JPH09330572A

JPH09330572A - 磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置

Info

Publication number: JPH09330572A
Application number: JP14942196A
Authority: JP
Inventors: Jun Ishikawa; 潤石川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドの位置決めを高速に制御する。【解決手段】記録再生用の複数のヘッド３０３，３２
３，…，３ｎ３をキャリッジ３０２によって一括して移
動させる第一のアクチュエータ３０１と、ヘッド３０
３，…を個別に移動させる、ヘッド３０３，…と同数の
第二のアクチュエータと、第一のアクチュエータ３０１
と第二のアクチュエータとを協調させて各ヘッドの位置
決めを行う制御部１００とを備えている。そして、ヘッ
ド３０３，…の中から選択したひとつの基準ヘッド３０
３から得られる位置情報のみを使用して、第一のアクチ
ュエータ３０１によってキャリッジ３０２をキャリッジ
３０２の目標位置へ位置決めし、残りのヘッド３２３，
…からの位置情報を、キャリッジ３０２の位置決めに利
用しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
のヘッド位置決め装置に関し、特に粗動、微動の２種類
のアクチュエータを使用してヘッドの位置決めを行う磁
気ディスク装置のヘッド位置決め装置に関するものであ
る。

【０００２】磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置に
おいて、粗動、微動の２種類のアクチュエータを使用し
てヘッドの位置決めを行う場合、ヘッドの位置を離散的
にサンプリングして計測する場合でも、広帯域の第二ア
クチュエータの性能を十分に発揮させることによって、
本来のサンプリング時間によって規定される通常の応答
速度よりも、高速にヘッドの位置決めを行うことができ
るようにすることが望ましい。

【０００３】

【従来の技術】近年、小型磁気ディスク装置では、セク
タサーボ方式と呼ばれる、位置決めに必要なヘッド位置
の検出信号を、データセクタ間に構成する方式が主流と
なってきている。セクタサーボ方式では、一般に、ユー
ザーデータのフォーマット容量をより大きくするため
に、サーボ信号の数は少ない方が好ましく、結果として
サーボ系のサンプリングレートは低下する傾向にある。

【０００４】一方、ますます狭くなるトラックピッチに
対応して、高精度かつ高速なトラック位置決めを実現す
るために、従来ＶＣＭ（Voice Coil Motor）のみを使用
してヘッドの位置決めを行ってきた磁気ディスク装置の
分野でも、ＶＣＭの静止摩擦などの影響を受けないよう
に、移動可能範囲は狭いが広帯域の第二アクチュエータ
をヘッド部などに装備して、第一アクチュエータである
ＶＣＭと第二アクチュエータを協調させて、ヘッドの高
精度位置決め実現する２段サーボによる方法が提案され
ている。

【０００５】しかしながら、セクタサーボ方式の磁気デ
ィスク装置において、従来の２段サーボ方式を使用する
場合、ヘッド位置のサンプリング時間が長いために、ヘ
ッドの位置決めの精度は確保できても、サンプリング時
間に見合ったサーボ系の制御帯域では、広帯域の第二ア
クチュエータの性能を十分に発揮させることができず、
広帯域のアクチュエータに見合った、高速な位置決めを
行うことが困難であった。

【０００６】従来、このような問題を解決するために、
いくつかの方法が知られている。まず、基本的な２段サ
ーボ系の構成に関しては、このような２段サーボ系が光
ディスクの分野で古くから使用されてきたこともあっ
て、例えば特開平２−８１３２７号公報，特開平２−３
０８４３６号公報，特開平２−３０８４３７号公報等に
開示されているような方法等、種々の方法が既に存在し
ている。

【０００７】また、磁気ディスク装置の分野でも、位置
信号のサンプリング時間の長いことを補うために、高サ
ンプリングレートでサーボ信号を取得できる、専用のデ
ィスク面を一面別に用意して、その高周波の信号とデー
タ面から得られる低サンプリングレートの位置信号とを
周波数的に合成して、広帯域の第二アクチュエータの性
能を十分に発揮させるようにしたハイブリッド方法（例
えば特開平５−１７４５１７号公報参照）などがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、光ディスクの分野で使用されている、さまざまな２
段サーボ系の構成方法は、ヘッドからの位置信号が連続
的に取得できることを前提としており、第二アクチュエ
ータの性能が高ければ十分にサーボ系の制御帯域を広げ
ることができる条件でのみ有効であり、磁気ディスク装
置のように、ヘッドからの位置信号が離散的で、サーボ
系の制御帯域が制限される場合には、位置決めの精度は
確保できても、高速位置決めは困難である。

【０００９】また、サーボ信号専用のディスク面を使用
する方法も、基本的にはヘッドの位置情報に直接関わる
情報を、高サンプリングレートで取得できることを前提
としているが、このような方式では、トラックピッチが
狭くなり、サーボ信号専用のディスク面と、実際に読み
書きを行うディスク面とのずれが、ＤＣ成分のみならず
高周波成分も無視できなくなってくると、サーボ専用の
高サンプリングレートの信号を使用することが、かえっ
て位置決めの精度を悪化させる結果を招く。

【００１０】また、一般に磁気ディスク装置では、デー
タを読み書きするためのヘッドが複数あるので、読み書
きに使用するヘッドを切り替える場合には、サーボ専用
信号と、新たに使用するヘッドからの位置信号を再度組
み合わせて、位置決めすることが必要であった。

【００１１】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、キャリッジとヘッドの相
対変位を広帯域で制御できる相対位置決めサーボ系をフ
ィードフォワード駆動中心に使用し、第一アクチュエー
タであるＶＣＭを高速で移動させず、制御帯域内で精度
を重視して駆動することによって、サンプリング時間が
長くフィードバックサーボの制御帯域が狭い場合でも、
特に、短い距離のトラックシーク位置決め、各ヘッドの
同一トラック上の読み取り位置と書き込み位置の間での
位置決め、また長い距離のトラックシーク位置決めの最
終段階の過渡応答を高速に制御できる、磁気ディスク装
置のヘッド位置決め装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、位置決め方式
として２段サーボ方式を採用する磁気ディスク装置のヘ
ッド位置決め装置を対象とする。

【００１３】複数のヘッドの中で基準となる一つのヘッ
ドに装備された、キャリッジとヘッドとの相対位置を広
帯域で制御できる、第二アクチュエータによる相対位置
決めサーボ系は、基準ヘッドに対する高速な目標軌道
と、共通のキャリッジに対する緩やかな目標軌道との差
（これがキャリッジとヘッドの相対位置に対する目標軌
道となる）による、フィードフォワード駆動指令によっ
て制御される。

【００１４】また、基準ヘッドを含めた各ヘッドを一括
して移動させるキャリッジは、１サンプリング時間遅ら
せたキャリッジに対する緩やかな目標軌道と、サンプリ
ング時間ごとに計測される基準ヘッドとキャリッジの相
対変位と基準ヘッドの位置より求めたキャリッジの位置
との差によるフィードバック駆動指令により、第一アク
チュエータであるＶＣＭによって制御される。

【００１５】一方、基準となるヘッド以外の各ヘッドに
装備されたキャリッジとヘッドとの相対位置を広帯域で
制御できる、第二アクチュエータによる相対位置決めサ
ーボ系は、それぞれのヘッドに対する高速な目標軌道
と、共通のキャリッジに対する緩やかな目標軌道との差
（これがキャリッジとヘッドの相対位置に対する目標軌
道となる）によるフィードフォワード駆動指令と、１サ
ンプル時間遅らせた各ヘッドに対する目標軌道と、サン
プリング時間毎に計測される各ヘッド位置との差による
フィードバック駆動指令により、各ヘッド毎に独立に制
御される。

【００１６】本発明のヘッド位置決め装置においては、
ヘッド位置のサンプリング時間によって制御帯域が制限
されて、高速な位置決めのできない第一アクチュエータ
のキャリッジに対する位置決めサーボ系は、各ヘッドの
独立した動きに追従してキャリッジに余計な移動をさせ
ないように、基準として選んだヘッドのみからの位置情
報で制御され、他のトラックへの移動などキャリッジの
移動が必要な場合にも、追従精度を重視して、できる限
りキャリッジを緩やかに移動させる。

【００１７】その一方で、高速に移動できる第二アクチ
ュエータは、高速ではないが高い追従精度で移動するキ
ャリッジの位置をもとに、ヘッドとキャリッジとの相対
変位をフィードフォワード駆動を主として制御し、各ヘ
ッドを広帯域な第二アクチュエータの性能に見合った速
さで高速に位置決めする。

【００１８】その結果、サンプリング時間が長く、キャ
リッジに対するフィードバックサーボ系の制御帯域が狭
い場合でも、特に短い距離のトラックシーク位置決め、
各ヘッドの同一トラック上の読み取り位置と書き込み位
置の間での位置決め、また長い距離のトラックシーク位
置決めの最終段階の過渡応答を、それぞれ高速に制御で
きる、磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置を提供す
ることができる。

【００１９】以下、本発明の課題を解決するための具体
的手段を記述する。

【００２０】(1) 本発明の態様(1) においては、記録再
生用の複数のヘッド（３０３，３２３，…，３ｎ３）を
キャリッジ（３０２）によって一括して移動させる第一
のアクチュエータ（３０１）と、複数のヘッドを個別に
移動させる、この複数のヘッドと同数の第二のアクチュ
エータ（３０４，３０６，３２４）と、第一のアクチュ
エータと第二のアクチュエータとを協調させて各ヘッド
の位置決めを行う制御部（１００）とを備えた磁気ディ
スク装置のヘッド位置決め装置において、複数のヘッド
の中から選択したひとつの基準ヘッド（３０３）から得
られる位置情報のみを使用して、第一のアクチュエータ
によってキャリッジをこのキャリッジの目標位置へ位置
決めし、残りのヘッドからの位置情報を、キャリッジの
位置決めに利用しない。

【００２１】(2) 本発明の態様(2) においては、(1) の
場合に、ヘッドを現在位置決めされているトラックから
別のトラックへ移動させる場合は、第二のアクチュエー
タが、ヘッドに対する高速な目標位置軌道（１０１）
と、キャリッジに対する低速な目標位置軌道（１０２）
との差より生成される、第二のアクチュエータに対する
目標位置軌道（１０６）を使用してヘッドを位置決め
し、第一のアクチュエータは、キャリッジに対する低速
な目標軌道（１０２）を使用してキャリッジを位置決め
する。

【００２２】(3) 本発明の態様(3) においては、(1) の
場合に、基準ヘッドの読み取り動作時のキャリッジの目
標位置を基準として、複数のヘッドが同一トラック上の
読み取り目標位置から書き込み目標位置へ移動する場
合、および複数のヘッドが同一トラック上の書き込み目
標位置から読み取り目標位置へ移動する場合には、第一
のアクチュエータ（３０１）はキャリッジ（３０２）に
対して、基準ヘッド（３０３）から得られる位置情報を
もとに、読み取り動作時のキャリッジの目標位置への位
置決めを継続して行う動作のみを行い、複数のヘッドの
移動に伴いキャリッジを移動させない。

【００２３】(4) 本発明の態様(4) においては、(1) の
場合に、基準ヘッドの書き込み動作時のキャリッジの目
標位置を基準として、複数のヘッドが同一トラック上の
読み取り目標位置から書き込み目標位置へ移動する場
合、および複数のヘッドが同一トラック上の書き込み目
標位置から読み取り目標位置へ移動する場合には、第一
のアクチュエータ（３０１）はキャリッジ（３０２）に
対して、基準ヘッド（３０３）から得られる位置情報を
もとに、書き込み動作時のキャリッジの目標位置への位
置決めを継続して行う動作のみを行い、複数のヘッドの
移動に伴いキャリッジを移動させない。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１，図２，図３は、本発明の一
実施形態の構成を示したものであって、図１は本発明の
磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置の全体構成例を
示し、図２は図１中における、基準ヘッドとキャリッジ
の位置決めサーボ系の構成例の詳細を示し、図３は図１
中における、基準ヘッド以外の各ヘッドの位置決めサー
ボ系の構成例の詳細を示したものであって、２番目のヘ
ッドに対するサーボ系の構成例を示している。

【００２５】各図において、各ヘッド（３０３, ３２
３, …, ３ｎ３）と、広帯域のヘッド相対位置決めサー
ボ系を構成する広帯域のアクチュエータ（３０４, ３２
４など）は、第一アクチュエータであるＶＣＭ３０１に
より駆動される、キャリッジ３０２によって一括して移
動される。

【００２６】キャリッジ３０２は、緩やかなキャリッジ
への目標位置軌道１０２を、遅れ演算子ｚ^-1により１サ
ンプリング時間遅らせた軌道に追従するように、基準ヘ
ッド３０３（ヘッド１）の位置検出手段２０２により検
出された基準ヘッドの位置１０４（ｘ_1H )と、キャリッ
ジ３０２と基準ヘッド３０３との相対位置を連続的に検
出する相対変位センサ３０５からの信号をサンプリング
した信号１０５（δｘ₁) より計算される、キャリッジ
の位置１０３（ｘ_1B )のフィードバックを受けて、ＶＣ
Ｍ３０１を制御するディジタルサーボ補償器２０１によ
り位置決めされる。

【００２７】一方、基準ヘッド３０３は、基準ヘッドへ
の目標位置軌道１０１と、キャリッジへの目標位置軌道
１０２の差より計算されるフィードフォワード駆動指令
より構成され、ディジタル演算部４０１より出力される
駆動指令１０６に、相対変位センサ３０５により連続的
に検出される相対位置が高速に追従するように、小型広
帯域アクチュエータ３０４を制御するアナログ広帯域サ
ーボ補償器２０３により位置決めされる。

【００２８】また、基準ヘッド以外の各ヘッド、例え
ば、ヘッド２（３２３）は、ヘッド２への目標位置軌道
１２１とキャリッジへの目標位置軌道１０２の差より計
算されるフィードフォワード駆動指令と、位置決め誤差
を解消するため、ヘッド２への目標位置軌道１２１を遅
れ演算子ｚ^-1により１サンプリング時間遅らせた軌道
と、ヘッド２（３２３）の位置検出手段２２２により検
出されたヘッド２の位置１２４（ｘ_2H）との差により計
算される、フィードバック駆動指令より構成され、ディ
ジタル演算部４０１より出力される駆動指令１２６に、
相対変位センサ３０５により連続的に検出される相対位
置が高速に追従するように、小型広帯域アクチュエータ
３２４を制御するアナログ広帯域サーボ補償器２２３に
より位置決めされる。

【００２９】図４は、図１に示された、基準ヘッドとキ
ャリッジの位置決めサーボ系の、他の構成例の詳細を示
し、基準ヘッドの相対変位を計測する相対変位センサ３
０３を使用しない場合を示している。この場合は、ディ
ジタル演算部４０１より０次ホルダ２０４を通して出力
される信号によりアクチュエータの変位を制御できる、
位置制御型の（例えば、電圧−位置対応型のピエゾアク
チュエータなど）小型広帯域アクチュエータ３０６を第
二アクチュエータとして使用する。

【００３０】この場合、各ヘッド（３０３, ３２３,
…, ３ｎ３）と、広帯域のヘッド相対位置決めサーボ系
を構成する広帯域のアクチュエータ（３０６など）は、
第一アクチュエータであるＶＣＭ３０１により駆動され
るキャリッジ３０２によって、一括して移動されること
は図２の場合と同じである。

【００３１】キャリッジ３０２は、高速な基準ヘッドの
目標位置軌道１０１を、遅れ演算子ｚ^-1により１サンプ
リング時間遅らせた軌道に、基準ヘッド３０３（ヘッド
１）の位置検出手段２０２により検出された基準ヘッド
の位置１０４（ｘ_1H）が追従するように（基準ヘッドは
駆動指令１０６で駆動されているので、この場合もキャ
リッジ自体は高速移動とならないことに注意）、フィー
ドバック信号１０７を受けるＶＣＭ３０１を制御するデ
ィジタルサーボ補償器２０１により位置決めされる。

【００３２】一方、基準ヘッド３０５は、基準ヘッドへ
の目標位置軌道１０１とキャリッジへの目標位置軌道１
０２の差より計算されるフィードフォワード駆動指令
と、基準ヘッドへの目標位置軌道１０１を遅れ演算子ｚ
^-1により１サンプリング時間遅らせた軌道と基準ヘッド
３０３の位置検出手段２０２により検出された基準ヘッ
ドの位置１０４（ｘ_1H）との差より計算されるフィード
バック信号１０７を零とするように追従誤差評価修正手
段２０８より出力される駆動指令とから構成される駆動
指令より構成され、ディジタル演算部４０１より出力さ
れる駆動指令１０６を使用して、位置制御型（電圧−位
置対応型など）小型広帯域アクチュエータ３０６により
位置決めされる。

【００３３】ここで、追従誤差評価修正手段２０８は、
キャリッジの回転軸に使用されるボールベアリングの静
止摩擦などにより、キャリッジが厳密に目標軌道通りに
動かない場合に、摩擦力の影響を受けない広帯域アクチ
ュエータを使用して、基準ヘッドの位置決め誤差を解消
するための駆動指令を生成するための手段であり、例え
ば、学習制御系などで構成される。また、ヘッド駆動に
ともなう反力により、キャリッジアームが厳密に目標軌
道通り動かない場合には、ヘッド移動時に予想される反
力をキャンセルする入力を、ＶＣＭ３０１に予め入力し
ておくことで対応する。

【００３４】さらに、基準ヘッド以外の各ヘッドの位置
決めサーボ系は、ちょうど追従誤差評価修正手段２０８
が１（直結と同じ）となっている場合に相当しており、
図４に示した追従誤差評価修正手段２０８を使用する基
準ヘッドに対する広帯域のサーボ系の構成を、基準ヘッ
ド以外の各ヘッドの位置決めサーボ系に対しても使用す
ることができる。

【００３５】図５は、図１に示された、基準ヘッドとキ
ャリッジの位置決めサーボ系の、さらに他の構成例の詳
細を示し、基準ヘッドの相対変位を計測する相対変位セ
ンサ３０３を使用しない場合を示している。この場合
は、キャリッジの回転軸に使用されるボールベアリング
の静止摩擦や、フレキシブルケーブル３０７（ＦＰＣ）
のテンションなどの影響で、キャリッジが厳密に目標軌
道通りに動かない問題を解消するために、加速度センサ
を使用して、直接、この摩擦力の影響をキャンセルする
装置が付加されていることが特徴である。

【００３６】この場合、各ヘッド（３０３, ３２３,
…, ３ｎ３）と広帯域のヘッド相対位置決めサーボ系を
構成する広帯域のアクチュエータ（３０６など）は、第
一アクチュエータであるＶＣＭ３０１により駆動される
キャリッジ３０２によって、一括して移動されることは
これまでと同じである。

【００３７】キャリッジ３０２は、高速な基準ヘッドの
目標位置軌道１０１を、遅れ演算子ｚ^-1により１サンプ
リング時間遅らせた軌道に、基準ヘッド３０３（ヘッド
１）の位置検出手段２０２により検出された基準ヘッド
の位置１０４（ｘ_1H）が追従するように（基準ヘッドは
駆動指令１０６で駆動されているので、この場合もキャ
リッジ自体は高速移動とならないことに注意）、フィー
ドバック信号１０７を受けるＶＣＭ３０１を制御する、
ディジタルサーボ補償器２０１により駆動される。

【００３８】さらに、図５では、ＶＣＭに加えられてい
る加速度指令を連続的に検出する、ＶＣＭ電流センサ３
０８（ＶＣＭに流れる電流は加速度に相当する）より得
られる、キャリッジに加えようとしている加速度と、キ
ャリッジに取り付けられた加速度センサ３１０により連
続的に検出される、実際のキャリッジの加速度との差
を、アナログローパスフィルタ３０９を通してＶＣＭ３
０１にフィードバックする、摩擦力の解消手段を装備し
ている。

【００３９】その結果、ベアリングの摩擦によってキャ
リッジが厳密に目標軸道通りに動かない問題は解消さ
れ、図４に示した追従誤差評価修正手段２０８は不要と
なり、基準ヘッド３０３は、基準ヘッドへの目標位置軌
道１０１とキャリッジへの目標位置軌道１０２の差より
計算される、フィードフォワード駆動指令から構成され
る駆動指令より構成され、ディジタル演算部４０１より
出力される駆動指令１０６を使用して、位置制御型（電
圧−位置対応型など）小型広帯域アクチュエータ３０６
により位置決めされる。

【００４０】図６は、本発明の態様(2) の場合の動作の
一例を説明するための図であって、基準ヘッドの隣接ト
ラック間の読み取り位置から読み取り位置まで移動する
シークの動作を説明するものである。

【００４１】本発明により、基準ヘッドの隣接トラック
間の、読み取り位置から読み取り位置まで移動するシー
ク（隣接トラックへの移動と位置決めで位置０から位置
１へ移動する）を行う場合、基準ヘッドへの目標位置軌
道１０１は、第二アクチュエータの制御帯域が広いの
で、図６にみるように高速な軌道を採用する。

【００４２】一方、キャリッジへの目標位置軌道１０２
は、基準ヘッドからのサンプリングされた位置情報をも
とに、第一アクチュエータであるＶＣＭの狭い制御帯域
を考慮して、できる限り精度良くキャリッジが追従でき
るように、緩やかな軌道を採用する。

【００４３】結果として、広帯域の基準ヘッド相対位置
決めサーボ系には、図６の信号１０６（信号１０１−信
号１０２）のような、フィードフォワード駆動信号が加
えられる。この場合、キャリッジは精度良く、緩やかに
移動しているので、フィードフォワード駆動に基づき、
図６の例では、高速な目標位置軌道１０１が収束する４
サンプル目にヘッドの位置決めは終了しており、この時
点で（キャリッジは移動途中であるが）、データへのア
クセスが可能になる。

【００４４】一方、従来、ヘッド位置に直接関係する信
号が、高サンプリングレートで計測できることを前提と
した方式では、基本的に本発明のような発想はなく、信
号１０２に相当する位置決め動作を高速化することに終
始している。従って、ヘッド位置に直接関係する信号の
サンプリングレートが低い磁気ディスク装置では、図６
の緩やかな軌道（信号１０２）を基準に、例えば図６で
は、１０サンプル目までデータのアクセスを待たなけれ
ばならない。

【００４５】図７は、本発明の態様(3) の場合の動作の
一例を説明するための図であって、ヘッド２の同一トラ
ック上の読み取り位置から書き込み位置まで移動するシ
ークの動作を説明するものである。

【００４６】本発明により、ヘッド２の同一トラック上
の読み取り位置から書き込み位置まで移動するシーク
（位置０から位置０．２へ移動する）を行う場合、ヘッ
ド２への目標位置軌道１２１は、第二アクチュエータの
制御帯域が広いので、図７にみるように高速な軌道を採
用する。

【００４７】一方、キャリッジへの目標位置軌道１０２
は、基準ヘッドの読み取り位置に位置決めされている状
態から移動させないので、図７のように０にとどまる軌
道を採用する。

【００４８】結果として、広帯域の基準ヘッド相対位置
決めサーボ系には、図７の信号１２６（信号１２１−信
号１０２で、追従誤差を含めないフィードフォワード成
分のみを記した）のような、フィードフォワード駆動信
号が加えられる。この場合、キャリッジは移動せず、フ
ィードフォワード駆動に基づき、図７の例では、高速な
目標位置軌道１２１が収束する４サンプル目に、ヘッド
の位置決めは終了しており、この時点で、データへのア
クセスが可能になる。

【００４９】このように、微小な移動を複数のヘッドご
とに並行して行う場合、キャリッジは基準ヘッドの位置
をもとに、不必要な移動を行わないことで、ヘッドごと
に短い位置決め時間が実現できる。

【００５０】図８は、本発明の態様(2) の場合の動作の
他の例を説明するための図であって、基準ヘッドの隣接
トラック間の読み取り位置から書き込み位置まで移動す
るシークの動作を説明するものである。

【００５１】本発明により、基準ヘッドの隣接トラック
間の読み取り位置から書き込み位置まで移動するシーク
（隣接トラックへの移動と位置決めで位置０から位置
１．２へ移動する）を行う場合、基準ヘッドへの目標位
置軌道１０１は、第二アクチュエータの制御帯域が広い
ので、図８にみるように移動幅１．２の高速な軌道を採
用する。

【００５２】一方、キャリッジへの目標位置軌道１０２
は、基準ヘッドからのサンプリングされた位置情報をも
とに、第一アクチュエータであるＶＣＭの狭い制御帯域
を考慮して、できる限り精度よくキャリッジが追従でき
るように、緩やかな軌道を採用する。ただし、キャリッ
ジは読み取り位置を基準として移動するので、移動幅は
隣接トラックの読み取り位置までの１となる。

【００５３】結果として、広帯域の基準ヘッド相対位置
決めサーボ系には、図８の信号１０６（信号１０１−１
０２）のような、フィードフォワード駆動信号が加えら
れる。すなわち、１０６の最終値は０．２となる。この
場合も、得られる効果は図６の場合と同じである。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、サンプリング時間が長く、キャリッジに対するフィ
ードバックサーボ系の制御帯域が狭い場合でも、特に短
い距離のトラックシーク位置決め、各ヘッドの同一トラ
ック上の読み取り位置と書き込み位置の間での位置決
め、また長い距離のトラックシーク位置決めの最終段階
の過渡応答を、高速に制御できるようになる。

【００５５】その理由は、従来のような、ヘッド位置に
直接関わる位置情報のサンプリングレートを改善し、そ
の結果、サーボ系全体の帯域を広げることで高速位置決
めを行うという発想を転換して、ヘッド位置のサンプリ
ング時間によって制御帯域が制限されて、高速な位置決
めのできない第一アクチュエータのキャリッジに対する
位置決めサーボ系は、各ヘッドの独立した動きに追従し
てキャリッジに余計な移動をさせないように、基準とし
て選んだヘッドのみからの位置情報で制御され、他のト
ラックへの移動などキャリッジの移動が必要な場合に
も、追従精度を重視して、できる限りキャリッジを緩や
かに移動させ、その一方で、高速に移動できる第二アク
チュエータは、高速ではないが高い追従精度で移動する
キャリッジの位置をもとに、ヘッドとキャリッジとの相
対変位をフィードフォワード駆動を主として制御し、各
ヘッドを広帯域な第二アクチュエータの性能に見合った
速さで、高速に位置決めするためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置のヘッド位置決め装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示された、基準ヘッドとキャリッジの位
置決めサーボ系の、構成例の詳細を示すブロック図であ
る。

【図３】図１に示された、基準ヘッド以外の各ヘッドの
位置決めサーボ系の構成例の詳細として、２番目のヘッ
ドに対するサーボ系の構成例を示すブロック図である。

【図４】図１に示された、基準ヘッドとキャリッジの位
置決めサーボ系の、他の構成例の詳細を示すブロック図
である。

【図５】図１に示された、基準ヘッドとキャリッジの位
置決めサーボ系の、さらに他の構成例の詳細を示すブロ
ック図である。

【図６】本発明の態様(2) の場合の動作の一例を説明す
るための図であり、図６〔１〕は時間と信号１０１との
関係を示すグラフであり、図６〔２〕は時間と信号１０
２との関係を示すグラフであり、図６〔３〕は時間と信
号１０６との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の態様(3) の場合の動作の一例を説明す
るための図であり、図７〔１〕は時間と信号１２１との
関係を示すグラフであり、図７〔２〕は時間と信号１０
２との関係を示すグラフであり、図７〔３〕は時間と信
号１２６との関係を示すグラフである。

【図８】本発明の態様(2) の場合の動作の他の例を説明
するための図であり、図８〔１〕は時間と信号１０１と
の関係を示すグラフであり、図８〔２〕は時間と信号１
０２との関係を示すグラフであり、図８〔３〕は時間と
信号１０６との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１００制御部１０１基準ヘッド（ヘッド１）への目標位置軌道１０２キャリッジへの目標位置軌道１０３キャリッジの位置ｘ_1B １０４基準ヘッドの位置ｘ_1H １０５基準ヘッドとキャリッジの相対変位δｘ₁ １０６基準ヘッドの相対位置決めサーボ系への駆動指
令１０７フィードバック信号１２１ヘッド２への目標位置軌道１２４ヘッド２の位置ｘ_2H １２６ヘッド２の相対位置決めサーボ系への駆動指令２０１ディジタルサーボ補償器２０２基準ヘッドの位置検出手段２０３基準ヘッドのアナログ広帯域サーボ補償器２０４駆動指令１０６に対する０次ホルダ２０５ディジタルサーボ補償器の出力に対する０次ホ
ルダ２０６ＶＣＭ用ドライバ２０７位置制御型（電圧−位置対応型）小型広帯域ア
クチュエータ用ドライバ２０８追従誤差評価修正手段２２２ヘッド２の位置検出手段２２３ヘッド２のアナログ広帯域サーボ補償器２２４駆動指令１２６に対する０次ホルダ３０１ＶＣＭ（第一アクチュエータ）３０２キャリッジ３０３基準ヘッド（ヘッド１）３０４基準ヘッドの小型広帯域アクチュエータ３０５基準ヘッドの相対変位センサ３０６基準ヘッドの位置制御型（電圧−位置対応型な
ど）小型広帯域アクチュエータ３０７フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）３０８ＶＣＭ電流センサ３０９アナログローパスフィルタ３１０キャリッジの加速度センサ３２３ヘッド２３２４ヘッド２の小型広帯域アクチュエータ３２５ヘッド２の相対変位センサ４０１ディジタル演算部１ｎ１ヘッドｎへの目標位置軌道１ｎ４ヘッドｎの位置ｘ_nH ２ｎ４駆動指令１ｎ６に対する０次ホルダ３ｎ３ヘッドｎ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録再生用の複数のヘッドをキャリッジ
によって一括して移動させる第一のアクチュエータと、
前記複数のヘッドを個別に移動させる当該複数のヘッド
と同数の第二のアクチュエータと、前記第一のアクチュ
エータと前記第二のアクチュエータとを協調させて前記
各ヘッドの位置決めを行う制御部とを備えた磁気ディス
ク装置のヘッド位置決め装置において、前記制御部は、前記複数のヘッドの中から選択したひと
つの基準ヘッドから得られる位置情報のみを使用して、
前記第一のアクチュエータによって前記キャリッジを当
該キャリッジの目標位置へ位置決めすることを特徴とす
る磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置。
【請求項２】前記ヘッドを現在位置決めされているト
ラックから別のトラックへ移動させる場合において、前
記第二のアクチュエータは、前記ヘッドに対する高速な
目標位置軌道と前記キャリッジに対する低速な目標位置
軌道との差より生成される、前記第二のアクチュエータ
に対する目標位置軌道を使用して当該ヘッドを位置決め
し、前記第一のアクチュエータは、前記キャリッジに対
する低速な目標軌道を使用して該キャリッジを位置決め
する、請求項１記載の磁気ディスク装置のヘッド位置決
め装置。
【請求項３】前記基準ヘッドの読み取り動作時のキャ
リッジの目標位置を基準として、前記複数のヘッドが同
一トラック上の読み取り目標位置から書き込み目標位置
へ移動する場合、および当該複数のヘッドが同一トラッ
ク上の書き込み目標位置から読み取り目標位置へ移動す
る場合において、前記第一のアクチュエータは、前記キ
ャリッジに対して、前記基準ヘッドから得られる位置情
報をもとに前記読み取り動作時のキャリッジの目標位置
への位置決めを継続して行う動作のみを行う、請求項１
記載の磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置。
【請求項４】前記基準ヘッドの書き込み動作時のキャ
リッジの目標位置を基準として、前記複数のヘッドが同
一トラック上の読み取り目標位置から書き込み目標位置
へ移動する場合、および当該複数のヘッドが同一トラッ
ク上の書き込み目標位置から読み取り目標位置へ移動す
る場合において、前記第一のアクチュエータは、前記キ
ャリッジに対して、前記基準ヘッドから得られる位置情
報をもとに前記書き込み動作時のキャリッジの目標位置
への位置決めを継続して行う動作のみを行う、請求項１
記載の磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置。