JP4785148B2 - 記憶装置、制御方法及び記憶装置の制御装置 - Google Patents

記憶装置、制御方法及び記憶装置の制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、記憶媒体の目標トラックにヘッドをシーク制御して位置決めする磁気ディスク装置などの記憶装置、制御方法及び記憶制御回路に関し、特に、装置に加わる回転外乱振動を補償しながらシーク制御する記憶装置、制御方法及び制御装置に関する。
従来、磁気ディスク装置にあっては、ホストからリードコマンド又はライトコマンドを受信した際に、ボイスコイルモータによるロータリアクチュエータの駆動により、現在のトラック位置からコマンドで指定された磁気ディスクの目標トラックにヘッドを位置決めするシーク制御を行っている。
シーク制御はコアス制御（粗制御）とファイン制御（精密制御）に分けられる。コアス制御は、現在トラックから目標トラックまでのトラック残数に応じた増速、定速、及び減速となる目標速度パターンを発生し、ヘッド移動速度を目標速度に追従するように速度制御し、目標トラックに近づいた時点でファイン制御に切替える。
即ち、目標速度に追従した速度制御中にトラック残数が所定値に達すると、ヘッド位置が目標トラックに対するファイン切替スライスの範囲に入っていることを条件にファイン制御に切り替える。このときヘッドが目標トラックに対し設定した所定のファイン切替スライスの範囲を外れている場合にはシークエラー（以下「コアスシークエラー」という）と判定し、開始トラックにヘッドを戻して再度シーク制御するシークリトライとなる。
ファイン制御は磁気ディスクのサーボ情報から復調されたヘッド位置信号を目標トラックセンタに引き込んでフォローイング制御に移行させるための整定制御（セトリング制御）である。
ファイン制御については、所定のセトリング時間とファイン完了スライスが設定されており、セトリング時間経過時にヘッド位置がファイン完了スライスの範囲内に入っていれば、シーク完了と判断してフォローイング制御に移行し、オントラックフラグをセットしてコマンドに基づくリード動作又はライト動作を実行可能とする。
セトリング時間経過時にヘッド位置がファイン完了スライスの範囲内に入らない場合は、セトリング時間のタイムアウトによるシークエラー（以下「ファインシークエラー」という）となり、コアス制御時のコアスシークエラーの場合と同様、開始トラックにヘッドを戻して再度シーク制御するシークリトライとなる。
しかしながら、磁気ディクス装置の使用環境にあっては、例えばサーバやストレージシステム等のラックに収納されるため、ファンや他の磁気ディスク装置の振動の影響を受ける。この振動はロータリアクチュエータを物理的に振動させ、その振動はヘッド位置信号に外乱として現れる。
磁気ディスク装置に加わる振動には、並進振動とねじれ振動がある。並進振動は装置全体を一方向に移動させる振動であり、ロータリアクチュエータも一体に振動することからヘッド位置決めには影響しない。これに対しねじれ振動は、ある位置を中心に装置全体を回転方向に移動させる振動であり、ピボッド軸により回転自在に支持されたロータリアクチュエータを回転方向に移動させる振動となり、ヘッド位置決め誤差を起こす外乱となり、これを回転外乱振動という。
このような回転外乱振動による位置決め精度の悪化を解消するため、従来の磁気ディスク装置にあっては、外乱振動を検出する加速度センサを設け、加速度センサの出力に比例したサーボ補償信号をシーク制御サーボ系に加算して相殺させるフィードフォワード制御を行うことで、外部からの不測の回転外乱振動が印加された場合にも、外部振動要因で生じるヘッド位置決め誤差を減少するようにしている（特許文献１）。
このような外乱振動は、ヘッドを目標トラックに移動して位置決めするシーク制御に対しても外乱として加わり、シーク制御の位置決め精度を悪化させる。そこでシーク制御系についても、加速度センサで検出したサーボ補償信号を加算し、外乱振動を相殺させることでシーク制御の位置決め誤差を減少させている。

特開昭６３−２１３１７６号公報 特許第３７８７４９１号公報 特開２００３−３４６４４１号公報 特開２００６−１７９１８５号公報
しかしながら、加速度センサを用いた従来の回転外乱補償制御にあっては、加速度センサから出力される信号には、回転外乱振動以外の要因によるノイズ成分が含まれる場合があり、シーク制御系に加える回転外乱振動の補償信号に含まれるノイズ成分の影響により、シーク制御の位置決め精度を悪化させてしまう問題がある。
即ち、回転外乱補償制御に使用する加速度センサは、磁気ディスク装置のディスク面内（Ｘ−Ｙ平面）における回転外乱振動を検出することを予定しているが、実際には、加速度センサの出力には、電源リップルノイズや、ディスク面に直交する方向（Ｚ方向）の並振による回転外乱振動以外の外乱成分が含まれ、不適切なセンサ信号をシーク制御系にフィードフォワードしてしまう結果となり、制御精度を悪化させてしまう問題がある。
また加速度センサに外乱振動やノイズが印加されてない正常時であっても、加速度センサ自身のＳＮ比の影響により、センサ信号にノイズ成分が含まれており、このようなセンサ信号がシーク制御系にフィードフォワードされることで、制御精度を悪化させてしまう問題もある。
本発明は、加速度センサからの信号に並進外乱振動成分、電源リップル等の外来ノイズ、センサ自身のＳＮ比によるノイズが含まれていても、シーク制御における制御精度の悪化を確実に防止する記憶装置、制御方法及び記憶制御回路を提供することを目的とする。
（装置）
本発明は記憶装置を提供する。本発明の記憶装置は、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号をシーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御部によるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてシーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする。
補償制御切替部は、更に、シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる。
補償制制御切替部は、回転外乱補償制御部を有効化する場合はシーク制御部に加える補償信号をオンとし、回転外乱補償制御部を無効化する場合はシーク制御部に加える補償信号をオフとする。
補償制御切替部は、回転外乱補償制御部を有効化する場合はシーク制御部に加える補償信号に所定のゲインを乗じて調整し、回転外乱補償制御部を無効化する場合はシーク制御部に加える補償信号をオフとする。
回転外乱補償制御部は、一対の加速度センサからの加速度検出信号の差信号を回転外乱振動検出信号として検出する。
本発明の他の形態にあっては、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号をシーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする。
（記憶装置の制御方法）
本発明は記憶装置の制御方法を提供する。本発明による記憶装置の制御方法は、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御ステップと、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号をシーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御ステップによるコアス制御終了時に目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてシーク制御ステップに再シークさせる補償制御切替ステップと、
を備えたことを特徴とする。
補償制御切替ステップは、更に、シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる。
本発明による記憶装置の制御方法の他の形態にあっては、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックにシーク制御するシーク制御ステップと、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる補償制御切替ステップと、
を備えたことを特徴とする。
（記憶制御回路）
本発明は記憶制御回路を提供する。本発明の記憶制御回路は、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号をシーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御部によるコアス制御終了時に目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてシーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする。
補償制御切替部は、更に、シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる。
本発明による記憶制御回路の別の形態にあっては、
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号をシーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、回転外乱振動補償部をオンして補償信号をシーク制御系に加えたコアス制御中に、加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号に、意図しない並進外乱振動成分、電源リップルノイズなどの外来ノイズ、更にはセンサ自身のＳＮ比に起因したノイズが含まれていた場合、このような意図しないノイズを補償信号としてコアス制御中のシーク制御系にフィードフォワードし、ファイン切替スライスに到達できないコアスシークエラーを引き起こしても、回転外乱補償制御部をオフして再度シークするリトライシークを行うことで、回転外乱振動検出信号に含まれる意図しないノイズに起因したシークエラーの発生を防止し、１回のシークリトライでシークエラーを解消してファイン制御に確実に切替えることができ、シーク制御の位置決め精度を高め、シーク時間を短縮することができる。
また、逆に、回転外乱補償制御部をオフしたコアス制御でコアスシークエラーとなった場合には、回転外乱補償制御部をオンした後にシークリトライすることで、意図している回転外乱振動成分を補償信号により相殺したコアス制御が行われ、１回のシークリトライでシークエラーを解消してファイン制御に確実に切替えることができ、シーク制御の位置決め精度を高めてシーク時間を短縮することができる。
更に、ファイン制御に切替えた後に、所定のセトリング時間の途中でファイン完了スライスに到達できないファインシークエラーが発生した場合には、回転外乱補償制御部がオンであればオフに切替えてファイン制御を継続し、逆に回転外乱補償制御部がオフであればオンに切替えてファイン制御を継続し、ファイン制御中にエラーの原因となっている回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えることで、セトリング条件をクリアし、ファインシークエラーとならずにフォローイング制御に確実に移行してシーク時間を短縮することができる。
図１は本発明が適用される磁気ディスク装置の実施形態を示したブロック図である。図１において、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）として知られた磁気ディスク装置１０は、ディスクエンクロージャ１２と制御ボード１４で構成される。
ディスクエンクロージャ１２にはスピンドルモータ１６が設けられ、スピンドルモータ１６の回転軸に磁気ディスク（記憶媒体）２２−１，２２−２を装着し、一定回転数、例えば４２００ｒｐｍで回転させる。
またディスクエンクロージャ１２にはボイスコイルモータ１８が設けられ、ボイスコイルモータ１８はロータリアクチュエータ２０を駆動し、アーム先端に支持したヘッド２４−１〜２４−４の磁気ディスク２２−１，２２−２の記録面に対するヘッドの位置決めを行う。
ヘッド２４−１〜２４−４は記録素子と読出素子が一体化された複合型のヘッドである。記録素子には面内磁気記録型の記録素子または垂直磁気記録型の記録素子が使用される。垂直磁気記録型の記録素子の場合、磁気ディスク２２−１，２２−２には、例えば記録層と軟磁性裏打ち層を備えた垂直記憶媒体を使用する。読出素子にはＧＭＲ素子やＴＭＲ素子を使用する。
ヘッド２４−１〜２４−４はヘッドＩＣ２６に対し信号線接続されており、ヘッドＩＣ２６は上位装置となるホストからのライトコマンドまたはリードコマンドに基づくヘッドセレクト信号で１つのヘッドを選択して書込みまたは読出しを行う。またヘッドＩＣ２６には、ライト系についてはライトドライバが設けられ、リード系についてはプリアンプが設けられている。
制御ボード１４にはＭＰＵ２８が設けられ、ＭＰＵ２８のバス３０に対し、ＲＡＭを用いた制御プログラム（ファームウェアプログラム）及び制御データを格納するメモリ３１、フラッシュメモリ等を用いた制御プログラム（ファームウェアプログラム）を格納する不揮発メモリ３２が設けられている。
またＭＰＵ２８のバス３０には、ホストインタフェース制御部３４、バッファメモリ３８を制御するバッファメモリ制御部３６、フォーマッタとして機能するハードディスクコントローラ４０、ライト変調部及びリード復調部として機能するリードチャネル４２、ボイスコイルモータ１８及びスピンドルモータ１６を制御するモータ駆動制御部４４が設けられている。
またＭＰＵ２８には制御プログラム（ファームウェアプログラム）の実行により実現される機能として、シーク制御部５０が設けられる。シーク制御部５０にはコアス制御部５２とファイン制御部５４が設けられている。
なお、制御ボード１４の実装面積に応じて、記憶制御回路である、ＭＰＵ２８、ホストインタフェース制御部３４、バッファメモリ制御部３６、ハードディスクコントローラ４０及びリードチャネル４２は、個々のＬＳＩ回路に構成することもできるし、例えばＭＰＵ２８、ハードディスクコントローラ４０及びリードチャネル４２のように複数を選択して１つのＬＳＩ回路として構成することもできる。
ＭＰＵ２８はホストからのコマンドに基づき書込処理及び読出処理を行う。ここで、磁気ディスク装置１０における通常の動作を説明すると次のようになる。
ホストからのライトコマンドとライトデータをホストインタフェース制御部３４で受けると、ライトコマンドをＭＰＵ２８で解読し、受信したライトデータを必要に応じてバッファメモリ３８に格納した後、ハードディスクコントローラ４０で所定のデータ形式に変換すると共にＥＣＣ符号化処理によりＥＣＣ符号を付加し、リードチャネル４２におけるライト変調系でスクランブル、ＲＬＬ符号変換、更に書込補償を行った後、ライトアンプからヘッドＩＣ２６を介して選択した例えばヘッド２４−１の記録素子から磁気ディスク２２−１に書き込む。
このライトデータを磁気ディスク２２−１に書込む際には、ＭＰＵ２８からモータ駆動制御部４４にヘッド位置決め信号が与えられており、ボイスコイルモータ１８によるロータリアクチュエータ２０の駆動でヘッドをコマンドで指示された目標トラックにシーク制御した後にトラックセンタに位置決めするフォローイング制御を行っている。
具体的には、磁気ディスク２２−１の円周方向には一定角度間隔でサーボ情報が記録されており、ヘッド２４−１で読取ったサーボ情報をリードチャネル４２に設けた信号処理部４６で復調した後、ハードディスクコントローラ４０に設けた位置検出部４８でヘッド位置を検出し、ＭＰＵ２８からモータ駆動制御部４４にヘッド位置決め信号が与えられ、ＶＣＭドライバ５５によるボイスコイルモータ１８の駆動でロータリアクチュエータ２０を駆動してヘッドをコマンドで指示された目標トラックにシーク制御した後にオントラックしてフォローイング従制御を行っている。なお、位置検出部４８はＭＰＵ２８の機能として実現しても良い。
更に詳細には、ＭＰＵ２８に設けたシーク制御部５０において、コアス制御部５２がボイスコイルモータ１８によるロータリアクチュエータ２０の駆動により、ライトコマンドで指定された目標トラックの近傍の位置にヘッドを移動する。
コアス制御部５２は、現在トラックから目標トラックまでのトラック残数に応じた増速、定速、及び減速となる目標速度パターンを発生し、ヘッド移動速度を目標速度に追従するように速度制御し、目標トラックに近づいた時点でファイン制御部５４のファイン制御に切替える。速度制御となるコアス制御は制御系の中に積分要素を持たない制御である。
コアス制御部５２からファイン制御部５４への切替えは、目標速度に追従した速度制御中にトラック残数が所定値に達すると、ヘッド位置が目標トラックに対するファイン切替スライスの範囲に入っていることを条件にファイン制御部５４に切り換える。
このときヘッド位置がファイン切替スライスの範囲を外れている場合には、コアスシークエラーと判定し、開始トラックにヘッドを戻して再度シーク制御するシークリトライとなる。
ファイン制御部５４はコアス制御とフォローイング制御とをつなぐ整定制御（セトリング制御）を行い、ヘッド位置を目標トラックのセンタ位置に引き込む位置制御であり、制御系に積分要素を含んでいる。
ファイン制御部５４に切替えた後は、所定のセトリング時間Ｔ１の経過時に、目標トラックに対し所定のファイン完了スライス範囲に入っていれば、ヘッド位置を目標トラックセンタに追従させるフォローイング制御に移行し、オントラックフラグをセットして磁気ディスクの書込み又は読出しを可能とする。
一方、ホストからのリードコマンドをホストインタフェース制御部３４で受けると、リードコマンドをＭＰＵ２８で解読し、ヘッドＩＣ２６のヘッドセレクトで選択されたヘッドの読出素子により読み出された読出信号をプリアンプで増幅した後に、リードチャネル４２のリード復調系に入力し、パーシャルレスポンス最尤検出（ＰＲＭＬ）などによりリードデータを復調し、ハードディスクコントローラ４０でＥＣＣ復号処理を行ってエラーを訂正した後、バッファメモリ３８にバッファリングし、ホストインタフェース制御部３４からリードデータをホストに転送する。
更に、本実施形態の磁気ディスク装置１０における制御ボード１４には、装置に加わる回転外乱振動によるシーク制御時のヘッド位置誤差を補償するため、一対の加速度センサ５６−１，５６−２、回転外乱振動検出部５８、及びＭＰＵ２８のプログラムの実行により実現される機能である回転外乱補償制御部６０及び補償制御切替部６２を設けている。
回転外乱補償制御部６０は、加速度センサ５６−１，５６−２及び回転外乱振動検出部５８で検出した磁気ディスク装置１０に加わる回転外乱振動成分を相殺するように、シーク制御部５０に補償信号を加えてフィードフォワード制御を行う。
補償制御切替部６２は、磁気ディスク装置１０の電源投入に伴う起動時に、回転外乱補償制御部６０を有効化又は無効化のいずれか一方に初期設定しており、シーク制御部５０に設けたコアス制御部５２によるコアス制御終了時に目標トラックに対する所定のファイン切替スライス範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、回転外乱補償制御部６０の有効化又は無効化の設定状態を、逆の設定状態に切替えてシーク制御部５０に再度シークさせる。
更に、補償制御切替部６２は、シーク制御部５０に設けたファイン制御部６０によるファイン制御中に、例えばセトリング時間Ｔ１の半分に設定した所定時間Ｔ２を経過しても、ヘッドが目標トラックに対する所定のファイン完了スライス差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、そのときの回転外乱補償制御部６０の有効化又は無効化の設定状態を、逆の設定状態に切替えてファイン制御を継続させる。
ここで回転外乱補償制御部６０の有効化とは、回転外乱補償制御部５４で生成された補償信号をシーク制御部５０に加えてフィードフォワード制御することを意味する。これに対し回転外乱補償制御部６０の無効化とは、回転外乱補償制御部６０で生成した補償信号をシーク制御部５０に加えずにフィードフォワード制御を行わないことを意味する。
具体的には、回転外乱補償制御部６０からシーク制御部５０に補償信号を加える経路に設けているスイッチを、有効化の際にはオンし、無効化の際にはオフする。
またスイッチのオン、オフ切替えによらず、回転外乱補償制御部６０からシーク制御部５０に供給する補償信号のゲインを調整しても良い。回転外乱補償制御部６０を有効化する場合にはゲイン＝１とし、補償信号をそのままシーク制御部５０に加える。これはシーク制御部５０に補償信号を加えるスイッチをオンしたことに相当する。
回転外乱補償制御部６０を無効化する場合にはゲイン＝０とし、シーク制御部５０に加える補償信号をゼロとする。これはシーク制御部５０に補償信号を加えるスイッチをオフしたことに相当する。
更に、回転外乱補償制御部６０を有効化する際のゲイン設定は、ゲイン＝１とする以外に、必要に応じてゲインを、０を超え１未満の範囲、あるいは１を超えそれ以上の範囲で調整しても良い。このため回転外乱補償制御部６０の有効化とは、補償信号に所定のゲインを乗ずることも意味する。
図２は本実施形態の内部構造と制御ボードに対する加速度センサの配置を示した説明図である。図２において、本実施形態の磁気ディスク装置は、ベース６４上にスピンドルモータ１６により一定速度で回転する磁気ディスク２２−１，２２−２（図示せず）を配置している。
磁気ディスク２２−１，２２−２に対しては、ピボット軸により回転自在に支持されたロータリアクチュエータ２０が配置され、その先端にヘッドを支持している。ロータリアクチュエータ２０のヘッド装着側の反対側にはボイスコイルモータ１８が配置されている。ボイスコイルモータ１８は、ロータリアクチュエータ２０側に装着されたコイルと、ベース６４側に固定された永久磁石を装着して上下に配置したヨークで構成している。
ベース６４の裏側には制御ボード（回路基板）１４が配置され、下側に分解して示すように、制御ボード１４上には一対の加速度センサ５６−１，５６−２が、例えば最も設置距離が確保できる対角線方向となるコーナー部に配置されている。加速度センサ５６−１，５６−２は、検出素子として圧電素子、例えばピエゾ抵抗素子を使用しており、センサに加わる加速度の方向に応じた極性で、加速度の大きさに応じたレベルの加速度検出信号を出力する。
図３は本実施形態に加わる回転外乱振動と並進外乱振動を示した説明図である。図３において、磁気ディスク装置１０には、図２に示したように制御ボードの対角線方向のコーナー部に一対の加速度センサ５６−１，５６−２を設置している。ここで磁気ディスク装置１０の磁気ディスク媒体面に沿った平面にＸ軸とＹ軸を設定してＸＹ平面とし、このＸＹ平面に直交する高さ方向をＺ軸としている。
このような３次元座標を想定した磁気ディスク装置１０につき、加速度センサ５６−１，５６−２で検出出力を生ずる外乱振動としては、ＸＹ平面に加わる回転外乱振動６６と、Ｚ軸方向に加わる並進外乱振動６８がある。
本実施形態にあっては、加速度センサ５６−１，５６−２によって回転外乱振動６６を検出してシーク制御の位置誤差を補償するものであるが、この回転外乱振動６６以外に、Ｚ軸方向の並進外乱振動６８による加速度成分も加速度センサ５６−１，５６−２から出力される。
並進外乱振動６８による加速度センサ５６−１，５６−２の出力は、本来補償しようとする回転外乱振動６６とは無関係のため、これを補償信号としてシーク制御部５０に加えると、かえって位置誤差を大きくしてシークエラーとなってしまう。
これ以外に加速度センサ５６−１，５６−２から出力される加速度検出信号に含まれる位置誤差を大きくする成分としては、電源リップルノイズなどの外来ノイズや、加速度センサ５６−１，５６−２のセンサ自身のＳＮ比に起因したノイズがある。
図４は本実施形態における正常時の加速度センサ５６−１と加速度センサ５６-２の差分信号から得られた加速度検出信号を示したタイムチャートである。正常時の加速度検出信号７０にあっては、基本的には加速度が生じていないことからフラットであるが、センサ自身のＳＮ比に起因した微小なノイズがランダムに含まれており、このノイズを持つ補償信号をシーク制御部５０に加えると、位置誤差を悪化させる要因となる。
図５は図３に示す磁気ディスク装置１０のＸＹ平面周りの回転外乱振動６６が加わった場合の加速度センサ５６−１の加速度検出信号７１を示したタイムチャートである。この回転外乱振動は本実施形態で検出対象とする加速度成分であり、回転外乱振動を含む加速度検出信号７１に基づいた補償信号をシーク制御部５０に加えてフィードフォワード制御することで、回転外乱振動を相殺してシーク制御における位置決め精度を高めることができる。
図６は電源リップルノイズが加わった場合の本実施形態における加速度センサ５６−１の加速度検出信号７２を示したタイムチャートである。電源リップルノイズを含む加速度検出信号７２に基づく補償信号をシーク制御部５０に加えると、回転外乱振動成分とはまったく関係のないノイズ成分であるため、回転外乱振動補償は行われずに、シーク位置決め精度を悪化させる。
図７は図３に示したＺ軸方向の並進外乱振動６８が加わった場合の本実施形態における加速度センサ５６−１と加速度センサ５６-２の差分信号から得られた加速度検出信号７３を示したタイムチャートである。Ｚ軸方向の外乱振動は本実施形態の加速度センサが検出しようとする図５の回転外乱振動とは別のものであり、補償対象とはならない信号であるが、加速度センサ５６−１，５６−２に組み込んでいる圧電素子の配置構造に起因して、並進外乱振動の加速度変動に応じた大きな変動を持つ加速度検出信号７３が出力され、これをそのままシーク制御部５０に加えてフィードフォワード制御すると、位置決め精度は大きく悪化することになる。
本実施形態にあっては、回転外乱補償制御部６０を有効化して補償信号をシーク制御部５０に加えた状態でシークエラーとなった場合は、このとき加速度検出信号は図４、図６、図７に示したセンサ自身のノイズ、電源リップルノイズなどの外来ノイズ、Ｚ軸方向の並進振動成分によりシークエラーになったものと判断し、回転外乱補償制御部６０を無効化してシークリトライ処理を実行する。
逆に、回転外乱補償制御部６０を無効化して補償信号をシーク制御部５０に加えない状態でシークエラーとなった場合は、このとき加速度検出信号は図５の回転外乱振動による加速度検出信号による補償制御が行われずにシークエラーになったものと判断し、回転外乱補償制御部６０を有効化してシークリトライ処理を実行する。
図８は本実施形態におけるシーク制御系と回転外乱補償制御系の機能構成を示したブロック図である。図８において、シーク制御系５０−１は、ヘッド２４、位置信号復調部７４、コアス制御部５２、ファイン制御部５４、加算部７６，７８、セレクタ８０、ＶＣＭドライバ５５及びＶＣＭ１８で構成される。ここで、コアス制御部５２、ファイン制御部５４、加算部７６，７８、セレクタ８０は、後述するコントローラ８８の機能を含めて図１のＭＰＵ２８に設けたシーク制御部５０の機能に含まれ、ＭＰＵ２８によるファームウェアプログラムの実行で実現される機能である。
位置信号復調部７４は、図１のリードチャネル４２に設けた信号処理部４６とハードディスクコントローラ４０に設けた位置検出部４８を合わせた機能であり、ヘッド２４の読取素子から得られたサーボ情報からヘッド位置信号を復調している。
シーク制御系５０−１に対応して図１のＭＰＵ２８によるファームウェアプログラムの実行で実現される機能であるコントローラ８８には、シーク処理部９０とシークリトライ処理部９２が設けられている。
シーク処理部９０は、ホストからのライトコマンドまたはリードコマンドで指定された目標トラックに対し、まずコアス制御部５２を動作して、ＶＣＭ１８によるロータリアクチュエータの速度制御によりヘッドを目標トラックの所定残りトラック数となる手前位置に移動する。
具体的には、コアス制御部５２は、現在のヘッドが位置するスタートトラック位置と目標トラック位置とのトラックディファランス（トラック残数）に基づいた加速、低速、減速となる速度制御のための目標速度プロフィールパターンを生成し、この目標速度プロフィールパターンに追従するようにＶＣＭ１８を駆動して、ヘッドを目標トラックに向けて速度制御する。
このコアス制御部５２の際、シーク処理部９０はセレクタ８０を加算部７６側に切り替え、コアス制御部５２より出力された制御信号をＶＣＭドライバ５２に出力して、ボイスコイルモータ１８を駆動している。
コアス制御部５２による制御中に、シーク処理部９０は、位置信号復調部７４から出力されるヘッド位置信号を取り込んで、目標トラックに対する残りトラック数を監視しており、規定残りトラック数に達したとき、目標トラックに対し予め設定しているファイン切替スライス範囲にヘッド位置が収まっていればコアス制御正常終了と判断し、ファイン制御部５４の制御に切り替える。
具体的には、ファイン制御部５４を動作すると同時に、セレクタ８０を加算部７８側に切り替える。ファイン制御部５４は目標トラックのセンタ位置を目標値として、位置信号復調部７４に出力されたヘッド位置信号を、位置誤差をゼロとするように制御する位置制御（整定制御）を行い、フォローイング制御に移行させる。
ファイン制御部５４によるファイン制御時間については、所定のセトリング時間Ｔ１が設定されており、セトリング時間Ｔ１が経過した時点で、目標トラックに対し予め定めた所定のファイン完了スライス範囲にヘッド位置が入っているか否か判断し、入っていればファイン制御正常終了として、ヘッドを目標トラックのセンターに追従させるフォローイング制御に移行し、オントラックフラグをセットすることで、目標トラックに対するデータの書込みまたは読出しを可能とする。
シークリトライ処理部９２は、コアス制御部５２によるコアス制御でコアスシークエラーとなった場合、あるいはファイン制御部５４によるファイン制御でファインシークエラーとなった際に、シーク処理部９０を再度動作してシークリトライ動作を行わせる。
シークリトライ処理部９２によるリトライ回数は予め設定されており、所定回数シークリトライ処理を実行してもシークエラーとなる場合には、シーク制御部５０の異常と判断して異常終了とする。
コアス制御部５２の制御におけるコアスシークエラーは、目標トラックに対し所定の残トラック数に達したときに、ヘッド位置が所定のファイン切替スライス範囲を外れている場合である。またファイン制御部５４におけるファインシークエラーは、所定のセトリング時間Ｔ１を経過した時点で、ヘッド位置が所定のファイン完了スライス範囲を外れている場合である。
このようなシーク制御系５０−１に加え、本実施形態にあっては更に、回転外乱補償制御系６０−１を設けている。回転外乱補償制御刑６０−１は、一対の加速度センサ５６−１，５６−２、図１の回転外乱振動検出部５８に設けられている差動増幅器８２、ＡＤ変換器８４、ゲイン設定器８５及びスイッチ８６で構成される。ここで、ＡＤ変換器８４、ゲイン設定器８５及びスイッチ８６は図１のＭＰＵ２８に設けた回転外乱補償制御部６０に含まれる機能であり、ＭＰＵ２８によるファームウェアプログラムの実行で実現される機能である。
差動増幅器８２は、加速度センサ５６−１からの加速度検出信号Ｅ１と、加速度センサ５６−２からの加速度検出信号Ｅ２の差動信号Ｅ３を増幅出力する。一対の加速度センサ５６−１，５６−２の出力の差動信号Ｅ３を取る理由は並進振動成分を抑圧するためである。
図３に示した回転外乱振動６６については、対角方向に配置している加速度センサ５６−１，５６−２には、例えばＺ軸からの距離が等しいとすると、大きさが同じで方向が逆となる加速度が接線方向に加わる。
このため、加速度センサ５６−１からの加速度検出信号Ｅ１の極性がプラスであるとすると、加速度センサ５６−２からの加速度検出信号Ｅ２の極性は逆極性のマイナスとなり、これを差動増幅器８２で差動増幅することで、回転外乱振動については（Ｅ１＋Ｅ２）となり、加算増幅した加速度検出信号Ｅ３を得ることができる。
これに対し、図３に示したＺ軸方向の並進外乱振動６８については、加速度センサ５６−１，５６−２に対し同じ大きさで同じ方向の加速度が加わるため、差動増幅器８２の加速度検出信号Ｅ１から加速度検出信号Ｅ２を減算することで、もし加速度センサ５６−１，５６−２の検出信号レベルが同じであれば、並進振動成分については相殺してゼロとすることができる。
しかしながら、実際には、並進外乱振動６８が生じた場合、加速度センサ５６−１，５６−２に加わる加速度が同じということはあり得ず、両者の差に応じた並進外乱振動成分に基づく加速度検出信号Ｅ３が差動増幅器８２から出力されることになる。
ＡＤ変換器８４は、差動増幅器８２から出力された加速度検出信号Ｅ３を、磁気ディスクに記録しているサーボ情報のサンプリングタイミングに同期して取り込み、ゲイン設定器８５で所定のゲインを乗じて補償信号Ｅ４とした後に、シーク制御部５０に出力し、補償信号Ｅ４によって回転外乱振動成分を相殺するためのフィードフォワード制御を行うようにしている。
このようなシーク制御系５０−１及び回転外乱補償制御系６０−１に加え、本実施形態にあっては更に、コントローラ８８の機能として補償制御切替部６２とスイッチ８６を設けている。補償制御切替部６２は、磁気ディスク装置を起動した際に、例えばスイッチ８６をオフとし、回転外乱補償制御系６０−１を無効化状態に初期設定している。
このような回転外乱補償制御系６０−１の無効化状態で、ホストからのライトコマンドまたはリードコマンドによりシーク制御系５０−１が動作し、最初のコアス制御部５２によるコアス制御でコアスシークエラーがもし発生したならば、補償制御切替部６２はスイッチ８６をそれまでのオフからオンに切り替えて有効化した後に、シークリトライ処理部９２によりシーク制御系５０−１のリトライ処理を実行させる。
また、コアス制御部５２のコアス制御の際に、スイッチ８６がオンして回転外乱補償制御系６０−１が有効化の設定状態にあり、この状態でコアスシークエラーが発生した場合には、補償制御切替系６４−１のスイッチ８６をそれまでのオンからオフに切り替えて無効化した後、シークリトライ処理部９２によるリトライ処理を実行させる。
また、コアス制御部５２のコアス制御に成功してファイン制御部５４の制御に移行し、その途中でファインシークエラーとなった場合、このときスイッチ８６がオフとなって回転外乱補償制御系６０−１が無効化の設定状態にあったときには、補償制御切替部６２はスイッチ８６をオンして回転外乱補償制御部６０を有効化の状態に切り替えた後、ファイン制御を継続させる。
逆に、スイッチ８６をオンした回転外乱補償制御系６０−１の有効化の設定状態でファイン制御部５４によるファイン制御の途中でファインシークエラーとなった場合、補償制御切替部６２はスイッチ８６がオフに切り替えて回転外乱補償制御系６０−１を無効化の設定状態に設定した後、ファイン制御を継続させる。
図９は本実施形態における正常時のシーク制御を示したタイムチャートであり、図９（Ａ）がシーク制御に伴うヘッド軌道９６を示し、図９（Ｂ）がシーク制御におけるコアス制御１０４とファイン制御１０６を示し、更に図９（Ｃ）がシーク制御１０２とその後のフォローイング制御１０８を示している。なお、図９におけるトラック位置は、複数の磁気ディスクを想定した場合はシリンダ位置となり、同じ意味である。
図９において、まず時刻ｔ１で、ライトコマンドまたはリードコマンドに基づく目標トラック９８に向けてヘッド現在位置を示すスタートトラック９４からコアス制御部５２によるコアス制御１０４を行う。コアス制御１０４は目標トラック９８に対するトラックディファランスに基づく速度プロフィールパターンを目標値とした速度制御である。
コアス制御１０４が行われることで、ヘッド軌道９６に示すように、ヘッドはスタートトラック９４から目標トラック９８に向けて移動し、目標トラック９８に対する所定残りトラック数に達した時刻ｔ２で所定のファイン切替スライス１００の範囲内に入っていれば、コアス制御１０４は正常終了と判断し、ファイン制御部５４によるファイン制御１０６に切り替える。
ファイン制御１０６については、時刻ｔ２から所定のセトリング時間Ｔ１が設定されており、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３で目標トラック９８に対する所定のファイン完了スライス１０１の範囲内にヘッド位置が収まっていれば、シーク正常終了と判断し、オントラックフラグを立ち上げてフォローイング制御１０８に移行してントラックフラグを立ち上げる。
図１０は、図８の回転外乱補償制御系６０−１のスイッチ８６をオフした無効化状態でのコアス制御からファイン制御への移行時にコアスシークエラーとなるシーク制御を示したタイムチャートである。
図１０（Ａ）のヘッド軌道９８−１にあっては、図１０（Ｂ）のコアス制御１０４の終了時刻ｔ２でヘッド位置１１０がファイン切替スライス１００を超えており、このためコアスシークエラーとなる。
図１１は、図１０と同様、スイッチ８６をオフとして回転外乱補償制御系６０−１を無効化に設定した状態で、ファイン制御からフォローイング制御への移行時にファインシークエラーとなるシーク制御を示したタイムチャートである。
図１１にあっては、図１１（Ａ）のように、ヘッド軌道９６−２はコアス制御が終了する時刻ｔ２ではファイン切替スライス１００の範囲内に収まっており、正常にファイン制御１０６に切り替えることができるが、ファイン制御中１０６に何らかの原因により目標トラック９８を外れる方向にヘッド位置が変動し、ファイン制御１０６を終了するセトリング時間Ｔ１経過後の時刻ｔ３でヘッド位置１１２となって、ファイン完了スライス１０１を大きく外れて、セトリング時間のタイムアウトエラーとなるファインシークエラーを生じている。
図１２は回転外乱補償制御をオンした状態でコアス制御からファイン制御への移行時にコアスシークエラーとなった場合を示したタイムチャートである。図１２（Ａ）はヘッド軌道９６−３を示し、図１２（Ｂ）はコアス制御１０４とファイン制御１０６を示し、図１２（Ｃ）はシーク制御１０２とフォローイング制御１０８を示し、更に図１２（Ｄ）はシーク制御１０２において回転外乱補償制御系６０−１による補償制御オン１１６であることを示している。
このように、回転外乱補償制御系６０−１による補償制御をオンとした状態で目標トラック９８に向けてスタートトラック９４からコアス制御１０４を開始しているが、回転外乱補償制御系６０−１からの補償信号Ｅ４に、例えば図４に示したセンサ自身のＳＮ比によるノイズ、図６に示したような電源リップルノイズ、あるいは図７に示したようなＺ軸方向の並進外乱振動成分が含まれていると、補償対象とする回転外乱振動とは無関係なノイズ信号として補償信号がコアス制御部５２の加算部７６に加えられることなる。
このため、スタートトラック９４から目標トラック９８に対するトラックディファランスが所定値となった時刻ｔ２で、ヘッド位置１１４はファイン切替スライス１００から外れた位置となり、このためコアスシークエラーとなる。
このようなコアスシークエラーが発生した場合、本実施形態にあっては、図８の補償制御切替部６４で、図１２における回転外乱補償制御系６０−１の補償制御をオンした状態から逆の補償制御をオフした状態に切り替えて、シークリトライ処理を実行する。
図１３は図１２のコアスシークエラー後に回転外乱補償制御をオフして行ったリトライシーク制御を示したタイムチャートである。図１３のリトライシーク制御にあっては、図１３（Ｄ）のように、補償制御オフ１１８に切り替えられてコアス制御１０４が行われ、このため回転外乱補償制御系６０−１から出力される補償信号Ｅ４に含まれている回転外乱振動成分以外のノイズ成分がコアス制御部５２による制御信号に加えられることがなくなる。
このため、ヘッド軌道９６−４に示すように、コアス制御の終了時刻ｔ２でヘッド位置はファイン切替スライス１００の範囲内に入り、正常にファイン制御１０６に切り替えられ、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３でファイン完了スライス１０１の範囲内にヘッド位置が収まり、シーク制御を正常終了してフォローイング制御１０８に移行することができる。
図１４は回転外乱補償制御をオフした状態でコアス制御からファイン制御への移行時にコアスシークエラーとなった場合を示したタイムチャートである。図１４において、図１４（Ｄ）に示すように、この場合にはシーク制御に先立って回転外乱補償制御系６０−１は補償制御オフ１１８となっている。
この状態でコアス制御１０４を行った場合、図５の回転外乱振動時の加速度検出信号７１に示すような回転外乱振動が加わっていたとすると、ヘッド軌道９６−５は回転外乱振動により大きく変動しながら目標トラック９８に向かうことになり、コアス制御の終了時刻ｔ２でヘッド位置１２０となり、ファイン切替スライス１００を超えていることでコアスシークエラーとなってしまう。
このようにコアスシークエラーとなった場合には、リトライシークを行う前に回転外乱補償制御系６０−１のスイッチ８６をそれまでのオフからオンに切り替え、回転外乱補償制御系６０−１を有効化する。
図１５は図１４（Ａ）のシークエラー後に回転外乱補償制御系６０−１をオンして行ったリトライシーク制御を示したタイムチャートである。図１５にあっては、図１５（Ｄ）に示すように、コアスシークエラーに対し補償制御オン１１６に切り替えており、このためコアス制御１０４の際には、回転外乱補償制御系６０−１から回転外乱振動成分に基づく加速度検出信号となる補償信号Ｅ４がコアス制御部５２の加算部７６に加えられ、コアス制御１０４における回転外乱成分を相殺するようにフィードフォワード制御が行われる。
このため、図１４（Ａ）のヘッド軌道９６−５に対し、補償制御オン１１６により図１５（Ａ）のヘッド軌道９６−６の位置変動は抑えられ、コアス制御の終了時刻ｔ２でヘッド位置はファイン切替スライス１００の範囲内に入り、正常にファイン制御１０６０に切り替えることができる。ファイン制御１０６におけるセトリング時間Ｔ１経過後の時刻ｔ３についても、ヘッド位置はファイン完了スライス１０１の範囲内に収まることで、フォローイング制御１０８に正常に移行することができる。
図１６は回転外乱振動以外のノイズ外乱が加わった状態で回転外乱補償制御をオンしてファイン制御からフォローイング制御へ移行する時にファインシークエラーとなる場合を示したタイムチャートである。
図１６にあっては、図１６（Ｄ）に示すように、シーク制御１０２の際には補償制御オン１１６となっており、補償制御オン１１６の状態で、コアス制御１０４により、ヘッド軌道９６−７に示すようにヘッド位置が目標トラック９８に向かい、補償制御オン１１６により回転外乱振動以外の電源リップルや並進外乱振動等のノイズ外乱に起因した補償信号がフィードフォワード制御されることでヘッド位置が変動しているが、時刻ｔ２でヘッド位置はファイン切替スライス１００の範囲に収まっていることで、ファイン制御１０６に切り替えられている。
しかしながら、回転外乱振動以外のノイズ外乱による不要な補償が行われることで、ファイン制御中１０６においてもヘッド位置は大きくヘッド軌道９６−８に示すように変動しており、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３でヘッド位置はファイン完了スライス１０１を大きく外れてファインシークエラーとなってしまう。
このような図１６の場合につき、本実施形態にあっては、図１７に示すように時刻ｔ２でファイン制御１０６に入ってから所定時間Ｔ２を経過した時刻ｔ２３で、ヘッド軌道９６−１０に示すようにヘッド位置がファイン完了スライス１０１の範囲内にあるか否か判別し、この場合にはファイン完了スライス１０１をヘッド位置が外れていることから、時刻ｔ２３で補償制御オフ１１８に切り替え、ファイン制御部５４の制御信号に対する回転外乱補償制御系６０−１から不要な補償信号が加わらないようにする。
これによって、不要な外乱補償信号による位置変動が抑制され、ヘッド軌道９６−１１に示すように、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３でヘッド位置はファイン完了スライス１０１の範囲内に収まり、正常にフォローイング制御１０８に移行することができる。
図１８は回転外乱振動が加わった状態で回転外乱補償制御をオフしてイン制御からフォローイング制御へ移行した時にファインシークエラーとなった場合を示したタイムチャートである。図１８にあっては、図１８（Ｄ）に示すように、補償制御オフ１１８の状態でコアス制御１０４を行い、時刻ｔ２でヘッド位置１２６はファイン切替スライス１００の範囲内に入っていることでファイン制御１０６に切り替わっているが、ファイン制御１０６の制御中におけるヘッド軌道９６−１３の位置変動により、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３でヘッド位置１２８となり、ファイン完了スライス１０１を超えることでファインシークエラーとなっている。
このようなファイン制御１０６におけるファインシークエラーに対し、本実施形態にあっては、図１９に示すように、ファイン制御１０６となるセトリング時間Ｔ１の前半に、例えばその半分の時間となる所定時間Ｔ２を設定し、ファイン制御１０６の開始からＴ２を経過した時点でヘッド位置がファイン完了スライス１０１に入っているか否か判断する。
図１９（Ａ）のファイン制御１０６におけるヘッド軌道９６−１５にあっては、時刻ｔ２からのファイン制御１０６における所定時間Ｔ２を経過した時刻ｔ２３でヘッド位置はファイン完了スライス１０１を外れているため、この場合には図１９（Ｄ）に示すように、それまでの補償制御オフ１１８から逆の補償制御オン１１６に切り替える。
このため、補償制御オン１１６により回転外乱振動の補償信号が加わることにより、ファイン制御１０６の前半においてシークエラーとなっていたものが、補償制御オン１１６によりヘッド起動９６−１６のように回転外乱振動による位置誤差が解消され、セトリング時間Ｔ１を経過した時刻ｔ３でヘッド位置はファイン完了スライス１０１の範囲内に収まり、シーク制御を正常に完了して、フォローイング制御１０８に移行することができる。
図２０及び図２１は回転外乱補償制御のオンオフ切替えを含む本実施形態によるシーク制御部５０を示したフローチャートである。
図２０において、磁気ディスク装置１０の電源が投入されると、ステップＳ１で起動処理を行う。この起動処理は、自己診断及び初期化処理を行った後、ブートコードの実行により例えば磁気ディスク媒体からファームウェアプログラムをメモリ３１にロードし、ＭＰＵ２８により実行することになる。
起動処理が済むと、ステップＳ２で回転外乱補償制御系６０−１による補償制御に対し、図８のスイッチ８６をオフとした無効化状態を設定する。続いてステップＳ３でホストからのコマンド受領の有無をチェックしており、コマンドを受領すると、ステップＳ４に進み、コマンドで指定された目標トラックを設定してシーク制御を開始する。
このシーク制御は、ステップＳ５でまずコアス制御を実行する。コアス制御中にステップＳ６で目標トラックまでの残りトラック数が所定値に到達してコアス終了を判別すると、ステップＳ７に進み、ヘッド位置がファイン切替スライスレベル内か否かチェックする。
ファイン切替スライスレベルを外れていた場合には、ステップＳ８でコアスシークエラーを判定し、ステップＳ９で回転外乱補償制御系６０−１の設定状態をリバース設定（逆設定）に切り替える。例えばステップＳ２でオフ設定であったならば、ステップＳ９にあってはリバース設定としてオン設定に切り替える。
続いてステップＳ１０で回転外乱補償制御系６０−１をリバース設定であるオン設定に切り替えた状態でシークリトライ処理を開始する。このシークリトライ処理についても、ステップＳ１１でまずコアス制御を行い、ステップＳ１２で目標トラックまでの残りトラック数が所定値に到達してコアス終了を判別すると、ステップＳ１３でヘッド位置がファイン切替スライスレベル内か否かチェックする。
もしファイン切替スライスレベルを外れていた場合には、ステップＳ１４で再度コアスシークエラーとなり、ステップＳ１５で予め定めたリトライ回数に達していなければ、ステップＳ９に戻り、回転外乱補償制御系６０−１のリバース設定を含むシークリトライ処理を繰り返し、所定の回数のリトライでもコアスシークエラーが生じた場合には、ステップＳ１５でリトライアウトとなって異常終了とする。
一方、ステップＳ７またはステップＳ１３でコアス制御またはリトライシークによるコアス制御でのヘッド位置がファイン切替スライスレベル内となった場合には、図２１のステップＳ１６に進み、ファイン制御部５４によるファイン制御を開始する。
ステップＳ１７におけるファイン制御中に、ステップＳ１８で所定の判定時間Ｔ２の経過をチェックしており、判定時間Ｔ２を経過すると、ステップＳ１９に進み、ヘッド位置がファイン完了スライスレベル内か否かチェックする。
ファイン完了スライスレベルをヘッド位置が外れていた場合には、ステップＳ２０に進み、回転外乱補償制御系６０−１をリバース設定に切り替える。例えばファイン制御を開始した際に回転外乱補償制御系６０−１がオンであればリバース設定としてオフに切り替え、逆にオフであればリバース設定としてオンに切り替える。
続いてステップＳ２１でファイン制御を継続し、ステップＳ２２で所定セトリング時間Ｔ１の経過を判別すると、ステップＳ２３でファイン完了スライスレベル内にヘッド位置が入っているか否か判別し、入っていなければステップＳ２４でファインシークエラーとなり、この場合には図２０のステップＳ１５のリトライアウトのチェックを経て、ステップＳ９に戻り、コアス制御でシークエラーを生じた場合と同様、シークリトライ処理を実行することになる。
図２１のステップＳ２３でヘッド位置がファイン完了スライスレベル内であった場合には、ステップＳ２５に進んでシーク完了となり、ステップＳ２６でフォローイング制御に移行し、オントラックフラグをセットし、ステップＳ２７でライトコマンドまたはリードコマンドのコマンド処理を実行し、ステップＳ２８で停止指示があるまで、ステップＳ３からの処理を繰り返す。
なお上記の実施形態にあっては、ファイン制御としてヘッド位置を目標トラックに引き込む位置制御を例にとっているが、この代わりに位置軌道制御を行っても良い。位置軌道制御は、ヘッドの現在位置と現在速度に基づき、整定時間（セトリング時間）を短縮するための位置軌道とフィードフォワード電流を生成し、現在位置と目標位置との位置誤差により制御量を算出するフィードバック制御系に、位置軌道とフィードフォワード電流を加えて制御する。位置軌道制御としては例えば特開２００６−１７９１８５号がそのまま適用できる。
本実施形態を位置軌道制御に適用した場合には、判定時間Ｔ２を経過した時点でヘッド位置がファイン完了スライスを外れてファインシークエラーとなっている時、回転外乱補償制御系６０−１の設定をリバース設定に切替えて、位置軌道制御を継続させれば良い。
また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
ここで本発明の特徴をまとめて列挙すると次の付記のようになる。
（付記）
（付記１）（装置：コアスエラー）
ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（１）
（付記２）（ファイン制御中のエラー）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、更に、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする記憶装置。（２）
（付記３）（補償信号のオン、オフ）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、前記回転外乱補償制御部を有効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオンとし、前記回転外乱補償制御部を無効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置。（３）
（付記４）（補償信号のゲイン調整とオフ）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、前記回転外乱補償制御部を有効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号に所定のゲインを乗じて調整し、前記回転外乱補償制御部を無効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置。
（付記５）（回転外乱振動成分の検出）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記回転外乱補償制御部は、一対の加速度センサからの加速度検出信号の差信号を前記回転外乱振動検出信号として検出することを特徴とする記憶装置。
（付記６）（装置：ファイン制御中のエラー：独立付記）
ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックの対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（４）
（付記７）（補償信号のオン、オフ）
付記６記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、前記回転外乱補償制御部を有効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオンとし、前記回転外乱補償制御部を無効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置。
（付記８）（補償信号のゲイン調整とオフ）
付記６記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、前記回転外乱補償制御部を有効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号に所定のゲインを乗じて調整し、前記回転外乱補償制御部を無効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置。
（付記９）（回転外乱振動成分の検出）
付記６記載の記憶装置に於いて、前記回転外乱補償制御部は、一対の加速度センサからの加速度検出信号の差信号を前記回転外乱振動検出信号として検出することを特徴とする記憶装置。
（付記１０）（方法：コアスエラー）
ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御ステップと、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
前記回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御ステップによるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御ステップに再シークさせる補償制御切替ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。（５）
（付記１１）（ファイン制御中のエラー）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御切替ステップは、更に、前記シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする記憶装置の制御方法。（６）
（付記１２）（補償信号のオン、オフ）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御切替ステップは、前記回転外乱補償制御ステップを有効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオンとし、前記回転外乱補償制御ステップを無効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置の制御方法。
（付記１３）（補償信号のゲイン調整とオフ）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御調整ステップは、前記回転外乱補償制御ステップを有効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号に所定のゲインを乗じて調整し、前記回転外乱補償制御ステップを無効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置の制御方法。
（付記１４）（回転外乱振動成分の検出）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記回転外乱補償制御ステップは、一対の加速度センサからの加速度検出信号の差信号を前記回転外乱振動検出信号として検出することを特徴とする記憶装置の制御方法。
（付記１５）（方法：ファインエラー中のエラー：独立付記）
ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックにシーク制御するシーク制御ステップと、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
前記回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックの対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。（７）
（付記１６）（補償信号のオン、オフ）
付記１５記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御切替ステップは、前記回転外乱補償制御ステップを有効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオンとし、前記回転外乱補償制御ステップを無効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置の制御方法。
（付記１７）（補償信号のゲイン調整とオフ）
付記１５記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御切替ステップは、前記回転外乱補償制御ステップを有効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号に所定のゲインを乗じて調整し、前記回転外乱補償制御ステップを無効化する場合は前記シーク制御ステップに加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置の制御方法。
（付記１８）（記憶制御回路：コアスエラー）
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする記憶制御回路。（８）
（付記１９）（ファイン制御中のエラー）
付記１８記載の記憶制御回路に於いて、前記補償制御切替部は、更に、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする記憶制御回路。（９）
（付記２０）（記憶制御回路：ファインエラー中のエラー：独立付記）
ロータリアクチュエータのコアス制御（粗制御）によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御（密制御）に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
を備えたことを特徴とする記憶制御回路。（１０）
本発明が適用される磁気ディスク装置の一実施形態を示したブロック図 本実施形態の内部構造と制御ボードに対する加速度センサの配置を示した説明図 本実施形態に加わる回転外乱振動と並進外乱振動を示した説明図 正常時の外乱振動検出信号を示したタイムチャート 回転外乱振動が加わった場合の加速度検出信号を示したタイムチャート 電源リップルノイズが加わった場合の加速度検出信号を示したタイムチャート Ｚ方向の並進外乱振動が加わった場合の加速度検出信号を示したタイムチャート 本実施形態におけるシーク制御系と回転外乱補償制御系の機能構成を示したブロック図 本実施形態における正常時のシーク制御を示したタイムチャート コアス制御からファイン制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート ファイン制御からフォローイング制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート 回転外乱補償制御をオンした状態でコアス制御からファイン制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート 図１２のシークエラー後に回転外乱補償制御をオフして行ったリトライシーク制御を示したタイムチャート 回転外乱補償制御をオフした状態でコアス制御からファイン制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート 図１４のシークエラー後に回転外乱補償制御をオンして行ったシークリトライ制御を示したタイムチャート 回転外乱補償制御をオンした状態でのファイン制御からフォローイング制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート ファイン制御中に回転外乱補償制御をオンからオフに切替えた場合を示したタイムチャート 回転外乱補償制御をオフした状態でのファイン制御からフォローイング制御への移行時にシークエラーとなる場合を示したタイムチャート ファイン制御の途中で回転外乱補償制御をオフからオンに切替える本実施形態の制御を示したタイムチャート 回転外乱補償制御のオン、オフ切替えを含む本実施形態のシーク制御を示したフローチャート 図２０に続くシーク制御を示したフローチャート
符号の説明
１０：磁気ディスク装置
１２：ディスクエンクロージャ
１４：制御ボード
１６：スピンドルモータ
１８：ボイスコイルモータ
２０：ロータリアクチュエータ
２２−１，２２−２：磁気ディスク
２４，２４−１〜２４−４：ヘッド
２６：ヘッドＩＣ
２８：ＭＰＵ
３０：バス
３１：メモリ
３２：不揮発メモリ
３４：ホストインタフェース制御部
３６：バッファメモリ制御部
３８：バッファメモリ
４０：ハードディスクコントローラ
４２：リードチャネル
４４：モータ駆動制御部
４６：信号処理部
４８：位置検出部
５０：シーク制御部
５０−１：シーク制御系
５２：コアス制御部
５４：ファイン制御部
５５：ＶＣＭドライバ
５６−１，５６−２：加速度センサ
５８：回転外乱振動検出部
６０：回転外乱補償制御部
６０−１：回転外乱補償制御系
６２：補償制御切替部
６４：ベース
６６：回転外乱振動
６８：並進外乱振動
７４：位置信号復調部
７６，７８：加算部
８０：セレクタ
８２：差動増幅器
８４：ＡＤ変換器
８５：ゲイン設定器
８６：スイッチ
８８：コントローラ
９０：シーク処理部
９２：シークリトライ処理部

Claims (10)

  1. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
    前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
    を備えたことを特徴とする記憶装置。
  2. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、更に、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする記憶装置。
  3. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記補償制御切替部は、前記回転外乱補償制御部を有効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオンとし、前記回転外乱補償制御部を無効化する場合は前記シーク制御部に加える補償信号をオフとすることを特徴とする記憶装置。
  4. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
    前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
    を備えたことを特徴とする記憶装置。
  5. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御ステップと、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
    前記回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御ステップによるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御ステップに再シークさせる補償制御切替ステップと、
    を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。
  6. 請求項５記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記補償制御切替ステップは、更に、前記シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする記憶装置の制御方法。
  7. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックにシーク制御するシーク制御ステップと、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御ステップに補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御ステップと、
    前記回転外乱補償制御ステップを有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御ステップによるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御ステップの有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替ステップと、
    を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。
  8. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
    前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるコアス制御終了時に前記目標トラックに対する所定のファイン切替誤差範囲に入らないコアスシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記シーク制御部に再シークさせる補償制御切替部と、
    を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。
  9. 請求項８記載の制御装置に於いて、前記補償制御切替部は、更に、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させることを特徴とする制御装置。
  10. ロータリアクチュエータのコアス制御によりヘッドを記憶媒体の目標トラックの近傍に移動した後にファイン制御に切替えてヘッドを目標トラックに位置決めするシーク制御部と、
    加速度センサに基づいて検出した回転外乱振動検出信号を前記シーク制御部に補償信号として加えて回転外乱振動成分を相殺させる回転外乱補償制御部と、
    前記回転外乱補償制御部を有効化又は無効化のいずれか一方に設定し、前記シーク制御部によるファイン制御中に所定時間を経過しても前記目標トラックに対する所定のファイン完了誤差範囲に移行しないファインシークエラーを判別した場合、前記回転外乱補償制御部の有効化又は無効化の設定状態を逆の設定状態に切替えて前記ファイン制御を継続させる補償制御切替部と、
    を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。
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