JPH0330157A - 磁気デイスク装置の位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセクタサーボカ式によって磁気ヘッドを目標ト
ラックに追従位置決めする磁気ディスク装置において、
ヘッド切換えに際してそのヘッドが目標トラックへ追従
位置決めする時間を短くすることができる磁気ディスク
装置の位置制御装置に関する． 〔従来の技術〕 従来の装置は、特開昭５８　−　２１８０７８号公報に
記載のように、複数のデータ面にそれぞれサーボ信号を
予め書込んでなる記録媒体に対し、各データ而に対応し
て設けられたヘッドにて読出される上記サーボ信号に従
って上記ヘッドの位置決めを行う装置において、或るデ
ータ面にオントラックしているヘッドから他のデータ面
におけるヘッドに制御を切換えて目標トラックにヘッド
を位置決めするに際し、前記ヘッド切換え前のヘッドの
トラック区間および位置情報とヘッド切換後にサーボ信
号から読取られるヘッドのトラック区間およびその区間
における位置情報とからヘッド間の位置ずれを修正して
ヘッドの位置情報を求め、この位置情報と前記目＃ｓ＋
−ラックとの距離が所定値より大なるときには上記目標
トラックに対するヘッドのシーク動作を行わしめると共
に、上記距離が所定値より小なるときには前記目標トラ
ックに対してヘッドの位置制御だけを行なわしめるよう
になっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ヘッド切換え後に位置制御によってい
かに早くそのヘッドの目標トラックに追従位置決めする
かという位置制御の実現内容について配慮されていない
。このため、ヘッド切換え後に、目標トラックに所定の
精度で追従するまでに時間がかかり、磁気記録信号の読
み書きが遅くなってしまうという課題が残されている。

本発明の目的は、ヘッド切換え後に、そのヘッドの目標
トラックに対して、速やかに位置制御し，目標トラック
に所定の精度で追従するまでの時間を短くすることがで
きる位置制御装置を提供することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達威するために、セクタサーボ方式によって
磁気ヘッドを目標トラックに追従位置決めする磁気ディ
スク装置において、或るデータ面の目標トラックに追従
位置決めしているヘッドから他のデータ面のヘッドに切
換えてそのデータ面の目標トラックに位置決めするに際
して，ヘッド切換え前のヘッドの所定セクタ前までの位
置情報とヘッド切換え後のヘッドの位置情報とからヘッ
ド切換え後のヘッドのヘッド切換前の所定セクタ前まで
の位置情報を推定しこれを用いて仮の操作量を算出しこ
れにもとづいてヘッド切換後の操作量を算出するように
したものである。

〔作用〕

本来或るデータ面における目標トラックにそれに対応す
るヘッドを追従位置決めするためにはそのデータ面にお
ける位置情報のみにもとづいてそのヘッドをその目標ト
ラックに追従位置決めすればよい．したがって、ヘッド
を切換えてデータ面を切換えたならばそのデータ面にお
ける目標トラックに関する位置情報にもとづいてそのヘ
ッドをその目標トラックに追従位置決めすることになる
。

しかし、ヘッドを切換えた直後にはその目標トラックに
関する位置制御に必要な位置情報が初めはひとつしか得
られない．このため、これだけにもとづいて位置制御の
操作量を算出すると、ヘッドが切換った直後から適正な
操作量が算出されなし）ことになる。この結果目標トラ
ックに追従位置決めするための時間がかかる恐れがある
．これに対し、本発明の磁気ディスク装置の位置制御装
置では、ヘッドを切換えた直後にその目標トラックに対
する位置情報のほかにヘッドを切換える前の目標トラッ
クに対する位置情報も用いて、位置制御の操作量を算出
するようにしている．したがって、位置情報がひとつだ
けの場合に比べて、ヘッドが切換った直後から適正に近
い操作量が算出されることになる。この結果、目標トラ
ックに追従位置決めするための時間を短くすることがで
きるようになるので、磁気記録信号の読み書きに際して
待ち時間を少なくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の制御装置についての一実施例を図面を引
用して説明する。

第１図は本発明の磁気ディスク装置の位置制御装置の全
体構成を示すブロック線図である。１は磁気記録するた
めのディスク円板であり、各面はデータ信号を記録する
ため複数個の扇状のセクタ２に等間隔に分割してある。

セクタの境界にはトラック番号とポジションエラー信号
から或り、ディスクの半径方向の特定の位置に磁気ヘッ
ド４を位置決めするためのセクタサーボ信号をあらかじ
め記録したセクタサーボ信号部３を設けてある。

この円板１はスピンドルモータ（図示せず）によって，
一定回転数で回転される。この円板１に対向して浮上す
る磁気ヘッド４が設けられている。

このうち或るヘッドが対応するディスクの所定のトラッ
クに追従位置決めされ、データ信号とセクタサーボ信号
を読み取る．このセクタサーボ信号は、円板１上に数百
μｓおき・に離散的に記録されているので、磁気ヘッド
４で読み取られるとサンプル時点毎にのみ存在する離散
時間信号となる。

この信号はサーボ信号復調回路５によって復調されて、
目標トラックに対する現サンプル時点の位置情報が求め
られる。この位置情報はＡＤ変換器６によってデイジタ
ル化され、位置制御回路７によって目標トラックに追従
位置決めするための操作量を求める。位置情報は離散時
間信号であるから、位置制御回路も離散時間信号を処理
するデイフタルコントローラとするのが有利である。離
散間のデイジタル信号の操作量はＤＡ変換器によ；で連
続時間のアナログ信号に変換され、パワアンＰ９によっ
て増幅され、ボイスコイルモータ１０を駆動制御する。

これによってキャリジＩＬが移動し、特定のヘッド４を
対応するディスクの目標トラックに追従位置決めする。

このとき、他のヘッドは、それに対応するディスク面の
その目標トラックに近いトラックに位置しているが、機
械的な精度や、熱変形によってヘッドによってわずかず
つずれた位置にある。しかし、セクタサーボ方式におい
ては、どのディスク面のどの目標トラックに対しても直
接そのトラックのセクタサーボ信号を用いて位置情報を
求めることにより、追従位置決めをする。このため、ヘ
ッド切換え指示回路１３から、ヘッド切換え信号をヘッ
ド切換え回路ｌ４に与え、データを読み書きするための
ヘッドを選択する。これによって，そのディスクの目標
トラックに位置決めするために必要なセクタサーボ信号
が得られるようになる。また、ヘッド切替え信号は位置
制御回路７にも与えられ，ヘッド切替え後の目標トラッ
クに対する位置情報のほかにヘッドを切換える前の目標
トラックに対する位置情報も用いて、位置制御の操作量
を算出するようにしている． 第２図は、目標トラックへ追従位置決めする位置制御の
ブロックダイヤグラムである。１４は位置決め機構の慣
性を表わすモデルであり、この出力がヘッドの現在位置
を表わしている。

このヘッドの現在位置を目標トラックの位置の位置偏差
が１５のように求められ、これがセクタサーボ信号によ
って１６のようにサンプルされ、離散的な位置情報ｅと
なる。これが常に零になるように離散時間の位置フィー
ドバック制御をする．このとき、ループ内に補償フイル
タ１７を入れて操作量ｍを算出する。この補償フィルタ
は、次の２次形をした離散時間の伝達関数で表わされる
ものとし、デイジタルコントローラによって実現される
。

ここで、ａｘ，ａ３，ｂｔｔ　ｂｚ，ｂｓはフイＩＩ／
タの特性を決める定数 この定数を設定することによって、位置制御の速応性，
減衰性，常定偏差などの制御性能を決めることができる
．すなわち、補償フィルタの特性によって目標トラック
へ追従する早さ及び精度が決まる。例えば，１４で表わ
される位置決め機構に対しては、補償フィルタの周波数
特性は、第３図のようなものとする．低周波数域に、位
相遅れ要素を入れることによって定常偏差を少なくし外
乱に強くし、また高周波数域に位相進み要素を入れるこ
とによって過渡応答を早くし減衰を良くすることが行な
われる。

第４図は，第２図，第３図に示した補償フィルタの構或
の一例を示すブロックダイヤグラムである．これをデイ
ジタルコントローラのソフトウェアとして実現すると、
次のような手順となる。通常目標トラックに追従位置決
めしているある時点ｋにおいて、位置情報と（ｋ）にも
とづいて、ｍ（ｋ）＝ｂＬＸｅ（ｋ）＋ｘｔ（ｋ）　　
　　　　・・・（２）ｘｔ（ｋ＋１）＝ｘ２（ｋ）＋ｂ
ｚＸｅ（ｋ）−ａｚ×ｍ（ｋ）・・・（３） ｘｚ（ｋ＋ｌ）＝ｂａＸｅ（ｋ）−ａａＸｍ（ｋ）−（
４）の手順で、操作量ｍ（ｋ）を算出する。ｘｔ，Ｘ２
はフィルタ演算の内部で用いる変数である。

ここで、ｘ　ｉ（　ｋ　＋　Ｉ　Ｌ　ｘ　ｚ（ｋ　＋１
　）は、次の時点（　ｋ　＋　’１　）において操作量
ｍ（ｋ＋１），ｘｔ（ｋ＋２）を算出するのに使用する
ため１時点後まで記憶しておく。これをサンプル時点毎
に一定のサンプル同期で繰り返す。

ヘッド切換え直後の時点をｋとすると、その時点におい
てそのディスクの目標トラックに対してのｘ（ｋ）が存
在していない。このため（２）式によつてｍ（ｋ）を算
出することはできない。

このとき、ヘッド切換え前の時点（ｋ−↓）において計
算したｘｘ（ｋ），，ｘｚ（ｋ）があるが、これはヘッ
ド切換え前のディスクの目標トラックに対する位置情報
によって算出したものであるので，これをそのまま用い
るのは正しくない。このため、仮りにｘｔ（ｋ），ｘｚ
（ｋ）を零とおいてｍ（ｋ）を算出するようなことが行
なわれる。これは，ヘッド切換え前の位置情報及び操作
量が全て零であるとしたことに相当する。

そこで本発明においては、第５図に示すような手順によ
って、ヘッドが切換った直後もより正確な位置情報を用
いて操作量を得られるようにする．第５図の上段は、ヘ
ッドが切換おる前の位置情報とから操作量ｍを算出する
手順であり、（２）　（３）（４）式に従ってヘッドが
切換ねるｌ時点前（ｋ−１）まで続行される。第５図の
下段のｋ時点以降は，ヘッドが切換った後の位置情報ｅ
ど操作量ｍを算出する手順であり、同じ＜　（２），　
（３），　（４）式に従ってｋ時点以降続行される。こ
こでｋ時点において必要なｘｘ（ｋ．），　ｘｘ（ｋ）
は実際上存在していないのであるが、第５図の下段の（
ｋ−１）時点までの部分に示したような演算を行って，
ｘ１（ｋ），ｘｚ（ｋ）を求める。このためには、切換
ったヘッドに関する仮想的な位置情報ｅが必要となるが
、これは次のような方法が考えられる。

（方法】） 切換え前のヘッドの位置情報ｅをそのまま、切換え後の
ヘッドの位置情報とする。

（方法２） 切換え直後のヘッドの位置情報ｅ（ｋ）が続いていたも
のとする。

（方法３） 切換え前のヘッドの位置情報ｅを、切換え直後のヘッド
の位置情報ｅによって修正する。

どの方法を採用するかは、装置の仕様，位置決め精度，
サンプル間隔，ヘッド切換えに伴う位置ずれ等を考慮し
て決めるが、（２）　（３）　（４　’）式の演算手順
には変わりがない。なお、ヘッド切換えの指令はいつ来
るかわがらないし、ヘッド切換え後の位置情報はその時
点にならなければ正確には得られないものであるから、
第１表の下段の（ｋ−１）時点までの位置情報？にもと
づいた演算は、ｋ時間において行う必要がある。このと
き、時間をさかのぼって前の情報が必要になるがこれを
全て実行するのは演算時間がかかり、精度の上がら得策
ではないので、適当な時点で打切ればよい。例えば，（
１）式で示したような次数の伝達関数であれば，たかだ
か（ｋ−２）時点あるいは（ｋ−３）時点までさかのぼ
って演算すれば十分である。このとき、不確定な変数は
全て零とおくしがない。

第６図は以上説明したヘッド切換えの手順と演算手順の
関係を示すタイムチャートである。サンプル時点（ｋ−
１）までは切換え前のヘッドにおいて、位置情報ｅ（ｋ
−１）・・・にもとづいた通常通りの位置制御が行なわ
れる。サンプル時点（ｋ一１）とサンプル時点ｋの間で
ヘッド切換えの指示が与えられヘッドの切換えが行なわ
れる。そしてｋ時点において新しく位置情報ｅ　（ｋ）
が得られる。しかし、これとは無関係にヘッド切換え前
の位置制御が続行しているのであるから、この位埴は通
常よりも大きくずれている可能性が高い。そしてこの位
置情報ｅ　（ｋ）だけにもとづいて、改めてｋ時点の位
置制御を行うとこれが整定するまでに時間がかかる場合
がある。そこで、ｋ−１時点までの仮想的な位置情報ｅ
を用いて、ｋ時点の位置制御を行えば、整定する時間を
短縮できる。ｋ一１時点までの仮想的に位置情報ｅは，
ヘッド切換え前の所定セクタ前までの位置情報ｅとヘッ
ド切換え後の位置情報ｅ　（ｋ）とを用いて決める。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘッドを切換えた直後にその目標トラ
ックに対する位置情報のほかに、ヘッドを切換える前の
目標トラックに対する位置情報も用いて、位置制御の操
作量を算出できるので、ヘッドを切換えに直後から適正
に近い操作量を算出できる。この結果、目標トラックに
追従位置決めするための時間を短くすることができるの
で、磁気ヘッドを切換えて記録信号の読み書きするに際
しての待ち時間を短くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスク装置の位置制
御装置の全体構戒を示すブロック線図、第２図は位置制
御の構或を示すブロックダイヤグラム、第３図は位置制
御の補償フィルタの周波数特性を表わす図、第４図は補
償フィルタの構成を表わすブロックダイヤグラム、第５
図は動作説明のための図、第６図は本発明の位置制御装
置の動作を説明する説明図である。 １・・・ディスク円板、２・・・セクタ、３・・・セク
タサーボ信号部、４・・・ヘッド、５・・・サーボ信号
復調回路、６・・・ＡＤ変換器、７・・・位置制御回路
、８・・・ＤＡ変換器、９・・・パワーアンプ、１０・
・・ボイスコイルモータ、１１・・・キャリジ、１２・
・・ヘッド切換指示回路、工３，．・ヘッド切換回路、
１４・・位置決機のモ１ 第 ３ 口 ６ ４ 国

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セクタサーボ方式によつて磁気ヘッドを目標トラッ
   クに追従位置決めする磁気ディスク装置において、或る
   データ面の目標トラックに追従位置決めしているヘッド
   から他のデータ面のヘッドに切換えてそのデータ面の目
   標トラックに位置決めするに際して、ヘッド切換え前の
   ヘッドの所定セクタ前までの位置情報とヘッド切換え後
   のヘッドの位置情報とからヘッド切換後のヘッドのヘッ
   ド切換前の所定セクタ前までの位置情報を推定しこれを
   用いて仮の操作量を算出し、これにもとづいてヘッド切
   換後の操作量を算出することを特徴とする磁気ディスク
   装置の位置制御装置。