JPH071610B2

JPH071610B2 - デイスク装置

Info

Publication number: JPH071610B2
Application number: JP63200307A
Authority: JP
Inventors: ステフアン・エフ・エイデル; マイケル・リイー・ワークマン; ケニス・グレゴリイ・ヤマモト; マンテル・マンーホン・ユウ
Original assignee: インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: EP0308069B1; US4835633A; DE3855647D1; EP0308069A3; DE3855647T2; EP0308069A2; JPS6476471A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、読み書きヘッドの位置決めにボイス・コイル
・モータ（VCM）のアクチュエータを使用するタイプ
の、データ記録用ディスク・ファイルの読み書きヘッド
位置決め用サーボ制御システムに関する。より具体的に
は、本発明は、ヘッドの加速度をボイス・コイル・モー
タへの印加電流と関係づける加速度係数を計算し、この
計算した加速度係数を制御信号の計算の一部として利用
する、ディジタル式サーボ制御システムに関する。

B.従来技術ディスク・ファイルは、情報を含む同心データ・トラッ
クを備えた回転可能なディスクと、様々のトラック上で
データを読み書きするヘッドと、ヘッドを所望のトラッ
クまで移動させそれを読取り操作または書込み操作の間
中トラック中心線の上方に維持するための支持アーム・
アセンブリによってヘッドに接続されたアクチュエータ
とを利用する、情報記憶装置である。ヘッドを所望のト
ラックまで移動させることはトラック・アクセシングま
たは「シーク」と呼ばれ、読取り操作または書込み操作
中にヘッドを所望のトラック中心線の上方に維持させる
ことはトラック「追従」と呼ばれる。

アクチュエータは、通常は、永久磁石固定子の磁界中を
移動できるコイルを含む、「ボイス・コイル・モータ」
（VCM）である。ボイス・コイル・モータに電流を印加
すると、コイルが、したがって付属ヘッドも半径方向に
移動する。コイルの加速度は印加電流に比例するので、
理想的な場合、ヘッドが所望のトラックの上方で完全に
停止している場合、コイルに電流が流れない。

ディスク上のデータ・トラックが比較的高密度なディス
ク・ファイルでは、読取り操作または書込み操作中にヘ
ッドを所望のトラックの中心線上方で精密に維持するサ
ーボ制御システムを組み込む必要がある。それを実現す
るには、専用サーボ・ディスク上に、またはデータ・デ
ィスク上のデータの間にある角度をおいて隔置されたセ
クタ上に事前に記録されたサーボ情報を利用する。読み
書きヘッド（専用サーボ・ディスクを使用する場合は、
専用サーボ・ヘッド）によって感知されたサーボ情報を
復調して、最も近いトラック中心線からのヘッドの位置
誤差を示す位置誤差信号（PES）を発生する。位置誤差
信号の値をサーボ制御システムが使って、トラック追従
中にトラック中心線の上方にヘッドを位置決めし直すた
めの制御信号を発生させ、ボイス・コイル・モータに送
る。位置誤差信号と目標トラック信号の両方をサーボ制
御システムが使って、トラック・シーク中、トラックか
らトラックへとヘッドを移動させるための制御信号を発
生させ、ボイス・コイル・モータに送る。

ボイス・コイル・モータへの制御信号の値を決めるに
は、ボイス・コイル・モータに印加される電流と、ヘッ
ドが取り付けられている可動コイルの加速度との関係を
知る必要がある。この関係は、単位入力電流当たりのコ
イルの加速度を定義する加速度係数（Kf/M）によって与
えられる。用語Kfは、コイルに印加される力を単位入力
電流当たりに換算する力係数であり、Ｍは、ボイス・コ
イル・モータの可動部分（すなわち、コイル、コイル支
持体、軸受け）及び付属のヘッド／アーム・アセンブリ
の質量である。特定のディスク・ファイルのKfの名目値
は、磁石構造体とコイルの間の間隙の磁束密度、磁束に
曝されているコイル・ターンの長さ、コイルの巻数、及
びコイルを形成する金属線の太さの名目値から求める。
これらの各パラメータはその名目値の付近に許容差をも
つので、特定のボイス・コイル・モータのKfの実際値
も、名目値の付近に許容差をもつ。同様に、質量Ｍもあ
る名目値の付近に許容差をもつ。したがって、設計が同
じ別のボイス・コイル・モータは、１つずつ実際のKf/M
が異なることになる。Kf/Mが独自の値をとる各ボイス・
コイル・モータ用の別々のサーボ制御システムを設計す
るのは実現不可能なので、従来技術のサーボ制御システ
ムはKf/Mの一定な名目値の付近で設計されてきた。

ディスク・ファイル間の名目加速度係数Kf/Mの変動に加
えて、力係数Kfの値も、ヘッド位置に直接対応するボイ
ス・コイル・モータ中の可動コイルの位置に応じて変わ
ることがある。従来技術のディスク・ファイルでは、サ
ーボ制御システムがヘッド位置によるKfの変動を補正す
ることはできない。このため、ボイス・コイル・モータ
設計で、Kfをヘッド位置にかかわらず一定にすることが
重要な問題であった。これは、磁石構造体とコイルの間
の間隙を先細形にしたり磁石構造体の中心極から物質を
除去するなど、ボイス・コイル・モータの構造を修正す
ることによって実現されてきた。

ディジタル式ディスク・ファイル・サーボ制御システム
における最近の発展は、本出願人の米国特許第4679103
号明細書に記載されているように、アクチュエータに送
る制御信号を算出する一部として状態推定アルゴリズム
を使ってヘッドの位置と速度を推定する、ディジタル式
サーボ制御システムである。この種のシステムでは、マ
イクロプロセッサが、個々のサンプリング時に、位置誤
差及びアクチュエータ入力電流に対応するディジタル値
を受け取って、状態推定アルゴリズムを使ってディジタ
ル制御信号を算定する。次いで、ディジタル制御信号を
アナログ信号に変換して増幅し、新たなアクチュエータ
入力電流を生成する。このようなディジタル式サーボ制
御システムで制御しようとする実プラントの状態を推定
する方法は、フランクリン（Franklin）とパウエル（Po
well）の共著「動的システムのディジタル制御（Digita
l Control of Dynamic System）」アディソン・ウェズ
レー出版社（Addison−Wesley Publishing Co.）、1983
年刊の第６章、131〜139ページにその誘導方法が記載さ
れている、推定定数を使う必要がある。ディスク・ファ
イルの場合、これらの推定定数は、ボイス・コイル・モ
ータ用電力増幅器の利得、位置誤差信号利得、位置誤差
信号サンプリング間隙、ボイス・コイル・モータの可動
部分と付属のヘッド／アーム・アセンブリの質量、ボイ
ス・コイル・モータの力の定数など、ディスク・ファイ
ルの若干の物理的パラメータの値に依存する。

C.発明が解決しようとす問題点推定定数は、それを決定するもとになる物理パラメータ
が一般に不変なので、一般に「定数」と呼ばれる。ただ
し、今述べたように、加速度係数は一定でなくディスク
・ファイルごとに変動し、ボイス・コイル・モータの力
係数はディスク・ファイル中のヘッド位置に応じて変動
する。米国特許第4679103号明細書に記載されている特
定のタイプのディジタル式サーボ制御システムを備えた
ディスク・ファイルでは、推定定数を決めるためだけで
なく、通常のディスク・ファイルにおけるボイス・コイ
ル・モータ制御信号の値を決めるためにも加速度係数が
必要なので、Kf/Mの一定な名目値を使用すると、発生す
る制御信号の値に誤差が生じる。この制御信号の誤差に
より、ヘッドがトラック相互間を移動するときヘッドは
目標トラックに届かなかったり行き過ぎたりし、その結
果ヘッドが目標トラックの中心線に達するのが許容でき
ないほど遅れたり、シーク誤差が生じたりする。

D.問題点を解決するための手段本発明は、実際の加速度を計算し、この実際値を制御信
号の計算中に使用する、ディジタル式サーボ制御システ
ムを備えたディスク・ファイルに関するものである。

ディスク・ファイルは、名目加速度係数（Kf/M）_NOMを
記憶しておく記憶装置を含んでいる。この名目加速度係
数は、名目ディスク・ファイル中のデータ・トラックの
中間帯域（mid-band range）で求めた平均加速度係数に
等しい。記憶装置は、また、名目加速度係数をヘッド位
置の関数としてプロットした多項曲線を表わす多項係数
である、定数類も記憶する。ディスク・ファイルのパワ
ー・オン後に、またはその後の再ゼロ初期設定手順中
に、データ・トラックの中間帯域の上方で順方向及び逆
方向シークが行なわれる。これらのシーク中に、ヘッド
速度及びボイス・コイル・モータの情報を集めて、それ
を使ってデータ・トラックの中間帯域での測定加速度係
数（Kf/M）_MESを算出する。次いで、（Kf/M）_MES/（Kf/
M）_NOMの比を算出して記憶する。その後、ディスク・フ
ァイルがシークを実行するごとに、（Kf/M）_MES/（Kf/
M）_NOMと記憶されている多項係数と実際のヘッド位置と
から実際のKf/Mを計算する。シーク中、ヘッド位置が急
速に変化しているときは、制御信号アルゴリズムの各サ
イクル中にこの計算を実行し、制御信号を計算するたび
にKf/Mの実際値が使われるようにする。

本発明の本質及び利点をより完全に理解するために、添
付図面に則して行なった下記の詳細な説明を参照された
い。

E.実施例まず、第１図は、本発明が適用できるディジタル式サー
ボ制御システムの簡略化した構成図である。一対のディ
スク10、12がディスク・ファイル用駆動モータ16の回転
軸14上で支持されている、各ディスク10、12は、それぞ
れ２つの面20、22及び24、26を備えている。説明の都合
上、ディスク10の面20及びディスク12の面24、26はデー
タ記録面とし、ディスク10の面22は専用サーボ面で事前
に記録したサーボ情報だけを含むものとする。ディスク
10上のサーボ情報は、同心トラックに記録され、位置情
報は、通常、サーボ面22上の隣接するサーボ・トラック
同志の中間が、面20、24、26のデータ・トラックの中心
線と半径方向に位置合せされるように書き込まれる。

データ・ディスク及びサーボ・ディスク上の特定のブロ
ックは、ヘッド30、32、34、36によってアクセスされ
る。これらのヘッドは、それぞれが当該ディスク面と関
連し、付随のアーム・アセンブリによって支持されてい
る。ヘッド30、32、34、36は共通のアクセス手段、すな
わちボイス・コイル・モータ40などのアクチュエータに
取り付けられている。したがって、ヘッド30、32、34、
36はすべて、その当該ディスク面上の半径方向位置に関
して、相互に固定した相対位置関係を保持している。

サーボ・ヘッド32によって読み取られた信号は増幅器42
に入力され、次いで復調器44に入力される。本発明は数
多くの種類のどのサーボ・パターンやサーボ信号復調技
法でも実施できるが、本明細書で記載するサーボ制御シ
ステムは、米国特許第4679103号明細書やIBMテクニカル
・ディスクロージャ・ブルテン、Vol.21、No.2、1978年
７月、の804〜805ページに記載されているような２相
（Quadrature Servo）パターンを利用している。サーボ
面22上の２相パターン中のサーボ位置情報は復調器44で
復調され、第１図に示すように、第１相（PESP）及び第
２相（PESQ）と名付けた２つの別々のアナログ波形を発
生させる。復調器44からのアナログPESP及びPESQ信号
が、それぞれアナログ・ディジタル変換器88、89に送ら
れる。任意のサンプリング時間のPESP及びPESQの離散値
をPESP（ｎ）及びPESQ（ｎ）で表わす。ただし、ｎは各
ディジタル・サンプリングの時間指標である。

マイクロプロセッサ80は、データ・バス84及び適当なア
ドレス・バス（図示せず）によって、読み書き記憶装置
（RAM）82やプログラマブル読取り専用記憶装置（PRO
M）83など適当な記憶装置に接続される。マイクロプロ
セッサ80は、第4679103号特許明細書に記載されている
ように、制御信号アルゴリズムを用いて制御信号ｕ
（ｎ）を発生させる。制御信号ｕ（ｎ）はディジタル・
アナログ変換器（DAC）92に出力され、電力増幅器98で
増幅されてボイス・コイル・モータ40へのアナログ電流
ｉ（ｔ）を発生させる。アナログ電流ｉ（ｔ）はアナロ
グ・ディジタル（A/D）変換器90にフィード・バックさ
れ、後者からマイクロプロセッサ80にディジタル電流信
号ｉ（ｎ）が供給される。したがって、マイクロプロセ
ッサ80は、離散的サンプリング時間に、ディジタル・ア
クチュエータ電流ｉ（ｎ）とディジタル・ヘッド位置誤
差信号PESP（ｎ）及びPESQ（ｎ）を入力として受け取
る。マイクロプロセッサ80は、米国特許第4679103号明
細書に記載されているように、通常の論理を用いて、PE
SP（ｎ）及びPESQ（ｎ）の値から実際位置誤差信号PES
（ｎ）を算出する。

前述のように、復調器44は２相サーボ・パターン中の位
置情報を復調して、アナログ信号PESP及びPESQを発生さ
せる。復調器44は、また、２相サーボ・パターンの同期
域からタイミング情報を受け取ってPESクロック信号を
出力する同期検出回路45を含んでいる。PESクロック信
号は、同期検出回路45から２相サーボ・パターン中の同
期域がサーボ・ヘッド32の下を通過する速度に対応する
周波数で出力される。PESクロック信号は同期検出回路4
5からサンプリング用クロック発生機構65に入力され、
後者からマイクロプロセッサ80に割込み信号が供給され
る。サンプリング用クロック発生機構65はディジタル・
カウンタでよく、PESクロック周波数を一定値で割ってP
ESクロックの入力周波数よりもかなりゆっくりとした周
波数で割込み信号を生成する。マイクロプロセッサ80に
割込み信号が入るごとに、制御信号アルゴリズムが開始
して、制御信号ｕ（ｎ）を出力させる。

次に、第２図には、ボイス・コイル・モータ40の概略図
が示されている。ボイス・コイル・モータ40は、一般
に、可動部49及び磁石構造体52を含んでいる。ボイス・
コイル・モータの可動部49は、コイル支持体53上に巻か
れたコイル50、及びヘッドがディスク面を横切って直線
運動をするように固定ガード・レール（図示せず）上に
乗っている軸受けアセンブリ（図示せず）を含んでい
る。ヘッド30、32、34、36（第１図）及びその付随のア
ーム・アセンブリ70が、コイル支持体53に取り付けられ
ている。磁石構造体52は、永久磁石54、55、中心極56、
磁束の帰路となる外側支持体57を含んでいる。

コイル50と磁石構造体52の間の間隙58に磁束が存在する
とき、コイル50中に電流が発生すると、生じた力によっ
てコイルが加速される。この力の値は次によって与えら
れる。

Ｆ＝K₀＊Sum（Lj＊Ｉ＊Bj）；ｊ＝１、Ｎただし、 K₀＝比例定数（装置に依存する）、 Bj＝ｊ番目のコイル・ターンの磁束密度（単位テス
ラ）、 Lj＝磁束に曝されているｊ番目のコイル・ターンの長さ
（単位メートル）、Ｉ＝コイル電流（単位アンペア）、Ｎ＝コイルの巻数。

したがって、ボイス・コイル・モータの力係数は次のよ
うになる。

Kf＝F/I＝K₀＊Ｎ＊Ｌ＊Sum（Bj）ｊ＝１、Ｎここで、加速係数はKf/Mである。ただし、Ｍはボイス・
コイル・モータ40の可動部分49と付属のヘッド／アーム
・アセンブリの質量である。

前述のように、米国特許第4679103号明細書に記載され
ているような状態推定アルゴリズムを利用したディジタ
ル式サーボ制御システムを備えたディスク・ファイルだ
けでなく、通常のサーボ制御システムを備えたディスク
・ファイルでも、制御信号を正確に発生させるには、加
速度係数Kf/Mの値を知らなければならない。通常のディ
スク・ファイルの場合、加速度係数は、次の関係式が示
すように、ヘッドの加速度を直接制御信号の値に関係づ
けるものなので、それを知らなければならない。

ａ（ｔ）＝Kf/M＊ｉ（ｔ）ただし、ａ（ｔ）＝ヘッドの加速度ｉ（ｔ）＝制御信号ｕ（ｔ）から生じるコイル電流の値Ｍ＝ボイス・コイル・モータの可動部分と付属のヘッド
／アーム・アセンブリの質量ディジタル式サーボ制御システムの一部をなす状態推定
アルゴリズムを備えたディスクの場合、加速度係数は、
ヘッド位置、速度、加速度の推定値を算出するのに重要
である。前に指摘したように、加速度係数（Kf/M）は一
定でなく、力係数Kf及び質量Ｍが機械ごとに変動するた
めに名目値に対して、またKfがヘッド位置に応じて変動
するためにヘッド位置に対して変動する。トラック追従
中、実際のKf/Mがシステム設計の基準とした名目Kf/Mと
異なる場合には、サーボ制御システムの性能は最適値よ
り低くなる。トラック・シーク中、制御信号を連続的に
計算する間にKf/Mが一定に保たれる場合には、状態推定
機構によって予測されるヘッド速度が、そのときの実際
のヘッド速度よりも高かったり低かったりする。その結
果、ヘッドは許容できないほど目標トラックに届かなか
ったり行き過ぎたりし、したがってアクチュエータのア
クセス時間が著しく増大する。

次に、特定のディスク・ファイルについて実際のKf/Mを
計算する方法を、第３図を参照しながら説明する。第３
図中の破線は、位置をトラック単位で示した、名目加速
度係数とヘッド位置の関係を示すグラフである。この関
係は、実験的にディスク・ファイルのサンプルをテスト
することにより、またはボイス・コイル・モータの既知
の値に基づいて計算することにより、求められる。第３
図中の実線は、特定のディスク・ファイルについて実際
の加速度係数とヘッド位置の関係を示したグラフであ
る。加速度係数とヘッド位置の関係は、名目ボイス・コ
イル・モータでも実際のボイス・コイル・モータでも共
に、同じ全体的形状を呈している。ただし、この２本の
曲線は、名目加速度係数と実際の加速度係数の差に等し
い量だけずれている。この差は、ヘッド位置にかかわら
ず、ほぼ一定値である。

本発明では、名目加速度係数（Kf/M）_NOMをデータ・ト
ラックのほぼ中間帯域での加速度係数となるように選
ぶ。この帯域は力係数のヘッド位置に応じた変動が最小
となる範囲である。この名目加速度係数の値が、プログ
ラマブルROM83中に記憶され、すべてのディスク・ファ
イルについて同じ値をとる。たとえば、第３図に示すよ
うに、プログラマブルROM83中に記憶されている（Kf/
M）_NOMの値は、トラック400と1200の間での平均名目加
速度係数であり、任意単位で約0.985の値をとる。

ディスク・ファイル・サーボ制御システムが初期設定さ
れる（「再ゼロ」と呼ぶ）ごとに、実際の加速度係数
（Kf/M）_MESを求めるための計算が行なわれる。ディス
ク・ファイルを最初にパワー・オンするたびに、またユ
ーザが選んだ他のときに、再ゼロが行なわれる。再ゼロ
過程の一部として、トラック400と1200の間で順方向シ
ークが実行される。シーク中、ボイス・コイル・モータ
電流の値からバイアス力による成分を引いた差が、制御
信号を計算するたびに加えられ、この和がRAM82に記憶
される（バイアス力による等価電流は“We"と呼ばれ、
米国特許第4679103号明細書に記載されているやり方や
状態推定量によって与えられる）。シークの加速部分が
終了すると、推定速度もRAM82に記憶される。ここで、
トラック400と1200の間での平均加速度係数に当たる、
実際の測定加速度係数（Kf/M）_MESは次式で与えられ
る。つまり、ただし、Ｑ＝シークの加速部分の間に生じるサンプル（計算）の
数、ｖ（Ｑ）＝Ｑ番目のサンプルの速度、 is（ｋ）＝ｋ番目のサンプルでの、実際のボイス・コイ
ル・モータ電流からバイアス力による等価電流を引いた
差、 Ts＝位置誤差信号サンプリング時間ｖ（Ｑ）の項は、終端速度であり、シーク時にわたるヘ
ッド加速度の積分に等しい。ただし、積分単位は「サン
プル」であり、各サンプルは位置誤差信号サンプリング
時間T₅に等しい。

したがって、ｖ（Ｑ）＝Ts＊Sum a（ｋ）ｋ＝１、Ｑただし、ａ
（ｋ）＝（Kf/M）＊is（ｋ） Tsは一定であり、Kf/Mもトラックの中間帯域にわたって
一定と仮定されるので、ｖ（Ｑ）＝（Kf/M）＊Ts＊Sum is（ｋ）ｋ＝１、Ｑこれから、（Kf/M）_MESに対する上記の式が得られる。
上記の技法で、ｖ（Ｑ）の項はＱ番目のサンプル中の状
態推定量から得られる。ただし、電気的または機械的回
転速度計を使ってヘッド速度を測定する通常のディスク
・ファイルでも実際速度を得ることができる。

好ましい実施例では、シークを逆方向でも実行して、
（Kf/M）_MESを計算する。この両方の値を平均して実際
の（Kf/M）_MESを求め、それを使ってプログラマブルROM
83中に記憶されている名目（Kf/M）_NOMを補正する。

次いで、算出した（Kf/M）_MESを使って、次のようにし
てヘッド位置ｘの関数として実際のKf/Mを求める。第３
図の破線が示すように、名目力係数と位置の関係を示す
式は、次の多項式で表わすことができる。

（Kf/M）_NOM（ｘ）＝Ax²＋Bx＋Ｃこの多項式は、実際の測定データを名目ボイス・コイル
・モータに当てはめた曲線である。名目ボイス・コイル
・モータについてこうした測定を行なった後、多項式の
係数Ａ、Ｂ、ＣをプログラマブルROM83中に記憶する。
これらの係数は、各ディスク・ファイルで同一である。
トラック・シーク中、各ヘッド位置ごとに、多項係数、
ヘッド位置ｘ、中間帯域での測定加速度係数と実際加速
度係数の比（Kf/M）_MES/（Kf/M）_NOMから、実際のKf/M
を計算する。第３図から、名目加速度係数（破線）と実
際加速度係数（実線）の関数は同じ形をとるので、この
２つの関数を単に係数Ｃの変化だけで関係づけることが
できる。

すなわち、（Kf/M）（ｘ）＝Ax²＋Bx＋Ｃ＊（Kf/M）_MES/（Kf/M）_NOM ヘッド位置ｘは、状態推定アルゴリズムを使用した結果
として、または従来技術のディスク・ファイルで普通行
なわれているように位置誤差信号を変調してトラック交
差パルスを発生させることにより、マイクロプロセッサ
80がそれを利用できる。制御信号の各計算サイクル中に
Ａ、Ｂ、Ｃの係数をプログラマブルROM83から呼び出
し、（Kf/M）_MES/（Kf/M）_NOMの項をRAM82から呼び出
す。マイクロプロセッサ80でKf/Mを計算し、それを制御
信号計算の一部として利用する。

状態推定機構を備えたディジタル式サーボ制御システム
で制御信号を修正する方法が、第４図に示されている。
Ｈ（ｘ）ブロックは、（Kf/M）（ｘ）／（Kf/M）_NOMで
あり、制御下のボイス・コイル・モータの加速度係数の
変動を表わす。ｈ（ｘ）ブロックも（Kf/M）（ｘ）／
（Kf/M）_NOMであり、制御信号に対する修正を表わす。
この修正は、推定機構へのボイス・コイル・モータ入力
（ヘッド位置“x"、速度“v"、加速度“a"）に名目ボイ
ス・コイル・モータからの入力をより厳密に表わすよう
にさせる。無修正制御信号“u"は、推定機構への入力で
ある。推定機構中のｈ（ｘ）ブロックは、電力増幅器か
らの出力に作用して、制御信号に対するｈ（ｘ）修正を
補償する。したがって、この実施例では、状態推定機構
は、推定定数を少しも修正せずに、名目状態推定機構と
して機能する。これが可能なのは、制御信号をｈ（ｘ）
で修正してボイス・コイル・モータがKf/Mの一定値を有
する名目ボイス・コイル・モータとして振る舞うように
させるためである。別法として、推定定数を実際のKf/M
に基づいて計算することにより、それらを各サンプリン
グ中に修正することも可能である。その結果、制御信号
が修正される。ただし、推定定数を修正すると、システ
ムの伝達関数が名目設計から変化し、したがってボイス
・コイル・モータの性能も変わるので、これは好ましい
手法ではない。

サーボ制御システムの改善された性能が、第５図に示さ
れている。破線は、実際のKf/Mが名目Kfより約６％小さ
く、制御信号の計算中に一定なKf/Mの名目値を使用す
る、ディスク・ファイルの全行程シークの場合に、ヘッ
ドが目標トラックに達する様子を表わす。実線は、Kf/M
が６％小さいが、全行程シーク中に制御信号アルゴリズ
ムの各サイクルごとに実際のKf/Mを上記の方法で計算し
た、ディスク・ファイルの全行程シークの場合に、ヘッ
ドが目標トラックに達する様子を表わす。第５図に示す
ように、本発明を利用すると、ヘッドは、制御信号の計
算に一定なKf/Mの名目値を使用した場合よりも約0.8ミ
リ秒早く、目標トラックの中心線に達する。

好ましい実施例では、名目Kf/Mの関係式をｘの関数とし
て表わすために、多項係数Ａ、Ｂ、Ｃだけを記憶し、そ
れによってディスク・ファイル中の必要な記憶場所を最
小にするが、Kf/M計算の複雑さを最小にするために、ル
ックアップ・テーブルの形などで様々なヘッド位置に対
する比較的多数のKf/M値を与えることも、本発明の範囲
内に含まれる。

F.発明の効果本発明では、制御信号の計算に実際のKf/Mを使用するの
で、トラック・シーク中にヘッドが目標トラックに達す
る時間が大幅に改善される。その上、ディスク・ファイ
ルごとのKf/Mの変動はディジタル式サーボ制御システム
によって自動的に補正されるので、ボイス・コイル・モ
ータをより粗い許容差で製造することができ、したがっ
て製造コストが下がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を使用できるディジタル式サーボ制御
システムの構成図である。第２図は、代表的なディスク・ファイル用ボイス・コイ
ル・モータの概略部分断面図である。第３図は、名目力係数及び実際力係数をヘッド位置の関
数として表わした曲線である。第４図は、状態推定機構を備えたディジタル・ラプラス
変換形サーボ制御システム中での制御信号に対する修正
を表わした構成図である。第５図は、名目値より小さなKf/M値をもつディスク・フ
ァイルで本発明を使用した場合と使用しない場合のヘッ
ド到着軌跡の比較図である。 40……ボイス・コイル・モータ、42……増幅器、44……
復調器、65……サンプリング用クロック発生装置、80…
…マイクロプロセッサ、82……RAM、83……プログラマ
ブルROM、84……データ・バス、88、89、90……アナロ
グ・ディジタル変換器、92……ディジタル・アナログ変
換器、98……電力増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ケニス・グレゴリイ・ヤマモトアメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ホセ、マカテ・サークル5541番地 (72)発明者マンテル・マンーホン・ユウアメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ホセ、キヤピタンシージヨス・ドライブ1596 番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の同心トラックを有しサーボ情報を含
む回転可能なディスクと、前記ディスクからサンプリング時に前記サーボ情報を読
み取るヘッドと、前記サーボ情報からヘッド位置誤差信号を発生する手段
と、前記ヘッド位置誤差信号に基づいて前記ヘッドが取り付
けられたボイス・コイル・モータを駆動するボイス・コ
イル電流の値を計算し、該電流で制御される前記ボイス
・コイル・モータにより前記ヘッドを位置決めする制御
装置と、を有するディスク装置において、前記ヘッドの速度及び前記ボイス・コイル・モータのボ
イス・コイル電流の前記サンプリング時における値を記
憶させる手段と、前記記憶された速度値及び電流値から前記ヘッドの加速
度を前記ボイス・コイル・モータへの駆動電流と関係づ
ける係数を求める手段と、前記位置誤差信号に基づくボイス・コイル電流の計算に
おいて前記係数により前記駆動電流を修正する手段と、設けたことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】前記記憶させる手段が異なるトラックにお
ける前記速度値及び電流値を記憶させ、これに基づき前
記係数を求める手段が異なるトラックにおける前記係数
を求めることを特徴とするディスク装置。