JP4362076B2

JP4362076B2 - 位置制御装置

Info

Publication number: JP4362076B2
Application number: JP2004049301A
Authority: JP
Inventors: 智章斉藤; 辰彦小杉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: KR20050086348A; EP1577882A1; KR100617343B1; JP2005243106A; US20050185321A1; CN1661710A; US7110213B2; CN100345207C

Description

この発明は、アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御装置に関し、特にヘッドを目標位置に高速かつ高精度に移動させることが可能な位置制御装置に関するものである。

コンピュータの外部記憶装置であるディスク装置は、回転しているディスク面上の目的とするトラックにヘッドを移動してデータの記録再生を行っている。このような方式では、データアクセスの処理速度を向上させるため、ヘッドを高速かつ高精度に目的のトラックまで移動させることが求められる。

従って、例えば、特許文献１に記載されたディスク装置では、ヘッドを目標位置に移動させるフィードフォワード電流によって実際に移動するヘッドの位置を予め調査し、ヘッドの位置が目標位置と一致するように予め補正しておくことで、ヘッドを高速かつ高精度に目標位置に移動させている。

特開平９−１３９０３２号公報

しかしながら、従来の技術では、製造される各磁気ディスク装置のＶＣＭ（Voice Coil Motor）や制御系などの固有の特性や、経年および温度変化によるＶＣＭなどの特性の変化に対応することができなという問題があった。

各磁気ディスク装置によって特性の異なるＶＣＭや制御系などに対して補正値等を予めそれぞれ求め、磁気ヘッドの制御に利用することは困難な場合が多いからである。また、経年および温度変化によりＶＣＭなどの特性が変化するにも関わらず、予め求めた補正値を利用する場合には、磁気ヘッドのセトリングが不安定になる恐れがある。

従って、ＶＣＭなどの固有の特性に対応するとともに、経年や温度変化によるＶＣＭなどの特性の変化にも対応し、かつ高速、高精度に磁気ヘッドを目標位置に移動させることがきわめて重要な課題となっていた。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、課題を解決するためになされたものであり、各ディスク装置のＶＣＭなどに対する固有の特性に対応することにより、磁気ヘッドを高速かつ高精度に目標位置に移動させることができる位置制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御装置であって、前記ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力する駆動電流出力手段と、前記駆動電流出力手段が、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際の前記目標位置に対する前記ヘッドの位置誤差および速度に基づいて前記駆動電流を調整する駆動電流調整手段と、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際に推測される前記ヘッドの目標位置までに至る位置軌道を推測位置軌道として記憶する位置軌道記憶手段と、前記ヘッドが目標位置に至るまでの実際に移動した実位置軌道に基づいて前記推測位置軌道を修正した修正位置軌道を生成するとともに、該修正位置軌道の最終到達位置が、目標位置と一致するように調整する位置軌道調整処理手段と、前記位置軌道調整処理手段が調整した前記修正位置軌道を利用して、前記ヘッドが目標位置に追従するようにアクチュエータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記加速電流を所定割合小さくし、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記加速電流を所定割合大きくすることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記駆動電流を前記アクチュエータに出力した際に推測される前記ヘッドの目標位置までに至る位置軌道を推測位置軌道として記憶する位置軌道記憶手段と、前記ヘッドが目標位置に至るまでの実際に移動した実位置軌道に基づいて前記推測位置軌道を修正した修正位置軌道を生成するとともに、該修正位置軌道の最終到達位置が、目標位置と一致するように調整する位置軌道調整処理手段と、前記位置軌道調整処理手段が調整した前記修正位置軌道を利用して、前記ヘッドが目標位置に追従するようにアクチュエータを制御する制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記駆動電流出力手段は、前記ヘッドの位置と目標位置との距離が閾値以上の場合に、アクチュエータを飽和速度で駆動させる飽和速度電流と、アクチュエータを減速させる減速電流とを含んだ駆動電流をアクチュエータに出力し、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間短縮し、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間延長することを特徴とする。

本発明によれば、ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力し、駆動電流をアクチュエータに出力した際の目標位置に対するヘッドの位置誤差および速度に基づいて駆動電流を調整するので、シーク動作時に、ヘッドを高精度に目標位置に移動させることができ、かつアクチュエータなどの固有の特性や経年および温度変化にも対応することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、駆動電流をアクチュエータに出力した際に推測されるヘッドの目標位置までに至る位置軌道を推測位置軌道として記憶し、ヘッドが目標位置に至るまでの実際に移動した実位置軌道に基づいて推測位置軌道を修正した修正位置軌道を生成するとともに、修正位置軌道の最終到達位置が目標位置と一致するように調整し、調整した修正軌道を利用して、ヘッドが目標位置に追従するようにアクチュエータを制御するので、ノイズなどの影響を抑えることができ、ヘッドを高精度に目標位置に追従させることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、ヘッドの位置と目標位置との距離が閾値以上の場合に、アクチュエータを飽和速度で駆動させる飽和速度電流とアクチュエータを減速させるための減速電流とを含んだ駆動電流をアクチュエータに出力し、駆動電流を出力した際の目標位置に対するヘッドの位置誤差および速度に基づいて飽和電流でアクチュエータを駆動させる期間や、減速電流を調整するので、ヘッドを高速かつ高精度に目標位置に移動させることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る位置制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

まず、本実施例にかかる位置制御の概念について説明する。本実施例の位置制御装置は、ヘッドを高速に目標位置まで移動させるためのフィードフォワード電流（以下、ＦＦ電流と表記する）をＶＣＭ（Voice Coil Motor）に与え、ＶＣＭは与えられたＦＦ電流によってヘッドを目標位置に移動させる。

そして、位置制御装置は、ＦＦ電流をＶＣＭに対して与え終わった時点での目標位置に対するヘッドの位置との誤差およびヘッドの速度をもとに、ＦＦ電流を与え終わった時点でのヘッドの位置が目標位置に一致し、かつ目標位置でのヘッドの速度がゼロとなるように、ＦＦ電流を調整する。

また、位置制御装置は、ＦＦ電流をＶＣＭに与えた際のヘッドの位置軌道をＦＦ位置軌道として予め生成する。この、ＦＦ位置軌道は、シーク動作を行うためＦＦ電流をＶＣＭに与えた後に、ヘッドを目標位置に追従させるためのオントラック制御にスムーズに移行させるために利用される。

図１に示すように、シーク動作を行わないオントラック制御中には、ＦＦ電流は、ＶＣＭに与えられないため、目標位置Ｒと現在位置Ｙとの誤差Ｅを基にして、コントローラが電流ＵｃをＶＣＭに与え、目標位置Ｒにヘッドを追従させる。

一方、シーク動作を行うため、ＦＦ電流をＶＣＭに与えた場合は、ＦＦ電流ＵｆによってＶＣＭが駆動し、ヘッドが位置軌道Ｙｒで移動する。そこで、同図に示すように、ＦＦ位置軌道Ｙｆを利用して位置軌道Ｙｒの影響を無くすことによって、目標位置Ｒに追従させるためのオントラック制御にスムーズに移行することができる。

すなわち、位置軌道Ｙｒの影響をＦＦ位置軌道Ｙｆを利用して無効にしておかないと、シーク動作からフィードバック制御に移行した際に、位置軌道Ｙｆが誤差となり、セトリングが安定しないからである。

なお、位置制御装置は、ＦＦ電流をＶＣＭに与えた際のヘッドの実際の位置軌道（以下、実位置軌道と表記する）とＦＦ位置軌道との誤差をもとにしてＦＦ位置軌道を調整し、ＦＦ位置軌道を実位置軌道に近づける。

次に、本実施例にかかる位置制御装置の構成について説明する。図２は、本実施例にかかる位置制御装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、位置制御装置２００は、目標位置計算部１０と、現在位置計算部２０と、シーク距離計算部３０と、ＦＦ電流生成部４０と、ＦＦ位置軌道生成部５０と、ＦＦシーク実行部６０と、ＶＣＭ７０と、位置検出部８０と、位置誤差検出部９０と、ＦＦ位置軌道調整部１００と、フィードバック制御実行部１１０と、シーク終了時位置判定部１２０と、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０と、シーク終了時速度判定部１４０と、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０とを有する。

目標位置計算部１０は、図示しない外部装置から目標位置に対する情報を受け取り、目標位置を算出する。そして、算出した目標位置を、後述するシーク距離計算部３０と位置誤差検出部９０とシーク終了時位置判定部１２０に渡す。

現在位置計算部２０は、前回シーク動作を行った際の目標位置または、図示しない記憶媒体上のサーボ情報を利用してヘッドの現在位置を算出する。そして、算出した現在位置をシーク距離計算部３０に渡す。

シーク距離計算部３０は、受け取った目標位置と現在位置とを基にして、シーク距離を計算する。ここでシーク距離とは、ヘッドが現在位置しているトラックから目標位置のトラックに至る距離を示す。そして、シーク距離計算部３０は、計算したシーク距離を後述するＦＦ電流生成部４０とＦＦ位置軌道生成部５０とＦＦ位置軌道調整部１００とＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０とＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０とに渡す。

ＦＦ電流生成部４０は、シーク距離を受け取り、受け取ったシーク距離に基づいてＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部４０に渡す。ここで、ＦＦ電流生成について詳しく説明する。ＦＦ電流生成部４０は、受け取ったシーク距離が所定値未満の場合に利用する短距離ＦＦ電流データと、シーク距離が所定値以上だった場合に利用する長距離ＦＦ電流データとを保持している。

従って、受け取ったシーク距離が所定値未満の場合には、図３に示す短距離ＦＦ電流データを利用してＦＦ電流を生成する。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は電流の大きさを示す。また、同図に示す短距離ＦＦ電流データは、単位シーク距離あたりのＦＦ電流データ（以下、基本短距離ＦＦ電流データと表記する）を示しており、ＶＣＭを加速させるための加速電流データとＶＣＭを減速させるための減速電流データとからなる。

従って、受け取ったシーク距離が１の場合には、図３に示した基本短距離ＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡す。なお、シーク距離が１とは、ヘッドがＮ番目のトラックからＮ＋１番目のトラックまでの移動する距離を示す。

また、受け取ったシーク距離が２の場合には、シーク距離２に対するゲインを基本短距離ＦＦ電流データに乗算したＦＦ電流データを作成し、作成したＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡すことになる。

なお、シーク距離が３〜Ｍ−１（Ｍは、短距離ＦＦ電流データを利用するか長距離ＦＦ電流データを利用するかの判断基準となるシーク距離の所定値を示す）の場合も同様に、シーク距離に対するゲインと基本短距離ＦＦ電流データとを乗算し、乗算した短距離ＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡す。

一方、受け取ったシーク距離が所定値Ｍ以上の場合には、図４に示す長距離ＦＦ電流データを利用する。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は電流の大きさを示す。また、同図における長距離ＦＦ電流データは、飽和電流でＶＣＭを駆動させるための飽和加速電流データと、ＶＣＭを減速させるための減速電流データとからなる。ここで、飽和電流とは、ＶＣＭを最大速度で駆動させるための電流である。

図４に示した長距離ＦＦ電流データは、シーク距離がＭの場合に利用するＦＦ電流データを示している。従って、受け取ったシーク距離が、現在のトラックからＭ番目のトラックまでの距離ならば、図４に示した長距離ＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡す。以下、シーク距離がＭの際に利用する長距離ＦＦ電流データを基本長距離ＦＦ電流データと表記する。

一方、シーク距離がＭ＋１の場合には、基本長距離ＦＦ電流データにシーク距離Ｍ＋１に対するゲインを乗算した長距離ＦＦ電流データを作成し、作成した長距離ＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡す。

なお、シーク距離がＭ＋２〜Ｌ（Ｌは最大シーク距離を示す）の場合も同様に、基本長距離ＦＦ電流データにシーク距離に対するゲインを乗算した長距離ＦＦ電流データを作成し、作成した長距離ＦＦ電流データをもとにＦＦ電流を生成し、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡す。

ＦＦ位置軌道生成部５０は、シーク距離を受け取り、受け取ったシーク距離に基づいてＦＦ位置軌道を生成し、生成したＦＦ位置軌道を位置誤差検出部９０に渡す。ここで、ＦＦ位置軌道生成について詳しく説明する。ＦＦ位置軌道生成部５０は、図５に示すような単位シーク距離に対するＦＦ位置軌道データを記憶している。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は位置軌道の大きさを示す。また、単位シーク距離に対するＦＦ位置軌道データを基本ＦＦ位置軌道データと表記する。

従って、受け取ったシーク距離が１の場合には、基本ＦＦ位置軌道データを位置誤差検出部９０に渡す。一方、受け取ったシーク距離が２の場合には、シーク距離２に対するゲインを基本ＦＦ位置軌道データに乗算したＦＦ位置軌道データを算出し、算出したＦＦ位置軌道データを位置誤差検出部９０に渡す。

なお、シーク距離が３〜Ｌの場合も同様に、シーク距離に対するゲインと基本ＦＦ位置軌道データとを乗算し、乗算したＦＦ位置軌道データを位置誤差検出部９０に渡すことになる。

また、ＦＦ位置軌道部生成部５０は、基本ＦＦ位置軌道データを記憶する際に、基本ＦＦ位置軌道データを微分したデータ記憶する。従って、基本ＦＦ位置軌道データを使用する際には、微分した基本ＦＦ位置軌道データを積分して元の基本ＦＦ位置軌道データに戻して利用する。基本ＦＦ位置軌道を微分した形で記憶することにより、基本ＦＦ位置軌道データの精度を向上させることができる。

ＦＦシーク実行部６０は、受け取ったＦＦ電流をＶＣＭ７０に与える。そして、ＶＣＭ７０はＦＦ電流によって駆動し、図示しないヘッドを目標位置に移動させる。

位置検出部８０は、シーク動作終了時においては、ヘッドの実位置軌道と、ヘッドの現在位置（シーク終了時のヘッドの位置）と、シーク終了時のヘッドの速度とを検出する。そして、位置検出部８０は、実位置軌道を位置誤差検出部９０に渡し、現在位置をシーク終了時位置判定部１２０に渡し、シーク終了時のヘッドの速度をシーク終了時速度判定部１４０に渡す。

一方、位置検出部８０は、オントラック制御中には、ヘッドの現在位置を順次位置誤差検出部９０に渡すことになる。

位置誤差検出部９０は、実位置軌道とＦＦ位置軌道との誤差をサンプリング時間ごとに検出し、検出した誤差を位置軌道誤差としてＦＦ位置軌道調整部１００に渡す。そして、位置軌道調整部１００は、位置軌道誤差をもとにＦＦ位置軌道生成部５０に記憶された基本ＦＦ位置軌道データを調整する。

具体的には、ＦＦ位置軌道調整部１００は、位置軌道誤差を基本ＦＦ位置軌道データに対応させるため、シーク距離をもとにして位置軌道誤差をシーク距離に応じたゲインで除算する。以下、基本ＦＦ位置軌道データに対応する位置軌道誤差を基本位置軌道誤差と表記する。

そして、ＦＦ位置軌道調整部１００は、基本位置軌道誤差を基に、位置軌道生成部５０に記憶された基本ＦＦ位置軌道データをサンプリング時間ごとに修正した修正ＦＦ位置軌道データを作成する。

そして、ＦＦ位置軌道調整部１００は、修正ＦＦ位置軌道データにおける最終到達位置が、実際のシーク動作によるヘッドの目標位置と一致させるために修正ＦＦ位置軌道データを調整する。例えば、修正ＦＦ位置制御データによる最終到達位置が、実際の目標位置に対して１大きい場合には、サンプリング時間ごとの修正ＦＦ位置制御データからそれぞれ１ずつ減算することによって最終到達位置を目標位置と一致させる。

一方、位置誤差検出部９０は、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差をフィードバック制御実行部１１０に渡す。なお、位置誤差検出部９０は、オントラック制御中には、ヘッドの現在位置と目標位置との誤差をフィードバック制御実行部１１０に渡すことになる。

そして、フィードバック制御実行部１１０は受け取った誤差を基に、ヘッドを目標位置に追従させるための駆動電流を生成し、生成した駆動電流をＶＣＭ７０に与える。

シーク終了時位置判定部１２０は、シーク終了時のヘッドの現在位置と目標位置とを受け取り、シーク終了時のヘッドの位置が目標位置に対して行き過ぎたか否かを判定し、判定結果をＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０に渡す。

図６は、ＦＦ電流をＶＣＭに与えた際のヘッドの位置と速度との関係を示す図である。同図において、縦軸の点線は、ＦＦ電流をＶＣＭに流し終わった時点を示し、横軸は、目標位置を示す。また、Ｃａｓｅ−１は、ＦＦ電流をＶＣＭに流し終わった時点で、ヘッドの位置が目標位置を超過し、かつヘッドの速度がプラスであることを示し、Ｃａｓｅ−２は、ＦＦ電流をＶＣＭに流し終わった時点において、ヘッドの位置が目標位置を超過し、かつヘッドの速度がマイナスであることを示している。

また、Ｃａｓｅ−３は、ＦＦ電流をＶＣＭに流し終わった時点において、ヘッドの位置が目標位置に到達せず、かつヘッドの速度がプラスであることを示し、Ｃａｓｅ−４は、ＦＦ電流をＶＣＭに流し終わった時点において、ヘッドの位置が目標位置に到達せず、かつヘッドの速度がマイナスであることを示している。

従って、シーク終了時位置判定部１２０は、Ｃａｓｅ−１またはＣａｓｅ−２の場合に、ヘッドの位置が目標位置を超過したと判断し、Ｃａｓｅ−３またはＣａｓｅ−４の場合に、ヘッドの位置が目標位置に到達しなかったと判断することになる。なお、ヘッドと位置が目標位置と一致する場合には、その旨をＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０に通知する。

ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０は、シーク距離計算部３０からシーク距離を受け取り、シーク終了時位置判定部１２０から判断結果を受け取る。そして、受け取った結果に基づいてＦＦ電流生成部４０に記憶された基本短距離ＦＦ電流データの加速電流データまたは基本長距離ＦＦ電流データの飽和加速電流データを調整する。

ここで、ＦＦ電流データの調整について説明する。ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０は、シーク距離が所定値Ｍ未満ならば基本短距離ＦＦ電流データの加速電流データを調整すると判断し、シーク距離が所定値Ｍ以上の場合には、基本長距離ＦＦ電流データの飽和加速電流データを調整すると判断する。

そして、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、基本短距離ＦＦ電流データを調整する場合には、シーク終了時位置判定部１２０の判断結果に基づいて加速電流データを修正する。

すなわち、ヘッドの位置が目標位置に対して行き過ぎているとシーク終了時位置判定部１２０が判断している場合には、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、加速電流データを所定割合小さくする。加速電流データを所定割合小さくすることで、ＶＣＭの加速を和らげ、ヘッドが目標位置を超過することを防ぐことができる。

また、ヘッドの位置が目標位置に達していないとシーク終了時位置判定部１２０が判断している場合には、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、加速電流データを所定割合大きくする。加速電流データを所定割合大きくすることで、ＶＣＭの加速を強め、ヘッドを目標位置まで到達させることができる。なお、ヘッドの位置が目標位置と一致している場合には、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０は、ＦＦ電流データの調整を行わない。

一方、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、基本長距離ＦＦ電流データを調整する場合には、シーク終了時位置判定部１２０の判定結果に基づいて飽和加速電流データを調整する。

すなわち、ヘッドの位置が目標位置に対して行き過ぎているとシーク終了時位置判定部１２０が判断している場合には、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、飽和加速電流データの飽和期間を所定時間短縮する。飽和期間を所定時間短縮することで、ＶＣＭを早めに減速させることができ、ヘッドが目標位置を通り過ぎるのを防ぐことができる。

また、ヘッドの位置が目標位置に達していないとシーク終了時位置判定部１２０が判断している場合には、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、飽和加速電流データの飽和期間を所定時間延長する。飽和期間を所定期間延長することで、ＶＣＭの減速の時期を遅らせることができ、ヘッドを目標位置に到達させることができる。

シーク終了時速度判定部１４０は、シーク終了時のヘッドの速度を受け取り、シーク終了時のヘッドの速度がプラスかマイナスかを判定し、判定結果をＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０に通知する。なお、シーク終了時のヘッドの速度がゼロの場合には、その旨をＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０に通知する。

例えば、シーク終了時速度判定部１４０は、図６において、Ｃａｓｅ−１またはＣａｓｅ−３の場合には、シーク終了時のヘッドの速度がプラスであると判断し、Ｃａｓｅ−２またはＣａｓｅ−４の場合には、シーク終了時のヘッドの速度がマイナスであると判断することとなる。

ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０は、シーク距離計算部３０からシーク距離を受け取り、シーク終了時速度判定部１４０から判定結果を受け取る。そして、受け取った判断結果に基づいてＦＦ電流生成部４０に記憶された基本短距離ＦＦ電流データの減速電流データまたは基本長距離ＦＦ電流データの減速電流データを調整する。

ここで、減速電流データの調整について説明する。ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０は、シーク距離が所定値Ｍ未満ならば基本短距離ＦＦ電流データの減速電流データを調整すると判断し、シーク距離が所定値Ｍ以上の場合には、基本長距離ＦＦ電流データの減速電流データを調整すると判断する。

従って、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０は、シーク距離が所定値Ｍ未満ならば、基本短距離ＦＦ電流データの減速電流データを調整することになる。そして、シーク終了時速度検出部１４０からの判断結果が、シーク終了時のヘッドの速度がプラスの場合には、減速電流データを所定割合大きくする。

また、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０は、シーク終了時速度検出部１４０からの判断結果が、シーク終了時のヘッドの速度がマイナスの場合には、減速電流データを所定割合小さくする。

一方、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０は、シーク距離が所定値Ｍ以上の場合には、基本長距離ＦＦ電流データの減速電流データを調整することになる。なお、減速電流データの調整に関しては、基本短距離ＦＦ電流データの場合と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施例にかかる位置制御装置のシーク動作の処理手順について説明する。図７は、本実施例にかかる位置制御装置のシーク動作の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、目標位置計算部１０が、目標位置情報を受け取り目標位置を算出し（ステップＳ１０１）、算出した目標位置をシーク距離計算部３０と位置誤差検出部９０とシーク終了時位置判定部１２０に渡す（ステップＳ１０２）。

そして、現在位置計算部２０がヘッドの現在位置を算出し（ステップＳ１０３）、算出した現在位置をシーク距離計算部３０に渡し（ステップＳ１０４）、シーク距離計算部３０は、目標位置と現在位置とをもとにシーク距離を計算する（ステップＳ１０５）。

そして、シーク距離計算部３０は、計算したシーク距離をＦＦ電流生成部４０と、ＦＦ位置軌道生成部５０と、ＦＦ位置軌道調整部１００と、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０と、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０とに渡す（ステップＳ１０６）。

そして、ＦＦ電流生成部４０は、シーク距離に対応するＦＦ電流を生成し（ステップＳ１０７）、ＦＦ位置軌道生成部５０はシーク距離に対応するＦＦ軌道を生成する（ステップＳ１０８）。

ＦＦ電流生成部４０は、生成したＦＦ電流をＦＦシーク実行部６０に渡し（ステップＳ１０９）、ＦＦ位置軌道生成部５０は、生成したＦＦ位置軌道を位置誤差検出部９０に渡す（ステップＳ１１０）。

そして、ＦＦシーク実行部６０は、ＦＦ電流をＶＣＭに与え、ヘッドを目標位置に移動させ（ステップＳ１１１）、位置検出部８０が、実位置軌道と現在位置とシーク終了時のヘッドの速度を検出する（ステップＳ１１２）。

位置検出部８０は、現在位置をシーク終了時位置判定部１２０に渡し、シーク終了時のヘッドの速度をシーク終了時速度判定部に渡し、（ステップＳ１１３）、実位置軌道を位置誤差検出部９０に渡す（ステップＳ１１４）。

位置誤差検出部９０は、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差を検出し（ステップＳ１１５）、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差をＦＦ位置軌道調整部１００に渡し（ステップＳ１１６）、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差をフィードバック制御実行部に渡し（ステップＳ１１７）、フィードバック制御処理を行う（ステップＳ１１８）。

次に、加速電流データまたは飽和加速電流データの調整処理について説明する。図８は、加速電流データまたは飽和加速電流データの調整処理を示すフローチャートである。同図に示すように、シーク終了時位置判定部１２０が、シーク終了時のヘッドの位置を受け取り（ステップＳ２０１）、シーク終了時のヘッドの位置が目標位置と一致したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

シーク終了時のヘッドの位置が目標位置と一致した場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、ヘッドの位置が目標位置と一致した旨をＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０に通知し（ステップＳ２０３）、シーク終了時の位置が目標位置と一致しない場合には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、ヘッドの位置が目標位置を超過したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

ヘッドの位置が目標位置を超過している場合には、（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、シーク終了時位置判定部１２０は、ヘッドの位置が目標位置を超過した旨をＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０に通知する（ステップＳ２０５）。

そして、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０は、シーク距離が所定値以上であったか否かを確認し（ステップＳ２０６）、シーク距離が所定値未満である場合には（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、ＦＦ電流生成部４０に記憶された基本短距離ＦＦ電流データの加速度電流データを所定割合小さくする（ステップＳ２０７）。

一方、シーク距離が所定値以上である場合には（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、飽和加速電流データの飽和期間を所定期間短縮する（ステップＳ２０８）。

一方、ヘッドの位置が目標位置を超過していない場合には（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、シーク終了時位置判定部１２０が、ヘッドの位置が目標位置に達していない旨をＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０に通知する（ステップＳ２０９）。

そして、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０は、シーク距離が所定値以上であったか否かを判断し（ステップＳ２１０）、シーク距離が所定値未満の場合には（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、基本短距離ＦＦ電流データの加速電流データを所定割合大きくする（ステップＳ２１１）。

一方、シーク距離が所定値以上の場合には（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、飽和加速電流データの飽和期間を所定期間延長する（ステップＳ２１２）。

このように、シーク終了時位置判定部１２０がヘッドの位置が目標位置を超過したか否かを判断し、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、加速電流データまたは飽和加速電流データの飽和期間を調整するので、シーク終了時のヘッドの位置を目標位置に近づけることができる。

次に、減速電流データの調整処理について説明する。図９は、減速電流データの調整処理を示すフローチャートである。同図に示すように、シーク終了時速度判定部１４０が、シーク終了時のヘッドの速度を受け取り（ステップＳ３０１）、シーク終了時のヘッドの速度がゼロであったか否かを判断する（ステップＳ３０２）。

ヘッドの速度がゼロの場合には（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、シーク終了時速度判定部１２０は、ヘッドの速度がゼロである旨をＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０に通知する（ステップＳ３０３）。

一方、ヘッドの速度がゼロでない場合には（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、シーク終了時のヘッドの速度がプラスか否かを判断し（ステップＳ３０４）、ヘッドの速度がプラスの場合には（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、ヘッドの速度がプラスである旨をＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０に通知し（ステップＳ３０５）、シーク距離が所定値以上であったか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

シーク距離が所定値以上であった場合には（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）基本長距離ＦＦ電流データの減速電流データを所定割合大きくし（ステップＳ３０７）、シーク距離が所定値未満であった場合には（ステップＳ３０６，Ｎｏ）、基本短距離ＦＦ電流データの減速電流データを所定割合大きくする（ステップＳ３０８）。

一方、ヘッドの速度がマイナスの場合には（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、シーク終了時速度判定部１４０が、ヘッドの速度がマイナスである旨をＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０に通知し（ステップＳ３０９）、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０が、シーク距離が所定値以上であったか否かを判定する（ステップＳ３１０）。

シーク距離が所定値以上であった場合には（ステップＳ３１０，Ｙｅｓ）、基本長距離ＦＦ電流データの減速電流データを所定割合小さくし（ステップＳ３１１）、シーク距離が所定値未満であった場合には（ステップＳ３１０，Ｎｏ）、基本短距離ＦＦ電流データの減速電流データを所定割合小さくする（ステップＳ３１２）。

このように、シーク終了時速度判定部１４０が、シーク終了時のヘッドの速度がプラスかマイナスかを判断し、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０が、シーク終了時速度判定部１４０の判定結果をもとに減速電流データを調整するので、目標位置に対して安定したシーク動作を行うことができる。

次に、位置誤差検出部９０が検出した誤差をもとに、ＦＦ位置軌道調整部１００がＦＦ位置軌道を調整する処理について説明する。図１０は、ＦＦ位置軌道を調整する処理を示すフローチャートである。

図１０に示すように、ＦＦ位置軌道調整部１００が、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差を受け取り（ステップＳ４０１）、シーク距離をもとに基本位置軌道誤差を算出する（ステップＳ４０２）。

そして、基本位置軌道誤差を基に、基本ＦＦ位置軌道データを修正した修正ＦＦ位置軌道データを作成し（ステップＳ４０３）、修正ＦＦ位置軌道データの最終到達位置を調整し（ステップＳ４０４）、基本ＦＦ位置軌道データを修正位置軌道データに更新する（ステップＳ４０５）。

上述してきたように、本実施例にかかる位置制御装置２００では、ＦＦ電流プラスゲイン調整部１３０が、シーク終了時位置判定部１２０の判定結果を基に、加速電流データまたは飽和加速電流データを調整し、ＦＦ電流マイナスゲイン調整部１５０が、シーク終了時速度判定部１４０の判定結果をもとに減速電流データを調整するので、ＶＣＭの固有の特性に左右されず、ヘッドを高速かつ高精度に目標位置に移動させることができる。

また、ＦＦ位置軌道調整部１００が、ＦＦ位置軌道と実位置軌道との誤差を基にして、ＦＦ位置軌道生成部５０に記憶されたＦＦ位置軌道データを修正し、かつ最終到達位置が実際の目標位置と一致するように調整するので、ノイズなどの影響を抑え、ヘッドを正確に目標位置に追従させることができる。

（付記１）アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御装置であって、
前記ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力する駆動電流出力手段と、
前記駆動電流出力手段が、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際の前記目標位置に対する前記ヘッドの位置誤差および速度に基づいて前記駆動電流を調整する駆動電流調整手段と、
を備えたことを特徴とする位置制御装置。

（付記２）前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記加速電流を所定割合小さくし、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記加速電流を所定割合大きくすることを特徴とする付記１に記載の位置制御装置。

（付記３）前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、目標位置において前記ヘッドの速度がプラスの場合には、前記減速電流を所定割合大きくし、目標位置において前記ヘッドの速度がマイナスの場合には、前記減速電流を所定割合小さくすることを特徴とする付記１または２に記載の位置制御装置。

（付記４）前記駆動電流をアクチュエータに出力した際に推測される前記ヘッドの目標位置までに至る位置軌道を推測位置軌道として記憶する位置軌道記憶手段と、前記ヘッドが目標位置に至るまでの実際に移動した実位置軌道に基づいて前記推測位置軌道を修正した修正位置軌道を生成するとともに、該修正位置軌道の最終到達位置が、目標位置と一致するように調整する位置軌道調整処理手段と、前記位置軌道調整処理手段が調整した前記修正位置軌道を利用して、前記ヘッドが目標位置に追従するようにアクチュエータを制御する制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする付記１に記載の位置制御装置。

（付記５）前記駆動電流出力手段は、前記ヘッドの位置と目標位置との距離が閾値以上の場合に、アクチュエータを飽和速度で駆動させる飽和速度電流と、アクチュエータを減速させる減速電流とを含んだ駆動電流をアクチュエータに出力し、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間短縮し、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間延長することを特徴とする付記１に記載の位置制御装置。

（付記６）アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御プログラムであって、
前記ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力する駆動電流出力手順と、
前記駆動電流出力手順において、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際の前記目標位置に対する前記ヘッドの位置誤差および速度に基づいて前記駆動電流を調整する駆動電流調整手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする位置制御プログラム。

（付記７）前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手順は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記加速電流を所定割合小さくし、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記加速電流を所定割合大きくすることを特徴とする付記６に記載の位置制御プログラム。

（付記８）前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手順は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、目標位置において前記ヘッドの速度がプラスの場合には、前記減速電流を所定割合大きくし、目標位置において前記ヘッドの速度がマイナスの場合には、前記減速電流を所定割合小さくすることを特徴とする付記６または７に記載の位置制御プログラム。

（付記９）アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御方法であって、
前記ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力する駆動電流出力工程と、
前記駆動電流出力工程において、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際の前記目標位置に対する前記ヘッドの位置誤差および速度に基づいて前記駆動電流を調整する駆動電流調整工程と、
を含んだことを特徴とする位置制御方法。

以上説明したように、本発明にかかる位置制御装置は、高速かつ高精度にヘッドを目標位置に追従制御させる必要がある高記録密度のディスク装置に対して有効である。

ＦＦ電流による位置軌道の影響を説明するための図である。本実施例にかかる位置制御装置の構成を示す機能ブロック図である。短距離ＦＦ電流データを示す図である。長距離ＦＦ電流データを示す図である。ＦＦ位置軌道データを示す図である。ＦＦ電流をＶＣＭに与えた際のヘッドの位置と速度との関係を示す図である。本実施例にかかる位置制御装置のシーク動作の処理手順を示すフローチャートである。加速電流データまたは飽和加速電流データの調整処理を示すフローチャートである。減速電流データの調整処理を示すフローチャートである。ＦＦ位置軌道を調整する処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０目標位置計算部
２０現在位置計算部
３０シーク距離計算部
４０ＦＦ電流生成部
５０ＦＦ位置軌道生成部
６０ＦＦシーク実行部
７０ＶＣＭ
８０位置検出部
９０位置誤差検出部
１００ＦＦ位置軌道調整部
１１０フィードバック制御実行部
１２０シーク終了時位置判定部
１３０ＦＦ電流プラスゲイン調整部
１４０シーク終了時速度判定部
１５０ＦＦ電流マイナスゲイン調整部
２００位置制御装置

Claims

アクチュエータを利用して、ヘッドをディスク上の目標位置に向けて位置決めする位置制御装置であって、
前記ヘッドを目標位置まで移動させるための駆動電流をアクチュエータに出力する駆動電流出力手段と、
前記駆動電流出力手段が、前記駆動電流をアクチュエータに出力した際の前記目標位置に対する前記ヘッドの位置誤差および速度に基づいて前記駆動電流を調整する駆動電流調整手段と、
前記駆動電流をアクチュエータに出力した際に推測される前記ヘッドの目標位置までに至る位置軌道を推測位置軌道として記憶する位置軌道記憶手段と、
前記ヘッドが目標位置に至るまでの実際に移動した実位置軌道に基づいて前記推測位置軌道を修正した修正位置軌道を生成するとともに、該修正位置軌道の最終到達位置が、目標位置と一致するように調整する位置軌道調整処理手段と、
前記位置軌道調整処理手段が調整した前記修正位置軌道を利用して、前記ヘッドが目標位置に追従するようにアクチュエータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする位置制御装置。
前記駆動電流出力手段は、前記ヘッドの位置と目標位置との距離が閾値以上の場合に、アクチュエータを飽和速度で駆動させる飽和速度電流と、アクチュエータを減速させる減速電流とを含んだ駆動電流をアクチュエータに出力し、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間短縮し、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記飽和速度電流でアクチュエータを駆動させる期間を所定期間延長することを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
前記駆動電流は、アクチュエータを加速させる加速電流とアクチュエータを減速させる減速電流とを含み、前記駆動電流調整手段は、前記駆動電流がアクチュエータに出力された際に、前記ヘッドが目標位置を超過した場合には、前記加速電流を所定割合小さくし、前記ヘッドが目標位置に達しない場合には、前記加速電流を所定割合大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の位置制御装置。