JP4982892B2 - ディスク装置、制御装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ディスク装置、制御装置およびプログラムに関する。特に本発明は、ヘッド退避用のランプ部を備えたディスク装置、制御装置およびプログラムに関する。

従来、ディスク装置は、記録ディスク上のヘッドの位置を現在のトラック位置から目標トラック位置に移動（シーク動作）させることを目的として、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のコイル部の逆起電力、又は記録ディスク上のデータを検出してフィードバックするサーボ制御技術を用いている。又、ディスク装置のヘッドがディスクに吸着される現象を防止することを目的として、ディスクの外側にヘッドの退避エリアであるランプ部を設ける場合がある。ヘッドは、使用されない時にはランプ部に退避される。又、ランプ部に退避された状態のヘッドにおいて耐衝撃性を向上させることを目的として、ラッチ機構を設ける場合がある。

ラッチ機構としては、マグネット・ラッチとイナーシャ・ラッチがある。マグネット・ラッチは、比較的緩やかな衝撃を受けた場合にヘッドがディスク上に飛び出すことを防ぐラッチ機構である。マグネット・ラッチでは、アームの駆動部（ＶＣＭのコイル部）等に鉄片が設けられ、筐体側にマグネットが設けられる。マグネット・ラッチは、鉄片がマグネットに吸引されていることで、衝撃を受けた場合にヘッドが飛び出すことを防いでいる。イナーシャ・ラッチは、比較的大きな外部衝撃を受けた場合にヘッドがディスク上に飛び出すことを防ぐ機構である。イナーシャ・ラッチには、筐体側に衝撃の慣性（イナーシャ）により爪が飛び出すイナーシャ・アームが設けられ、その爪と対向する駆動部側の部分にも別の爪が設けられる。イナーシャ・ラッチは、衝撃を受けた場合に筐体側に設けられた爪が飛び出して、駆動部の対向する位置に設けられた爪と噛み合うことで、ヘッドが飛び出すことを防いでいる（特許文献１、２、３参照）。

ランプ部に退避したヘッドをディスク上に移動させる制御をロード制御と言う。ロード制御の場合には、ヘッドが記録ディスクの外側に位置することからディスク上におけるヘッドの位置検出に用いられるバースト・データを読み取ることができない。このため制御部は、速度制御を用いる。その他に、位置決め制御においても、コイル部の逆起電力を利用する制御方法がある（例えば、特許文献４参照）。
米国特許第５８７７９２２号公報 米国特許第６４００５３３号公報 米国特許第７０６８４６３号公報 特開２００４−１９９７６２号公報

ランプ部を備えたディスク装置でヘッドをロードする場合には、ヘッドの支持部材とランプとの摩擦力、配線材の弾性反力、軸周りの摩擦等が外力として作用する。又、ランプ部と上記したラッチ機構を備えたディスク装置でヘッドをロードする場合には、さらにマグネットの吸引力又はイナーシャ・アームの爪と対向する爪との摩擦力等が外力として作用する。そのため、従来のそのようなディスク装置でヘッドをロードする場合には、外力に対抗するためにより大きな駆動電流が必要であり、その結果、フィードバック制御においてヘッド速度の変化量が大きくなり、ヘッド速度が目標値に収束する時間が遅くなるという問題があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるディスク装置、制御装置およびプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明の第１の形態によると、ディスクと、ヘッドと、ヘッドを支持するアームと、入力される操作量に応じアームを軸を中心に回転運動させることによりディスクの面上および面外にヘッドを移動させる駆動部と、ディスク上から退避したヘッドを収容するランプ部と、ヘッドをランプ部からディスク上へとロードする際のアームの移動速度を制御する制御部とを備え、制御部は、駆動部によりアームを動かす場合に加わる外力を推定する推定部と、推定された外力に応じて操作量を補正する補正部とを有するディスク装置を提供する。

本発明の第２の形態によると、ディスクと、ヘッドと、ヘッドを支持するアームと、入力される操作量に応じアームを軸を中心に回転運動させることによりディスクの面上および面外にヘッドを移動させる駆動部と、ディスク上から退避したヘッドを収容するランプ部とを備えるディスク装置において、ヘッドをランプ部からディスク上へとロードする際のアームの移動速度を制御する制御装置であって、駆動部によりアームを動かす場合に加わる外力を推定する推定部と、推定された外力に応じて操作量を補正する補正部とを備える制御装置を提供する。

本発明の第３の形態によると、ディスクと、ヘッドと、ヘッドを支持するアームと、入力される操作量に応じアームを軸を中心に回転運動させることによりディスクの面上および面外にヘッドを移動させる駆動部と、ディスク上から退避したヘッドを収容するランプ部とを備えるディスク装置において、ヘッドをランプ部からディスク上へとロードする際のアームの移動速度を制御する制御装置用のプログラムであって、当該プログラムは、制御装置を、駆動部によりアームを動かす場合に加わる外力を推定する推定部と、推定された外力に応じて操作量を補正する補正部として機能させるプログラムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の概略構成を示す。
本実施の形態にかかるディスク装置１０４０は、ディスク１２、ヘッド１４、アーム１６、軸１８、駆動部２０、制御部２２、接続線２４、ランプ部２６、鉄片２８、マグネット３０、カバーゴム３２、タブ４６、および温度センサ４４を備える。ディスク１２は、円盤状の表面部に磁気的又は光学的にデータが記録される記録媒体であってもよい。ヘッド１４は、磁気的又は光学的に、ディスク１２上にデータを書き込み又はディスク１２上のデータを読み出す。アーム１６は、ヘッド１４を支持し、アーム１６が移動することによりヘッド１４が移動する。軸１８は、筐体にアーム１６を回転自在に支持する軸であり、軸１８を挟んでアーム１６の反対側には駆動部２０が設けられる。

駆動部２０は、入力される操作量に応じた速度でアーム１６を軸１８を中心に回転運動させることにより、ヘッド１４をディスク１２の面上および面外の目標位置に素早く移動させる。駆動部２０は、ヘッド１４をランプ部２６からディスク１２上へとロードするためにアーム１６を移動させる。駆動部２０は、例えば可動側にボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のコイル部、筐体側にボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）の永久磁石が設けられ、電流がコイル部に供給されることによりアーム１６を移動させる駆動力を発生する。

制御部２２は、ディスク装置１０４０の全体の動作を制御してデータを記録し又は読み出すと共に、ヘッド１４をロードする際のアーム１６の移動速度を制御する。接続線２４は、制御部２２と駆動部２０とを接続し、制御部２２とヘッド１４とを接続する。

ランプ部２６は、ヘッド１４を使用しない時にヘッド１４がディスク１２上の平面に吸着されることを避けることを目的として、ディスク１２上から退避するヘッド１４を収容する。本実施形態では、ヘッド１４を支持するアーム１６の先端に設けられたタブ４６を収容することでヘッド１４を退避させる。

マグネット・ラッチ３４とイナーシャ・ラッチ４２は、各々、ランプ部２６に退避された状態にあるヘッド１４の耐衝撃性を向上させるラッチ機構の一種である。マグネット・ラッチ３４は、比較的緩やかな衝撃に対する耐衝撃性を向上させるもので、鉄片２８がマグネット３０に吸引されることで、ヘッド１４のディスク１２上への飛び出しを防ぐ機構である。鉄片２８は、駆動部２０のコイルの表面に設けられて、磁石に吸引される材料で形成された小片であってもよい。マグネット３０は、ディスク装置１０４０の筐体側に設けられて、鉄片２８を吸引する磁性材料又は電磁石で形成される。カバーゴム３２は、マグネット３０（特に鉄片２８と接触する部分）を覆う弾性材料であってもよい。

イナーシャ・ラッチ４２は、比較的大きな外部衝撃に対する耐衝撃性を向上させるもので、衝撃を受けた慣性力でイナーシャ・アーム３６の爪３８が飛び出して対向する爪４０と噛み合うことで、ヘッド１４のディスク上への飛び出しを防ぐ機構である。イナーシャ・ラッチ４２には、ディスク装置１０４０の筐体側に衝撃の慣性力（イナーシャ）により爪３８が飛び出すイナーシャ・アーム３６が設けられ、駆動部２０側においてその爪３８と対向する部分にも別の爪４０が設けられる。衝撃が無い状態では、筐体側の爪３８は駆動部２０側の爪４０とは噛み合わないが、ロード時に爪３８と４０が接触することにより、接触抵抗が発生する場合がある。

温度センサ４４は、ディスク装置１０４０内部の温度を計測し温度データを制御部２２に出力する。制御部２２は、温度データの変化に従って制御値を変えることで、ロード時又はアンロード時のアーム１６の移動速度を制御する。タブ４６は、アーム１６においてヘッド１４よりもさらに先端部に設けられ、ランプ部２６にアーム１６を退避させる際のガイドとなる部分である。

ディスク装置１０４０の制御部２２によるヘッド位置決め制御は、大まかに２種類に分けられる。まず、ヘッド１４を目標位置近傍まで移動させるためのシーク制御系がある。シーク制御系では速度制御が用いられる場合がある。次にヘッドを目標位置に位置決めさせるフォロイング制御系がある。フォロイング制御系では、目標位置でのデータの読み取り／書き取りが終わるまで、制御部２２によりディスク１２から読み取ったバーストデータ等に基づきヘッド１４が位置決めされる。

図２は、本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の制御部２２の概略構成を示す。
制御部２２は、メイン制御部５３、補正部５５、デジタル／アナログ（ＤＡ）変換部５７、駆動部２０、アナログ／デジタル（ＡＤ）変換部６３、駆動部２０によりアーム１６を動かす場合に加わる外力Ｗを推定する推定部７１、推定された外力Ｗ（＾：ハット）に応じて操作量Ｕ_Ｍを補正する補正部７３、および初期値メモリ８１とを有する。

加算部５１は、入力した目標速度値Ｖ_ｒｅｆに対してＡＤ変換部６３の出力を減算して速度エラー値Ｖ_ｅｒｒを出力する加算器である。制御部２２は、目標速度値Ｖ_ｒｅｆとして、ディスク装置１０４０内に予め記憶された所定のロード目標速度値を読み込んだ値を用いても良いし、ディスク装置１０４０の外部から指定される値を用いても良い。

メイン制御部５３は、ヘッド１４の移動速度を制御することを目的として、速度エラー値Ｖ_ｅｒｒから操作量Ｕ_Ｍに対応する伝達特性Ｃ_Ｍを有し、操作量Ｕ_Ｍを出力する、例えば、比例積分（ＰＩ）制御を行うコントローラである。メイン制御部５３は、移動速度Ｙ（Ｖ）の指定値（目標値又は誤差値）に応じた操作量Ｕ_Ｍを出力する。具体的には、メイン制御部５３は、速度誤差値を０に近づけるようにフィードバック制御を行う。すなわち、実際のヘッドの移動速度が最初に入力された目標速度値Ｖ_ｒｅｆになったことが検出できない場合には、フィードバック制御により徐々に駆動電流値を増加させて目標速度値Ｖ_ｒｅｆに収束させる。操作量Ｕ_Ｍは、ヘッド１４の移動速度を制御することを目的として、駆動部２０を駆動する駆動電流値のデータを含んでいる。メイン制御部５３は、速度エラー値Ｖ_ｅｒｒが入力して、その値によりフィードバック制御を行う。フィードバック制御には、比例積分（ＰＩ）制御の他に、比例積分微分（ＰＩＤ）制御、又は位相進み−遅れ補償による制御系を用いることができる。

メイン制御部５３は、ロード制御をする場合の初期値Ｉ_ＶＭが設定されている場合には、最初は初期値Ｉ_ＶＭを出力し、そこからフィードバック制御を開始する。メイン制御部５３は、初期値Ｉ_ＶＭを出力するためのフィルタの過去の入力系列を予めロードする。従って、初期値Ｉ_ＶＭが設定されている場合には、入力する速度エラー値Ｖ_ｅｒｒからフィードバック制御を開始しない。初期値Ｉ_ＶＭが設定されていない場合には、メイン制御部５３は、目標速度値Ｖ_ｒｅｆを用いてフィードバック制御を開始する。

補正部５５は、操作量Ｕ_Ｍに対して推定部７１から出力される推定外力Ｗ（＾：ハット）を減算して補正された操作量Ｕを出力する加算器である。ＤＡ変換部５７は、入力するデジタルデータの補正された操作量Ｕを、アナログデータの電流値に変換して出力する。

駆動部２０は、補正された操作量Ｕがアナログデータに変換された操作量がＶＣＭに入力され、アーム１６を駆動する。アーム１６には外力Ｗが作用する。外力Ｗは、ロード時にアーム１６に作用する各種の応力の総計である。各種の応力とは、例えば、マグネット・ラッチ３４の吸引力、イナーシャ・ラッチ４２の爪の接触抵抗、タブ４６とランプ部２６との摺動抵抗、接続線２４のアーム１６に対する弾性反力、軸１８の回転に対する摩擦抵抗を含んでいる。さらに、アーム１６の移動速度Ｙ（Ｖ）は、駆動部２０のＶＣＭで発生する逆起電力を、ＡＤ変換部６３でディジタルデータに変換し、適当なゲインに倍増させることにより送出される。

推定部７１は、駆動部２０に供給する操作量Ｕの系列が入力されて推定された外力における操作量Ｕに依存する値の系列を出力する第１フィルタ６５と、駆動部２０から計測された移動速度Ｙ（Ｖ）の系列を入力し、推定された外力における移動速度Ｙ（Ｖ）に依存する値の系列を出力する第２フィルタ６７とを有し、補正部７３は、第１フィルタ６５および第２フィルタ６７の出力をメイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍから減じた値を補正後の操作量Ｕとして出力する。

推定部７１は、駆動部２０に供給する操作量Ｕと、駆動部２０により計測されたアーム１６の移動速度Ｙ（Ｖ）とに基づいて、外力（Ｗ）を推定する。より詳しくは、推定部７１は、補正された操作量Ｕとデジタルデータに変換された検出速度Ｙ（Ｖ）が入力され、推定外力値Ｗ（＾：ハット）を出力する。推定部７１は、第１フィルタ６５と、第２フィルタ６７と加算部６９を備える。

第１フィルタ６５は、操作量Ｕから操作量Ｗ（＾：ハット）_ｕｗに対応する伝達特性Ｇ_ｕｗを有し、補正された操作量Ｕが入力されて、外力Ｗの影響を受ける前の操作量Ｗ（＾：ハット）_ｕｗを出力する。第２フィルタ６７は、速度Ｙ（Ｖ）から操作量Ｗ（＾：ハット）_ｙｗに対応する伝達特性Ｇ_ｙｗを有し、検出された速度Ｙ（Ｖ）のデジタルデータが入力されて、外力Ｗの影響により変化した操作量Ｗ（＾：ハット）_ｙｗを出力する。加算部６９は、操作量Ｗ（＾：ハット）_ｕｗと操作量Ｗ（＾：ハット）_ｙｗを加算することで、推定外力を得る。実際の演算は、例えば加算部６９で、操作量Ｗ（＾：ハット）_ｕｗから操作量Ｗ（＾：ハット）_ｙｗを減算して外力Ｗによる操作量の差（変化分）を求め、その差を推定外力Ｗ（＾：ハット）として出力する。

推定部７１は、ロード制御をする場合の初期値Ｉ_Ｖ１，Ｉ_Ｖ２が設定されている場合には、第１フィルタ６５は、最初は初期値Ｉ_Ｖ１を出力し、そこからフィードバック制御を開始する。第２フィルタ６７は、最初は初期値Ｉ_Ｖ２を出力し、そこからフィードバック制御を開始する。なお、初期値Ｉ_Ｖ１およびＩ_Ｖ２を設定する理由については、後述する。

初期値メモリ８１は、ロード時のメイン制御部５３に対する初期値Ｉ_ＶＭ、推定部７１の第１フィルタ６５に対する初期値Ｉ_Ｖ１、および第２フィルタ６７に対する初期値Ｉ_Ｖ２を格納する。

以下、推定部７１の構成について説明する。まず、制御対象である入力操作量および出力速度の連続時間系モデルを以下の状態方程式（式１）と出力方程式（式２）で表す。なお、本実施形態では、プラントモデルを剛体とし、外力をＤＣ成分と仮定しているが、それに限定されるものではなく、メカニカルな共振を考慮したモデルを用い、外力にダイナミクスを考慮することも可能である。

・・・（１）

・・・（２）
ただし、ｖ：ロード速度、ｗ：外力、ｕ：入力操作量、ｙ：出力速度、ｋ_ｖ：変換定数（ゲイン）、ｋ_ｂｅｍｆ：変換定数。

次に、制御対象の連続時間系モデルに基づき、離散時間系プラントモデルを得る。状態方程式は式３、出力方程式は式４となる。

・・・（３）

・・・（４）
ただし、ｋ番目の状態量Ｘ［ｋ］は式５のように表す。

・・・（５）
また、Ｘ：状態量、Ｙ：出力速度、ｋ：整数（ｋ番目）、Ｖ：ロード速度、Ｗ：外力、Ｕ：入力操作量、Φ：変換定数（２行２列の行列）、Γ_１、Γ_２：変換定数（２行１列の行列）、０：変換定数（１行２列の行列）、ｋ_ＢＥＭＦ：変換定数、Ｔ：サンプリング周期とする。

現在の外力を推定するには、式３の状態方程式の左辺のＸを、暫定的な状態量（Ｘ￣：バー）とし、右辺のＸを最終的なターゲットとなる推定量（Ｘ＾：ハット）とすると式６のようにあらわすことができる。

・・・（６）
最終的なターゲットの状態量Ｘ（＾：ハット）［ｋ］の状態方程式は式７、最終的なターゲットの出力速度Ｙ（＾：ハット）［ｋ］の出力方程式は式８のように表すことができる。

・・・（７）

・・・（８）
ただし、ｋ番目の最終的なターゲットの状態量Ｘ（＾：ハット）［ｋ］は式９のように表す。

・・・（９）
また、Ｘ：状態量、Ｘ（￣：バー）：暫定的な状態量、Ｘ（＾：ハット）：最終的な推定量、Ｙ：出力速度、ｋ：整数（ｋ番目）、Ｖ（＾：ハット）：最終的なロード速度、Ｗ（＾：ハット）：最終的な外力、Ｕ：入力操作量、Φ：変換定数（２行２列の行列）、Γ_１、Γ_２：変換定数（２行１列の行列）、０：変換定数（１行２列の行列）、ｋ_ＢＥＭＦ：変換定数、Ｔ：サンプリング周期、ｌ_ｅ：オブザーバゲイン（２行１列の行列）とする。

最終的な外力Ｗ（＾：ハット）は、第１フィルタ６５の伝達関数Ｇ_ｕｗ、第２フィルタ６７の伝達関数Ｇ_ｙｗ、入力操作量ｕ、出力速度ｙを用いて次の式のように表すことができる。

・・・（１０）

図３（ａ）、（ｂ）は、推定部７１の伝達特性（ゲイン、位相）のボード線図である。上側の図３（ａ）には複素平面での周波数に対するゲインを示し、下側の図３（ｂ）には複素平面での周波数に対する位相を示す。ゲインは、伝達特性の複素数表現での大きさを表し、位相は、伝達特性の複素数表現での角度を表す。以下、ボード線図は全て同様である。

図３（ａ）から、伝達特性Ｇ_ｕｗのゲインが−３ｄＢとなる周波数は、１２９Ｈｚである。第１フィルタ６５の伝達特性Ｇ_ｕｗは、ゲインが−３ｄＢ低下するまで、ほぼ一定の０［ｄＢ］を示している。１３０Ｈｚ以上の伝達特性Ｇ_ｕｗは、さらに低下が続いている。第１フィルタ６５には、操作量Ｕが入力される。

第２フィルタ６７の伝達特性Ｇ_ｙｗは、１３０Ｈｚの近くまでゲインが上昇を続ける特性を示している。伝達特性Ｇ_ｕｗの特性も考慮すると、外力の推定帯域は約１３０Ｈｚまでとなっていることがわかる。１３０Ｈｚ以上の伝達特性Ｇ_ｙｗは、上昇が止まり、２００Ｈｚ以上では低下している。第２フィルタ６７には、検出速度Ｙ（Ｖ）をデジタル値に変換した値が入力される。

操作量Ｕを第１フィルタ６５によりフィルタリングした値と、検出速度Ｙ（Ｖ）を第２フィルタ６７によりフィルタリングした値との和をとることで、外力Ｗに相当する値を得ることができる。

図３（ｂ）では、伝達特性Ｇ_ｕｗの位相は、周波数が５Ｈｚの近くまではおよそ１８０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が減少して０度に近づいている。伝達特性Ｇ_ｙｗの位相は、周波数が５Ｈｚの近くまではおよそ９０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が減少して、２００Ｈｚ以上で一旦０度以下になり、７００Ｈｚ近くで増加に転じて０度に近づいている。

図４（ａ）、（ｂ）は、メイン制御部５３の伝達特性Ｃ_Ｍ（ゲイン、位相）のボード線図である。上側の図４（ａ）には複素平面での周波数に対するゲインを示し、下側の図４（ｂ）には複素平面での周波数に対する位相を示す。なお、図４（ａ）、（ｂ）は、メイン制御部５３で使用された極が０Ｈｚ、零点が６０Ｈｚ、オープンループ特性のゼロクロス周波数Ｆｘが２００Ｈｚの場合である。

図４（ａ）から、周波数が１００Ｈｚ以下では、推定部７１を備える場合（ｗ／推定部７１）の伝達特性Ｃ_Ｍのゲインが、推定部７１を備えない場合（ｗ／ｏ推定部７１）の伝達特性Ｃ_Ｍのゲインよりも大きくなっている。伝達特性は一般的に次の式で表される。

・・・（１１）

この式１１で、推定部７１を備える場合の伝達特性Ｃ_Ｍのゲインが、推定部７１を備えない場合の伝達特性Ｃ_Ｍのゲインよりも大きくなる場合を考える。その場合、（ｗ／推定部７１）の伝達特性Ｃ_Ｍの方が、分母の値が大きくなり、速度エラーの値が相対的に小さくなる。従って、メイン制御部５３の伝達特性Ｃ_Ｍのゲインが大きくなることは、目標速度値に対する速度エラーの値を圧縮して目標速度値に近づけやすくなることがわかる。上記を言い換えると、目標速度値に対する偏差の圧縮率を高くすることができることになり、サーボ制御の性能を向上させることができる。

図４（ｂ）では、推定部７１を備えない場合の伝達特性Ｃ_Ｍの位相は、周波数が２Ｈｚの近くまではおよそ−９０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が増加して０度に近づいている。伝達特性Ｃ_Ｍ（ｗ／推定部７１）の位相は、周波数が２Ｈｚの近くまではおよそ−１８０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が増加して０度に近づいている。ここでは、伝達特性Ｃ_Ｍ（ｗ／推定部７１）の方は、ゲインを増加させることができたことと引き換えに、位相特性は悪くなっていることがわかる。

図５（ａ）、（ｂ）は、推定部７１を備えた場合と推定部７１を備えない場合におけるオープンループ特性のボード線図である。推定部７１を備えた場合には、ゼロクロス周波数は２５１Ｈｚでゲインマージン２０．９ｄＢ、位相マージン４８．４度となっている。

図５（ｂ）では、推定部７１を備えない場合の位相は、周波数が２Ｈｚの近くまではおよそ−１８０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が増加して２５０Ｈｚ近くまでは緩やかに−１３０度の近くまで増加し、２５０Ｈｚ以上では１７００Ｈｚ近くまで逆に−１８０度の近くまで減少し、そこで一気に１８０度まで増加している。

推定部７１を備える場合の位相は、周波数が２Ｈｚの近くまではおよそ９０度の一定値であり、それ以上の周波数では角度が増加して７０Ｈｚで１８０度になり、そこで一気に−１８０度まで減少している。その後３５０Ｈｚ近くまでは緩やかに−１３０度の近くまで増加し、３５０Ｈｚ以上では１７００Ｈｚ近くまで逆に−１８０度の近くまで減少し、そこで一気に１８０度まで増加している。

図５（ｂ）から、ゼロクロス周波数Ｆｘ２５１Ｈｚにおいては、推定部７１を備えない場合の位相は、推定部７１を備える場合の位相よりも上になっていることに着目する。安定マージンはゼロクロス周波数の値が−１８０度に対してどれだけ余裕があるかで判断する。推定部７１を備える場合は、推定部７１を備えない場合よりも安定に対する位相余裕が無いことになる。ここでは、推定部７１を備える場合の方は、安定マージンを示す位相余裕を抑えることと引き換えにゲインを増加させることができたことがわかる。

ここで初期値の決定方法について説明する。ただし、ロードを開始する際の初期のロード速度および加速度は０と仮定する。まず、従来の推定部７１と補正部７３を備えない制御部により、ヘッド１４が外力に打ち勝って動き出した時の、ＤＡ変換部５７のＤＡＣ出力値Ｕ^＊を測定する。次に、メイン制御部５３と推定部７１の初期値を以下の式１２〜式１５を用いて計算する。

・・・（１２）

・・・（１３）

式１２および式１３から比例配分で以下の式１４および式１５が得られる。

・・・（１４）

・・・（１５）
ただし、Ｕ_Ｍ：メイン制御部５３の出力、Ｃ_Ｍ：メイン制御部５３の伝達特性、Ｖ_ｒｅｆ：目標速度値、Ｗ（＾：ハット）：最終的な外力、Ｗ（＾：ハット）_ｕｗ：ＵからＷまでの最終的な外力、Ｇ_ｕｗ：第１フィルタ６５の伝達関数、Ｇ_ｕｗ｜_ＤＣ：第１フィルタ６５の伝達関数の直流ゲイン。

推定部７１と補正部７３に以下の式を用いて初期値を設定する。

・・・（１６）

・・・（１７）

・・・（１８）
ただし、Ｎ：正の整数で、−ＮはＮサンプル前の過去を示す。メイン制御部５３の次数が５次ならば、５サンプル前までの過去の値を初期値として用いる。

第１フィルタ６５は、ロードの開始時において、メイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊に第１フィルタ６５の伝達関数Ｇ_ｕｗのＤＣ成分を乗じた値と等しい（ほぼ等しい場合を含む）値のデータを初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗとして出力し、第２フィルタ６７は、ロードの開始時において、初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｙｗとして０を出力する。

メイン制御部５３および第１フィルタ６５は、ヘッド１４をディスク１２上へとロード可能な操作量Ｕ_Ｍの値を、第１フィルタ６５が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗがメイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊に第１フィルタ６５の伝達関数Ｇ_ｕｗのＤＣ成分を乗じた値となるように比例配分した値を、ロードの開始時においてメイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊および第１フィルタ６５が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗとする。

以下に図６（ａ）、（ｂ）を用いて、推定部７１、補正部７３および初期値メモリ８１を設けた効果について説明する。図６（ａ）は、比較用として、本実施形態から推定部７１、補正部７３および初期値メモリ８１を削除した従来の構成におけるロード速度値Ｖ_ＬとＤＡＣ出力値を示すグラフである。図６（ｂ）は、本実施形態の構成におけるロード速度値とＤＡＣ出力値を示すグラフである。

図６（ａ）、（ｂ）の横軸は、サンプリング間隔ＴＳ＝２６３［μｓ］のサンプル数［個］である。縦軸は、ロード時における図２の検出速度Ｙ（Ｖ）を表すロード速度値Ｖ_Ｌと、ＤＡ変換部５７への設定値の出力値ＤＡＣｏｕｔである。目標速度値Ｖ_Ｔは、図２の目標速度値Ｖ_ｒｅｆを表す。

図６（ａ）のサンプル領域Ａ１は、マグネット３０の作用によりヘッド１４が吸引されている状態から、ヘッド１４を離脱させる時の動作を示す。図６（ａ）のサンプル領域Ａ１において、ロード速度値Ｖ_Ｌは、縦軸目盛り０から制御が開始されている。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから次第に上昇して、縦軸目盛り３〜５の付近で上昇が止まっている。この時、実際にヘッドが外周方向に動いているわけではなく、検出速度にはコイル発熱の抵抗値変化による測定誤差が含まれている。この期間は、ロード制御を開始する場合に初期値が無い状態ではじめたことにより、ヘッド１４をマグネット・ラッチ３４から離脱させるまでに、ヘッド１４が移動しないで駆動電流が過剰になるまで増加する期間である。

次に、ヘッド１４が移動を開始すると、ロード速度値Ｖ_Ｌは、急激に下降して目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになる。その後、ヘッド１４とマグネット３０との距離が増加することにより、外力であるマグネットの吸引力は次第に減少する。ロード速度値Ｖ_Ｌは、目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルから比較的緩やかに下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、サンプル領域Ａ１が終了した後も緩やかに下降を継続している。

この期間の出力値ＤＡＣｏｕｔは、縦軸目盛り１００より少し上側の初期値から次第に上昇して、縦軸目盛り７４０〜７６０の付近で上昇が止まる。そこで出力値ＤＡＣｏｕｔは、サンプル数が１２０〜１４０の付近まではサンプル領域Ａ１が終了した後も上下動を繰り返し、その後に下降を開始している。

ヘッド１４が移動するに従い、マグネット３０の吸引力が次第に減少する。この状況でフィードバック制御により駆動電流を減少させて目標速度値Ｖ_Ｔに収束させているので、ヘッド１４の速度が、目標速度値Ｖ_Ｔよりも低くなっている。

図６（ａ）のサンプル領域Ａ２は、イナーシャ・ラッチ４２の対向する爪３８、４０の接触抵抗を外力として受ける状態から、ヘッド１４を更に離脱させる時の領域である。図６（ａ）のサンプル領域Ａ２において、ロード速度値Ｖ_Ｌは、次第に下降して、サンプル数が２２０〜２４０の付近で、縦軸目盛り−１０に近いレベルまで下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから急激に上昇して、縦軸目盛り３〜５の付近でピークになった後に急激に下降して目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになり、そこから非常に緩やかに下降している。その際の出力値ＤＡＣｏｕｔも、ロード速度値Ｖ_Ｌと同様なタイミングで下降、上昇、および下降の変化をしているが最後の下降は緩やかである。

図６（ａ）のサンプル領域Ａ３は、ヘッド１４がランプ部２６から離脱してディスク１２上に移動する時の領域である。図６（ａ）のサンプル領域Ａ３において、ロード速度値Ｖ_Ｌは、急激に下降して、サンプル数が９６０〜９８０の付近で、縦軸目盛り−２０に近いレベルまで下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから急激に上昇して、縦軸目盛りで目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになり維持している。その際の出力値ＤＡＣｏｕｔは、ロード速度値Ｖ_Ｌと同様なタイミングで下降し、比較的緩やかに上昇して縦軸目盛り０より少し上の数１０のレベルを維持している。

それに対して図６（ｂ）のサンプル領域Ａ１ａでは、ロード速度値Ｖ_Ｌは、縦軸目盛り０から制御が開始されている。図６（ｂ）では、すぐにロード速度値Ｖ_Ｌは、急激に下降して目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになる。その後、ヘッド１４が動くに従い、ロード速度値Ｖ_Ｌは、目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルから非常に緩やかに下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、サンプル領域Ａ１が終了した後も非常に緩やかに下降を継続している。この期間の出力値ＤＡＣｏｕｔは、縦軸目盛り８００〜９００近くの初期値から急激に７００近くまで下降して、その後、少し上昇した後に、比較的緩やかに下降している。

図６（ｂ）のサンプル領域Ａ２ａにおいて、ロード速度値Ｖ_Ｌは、次第に下降して、サンプル数が１８０〜１９０の付近で、縦軸目盛り−４〜−５に近いレベルまで下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから急激に上昇して、縦軸目盛り０の付近でピークになった後に急激に下降して目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになり、そこから目標速度値Ｖ_Ｔをほぼ維持している。その際の出力値ＤＡＣｏｕｔも、ロード速度値Ｖ_Ｌと同様なタイミングで下降、上昇、および下降の変化をしているが、最後の下降は緩やかである。

図６（ｂ）のサンプル領域Ａ３ａにおいて、ロード速度値Ｖ_Ｌは、急激に下降して、サンプル数が９６０〜９８０の付近で、縦軸目盛り−１４〜１６に近いレベルまで下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから急激に上昇して、縦軸目盛りで目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになり維持している。その際の出力値ＤＡＣｏｕｔは、ロード速度値Ｖ_Ｌと同様なタイミングで下降し、比較的緩やかに上昇して縦軸目盛り０より少し上の数１０のレベルを維持している。

このように、本実施形態では、ロード制御の開始時のマグネット・ラッチ３４からヘッド１４を離脱させる時と、イナーシャ・ラッチ４２の接触抵抗を受ける状態からヘッド１４を離脱させる時と、ヘッド１４がランプ部２６から離脱してディスク１２上に移動する時の外力の影響を軽減することができる。従って本実施形態では、ヘッド速度の変化量を抑制できるので、ヘッド速度が目標値に収束する時間の遅延を抑制することができる。このようにスムーズなロードは、ＨＤＩ（Ｈｅａｄ Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒａｆａｃｅ）の観点からも望ましい。

次に図７（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施形態の初期値メモリ８１に推定部７１とメイン制御部５３の初期値を設定した効果について更に説明する。図７（ａ）は、比較用として本実施形態の構成で推定部７１のみの初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフである。図７（ｂ）は、比較用として本実施形態の構成でメイン制御部５３のみの初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフである。図７（ｃ）は、本実施形態の構成で推定部７１とメイン制御部５３の初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフである。

図７（ａ）のサンプル領域Ａ１ｂでは、ロード速度値Ｖ_Ｌは、縦軸目盛り０より少し下側の値から制御が開始されている。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから次第に上昇して、縦軸目盛り１５の付近まで急激に上昇し、そこをピークとして急激に下降している。最初に急激に上昇する期間は、ロード制御を開始する場合の、ヘッド１４をマグネット・ラッチ３４から離脱させるまでに、ヘッド１４が移動しないで駆動電流が増加して過剰になる期間である。なお、この期間は実際にヘッドが外周方向に動いているわけではなく、検出速度にはコイル発熱の抵抗値変化による測定誤差が含まれている。この期間の出力値ＤＡＣｏｕｔは、縦軸目盛り６００より少し上側の初期値から次第に上昇して、縦軸目盛り７４０〜７６０の付近で上昇が止まって上下動を繰り返している。

次に、ヘッド１４が移動を開始すると、ロード速度値ＶＬは、急激に下降して目標速度値ＶＴに近いレベルになる。その後、ヘッド１４とマグネット３０との距離が増加することにより、外力であるマグネットの吸引力は次第に減少する。ロード速度値ＶＬは、目標速度値ＶＴに近いレベルから比較的緩やかに下降している。ロード速度値ＶＬは、サンプル領域Ａ１ｂが終了した後も緩やかに下降を継続している。その際に、出力値ＤＡＣｏｕｔは、サンプル領域Ａ１が終了した後、サンプル数が１２０の付近まで下降している。

図７（ａ）のサンプル領域Ａ２ｂは、イナーシャ・ラッチ４２の対向する爪３８、４０の接触抵抗を外力として受ける状態から、ヘッド１４を更に離脱させる時の領域である。 図７（ａ）のサンプル領域Ａ２ｂにおいて、ロード速度値Ｖ_Ｌは、次第に下降して、サンプル数が１２０の付近で、縦軸目盛り−８に近いレベルまで下降している。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから急激に上昇して、縦軸目盛り７〜８の付近でピークになった後に急激に下降して目標速度値Ｖ_Ｔに近いレベルになり、目標速度値Ｖ_Ｔをほぼ維持している。その際の出力値ＤＡＣｏｕｔも、ロード速度値Ｖ_Ｌと同様なタイミングで下降、上昇、および下降の変化をしているが最後の下降は緩やかである。

このように、推定部７１のみの初期値を設定した場合には、ロード制御の開始時のマグネット・ラッチ３４からヘッド１４を離脱させる時に、ヘッドが動き出さない期間が残ってしまう。又、イナーシャ・ラッチ４２の接触抵抗を受ける状態からヘッド１４を離脱させる時のヘッド速度の変化量もあまり抑制できていない。

図７（ｂ）のサンプル領域Ａ１ｃでは、ロード速度値Ｖ_Ｌは、縦軸目盛り０より少し上側の値から制御が開始されている。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから縦軸目盛り−３６の付近まで急激に下降してから、目標速度値Ｖ_Ｔの付近まで急激に上昇し、目標速度値Ｖ_Ｔをほぼ維持している。最初に急激に下降する期間は、初期値に設定された過剰な駆動電流でヘッド１４をマグネット・ラッチ３４から離脱させる期間である。この期間の出力値ＤＡＣｏｕｔは、縦軸目盛り１０２４以上に急激に上昇してから、急激に縦軸目盛り７００の付近まで下降したところで止まって上下動を繰り返している。

このように、メイン制御部５３のみの初期値を設定した場合には、最初に過剰な駆動電流でヘッド１４をマグネット・ラッチ３４から離脱させるので、ロード速度値Ｖ_Ｌが過剰に増大してオーバーシュートしてしまい、反動が大きくなっている。従って、この場合はヘッド速度の変化量を抑制できていない。

図７（ｃ）のサンプル領域Ａ１ｄでは、ロード速度値Ｖ_Ｌは、縦軸目盛り０より少し上側の値から制御が開始されている。ロード速度値Ｖ_Ｌは、そこから縦軸目盛り−７〜−８の付近まで急激に下降してから、目標速度値Ｖ_Ｔの付近まで上昇し、目標速度値Ｖ_Ｔをほぼ維持している。図７（ａ）のサンプル領域Ａ１ｂおよび図７（ｂ）のサンプル領域Ａ１ｃにおけるロード速度値Ｖ_Ｌが目標速度値Ｖ_Ｔに収束するまでの時間と比較すると、図７（ｃ）のサンプル領域Ａ１ｄでは、半分程度の時間になっている。

このように、推定部７１とメイン制御部５３の両方に初期値を設定した場合には、ヘッド速度の変化量を抑制できており、ヘッド速度が目標値に収束する時間の遅延を抑制することができる。

また、本実施形態の推定部７１は、ロードの開始時において、操作量Ｕ_Ｍおよび移動速度Ｙ（Ｖ）から算出される推定された外力と比較して大きい値を、推定された外力の初期値Ｗ（＾：ハット）^＊として、補正部７３に与えている。実施形態のメイン制御部５３は、ロードの開始時において、移動速度Ｙ（Ｖ）の指定値が０からロードを行うための移動速度Ｙ（Ｖ）を示す値に変化した際に算出される操作量Ｕ_Ｍと比較してより大きな操作量Ｕを出力する。推定部７１およびメイン制御部５３は、より大きい初期値が与えられれば、よりスムースなキックオフが可能となる。また、推定部７１およびメイン制御部５３の初期値は、ヘッドが動き出すのに必要な電流以上でなくても、キックオフまでの時間を短縮させることができる。

図８は、本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の制御部２２のロード時における概略動作を示すフローチャートである。ディスク装置１０４０の制御部２２は、例えば図１０のコンピュータ９００の入出力コントローラ１０８４から書き込み信号または読み出し信号が入力されるか否かにより、ヘッド１４を駆動させるか否かを判断する（Ｓ１）。ヘッドを駆動しない場合（Ｓ１：Ｎｏ）には、再度、ステップＳ１の判断を繰り返して入力を監視する。ヘッドを駆動する場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）には、ヘッド１４の位置がランプ部２６上の退避位置であるか否かを判断する（Ｓ２）。

ヘッド１４が退避位置ではない場合（Ｓ２：Ｎｏ）には、ロード処理を終了させる。ヘッド１４が退避位置である場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）には、制御部２２は初期値メモリ８１から初期値Ｉ_ＶＭを系列で読み出してメイン制御部５３に設定する。同様に制御部２２は、初期値Ｉ_Ｖ１を系列で読み出して第１フィルタ６５に設定する。同様に制御部２２は、初期値Ｉ_Ｖ２を系列で読み出して第２フィルタ６７に設定する（Ｓ３）。

次に制御部２２は、ディスク装置１０４０内に予め記憶されるか、ディスク装置１０４０の外部から読み込まれた目標速度値Ｖ_ｒｅｆを読み込む（Ｓ４）。目標速度値Ｖ_ｒｅｆが入力すると、メイン制御部５３では、操作量Ｕ_Ｍ（１）を演算して出力する（Ｓ５）。ただし、初期値が設定されている場合には、最初は初期値の操作量を出力する。

次に、推定部７１には、操作量Ｕ_Ｍ（１）と、前回の操作量Ｕ_Ｍ（０）で駆動された駆動部２０から検出された検出速度Ｙ（Ｖ）（０）のデジタル値が入力される。推定部７１は、操作量Ｕ_Ｍ（１）と検出速度Ｙ（Ｖ）（０）のデジタル値から外力を推定し、その推定外力Ｗ（＾：ハット）で次の操作量Ｕ_Ｍ（２）を補正して補正された操作量Ｕ（２）を出力する（Ｓ６）。ただし、初期値が設定されている場合には、最初は初期値の推定外力を出力する。

操作量Ｕ（２）は、ＤＡ変換部５７でアナログ信号に変換されて（Ｓ７）、駆動部２０に供給される。駆動部２０は、アナログ信号の操作量によりヘッド１４を駆動させる（Ｓ８）。制御部２２は、駆動部２０のＶＣＭに発生する逆起電力を検出してヘッドの速度を演算する（Ｓ９）。演算された速度（検出速度）は、ＡＤ変換部６３でデジタル信号に変換されて出力される（Ｓ１０）。

デジタル信号の検出速度は、推定部７１と加算部５１に供給される。推定部７１では、ステップＳ６の外力の推定にデジタル信号の検出速度を用いる。加算部５１では、読み込まれた目標速度値Ｖ_ｒｅｆからデジタル信号の検出速度を減算して速度エラーＶｅｒｒを出力し、メイン制御部５３に供給する（Ｓ１１）。

図９は、図８のステップＳ６の外力推定／補正処理のさらに詳細な動作を示すフローチャートである。補正された操作量Ｕは、伝達特性Ｇ_ｕｗの第１フィルタ６５で処理されて、操作量Ｕと外力Ｗとの間の推定外力Ｗ（＾：ハット）_ｕｗが出力される（Ｓ２１）。検出されたヘッドの速度（デジタル信号の検出速度）は、伝達特性Ｇ_ｙｗの第２フィルタ６７で処理されて、外力Ｗとデジタル信号の検出速度との間の推定外力Ｗ（＾：ハット）_ｙｗが出力される（Ｓ２２）。加算部６９では、推定外力Ｗ（＾：ハット）_ｕｗと推定外力Ｗ（＾：ハット）_ｙｗを加算することで、総計の推定外力Ｗ（＾：ハット）を出力する（Ｓ２３）。補正部７３では、入力する操作量Ｕ_Ｍに対して総計の推定外力Ｗ（＾：ハット）を加算して補正された操作量Ｕを出力する（Ｓ２４）。

本実施形態の第１フィルタ６５は、すでに駆動部２０に供給された所定個数の操作量Ｕ_Ｍの値と、駆動部２０に新たに供給される操作量Ｕ_Ｍの値と、すでに第１フィルタ６５が出力した所定個数のデータＷ（＾：ハット）_ｕｗの値とに基づいて、出力するデータの値を算出するＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタである。第１フィルタ６５は、ロードの開始時において、ヘッド１４をディスク１２上へとロード可能な操作量Ｕ_Ｍの値を、第１フィルタ６５が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗがメイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊に第１フィルタ６５の伝達関数Ｇ_ｕｗのＤＣ成分を乗じた値となるように比例配分した値を、すでに駆動部２０に供給された所定個数の操作量Ｕ_Ｍの値および駆動部２０に新たに供給される操作量Ｕ_Ｍの値と、すでに第１フィルタ６５が出力した所定個数のデータの値として使用する。所定個数のデータとは、系列で入力されるデータのうちの所定個数のデータである。

第１フィルタ６５が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗとしては、式１６〜式１８の説明に記載したように、フィルタの次数に応じて、その次数分だけ過去までのサンプルの出力値が用いられる。例えば、Ｗ（＾：ハット）_ｕｗ［−１］は、前回に実施されたロード制御のサンプルで実際にヘッド１４が移動を開始した時の、外力Ｗの影響を受ける前の操作量であり、Ｗ（＾：ハット）_ｕｗ［−２］は、前回のもう一つ前のサンプルにおける同様な操作量である。これらを初期値Ｉ_Ｖ１とする。第２フィルタ６７が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｙｗとしても、フィルタの次数に応じて、その次数分だけ過去までのサンプルの出力値が用いられる。

Ｗ（＾：ハット）_ｙｗ［−１］は、前回に実施されたロード制御のサンプルで実際にヘッド１４が移動を開始した時の、外力Ｗの影響により変化した操作量であり、Ｗ（＾：ハット）_ｙｗ［−２］は、前回のもう一つ前のサンプルにおける同様な操作量である。これらを初期値Ｉ_Ｖ２とする。メイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊としても、フィルタの次数に応じて、その次数分だけ過去までのサンプルの出力値が用いられる。

Ｕ_Ｍ［−１］は、前回に実施されたロード制御のサンプルで実際にヘッド１４が移動を開始した時の操作量Ｕ_Ｍであり、Ｕ_Ｍ［−２］は、前回のもう一つ前のサンプルにおける同様な操作量である。これらを初期値Ｉ_ＶＭとする。これらの初期値は、フィルタの次数又は各種係数を予め設定しておくことで決定される。従って、初期値Ｉ_Ｖ１，Ｉ_Ｖ２，Ｉ_ＶＭが設定されている場合には、第１フィルタ６５は、ロード制御の開始時には入力する操作量Ｕを用いず、第２フィルタ６７は、ロード制御の開始時にはデジタルデータに変換された検出速度Ｙ（Ｖ）を用いず、メイン制御部５３もロード制御の開始時には入力する速度エラー値Ｖ_ｅｒｒを用いない。

当該ディスク装置１０内の温度を測定する温度センサ４４を更に備える場合には、メイン制御部５３および第１フィルタ６５は、温度センサ４４により測定された温度に応じて、ロードの開始時においてメイン制御部５３が出力する操作量Ｕ_Ｍの初期値Ｕ_Ｍ ^＊および第１フィルタ６５が出力するデータの初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗを変える。初期値Ｕ_Ｍ ^＊および初期値Ｗ（＾：ハット）^＊ _ｕｗは、テーブル形式で用意しておいても良い。また、ヘッド１４をディスク１２上へとロード可能な操作量Ｕ_Ｍの値として持つようにしてもよい。

制御部２２は、ヘッド１４が動き出したときのＤＡＣの値を記憶しておき、過去にヘッド１４をディスク１２上へロードした際の操作量Ｕ_Ｍの値に基づいて、ヘッド１４をディスク１２上へとロード可能な操作量Ｕ_Ｍの値を求めるようにしてもよい。あるいは、平均値、最大値、温度ごと、過去数回分の最大値、・・・等々の操作量Ｕ_Ｍの値を持つようにしてもよい。

当該ディスク装置１０内の温度を測定する温度センサ４４を更に備える場合には、第１フィルタ６５および第２フィルタ６７は、温度センサ４４により測定された温度に応じて、フィルタの伝達関数（Ｇｕｗ、Ｇｙｗ）を変えるようにしてもよい。フィルタの伝達関数（Ｇｕｗ、Ｇｙｗ）は、テーブル形式で用意しておいても良い。制御部２２は、ロード制御の他、シーク時の速度制御、位置決め制御も行うソフトウェアが読み込まれたマイコンであっても良い。

図１０は、本実施の形態にかかるディスク装置が利用されるコンピュータ９００のハードウェア構成の一例を示す。
本実施形態にかかるディスク装置が利用されるコンピュータ９００は、ホスト・コントローラ１０８２により相互に接続されるＣＰＵ１０００、ＲＡＭ１０２０、グラフィック・コントローラ１０７５、および表示装置１０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ１０８４によりホスト・コントローラ１０８２に接続される通信インターフェイス１０３０、本実施形態にかかるディスク装置であるハードディスクドライブ１０４０、およびＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ１０８４に接続されるＲＯＭ１０１０、フレキシブルディスク・ドライブ１０５０、および入出力チップ１０７０を有するレガシー入出力部とを備える。

ホスト・コントローラ１０８２は、ＲＡＭ１０２０と、高い転送レートでＲＡＭ１０２０をアクセスするＣＰＵ１０００およびグラフィック・コントローラ１０７５とを接続する。ＣＰＵ１０００は、ＲＯＭ１０１０およびＲＡＭ１０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ１０７５は、ＣＰＵ１０００等がＲＡＭ１０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置１０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１０７５は、ＣＰＵ１０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ１０８４は、ホスト・コントローラ１０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス１０３０、ハードディスクドライブ１０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０を接続する。通信インターフェイス１０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ１０４０は、コンピュータ９００内のＣＰＵ１０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ１０２０を介してハードディスクドライブ１０４０に提供する。

また、入出力コントローラ１０８４には、ＲＯＭ１０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ１０５０、および入出力チップ１０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１０１０は、コンピュータ９００が起動時に実行するブート・プログラム、又はコンピュータ９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ１０５０は、フレキシブルディスク１０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ１０２０を介してハードディスクドライブ１０４０に提供する。入出力チップ１０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ１０５０、又は、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＲＡＭ１０２０を介してハードディスクドライブ１０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク１０９０、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ１０２０を介してコンピュータ９００内のハードディスクドライブ１０４０にインストールされ、ハードディスクドライブ１０４０の制御装置（例えば、図１の制御部２２）が有するマイクロコントローラにより実行される。

ハードディスクドライブ１０４０が有するマイクロコントローラにインストールされて制御装置として機能させるプログラムは、加算モジュールと、メイン制御モジュールと、補正モジュールと、ＤＡ変換モジュールと、駆動モジュールと、ＡＤ変換モジュールと、推定モジュールと、初期値メモリモジュールとを備える。これらのプログラム及びモジュールは、ハードディスクドライブ１０４０が有するマイクロコントローラを、加算部５１と、メイン制御部５３と、補正部７３と、ＤＡ変換部５７と、駆動部２０と、ＡＤ変換部６３と、推定部７１と、初期値メモリ８１としてそれぞれ機能させる。

コンピュータ９００にインストールされるプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク１０９０、ＣＤ−ＲＯＭ１０９５の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ９００に提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の概略構成を示す。 本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の制御部２２の概略構成を示す。 （ａ）、（ｂ）は推定部７１の伝達特性（ゲイン、位相）のボード線図である。 （ａ）、（ｂ）はメイン制御部５３の伝達特性Ｃ_Ｍ（ゲイン、位相）のボード線図である。 （ａ）、（ｂ）はオープンループ特性（ゲイン、位相）である。 （ａ）は本実施形態から推定部７１、補正部７３および初期値メモリ８１を削除した従来の構成におけるロード速度値Ｖ_ＬとＤＡＣ出力値を示すグラフであり、（ｂ）は本実施形態の構成におけるロード速度値とＤＡＣ出力値を示すグラフである。 （ａ）は本実施形態の構成で推定部７１のみの初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフであり、（ｂ）は本実施形態の構成でメイン制御部５３のみの初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフであり、（ｃ）は本実施形態の構成で推定部７１とメイン制御部５３の初期値を設定した場合におけるロード速度と駆動電流を示すグラフである。 本実施の形態にかかるディスク装置１０４０の制御部２２のロード時における概略動作を示すフローチャートである。 図８のステップＳ６の外力推定／補正処理のさらに詳細な動作を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかるディスク装置が利用されるコンピュータ９００のハードウェア構成の一例を示す。

符号の説明

１２ ディスク
１４ ヘッド
１６ アーム
１８ 軸
２０ 駆動部
２２ 制御部
２４ 接続線
２６ ランプ部
３４ マグネット・ラッチ
４２ イナーシャ・ラッチ
４４ 温度センサ
４６ タブ
５１ 加算部
５３ メイン制御部
５５ 補正部
５７ デジタル／アナログ（ＤＡ）変換部
６３ アナログ／デジタル（ＡＤ）変換部
６５ 第１フィルタ
６７ 第２フィルタ
６９ 加算部
７１ 推定部
７３ 補正部
８１ 初期値メモリ
９００ コンピュータ
１０００ ＣＰＵ
１０１０ ＲＯＭ
１０２０ ＲＡＭ
１０３０ 通信インターフェイス
１０４０ ハードディスクドライブ（ディスク装置）
１０５０ フレキシブルディスク・ドライブ
１０６０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１０７０ 入出力チップ
１０７５ グラフィック・コントローラ
１０８０ 表示装置
１０８２ ホスト・コントローラ
１０８４ 入出力コントローラ
１０９０ フレキシブルディスク
１０９５ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (13)

1. ディスクと、
   ヘッドと、
   前記ヘッドを支持するアームと、
   入力される操作量に応じ前記アームを軸を中心に回転運動させることにより前記ディスクの面上および面外に前記ヘッドを移動させる駆動部と、
   前記ディスク上から退避した前記ヘッドを収容するランプ部と、
   前記ヘッドを前記ランプ部から前記ディスク上へとロードする際の前記アームの移動速度を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記駆動部に供給する前記操作量と、前記駆動部により計測された前記アームの移動速度とに基づいて、前記駆動部により前記アームを動かす場合に加わる外力を推定する推定部と、
   前記推定された外力に応じて前記操作量を補正する補正部と
   を有し、
   前記推定部は、
   前記ロードの開始時において、
   前記ロードの開始時における前記操作量および前記移動速度から算出される前記推定された外力と比較し大きい値を前記推定された外力の初期値として前記補正部に与える
   ディスク装置。
2. 前記制御部は、
   前記移動速度の指定値に応じた前記操作量を出力するメイン制御部を更に備え、
   前記メイン制御部は、
   ロードの開始時において、
   前記移動速度の指定値が０からロードを行うための移動速度を示す値に変化した際に算出される前記操作量と比較してより大きな前記操作量を出力する
   請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記推定部は、
   前記駆動部に供給する前記操作量の系列が入力されて前記推定された外力における前記操作量に依存する値の系列を出力する第１フィルタと、
   前記駆動部から計測された前記移動速度の系列を入力し、前記推定された外力における前記移動速度に依存する値の系列を出力する第２フィルタと
   を有し、
   前記補正部は、
   前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの出力を前記メイン制御部が出力する前記操作量から減じた値を補正後の前記操作量として出力する
   請求項２に記載のディスク装置。
4. 前記第１フィルタは、
   前記ロードの開始時において、
   前記メイン制御部が出力する前記操作量の初期値に前記第１フィルタの伝達関数のＤＣ成分を乗じた値と等しい値のデータを初期値として出力し、
   前記第２フィルタは、
   ロードの開始時において、
   初期値として０を出力する
   請求項３に記載のディスク装置。
5. 前記メイン制御部および前記第１フィルタは、
   前記ヘッドを前記ディスク上へとロード可能な前記操作量の値を、
   前記第１フィルタが出力するデータの初期値が前記メイン制御部が出力する前記操作量の初期値に前記第１フィルタの伝達関数のＤＣ成分を乗じた値となるように比例配分した値を、
   ロードの開始時において前記メイン制御部が出力する前記操作量の初期値および前記第１フィルタが出力するデータの初期値とする
   請求項４に記載のディスク装置。
6. 前記第１フィルタは、
   すでに前記駆動部に供給された所定個数の前記操作量の値と、
   前記駆動部に新たに供給される前記操作量の値と、
   すでに前記第１フィルタが出力した所定個数のデータの値とに基づいて、
   出力するデータの値を算出するＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタであり、
   前記第１フィルタは、
   前記ロードの開始時において、
   前記ヘッドを前記ディスク上へとロード可能な前記操作量の値を、
   前記第１フィルタが出力するデータの初期値が前記メイン制御部が出力する前記操作量の初期値に前記第１フィルタの伝達関数のＤＣ成分を乗じた値となるように比例配分した値を、
   すでに前記駆動部に供給された所定個数の前記操作量の値および前記駆動部に新たに供給される前記操作量の値と、すでに前記第１フィルタが出力した所定個数のデータの値として使用する
   請求項５に記載のディスク装置。
7. 当該ディスク装置内の温度を測定する温度センサを更に備え、
   前記メイン制御部および前記第１フィルタは、
   前記温度センサにより測定された温度に応じて、ロードの開始時において前記メイン制御部が出力する前記操作量の初期値および前記第１フィルタが出力するデータの初期値を変える
   請求項５に記載のディスク装置。
8. 前記制御部は、
   過去に前記ヘッドを前記ディスク上へロードした際の前記操作量の値に基づいて、前記ヘッドを前記ディスク上へとロード可能な前記操作量の値を求める
   請求項５に記載のディスク装置。
9. 当該ディスク装置内の温度を測定する温度センサを更に備え、
   前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは、
   前記温度センサにより測定された温度に応じて、フィルタの伝達関数を変える
   請求項３に記載のディスク装置。
10. ディスクと、
    ヘッドと、
    前記ヘッドを支持するアームと、
    入力される操作量に応じ前記アームを軸を中心に回転運動させることにより前記ディスクの面上および面外に前記ヘッドを移動させる駆動部と、
    前記ディスク上から退避した前記ヘッドを収容するランプ部と
    を備えるディスク装置において、
    前記ヘッドを前記ランプ部から前記ディスク上へとロードする際の前記アームの移動速度を制御する制御装置であって、
    前記駆動部に供給する前記操作量と、前記駆動部により計測された前記アームの移動速度とに基づいて、前記駆動部により前記アームを動かす場合に加わる外力を推定する推定部と、
    前記推定された外力に応じて前記操作量を補正する補正部と
    を備え、
    前記推定部は、
    前記ロードの開始時において、
    前記ロードの開始時における前記操作量および前記移動速度から算出される前記推定された外力と比較し大きい値を前記推定された外力の初期値として前記補正部に与える
    制御装置。
11. 前記移動速度の指定値に応じた前記操作量を出力するメイン制御部を更に備え、
    前記メイン制御部は、
    ロードの開始時において、
    前記移動速度の指定値が０からロードを行うための移動速度を示す値に変化した際に算出される前記操作量と比較してより大きな前記操作量を出力する
    請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記推定部は、
    前記駆動部に供給する前記操作量の系列が入力されて前記推定された外力における前記操作量に依存する値の系列を出力する第１フィルタと、
    前記駆動部から計測された前記移動速度の系列を入力し、前記推定された外力における前記移動速度に依存する値の系列を出力する第２フィルタと
    を有し、
    前記補正部は、
    前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの出力を前記メイン制御部が出力する前記操作量から減じた値を補正後の前記操作量として出力する
    請求項１１に記載の制御装置。
13. コンピュータを、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。

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