅ＴＷとトラックピッチ（トラック幅）ＴＰとの関係は、「ＴＰ＞ＴＷ」になっている。
【００１０】
このようなリードヘッド３とトラック幅（即ち、位置制御のトラック範囲）との関係があると、例えばリードヘッド３が位置Ｘ５の近傍にある場合には、バ−ストデータＢは常にゼロになるため、いわゆる位置検出に対する不感帯となり、正常な位置情報を得ることはできない。そこで、サーボシステムは、バ−ストデータＣ，Ｄを使用した「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の演算を実行して、トラック境界位置Ｘ５を基準としたリードヘッド３の位置誤差量（位置ずれ量）Ｅを算出する（図９及び図１０を参照）。
【００１１】
ところで、ヘッド幅ＴＷとトラック幅ＴＰとの関係が「ＴＰ＞ＴＷ」であるため、算出した位置情報は、実際の位置ずれ量より大きくなる。そこで、サーボシステムは、位置換算係数Ｋを設定して、下記式（１）に示すように、位置情報に係数Ｋを乗算して補正している。なお、位置換算係数Ｋは、ＴＰとＴＷとにより設定される固定値である。
【００１２】
【数１】
なお、当然ながら位置Ｘ５を基準とした位置情報の補正では、「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の演算結果に係数Ｋを乗算する。
【００１３】
この位置換算係数Ｋの設定方法の改善により、図１０に示す換算前の位置情報特性に対して、図１１に示すように、各位置情報が位置Ｘ４の近傍で連続的になり、いわゆる線形性を有する位置情報特性を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、実際上のＨＤＤのサーボシステムは、サーボバ−ストデータを使用した位置情報の演算処理によりヘッド３の位置（基準位置に対する位置誤差）を求めて、ヘッド３を基準位置に位置決めする位置制御を実行している。この場合、位置換算係数Ｋを設定することにより、線形性を有する位置情報特性を得るようにしている。
【００１５】
しかしながら、前述したように、近年のＨＤＤにおいてリードヘッドとして使用されているＭＲヘッドは読出し感度が高く、高い再生レベルを出力することができるが、その反面、その読出し感度が不安定である。具体的には、図１３に示すように、リードギャップＲＧ（リードヘッド３のヘッド幅に相当）に対して、信号振幅Ｓが三角形状になるように不均一となる。このようにリードヘッド３の出力特性では、リードギャップＲＧの左右の位置で異なるレベルの読出しデータとなるため、結果的に図１２の実線で示すように、位置情報特性は線形性を確保できなくなる。なお、図１２の点線は、サーボシステムの制御上における仮定の直線を示す。ここで、ＨＤＤの記憶容量の大容量化に伴って、ディスク上のトラックピッチ及びリードヘッドのリードギャップＲＧの幅が小さくなると、相対的に前記のリードギャップＲＧにおける読出し感度の不均一性が増大する。また、ＭＲヘッドの製造上の要因から、読出し感度特性のばらつきが多く、近い将来においても均一な特性を得ることは困難である。
【００１６】
そこで、図１４に示すように、実際上のリードヘッド３により得られた位置情報特性（ヘッド位置に対する位置感度の特性）に対して、その読出し感度を調整をした場合を図１５に示す。ここで、実線７０，７１がリードヘッド３がトラックＮの中心の近傍に位置している場合の「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の演算結果特性であり、点線８０，８１が「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の演算結果特性である。なお、両者の直線は制御上の仮定の位置情報特性である。図１５に示すように、読出し感度の調整をした場合でも、位置Ｘ４の近傍で非線形性が生じていることが明白である。
【００１７】
さらに、実際上のＨＤＤでは、サーボデータを記録する場合に、外乱振動やサーボライタのピッチ送り限界等の影響により、ディスク１に記録されたサーボデータには理想状態からすでに誤差が発生している。このため２組のバ−ストデータａ，ｂおよびｃ，ｄから得られる位置情報（位置誤差情報）は、両者の繋ぎ部（境界部分）で完全には一致しないという問題がある。これは、特にシーク制御、および両者の繋ぎ部の近傍での位置制御の性能を劣化させる要因になっている。このような場合の具体例を図１６に示す。即ち、図１６に示すように、２組のバ−ストデータに対応する位置情報７２，８２が位置Ｘ４の近傍で不連続になっている。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、特に２組のバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用した位置制御において、各位置情報の繋ぎ部（境界部分）における不連続性を低減させて、結果的に非線形性を低減させた位置情報特性を得ることにより、高性能のヘッド位置決め制御システムを実現することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、特に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、ヘッドの位置情報を算出し、当該位置情報に基づいてヘッドをトラック範囲の基準位置に位置決め制御するヘッド位置決め制御システム及び同システムを有するディスク記憶装置において、同時に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、両者間の不連続性を低減させた位置情報を算出する位置情報生成手段にある。
【００２０】
本発明の観点に従ったディスク記憶装置は、ディスク上のトラックからデータを読出すためのリードヘッドを含み、当該リードヘッドのヘッド幅がトラックピッチより小さいヘッドと、前記リードヘッドにより読出した２組のサーボバーストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄの組み合わせを使用した位置情報の演算結果に従って、前記ヘッドを指定のトラックの範囲内に位置決め制御するサーボ手段とを有し、前記サーボ手段は、前記ヘッドを位置決め制御するためのトラック範囲内を、トラック中心を含む第１のエリア、トラック間の境界位置を含む第２のエリア及びそれらのエリア以外の第３のエリアに分割し、当該第１から第３のエリア毎に前記演算結果に線形性を確保できる位置情報の演算式を設定する設定手段と、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御するときに、前記ヘッドが位置する前記第１から第３のエリアのそれぞれに対応する前記演算式を選択して、前記ヘッドの位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記位置情報算出手段により算出された位置情報に基づいて、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御する制御手段とを備えた構成である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は本実施形態のヘッド位置決め制御システムを有するＨＤＤの要部を示すブロック図である。
（システム構成）
本実施形態のヘッド位置決め制御システム（サーボシステム）は、図１に示すように、リード／ライト分離型のヘッド２を使用したＨＤＤに適用する場合を想定する。ヘッド２は、ＭＲヘッドであるリードヘッド３とインダクティブ・ヘッドのライトヘッド４とが同一のスライダ上に実装されたものである。ヘッド２は、記憶媒体であるディスク１の両面のそれぞれに対向して設けられている。
【００２５】
ＨＤＤは、ディスク１及びヘッド２以外に、スピンドルモータ（ＳＰＭ）５と、ヘッドアクチュエータ６と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７と、モータドライバ１２とを有する。スピンドルモータ５は１枚または複数枚（ここでは便宜的に１枚とする）のディスク１を高速回転させる。ヘッドアクチュエータ６は、ヘッド２を保持して、ＶＣＭ７の駆動力によりヘッド２をディスク１の半径方向に移動させるヘッド移動機構である。モータドライバ１２は、ＣＰＵ１１によりディジタル値で設定される制御値により制御されて、ＶＣＭ７およびＳＰＭ５をそれぞれ駆動するための駆動回路である。ヘッド移動制御では、モータドライバ１２は、ＣＰＵ１１からの制御量（ディジタル値）に従った駆動電流をＶＣＭ７に供給する。
【００２６】
さらに、ＨＤＤは、ヘッドアンプ回路８、リード／ライト回路９、サーボ回路１０、ＣＰＵ１１、Ａ／Ｄコンバータ１３、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１４、ＲＡＭ１５、およびＥＥＰＲＯＭ１６を有する。ヘッドアンプ回路８はリードヘッド３及びライトヘッド４のドライバＩＣであり、リードヘッド３により読出されたリード信号を増幅するためのリードアンプおよびライトヘッド４に書き込み電流を供給するためのライトアンプを有する。リード／ライト回路９は通常では専用の集積回路（リードチャネルまたはリード／ライトチャネルとも呼ばれる）であり、リード／ライト信号の信号処理回路である。リード／ライト回路９は、リードヘッド３により読出されたリード信号をヘッドアンプ回路８を介して入力し、各種の信号処理を実行して元のデータ（リードデータ）に復号化する。また、リード／ライト回路９は、ＨＤＣ１４から転送されたライトデータを所定の変調方式（例えばＲＬＬ方式）により変調したライト信号をヘッドアンプ回路８に出力する。ヘッドアンプ回路８はライト信号を書込み電流に変換してライトヘッド４に出力する。
【００２７】
ＨＤＣ１４は、ＨＤＤとホストコンピュータとのインターフェースを構成し、ホストコンピュータとの間でリード／ライトデータ及びアクセスコマンド（リード／ライトコマンド）の転送を制御する。ＣＰＵ１１は、ＨＤＣ１４を介してホストコンピュータからアクセスコマンドを受信し、ディスク１に対するヘッド位置決め制御を含むデータアクセス制御を実行する。
【００２８】
本発明に関係するサーボシステムは、主としてＣＰＵ１１とサーボ回路１０とからなる。サーボ回路１０は通常ではリード／ライト回路９に内蔵されており、リードヘッド３のリード信号からサーボバーストデータ（バーストパターンａ〜ｄ）の各アナログ信号（位置信号）を抽出するためのサンプルホールド回路などを含む。Ａ／Ｄコンバータ１３は、サーボ回路１０により抽出されたアナログ信号のレベルをディジタル値（以下バ−ストデータＡ〜Ｄと呼ぶ）に変換してＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、ＨＤＤのメイン制御装置であるマイクロプロセッサである。ヘッド位置決め制御では、ＣＰＵ１１はＡ／Ｄコンバータ１３から入力したバーストデータＡ〜Ｄを使用して、位置制御に必要な位置情報演算（位置誤差演算）を実行する。ＣＰＵ１１は、算出した位置情報に基づいて制御量（ディジタル値）を算出して、モータドライバ１２に出力する。モータドライバ１２はＤ／Ａコンバータを有し、ＣＰＵ１１からの制御量をアナログの駆動電流に変換してＶＣＭ７に供給する。ＥＥＰＲＯＭ１６は書換え可能な不揮発性のプログラマブルＲＯＭであり、例えばシーク制御に必要な速度テーブルなどを格納する。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１５はリード／ライトメモリであり、ＣＰＵ１１の各種制御処理に必要なデータを格納するためのワークメモリである。
（第１の実施形態）
前述したように、サーボシステムのＣＰＵ１１は、ホストコンピュータからのアクセス要求に応じて、リードヘッド３を指定のトラックまでシーク制御し、連続的に当該指定トラック（Ｎ）の範囲内に位置決めするための位置制御を実行する。位置制御時には、通常ではリードヘッド３をトラック中心に位置整定するように制御する。図３は、リードヘッド３を指定のトラック（Ｎ）までシークし、位置制御を開始する場合の状態を示す。
【００２９】
ＣＰＵ１１は、位置制御時にはリードヘッド３により読出されたバ−ストパターンａ〜ｄからＡ／Ｄコンバータ１３によりサンプルホールドされたバ−ストデータＡ〜Ｄを入力する。ＣＰＵ１１は、入力したバ−ストデータＡ〜Ｄを使用して、以下のようなヘッド３の位置情報の演算処理を実行する。ＣＰＵ１１は算出した位置情報に基づいて、ヘッド３を指定のトラック（Ｎ）の中心Ｘ３に位置決めするように制御する。即ち、位置情報（位置誤差情報）がゼロになるように制御量をモータドライバ１２に出力して、ＶＣＭ７の駆動制御を行なう。
【００３０】
以下、図２と図３を参照して同実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００３１】
まず、図３に示すように、指定のトラック範囲において、中心位置Ｘ３を基準としたエリアＡＲ３、トラック間の境界位置Ｘ５を基準としたエリアＡＲ５、および各位置Ｘ３とＸ５との中間位置Ｘ４を基準としたエリアＡＲ４に分割設定する。
【００３２】
なお、位置Ｘ２を基準としたエリアＡＲ２および位置Ｘ１を基準としたエリアＡＲ１については、それぞれ中間位置Ｘ４を基準としたエリアＡＲ４および境界位置Ｘ５を基準としたエリアＡＲ５に対して方向が反対だけで、基本的な取扱いは同じであるため以後の説明を省略する。これについては、後述する第２および第３の実施形態についても同様である。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、ヘッド３を前記のエリアＡＲ３の範囲への位置決めを実行する場合には、下記式（２）に示すような位置情報演算を実行する。
【００３４】
【数２】
即ち、図２に示すように、中心位置Ｘ３を基準として線形性が確保されている位置情報２０を算出することができる。次に、ＣＰＵ１１は、ヘッド３を前記のエリアＡＲ５の範囲への位置決めを実行する場合には、下記式（３）に示すような位置情報演算を実行する。
【００３５】
【数３】
即ち、図２に示すように、境界位置Ｘ５を基準として線形性が確保されている位置情報２１を算出することができる。さらに、ＣＰＵ１１は、ヘッド３を前記のエリアＡＲ４の範囲への位置決めを実行する場合には、下記式（４）に示すような位置情報演算を実行する。
【００３６】
【数４】
この演算式（４）は、前記式（２）及び式（３）の各演算結果の平均値を算出するものである。なお、演算式（４）中の「０．５」は０．５トラック分のシフト量を意味する。この演算式（４）による位置情報演算により、図２に示すように、中間位置Ｘ４を基準として線形性が確保されている位置情報２２を算出することができる。
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、トラック範囲を基準位置Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５に基づいたエリアＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５に分割設定して、それぞれ線形性を確保した位置情報演算により位置情報を算出する。従って、図２に示すように、トラック範囲の全エリアとして線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。
（第２の実施形態）
以下、図４と図５を参照して第２の実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００３８】
同実施形態は、バ−ストデータＡ，Ｂから算出される位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」とバ−ストデータＣ，Ｄから算出される位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」とを同時に利用して、トラック範囲の全エリアに渡って平均した位置情報を算出する方法である。
【００３９】
具体的には、［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）］＊Ｋ２を想定し、前記の境界位置Ｘ５で「１」となり、中心位置Ｘ３で「０」となるように、換算係数Ｋ２を求める（図４を参照）。実際には、ヘッド３を中心位置Ｘ３に保持して、バ−ストデータＣ，Ｄの値を計測する。また、ヘッド３を境界位置Ｘ５に保持して、バ−ストデータＡ，Ｂの値を計測する。この計測処理を数トラック分を実行して、その平均値から換算係数Ｋ２を決定する。なお、図４において、２点鎖線４０は理想状態の直線であり、実線４１ａが現行の位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の特性である。これに対して、実線４１ｂが同実施形態の位置情報［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）］＊Ｋ２の特性である。また、点線４２ａが現行の位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の特性である。これに対して、点線４２ｂが同実施形態の位置情報［（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）］＊Ｋ２＋１の特性である。
【００４０】
次に、前記の処理で得られた位置情報を全エリアに渡って平均した位置情報を、下記式（５）により算出する。
【００４１】
【数５】
即ち、図５の実線５０に示すような平均位置情報を算出することができる。従って、同実施形態によれば、トラック範囲の全エリアに渡って、位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」とバ−ストデータＣ，Ｄから算出される位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」とを同時に利用して平均した位置情報を得ることができる。これにより、図５に示すように、トラック範囲の線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。
（第３の実施形態）
以下、図６と図７を参照して第３の実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００４２】
同実施形態は、バ−ストデータＡ，Ｂから算出される位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」とバ−ストデータＣ，Ｄから算出される位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」とを同時に利用し、かつ各位置情報の重みを平均した全エリアに渡る位置情報を算出する方法である。
【００４３】
具体的には、［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２を想定し、前記の境界位置Ｘ５で「１」となり、中心位置Ｘ３で「０」となるように算出する（図６を参照）。なお、図６において、実線６１は位置情報［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２の特性であり、点線６２は［（Ｃ−Ｄ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２＋１の特性である。
【００４４】
さらに、図７の実線６３はそれらにα，βの重みを掛けた平均を求めた位置情報特性である。但し、重み係数α，βは下記式（６）を満足するように決定する。
【００４５】
【数６】
次に、実際のヘッド位置を示す位置情報６３を下記式（８）により算出する（図７を参照）。
【００４６】
ここで、下記式（８）のα，βの一例として、下記式（７）に示すものが想定される。
【００４７】
【数７】
次に、前記の処理で得られた重み係数α，βを使用して、実際のヘッド位置を示す位置情報６３を下記式（８）により算出する（図７を参照）。
【００４８】
【数８】
前記のα，βの一例を使用した場合には、下記式（９）により実際のヘッド位置を示す位置情報を算出できる。
【００４９】
【数９】
即ち、図７の実線６３に示すような線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、特に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、ヘッドの位置情報を算出し、当該位置情報に基づいてヘッドをトラック範囲の基準位置に位置決め制御するヘッド位置決め制御システムにおいて、結果的にトラック範囲の全エリアとして線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。従って、結果的に非線形性を低減させた位置情報特性を得ることにより、高性能のヘッド位置決め制御システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図３】同実施形態に関係してヘッドとトラック位置との関係を示す概念図。
【図４】第２の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図５】第２の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図６】第３の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図７】第３の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図８】従来の位置制御におけるサーボバ−ストデータとヘッド位置との関係を示す概念図。
【図９】従来の位置制御における位置情報特性を示す概念図。
【図１０】従来の位置制御における換算前の位置情報特性を示す概念図。
【図１１】従来の位置制御における換算後の位置情報特性を示す概念図。
【図１２】従来の位置制御における位置情報特性の非線形性を説明するための概念図。
【図１３】従来のリードヘッドの読出し感度特性を説明するための概念図。
【図１４】従来の実際上の位置制御における位置情報特性を示す概念図。
【図１５】従来の実際上の位置制御において位置感度調整を実行した後の位置情報特性を示す概念図。
【図１６】従来の実際上の位置制御において位置情報特性の不連続性を示す概念図。
【符号の説明】
１…ディスク
２…リード／ライト分離型のヘッド
３…リードヘッド
４…ライトヘッド
５…スピンドルモータ（ＳＰＭ）
６…ヘッドアクチュエータ
７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
８…ヘッドアンプ回路
９…リード／ライト回路
１０…サーボ回路
１１…ＣＰＵ
１２…モータドライバ
１３…Ａ／Ｄコンバータ
１４…ＨＤＣ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などのディスク記憶装置に関し、特にＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドをリードヘッドとして使用した磁気ヘッドのヘッド位置決め制御システムを有するディスク記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＤＤなどのディスク記憶装置では、磁気ヘッド（以下単にヘッド）により記憶媒体であるディスク上にデータを書込み、またディスクからデータを読出す。ディスク記憶装置はＨＤＤのような磁気ディスク装置以外に、光磁気ディスク装置も含むが、以下ＨＤＤを想定して説明する。
【０００３】
近年では、データの高記録密度化を実現するために、データ読出し専用のリードヘッドとしてＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを使用したリード／ライト分離型のヘッドが使用されている。このタイプのヘッドは、ヘッド本体であるスライダ上に、リードヘッド（ＭＲヘッド）とライトヘッド（インダクティブ・ヘッド）とが実装された構造である。
【０００４】
ＨＤＤでは、ディスクから指定のデータをアクセス（リードアクセスまたはライトアクセス）するときには、ディスク上に予め記録されたサーボデータをリードヘッドが読出す動作が実行される。ＨＤＤのＣＰＵ（メイン制御装置）は、リードヘッドにより読出されたサーボデータを使用して、ディスク上のリードヘッドの位置を検出し、リードヘッドをアクセス対象の目標位置まで移動して位置決めするヘッド位置決め制御を実行する。アクセス対象の目標位置とは、データをリードまたはライトするために指定された目標トラックである。ライト動作では、リードヘッドの位置決め制御により、ライトヘッドを目標トラックに位置決めする。
【０００５】
ＣＰＵが実行するヘッド位置決め制御は、大別してヘッドを目標トラックまで移動するシーク制御（速度制御）および目標トラックの範囲内に位置決めするための位置制御（トラック追従制御）からなる。シーク制御では、サーボデータに含まれるトラックアドレス（シリンダコード）が使用される。また、位置制御では、後述するサーボバーストデータ（ａ，ｂおよびｃ，ｄ）が使用される。本発明は、サーボバーストデータを使用した位置制御に関するものである。
【０００６】
以下図８と図９を参照して、ＨＤＤのサーボシステム（ヘッド位置決め制御システム）の位置制御について簡単に説明する。
【０００７】
図８に示すように、ディスク１には、同心円状の多数のトラック（Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１…）が設けられて、各トラックは複数のセクタに分割されている。各トラックには、半径方向に対して同一位置にサーボエリアが配置されている。サーボエリアは、所定の間隔を持ってディスク１上の円周方向に等間隔で配置されている。このサーボエリアに、前記のシリンダコードおよびサーボバーストデータを含むサーボデータが予め記録されている（ＨＤＤの製造時に専用のサーボライタにより記録される）。図８には、サーボバーストデータのみを示す。ここで、サーボバーストデータの各バ−ストパターンを小文字のａ〜ｄで表記し、後述する各バ−ストパターンから再生された振幅値（ディジタル値）をバーストデータＡ〜Ｄと表記する。
【０００８】
サーボバーストデータは、図８に示すように、トラック中心（ここではトラックＮの中心Ｘ３）を基準として直交配列されたバ−ストパターンａ，ｂおよびトラック間の境界位置（Ｘ５またはＸ１）基準として直交配列されたバ−ストパターンｃ，ｄからなる。サーボシステム（実際にはＣＰＵ）は、リードヘッド３を指定のトラック（Ｎ）の近傍までシーク制御により移動させると、リードヘッド３により読出された各バ−ストパターンａ〜ｄからのバーストデータＡ〜Ｄをサンプルホールドする。即ち、Ａ／Ｄコンバータによりディジタル値に変換された位置データＡ〜Ｄを入力する。そして、サーボシステムは、得られたバーストデータＡ〜Ｄを使用して、リードヘッド３の位置（基準位置に対する位置誤差）を検出するための位置情報の演算処理（位置誤差演算）を実行する。
【０００９】
具体的には、図８に示すように、リードヘッド３がトラックＮの中心の近傍に位置している場合には、「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の演算を実行して、トラック中心Ｘ３を基準としたリードヘッド３の位置誤差量（位置ずれ量）Ｅを算出する。位置制御では、当該位置誤差量Ｅがゼロになるように、リードヘッド３の移動制御が実行される。ところで、図８に示すように、ＨＤＤの高記録密度化に伴って、リードヘッド３のヘッド幅ＴＷは小さくなっている。このため、ヘッド幅ＴＷとトラックピッチ（トラック幅）ＴＰとの関係は、「ＴＰ＞ＴＷ」になっている。
【００１０】
このようなリードヘッド３とトラック幅（即ち、位置制御のトラック範囲）との関係があると、例えばリードヘッド３が位置Ｘ５の近傍にある場合には、バ−ストデータＢは常にゼロになるため、いわゆる位置検出に対する不感帯となり、正常な位置情報を得ることはできない。そこで、サーボシステムは、バ−ストデータＣ，Ｄを使用した「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の演算を実行して、トラック境界位置Ｘ５を基準としたリードヘッド３の位置誤差量（位置ずれ量）Ｅを算出する（図９及び図１０を参照）。
【００１１】
ところで、ヘッド幅ＴＷとトラック幅ＴＰとの関係が「ＴＰ＞ＴＷ」であるため、算出した位置情報は、実際の位置ずれ量より大きくなる。そこで、サーボシステムは、位置換算係数Ｋを設定して、下記式（１）に示すように、位置情報に係数Ｋを乗算して補正している。なお、位置換算係数Ｋは、ＴＰとＴＷとにより設定される固定値である。
【００１２】
【数１】
【００１３】
この位置換算係数Ｋの設定方法の改善により、図１０に示す換算前の位置情報特性に対して、図１１に示すように、各位置情報が位置Ｘ４の近傍で連続的になり、いわゆる線形性を有する位置情報特性を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、実際上のＨＤＤのサーボシステムは、サーボバ−ストデータを使用した位置情報の演算処理によりヘッド３の位置（基準位置に対する位置誤差）を求めて、ヘッド３を基準位置に位置決めする位置制御を実行している。この場合、位置換算係数Ｋを設定することにより、線形性を有する位置情報特性を得るようにしている。
【００１５】
しかしながら、前述したように、近年のＨＤＤにおいてリードヘッドとして使用されているＭＲヘッドは読出し感度が高く、高い再生レベルを出力することができるが、その反面、その読出し感度が不安定である。具体的には、図１３に示すように、リードギャップＲＧ（リードヘッド３のヘッド幅に相当）に対して、信号振幅Ｓが三角形状になるように不均一となる。このようにリードヘッド３の出力特性では、リードギャップＲＧの左右の位置で異なるレベルの読出しデータとなるため、結果的に図１２の実線で示すように、位置情報特性は線形性を確保できなくなる。なお、図１２の点線は、サーボシステムの制御上における仮定の直線を示す。ここで、ＨＤＤの記憶容量の大容量化に伴って、ディスク上のトラックピッチ及びリードヘッドのリードギャップＲＧの幅が小さくなると、相対的に前記のリードギャップＲＧにおける読出し感度の不均一性が増大する。また、ＭＲヘッドの製造上の要因から、読出し感度特性のばらつきが多く、近い将来においても均一な特性を得ることは困難である。
【００１６】
そこで、図１４に示すように、実際上のリードヘッド３により得られた位置情報特性（ヘッド位置に対する位置感度の特性）に対して、その読出し感度を調整をした場合を図１５に示す。ここで、実線７０，７１がリードヘッド３がトラックＮの中心の近傍に位置している場合の「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の演算結果特性であり、点線８０，８１が「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の演算結果特性である。なお、両者の直線は制御上の仮定の位置情報特性である。図１５に示すように、読出し感度の調整をした場合でも、位置Ｘ４の近傍で非線形性が生じていることが明白である。
【００１７】
さらに、実際上のＨＤＤでは、サーボデータを記録する場合に、外乱振動やサーボライタのピッチ送り限界等の影響により、ディスク１に記録されたサーボデータには理想状態からすでに誤差が発生している。このため２組のバ−ストデータａ，ｂおよびｃ，ｄから得られる位置情報（位置誤差情報）は、両者の繋ぎ部（境界部分）で完全には一致しないという問題がある。これは、特にシーク制御、および両者の繋ぎ部の近傍での位置制御の性能を劣化させる要因になっている。このような場合の具体例を図１６に示す。即ち、図１６に示すように、２組のバ−ストデータに対応する位置情報７２，８２が位置Ｘ４の近傍で不連続になっている。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、特に２組のバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用した位置制御において、各位置情報の繋ぎ部（境界部分）における不連続性を低減させて、結果的に非線形性を低減させた位置情報特性を得ることにより、高性能のヘッド位置決め制御システムを実現することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、特に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、ヘッドの位置情報を算出し、当該位置情報に基づいてヘッドをトラック範囲の基準位置に位置決め制御するヘッド位置決め制御システム及び同システムを有するディスク記憶装置において、同時に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、両者間の不連続性を低減させた位置情報を算出する位置情報生成手段にある。
【００２０】
本発明の観点に従ったディスク記憶装置は、ディスク上のトラックからデータを読出すためのリードヘッドを含み、当該リードヘッドのヘッド幅がトラックピッチより小さいヘッドと、前記リードヘッドにより読出した２組のサーボバーストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄの組み合わせを使用した位置情報の演算結果に従って、前記ヘッドを指定のトラックの範囲内に位置決め制御するサーボ手段とを有し、前記サーボ手段は、前記ヘッドを位置決め制御するためのトラック範囲内を、トラック中心を含む第１のエリア、トラック間の境界位置を含む第２のエリア及びそれらのエリア以外の第３のエリアに分割し、当該第１から第３のエリア毎に前記演算結果に線形性を確保できる位置情報の演算式を設定する設定手段と、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御するときに、前記ヘッドが位置する前記第１から第３のエリアのそれぞれに対応する前記演算式を選択して、前記ヘッドの位置情報を算出する位置情報算出手段と、前記位置情報算出手段により算出された位置情報に基づいて、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御する制御手段とを備えた構成である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は本実施形態のヘッド位置決め制御システムを有するＨＤＤの要部を示すブロック図である。
（システム構成）
本実施形態のヘッド位置決め制御システム（サーボシステム）は、図１に示すように、リード／ライト分離型のヘッド２を使用したＨＤＤに適用する場合を想定する。ヘッド２は、ＭＲヘッドであるリードヘッド３とインダクティブ・ヘッドのライトヘッド４とが同一のスライダ上に実装されたものである。ヘッド２は、記憶媒体であるディスク１の両面のそれぞれに対向して設けられている。
【００２５】
ＨＤＤは、ディスク１及びヘッド２以外に、スピンドルモータ（ＳＰＭ）５と、ヘッドアクチュエータ６と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７と、モータドライバ１２とを有する。スピンドルモータ５は１枚または複数枚（ここでは便宜的に１枚とする）のディスク１を高速回転させる。ヘッドアクチュエータ６は、ヘッド２を保持して、ＶＣＭ７の駆動力によりヘッド２をディスク１の半径方向に移動させるヘッド移動機構である。モータドライバ１２は、ＣＰＵ１１によりディジタル値で設定される制御値により制御されて、ＶＣＭ７およびＳＰＭ５をそれぞれ駆動するための駆動回路である。ヘッド移動制御では、モータドライバ１２は、ＣＰＵ１１からの制御量（ディジタル値）に従った駆動電流をＶＣＭ７に供給する。
【００２６】
さらに、ＨＤＤは、ヘッドアンプ回路８、リード／ライト回路９、サーボ回路１０、ＣＰＵ１１、Ａ／Ｄコンバータ１３、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１４、ＲＡＭ１５、およびＥＥＰＲＯＭ１６を有する。ヘッドアンプ回路８はリードヘッド３及びライトヘッド４のドライバＩＣであり、リードヘッド３により読出されたリード信号を増幅するためのリードアンプおよびライトヘッド４に書き込み電流を供給するためのライトアンプを有する。リード／ライト回路９は通常では専用の集積回路（リードチャネルまたはリード／ライトチャネルとも呼ばれる）であり、リード／ライト信号の信号処理回路である。リード／ライト回路９は、リードヘッド３により読出されたリード信号をヘッドアンプ回路８を介して入力し、各種の信号処理を実行して元のデータ（リードデータ）に復号化する。また、リード／ライト回路９は、ＨＤＣ１４から転送されたライトデータを所定の変調方式（例えばＲＬＬ方式）により変調したライト信号をヘッドアンプ回路８に出力する。ヘッドアンプ回路８はライト信号を書込み電流に変換してライトヘッド４に出力する。
【００２７】
ＨＤＣ１４は、ＨＤＤとホストコンピュータとのインターフェースを構成し、ホストコンピュータとの間でリード／ライトデータ及びアクセスコマンド（リード／ライトコマンド）の転送を制御する。ＣＰＵ１１は、ＨＤＣ１４を介してホストコンピュータからアクセスコマンドを受信し、ディスク１に対するヘッド位置決め制御を含むデータアクセス制御を実行する。
【００２８】
本発明に関係するサーボシステムは、主としてＣＰＵ１１とサーボ回路１０とからなる。サーボ回路１０は通常ではリード／ライト回路９に内蔵されており、リードヘッド３のリード信号からサーボバーストデータ（バーストパターンａ〜ｄ）の各アナログ信号（位置信号）を抽出するためのサンプルホールド回路などを含む。Ａ／Ｄコンバータ１３は、サーボ回路１０により抽出されたアナログ信号のレベルをディジタル値（以下バ−ストデータＡ〜Ｄと呼ぶ）に変換してＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、ＨＤＤのメイン制御装置であるマイクロプロセッサである。ヘッド位置決め制御では、ＣＰＵ１１はＡ／Ｄコンバータ１３から入力したバーストデータＡ〜Ｄを使用して、位置制御に必要な位置情報演算（位置誤差演算）を実行する。ＣＰＵ１１は、算出した位置情報に基づいて制御量（ディジタル値）を算出して、モータドライバ１２に出力する。モータドライバ１２はＤ／Ａコンバータを有し、ＣＰＵ１１からの制御量をアナログの駆動電流に変換してＶＣＭ７に供給する。ＥＥＰＲＯＭ１６は書換え可能な不揮発性のプログラマブルＲＯＭであり、例えばシーク制御に必要な速度テーブルなどを格納する。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１５はリード／ライトメモリであり、ＣＰＵ１１の各種制御処理に必要なデータを格納するためのワークメモリである。
（第１の実施形態）
前述したように、サーボシステムのＣＰＵ１１は、ホストコンピュータからのアクセス要求に応じて、リードヘッド３を指定のトラックまでシーク制御し、連続的に当該指定トラック（Ｎ）の範囲内に位置決めするための位置制御を実行する。位置制御時には、通常ではリードヘッド３をトラック中心に位置整定するように制御する。図３は、リードヘッド３を指定のトラック（Ｎ）までシークし、位置制御を開始する場合の状態を示す。
【００２９】
ＣＰＵ１１は、位置制御時にはリードヘッド３により読出されたバ−ストパターンａ〜ｄからＡ／Ｄコンバータ１３によりサンプルホールドされたバ−ストデータＡ〜Ｄを入力する。ＣＰＵ１１は、入力したバ−ストデータＡ〜Ｄを使用して、以下のようなヘッド３の位置情報の演算処理を実行する。ＣＰＵ１１は算出した位置情報に基づいて、ヘッド３を指定のトラック（Ｎ）の中心Ｘ３に位置決めするように制御する。即ち、位置情報（位置誤差情報）がゼロになるように制御量をモータドライバ１２に出力して、ＶＣＭ７の駆動制御を行なう。
【００３０】
以下、図２と図３を参照して同実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００３１】
まず、図３に示すように、指定のトラック範囲において、中心位置Ｘ３を基準としたエリアＡＲ３、トラック間の境界位置Ｘ５を基準としたエリアＡＲ５、および各位置Ｘ３とＸ５との中間位置Ｘ４を基準としたエリアＡＲ４に分割設定する。
【００３２】
なお、位置Ｘ２を基準としたエリアＡＲ２および位置Ｘ１を基準としたエリアＡＲ１については、それぞれ中間位置Ｘ４を基準としたエリアＡＲ４および境界位置Ｘ５を基準としたエリアＡＲ５に対して方向が反対だけで、基本的な取扱いは同じであるため以後の説明を省略する。これについては、後述する第２および第３の実施形態についても同様である。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、ヘッド３を前記のエリアＡＲ３の範囲への位置決めを実行する場合には、下記式（２）に示すような位置情報演算を実行する。
【００３４】
【数２】
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、トラック範囲を基準位置Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５に基づいたエリアＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５に分割設定して、それぞれ線形性を確保した位置情報演算により位置情報を算出する。従って、図２に示すように、トラック範囲の全エリアとして線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。
（第２の実施形態）
以下、図４と図５を参照して第２の実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００３８】
同実施形態は、バ−ストデータＡ，Ｂから算出される位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」とバ−ストデータＣ，Ｄから算出される位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」とを同時に利用して、トラック範囲の全エリアに渡って平均した位置情報を算出する方法である。
【００３９】
具体的には、［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）］＊Ｋ２を想定し、前記の境界位置Ｘ５で「１」となり、中心位置Ｘ３で「０」となるように、換算係数Ｋ２を求める（図４を参照）。実際には、ヘッド３を中心位置Ｘ３に保持して、バ−ストデータＣ，Ｄの値を計測する。また、ヘッド３を境界位置Ｘ５に保持して、バ−ストデータＡ，Ｂの値を計測する。この計測処理を数トラック分を実行して、その平均値から換算係数Ｋ２を決定する。なお、図４において、２点鎖線４０は理想状態の直線であり、実線４１ａが現行の位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」の特性である。これに対して、実線４１ｂが同実施形態の位置情報［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）］＊Ｋ２の特性である。また、点線４２ａが現行の位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」の特性である。これに対して、点線４２ｂが同実施形態の位置情報［（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）］＊Ｋ２＋１の特性である。
【００４０】
次に、前記の処理で得られた位置情報を全エリアに渡って平均した位置情報を、下記式（５）により算出する。
【００４１】
【数５】
（第３の実施形態）
以下、図６と図７を参照して第３の実施形態の位置情報の演算方法を説明する。
【００４２】
同実施形態は、バ−ストデータＡ，Ｂから算出される位置情報「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」とバ−ストデータＣ，Ｄから算出される位置情報「（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）」とを同時に利用し、かつ各位置情報の重みを平均した全エリアに渡る位置情報を算出する方法である。
【００４３】
具体的には、［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２を想定し、前記の境界位置Ｘ５で「１」となり、中心位置Ｘ３で「０」となるように算出する（図６を参照）。なお、図６において、実線６１は位置情報［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２の特性であり、点線６２は［（Ｃ−Ｄ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）］×２＋１の特性である。
【００４４】
さらに、図７の実線６３はそれらにα，βの重みを掛けた平均を求めた位置情報特性である。但し、重み係数α，βは下記式（６）を満足するように決定する。
【００４５】
【数６】
【００４６】
ここで、下記式（８）のα，βの一例として、下記式（７）に示すものが想定される。
【００４７】
【数７】
【００４８】
【数８】
【００４９】
【数９】
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、特に２組のサーボバ−ストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用して、ヘッドの位置情報を算出し、当該位置情報に基づいてヘッドをトラック範囲の基準位置に位置決め制御するヘッド位置決め制御システムにおいて、結果的にトラック範囲の全エリアとして線形性が確保された位置情報特性を得ることが可能となり、従来のような不連続性の発生を結果的に低減させることができる。また、換言すれば、線形性が確保された位置情報を得ることができる範囲を拡大することが可能となる。従って、結果的に非線形性を低減させた位置情報特性を得ることにより、高性能のヘッド位置決め制御システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図３】同実施形態に関係してヘッドとトラック位置との関係を示す概念図。
【図４】第２の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図５】第２の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図６】第３の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図７】第３の実施形態に関係する位置情報演算方法を説明するための特性図。
【図８】従来の位置制御におけるサーボバ−ストデータとヘッド位置との関係を示す概念図。
【図９】従来の位置制御における位置情報特性を示す概念図。
【図１０】従来の位置制御における換算前の位置情報特性を示す概念図。
【図１１】従来の位置制御における換算後の位置情報特性を示す概念図。
【図１２】従来の位置制御における位置情報特性の非線形性を説明するための概念図。
【図１３】従来のリードヘッドの読出し感度特性を説明するための概念図。
【図１４】従来の実際上の位置制御における位置情報特性を示す概念図。
【図１５】従来の実際上の位置制御において位置感度調整を実行した後の位置情報特性を示す概念図。
【図１６】従来の実際上の位置制御において位置情報特性の不連続性を示す概念図。
【符号の説明】
１…ディスク
２…リード／ライト分離型のヘッド
３…リードヘッド
４…ライトヘッド
５…スピンドルモータ（ＳＰＭ）
６…ヘッドアクチュエータ
７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
８…ヘッドアンプ回路
９…リード／ライト回路
１０…サーボ回路
１１…ＣＰＵ
１２…モータドライバ
１３…Ａ／Ｄコンバータ
１４…ＨＤＣ
Claims (6)
- ディスク上のトラックからデータを読出すためのリードヘッドを含み、当該リードヘッドのヘッド幅がトラックピッチより小さいヘッドと、
前記リードヘッドにより読出した２組のサーボバーストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄの組み合わせを使用した位置情報の演算結果に従って、前記ヘッドを指定のトラックの範囲内に位置決め制御するサーボ手段とを有し、
前記サーボ手段は、
前記ヘッドを位置決め制御するためのトラック範囲内を、トラック中心を含む第１のエリア、トラック間の境界位置を含む第２のエリア及びそれらのエリア以外の第３のエリアに分割し、当該第１から第３のエリア毎に前記演算結果に線形性を確保できる位置情報の演算式を設定する設定手段と、
前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御するときに、前記ヘッドが位置する前記第１から第３のエリアのそれぞれに対応する前記演算式を選択して、前記ヘッドの位置情報を算出する位置情報算出手段と、
前記位置情報算出手段により算出された位置情報に基づいて、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするディスク記憶装置。 - 前記設定手段は、
前記第１のエリアに対して、前記トラック上のトラック中心線を基準として直交配列されたサーボバーストデータＡ，Ｂを使用した位置情報の第１の演算式を設定し、
前記第２のエリアに対して、前記トラック上の各トラック間の境界位置を基準として直交配列されたサーボバーストデータＣ，Ｄを使用した位置情報の第２の演算式を設定し、
前記第３のエリアに対して、前記サーボバーストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄを使用した位置情報の第３の演算式を設定するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装置。 - 前記設定手段は、
前記第１の演算式として、「（（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ））＊Ｋ」の演算式で、
但し、Ｋは位置換算係数を意味する前記演算式を設定するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のディスク記憶装置。 - 前記設定手段は、
前記第２の演算式として、「（（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ））＊Ｋ＋０．５」の演算式で、
但し、Ｋは位置換算係数を意味し、かつ０．５は０．５トラック分のシフト量を意味する前記演算式を設定するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のディスク記憶装置。 - 前記設定手段は、
前記第３の演算式として、「｛［（（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ））＊Ｋ］＋［（（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ））＊Ｋ＋０．５］｝／２」の演算式で、
但し、Ｋは位置換算係数を意味し、かつ０．５は０．５トラック分のシフト量を意味する前記演算式を設定するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のディスク記憶装置。 - ディスク上のトラックからデータを読出すためのリードヘッドを含み、当該リードヘッドのヘッド幅がトラックピッチより小さいヘッドを有するディスク記憶装置に適用し、
前記リードヘッドにより読出した２組のサーボバーストデータＡ，Ｂ及びＣ，Ｄの組み合わせを使用した位置情報の演算結果に従って、前記ヘッドを指定のトラックの範囲内に位置決め制御するヘッド位置決め制御方法であって、
前記ヘッドを位置決め制御するためのトラック範囲内を、トラック中心を含む第１のエリア、トラック間の境界位置を含む第２のエリア及びそれらのエリア以外の第３のエリアに分割し、当該第１から第３のエリア毎に前記演算結果に線形性を確保できる位置情報の演算式を設定し、
前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御するときに、前記ヘッドが位置する前記第１から第３のエリアのそれぞれに対応する前記演算式を選択して、前記ヘッドの位置情報を算出し、
前記位置情報算出手段により算出された位置情報に基づいて、前記ヘッドを前記指定のトラック範囲内に位置決め制御することを特徴とするヘッド位置決め制御方法。
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| JP2002245640A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Funai Electric Co Ltd | 光ディスク装置 |
| JP3961456B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2007-08-22 | 富士通株式会社 | ヘッド位置復調方法及びデイスク装置 |
| JP2005078774A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Toshiba Corp | ディスクドライブ及びヘッド位置決め制御方法 |
| US7139150B2 (en) * | 2004-02-10 | 2006-11-21 | Marvell International Ltd. | Method and system for head position control in embedded disk drive controllers |
| JP4185067B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2008-11-19 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置におけるヘッド位置演算方法 |
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