JP4439480B2 - 位置決め制御装置、ディスク装置、及び位置決め制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク装置、ディスク装置のヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御装置、及び位置決め制御方法に関する。詳しくは、偏心のあるディスクでもシーク動作に時間をかけずに目標位置に位置決めすることのできるディスク装置等に関する。

光ディスクや磁気ディスクなどのディスク装置では、ヘッドを目標位置に正確に位置決めすることが極めて重要である。このような位置決めを阻害する要因として、ディスク上に同心円上に記録されたサーボ信号の中心とモータの回転中心とが異なることにより生じる偏心がある。

メディアサーボトラックライト（ＳＴＷ）方式等により外部装置によりディスク上にサーボ信号を記録し、そのディスクをディスク装置に装填してサーボ信号を読み出すと、外部装置のディスクの回転中心とディスク装置の回転中心とが一致しない場合、偏心が発生する。

このような偏心を回避する技術として、偏心を無視するように制御する、いわゆる仮想円制御と呼ばれるものがある（例えば、以下の特許文献１、２）。

上記特許文献によれば、仮想円制御はディスクの回転中心を基準とした真円の軌道を描くようにヘッドを移動させるようにした制御方法である。
特許第３６８３１５５号公報 特開２００４−３９１１６号公報

しかしながら、仮想円制御による場合でも、偏心軌道と仮想円軌道（ヘッドの軌道）とで相対速度がある値以上になると正しく現在位置を復調することができない。従って、目標位置にヘッドを正確に位置決めすることができず、シーク動作に時間がかかってしまう。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、偏心のあるディスクを用いて仮想円制御を行う場合でもシーク動作に時間をかけずに目標位置に位置決めすることのできる位置決め制御装置、ディスク装置、及び位置決め制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部を備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

更に、本発明は前記制御装置において、前記平均化軌道に対応する補正値を記憶した記憶部を更に備え、前記制御部は前記記憶部から前記補正値を読み出して前記復調位置から減算することで前記減算値を求めることを特徴とする。

更に、本発明は前記制御装置において、前記各ディスク面の前記位置軌道は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする。

更に、本発明は前記制御装置において、前記補正値は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする。

更に、上記目的を達成するために本発明は、複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めするディスク装置において、前記ヘッドを駆動するアクチュエータと、前記ヘッドからの位置信号を復調し、前記アクチュエータを制御する制御部と、前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部とを備えることを特徴とする。

更に、上記目的を達成するために本発明は、複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする位置決め制御方法において、前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御することを特徴とする。

本発明によれは、偏心のあるディスクを用いて仮想円制御を行う場合でもシーク動作に時間をかけずに目標位置に位置決めすることのできるディスク装置、制御装置、及び位置決め制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明が適用される磁気ディスク装置の一構成例である。ディスク装置の例としてハードディスクドライブを例にしている。

図１に示すように、磁気ディスク装置１は、磁気ディスク１０と、スピンドルモータ１２と、磁気ヘッド１３、及びアクチュエータ１４を備える。

磁気ディスク１０は、スピンドルモータ１２の回転軸１１を中心に設けられている。スピンドルモータ１２は、回転軸１１を介して磁気ディスク１０を回転させる。

磁気ヘッド１３は、リード素子とライト素子とを有し、磁気ディスク１０に対するデータの読み出しや書き込みを行う。

アクチュエータ１４は、内部の回転軸を中心に回転するボイスコールメータ（ＶＣＭ）で構成される。また、アクチュエータ１４はその先端に磁気ヘッド１３を備え、磁気ディスク１０の半径方向に対して磁気ヘッド１３を移動させることができる。

尚、図１に示す例では、磁気ディスク装置１には２枚の磁気ディスク１０が搭載され、４つの磁気ヘッド１３が同一のアクチュエータ１４で同時に駆動される。

また、磁気ディスク装置１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）駆動回路２０と、ボイスコールメータ（ＶＣＭ）駆動回路２１と、位置検出回路２２と、リードライド（Ｒ／Ｗ）回路２３と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２４と、第１及び第２のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２５、２６と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２８、及びマイクロコントローラ（ＭＣＵ）３０を備える。これらは、第１のＲＡＭ２５を除き、互いにバス３１を介して接続される。

ＳＰＭ駆動回路２０は、ＭＣＵ３０からの制御信号に基づいて、スピンドルモータ１２を駆動する。ＶＣＭ駆動回路２１は、ＭＣＵ３０からの制御信号に基づいて、アクチュエータ１４に駆動電流を供給し、アクチュエータ１４を駆動する。

位置検出回路２２は、磁気ヘッド１３が磁気ディスク１０から読み取った位置信号（以下、サーボ信号）をデジタル信号に変換する。Ｒ／Ｗ回路２３は、磁気ヘッド１３の読み出しや書き込みを制御する。

ＨＤＣ２４は、サーボ信号のセクタ番号を基準にして１周内の位置を判断し、データを記録再生する。また、ＨＤＣ２４はＡＴＡやＳＣＳＩ等のインターフェース（ＩＦ）であり、ホストと通信する。

第１のＲＡＭ２５は、ＨＤＣ２４のためのメモリであって、磁気ヘッド１３が読み出したリードデータや磁気ヘッド１３が磁気ディスク１０に書き込むためのライトデータを一時記憶する。第２のＲＡＭ２６は、ＭＣＵ３０のためのメモリであって、ＭＣＵ３０が種々の演算を行うためのデータを一時記憶する。

ＲＯＭ２８は、ＭＣＵ３０の制御プログラムや後述する種々のテーブルを記憶する。ＭＣＵ３０は、ＲＯＭ２８から制御プログラム等を読み出して実行することで、位置検出回路２２からのサーボ信号から現在位置を検出（復調）し、検出した現在位置と目標位置との誤差に従い、ＶＣＭ駆動回路２１に制御信号を出力する。即ち、ＭＣＵ３０は位置復調とサーボ制御を行う。

図２は、磁気ディスク１０に記録されたサーボ信号１６の配置例を示す図である。図２に示すように、サーボ信号１６は磁気ディスク１０の内周から外周にかけて等間隔に配置される。磁気ディスク装置１はこのサーボ信号１６を読み出すことで磁気ヘッド１３の現在位置等を把握できる。尚、サーボ信号１６は磁気ディスク装置１外の外部装置により記録される。

図３は、サーボ信号の記録フォーマットの一例を示す図である。図３に示すように、サーボ信号は、サーボ信号の開始位置を示すサーボマーク（Ｓｅｒｖｏ Ｍａｒｋ）と、トラック番号を示すグレイコード（Ｇｒａｙ Ｃｏｄｅ）と、サーボ信号のインデックスを示すインデックス信号（Ｉｎｄｅｘ）と、４つのオフセット信号（ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤ）とから構成される。

図４は、サーボ信号を磁気ヘッド１３で読み出したときの信号波形図の例である。このような波形を用いて、ＭＣＵ３０は磁気ヘッド１３の位置を検出する。

即ち、磁気ヘッド１３の半径方向の位置は、トラック番号Ｇｒａｙ Ｃｏｄｅとオフセット信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤを用いてＭＣＵ３０により検出される。

また、磁気ヘッド１３の円周方向の位置は、インデックス信号Ｉｎｄｅｘから検出される。例えば、ＭＣＵ３０は、インデックス信号Ｉｎｄｅｘを検出したときのセクタ番号を「０」に設定し、サーボ信号を検出する毎にカウントアップしてトラックの各セクタ番号を得る。

尚、図４に示す信号波形の例は磁気ヘッド１３の移動速度が「０」のとき（例えば、トラッキング中）に得られたものである。

図５は、ＭＣＵ３０で行われるアクチュエータ１４のシーク制御の例を示す図である。図５では、あるトラック位置から目標トラック位置まで磁気ヘッド１３を移動させるためのシーク制御の遷移と、アクチュエータ１４に流れる電流と、磁気ヘッド１３の移動速度、及び磁気ヘッド１３の位置を示す。

シーク制御は、コアース制御後、整定制御を経て、フォロイング制御と遷移することで磁気ヘッド１３を目標位置に移動させる。コアース制御は目標位置への速度制御のことで、整定制御とフォロイング制御は目標位置への位置制御である。いずれも、磁気ヘッド１３の現在位置を検出する必要がある。

ＭＣＵ３０における現在位置（以下、復調位置）Ｐｏｓｉｔｉｏｎの検出は、以下のようにして行う。即ち、ＭＣＵ３０は、サーボ信号からトラック番号ＧｒａｙＣｏｄｅとオフセット信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤを取り出し、２位相サーボ信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを以下の式により演算する。

ＰｏｓＮ＝ＰｏｓＡ−ＰｏｓＢ （１）
ＰｏｓＱ＝ＰｏｓＣ−ＰｏｓＤ （２）
そして、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの絶対値ａｂｓを比較して、ａｂｓ（ＰｏｓＮ）≦ａｂｓ（ＰｏｓＱ）のときは、
Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＝−ｓｇｎ（ＰｏｓＱ）＊ＰｏｓＮ＋Ｔｒａｃｋ （３）
により、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎを得る。ここで、ｓｇｎ（）は、（）の符号を示し、Ｔｒａｃｋはトラック番号Ｇｒａｙ Ｃｏｄｅを示す。

但し、ｓｇｎ（ＰｏｓＱ）＊ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）＞０．０であるときは、
Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＋＝ｓｇｎ（ＰｏｓＱ）＊ｓｇｎ（ＰｏｓＮ）＊１．０ （４）
を（３）式に加算する。

一方、ａｂｓ（ＰｏｓＮ）≦ａｂｓ（ＰｏｓＱ）でないときは、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎは、
Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＝ｓｇｎ（ＰｏｓＮ）＊（ＰｏｓＱ＋ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）＊０．５）＋Ｔｒａｃｋ （５）
となる。ここでｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）は、トラック番号が偶数のとき「１」、奇数のとき「０」となる。

尚、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎを得るための上述の演算式は一例であって、例えば、前述の特許第３６８３１５５号公報や特開２００４−３９１１６号公報に記載された演算式を用いてもよい。

図６は、式（１）、（２）で得た２位相サーボ信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱと実際のトラック位置との関係を示す。但し、サーボ信号を磁気ヘッド１３の速度が「０」のときに検出した値での関係である。このＰｏｓＮ、ＰｏｓＱから式（３）、（５）により演算で得た復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎと実際のトラック位置との関係は線形で表わすことができ、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎと実際のトラック位置とは略一致する。

一方、シーク制御の際、磁気ヘッド１３は移動している最中、その速度は「０」にはならない。この場合、サーボ信号が記録された領域に対して磁気ヘッド１３は図７に示すように斜めに横切るように移動する。

このような状況でオフセット信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤを検出して２位相サーボ信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを式（１）、（２）で演算すると、オフセット信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤを検出する通過時刻が異なるため、検出位置も異なる位置を検出し、サーボ信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの位相もずれるようになる。

図８は、磁気ヘッド１３（又はアクチュエータ１４）の速度が「２０（ｔｒａｃｋ／ｓａｍｐｌｅ）」の場合の２位相サーボ信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱと実際のトラック位置との関係を示す図である。図６と比較してＰｏｓＮとＰｏｓＱの位相が縮まっていることがわかる。

この場合の、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎと実際の位置との関係を図９に示す。図９に示すように、所々で、実際の位置と復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎとが一致しない部分がある。

そして、磁気ヘッド１３の速度を更に増すと、２つのサーボ信号ＰｏｓＮとＰｏｓＱとは位相が逆転して、復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎと実際の位置とが一致しなくなる。図１０は、その一例で、磁気ヘッド１３の速度を「３０（ｔｒａｃｋ／ｓａｍｐｌｅ）」としたときの復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎと実際の位置との関係を示す図である。

ＰｏｓＮとＰｏｓＱの位相が逆転する磁気ヘッド１３（或いはアクチュエータ１４）の速度のことを本実施例では限界速度と称する。

次に仮想円制御について説明する。図１１（Ａ）は、磁気ヘッド１３の速度が「０」のとき、磁気ディスク１０に記録されたサーボ信号１６を読み取ったときの軌跡（磁気ヘッド１３上から見た観測位置）を示す。偏心のため、図に示すように一定の軌道（偏心軌道：正弦波（サインカーブ）の軌道となる）を描く。従って、このような軌跡を磁気ヘッド１３が描くようにアクチュエータ１４を制御させれば偏心を回避することができる。本実施例では、このような軌道を仮想円軌道とし、このように磁気ヘッド１３（或いはアクチュエータ１４）を移動させるように制御することを仮想円制御と称する。

図１１（Ｂ）は、仮想円軌道との相対速度を示す図である。観測位置からサーボ信号の記録された領域を見ると図１１（Ｂ）に示すような速度で領域が移動する。仮想円制御では、磁気ヘッド１３（又はアクチュエータ１４）を図１１（Ｂ）に示す速度で移動させるよう制御することになる。尚、図１１（Ｂ）に示す相対速度は、図１１（Ａ）に示す軌道に対して時間微分することで得ることができる。

図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す例は、磁気ディスク１０の一面に対する仮想円制御の例である。ディスク装置１は、通常、複数の磁気ディスク１０が装填され、各磁気ディスク１０の表面と裏面に対しても仮想円制御を行う必要がある。従って、仮想円制御の場合も各面に従う制御を行わなければならない。

図１２（Ａ）及び（Ｂ）はその一例である。４つの軌道線があるのは、２枚の磁気ディスク１０の表面、裏面、計４面に対して仮想円制御を行うためである。図１２（Ａ）の例は、振幅が同一で位相がずれた４つの仮想円軌道を示す。各面に対してこの仮想円軌道を描くように制御を行わせればよい。また、図１２（Ｂ）に示すように、各面に対してこのような速度で磁気ヘッド１３を移動させるように、アクチュエータ１４を制御する。

ここで図１２（Ｂ）の各面の速度範囲に着目すると、その速度範囲は「−１」から「＋１」までの範囲を遷移する。勿論、この速度範囲は復調位置Ｐｏｓｉｔｉｏｎを正確に得るための限界速度の範囲内になければならない。しかし、図１２（Ｂ）に示すように各面に対応するように仮想円制御を行うと、後述するように、限界速度の範囲から図１２（Ｂ）に示す速度範囲を除いたマージンが少なくなり、目標位置に磁気ヘッド１３が近づくとその速度を落とさなければならず、シーク動作に時間がかかってしまう。

そこで、本実施例では、各面の仮想円軌道からその軌道を平均化した共通の平均化軌道を求める。そして、平均化軌道から各面の仮想円軌道を減算して減算した軌道を生成する。この生成された各軌道は各ディスク面に与える位置軌道となる。

ＭＣＵ３０は、この位置軌道に追従するようにアクチュエータ１４を制御する。実際には、この生成された軌道から復調位置を減算することで目標位置までの位置誤差を求め、この減算値をアクチュエータ１４に与える制御量としている。

図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）に示す仮想円軌道の平均軌道を示すものである。各面に与える仮想円軌道から平均した軌道を求めることで、各面共通の平均化軌道を得る。平均化軌道の速度範囲を図１３（Ｂ）に示す。

図１４（Ａ）は、各面に与えるべき仮想円軌道（図１２（Ａ））から各面共通の平均化軌道（図１３（Ａ））を減算した軌道の例である。図１４（Ａ）に示す各軌道が各ディスク面に与える最終的な位置軌道となる。図１４（Ｂ）はその軌道の速度範囲を示す。

各面に与えるべき仮想円軌道から平均化軌道を除いた軌道の速度範囲は、図１４（Ｂ）に示すように、およそ「−０．８」から「＋０．８」となっている。図１２（Ｂ）と比較してその範囲が狭くなっている。従って、各面共通の平均化軌道をとる方（図１４（Ｂ））が各面それぞれの仮想円軌道をとる場合（図１２（Ｂ））と比較して限界速度までのマージンを増やすことができる。よって、シーク動作に時間がかからない。

図１５（Ａ）乃至図１５（Ｃ）は速度範囲の例を示す図である。このうち、図１５（Ａ）は仮想円軌道の振幅が「０」で相対速度が「０」、即ち偏心のないディスクを用いた場合の限界速度の上限、下限の例を示す。この限界速度の範囲内でアクチュエータ１４を制御すれば２相のサーボ信号ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相が逆転せず正確に位置を復調できる。

図１５（Ｂ）は、仮想円軌道が「０」でないとき、即ち偏心のある磁気ディスク１０を用いた場合の仮想円軌道の速度範囲の例を示す。

平均化軌道をとらずに各面夫々に対応した仮想円制御を行った場合の速度範囲は、図１２（Ｂ）の例では、「−１」から「＋１」の範囲内である。一方、平均化軌道による仮想円制御を行った場合の速度範囲は、図１３（Ｂ）の例では、「−０．８」から「＋０．８」までの範囲内である。従って、図１５（Ｂ）に示す仮想円軌道の速度範囲は、平均軌道による場合の方がその範囲は狭くなる。よって、仮想円軌道の上限又は下限の速度から限界速度の上限又は下限までの範囲は平均軌道による方が多くとれることになる。

つまり、仮想円軌道上からその速度範囲を見ると（観測位置から見ると）、平均軌道による仮想円制御を行った方が、各面に対応した仮想円制御を行う場合と比較してその範囲は広くなる。従って、仮想円軌道上からみた限界速度の上限、下限もその範囲は広くなる。

例えば、図１５（Ｃ）に示すように、平均軌道による場合ではその限界速度の上限下限も広がることになり、目標位置までの磁気ヘッド１３の速度も速くなる。従って、シーク動作に時間をかけずに目標位置まで早くアクセスすることができる。その分、磁気ディスク１０に対するデータの記録や再生も早くなる。更に記録密度の向上も図ることができる。

図１６は、ＭＣＵ３０が実行する平均化軌道を求める際の処理の例である。まず、ＭＣＵ３０は制御プログラムをＲＯＭ２８から読み出す等することで処理が開始される（Ｓ１０）。

次いで、ＭＣＵ３０は各面で真円を実現するための仮想円軌道を生成する（Ｓ１１）。例えば、図１２（Ａ）に示す軌道を生成する。

次いで、ＭＣＵ３０は生成した仮想円軌道を平均化して平均軌道を演算する（Ｓ１２）。例えば、図１３（Ａ）に示す平均軌道を演算する。

次いで、各仮想円軌道から平均化軌道を減算する（Ｓ１３）。減算により、例えば図１４（Ａ）示す軌道を得る。減算するのは、最終的に各ディスク面に与えるべき位置軌道を求めるためである。

そして、一連の処理を終了する（Ｓ１４）。

図１７は、ＭＣＵ３０が実行する他の処理の例である。位置軌道の生成を偏心補正電流から生成する場合の例である。偏心補正電流は位置軌道を磁気ヘッド１３（或いはアクチュエータ１４）が追従するようにアクチュエータ１４に流す電流のことである。

まず、ＭＣＵ３０は処理を開始すると（Ｓ２０）、各面で偏心に追従する偏心補正電流を生成する（Ｓ２１）。例えば、正弦波状の電流が生成される。

次いで、偏心補正電流から仮想円軌道を生成する（Ｓ２２）。この場合の仮想円軌道は、偏心補正電流を２回、時間積分することにより得ることができる。例えば、図１２（Ａ）に示す位置軌道が得られる。

次いで、ＭＣＵ３０は各面の仮想円軌道を平均化して（Ｓ２２）、平均化軌道を求め、更に各仮想円軌道から平均化軌道を減算して（Ｓ２４）、位置誤差を求める。そして、一連の処理が終了する（Ｓ２５）。

このように平均化軌道を求める際には、各面に与える仮想円軌道のみならず各面に与える偏心補正電流値からでも演算することができる。

図１８は、位置決め制御系の構成例を示す図である。２つのテーブル２８１〜２８３は、例えばＲＯＭ２８に記憶される。

まず、第１のテーブル２８１には、磁気ヘッド１３毎に異なる仮想円軌道（各面に与える仮想円軌道から平均化軌道を減算した軌道）が記憶される。例えば、図１４（Ｃ）に示す軌道が記憶される。第２のテーブル２８２には、ヘッド毎の偏心補正電流値が記憶される。ここでいう偏心補正電流値は、磁気ディスク装置１の経時変化や経年変化により磁気ディスク１０に位置ずれが生じた場合に最初に設定した仮想円軌道に戻すための補正電流値である。第３のテーブル２８３には、ヘッド毎に共通の偏心補正電流値が記憶される。仮想円軌道を平均化した位置軌道に対応する電流値である。具体的には、平均化軌道に対し２回時間微分することで得ることができる。

図１８に示す構成で特徴となる部分は、第３のテーブル２８３を設けた点にある。そして、この電流値に偏心補正電流値を加算した値をアクチュエータ１４に与える電流として本磁気ディスク装置１は仮想円制御を行う。

尚、第１のテーブル２８１に記憶されたヘッド毎に異なる仮想円軌道は、ヘッドの番号とセクタ番号とから得る。図１４（Ｃ）に示すように、複数のヘッドがあるときヘッドに対応した仮想円軌道が複数存在するため、ヘッドの番号によりいずれかの軌道を特定する。また、セクタ番号は、図１４（Ｃ）に示すようにセクタ番号に対応した仮想円軌道上の位置を得る。

また、第２のテーブル２８２に記憶されたヘッド毎の偏心補正電流も同様である。但し、第３のテーブル２８３に記憶された平均化軌道を得るにはセクタ番号のみでよい。図１３（Ａ）に示すようにセクタ番号のみから平均化軌道上の位置を得ることができるからである。

図１８について説明すると、全体としては、目標位置ｒに対して観測位置（現在位置）ｙを求めその観測位置ｙを再び目標位置ｒに戻すフィードバック制御系の構成となっている。

まず、目標位置ｒから以前に求めた観測位置ｙを減算して位置誤差を求めるが、更に第１のテーブル２８１からヘッド毎に異なる軌道を減算している。仮想円軌道上を観測位置とした正確な位置誤差ｅを求めるためである。この位置誤差ｅをコントローラ（Ｃ）であるＭＣＵ３０に与える。

ＭＣＵ３０は、第３のテーブル２８３からのヘッド毎に共通の偏心補正電流値に、第２のテーブル２８２からのヘッド毎の偏心補正電流値を加算してアクチュエータ１４に流す電流値ｕを求める。そして、その値ｕをプラント（Ｐ）であるアクチュエータ１４に与える。

そして、アクチュエータ１４（或いは磁気ヘッド１３）の観測位置ｙを例えば位置検出回路２２で求め再びＭＣＵ３０に与えることでフィードバックしている。以降、これを繰り返して仮想円制御によるシーク制御を行う。

図１９は、図１８と同様に位置決め制御系の構成例を示すが、磁気ディスク１０の半径位置で各テーブル２８１〜２８３から異なる軌道や電流を与えるようにした例である。

図２に示すように、磁気ディスク１０にサーボ信号１６が記録された場合、その記録位置は磁気ディスク１０の中心から外周に真っ直ぐ放射状に配置されているわけではなく、回転方向に向けて円弧状に形成される。従って、磁気ディスク１０の中心から半径方向に向けて、真っ直ぐ放射線状に配置された場合と比較してサーボ信号１６の位置を通過する速度が半径方向の位置によって異なる場合がある。そこで、磁気ディスク１０の半径方向の位置に応じて軌道や電流値を変えるようにすれば、半径位置に対応した各値を得ることができる。

図１９に示すように、半径方向の位置を示すトラック番号を各テーブル２８１〜２８３に与える。第１のテーブル２８１には、磁気ディスク１０の半径位置に応じた各面に与える軌道が記憶される。第２のテーブル２８２には、同様に半径位置に応じた偏心補正電流値が記憶される。第３のテーブル２８３にも、半径位置に応じた平均化軌道が記憶される。各テーブル２８１〜２８３は、ヘッドの番号やセクタ番号とともにトラック番号に対応した位置や電流値を出力する。それ以外の動作は、図１８の例と同様である。

上述した例では、２枚の磁気ディスク１０の４面に対する平均軌道による仮想円制御の例について説明した。勿論、２枚の磁気ディスク１０に限らず、３枚、４枚等複数枚でも実施することができる。また、その枚数に対応した面数でも実施可能で、上述した例と同様の作用効果を奏する。

また、上述した例では、「仮想円軌道との相対速度」として、説明を容易にするため、磁気ヘッド１３（又はアクチュエータ１４）の速度が「０」の場合で説明した。つまり、仮想円軌道上（又は磁気ヘッド１３上）から見た観測位置の速度が「０」の場合で説明した。「仮想円軌道との相対速度」は、仮想円軌道の速度に対する偏心軌道の速度のことであり、磁気ヘッド１３が移動すれば偏心軌道に対して更にその「相対速度」の増減が大きくなる。この場合、磁気ヘッド１３自体の速度が同じでも偏心があれば、図１５（Ｂ）に示すように仮想円軌道との相対速度の上限、下限の範囲が広がることになり、限界速度までのマージンをとることができなくなる。しかし、上述の例と同様にこの場合でも平均化軌道を求め、その軌道に基づいて仮想円制御を行うことで、相対速度の上限、下限の範囲を狭め、多くのマージンをとることができる。従って、上述の例と同様にシーク動作に時間をかけずに目標位置にアクセスできる。

更に、各面に与える仮想円軌道の例として図１２（Ａ）に示すように、振幅が同一で位相の異なる軌道を例にして説明した。勿論、それ以外にも、振幅が異なり位相が装置の仮想円軌道や、振幅も位相も異なる仮想円軌道を各面に与える場合でも、その平均化軌道をとってその軌道に基づいて制御すれば、上述した例と同様の作用効果を奏する。

更に、上述した例では、第１乃至第３のテーブル２８１〜２８３は、ＲＯＭ２８に記憶されているものとして説明した。勿論、これらのテーブル２８１〜２８３は、第２のＲＡＭ２６などＲＯＭ２８以外のメモリに記憶されてもよい。或いは、第３のテーブル２８３のみ第２のＲＡＭ２６に記憶されるなど、各テーブル２８１〜２８３が別々のメモリに記憶されてもよい。いずれの場合も上述した例と同様の作用効果を奏する。

更に、第１乃至第３のテーブル２８１〜２８３が磁気ディスク１０に記憶されるようにしてもよいし、或いは第３のテーブル２８３のみ（或いは第１のテーブル２８１のみ、或いは第２のテーブルのみ２８２）磁気ディスク１０に記憶されるようにしてもよい。磁気ヘッド１３により読み出されて、ＭＣＵ３０により制御を行うことで上述の例と同様の作用効果を奏する。

更に、上述した例では、ディスク装置の例として磁気ディスク装置１を例にして説明した。勿論、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク装置や、ＭＯやＭＤなどの光磁気ディスク装置など、磁気ディスク装置以外のディスク装置でも本実施例を適用可能で同様の作用効果を奏する。

以上まとめると付記のようになる。

（付記１）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、
前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部、
を備えることを特徴とする制御装置。

（付記２）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、
前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。

（付記３）
更に、前記平均化軌道に対応する補正値を記憶した記憶部を備え、
前記制御部は前記記憶部から前記補正値を読み出して前記復調位置から減算することで前記減算値を求めることを特徴とする付記２に記載の制御装置。

（付記４）
前記各ディスク面の前記位置軌道は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする付記１乃至３に記載の制御装置。

（付記５）
前記補正値は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする付記３記載の制御装置。

（付記６）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めするディスク装置において、
前記ヘッドを駆動するアクチュエータと、
前記ヘッドからの位置信号を復調し、前記アクチュエータを制御する制御部と、
前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部と、
を備えることを特徴とするディスク装置。

（付記７）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めするディスク装置において、
前記ヘッドを駆動するアクチュエータと、
前記ヘッドからの位置信号を復調し、前記アクチュエータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように前記アクチュエータを制御することを特徴とするディスク装置。

（付記８）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めするための位置軌道を生成する位置軌道生成方法において、
前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する、
ことを特徴とする位置軌道生成方法。

（付記９）
複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする位置決め制御方法において、
前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御する、
ことを特徴とする位置決め制御方法。

本発明が適用される磁気ディスク装置の構成例を示す図である。 磁気ディスクに記録された位置信号の記録位置の例を示す図である。 位置信号の記録フォーマットの例を示す図である。 位置信号を読み出したときの波形図の例を示す図である。 シーク動作の説明図である。 相対速度が０のときのＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの関係図である。 位置信号が記録された領域を磁気ヘッドが速度をもって横切ったときの例を示す図である。 相対速度が２０ｔｒａｃｋ/ｓａｍｐｌｅのときのＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの関係図である。 図８の場合の復調位置の関係を示す図である。 相対速度が３０ｔｒａｃｋ/ｓａｍｐｌｅのときの復調位置の関係を示す図である。 図１１（Ａ）は仮想円軌道の例を示し、図１１（Ｂ）は仮想円軌道との相対速度の例を示す。 図１２（Ａ）は４面夫々に対する仮想円軌道の例を示し、図１２（Ｂ）はそれらの仮想円軌道に対する相対速度の例を示す。 図１３（Ａ）は平均化軌道の例を示し、図１３（Ｂ）は平均化軌道との相対速度の例を示す。 図１４（Ａ）は４面夫々の仮想円軌道から平均化軌道を減算したときの軌道の例を示し、図１４（Ｂ）は減算した軌道との相対速度の例を示す。 図１５（Ａ）は仮想円軌道の振幅が０で相対速度が０のときの速度範囲を示し、図１５（Ｂ）は仮想円軌道が０でないときの速度範囲の例を示し、図１５（Ｃ）は仮想円軌道上からみた速度範囲の例を示す。 平均化軌道を生成するための処理の例を示すフローチャートである。 偏心補正電流から平均化軌道を生成するための処理の例を示すフローチャートである。 位置決め制御系の構成例を示す図である。 半径位置を考慮した位置決め制御系の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 磁気ディスク装置
１０ 磁気ディスク
１３ 磁気ヘッド
１４ アクチュエータ
１６ 位置信号（サーボ信号）
２１ ボイスコールメータ（ＶＣＭ）駆動回路
２２ 位置検出回路
２８ リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
３０ マイクロコントローラ（ＭＣＵ）
２８１ 第１のテーブル
２８２ 第２のテーブル
２８３ 第３のテーブル

Claims (6)

1. 複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、
   前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部と、
   前記位置軌道生成部で生成した前記軌道を記憶する第１のテーブルと、前記ディスクの偏心に対応する偏心補正電流値を記憶する第２のテーブルと、平均偏心に追従するための補正電流値を記憶する第３のテーブルと
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする制御装置において、
   前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御する制御部と、
   前記各ディスク面に対する位置軌道を記憶する第１のテーブルと、前記ディスクの偏心に対応する偏心補正電流値を記憶する第２のテーブルと、平均偏心に追従するための補正電流値を記憶する第３のテーブルとを備え、
   前記制御部は、前記第１のテーブルに記憶された前記各ディスク面に対する位置軌道に対して前記復調位置から減算し、当該減算値と、前記第２のテーブルに記憶された前記偏心補正電流値、及び前記第３のテーブルに記憶された前記補正電流値に基づいて、前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御することを特徴とする制御装置。
3. 前記各ディスク面の前記位置軌道は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする請求項１乃至２に記載の制御装置。
4. 前記補正値は前記ディスクの半径方向の位置に応じて異なる値を有することを特徴とする請求項２記載の制御装置。
5. 複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めするディスク装置において、
   前記ヘッドを駆動するアクチュエータと、
   前記ヘッドからの位置信号を復調し、前記アクチュエータを制御する制御部と、
   前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道を夫々求めて、前記位置軌道に対して平均化した平均化軌道を求め、前記平均化軌道から前記位置軌道を減算した軌道を生成する位置軌道生成部と、
   前記各ディスク面に対する位置軌道を記憶する第１のテーブルと、前記ディスクの偏心に対応する偏心補正電流値を記憶する第２のテーブルと、平均偏心に追従するための補正電流値を記憶する第３のテーブルと
   を備えることを特徴とするディスク装置。
6. 複数のディスク夫々に予め位置信号が記録され、前記ディスクに対してヘッドの位置を位置決めする位置決め制御方法において、
   前記ディスクの各ディスク面の回転中心を基準に真円を描く前記ヘッドの位置軌道に対して平均化した平均化軌道から前記位置軌道を減算した各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記各ディスク面の前記位置信号から復調される復調位置から減算し、当該減算値に基づいて前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされるように制御するステップとを備え、
   前記ステップにおいて、第１のテーブルに記憶された前記各ディスク面に対する位置軌道に対して、前記復調位置から減算し、当該減算値と、第２のテーブルに記憶された前記ディスクの偏心に対する偏心補正電流値、及び第３のテーブルに記憶された平均偏心に追従するための補正電流値に基づいて、前記各ディスク面に対する前記ヘッドの位置が位置決めされる、ことを特徴とする位置決め制御方法。

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