JP3693881B2

JP3693881B2 - ディスク装置のヘッド位置制御方法及び制御装置

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Publication number: JP3693881B2
Application number: JP2000093097A
Authority: JP
Inventors: 和彦高石
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
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Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2005-09-14
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク記憶媒体からヘッドにより情報を読み取る又は読み取り／書き込むディスク装置において、デイスクの偏心にヘッドを追従するためのアクチュエータを制御する制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
磁気ディスク装置、光ディスク装置等のディスク記憶装置は、コンピュータ等の記憶装置として広く利用されている。このようなディスク記憶装置では、ディスク媒体の偏心が生じる。この偏心は、位置情報を記憶しているディスク媒体の回転中心が、位置情報を記録した時のものからずれることにより生じる。
【０００３】
セクターサーボ方式においては、アクチュエータの位置を求めるための位置情報（サーボ情報）は、ディスク面のトラックの各セクターに記録されている。このディスクの回転中心と位置情報を記録した時の回転中心が一致していれば、理想的には偏心は生じない。
【０００４】
しかし、実際には、回転中心は一致しておらず、偏心が生じる。この原因としては、外部でサーボ情報が書き込まれたデイスク媒体の使用、ディスク媒体とスピンドル軸の熱変形や、外部からの衝撃によるディスク媒体のずれが考えられる。この偏心があると、アクチュエータから見ると、回転周波数の整数倍の正弦波の外乱が加わっているように見える。このため、この偏心を補正する技術が必要となる。
【０００５】
【従来の技術】
サーボ制御においては、位置誤差から制御量を算出する。このため、原理的には、デイスクの偏心にサーボ制御により、追従することができる。しかし、偏心量が大きい場合には、サーボ制御だけでは、偏心に追従するのに、時間が
かかる。このため、デイスクの偏心補正量を予め測定しておき、保存しておく。そして、保存した偏心補正量を、サーボ制御系の制御量の他に、フィードフォワード電流として、アクチュエータに与えることにより、偏心を補正することが行われている。
【０００６】
例えば、偏心推定オブザーバによる磁気ヘッドの位置制御方法は、日本国特許公開第７ー５００７５号公報（米国特許第５４０４２３５号）、日本国特許出願１０−１８５０４６号明細書に詳細に示されている。
【０００７】
オブザーバは、アクチュエータのモデルと偏心のモデルとからなる偏心推定オブザーバで構成され、検出位置と推定位置との誤差と、制御電流と、状態変数から、次の状態を予測して、且つ状態から制御電流を作成するものである。このように、実時間で偏心が補正されるため、偏心を迅速に補償することができる。
このような、偏心補正方法では、各デイスク面に対し異なる偏心補正パラメータを使用することは提案されているが、１つのデイスク面に対し、１つの偏心補正パラメータを保存し、これを読み出し、状態に応じた偏心補正量を計算するものであった。即ち、１つの磁気デイスク面で、共通の偏心補正パラメータを使用し、磁気デイスク面の各トラックの偏心補正量を計算するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、次の問題があった。
【０００９】
第１に、回転型アクチュエータを使用した場合には、ヘッドの描く軌跡は、円弧状となり、デイスクの半径方向と一致しない。このため、デイスクのずれの影響は、ヘッドがデイスクの内周にあるときと、デイスクの外周にあるときとでは、異なる。このため、デイスクの内周と外周では、最適な偏心補正量が異なる。
【００１０】
従来は、共通の偏心補正量で、このような相違のある偏心補正量に補償するため、フィードバック系の開ループ特性のゼロクロスを高くすることにより、高速にそのトラック位置での最適の偏心補正量に収束していた。しかし、サンプルサーボ制御では、ゼロクロスを高くするには、サンプルサーボ周波数を高くする必要がある。サンプルサーボ周波数を高くするには、１トラックのサーボ信号の数を増やすことが必要となり、１トラックの記憶容量を減少するという問題が生じる。
【００１１】
第２に、外部のサーボトラックライタで位置信号を書き込んだデイスクを、デイスク装置に組み込む場合や、デイスクが交換可能であるデイスク装置では、デイスクに位置情報を書き込んだ装置のアクチュエータ中心と、ヘッドのリード・ライトコア中心までの距離と、そのデイスクを使用する装置のこれらの距離とが、異なる。即ち、トラック幅は、１μｍ以下になっており、装置の組み立て精度をこれに対応して、向上させることは困難である。このため、偏心補正トラック数が増加し、デイスク面に共通の偏心補正量では、偏心の追従に時間がかかり、シーク時間を短縮できないという問題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、デイスク面の各トラックで最適な偏心補正量をえるためのディスク装置のヘッド位置制御方法及び制御装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、サンプル周波数を高くしなくても、デイスク面の各トラックでの偏心補正量を最適にするためのディスク装置のヘッド位置制御方法及び制御装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、偏心が大きくても、デイスク面の各トラック位置で、最適な偏心補正量を得るためのディスク装置のヘッド位置制御方法及び制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成のため、本発明のディスク装置のヘッド位置制御方法は、ディスクのセクタの位置情報をヘッドにより読み出すステップと、前記位置情報を復調して、前記現在位置を検出するステップと、前記ヘッドを移動する回転型アクチュエータを駆動するため、目標位置と前記現在位置との位置誤差に応じた制御量と、前記ディスクの偏心補正量とを算出し、前記制御量と前記偏心補正量とから前記アクチュエータの制御量を計算するステップとを有する。そして、前記算出ステップは、前記ヘッドの位置に応じて、保存された前記ディスクの半径方向に分割された複数の領域の各々の偏心補正情報から、前記ヘッドの位置に応じた偏心補正情報を読み出し、前記偏心補正量を計算するステップからなり、更に、前記ヘッドのシーク制御開始時に、現在位置の偏心補正量を保存するステップと、前記シーク制御開始時に、前記シークの目標位置の領域の偏心補正情報を読み出し、前記シーク制御中、前記算出ステップを実行するステップを有する。
【００１６】
本発明のヘッド位置制御装置は、ディスク記憶媒体の情報を読み取るヘッドと、前記ヘッドを移動する回転型アクチュエータと、前記ヘッドにより前記ディスク記憶媒体から読み出された位置信号に基づいて、前記回転型アクチュエータを駆動するための制御量を計算する制御回路と、前記ディスク記憶媒体の半径方向に分割された複数の領域の各々の偏心補正情報を格納するメモリとを有する。そして、前記制御回路は、前記メモリから、前記ヘッドの位置に応じた偏心補正情報を読み出し、偏心補正量を計算し、且つ、前記ヘッドのシーク制御開始時に、現在位置の偏心補正量を保存し、前記シークの目標位置の領域の偏心補正情報を読み出し、前記シーク制御中、前記偏心補正量と前記制御量とで、前記回転型アクチュエータを駆動する。
【００１７】
本発明では、回転型アクチュエータを用いた場合に、デイスクの内周と外周では、偏心量の差が大きいことから、デイスクを複数の領域に分割し、各領域の偏心補正情報を設定することにより、ヘッドの位置に応じて、最適な偏心補正を行うものである。このため、サンプル周波数を高めることなく、各トラックで最適な偏心補正が可能となる。これにより、セクターサーボにおいて、記憶容量を低減することなく、偏心補正が可能となる。
【００１８】
又、ヘッド位置制御方法は、前記ヘッドのシーク制御開始時に、現在位置の偏心補正量を保存するステップと、前記シークの目標位置の領域の偏心補正情報を読み出すステップとを更に有し、前記算出するステップは、前記読み出された偏心補正情報に従い、前記偏心補正量を算出するステップを有する。シーク開始前に、偏心補正情報を変更するため、シーク制御中に偏心補正情報を変更する必要がない。このため、シーク制御の演算を増やすことがないため、高速なシーク制御を実現しつつ、最適な偏心補正が可能となる。
【００１９】
更に、ディスク装置のヘッド位置制御方法は、前記保存ステップは、前記現在位置の偏心補正量を、前記現在位置のトラックの基準セクタの偏心補正情報に変換した後、前記変換した偏心補正情報を保存するステップからなり、前記読み出しステップは、前記読み出した偏心補正情報を前記目標位置のセクタの偏心補正情報に変換するステップを有する。基準セクタの偏心補正情報を保存するため、各セクタの偏心補正量を算出することが容易となり、且つ保存する偏心補正情報も少なくて済む。
【００２０】
更に、ディスク装置のヘッド位置制御方法は、前記算出ステップは、前記誤差に応じて、前記ヘッドの位置と、速度と、偏心補正量を推定するオブザーバを用いて、前記制御量を計算するステップからなる。オブザーバを用いるため、少ない偏心補正情報でも、当該トラックの偏心に高速に追従できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、デイスク装置、位置決め制御系、他の実施の形態、実施例の順で説明する。
【００２２】
＊＊デイスク装置＊＊
図１は、本発明の一実施の形態の構成図、図２は、図１のアクチュエータの説明図、図３は、コントローラの開ループ特性の説明図、図４及び図５は、偏心の振幅・位相の特性図、図６は、図１の偏心ベクトルテーブルの格納図、図７は、図１の偏心ベクトルテーブルの説明図である。
【００２３】
図１には、デイスク装置として、磁気デイスクドライブを例に示す。図１に示すように、磁気ディスクドライブ１は、磁気ディスク２と、磁気ヘッド３とを有する。磁気ディスク２は、図７に示すように、同心円の複数のトラックを有し、各データトラックには、各々サーボ信号ＳＴ０からＳＴ６が埋め込まれた多数のセクターが設けられている。例えば、３．５インチの磁気デイスク２では、デイスク１面に、１２０００トラック設けられ、１トラックに、１０００セクター設けられる。
【００２４】
磁気ヘッド３は、磁気ディスク２の情報を読み取り／書き込む。磁気ヘッド３は、ＭＲ（ＧＭＲ，ＴＭＲ）素子と、ライト素子で構成される。磁気ディスク２は、スピンドルモータ４により、回転される。回転型アクチュエータ５は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有し、磁気ヘッド３を支持するとともに、磁気ヘッド３を磁気ディスク２のトラック横断方向に移動する。
【００２５】
パワーアンプ６は、アクチュエータ５のＶＣＭを駆動する。スピンドル駆動回路７は、スピンドルモータ４を駆動する。制御回路８は、マイクロプロセッサと、デジタルシグナルプロセッサと、アナログ／デジタル変換器と、デジタル／アナログ変換器と、ＲＡＭ１１とからなる。
【００２６】
制御回路（以下、プロセッサという）８は、磁気ヘッド３からの位置信号を読み取り、磁気ヘッドの現在位置y ［k ］を把握し、目標位置ｒとの距離（位置誤差）に応じた制御値（制御電流値）u ［k ］を作成する。リード/ ライト回路９は、プロセッサ８からの指示に応じて、磁気ヘッド３をリード／ライト制御する。位置検出回路１０は、磁気ヘッド３のサーボ信号を復調して、位置信号をプロセッサ８に出力する。
【００２７】
ハードディスクコントローラ１２は、ホストコンピュータとのインターフェース制御を行う。このハードディスクコントローラ１２には、ＲＡＭ１３が設けられている。ＲＡＭ１３は、ホストコンピュータからのデータや、ホストコンピュータへデータを格納する。
【００２８】
図２は、前記回転型アクチュエータ５と、磁気デイスク２との関係図である。デイスク２の中心Ｏ２に対し、スピンドルモータ４の回転中心Ｏ３が、ずれることにより、偏心が生じる。直進アクチュエータを用いた場合には、ヘッドをモータの回転中心Ｏ３に向かい、直進できるため、ヘッドから見たデイスク２の偏心振幅、位相は、デイスク２の内周と外周で同一である。
【００２９】
しかし、図２に示すように、回転型アクチュエータ５では、アクチュエータの回転中心Ｏ１を中心に、回転するため、ヘッド３の描く軌跡は、直線とならず、円弧を描く。このため、デイスク２の回転中心のモータの回転中心からのずれの影響は、ヘッド３がデイスク２の内周に位置する時と、ヘッド３がデイスク２の外周に位置する時では、異なる。
【００３０】
図４及び図５は、デイスク２に、外部のＳＴＷ（サーボトラックライタ）でサーボ信号を書き込み、このデイスク２を、デイスク装置に組み込んだ場合のデイスク２の各トラックの１次偏心の振幅、位相を測定した結果を示す。図４及び図５において、偏心振幅は、絶対値でなく、正規化された相対値を示し、位相は、絶対値を示す。
【００３１】
図により明らかな如く、横軸のトラック位置により、振幅、位相とも変化している。又、図４と図５は、異なるデイスク装置での測定結果であり、装置毎に、変化の度合いが異なる。例えば、振幅の変化は、最大６パーセントであるが、最小の偏心振幅でも、５０μｍ程度であるから、変化は、最小３μｍとなる。トラックピッチは、１μｍ程度とすると、変化は、最小でも、３トラック程度存在する。
【００３２】
一方、図３に示すように、位置決めを行うサーボ制御の開ループ特性（ゲイン、位相）は、サンプル周波数により決定される。即ち、偏心の追従特性は、サーボ制御のサンプル周波数により定まる。従って、デイスク面に共通の偏心補正信号を用いても、サーボ制御により、追従することが可能である。しかし、この追従には、時間がかかる。例えば、シーク終了後、５−１０周待つ必要がある。
【００３３】
もし、サンプル周波数を高くすれば、応答性が向上し、デイスク面の各トラックに共通の偏心補正信号を用いても、サーボ制御により、前述のトラック間の変化に、高速に追従できる。しかし、サンプル周波数を高くすることは、図７に示した１トラック当りのサーボ信号の数を増やす必要がある。このことは、１トラック当りのデータ領域を減らすため、デイスクの使用できる記憶容量が減少し、好ましくない。
【００３４】
このトラック間の偏心振幅、位相の変化を補正するため、本発明では、図１に示すように、ＲＡＭ１１に、偏心ベクトルテーブル１１−１を設けている。このテーブル１１−１は、図６に示すように、各ヘッドの各ゾーンの偏心補正ベクトルを格納する。即ち、図７にしめすように、デイスク２の一面を、その半径方向に、複数のゾーンに分割する。図７では、２つのゾーンＺｏｎｅ１，Ｚｏｎｅ２に分割されている。そして、テーブル１１−１は、各ヘッド毎に、即ち、デイスク面毎に、各ゾーンの偏心補正ベクトルＺ１，Ｚ２を格納する。
【００３５】
図１のプロセッサ８は、ヘッド位置に応じて、対応するゾーンの偏心補正ベクトルを読み出し、偏心補正量を計算する。このゾーンの分割数は、要求される精度、偏心補正量にあわせて、任意に設定できる。このように、デイスク１面を、複数の領域に分割し、各領域に偏心補正ベクトルを設定したので、デイスクのヘッドの位置に応じて、最適な偏心補正量を計算できる。
【００３６】
このため、サンプル周波数を高くしなくても、偏心の追従を高速に行うことができ、デイスクの記憶容量を削減することなく、実現できる。特に、外部のＳＴＷでサーボ信号を書き込んだデイスクを、デイスク装置に組み込む場合には、偏心量が大きくなり、デイスク内周と外周とで、偏心の度合いの相違が、大きいため、有効であり、シーク後のフォロイング制御の時間短縮に効果がある。
【００３７】
このデイスク装置として、ハードデイスク装置で説明したが、デイスクを交換できるデイスク装置や、光、光磁気デイスク装置にも適用できる。
【００３８】
＊＊位置決め制御系＊＊
図８は、プロセッサ８の実行する位置決め制御系のブロック図である。図８において、プラント５は、磁気ディスク装置の物理的なヘッド位置決めを行う部分を示し、回転型アクチュエータ５と、アンプ６、磁気デイスク２を含む。
【００３９】
磁気デイスク２から、磁気ヘッド３が読み取った位置信号（サーボ信号）は、位置検出回路１０で復調され、プロセッサ８に入力する。プロセッサ８では、位置復調部２０が、復調信号から現在位置y ［k ］を復調する。誤差演算器２１は、目標位置ｒから現在位置ｙ［ｋ］を差し引き、位置誤差を演算する。ゲイン補正部２２は、位置誤差を補正する。この補正された位置誤差が、コントローラ２３に入力する。コントローラ２３は、周知のサーボコントローラで構成されている。例えば、図９以下に示す離散型現在オブザーバで構成される。
【００４０】
このサーボコントローラ２３は、前述のＲＡＭ１１のテーブル１１−１から、ヘッドの位置に応じた偏心ベクトルを読み出し、偏心補正量を計算する。そして、位置誤差から計算したサーボ制御値に、偏心補正値を加え、制御値をプラント５に出力する。
【００４１】
つぎに、前述のコントローラ２３について、説明する。図９は、コントローラのブロック図、図１０は、位置制御フロー図、図１１は、図１０の格納処理フロー図、図１２は、図１０の読み出し処理フロー図、図１３は、位置制御動作の説明図である。
【００４２】
図９に示すコントローラ２３は、離散型の現在オブザーバで構成される。このオブザーバの構成は、前述の特願平１０−１８５０４６号明細書に記載されているように、下記（１）式から（４）式により、状態を推定する。
【００４３】
【数１】

【００４４】
ここで、xhat[k],vhat[k],bhat[k]は,各々今回のサンプル時の位置の状態変数( 推定位置) 、速度の状態変数( 推定速度)、バイアス電流の状態変数( 推定バイアス量)であり、z1hat[k] 、z2hat[k]は、今回サンプル時の偏心の状態変数( 推定偏心量) であり、xbar[k],vbar[k],bbar[k]は,各々前回のサンプル時の位置の状態変数( 推定位置) 、速度の状態変数( 推定速度)、バイアス電流の状態変数( 推定バイアス量)であり、z1bar[k] 、z2bar[k]は、前回サンプル時の偏心の状態変数( 推定偏心量) である。
【００４５】
又、L1〜L5 は、オブザーバの推定ゲインであり、L1は、位置推定ゲイン、L2は、速度推定ゲイン、L3は、バイアス推定ゲイン、L4、L5は、偏心推定ゲインであり、y[k]は、観測位置である。ここでは、観測y[k]は、位置誤差である。
【００４６】
【数２】

【００４７】
【数３】

【００４８】
ここで、uob,uwは、各々アクチュエータの制御値、偏心補正の制御値であり、Ｆ１，Ｆ２は、状態フィードバック行列である。uvcmは、出力する制御電流値である。
【００４９】
【数４】

【００５０】
ここで、xbar[k＋１],vbar[k＋１],bbar[k＋１]は,各々今回のサンプル時の位置の状態変数( 推定位置) 、速度の状態変数( 推定速度)、バイアス電流の状態変数( 推定バイアス量)であり、z1bar[k＋１] 、z2bar[k＋１]は、今回サンプル時の偏心の状態変数( 推定偏心量) である。Ｔは、サンプル周期である。又、偏心は、図１４に示すように、（z1,z2）の直交座標で、一定の半径の円上で、一定速度（角速度ω０）で回転する点の動きを示している。
【００５１】
これに、速度制御系を付加して、ブロックで示したものが、図９である。サーボ割り込み（サーボゲート信号）がプロセッサ８に与えられると、プロセッサ８は、位置検出回路１０の復調信号から現在位置y ［k ］を計算する。誤差演算器２１は、目標位置ｒと現在位置（位置信号）y ［k ］との差の絶対値abs ［y-r ］を計算する。
【００５２】
モード判定器３７は、絶対値abs ［y-r ］が、４トラック以下かを判定する。ここでは、シークとフォローイングとの判定を４トラックと定めている。従って、絶対値abs ［y-r ］が、４トラック以下ならフォローイングと判定して、切り替え器３５をｂ側に接続する。絶対値abs ［y-r ］が、４トラックを越えると、シーク中と判定して、切り替え器３５をａ側に接続する。
【００５３】
オブザーバ３６では、位置誤差Δｘ（前述の式では、観測位置ｙ［ｋ］で定義してある）は、第４のゲイン乗算器２６に入力する。ゲイン乗算器２６は、誤差に、推定ゲインＬ（Ｌ１〜Ｌ５）（式（１）参照）を乗じる。
【００５４】
第２のゲイン乗算器２４は、制御電流u ob［k ］に係数Ka(式(４)参照) を乗じる。第３のゲイン乗算器２５は、今回のサンプル時の状態信号xhat［k ］-z2hat[k]に、式（４）の係数を乗じる。加算器２８は、２つの加算器２４〜２５の出力を加算する。これにより、式（４）の次のサンプル時の状態信号xbar［k ＋1 ］-z2bar[k＋１]が出力される。
【００５５】
この次のサンプル時の状態信号xbar［k ＋1 ］-z2bar[k＋１]は、遅延器２９により１サンプル遅延され、今回のサンプル時の状態信号xbar［k ］-z2bar[k]が得られる。この状態信号は、加算器２６で、ゲイン乗算器２６の出力に加算され、式（１）の今回のサンプル時の状態信号xhat［k ］-z2hat[k]が得られる。この状態信号に、第１の乗算器２３により、フィードバック係数Ｆが乗じられる。これにより、式（２）、（３）で示した今回の制御電流u ［k ］が得られる。この制御電流u ［k ］は、プラント２０に供給される。偏心の推定値ｕｗは、速度制御系に供給される。
【００５６】
シーク中は、目標速度生成器３１は、位置誤差Δx から目標速度v0を生成する。速度差演算器３２は、目標速度V０とオブザーバ３６の推定速度vhat ［k ］との速度差を計算する。ゲイン乗算器３３は、速度差に速度ゲインCOを乗算する。補償器３４は、速度差とオブザーバ３６の偏心推定値ｕｗとを加算して、それを反転したものを制御電流u ［k ］とし出力する。
【００５７】
フォローイングと判定されると、プロセッサ８は、オブザーバ３６のブロック２６の偏心推定ゲインＬ４、Ｌ５に、設計値を代入する。この偏心推定ゲインＬ４、Ｌ５は、フォローイング時に、位置誤差がゼロに収束するように設計される。そして、プロセッサ８は、前述のオブザーバによる状態計算を行い、制御電流u ［k ］をプラント（アンプ６）に出力する。そして、このサーボ割り込みを終了する。
【００５８】
このように、オブザーバ３６は、アクチュエータのモデルと偏心のモデルとからなる偏心推定オブザーバで構成され、検出位置と推定位置との誤差と、制御電流と、状態変数から、次の状態を予測して、且つ状態から制御電流を作成するものである。このように、実時間で偏心が補正されるため、偏心を迅速に補償することができる。
【００５９】
次に、前述のデイスクの領域毎に、偏心補正値を設定するシーク処理を説明する。図１０は、本発明の一実施の態様のシーク処理フロー図であり、図１１は、その偏心補正変数の格納処理フロー図、図１２は、その偏心補正変数の読み出し処理フロー図、図１３は、シーク処理動作の説明図である。
【００６０】
（Ｓ１）シーク開始時に、先ず、偏心補正変数の格納処理を行う。即ち、現在セクタ一位置での偏心補正変数を格納する。前述の如く、コントローラ２３により、偏心補正変数は、リアルタイムで計算され、状態により、変化するため、現在の状態を保存する。即ち、図１１に示すように、現在のセクタＮの偏心補正変数（Ｚ１，Ｚ２）を、基準セクターとして選ばれたセクタ０の偏心補正変数（Ｚ１０，Ｚ２０）に、下記式（５）により、変換する。尚、オブザーバ３６では、セクタＮの偏心補正変数（Ｚ１，Ｚ２）は、Ｚ１ｈａｔ［ｋ］，Ｚ２ｈａｔ［ｋ］である。
【００６１】
【数５】

【００６２】
次に、その現在位置の属するゾーンＺｏｎｅを、現在トラック位置ＣｍｄＴｒａｃｋＮｏｗと、ゾーンの幅ＺｏｎｅＷｉｄｔｈから、下記式（６）により、計算する。
【００６３】
Ｚｏｎｅ＝floor(CmdTrackNow/ZoneWidth) （６）
尚、ｆｌｏｏｒは、Ｃ言語プログラムで、整数部分を示す。
次に、図６のテーブル１１−１に、偏心補正変数（Ｚ１０，Ｚ２０）を格納する。この時の格納アドレスは、図６の場合、デイスク面が２ゾーンに分割されているため、現在ヘッドＨｅａｄＮｏｗとゾーンの２倍である２Ｚｏｎｅで決定される。これにより、格納処理を終了する。
【００６４】
（Ｓ２）次に、シーク先の目標トラック位置CmdTrackNextの偏心補正変数（Ｚ１，Ｚ２）をテーブル１１−１から読み出す。図１２に示すように、絶対値abs(CmdTrackNow-CmdTrackNext)を計算し、予定のトラック差制限TrackLimitより小さいかを判定する。即ち、現在位置と目標位置との差が小さいか否かを判定する。更に、シーク先のHeadNextと現在ヘッドHeadNowが等しいかを判定する。現在位置と目標位置との差が小さく、且つヘッドの切り替えがない場合には、同一デイスク面で、距離の小さいシークのため、現在の偏心補正変数と異ならないと判断し、前述の（６）式により、ゾーンを計算し、テーブル１１−１のシーク先HeadNextと２Zoneのアドレスの偏心補正変数Ｚ１，Ｚ２を読み出し、前述のオブザーバ３６のＺ１ｈａｔ［ｋ］，Ｚ２ｈａｔ［ｋ］に初期値として、設定する。
【００６５】
一方、現在位置と目標位置との差が大きい、又はヘッドの切り替えがある場合には、現在の偏心補正変数と異なると判断し、下記（７）式により、ゾーンを計算する。
【００６６】
Ｚｏｎｅ＝floor(CmdTrackNext/ZoneWidth) （７）
そして、テーブル１１−１のシーク先HeadNextと２Zoneのアドレスの偏心補正変数Ｚ１，Ｚ２を読み出し、前述のオブザーバ３６のＺ１ｈａｔ［ｋ］，Ｚ２ｈａｔ［ｋ］に初期値として、設定する。これにより、読み出し処理を終了する。（Ｓ３）この初期設定の後、前述のように、位置誤差により、目標位置に到達したかを判定する。前述の例では、位置誤差が、４トラックになった時に、目標位置に到達したと判定する。目標位置に到達していない時は、ステップＳ５に進む。
【００６７】
（Ｓ４）目標位置に到達した場合には、前述のように、オブザーバ３６によるフォロイング制御に移行する。
【００６８】
（Ｓ５）シーク制御の計算を実行する。前述のオブザーバ制御では、図９で示したように、速度を推定し、現サンプルでの偏心ベクトルの値を計算し、目標速度ｖを計算し、ＶＣＭ電流Ｕｖｃｍを、図９のように、計算して、プラント５に出力する。即ち、ＶＣＭ電流Ｕｖｃｍは、次式で計算する。
【００６９】
Ｕｖｃｍ＝―Ｆ２・（ｖｈａｔ［ｋ］−ｖ［ｋ］）＋ｚ１ｈａｔ［ｋ］（８）
（Ｓ６）次のサンプルまで待ち、ステップＳ３に戻る。
【００７０】
この様子を、図１３に示す。この例では、シーク開始時に、目標位置の偏心補正ベクトルに変更している。このため、シーク終了の後のフォロイング開始時に、偏心によるトラックずれがない。このため、正確な位置で、フォロイング制御に移行できる。従って、フォロイング時間を短縮できる。
【００７１】
又、シーク開始時に、偏心補正ベクトルを変更しているため、シーク計算中に、偏心補正ベクトルを変更する処理を必要がない。このため、高速性を要求されるシーク計算の処理性能を低下することがない。従って、高速シークが可能となる。
【００７２】
勿論、シーク中に、現在位置に応じて、偏心補正ベクトルの変更処理を行っても良い。この場合、シークの速度制御がより正確となる。又、フォロイング制御開始時に、偏心補正ベクトルを変更することもできる。又、オブザーバ制御による偏心補正で説明したが、回転ベクトルを推定する他のサーボ制御系を用いることができる。例えば、ＤＦＴ（Digital Fourier Transfer）を用いて、位置誤差の回転周波数成分を取り出し、偏心を補正するものでも、回転ベクトルを推定しているので、この系にも、適用できる。
【００７３】
＊＊他の実施の形態＊＊
図１４は、本発明の他の形態の説明図である。図１４において、デイスク面のゾーン１のセクタ０の偏心補正値を、Ｚ１ａ，Ｚ２ａとし、ゾーン２のセクタ０の偏心補正値を、Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂとする。現セクタＮでの偏心補正値を、Ｚ１ｃ，Ｚ２ｃとする。そして、ゾーン１からゾーン２にシークする場合は、ゾーン２のセクタ０の偏心補正値Ｚ１ｂ［ｋ］，Ｚ２ｂ［ｋ］は、下記式（９）により、現在の偏心状態に補正できる。
【００７４】
Ｚ１ｂ［ｋ］＝Ｚ１ｃ＋（Ｚ１ｂ−Ｚ１ａ）
Ｚ２ｂ［ｋ］＝Ｚ２ｃ＋（Ｚ２ｂ−Ｚ２ａ）（９）
即ち、ＲＯＭにあらかじめ測定しておいたＺ１ａ，Ｚ２ａ、Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂを格納しておき、計算により、シーク先の現在のセクタ０の偏心補正値を、ベクトル差分により、求めることができる。従って、図１のテーブル１１−１は、ＲＯＭに設ければ良い。
【００７５】
同様に、前述のテーブル１１−１の初期値は、出荷前に、あらかじめ測定して、格納しておく。このようにすると、直ちに、偏心の補正が可能となる。
【００７６】
又、前述の例では、デイスクの回転周波数成分である１次偏心補正について、説明した。デイスクの回転周波数の２倍、３倍等の高次偏心成分を補正することもできる。この場合、高次偏心補正電流は、周知の繰り返し制御により、測定することにより、正確な高次偏心補正が可能となる。また、メモリの節約のため、高次偏心補正電流を、デイスク面に、共通とすることができる。
【００７７】
図１５は、本発明により、デイスク面に対し、複数の偏心補正ベクトルを設定し、目標位置に応じて、偏心補正ベクトルを変更した場合のシークタイミング、電流、位置を示す図であり、図１６は、比較例としての従来のデイスク面に、共通の偏心ベクトルを使用して、偏心補正した場合のシークタイミング、電流、位置を示す図である。
【００７８】
図１６の比較例では、目標位置での偏心補正量が適切でないため、シーク後に偏心による揺れが、残っている。図１５の本発明を適用した場合には、シーク後の揺れ（位置変化）が少なく、偏心が効果的に、補正されている。
【００７９】
【発明の効果】
回転型アクチュエータを用いた場合に、デイスクの内周と外周では、偏心量の差が大きいことから、デイスクを複数の領域に分割し、各領域の偏心補正情報を設定することにより、ヘッドの位置に応じて、最適な偏心補正を行うことができる。
【００８０】
又、シーク開始時に偏心補正情報を変更しているため、サンプル周波数を高めることなく、各トラックで最適な偏心補正が可能となる。これにより、セクターサーボにおいて、記憶容量を低減することなく、偏心補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のデイスク装置の構成図である。
【図２】図１の回転型アクチュエータの説明図である。
【図３】図１のサーボ制御の特性図である。
【図４】図２の回転型アクチェータを使用した時の偏心特性図である。
【図５】図２の回転型アクチュエータを使用した時の他の偏心特性図である。
【図６】図１のテーブルの構成図である。
【図７】図６のテーブルの説明図である。
【図８】図１の位置決め制御部の構成図である。
【図９】図８のコントローラのブロック図である。
【図１０】図８のシーク処理フロー図である。
【図１１】図１０の格納処理フロー図である。
【図１２】図１０の読み出し処理フロー図である。
【図１３】図１０のシーク動作説明図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態の説明図である。
【図１５】本発明の実施例の説明図である。
【図１６】本発明の比較例の説明図である。
【符号の説明】
１デイスクドライブ
２磁気デイスク
３磁気ヘッド
４スピンドル
５回転型アクチュエータ
８制御部
１１−１偏心補正テーブル

Claims

回転するディスクのトラックにヘッドを位置制御するディスク装置のヘッド位置制御方法において、
前記ディスクのセクタの位置情報をヘッドにより読み出すステップと、
前記位置情報を復調して、前記現在位置を検出するステップと、
前記ヘッドを移動する回転型アクチュエータを駆動するため、目標位置と前記現在位置との位置誤差に応じた制御量と、前記ディスクの偏心補正量とを算出し、前記制御量と前記偏心補正量とから前記アクチュエータの制御量を計算するステップとを有し、
前記算出ステップは、
前記ヘッドの位置に応じて、保存された前記ディスクの半径方向に分割された複数の領域の各々の偏心補正情報から、前記ヘッドの位置に応じた偏心補正情報を読み出し、前記偏心補正量を計算するステップからなり、
更に、前記ヘッドのシーク制御開始時に、現在位置の偏心補正量を保存するステップと、
前記シーク制御開始時に、前記シークの目標位置の領域の偏心補正情報を読み出し、前記シーク制御中、前記算出ステップを実行するステップを有することを
特徴とするディスク装置のヘッド位置制御方法。
請求項１のディスク装置のヘッド位置制御方法において、
前記保存ステップは、
前記現在位置の偏心補正量を、前記現在位置のトラックの基準セクタの偏心補正情報に変換した後、前記変換した偏心補正情報を保存するステップからなり、
前記読み出しステップは、
前記読み出した偏心補正情報を前記目標位置のセクタの偏心補正情報に変換するステップを有することを
特徴とするディスク装置のヘッド位置制御方法。
請求項１のディスク装置のヘッド位置制御方法において、
前記算出ステップは、
前記誤差に応じて、前記ヘッドの位置と、速度と、偏心補正量を推定するオブザーバを用いて、前記制御量を計算するステップからなることを
特徴とするディスク装置のヘッド位置制御方法。
ディスク記憶媒体の情報を読み取るヘッドと、
前記ヘッドを移動する回転型アクチュエータと、
前記ヘッドにより前記ディスク記憶媒体から読み出された位置信号に基づいて、前記回転型アクチュエータを駆動するための制御量を計算する制御回路と、
前記ディスク記憶媒体の半径方向に分割された複数の領域の各々の偏心補正情報を格納するメモリとを有し、
前記制御回路は、前記メモリから、前記ヘッドの位置に応じた偏心補正情報を読み出し、偏心補正量を計算し、
且つ、前記ヘッドのシーク制御開始時に、現在位置の偏心補正量を保存し、前記シークの目標位置の領域の偏心補正情報を読み出し、前記シーク制御中、前記偏心補正量と前記制御量とで、前記回転型アクチュエータを駆動することを
特徴とするディスク装置のヘッド位置制御装置。
請求項４のディスク装置のヘッド位置制御装置において、
前記制御回路は、
前記現在位置の偏心補正量を、前記現在位置のトラックの基準セクタの偏心補正情報に変換した後、前記変換した偏心補正情報を前記メモリに保存し、前記メモリから前記読み出した偏心補正情報を前記目標位置のセクタの偏心補正情報に変換することを
特徴とするディスク装置のヘッド位置制御装置。