JPH0757409A - データ記録再生装置及びヘッド位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドを移動させるキャリッジを回動させる
際に発生する反発力の影響をなくして前記ヘッドの位置
決めを円滑且つ精度よく行うこと。 【構成】 位置情報出力部２１から得られる目標シリン
ダの位置情報と、ヘッド８、アンプ１０、Ａ／Ｄ変換器
１１経由で入力される前記ヘッドの現在位置情報との誤
差量を減算器２２により得、これを安定化補償部２３を
介して加算部２４に出力する。反発力算出部２５はＡ／
Ｄ変換器１１から得られる前記ヘッド８の目標シリンダ
中芯からのずれ量に対応したキャリッジ７の反発力を算
出し、この反発力に応じた補正制御量を前記加算器２４
に出力して、前記誤差量に加算する。この誤差量がＤ／
Ａ変換器５を介してドライバ回路５に入力され、ボイス
コイルモータ６を駆動してキャリッジ７を移動し、ヘッ
ド８を目標シリンダの中芯に位置させる。これにより、
キャリッジ７の反発力の影響をなくしてヘッド８の位置
決めを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘッドをメディア上の目
標のエリアまで移動させ、この目標エリアに対してデー
タの読み書きを前記ヘッドにより行なう磁気ディスク装
置のようなデータ記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ記録再生装置の一種である
磁気ディスク装置にてデータの読み書きを行なう場合、
装置のサーボ系はヘッドを磁気ディスク（メディア）上
の目標トラックの近傍まで速度制御で移動した後、更に
前記ヘッドを位置決め制御で目標シリンダの中芯に移動
して前記ヘッドの位置決めを行なう。この位置決め制御
時、目標シリンダの位置情報がハードディスクコントロ
ーラ（ＨＤＣ）から与えられるため、前記磁気ディスク
から前記ヘッドにより読み出されるこのヘッドの位置情
報と前記目標シリンダの位置情報との誤差量が求めら
れ、この誤差量が安定化補償フィルタで位相及びゲイン
補償されて位置制御量となってドライバ回路に与えられ
る。このドライバ回路は前記位置制御量に対応する電流
を前記誤差量が０になる方向でボイスコイルモータに流
すため、ボイスコイルモータは前記電流量に応じてキャ
リッジを回動させて、このキャリッジの先端に取り付け
られているヘッドを目標シリンダの中芯に位置決めす
る。

【０００３】ところで、上記のような方法でヘッドの位
置決め制御を行なつた場合、キャリッジを支持している
ボールベアリング等の摩擦の影響でボイスコイルモータ
がキャリッジを回動させようとした時に、この回動方向
に対して前記キャリッジを押し戻す方向の反発力が発生
し、この反発力が原因でヘッドの移動振幅量に依存して
前記位置制御系のゲインが低周波領域で低下してしまう
という問題が生じる。この理由を別の面から述べると、
従来の制御系では、前記キャリッジを回動させる時に発
生する反発力を考慮せずに前記ヘッドの位置決め制御量
が作成されているため、前記キャリッジを回動させる力
が不足気味になって、上記問題が生じ、位置決め精度が
悪化してしまうという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の磁
気ディスク装置では、ヘッドを磁気ディスク上の目標ト
ラックの中芯に位置決め制御する際に、キャリッジを支
持しているボールベアリング等の摩擦力等が原因で発生
する反発力を考慮して位置決め制御量が決定されていな
いため、ヘッドの移動振幅量に依存して前記ヘッドの位
置制御系のゲインが低周波領域で低下することより、位
置決め精度が悪化してしまうという欠点があった。

【０００５】そこで本発明は上記の欠点を除去し、ヘッ
ドを移動させるキャリッジを回動させる際に発生する反
発力を考慮して決定された位置決め制御量を用いてヘッ
ドの位置決めを行うことにより、前記ヘッドの位置決め
を円滑且つ精度よく行うことができるデータ記録再生装
置及びヘッド位置決め制御方法を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持したヘッ
ドをメデイアに沿って移動させる支持体と、この支持体
を動かして前記ヘッドを前記メディアの目標位置に位置
決めする制御系を有するデータ記録再生装置において、
前記ヘッドが位置する位置情報を同ヘッドを用いて前記
メデイアから読み出す位置情報取得手段と、この位置情
報取得手段によって得られた位置情報から前記ヘッドの
目標位置からのずれ量を算出するずれ量算出手段と、こ
のずれ量算出手段から得られるずれ量から前記支持体を
動かす時に発生する反発力の大きさを算出する反発力算
出手段と、この反発力算出手段により得られる反発力か
ら前記ヘッドを前記メディア上の目標位置に位置決めす
る際の位置制御量を、前記反発力の影響を受けないよう
に補正する補正制御量を作成する補正制御量作成手段
と、この補正制御量作成手段により作成された補正制御
量により前記位置制御量を補正し、これを用いて前記ヘ
ッドの目標位置への位置決めを行う構成を有する。

【０００７】

【作用】本発明のデータ記録再生装置において、位置情
報取得手段はヘッドが位置する位置情報を同ヘッドを用
いてメデイアから読み出す。ずれ量算出手段は前記位置
情報取得手段によって得られた位置情報から前記ヘッド
の目標位置からのずれ量を算出する。反発力算出手段は
前記ずれ量算出手段から得られるずれ量から前記支持体
を動かす時に発生する反発力の大きさを算出する。補正
制御量作成手段は前記反発力算出手段により得られる反
発力から前記ヘッドを前記メディア上の目標位置に位置
決めする際の位置制御量を、前記反発力の影響を受けな
いように補正する補正制御量を作成する。前記補正制御
量作成手段により作成された補正制御量をにより前記位
置制御量を補正し、これを用いて前記ヘッドの目標位置
への位置決めが行われる。これにより、ヘッドの位置決
め制御時に支持体の反発力の影響を受けずに前記ヘッド
を目標位置に円滑且つ精度よく位置決めすることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明のデータ記録再生装置の一実施例
を示したブロック図である。１はホストシステム３０と
の間のデータ更新や磁気ディスク９に対してのデータの
読み書き制御を行うコントローラ（ＨＤＣ）、２は磁気
ディスク９上の目標シリンダにヘッド８を速度制御で近
接させた後、同ヘッドを目標シリンダの中芯に位置決め
するための位置制御を行うマイクロプロセッサ、３はマ
イクロプロセッサ２が動作するために必要なプログラム
や各ゾーン毎に最適なサーボ帯域になるようなサーボゲ
インデータと位相補償データとを格納しているＲＯＭ、
４はマイクロプロセッサ２から出力される位置制御量を
アナログ量に変換するＤ／Ａ変換器、５は入力される位
置制御量を電流に変換してボイスコイルモータ６を駆動
するドライバ回路、６はキャリッジ７を回動させるボイ
スコイルモータ（ＶＣＭ）、７は先端に取り付けてある
ヘッド８を磁気ディスク９の半径方向に移動させるキャ
リッジ、８は磁気ディスク９上の目標シリンダに対して
データを記録／再生したり、或いはサーボデータを再生
するヘッド、９はデータを記録するメディアである磁気
ディスク、１０はヘッド８から読み出された信号を増幅
して、データとサーボデータに分離するアンプ、１１は
アナログサーボデータをデジタルデータに変換するＡ／
Ｄ変換器、ヘッド８を用いて磁気ディスク９へのデータ
の書き込み読み出しを行うためのリードライト回路、２
０は磁気ディスク装置、３０は磁気ディスク装置２０に
対してデータの書き込み／読み出し制御を行うホストシ
ステムである。

【０００９】図２は図１に示した磁気ディスク装置の位
置制御系の詳細を示したブロック図である。２１は目標
シリンダを特定する目標位置情報を出力する位置情報出
力部（実際には図１に示したコントローラ１に対応す
る）、２２はヘッド８の現在の位置を示す位置情報と前
記位置情報出力部２１から出力される目標位置情報との
位置誤差量を算出する減算部、２３は位置制御系を安定
化するために前記位置誤差量の位相並びにゲインを補償
して位置制御量とする安定化補償部、２４は安定化補償
部２３から出力された位置制御量に反発力算出部２５か
ら出力される補正制御量を加算する加算部、２５はヘッ
ドの目標シリンダの中芯からのずれ量に基づいてキャリ
ッジ７を回動させる際の反発力（トルク）を算出し、得
られた反発力に基づいて補正制御量を作成する反発力算
出部である。これら２２〜２５で示した機能は図１に示
したマイクロプロセッサ２内にソフトウェア的に構築さ
れるものである。尚、４は加算部２４から入力される補
正を受けた位置制御量をアナログ値に変換するＤ／Ａ変
換器、５はボイスコイルモータ６を駆動するドライバ回
路、６はキャリッジ７を回動させるボイスコイルモー
タ、７はヘッド８を支持して移動させるキャリッジ、８
はヘツド、１０はヘッド８から読み出された信号を増幅
して、データとサーボデータに分離するアンプ、１１は
ヘッド８の現在の位置情報（サーボデータ）をデジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換器であり、図１で示した部品と
同一である。

【００１０】図３は図２に示した反発力算出部２５で用
いられる関数をグラフ化したものである。この関数はヘ
ッド８の目標シリンダの中芯からのずれ量（ΔＬ）と、
このずれ量に対応してキャリッジ７をボイスコイルモー
タ６で回動した時に生じる反発力（Ｆ）との関係を表し
ている。但し、前記ヘッドのずれ量がある程度大きくな
って、ヘッド８を上記した速度制御により目標トラック
に近接させる際には、前記反発力は殆ど問題とならない
ため、本例では前記キャリッジを支持しているボールベ
アリングが原因の反発力はヘッド８の位置制御時のみ考
慮されている。尚、前記関数はキャリッジ７を回動自在
に支持している支持機構の構造などによってその形は変
わってくる。

【００１１】次に本実施例の動作について説明する。図
１に示した磁気ディスク装置２０から例えばデータを読
み出す場合、マイクロプロセッサ２はコントローラ１か
ら前記データが書き込まれている磁気ディスク９上の目
標シリンダの目標位置情報を得る。これと共にマイクロ
プロセッサ２はヘッド８から読み出されるこのヘッドの
現在の位置を示す位置情報をアンプ１０、Ａ／Ｄ変換器
１１を介して入力し、このヘッド８の位置情報と前記目
標位置情報との誤差に基づいて速度制御量を作成し、こ
れをＤ／Ａ変換器４を介してドライバ回路５に与える。
これにより、ドライば回路５はボイスコイルモータ６を
駆動して、キャリッジ７を回動することにより、ヘッド
８を前記目標トラックの近傍まで移動させる。その後、
マイクロプロセッサ２は前記ヘッドを目標トラックの中
芯に位置させるための位置制御に移るが、この位置制御
については図２を参照して以下に説明する。

【００１２】図２に示した加算部２２には位置情報出力
部２１からヘッド８を前記目標シリンダの中芯に位置さ
せる位置情報（デジタルデータ）が与えられる。この
時、キャリッジ７の先端に取り付けてあるヘッド８は目
標シリンダに書き込まれているバーストデータを再生す
るが、このバーストデータはアンプ１０に入力されて、
前記ヘッドの位置情報となり、この位置情報がＡ／Ｄ変
換器１１によりデジタルデータとなって加算部２２に入
力される。これにより、加算部２２は目標シリンダの中
芯の位置情報とＡ／Ｄ変換器１１から入力される前記ヘ
ッド８の現在の位置情報との位置誤差量を求め、これを
安定化補償部２３に出力する。安定化補償部２３は入力
される前記誤差量の位相及びゲインを補償することによ
り、位置制御量とした後、これを加算部２４に出力す
る。

【００１３】一方、反発力算出部２５はＡ／Ｄ変換器１
１から入力されるヘッド８が再生したバーストデータか
らこのヘッド８の目標シリンダの中芯からのずれ量を求
め、求まったずれ量に基づいてキャリッジ７を支持して
いるボールベアリング等の摩擦力が原因の反発力を図３
に示す関数を使用して算出した後、この反発力をキャン
セルするための補正制御量を作出して、これを加算部２
４に出力する。これにより、加算部２４では安定化補償
部２３から入力される位置制御量に前記反発力算出部２
５から出力される補正制御量を加算して、補正された位
置制御量を作成し、これをＤ／Ａ変換器４に出力する。
Ｄ／Ａ変換器４は入力された位置制御量をアナログ値に
変換してドライバ回路５に出力する。ドライバ回路５は
入力された位置制御量に対応する電流を前記加算部２２
で作成された位置誤差量が０になる方向でボイスコイル
モータ６に流して、ボイスコイルモータ６を駆動する。
これにより、キャリッジ７が回動してヘッド８を前記誤
差量が０となる方向に移動させる。

【００１４】図４は上記した反発力算出部２５の動作を
示したフローチャートである。まず、ステップ４０１に
てヘッド８が再生したバーストデータから前記ヘッド８
の現在位置を算出し、ステップ４０２にてこの現在のヘ
ッド８の位置より、目標シリンダの中芯からのヘッドの
ずれ量を算出する。次にステップ４０３にて、図３に示
した関数を使用して前記ずれ量からキャリッジ７に発生
する反発力（トルク）を算出する。その後、ステップ４
０４にて算出された反発力をキャンセルする補正制御量
（トルクに対応）を作成し、これを図１に示した加算部
２４に出力して、処理を終了する。

【００１５】本実施例によれば、ヘッド８を目標シリン
ダの中芯に位置させるべく、前記ヘッド８を支持してい
るキャリッジ７をボイスコイルモータ６で回動させる時
に前記キャリッジ７に発生する反発力をキャンセルする
ような補正制御量を反発力算出部２５で作成して、これ
を安定化補償部２３から出力される位置制御量に加算す
ることによって、前記位置制御量を補正し、この補正し
た位置制御量を使用して前記ボイスコイルモータ６を回
動させる電流をドライバ回路５から得ているため、前記
ボイスコイルモータ６は前記キャリッジ７の反発力に打
ち勝つトルクを発生して前記キャリッジ７を回動するた
め、ヘッド８の位置決め時に前記キャリッジ７に発生す
る反発力の影響を受けずに前記ヘッド８を目標シリンダ
の中芯に円滑且つ精度よく移動させて位置決めを行うこ
とができる。尚、本発明は磁気ディスク装置だけでな
く、光磁気ディスク装置や光ディスク等、ヘッドをキャ
リッジにより移動させてメディアにデータを読み書きす
る装置であれば。どのようなものにでも適用して同様の
効果を得ることができる。

【００１６】尚、反発力算出部２５は反発力を求める際
に、図３に示したようなずれ量と反発力との関係をテー
ブルデータ化してＲＯＭ等に入れたデータを用いて、前
記反発力を求めてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上記述した如く本発明のデータ記録再
生装置及びヘッド位置決め制御方法によれば、ヘッドを
移動させるキャリッジを回動させる際に発生する反発力
を考慮して決定された位置決め制御量を用いてヘッドの
位置決めを行うことにより、前記ヘッドの位置決めを円
滑且つ精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ記録再生装置の一実施例を示し
たブロック図。

【図２】図１に示した磁気ディスク装置の位置制御系の
詳細を示したブロック図。

【図３】図２に示した反発力算出部で用いられる関数を
グラフ化した図。

【図４】図１に示した反発力算出部の動作を示したフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１…コントローラ ２…マクロプロセ
ッサ ３…ＲＯＭ ４…Ｄ／Ａ変換器 ５…ドライバ回路 ６…ボイスコイル
モータ ７…キャリッジ ８…ヘッド ９…磁気ディスク １０…アンプ １１…Ａ／Ｄ変換器 １２…リード／ラ
イド回路 ２０…磁気ディスク装置 ３０…ホストシス
テム ２１…目標シリンダ位置情報発生部 ２２…減算部 ２３…安定化補償部 ２４…加算部 ２５…反発力算出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持したヘッドをメデイアに沿って移動
   させる支持体と、この支持体を動かして前記ヘッドを前
   記メディアの目標位置に位置決めする制御系を有するデ
   ータ記録再生装置において、前記ヘッドが位置する位置
   情報を同ヘッドを用いて前記メデイアから読み出す位置
   情報取得手段と、この位置情報取得手段によって得られ
   た位置情報から前記ヘッドの目標位置からのずれ量を算
   出するずれ量算出手段と、このずれ量算出手段から得ら
   れるずれ量から前記支持体を動かす時に発生する反発力
   の大きさを算出する反発力算出手段と、この反発力算出
   手段により得られる反発力から前記ヘッドを前記メディ
   ア上の目標位置に位置決めする際の位置制御量を、前記
   反発力の影響を受けないように補正する補正制御量を作
   成する補正制御量作成手段と、この補正制御量作成手段
   により作成された補正制御量により前記位置制御量を補
   正し、これを用いて前記ヘッドの目標位置への位置決め
   を行うことを特徴とするデータ記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記データ記録再生装置は磁気ディスク
   装置であることを特徴とする請求項１記載のデータ記録
   再生装置。
3. 【請求項３】 支持したヘッドをメデイアに沿って移動
   させる支持体と、この支持体を動かして前記ヘッドを前
   記メディアの目標位置に位置決めする位置制御方法にあ
   って、前記ヘッドが位置する位置情報を前記メデイアか
   ら同ヘッドを用いて読み出し、読み出された位置情報か
   ら前記ヘッドの目標位置からのずれ量を算出し、算出さ
   れたずれ量から前記支持体を動かす時に発生する反発力
   の大きさを算出し、算出された反発力から前記ヘッドを
   前記メディア上の目標位置に位置決めする際の位置制御
   量を前記反発力の影響を受けないように補正することを
   特徴とするヘッド位置決め制御方法。