JP4213850B2 - ディスク装置の制御方法およびディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置に関し、一層詳細には、外乱補償制御方法および外乱補償制御部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、磁気ディスク装置では、磁気ディスクに対して情報の記録および再生を行うために磁気ヘッドの位置決めが行われる。
【０００３】
この場合、磁気ディスク装置に外部からの振動等によって外乱が発生すると磁気ヘッドの位置決めに大きな影響を生じる。特に、外乱が回転方向の外乱のときは、磁気ヘッドの駆動機構としてロータリー型のアクチュエータを用いたものでは、アクチュエータの機構上、影響がより大きい。
【０００４】
そこで、外乱の影響を補償する方法として、磁気ディスク装置の筐体若しくは回路基板上に加速度センサを搭載し、外部からの振動や磁気ディスク装置自体のシーク反力等によって発生する振動を検出し、検出した情報を用いて外乱が磁気ヘッドの位置決めに与える影響を補償する方法が提案されている。
【０００５】
外乱のうちで特に回転方向の外乱（以下、回転外乱という。）の影響を補償する方法として、単一の加速度センサによって回転外乱の角加速度を直接に検出する方式のものがあるが、この場合、センサが高価である、応答周波数が低い、あるいはセンサが比較的大型である等の問題がある。これに対して、上記費用等の観点から、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサを磁気ディスク装置に同一方向に配置し、回転外乱の一軸方向成分を含む一軸方向の振動成分を検出した２つの加速度センサの出力を演算処理することにより一軸方向の外乱とともに回転外乱を求める方式が提案されている。
【０００６】
この２つの加速度センサを備えた方式の従来例として、例えば、図１、図２に示す磁気ディスク装置について説明する。
【０００７】
２つの加速度センサ１ａ、１ｂは、回路基板２の図２中右側端部の２隅に距離Ｌ離間して配置されている。
【０００８】
磁気ディスク３に記録されたサーボ情報は、磁気ヘッド４で読み込まれる。磁気ヘッド４からのサーボ信号は、再生アンプ５ａで増幅した後、サーボ復調回路５ｂによって位置情報に復調する。サーボ復調回路５ｂからの位置情報は、マイクロコントローラ６に取り込まれる。
【０００９】
一方、加速度センサ１ａ、１ｂによって検出された外乱情報もマイクロコントローラ６のＡ／Ｄコンバータ６ａに取り込まれる。
【００１０】
マイクロコントローラ６に取り込まれた位置情報と外乱情報は、メモリ６ｂに記録されているプログラムを用いてＣＰＵ６ｃによって処理を行い、制御信号を生成する。
【００１１】
制御信号は、ＤＡコンバータ６ｄを介してＶＣＭドライバ７に送られ、ＶＣＭ８を駆動することにより、外乱を補償した磁気ヘッド４の位置決めを行う。
【００１２】
この場合、回転外乱は、角加速度ω（単位：ｒａｄ／ｓ２）として得られるが、この角加速度ωは、２つの加速度センサの出力Ｇ１、Ｇ２（単位：Ｇ）と距離Ｌ（単位：ｍ）とから以下の式によって求められる。ここで、ｇは重力加速度９．８（単位：ｍ／ｓ２）である。
【００１３】
ω＝（Ｇ１−Ｇ２）×ｇ／Ｌ
外乱を補償した磁気ヘッドの位置決め方法について、さらに図３を参照して説明する。
【００１４】
加速度センサ１ａ、１ｂによって検出された外乱情報は、フィルタ９ａによって処理されてゲインＧｎを調整した補償信号Ｓｂとされ、通常のフィードバック制御系のコントローラ９ｂの出力信号Ｓａから補償信号Ｓｂを減算することにより、外乱を打ち消す指令値Ｓを制御対象９ｃに与える。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した同一方向、すなわち、並進方向の外乱成分を検出する２つの加速度センサの検出値の差分から回転外乱を求める方式の場合、２つの加速度センサに感度のばらつきがあると、並進方向の振動成分をキャンセルすることができず、検出値の差分を誤まった回転外乱情報として処理するため、補償の際に誤差を生じる原因となる。
【００１６】
また、この不具合とは別に、通常、加速度センサにより検出した回転外乱情報に位相遅れがあると、これも補償の際に誤差を生じる一因となる。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、加速度センサを搭載したディスク装置の外乱の補償制御を好適に行うことができるディスク装置の制御方法およびディスク装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、並進方向の振動成分を検出する２つの加速度センサの検出値の差分から外乱を求めて補償する際に、制御系へ悪影響を及ぼすことなく好適に補償制御することができるディスク装置の制御方法およびディスク装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディスク装置の制御方法は、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサを離間して搭載したディスク装置の制御方法であって、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わないことを特徴とする
また、本発明に係るディスク装置は、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサが離間して搭載されたディスク装置であって、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わない補償制御部を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の上記の構成により、加速度センサの所定の出力レベルにおいて外乱補償制御を行いあるいは異常な出力レベルにおいて外乱制御を行わない等、加速度センサの出力に応じて適宜外乱補償の制御方法を変更することにより、すなわち、リードまたはライト動作中におけるヘッドアクチュエータの制御量の算出シーケンスを変更することにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るディスク装置の制御方法およびディスク装置の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、加速度センサを備えた磁気ディスク装置を例にとり、図を参照して、以下に説明する。なお、本実施の形態例に係る磁気ディスク装置の基本的な装置構成は図１〜図３に示した従来の磁気ディスク装置と同じであるため、重複する説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法および制御装置について、図４の装置構成図および図５の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
図４に示すように、ディスク装置は、ディスク装置に作用する外乱の並進方向成分を含む加速度センサ１ａ、１ｂの出力に応じて、外乱補償の制御方法、すなわち、リードまたはライト動作中におけるヘッドアクチュエータの制御量の算出シーケンスを変更する補償制御部１１を備える。
【００３０】
図５を参照して、制御方法を説明する。
【００３１】
まず、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する（Ｓ１）。前記したように、外乱は一軸方向（並進方向）外乱と回転方向外乱の並進方向成分の双方を含む。
【００３２】
ついで、外乱Ｇ１、Ｇ２が同符号、すなわち、同一方向の加速度であるかどうかを判断する（Ｓ２）。ここで、外乱Ｇ１、Ｇ２が異符号の場合は、回転方向外乱が大きいことが明らかなため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。すなわち、外乱Ｇ１、Ｇ２の差により回転方向外乱を算出し、通常の外乱補償制御を行う。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２が同符号の場合は、さらに、外乱（外乱検出値）Ｇ１、Ｇ２の差（差分）Ｇsubを算出する（Ｓ４）。
【００３３】
そして、外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ以上かどうかを判断する（Ｓ５）。ここで、閾値Ａは、磁気ディスク装置のマイクロコントローラ６のフィードバック制御系の特性や外乱の振動特性を考慮して、経験的にあるいは実験的に求めて設定することができる。外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ以上の場合は、回転方向外乱が大きく、センサの感度ばらつきと併進振動成分による悪影響を考慮しても、外乱補償制御が有効に機能するため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ未満の場合は、さらに、外乱Ｇ１、Ｇ２の和（加算値）Ｇａｄｄを算出する（Ｓ６）。
【００３４】
そして、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ以上かどうかを判断する（Ｓ７）。外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ未満の場合は、併進方向外乱が小さくセンサの感度ばらつきによる悪影響が小さいため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ以上の場合は、さらに、並進振動量Ｐを算出する（Ｓ８）。ここで、並進振動量Ｐは、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄの絶対値から外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubの絶対値を引いた値として定義する。この場合、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄの絶対値および外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubの絶対値のそれぞれに重み付けを行ってもよい。そして、並進振動量Ｐの大きさに応じて外乱補償制御方式を変更する（Ｓ９）。すなわち、外乱補償ゲインを調整する。
【００３５】
なお、上記ステップ６（Ｓ６）およびステップ７（Ｓ７）において、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄに代えて、外乱Ｇ１、Ｇ２のいずれか一方を用いてもよい。
【００３６】
以上説明した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置によれば、加速度センサ１ａ、１ｂの出力に応じて適宜外乱補償の制御方法を変更することにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止される。特に、ヘッドの駆動機構としてロータリー型のアクチュエータを用いた磁気ディスク装置等において、好適である。
【００３７】
本実施の形態の第２の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図６の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００３８】
まず、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に従って、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する工程（Ｓ１）から並進振動量Ｐを算出する工程（Ｓ８）までを実施する。
【００３９】
ついで、並進振動量Ｐが閾値α以上かどうかを判断する（Ｓ１１）。ここで、並進振動量Ｐの閾値αは、その並進振動量Ｐに基づいて補償制御を行っても実用的な意味がなく、寧ろ補償制御を行うことがセンサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により制御系に悪影響を与えると考えられる限界値として、実験等によって適宜設定することができる。
【００４０】
そして、並進振動量Ｐが閾値α未満の場合は、外乱補償ゲインの値を変更することなく、通常の外乱制御方式に従う（図５中Ｓ３参照）。一方、並進振動量Ｐが閾値α以上の場合は、外乱補償ゲインの値を変更し（Ｓ１２）、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ１３）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ１４）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ１５）。
【００４１】
以上説明した本実施の形態の第２の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図７の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
まず、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に従って、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する工程（Ｓ１）から並進振動量Ｐを算出する工程（Ｓ８）までを実施する。
【００４４】
ついで、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ２１）。ここで、並進振動量Ｐの閾値βは、磁気ディスク装置のマイクロコントローラ６のフィードバック制御系の特性を考慮し、また、振動特性を考慮し、センサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により、並進振動量Ｐに基づいて補償制御を行うことが制御系へ悪影響を及ぼすと考えられる限界値として、実験等によって適宜設定することができる。
【００４５】
そして、並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、外乱補償を行うことなく（Ｓ２２）、すなわち、外乱を打ち消す指令値Ｓは制御量コントローラ９ｂの出力信号Ｓａと等価として、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ２５）（図３参照）。一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、上記した本実施の形態の第２の例のステップ１３〜１５と同様に、外乱補償ゲインの値を変更した後、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ２３）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ２４）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ２５）。
【００４６】
以上説明した本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
本実施の形態の第４の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図８の補償制御手順のフロチャートを参照して説明する。
【００４８】
本実施の形態の第４の例に係る磁気ディスク装置の制御方法は、上記本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に関連し、並進振動量Ｐが閾値（スライスレベル）β以上かどうかを判断し（Ｓ２１）、並進振動量Ｐが閾値β以上の場合に、磁気ディスク３へのデータの書き込みを停止する（Ｓ２６）。これにより、既に書き込みされているデータを保護することができる。
【００４９】
本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図９の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
この場合、２つの加速度センサ１ａ、１ｂ出力である外乱Ｇ１、Ｇ２をサンプリングする毎にデクリメントされるタイマに対して初期値Ｔｎｃをセットし、タイマ値Ｔが＞０の間は外乱補償を行わないようにする。ここで、初期値Ｔｎｃは、例えば、初期値Ｔｎｃの時間内の並進振動量Ｐが大きいときに、初期値Ｔｎｃの時間内に外乱補償を行うことがセンサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により、かえって制御系への悪影響を及ぼすと考えられる限界値を実験等により求めて設定することができる。
【００５１】
具体的には、まず、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する（Ｓ１）。
【００５２】
ついで、タイマ値Ｔが０を超えるかどうかを判断する（Ｓ３１）。
【００５３】
そして、タイマ値Ｔが０を超える場合は、タイマ値Ｔのデクリメントが行われ（Ｓ３２ Ｔ＝Ｔ−１）、外乱補償は行わなわず（Ｓ３３）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。一方、タイマ値Ｔが０の場合は、並進振動量Ｐを算出し（Ｓ３５）、上記本実施の形態の第５の例のステップ２１と同様の考え方で、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ３６）。
【００５４】
算出した並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットし（Ｓ３７）、外乱補償は行わなわず（Ｓ３３）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ３８）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ３９）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。
【００５５】
以上説明した本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、稼動中のディスク装置の並進振動量が閾値に近い場合に、外乱補償のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に起こることによる制御系への悪影響を回避することができる。
本実施の形態の第６の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図１０の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。この、第６の例は、上記した第５の例の手順を一部変更し、所定時間（初期値）Ｔｎｃ内に並進振動量Ｐが再度閾値β以上になったとき、外乱の補償制御を行わない状態を再度所定時間Ｔｎｃの間継続するものである。
【００５６】
具体的には、まず、本実施の形態の第１の例と同様の手順で、並進振動量Ｐを算出し（Ｓ８）、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ４３）。
【００５７】
並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットし（Ｓ４４）、外乱補償は行わなわず（Ｓ４５）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ５０）。そして、次の出力サンプリングの際に、並進振動量Ｐが引き続き閾値β以上であれば（Ｓ４３）、タイマ値Ｔのデクリメントが行われることなく、再度タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットする（Ｓ４４）。これにより、並進振動量Ｐが閾値β以上の状態が継続する限り、外乱補償を行わない状態が継続する。
【００５８】
一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、タイマ値Ｔが０を超えるかどうかを判断する（Ｓ４６）。そして、タイマ値Ｔが０を超える場合は、タイマ値Ｔのデクリメントが行われ（Ｓ４７ Ｔ＝Ｔ−１）、外乱補償は行わない（Ｓ４５）。これに対して、タイマ値Ｔが０の場合は、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ４８）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ４９）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ５０）。
【００５９】
以上説明した本実施の形態の第６の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、並進振動量が閾値に近い状態が所定時間を超える場合においても上記本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法の効果を得ることができる。
【００６０】
本実施の形態の第７の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置について、図１１、図１２を参照して説明する。なお、本実施の形態の第７の例を含め、以下に説明する実施例は、補償制御のための補償制御部に設けるフイルタについてのものである。
【００６１】
図１１の回路構成図に示すように、外乱補償制御のための補償制御部１８には、加速度センサの共振点を除去するための高域除去フィルタや加速度センサ１ａ、１ｂの出力を増幅する際に直流成分を除去するための低域除去フィルタ等のアナログフィルタ２０と、演算回路２２と、増幅した補償制御信号を得るための増幅回路２４が設けられる。
【００６２】
本実施の形態の第７の例においては、さらに、位相進み補償フィルタがディジタルフィルタ２６として設けられている。
【００６３】
補償制御部１８が、ディジタルフィルタ２６を除いたアナログフィルタ２０、演算回路２２、増幅回路２４等のみで構成される場合、これらの回路特性に起因して、得られる外乱補償値の位相が外乱の位相とずれることが起こり得る。この位相のずれは、結果として、外乱補償効果の減少を招く。
【００６４】
この傾向をシミュレーションしたものを図１２のゲイン図に示す。図１２中、Ａは加速度センサによる補償制御を行わないケースであり、Ｂはディジタルフィルタを設けずに補償制御を行ったケースであり、Ｃはディジタルフィルタ２６を設けて補償制御を行ったケースである。Ａに比べてＢでは、位相遅れのない２００Ｈｚの周波数附近では大きな補償効果が得られているが、２００Ｈｚより低い周波数領域では低域除去フィルタによる位相進みにより、また、２００Ｈｚより高い周波数領域では高域除去フィルタや演算時間遅れに起因する位相遅れによって、いずれも補償効果が減少している。これらに対して、Ｃでは、位相進み補償フィルタの作用で外乱補償値の位相と外乱の位相とが一致する周波数が６００Ｈｚに移動し、この周波数において大きな外乱補償効果が得られている。なお、図１２中、Ｄについては後述する。
【００６５】
上記した位相進み補償フィルタからなるディジタルフィルタ２６のフィルタ設計方法について、図１３のフィルタ設計手順のフローチャートに従って説明する。
【００６６】
まず、補償対象周波数ｆｃを決定する（Ｓ６１）。図１２中Ｃの場合、補償対象周波数は６００Ｈｚであり、位相補償により大きな外乱補償効果が得られる周波数に設定されている。
【００６７】
ついで、対象周波数ｆｃにおける位相遅れΔωを計算し（Ｓ６２）、さらに、対象周波数ｆｃにおける位相遅れΔωを補償するフィルタを設計する（Ｓ６３）。この場合、対象周波数ｆｃを中心周波数とする位相進み補償フィルタの伝達関数Ｆ（ｓ）は、以下の式で記述できる。
【００６８】
Ｆ（ｓ）＝（ｓ＋２πｆｃ／√γ）／（ｓ＋２πｆｃ√γ）
上式においてγの値を変化させることにより、周波数ｆｃにおける位相進み量を調整することができる。この位相補償フィルタによるゲイン変動に対し、外乱補償ゲインを調整する。そして、シミュレーションによる評価を行い（Ｓ６６）、その結果を判断する（Ｓ６７）。
【００６９】
結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ６５）。一方、結果が良ければ、実機評価を行い（Ｓ６８）、その結果を判断する（Ｓ６９）。
【００７０】
そして、結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ６５）。一方、結果が良ければ、フィルター設計は終了する。
【００７１】
本実施の形態の第８の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図１４を参照して説明する。この制御方法は、上記本実施の形態の第７の例に係る磁気ディスク装置の制御方法、すなわち、図１２中Ｃのケースのフィルタ設計に関連して、図１１のディジタルフィルタ２６に位相進み補償フィルタを高次に設け、複数の補償対象周波数ｆｉ（ｉ＝１、２…ｎ）について、位相とともにゲインを調整するものである。
【００７２】
まず、磁気ディスク装置の設置環境から補償対象周波数を決定する（Ｓ８１）。
【００７３】
ついで、対象周波数ｆｉにおける外乱に対する補償値のゲインずれΔＧｉ、位相遅れΔωｉを計算し（Ｓ８２）、さらに、対象周波数ｆｉにおけるゲインが−ΔＧｉ、位相進みがΔωｉとなるフィルタを設計する（Ｓ８３）。
【００７４】
そして、フィルタの安定性を判断し（Ｓ８４）、不安定であれば、対象周波数ｆｉを調整し、シミュレーションモデルを調整し（Ｓ８５）、対象周波数ｆｉにおけるゲインずれΔＧｉ、位相遅れΔωｉを再計算する（Ｓ８２）。一方、フィルタが安定であれば、制御効果を検証する（Ｓ８６）。
【００７５】
結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ８５）。一方、結果が良ければ、フィルター設計は終了する。
【００７６】
このようにして、位相進み補償フィルタを高次に設けた図１２中Ｄのケースでは、約２００Ｈｚと約５００Ｈｚの２つの周波数において大きな外乱補償効果が得られている。
【００７７】
本実施の形態の第９の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置について、図１５の回路構成図に従って説明する。
【００７８】
図１５に示すように、補償制御部３０には、位相補償フィルタ（ディジタルフィルタ）３２とともに、位相補償フィルタ３２の前段にノッチフィルタ３４が設けられ、さらにノッチフィルタ３４と位相補償フィルタ３２との間に帯域制限フィルタ３６が設けられている。ノッチフィルタ３４により加速度センサの共振周波数成分を除去し、帯域制限フィルタ３６によりノイズを除去する。
【００７９】
上記本実施の形態の第９の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、加速度センサの共振による外乱の誤検出を抑制し、補償制御への悪影響を低減することができる。
【００８０】
以上の説明に関してさらに以下のような態様が考えられる。
【００８１】
（付記１） 前記２つの加速度センサを前記ディスク装置のディスク面に略平行な並進方向成分を検出するように配置し、
該２つの加速度センサの出力の和および出力の差をそれぞれ算出し、
該出力の和および出力の差のそれぞれの値に基づいて補償ゲインを調整することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８２】
（付記２） 前記加速度センサによって検出される前記並進方向成分の前記出力の和の絶対値および前記出力の差の絶対値の差に基づいて求めた並進振動量が閾値以上のときには、外乱の補償制御を行わないことを特徴とする付記１記載のディスク装置の制御方法。
【００８３】
（付記３） 前記並進振動量が前記閾値以上なったとき、外乱の補償制御を行わない状態を所定時間継続することを特徴とする付記２記載のディスク装置の制御方法。
【００８４】
（付記４） 前記所定時間内に前記並進振動量が再度前記閾値以上なったとき、外乱の補償制御を行わない状態を再度所定時間継続することを特徴とする付記３記載のディスク装置の制御方法。
【００８５】
（付記５） 前記加速度センサによって検出される前記並進方向成分の前記出力の和の絶対値および前記出力の差の絶対値の差に基づいて求めた並進振動量が閾値以上のときには、データの書き込みを停止することを特徴とする付記１記載のディスク装置の制御方法。
【００８６】
(付記６) 前記加速度センサの出力の所定周波数成分の位相およびゲインを調整することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８７】
（付記７） 前記加速度センサの出力の位相を調整するに先立ち、該加速度センサの共振周波数成分を除去することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８８】
（付記８） 前記補償制御部は、位相進み補償フィルタを有することを特徴とするディスク装置。
【００８９】
（付記９） 前記補償制御部は、前記位相進み補償フィルタの前段にノッチフィルタをさらに有することを特徴とする付記８記載のディスク装置。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償制御を行わないことにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置について、一部破断省略して示した回路基板の平面図である。
【図２】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための図である。
【図３】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための回路構成図である。
【図４】本実施の形態例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための図である。
【図５】本実施の形態の第１の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態の第２の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態の第３の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態の第４の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施の形態の第５の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の第６の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施の形態の第７の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御部を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の加速度センサの出力のゲイン図である。
【図１３】本実施の形態の第７の例のフィルタの設計手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施の形態の第８の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御機部を説明するための図である。
【図１５】本実施の形態の第９の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御機部を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 加速度センサ
２ 回路基板
３ 磁気ディスク
４ 磁気ヘッド
６ マイクロコントローラ
７ ＶＣＭドライバ
８ ＶＣＭ
１８、３０ 補償制御部
２０ アナログフィルタ
２２ 演算回路
２４ 増幅回路
２６ ディジタルフィルタ
３２ 位相補償フィルタ
３４ ノッチフィルタ
３６ 帯域制限フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置に関し、一層詳細には、外乱補償制御方法および外乱補償制御部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、磁気ディスク装置では、磁気ディスクに対して情報の記録および再生を行うために磁気ヘッドの位置決めが行われる。
【０００３】
この場合、磁気ディスク装置に外部からの振動等によって外乱が発生すると磁気ヘッドの位置決めに大きな影響を生じる。特に、外乱が回転方向の外乱のときは、磁気ヘッドの駆動機構としてロータリー型のアクチュエータを用いたものでは、アクチュエータの機構上、影響がより大きい。
【０００４】
そこで、外乱の影響を補償する方法として、磁気ディスク装置の筐体若しくは回路基板上に加速度センサを搭載し、外部からの振動や磁気ディスク装置自体のシーク反力等によって発生する振動を検出し、検出した情報を用いて外乱が磁気ヘッドの位置決めに与える影響を補償する方法が提案されている。
【０００５】
外乱のうちで特に回転方向の外乱（以下、回転外乱という。）の影響を補償する方法として、単一の加速度センサによって回転外乱の角加速度を直接に検出する方式のものがあるが、この場合、センサが高価である、応答周波数が低い、あるいはセンサが比較的大型である等の問題がある。これに対して、上記費用等の観点から、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサを磁気ディスク装置に同一方向に配置し、回転外乱の一軸方向成分を含む一軸方向の振動成分を検出した２つの加速度センサの出力を演算処理することにより一軸方向の外乱とともに回転外乱を求める方式が提案されている。
【０００６】
この２つの加速度センサを備えた方式の従来例として、例えば、図１、図２に示す磁気ディスク装置について説明する。
【０００７】
２つの加速度センサ１ａ、１ｂは、回路基板２の図２中右側端部の２隅に距離Ｌ離間して配置されている。
【０００８】
磁気ディスク３に記録されたサーボ情報は、磁気ヘッド４で読み込まれる。磁気ヘッド４からのサーボ信号は、再生アンプ５ａで増幅した後、サーボ復調回路５ｂによって位置情報に復調する。サーボ復調回路５ｂからの位置情報は、マイクロコントローラ６に取り込まれる。
【０００９】
一方、加速度センサ１ａ、１ｂによって検出された外乱情報もマイクロコントローラ６のＡ／Ｄコンバータ６ａに取り込まれる。
【００１０】
マイクロコントローラ６に取り込まれた位置情報と外乱情報は、メモリ６ｂに記録されているプログラムを用いてＣＰＵ６ｃによって処理を行い、制御信号を生成する。
【００１１】
制御信号は、ＤＡコンバータ６ｄを介してＶＣＭドライバ７に送られ、ＶＣＭ８を駆動することにより、外乱を補償した磁気ヘッド４の位置決めを行う。
【００１２】
この場合、回転外乱は、角加速度ω（単位：ｒａｄ／ｓ２）として得られるが、この角加速度ωは、２つの加速度センサの出力Ｇ１、Ｇ２（単位：Ｇ）と距離Ｌ（単位：ｍ）とから以下の式によって求められる。ここで、ｇは重力加速度９．８（単位：ｍ／ｓ２）である。
【００１３】
ω＝（Ｇ１−Ｇ２）×ｇ／Ｌ
外乱を補償した磁気ヘッドの位置決め方法について、さらに図３を参照して説明する。
【００１４】
加速度センサ１ａ、１ｂによって検出された外乱情報は、フィルタ９ａによって処理されてゲインＧｎを調整した補償信号Ｓｂとされ、通常のフィードバック制御系のコントローラ９ｂの出力信号Ｓａから補償信号Ｓｂを減算することにより、外乱を打ち消す指令値Ｓを制御対象９ｃに与える。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した同一方向、すなわち、並進方向の外乱成分を検出する２つの加速度センサの検出値の差分から回転外乱を求める方式の場合、２つの加速度センサに感度のばらつきがあると、並進方向の振動成分をキャンセルすることができず、検出値の差分を誤まった回転外乱情報として処理するため、補償の際に誤差を生じる原因となる。
【００１６】
また、この不具合とは別に、通常、加速度センサにより検出した回転外乱情報に位相遅れがあると、これも補償の際に誤差を生じる一因となる。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、加速度センサを搭載したディスク装置の外乱の補償制御を好適に行うことができるディスク装置の制御方法およびディスク装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、並進方向の振動成分を検出する２つの加速度センサの検出値の差分から外乱を求めて補償する際に、制御系へ悪影響を及ぼすことなく好適に補償制御することができるディスク装置の制御方法およびディスク装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディスク装置の制御方法は、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサを離間して搭載したディスク装置の制御方法であって、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わないことを特徴とする
また、本発明に係るディスク装置は、一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサが離間して搭載されたディスク装置であって、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わない補償制御部を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の上記の構成により、加速度センサの所定の出力レベルにおいて外乱補償制御を行いあるいは異常な出力レベルにおいて外乱制御を行わない等、加速度センサの出力に応じて適宜外乱補償の制御方法を変更することにより、すなわち、リードまたはライト動作中におけるヘッドアクチュエータの制御量の算出シーケンスを変更することにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るディスク装置の制御方法およびディスク装置の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、加速度センサを備えた磁気ディスク装置を例にとり、図を参照して、以下に説明する。なお、本実施の形態例に係る磁気ディスク装置の基本的な装置構成は図１〜図３に示した従来の磁気ディスク装置と同じであるため、重複する説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法および制御装置について、図４の装置構成図および図５の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
図４に示すように、ディスク装置は、ディスク装置に作用する外乱の並進方向成分を含む加速度センサ１ａ、１ｂの出力に応じて、外乱補償の制御方法、すなわち、リードまたはライト動作中におけるヘッドアクチュエータの制御量の算出シーケンスを変更する補償制御部１１を備える。
【００３０】
図５を参照して、制御方法を説明する。
【００３１】
まず、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する（Ｓ１）。前記したように、外乱は一軸方向（並進方向）外乱と回転方向外乱の並進方向成分の双方を含む。
【００３２】
ついで、外乱Ｇ１、Ｇ２が同符号、すなわち、同一方向の加速度であるかどうかを判断する（Ｓ２）。ここで、外乱Ｇ１、Ｇ２が異符号の場合は、回転方向外乱が大きいことが明らかなため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。すなわち、外乱Ｇ１、Ｇ２の差により回転方向外乱を算出し、通常の外乱補償制御を行う。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２が同符号の場合は、さらに、外乱（外乱検出値）Ｇ１、Ｇ２の差（差分）Ｇsubを算出する（Ｓ４）。
【００３３】
そして、外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ以上かどうかを判断する（Ｓ５）。ここで、閾値Ａは、磁気ディスク装置のマイクロコントローラ６のフィードバック制御系の特性や外乱の振動特性を考慮して、経験的にあるいは実験的に求めて設定することができる。外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ以上の場合は、回転方向外乱が大きく、センサの感度ばらつきと併進振動成分による悪影響を考慮しても、外乱補償制御が有効に機能するため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubが閾値Ａ未満の場合は、さらに、外乱Ｇ１、Ｇ２の和（加算値）Ｇａｄｄを算出する（Ｓ６）。
【００３４】
そして、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ以上かどうかを判断する（Ｓ７）。外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ未満の場合は、併進方向外乱が小さくセンサの感度ばらつきによる悪影響が小さいため、通常の外乱補償制御方式に従う（Ｓ３）。一方、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄが閾値Ｂ以上の場合は、さらに、並進振動量Ｐを算出する（Ｓ８）。ここで、並進振動量Ｐは、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄの絶対値から外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubの絶対値を引いた値として定義する。この場合、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄの絶対値および外乱Ｇ１、Ｇ２の差Ｇsubの絶対値のそれぞれに重み付けを行ってもよい。そして、並進振動量Ｐの大きさに応じて外乱補償制御方式を変更する（Ｓ９）。すなわち、外乱補償ゲインを調整する。
【００３５】
なお、上記ステップ６（Ｓ６）およびステップ７（Ｓ７）において、外乱Ｇ１、Ｇ２の和Ｇａｄｄに代えて、外乱Ｇ１、Ｇ２のいずれか一方を用いてもよい。
【００３６】
以上説明した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置によれば、加速度センサ１ａ、１ｂの出力に応じて適宜外乱補償の制御方法を変更することにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止される。特に、ヘッドの駆動機構としてロータリー型のアクチュエータを用いた磁気ディスク装置等において、好適である。
【００３７】
本実施の形態の第２の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図６の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００３８】
まず、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に従って、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する工程（Ｓ１）から並進振動量Ｐを算出する工程（Ｓ８）までを実施する。
【００３９】
ついで、並進振動量Ｐが閾値α以上かどうかを判断する（Ｓ１１）。ここで、並進振動量Ｐの閾値αは、その並進振動量Ｐに基づいて補償制御を行っても実用的な意味がなく、寧ろ補償制御を行うことがセンサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により制御系に悪影響を与えると考えられる限界値として、実験等によって適宜設定することができる。
【００４０】
そして、並進振動量Ｐが閾値α未満の場合は、外乱補償ゲインの値を変更することなく、通常の外乱制御方式に従う（図５中Ｓ３参照）。一方、並進振動量Ｐが閾値α以上の場合は、外乱補償ゲインの値を変更し（Ｓ１２）、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ１３）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ１４）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ１５）。
【００４１】
以上説明した本実施の形態の第２の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図７の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
まず、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に従って、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する工程（Ｓ１）から並進振動量Ｐを算出する工程（Ｓ８）までを実施する。
【００４４】
ついで、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ２１）。ここで、並進振動量Ｐの閾値βは、磁気ディスク装置のマイクロコントローラ６のフィードバック制御系の特性を考慮し、また、振動特性を考慮し、センサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により、並進振動量Ｐに基づいて補償制御を行うことが制御系へ悪影響を及ぼすと考えられる限界値として、実験等によって適宜設定することができる。
【００４５】
そして、並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、外乱補償を行うことなく（Ｓ２２）、すなわち、外乱を打ち消す指令値Ｓは制御量コントローラ９ｂの出力信号Ｓａと等価として、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ２５）（図３参照）。一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、上記した本実施の形態の第２の例のステップ１３〜１５と同様に、外乱補償ゲインの値を変更した後、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ２３）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ２４）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ２５）。
【００４６】
以上説明した本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、上記した本実施の形態の第１の例に係る磁気ディスク装置と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
本実施の形態の第４の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図８の補償制御手順のフロチャートを参照して説明する。
【００４８】
本実施の形態の第４の例に係る磁気ディスク装置の制御方法は、上記本実施の形態の第３の例に係る磁気ディスク装置の制御方法に関連し、並進振動量Ｐが閾値（スライスレベル）β以上かどうかを判断し（Ｓ２１）、並進振動量Ｐが閾値β以上の場合に、磁気ディスク３へのデータの書き込みを停止する（Ｓ２６）。これにより、既に書き込みされているデータを保護することができる。
【００４９】
本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図９の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
この場合、２つの加速度センサ１ａ、１ｂ出力である外乱Ｇ１、Ｇ２をサンプリングする毎にデクリメントされるタイマに対して初期値Ｔｎｃをセットし、タイマ値Ｔが＞０の間は外乱補償を行わないようにする。ここで、初期値Ｔｎｃは、例えば、初期値Ｔｎｃの時間内の並進振動量Ｐが大きいときに、初期値Ｔｎｃの時間内に外乱補償を行うことがセンサの感度ばらつきによる回転外乱の誤検出により、かえって制御系への悪影響を及ぼすと考えられる限界値を実験等により求めて設定することができる。
【００５１】
具体的には、まず、２つの加速度センサ１ａ、１ｂにより外乱Ｇ１、Ｇ２を検出する（Ｓ１）。
【００５２】
ついで、タイマ値Ｔが０を超えるかどうかを判断する（Ｓ３１）。
【００５３】
そして、タイマ値Ｔが０を超える場合は、タイマ値Ｔのデクリメントが行われ（Ｓ３２ Ｔ＝Ｔ−１）、外乱補償は行わなわず（Ｓ３３）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。一方、タイマ値Ｔが０の場合は、並進振動量Ｐを算出し（Ｓ３５）、上記本実施の形態の第５の例のステップ２１と同様の考え方で、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ３６）。
【００５４】
算出した並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットし（Ｓ３７）、外乱補償は行わなわず（Ｓ３３）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ３８）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ３９）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ３４）。
【００５５】
以上説明した本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、稼動中のディスク装置の並進振動量が閾値に近い場合に、外乱補償のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に起こることによる制御系への悪影響を回避することができる。
本実施の形態の第６の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図１０の補償制御手順のフローチャートを参照して説明する。この、第６の例は、上記した第５の例の手順を一部変更し、所定時間（初期値）Ｔｎｃ内に並進振動量Ｐが再度閾値β以上になったとき、外乱の補償制御を行わない状態を再度所定時間Ｔｎｃの間継続するものである。
【００５６】
具体的には、まず、本実施の形態の第１の例と同様の手順で、並進振動量Ｐを算出し（Ｓ８）、並進振動量Ｐが閾値β以上かどうかを判断する（Ｓ４３）。
【００５７】
並進振動量Ｐが閾値β以上の場合は、タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットし（Ｓ４４）、外乱補償は行わなわず（Ｓ４５）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ５０）。そして、次の出力サンプリングの際に、並進振動量Ｐが引き続き閾値β以上であれば（Ｓ４３）、タイマ値Ｔのデクリメントが行われることなく、再度タイマ値Ｔを初期値Ｔｎｃにセットする（Ｓ４４）。これにより、並進振動量Ｐが閾値β以上の状態が継続する限り、外乱補償を行わない状態が継続する。
【００５８】
一方、並進振動量Ｐが閾値β未満の場合は、タイマ値Ｔが０を超えるかどうかを判断する（Ｓ４６）。そして、タイマ値Ｔが０を超える場合は、タイマ値Ｔのデクリメントが行われ（Ｓ４７ Ｔ＝Ｔ−１）、外乱補償は行わない（Ｓ４５）。これに対して、タイマ値Ｔが０の場合は、外乱補償量Ｓｂを求め（Ｓ４８）、制御量Ｓａに外乱補償量Ｓｂを加算して制御量Ｓを求め（Ｓ４９）、制御量Ｓにより制御対象９ｃを目標位置に移動する（Ｓ５０）。
【００５９】
以上説明した本実施の形態の第６の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、並進振動量が閾値に近い状態が所定時間を超える場合においても上記本実施の形態の第５の例に係る磁気ディスク装置の制御方法の効果を得ることができる。
【００６０】
本実施の形態の第７の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置について、図１１、図１２を参照して説明する。なお、本実施の形態の第７の例を含め、以下に説明する実施例は、補償制御のための補償制御部に設けるフイルタについてのものである。
【００６１】
図１１の回路構成図に示すように、外乱補償制御のための補償制御部１８には、加速度センサの共振点を除去するための高域除去フィルタや加速度センサ１ａ、１ｂの出力を増幅する際に直流成分を除去するための低域除去フィルタ等のアナログフィルタ２０と、演算回路２２と、増幅した補償制御信号を得るための増幅回路２４が設けられる。
【００６２】
本実施の形態の第７の例においては、さらに、位相進み補償フィルタがディジタルフィルタ２６として設けられている。
【００６３】
補償制御部１８が、ディジタルフィルタ２６を除いたアナログフィルタ２０、演算回路２２、増幅回路２４等のみで構成される場合、これらの回路特性に起因して、得られる外乱補償値の位相が外乱の位相とずれることが起こり得る。この位相のずれは、結果として、外乱補償効果の減少を招く。
【００６４】
この傾向をシミュレーションしたものを図１２のゲイン図に示す。図１２中、Ａは加速度センサによる補償制御を行わないケースであり、Ｂはディジタルフィルタを設けずに補償制御を行ったケースであり、Ｃはディジタルフィルタ２６を設けて補償制御を行ったケースである。Ａに比べてＢでは、位相遅れのない２００Ｈｚの周波数附近では大きな補償効果が得られているが、２００Ｈｚより低い周波数領域では低域除去フィルタによる位相進みにより、また、２００Ｈｚより高い周波数領域では高域除去フィルタや演算時間遅れに起因する位相遅れによって、いずれも補償効果が減少している。これらに対して、Ｃでは、位相進み補償フィルタの作用で外乱補償値の位相と外乱の位相とが一致する周波数が６００Ｈｚに移動し、この周波数において大きな外乱補償効果が得られている。なお、図１２中、Ｄについては後述する。
【００６５】
上記した位相進み補償フィルタからなるディジタルフィルタ２６のフィルタ設計方法について、図１３のフィルタ設計手順のフローチャートに従って説明する。
【００６６】
まず、補償対象周波数ｆｃを決定する（Ｓ６１）。図１２中Ｃの場合、補償対象周波数は６００Ｈｚであり、位相補償により大きな外乱補償効果が得られる周波数に設定されている。
【００６７】
ついで、対象周波数ｆｃにおける位相遅れΔωを計算し（Ｓ６２）、さらに、対象周波数ｆｃにおける位相遅れΔωを補償するフィルタを設計する（Ｓ６３）。この場合、対象周波数ｆｃを中心周波数とする位相進み補償フィルタの伝達関数Ｆ（ｓ）は、以下の式で記述できる。
【００６８】
Ｆ（ｓ）＝（ｓ＋２πｆｃ／√γ）／（ｓ＋２πｆｃ√γ）
上式においてγの値を変化させることにより、周波数ｆｃにおける位相進み量を調整することができる。この位相補償フィルタによるゲイン変動に対し、外乱補償ゲインを調整する。そして、シミュレーションによる評価を行い（Ｓ６６）、その結果を判断する（Ｓ６７）。
【００６９】
結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ６５）。一方、結果が良ければ、実機評価を行い（Ｓ６８）、その結果を判断する（Ｓ６９）。
【００７０】
そして、結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ６５）。一方、結果が良ければ、フィルター設計は終了する。
【００７１】
本実施の形態の第８の例に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図１４を参照して説明する。この制御方法は、上記本実施の形態の第７の例に係る磁気ディスク装置の制御方法、すなわち、図１２中Ｃのケースのフィルタ設計に関連して、図１１のディジタルフィルタ２６に位相進み補償フィルタを高次に設け、複数の補償対象周波数ｆｉ（ｉ＝１、２…ｎ）について、位相とともにゲインを調整するものである。
【００７２】
まず、磁気ディスク装置の設置環境から補償対象周波数を決定する（Ｓ８１）。
【００７３】
ついで、対象周波数ｆｉにおける外乱に対する補償値のゲインずれΔＧｉ、位相遅れΔωｉを計算し（Ｓ８２）、さらに、対象周波数ｆｉにおけるゲインが−ΔＧｉ、位相進みがΔωｉとなるフィルタを設計する（Ｓ８３）。
【００７４】
そして、フィルタの安定性を判断し（Ｓ８４）、不安定であれば、対象周波数ｆｉを調整し、シミュレーションモデルを調整し（Ｓ８５）、対象周波数ｆｉにおけるゲインずれΔＧｉ、位相遅れΔωｉを再計算する（Ｓ８２）。一方、フィルタが安定であれば、制御効果を検証する（Ｓ８６）。
【００７５】
結果が悪ければ、対象周波数を微調整し、シミュレーションモデルを調整する（Ｓ８５）。一方、結果が良ければ、フィルター設計は終了する。
【００７６】
このようにして、位相進み補償フィルタを高次に設けた図１２中Ｄのケースでは、約２００Ｈｚと約５００Ｈｚの２つの周波数において大きな外乱補償効果が得られている。
【００７７】
本実施の形態の第９の例に係る磁気ディスク装置の制御方法およびディスク装置について、図１５の回路構成図に従って説明する。
【００７８】
図１５に示すように、補償制御部３０には、位相補償フィルタ（ディジタルフィルタ）３２とともに、位相補償フィルタ３２の前段にノッチフィルタ３４が設けられ、さらにノッチフィルタ３４と位相補償フィルタ３２との間に帯域制限フィルタ３６が設けられている。ノッチフィルタ３４により加速度センサの共振周波数成分を除去し、帯域制限フィルタ３６によりノイズを除去する。
【００７９】
上記本実施の形態の第９の例に係る磁気ディスク装置の制御方法によれば、加速度センサの共振による外乱の誤検出を抑制し、補償制御への悪影響を低減することができる。
【００８０】
以上の説明に関してさらに以下のような態様が考えられる。
【００８１】
（付記１） 前記２つの加速度センサを前記ディスク装置のディスク面に略平行な並進方向成分を検出するように配置し、
該２つの加速度センサの出力の和および出力の差をそれぞれ算出し、
該出力の和および出力の差のそれぞれの値に基づいて補償ゲインを調整することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８２】
（付記２） 前記加速度センサによって検出される前記並進方向成分の前記出力の和の絶対値および前記出力の差の絶対値の差に基づいて求めた並進振動量が閾値以上のときには、外乱の補償制御を行わないことを特徴とする付記１記載のディスク装置の制御方法。
【００８３】
（付記３） 前記並進振動量が前記閾値以上なったとき、外乱の補償制御を行わない状態を所定時間継続することを特徴とする付記２記載のディスク装置の制御方法。
【００８４】
（付記４） 前記所定時間内に前記並進振動量が再度前記閾値以上なったとき、外乱の補償制御を行わない状態を再度所定時間継続することを特徴とする付記３記載のディスク装置の制御方法。
【００８５】
（付記５） 前記加速度センサによって検出される前記並進方向成分の前記出力の和の絶対値および前記出力の差の絶対値の差に基づいて求めた並進振動量が閾値以上のときには、データの書き込みを停止することを特徴とする付記１記載のディスク装置の制御方法。
【００８６】
(付記６) 前記加速度センサの出力の所定周波数成分の位相およびゲインを調整することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８７】
（付記７） 前記加速度センサの出力の位相を調整するに先立ち、該加速度センサの共振周波数成分を除去することを特徴とするディスク装置の制御方法。
【００８８】
（付記８） 前記補償制御部は、位相進み補償フィルタを有することを特徴とするディスク装置。
【００８９】
（付記９） 前記補償制御部は、前記位相進み補償フィルタの前段にノッチフィルタをさらに有することを特徴とする付記８記載のディスク装置。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときにはヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償制御を行わないことにより、回転方向の外乱をフィードフォワード補償制御する際に、フィードバック系に悪影響を及ぼすことが阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置について、一部破断省略して示した回路基板の平面図である。
【図２】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための図である。
【図３】従来の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための回路構成図である。
【図４】本実施の形態例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の動作を説明するための図である。
【図５】本実施の形態の第１の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態の第２の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態の第３の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態の第４の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施の形態の第５の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の第６の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施の形態の第７の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御部を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の加速度センサの出力のゲイン図である。
【図１３】本実施の形態の第７の例のフィルタの設計手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施の形態の第８の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御機部を説明するための図である。
【図１５】本実施の形態の第９の例の加速度センサを搭載した磁気ディスク装置の補償制御機部を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 加速度センサ
２ 回路基板
３ 磁気ディスク
４ 磁気ヘッド
６ マイクロコントローラ
７ ＶＣＭドライバ
８ ＶＣＭ
１８、３０ 補償制御部
２０ アナログフィルタ
２２ 演算回路
２４ 増幅回路
２６ ディジタルフィルタ
３２ 位相補償フィルタ
３４ ノッチフィルタ
３６ 帯域制限フィルタ
Claims (2)
- 一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサを離間して搭載したディスク装置の制御方法であって、
前記２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには前記２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、前記２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときには前記ヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わないことを特徴とするディスク装置の制御方法。 - 一軸方向の振動を検出する２つの加速度センサが離間して搭載されたディスク装置であって、
前記２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たすときには前記２つの加速度センサの出力に基づいてリードまたはライト動作中のヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行い、前記２つの加速度センサの出力の極性、及び、減算値もしくは加算値が所定の条件を満たさないときには前記ヘッドアクチュエータの制御量の外乱補償を行わない補償制御部を有することを特徴とするディスク装置。
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