JPH0817153A - ハードディスク装置用ヘッドのサーボ方法及び装置 - Google Patents

ハードディスク装置用ヘッドのサーボ方法及び装置

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JPH0817153A
JPH0817153A JP6150194A JP15019494A JPH0817153A JP H0817153 A JPH0817153 A JP H0817153A JP 6150194 A JP6150194 A JP 6150194A JP 15019494 A JP15019494 A JP 15019494A JP H0817153 A JPH0817153 A JP H0817153A
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59605Circuits
    • G11B5/59622Gain control; Filters

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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラック内の全ての場所において安定にヘッ
ドを追従する。 【構成】 コントローラ本体61から入力された目標と
なるPES値と、PES値算出手段56からの現在の磁
気ヘッド58Aの変位に対応する値とを合成手段62で
合成し、この偏差に予め定めた所定の係数K1 が係数付
与手段42で付与(乗算)され、可変係数付与手段47
で可変係数Ka が付与される。可変係数付与手段47に
は、テーブル48から入力された値に応じて係数Ka
可変されて設定される。テーブル48には、PES値の
変化量が大きいときの係数Ka が小さくなると共に、P
ES値が小さいときの係数Ka が大きくなるように、目
標となるPES値と当該PES値に対するフィードバッ
ク定数である係数Ka との対応関係が予め記憶されてい
る。可変係数付与手段47は、テーブル48からの値に
応じた係数Ka を付与した値をドライバ46へ出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク装置用
ヘッドのサーボ方法及び装置にかかり、特に、情報を記
録再生するヘッドを有するハードディスク装置でヘッド
を位置決めするハードディスク装置用ヘッドのサーボ方
法、及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ等で用いられる膨大な情報
を記録するための情報記録媒体として、ハードディスク
ドライブユニット装置(以下、HDD装置という。)が
実用化されている。このHDD装置では、複数の磁気記
録円盤(以下、ディスクという。)を備え、このディス
クに定められた所望のトラック上に再生・記録ヘッド
(以下、磁気ヘッドという。)を位置させて、ディスク
への情報記録またはディスクからの情報再生を行ってい
る。
【0003】近年、このコンピュータ等での処理が多岐
に渡る点等を考慮してHDD装置の大容量化が加速して
いる。このようなHDD装置の大容量化を促進するた
め、所望のトラック上に再生・記録ヘッドの小型化が叫
ばれており、本出願人は、情報の記録・再生のための磁
気ヘッドとして、MRヘッドを用いて構成することを勘
案している。
【0004】上記HDD装置には、通常、ディスクの所
定位置に磁気ヘッドを位置決めするために、ボイスコイ
ルモーター(VCM)を用いたロータリーアクチュエー
タが、軽量、高速、低コストという点で広く用いられて
いる。このロータリーアクチュエータはディスク外に回
転軸を有し、先端部に配置された磁気ヘッドをディスク
上に旋回させて所定位置に位置決めしている。サーボ方
法は、各ディスク面のセクタごとに位置制御に必要なパ
ターン、シリンダ番号やセクタ番号が記録されたセクタ
サーボ方法があり、特に小型のHDD装置に広く用いら
れている。すなわち、HDD装置は複数ディスクの任意
の位置で磁気的に再生・記録を行なうために、ディスク
上を移動するヘッドの位置を知る必要がある。セクタサ
ーボ方法は、ディスク上に書かれているサーボ情報の再
生により、トラック番号と、そのトラックの中心に対す
るヘッドの正確な位置を得るものである。
【0005】一般的なHDD装置のサーボ方法では、ト
ラックの中心からのずれ(以下、オフトラック量とい
う。)を検出するために位置誤差信号Position Error S
ignal(以下、PESという。)をサーボ情報内に用い
ている。
【0006】図11(A)に示すように、サーボパター
ンは、トラックの中心CLから一方へ向かうサーボパタ
ーンPAと、他方へ向かうサーボパターンPBとが隣あ
うように連続して位置している。各々のサーボパターン
PA、PBは、一定振幅の信号でトラックTR上に記録
されている。HDD装置は、再生ヘッドRDにより再生
されるこれらサーボパターンPA,PBの各々の再生信
号の振幅の大きさにより、トラックの中心からのヘッド
の中心のずれを検出する。
【0007】例えば、再生ヘッドRDがトラックの中心
を通った場合(図11(A)参照)、サーボパターンP
Aの再生信号Saと、サーボパターンPBの再生信号S
bの振幅Va,Vbは一致する。この場合の振幅比は、 Va/(Va+Vb)=1/2 である。このときをトラックTRの中心に再生ヘッドR
Dが位置していると定義する。以下、Va/(Va+V
b)の値を単にPES値という。
【0008】また、再生ヘッドがトラックに対し図11
(B)に示すように再生ヘッドRDが一方へずれた場
合、すなわち、再生ヘッドRDの進行方向に対し再生ヘ
ッドRDの位置が右側(図11の矢印+方向)にずれた
場合、サーボパターンPAの再生信号Saの振幅Vaは
小さくなり、サーボパターンPBの再生信号Sbの振幅
Vbは大きくなる。従って、 Va/(Va+Vb)<1/2 であり、PES値が1/2未満となることによって、再
生ヘッドRDの位置がトラック中心から進行方向右側に
ずれたことがわかる。
【0009】従って、再生ヘッドRDの感度がトラック
幅TW において略均一であれば、図11(C)に示すよ
うに、オフトラック量とPES値の関係は理想的な線形
になる。このため、再生ヘッドRDの中心をトラックの
中心CLに位置するように制御するアクチュエータ制御
では、サーボゲインを、PES値に対応するように線型
的に設定すればよい。
【0010】図13には、従来のHDD装置に含まれる
サーボコントローラの機能ブロック例を示した。このサ
ーボコントローラ12は、記録再生ヘッド52が先端に
取り付けられたアクチュエータ50を旋回させるボイス
コイル54に電流を供給するドライバ46を有してい
る。記録再生ヘッド52の出力信号は、PES値算出手
段56に入力される。このPES値算出手段56は、A
D変換等による記録再生ヘッド52のアナログ出力信号
に基づいてPES値であるデジタルデータを算出するた
めのものである。このサーボコントローラ12は、積分
系20、微分系30、及び比例系40から構成される、
所謂PID制御系である。
【0011】比例系40は、加速度に比例する目標値と
現在の変位との偏差を求めてボイスコイル54に供給す
る電流の値を求める系であり、合成手段62、係数付与
手段42,44から構成される。この合成手段62の入
力側の一方には、目標PES値出力手段60から記録再
生ヘッド52を位置させるための目標となるPES値が
入力され、他方にはPES値算出手段56から出力され
たデジタルデータ、すなわち現在の記録再生ヘッド52
の変位に対応する値が入力され、この偏差を出力する。
この差に予め定めた所定の係数K1 、KA が付与(乗
算)された値がドライバ46へ出力される。
【0012】微分系30は、目標値と現在の変位との偏
差を速やかに減少かつ安定させるためのものであり、遅
延手段32、合成手段70及び係数付与手段34から構
成されている。合成手段70からはPES値算出手段5
6からのデジタルデータと、遅延手段32で所定時間遅
延されたデジタルデータ、すなわち前回のデジタルデー
タとの差が出力され、この出力値に係数付与手段34に
おいて予め定めた所定の係数K2 が付与(乗算)された
値が比例系40の係数付与手段42,44間の合成手段
66で合成(加算)される。
【0013】積分系20は、定常誤差を補償をして全て
の偏差について速やかに減少かつ安定させるためのもの
であり、遅延手段22、合成手段64,68及び係数付
与手段24から構成されている。合成手段64では、合
成手段62からの偏差であるデータと、遅延手段22で
所定時間遅延されたデータ、すなわち前回のデジタルデ
ータとが加算により合成され、遅延手段22を介して出
力された出力値に係数付与手段34において予め定めた
所定の係数K2 が付与(乗算)された値が比例系40の
係数付与手段42,44間の合成手段66で合成(加
算)される。従って、上記を繰り返すことにより、僅か
な偏差があっても積分されるので、自動的に偏差が零に
なるように制御できる。なお、合成手段68は、係数付
与手段44の上流側でもよい。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
(B)に示すように、+側の感度が−側の感度より大き
いような再生ヘッドRDの感度が均一でない場合には
(図12(A)参照)、オフトラック量とPES値との
関係は非線形になる。従って、オフトラック量に対しP
ES値の変化が大きい領域(PES値・変位の特性の傾
き変動が大きい領域Er)では再生ヘッドRDの少しの
位置変化によってPES値が大きく変化するので、他の
位置に比べアクチュエータ制御のサーボゲインが大きく
なる。すなわち、図12(C)に示すように、オフトラ
ック量とサーボゲインの関係を示す特性において、領域
Erに対応する領域Egは、急激な変化を伴うサーボゲ
インとなり、アクチュエータ制御が不安定になる。この
ように、再生ヘッドRDの感度が均一でない場合には、
1つのトラック内にサーボゲインが大小に変化する位置
が存在する現象が生じることとなる。この現象は、MR
ヘッドを記録再生ヘッドとして用いた場合には、顕著に
表れる。
【0015】従って、PES値に対応すると共に線型的
に設定されたサーボゲインでは、ヘッドの中心をトラッ
クの中心CLに位置するように制御することができなか
った。
【0016】また、従来の記録再生ヘッドは(例えば、
MIG head,Thin film head 等)、ヘッドギャップが再生
用と記録用共に共通であったので、記録再生に関わらず
常にトラックの中心を目標にして記録再生ヘッドを追従
させるように、サーボゲインとして、トラックの中心を
追従するための最適なゲイン定数を一つ設定していた。
【0017】しかしながら、周知のようにMRヘッド等
の再生ヘッドと記録ヘッドを別々に必要とするヘッドで
は、再生ヘッドの位置と記録ヘッドの位置が少しずれて
いる。従って、再生ヘッドによりトラックの中心を追従
しているときには、記録ヘッドはトラック中心から少し
ずれて位置している。この状態でデータの記録を行った
後、記録されたデータを再生するためには、記録ヘッド
と再生ヘッドのずれた距離だけ、再生ヘッドをトラック
中心からオフセットさせなければならない。このよう
に、MRヘッド等はトラックの中心を追従させるだけで
なく、トラック中心からずれた所定位置を追従させる必
要がある。
【0018】しかしながら、従来の記録再生ヘッドでは
サーボゲインがPES値に対して線型的であったため、
MRヘッドにより記録する時と再生する時ではサーボゲ
インに大きな差が生じることとなり、記録時の最適なキ
ャリブレーションをサーボゲインに行ったとき、再生時
にはサーボゲインが大きくなり、不安定状態になるとい
う問題が生じていた。このため、従来のHDD装置で
は、再生時のエラーレートが悪くなることや、再生時に
サーボゲインが小さな場合であっても、記録時には不安
定になることがあった。
【0019】本発明は、上記事実を考慮して、再生ヘッ
ドと記録ヘッドを別個に構成したヘッドによってデータ
を記録再生するときに、トラック内の全ての場所におい
て安定に追従可能なサーボ方法を得ることが目的であ
る。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、少なくとも情報を再生する
と共に感度の一部が均一性を有しないヘッドによって、
トラック位置を識別するためのサーボ情報を記憶した少
なくとも1つのサーボ領域を含む少なくとも1つのトラ
ックを備えた情報記録用ディスクから前記サーボ情報を
再生し、再生されたサーボ情報及び予め定めたゲイン情
報を用いて、前記トラック上の予め定めた基準位置に前
記ヘッドが位置するように、フィードバック制御するハ
ードディスク装置用ヘッドのサーボ方法であって、前記
ヘッドの前記基準位置からのずれに対応する距離情報
と、前記ゲイン情報との対応関係を予め記憶し、前記再
生されたサーボ情報を用いて前記ヘッドの前記基準位置
からのずれに対応する距離情報を求め、前記対応関係を
参照し、求めた距離情報に対応するゲイン情報を求め、
求めたゲイン情報及び再生されたサーボ情報を用いて、
前記基準位置を含む前記トラック上の予め定めた所定位
置に前記ヘッドが位置するようにフィードバック制御す
る、ことを特徴としている。
【0021】請求項2に記載の発明のハードディスク装
置は、少なくとも情報を再生すると共に感度の一部が均
一性を有しないヘッドと、トラック位置を識別するため
のサーボ情報を記憶した少なくとも1つのサーボ領域を
含む少なくとも1つのトラックを備えた情報記録用ディ
スクと、前記情報記録用ディスクに対して前記サーボ情
報を再生する再生手段と、前記ヘッドの前記基準位置か
らのずれに対応する距離情報と、前記ゲイン情報との対
応関係を記憶する記憶手段と、前記再生されたサーボ情
報を用いて前記ヘッドの前記基準位置からのずれに対応
する距離情報を求める距離情報導出手段と、前記対応関
係を参照し、求めた距離情報に対応するゲイン情報を読
み取り、読み取ったゲイン情報及び再生されたサーボ情
報を用いて、前記基準位置を含む前記トラック上の予め
定めた所定位置に前記ヘッドが位置するようにフィード
バック制御するフィードバック制御手段と、を備えてい
る。
【0022】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
のハードディスク装置において、前記ヘッドは、情報を
再生するための再生素子と、該再生素子と所定距離を隔
てて配設され該情報を記録するための記録素子とから構
成されることを特徴としている。
【0023】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
のハードディスク装置において、前記ヘッドは、磁気抵
抗効果を有するMRヘッドを含むことを特徴としてい
る。
【0024】
【作用】請求項1に記載した発明のハードディスク装置
用ヘッドのサーボ方法では、少なくとも情報を再生する
と共に感度の一部が均一性を有しないヘッドによって、
トラック位置を識別するためのサーボ情報を記憶した少
なくとも1つのサーボ領域を含む少なくとも1つのトラ
ックを備えた情報記録用ディスクからサーボ情報を再生
し、再生されたサーボ情報及び予め定めたゲイン情報を
用いて、トラック上の予め定めた基準位置にヘッドが位
置するように、フィードバック制御するにあたり、この
ヘッドの基準位置からのずれに対応する距離情報と、ゲ
イン情報との対応関係を予め記憶しておく。再生された
サーボ情報を用いてヘッドの基準位置からのずれに対応
する距離情報を求め、対応関係を参照して、求めた距離
情報に対応するゲイン情報を求める。求めたゲイン情報
及び再生されたサーボ情報を用いて、基準位置を含むト
ラック上の予め定めた所定位置に前記ヘッドが位置する
ようにフィードバック制御すれば、ヘッドの基準位置か
らのずれによって、フィードバック制御が破錠すること
がなく、制御することができる。
【0025】上記のハードディスク装置用ヘッドのサー
ボ方法は、請求項2に記載したように、少なくとも情報
を再生すると共に一部の感度が均一性を有しないヘッド
と、トラック位置を識別するためのサーボ情報を記憶し
た少なくとも1つのサーボ領域を含む少なくとも1つの
トラックを備えた情報記録用ディスクと、前記情報記録
用ディスクに対して前記サーボ情報を再生する再生手段
と、前記ヘッドの前記基準位置からのずれに対応する距
離情報と、前記ゲイン情報との対応関係を記憶する記憶
手段と、前記再生されたサーボ情報を用いて前記ヘッド
の前記基準位置からのずれに対応する距離情報を求める
距離情報導出手段と、前記対応関係を参照し、求めた距
離情報に対応するゲイン情報を読み取り、読み取ったゲ
イン情報及び再生されたサーボ情報を用いて、基準位置
を含む前記トラック上の予め定めた所定位置に前記ヘッ
ドが位置するようにフィードバック制御するフィードバ
ック制御手段と、を備えたハードディスク装置によって
実現できる。
【0026】前記ヘッドは、請求項3にも記載したよう
に、情報を再生するための再生素子と、該再生素子と所
定距離を隔てて配設され該情報を記録するための記録素
子とから構成されている場合には、ヘッドの中心位置と
トラックの中心位置とが異なる。すなわち、セクタサー
ボ方法等のサーボ情報を再生しながら情報記録用ディス
クに記憶された情報を書き込む処理と、サーボ情報及び
情報記録用ディスクに記憶された情報を再生する処理と
の各々の場合には、前記トラックに位置するヘッドの中
心位置とトラックの中心位置とが異なる。このため、各
々の処理において、ゲイン情報が必要であり、予め前記
対応関係にヘッドの各素子が隔てられた所定距離に対応
するゲイン情報を記憶しておけば、再生素子と記録素子
からヘッドを用いても所定距離のずれによってフィード
バック制御が破錠することがなく、制御することができ
る。また、前記ヘッドは、請求項4にも記載したよう
に、磁気抵抗効果を有するMRヘッドを含むことができ
る。
【0027】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。本実施例は、記録再生ヘッドとして、M
Rヘッドである磁気ヘッドを用いたHDD装置110に
本発明を適用したものである。
【0028】図2に示すように、本実施例に係るHDD
装置110はシャフト112を高速で回転させる駆動装
置114を備えている。シャフト112には、互いの軸
線が一致するように円筒状の支持体116が取付けられ
ており、支持体116の外周面には複数枚(図2では2
枚)のディスク118A、118Bが各々所定間隔隔て
て取付けられている。ディスク118A,118Bは所
定の厚み寸法の円盤状とされており、各々硬質の材料で
製作されかつ両面に磁性材料が塗布されており、両面が
記録面とされている。ディスク118A,118Bの中
心部には支持体116の外径寸法とほぼ同径の孔が穿設
されている。孔には支持体116が挿入されており、デ
ィスク118A,118Bは支持体116の外周面に固
定されている。従って、駆動装置114によってシャフ
ト112が回転されると、ディスク118A,118B
は支持体16と一体的に回転される。
【0029】ディスク118A,118Bの各々の記録
面には、図3に示すようにディスク118の半径方向に
沿って複数のサーボ領域150が放射状に形成され、残
りの領域がデータトラック領域152とされている。サ
ーボ領域150には、データトラックの配列方向等を示
すためのバーストパターン等のサーボ信号が記録され、
また、パターンの開始を示す特殊コード(1μsec 程度
の無信号領域等)及び各データトラックのアドレス等を
表すグレイコード(巡回2進符号)が、データトラック
に対応されて記録されている。なお、サーボ領域150
の回転方向の終端には、サーボ領域150の終了を表す
(セクタの開始を表す)セクタパルス信号SPを発生さ
せるための情報が記録されている。データトラック領域
152には複数のデータトラックが半径方向に沿って同
心円状にピッチPで形成されており、各データトラック
は、後述する磁気ヘッドによってディスク118A,1
18Bの回転方向に沿って情報が書き込まれる。
【0030】上記HDD装置110は、ディスク118
A,118Bの各々の記録面に対応して設けられた所定
ヘッドギャップ幅及びギャップ長の磁気ヘッド58A〜
58Dを備えている。各磁気ヘッド58A〜58Dは、
MRヘッドとして機能する、情報を読取るための再生素
子及び情報を書込むための記録素子から構成されてい
る。磁気ヘッド58A〜58Dの各々は、対応するアク
セスアーム50A〜50Dの先端部に取付けられてお
り、ディスク118A,118Bの対応する記録面から
若干(例えば 0.1〜 0.2ミクロン程度)離れた位置に保
持されている。アクセスアーム50A〜50Dの後端部
は支持部124に取り付けられている。支持部124
は、シャフト126を介して駆動装置128に取り付け
られており、駆動装置128が所定角度だけ回動するこ
とによってアクセスアーム50A〜50Dが旋回するよ
うになっている。このアクセスアーム50A〜50Hの
旋回によって、各磁気ヘッド58A〜58Dがディスク
118A,118Bの各記録面上を半径方向(図3参
照)に移動し、ディスク118A〜118Dの記録面上
の所定部位に位置される。
【0031】駆動装置128は、マイクロコンピュータ
を含んで構成されたハードディスクコントローラ(以
下、HDCという。)130に接続されている。このH
DC130は、情報を記録再生するための磁気ヘッド5
8A〜58Dの各々にも接続されている。また、HDC
130には、コントローラ本体61(図1参照)及びサ
ーボコントローラ10が含まれている。なお、駆動装置
128はデジタルアナログ変換器(D/A)及び増幅回
路(AMP)等を含むドライバ46、ボイスコイルモー
タ(VCM)等のボイスコイル54から構成されてい
る。従って、HDC130から出力された信号に応じて
ボイスコイル54が所定角度だけ回動し、アクセスアー
ム50A〜50Dが所定角度旋回する。
【0032】次に、本実施例のHDD装置110に含ま
れるサーボコントローラ10を詳細に説明する。なお、
以下の説明を簡単にするため、磁気ヘッド58Aを例に
して説明する。また、本実施例のサーボコントローラ1
0は、従来の技術で説明したサーボコントローラ12と
略同様の構成であるため、同一部分には、同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
【0033】図1には、本実施例にかかるサーボコント
ローラ10の機能ブロック図を示した。PES値算出手
段56から出力されるデジタルデータはコントローラ本
体61にも入力される。なお、PES値算出手段56及
びコントローラ本体61は、一体化してもよい。
【0034】比例系40は、合成手段62、係数付与手
段42、可変係数付与手段47、及びテーブル48から
構成される。この合成手段62の入力側の一方には、コ
ントローラ本体61からMRヘッドである磁気ヘッド5
8Aを位置させるための目標となるPES値が入力さ
れ、他方にはPES値算出手段56から出力されたデジ
タルデータ、すなわち現在の磁気ヘッド58Aの変位に
対応する値が入力され、この偏差を出力する。この差に
予め定めた所定の係数K1 が付与(乗算)された値が可
変係数付与手段47に入力される。可変係数付与手段4
7は、テーブル48から入力された値に応じて係数Ka
が可変されて設定される。テーブル48には、PES値
の変化量が大きいときの係数Ka (ゲイン定数)が小さ
くなると共に、PES値が小さいときの係数Ka が大き
くなるように、目標となるPES値と当該PES値に対
するゲイン定数である係数Ka との対応関係が予め記憶
されている。可変係数付与手段47では、合成手段66
から入力された値に、テーブル48から入力された値に
応じて設定された係数Ka が付与(乗算)された値がド
ライバ46へ出力される。
【0035】微分系30及び積分系20は、上記と同様
であるため説明を省略する。なお、合成手段68は、係
数付与手段44の上流側でもよい。
【0036】次に、本実施例に用いたMRヘッドの特性
について、従来のヘッドと比較しながら説明する。な
お、以下の説明では、トラック幅を256として、PE
S値=128となったときに、ヘッドがトラックの中心
に位置したと定義する。
【0037】図4に示すように、従来のヘッドは、ヘッ
ドのトラック中心からのオフトラック量とPES値=A
/(A+B)の関係が線型であり、記録及び再生のヘッ
ドギャップが共通であるため、トラック内の中心以外の
位置へヘッドをシークさせる必要がなく、各トラックの
中心位置をヘッドの中心が追従するようにサーボをかけ
てフィードバック制御していた。
【0038】MRヘッドは、記録のためのヘッドギャッ
プと再生のためのヘッドギャップを必要とするため、再
生ギャップによりトラック中心を追従しながらデータの
記録を行えば、データは再生ギャップと記録ギャップの
距離だけずれた位置に書き込まれる。そのデータを読む
ためには、再生ギャップはその距離だけトラック中心か
らオフセットしなければならない。
【0039】また、図5に示すように、MRヘッドのオ
フトラック量とPES値との関係を示す特性80は、図
4に示した直線的な特性ではなく、2次曲線的な非線型
性を有している。この各々のサンプル点における特性8
0のPES値と直線的な特性のPES値との差Delta を
特性82として示した。この特性82において、値が大
きい場合は、微小なヘッド位置の変化によってPES値
が大きく変化する場合である。図5の特性82では、P
ES値=170〜180付近の差Delta が最も大きくな
っている。
【0040】このように、MRヘッドを用いたHDD装
置は、トラック中心以外の位置にMRヘッドをシークす
ることが必要であると共に、オフトラック量に対するP
ES値に非線型性がある。
【0041】図6には、位相が0度におけるゲインとP
ES値との関係を特性84で示した。このゲインの絶対
値はゲイン余裕を示すことになる。また、連続して50
0個のPES値をサンプリングしたときの標準偏差σと
ヘッド位置との関係を特性86で示した。この標準偏差
σの値は、トラック追従における不安定度を示すことに
なる。
【0042】図6から理解されるように、ゲイン余裕と
標準偏差σは関連性が高い。すなわち、ゲイン余裕が小
さいPES値=158〜168において、標準偏差σが
大きくなり、またゲイン余裕の大きい位置では標準偏差
σが小さくなっている。なお、本発明者等は、トラック
内の全域にわたってゲイン余裕のほとんど変化しない他
のHDD装置のヘッドにおいて実験した結果、そのヘッ
ドにおける標準偏差σは、一様にトラック全域にわたっ
て略同じ標準偏差σであり、全域で安定であることを確
認している。
【0043】従って、差Delta が大きい場合、他の差De
lta の小さい位置に比べてMRヘッドを位置決めするた
めのサーボ系は敏感である。従って、この差Delta が大
きい範囲内ではアクチュエータを制御するPES値に対
するゲインが大きくなり、ゲイン余裕が少なくなる。こ
のゲイン余裕が少なくなる度合いに応じて、トラック追
従が不安定になる。
【0044】以上のことより、ヘッドの非線型特性とサ
ーボの不安定性は、関連性が高いことが理解される。
【0045】次に、本実施例のHDD装置110に含ま
れるサーボコントローラ10の周辺の作動を詳細に説明
する。
【0046】磁気ヘッドの特性が、図7(A)に示すよ
うに、オフトラック量に対してPES値が非線型である
場合、従来のゲイン定数では、係数が一定であるため、
上記で説明したように、図7(B)のようにPES値の
変化率が最大でサーボゲインが大きくなり、PES値の
変化率が最小でサーボゲインが小さくなる。本実施例で
は、図7(C)に示すように、テーブルを参照して目標
PES値に対応して係数Ka を可変できる。このため、
PES値の変化量が大きいときには、係数Kaを小さく
する。これにより、サーボゲインは所定ゲインとなる。
また、PES値の変化量が小さいときには、係数Ka
大きくする。これにより、サーボゲインは所定ゲインと
なる。従って、図7(D)に示すように、サーボゲイン
は全てのオフトラック量に対し略一定になり、任意のオ
フトラック量において最適な追従性能にすることができ
る。
【0047】このように、予め目標PES値に応じて最
適なゲイン定数、すなわち係数Kaを計測しておき、そ
れをマイクロコード上にテーブル(表)として記憶して
おく。実際に磁気ヘッドのシークが行われた時に目標P
ES値が入力されると、その値に応じて最適なゲイン定
数をテーブルから求め、係数Kaとしてサーボ系に適用
する。
【0048】上記の処理を、図8に示す処理ルーチンを
用い更に説明する。磁気ヘッドをシークする処理が発生
すると、図8のサーボ係数設定ルーチンのステップ20
0において目標PES値が取り込まれる。次のステップ
202では、テーブル48を用いて、目標PES値と係
数とが1対1に対応する1テーブルを設定する。次のス
テップ204では、設定されたテーブルを参照し可変係
数付与手段47の可変係数Ka を設定する。
【0049】この場合の演算例を示す。初めは、ゲイン
定数をデフオルトに設定して各々の目標PES値を設定
し、ボイスコイル電流に475Hzを印加し、それに対
する応答を演算し、最適なゲイン定数を求める。これら
を各々の目標PES値に対するゲイン定数としてテーブ
ルに記憶しておく。図6に示すような磁気ヘッドでは、
このゲイン定数は非常にゲインの大きなPES値=15
8〜168に対しては小さくなり、他のゲインの小さな
場所では大きくなる。
【0050】このように、本実施例では、係数を可変に
することによってアクチュエータのフィードバック制御
におけるゲイン定数を目標PES値に応じて変化させて
いるので、磁気ヘッドのPES値が非線形性を有する場
合であっても、1トラック内でのゲイン変化によってサ
ーボが不安定になることがなく、各々の場所で最適なト
ラック追従を行うことができる。
【0051】上記の実施例のサーボ系を適用したサーボ
コントローラ10を試作し、従来のサーボコントローラ
12と比較実験を行った結果、図9及び図10の実験結
果を得た。図9は、位相0度におけるゲインと、目標P
ES値との関係を示している。図10は、目標PES値
と、各々の目標PES値に対してトラック追従を行った
ときの応答PES値を1000個ずつサンプリングした
標準偏差σとの関係を示している。図9及び図10にお
ける実線は従来のサーボコントローラ12による実験結
果を示し、1点鎖線は実施例のサーボ系を適用したサー
ボコントローラ10実験結果を示している。
【0052】但し、この実験は、Unit S/N:V
18506のCylinder=2700、Head=
3のみについて行い、ゲイン定数の種類を2種類とし
た。すなわち、目標PES値=<129の範囲に対して
は128でキャリブレーションを行ったゲイン定数を用
い(Normal Gain Value )、目標PES値>129の範
囲に対しては128でのゲイン定数×75%(有効感度
領域、Sensitive area Gain Value )の値で行った。た
だし、この有効感度領域は、このHDD、シリンダ、ヘ
ッドの再生位置(150付近)でキャリブレーションを
行った場合のゲイン定数とほぼ同等であった。
【0053】図から理解されるように、従来のサーボコ
ントローラでは目標PES値が148〜188付近でゲ
イン余裕が小さくなっている。これに連動するように、
標準偏差σが大幅に大きくなる。本実施例のサーボコン
トローラでは、目標PES値>129におけるゲイン定
数が従来のサーボ系に対して75%になっているが、ゲ
イン余裕の図9では目標PES値が138からのゲイン
余裕が明確に従来のサーボコントローラに対して増加し
ている。また、目標PES値が158〜188付近で大
きい標準偏差σは、ゲイン余裕の変化に伴い小さくなっ
ている。標準偏差σが小さい範囲ではゲイン余裕の変化
による影響はほとんど無い。
【0054】例えば、再生/記録ギャップのオフセット
の影響で、再生時にシークする場合が目標PES値が1
68だった場合に、従来のサーボコントローラでは再生
時に非常に不安定になり、ソフトエラー比率(回復可能
エラ−比率、Soft Error Rate )が多くなってしまう。
しかし、本実施例のサーボコントローラでは、ゲインを
落とすことにより再生時非常に安定なトラック追従を行
うことが可能になり、ソフトエラー比率(Soft Error R
ate )が小さくなるという結果が得られる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッドの基準位置からのずれに対応する距離情報と、ゲイ
ン情報との対応関係を予め記憶しているので、ヘッドの
基準位置からのずれに対応するゲイン情報及びサーボ情
報を用いてフィードバック制御することができ、基準位
置を含むトラック上の予め定めた所定位置にヘッドが位
置するように制御できるので、ヘッドの基準位置からの
ずれによって、フィードバック制御が破錠することがな
く、制御することができ、トラックをヘッドが安定して
追従することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用可能なサーボコントローラの機能
ブロック図である。
【図2】本発明が適用可能なHDD装置の概略構成を示
すブロック図である。
【図3】HDD装置のディスクを示すイメージ図であ
る。
【図4】従来のサーボコントローラにおけるオフトラッ
ク量とPES値の関係を示す線図である。
【図5】磁気ヘッドの位置とPES値との関係を示す線
図である。
【図6】目標PES値とゲインとの関係を示す線図であ
る。
【図7】本実施例においてサーボゲインを一定にするた
めの係数設定を説明するための説明図である。
【図8】本実施例のサーボコントローラの処理の流れを
説明するためのフローチャートである。
【図9】目標PES値とゲイン余裕の関係を示す線図で
ある。
【図10】目標PES値と標準偏差の関係を示す線図で
ある。
【図11】オフトラック量を信号として得ることを説明
するための説明図である。
【図12】特性が均一でないヘッドの位置と諸特性の関
係を説明するための説明図である。
【図13】従来のサーボコントローラの機能ブロック図
である。
【符号の説明】
10 サーボコントローラ 47 可変係数付与手段 48 テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小笠原 健治 神奈川県藤沢市桐原1番地 日本アイ・ビ ー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 佐藤 健一郎 神奈川県藤沢市桐原1番地 日本アイ・ビ ー・エム株式会社 藤沢事業所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも情報を再生すると共に感度の
    一部が均一性を有しないヘッドによって、トラック位置
    を識別するためのサーボ情報を記憶した少なくとも1つ
    のサーボ領域を含む少なくとも1つのトラックを備えた
    情報記録用ディスクから前記サーボ情報を再生し、再生
    されたサーボ情報及び予め定めたゲイン情報を用いて、
    前記トラック上の予め定めた基準位置に前記ヘッドが位
    置するように、フィードバック制御するハードディスク
    装置用ヘッドのサーボ方法であって、 前記ヘッドの前記基準位置からのずれに対応する距離情
    報と、前記ゲイン情報との対応関係を予め記憶し、 前記再生されたサーボ情報を用いて前記ヘッドの前記基
    準位置からのずれに対応する距離情報を求め、 前記対応関係を参照し、求めた距離情報に対応するゲイ
    ン情報を求め、 求めたゲイン情報及び再生されたサーボ情報を用いて、
    前記基準位置を含む前記トラック上の予め定めた所定位
    置に前記ヘッドが位置するようにフィードバック制御す
    る、 ことを特徴とするハードディスク装置用ヘッドのサーボ
    方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも情報を再生すると共に感度の
    一部が均一性を有しないヘッドと、 トラック位置を識別するためのサーボ情報を記憶した少
    なくとも1つのサーボ領域を含む少なくとも1つのトラ
    ックを備えた情報記録用ディスクと、 前記情報記録用ディスクに対して前記サーボ情報を再生
    する再生手段と、 前記ヘッドの前記基準位置からのずれに対応する距離情
    報と、前記ゲイン情報との対応関係を記憶する記憶手段
    と、 前記再生されたサーボ情報を用いて前記ヘッドの前記基
    準位置からのずれに対応する距離情報を求める距離情報
    導出手段と、 前記対応関係を参照し、求めた距離情報に対応するゲイ
    ン情報を読み取り、読み取ったゲイン情報及び再生され
    たサーボ情報を用いて、前記基準位置を含む前記トラッ
    ク上の予め定めた所定位置に前記ヘッドが位置するよう
    にフィードバック制御するフィードバック制御手段と、 を備えたハードディスク装置。
  3. 【請求項3】 前記ヘッドは、情報を再生するための再
    生素子と、該再生素子と所定距離を隔てて配設され該情
    報を記録するための記録素子とから構成されることを特
    徴とする請求項2に記載のハードディスク装置。
  4. 【請求項4】 前記ヘッドは、磁気抵抗効果を有するM
    Rヘッドを含むことを特徴とする請求項2に記載のハー
    ドディスク装置。
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