JP3756640B2 - Disc recording / playback device - Google Patents
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にハードディスクドライブなどのディスク記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ハードディスクドライブ(HDD)では、記録媒体であるディスク上に記録するデータの高記録密度化が推進されている。高記録密度化には、大別してトラック密度の高密度化と各トラックの線密度の高密度化がある。トラック密度の高密度化を図る場合には、ディスク上に構成する各トラック間の間隔であるトラックピッチ狭くなるため、ヘッドを目標位置である目標トラックに高精度で位置決めすることが要求される。
【0003】
ところで、HDDでは、ディスク上に多数のトラックが同心円状に構成されている。各トラックには、円周方向に所定の間隔で複数のサーボエリア(例えば50個)が配置されている。サーボエリアには、ヘッドを目標位置に位置決め制御するためのサーボシステム(後述する)に使用されるサーボデータが予め記録されている。高記記録密度化に伴って、高精度のヘッド位置決め制御を実現するためには、サーボ帯域を高くすること、具体的には各トラックに配置されるサーボエリアの間隔を狭くして、例えば100個のサーボエリアを配置させることが必要となる。このため、サーボシステムは、サーボエリアからサーボデータを再生して、このサーボデータに基づいて位置決め制御を実行するときのサンプリング周波数を現状(3.5kHz〜4kHz程度)より高くすることが要求される。
【0004】
ここで、HDDのサーボシステムは、図15に示すように、フィードバック制御系であり、ヘッド2の現在位置(位置トランスデューサ10により検出)に基づいてシーク制御および狭義の位置決め制御を実行する。シーク制御とは、ヘッド2の移動速度を制御する速度制御(速度制御演算部22)を実行して、ディスク1上の目標位置(目標トラック)の近傍までヘッド2を移動させる制御である。一方、狭義の位置決め制御とは、速度制御から位置制御への移行を制御する過渡制御(過渡制御演算部23)およびヘッド2を目標位置の許容範囲内に位置決め(整定)する前記位置制御(位置制御演算部24)からなる。
【0005】
シーク制御では、移動距離演算部21はヘッド2の現在位置(トラック位置)と目標位置(目標トラック)との誤差(残り距離に相当)を算出する。速度制御演算部22は、その残り距離に従ってヘッド2の目標速度(加速と減速とからなる速度プロファイル)を算出する。システムのメイン要素である制御系20は、速度制御演算部22により算出された目標速度に応じた制御値(ディジタル値)を出力する。位置決め制御では、制御系20は各演算部23,24の演算結果に応じた制御値を出力する。なお、制御系20および各演算部21〜24は、HDDではメイン制御装置であるマイクロプロセッサ(CPU)により構成されている。
【0006】
D/A変換要素(D/Aコンバータ)15は、制御系20から出力された制御値をアナログの制御電圧値に変換してパワーアンプ12に出力する。パワーアンプ12は、制御電圧値を駆動電流に変換して、ボイスコイルモータ(VCM)7に供給する。パワーアンプ12は、具体的にはVCMドライバに含まれている。VCM7はヘッド2を移動させるためのアクチュエータの駆動源であり、制御電圧値に従った量(シーク制御では移動距離)だけヘッド2を移動させる。
【0007】
一方、ヘッド2はディスク1のサーボエリアに予め記録された前記のサーボデータを読出している。ヘッドアンプ(リード/ライトアンプ回路)8は、ヘッド2により読出されるサーボデータを位置トランスデューサ10に出力する。位置トランスデューサ(サーボ回路)10により検出された位置信号は、A/D変換要素(A/Dコンバータ)14によりディジタル値に変換されて各演算部21、23,24に入力される。ここで、シーク制御では、サーボデータに含まれるトラックアドレス(トラック位置を示すデータであり、シリンダコードとも呼ばれる)がヘッド2の現在位置を示すデータとして使用される(移動距離演算部21の入力)。一方、サーボデータには、各トラックの範囲内の位置を検出するためのサーボバ−ストデータが含まれている。位置制御演算部24はA/D変換要素14から入力される位置データ(サーボバ−ストデータにより得られる振幅値)に従って、あるトラックの中心または隣接トラックとの境界に対するヘッド2の位置誤差を算出する。
【0008】
このようなサーボシステムにおいて、前述したように、高記録密度化に伴う高サーボ帯域を実現するためには、サンプリング周波数を高くすることが要求される。制御系20は、サンプリング周波数に同期して(具体的にはサーボエリアの検出に応じて生成されるセクタパルスの周期)、D/A変換要素(D/Aコンバータ)15からディジタルの制御値に応じたアナログの制御電圧値を出力させる。即ち、サンプリング周波数に同期して、VCM7のコイルに制御電圧値を変換して得られる駆動電流が供給されることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、特にディスクのトラック密度の高密度化を図るために、高帯域のサーボ系を実現するためにサンプリング周波数を高くした場合に、VCMのインダクタンス特性から制御電圧値と駆動電流値とが等価にならない状態が発生する。このため、シーク制御時にVCMに十分な駆動電流を供給できず、ヘッドが目標位置まで移動するときのシーク速度性能が低下し、結果的にシーク制御性能の劣化の要因になる。
【0011】
ここで、シーク制御において、サンプリング周波数とVCM7のコイルに流れる駆動電流との関係を図6から図12に示す。図6はサンプリング周波数4kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の最大振幅値の出力電圧波形(制御電圧値)を示し、同図(A)はそのD/Aコンバータ15の出力電圧波形に応じたVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。同様に、図7はサンプリング周波数6kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。図8はサンプリング周波数8kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。図9はサンプリング周波数10kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。図10はサンプリング周波数12kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。図11はサンプリング周波数14kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。図12はサンプリング周波数16kHzのときに、同図(B)はD/Aコンバータ15の出力電圧波形を示し、同図(A)はVCM7のコイルに流れる駆動電流波形を示す。
【0012】
これらの特性図から、サンプリング周波数が12kHz以上になると(図10から図12)、制御電圧値に応じてVCM7のコイルには十分な駆動電流が供給されないことが推定できる。ここで、VCMコイルのインダクタンスの影響を明確化するために、当該VCMコイルの抵抗値と同じ抵抗値の抵抗器をVCMコイルの代わりに使用した場合の駆動電流波形を、図13(A)に示す。図13(A)は、同図(B)に示すように、サンプリング周波数が16kHzのときの制御電圧値に応じた駆動電流波形である。この特性図からインダクタンスが無視できる程小さい値であれば、サンプリング周波数が16kHzでも十分な駆動電流が流れることがわかる。
【0013】
また、シーク制御から移行した位置決め制御(過渡制御と位置制御)時では、シーク制御時と比較して、D/Aコンバータ15の出力である制御電圧値は非常に小さい。このため、図14(A)に示すように、サンプリング周波数が16kHzでも、VCMコイルには十分な駆動電流が流れる。このとき、駆動電流波形は同図(B)に示す制御電圧値であるD/Aコンバータ15の出力電圧波形に対応していることが分かる。要するに、サンプリング周波数が高い場合に、制御電圧値が大きいシーク制御時では、その制御電圧値に対応する十分な駆動電流をVCMコイルに供給することができない。
【0014】
そこで、本発明の目的は、シーク制御に制御電圧値に応じた十分な駆動電流をVCMコイルに供給できるようにして、ディスクのトラック密度の高密度化に伴う高帯域のサーボ系を実現した場合でも、シーク動作における高い制御性能を得ることができるサーボシステムを有するディスク記録再生装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッドを目標位置まで移動制御するためのシーク制御および当該目標位置の許容範囲内に前記ヘッドを位置決めするための位置決め制御を実行するサーボシステムにおいて、シーク制御と位置決め制御の場合に応じて制御手段が制御値を出力するときの時間間隔を切替える切替手段を有するサーボシステムを備えたディスク記録再生装置である。
【0016】
具体的には、制御手段を構成するCPUは、シーク制御時にD/Aコンバータから制御電圧値を出力するときの時間間隔(サンプリング周波数に相当する周期)を、位置決め制御時と比較して長くする。即ち、シーク制御には、サンプリング周波数を位置決め制御時と比較して低下させる。
【0017】
このような方式により、シーク制御時にD/Aコンバータの出力である制御電圧値を駆動電流に変換してVCMコイルに供給するときに、当該制御電圧値に応じた十分な駆動電流をVCMコイルに供給することができる。従って、トラック密度の高密度化に伴って高サーボ帯域を実現するために、サンプリング周波数を高くした場合でも、シーク制御時には結果的にサンプリング周波数を低下させて、十分なヘッドの速度性能を得ることができる。これにより、高サーボ帯域により位置決め制御における位置決め精度を向上させると共に、シーク制御では十分なヘッドの速度性能を得ることにより高い制御性能を実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
図1は同実施形態に関係するHDDの要部を示すブロック図であり、図2は同実施形態に関係するサーボシステムの構成を説明するためのブロック図であり、図3は同実施形態のサーボシステムの動作を説明するためのタイミングチャートであり、図4は同実施形態のサーボシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【0020】
(サーボシステムの構成)
本実施形態のサーボシステムは、図2に示すように、シーク制御と位置決め制御(過渡制御と位置制御)の場合に応じてサンプリング周波数を切り替える切り替え手段30を有する。具体的には、制御系20は、A/D変換要素(A/Dコンバータ)14及びD/A変換要素(D/Aコンバータ)15のそれぞれに供給するサンプリングパルスの周波数を切り替えて、D/Aコンバータ15からの制御電圧の出力の時間間隔を切り替える。即ち、位置決め制御時には、基準のサンプリング周波数に同期した時間間隔で、D/Aコンバータ15から制御電圧がパワーアンプ12に出力される。一方、シーク制御時には、基準のサンプリング周波数を低下させた周波数に同期した時間間隔(相対的に長い時間間隔)で、D/Aコンバータ15から制御電圧がパワーアンプ12に出力される。
【0021】
なお、サーボシステムの他の構成については、図15に示す従来のシステムと同様である。以下、本実施形態のサーボシステムをHDDに適用した場合について説明する。
【0022】
(HDDの構成)
HDDは、図1に示すように、記録媒体であるディスク1及びヘッド2を有する。ディスク1には、多数のトラックが同心円状に構成されている。各トラックには、円周方向に所定の間隔で複数のサーボエリアが配置されている。サーボエリアには、シーク制御及び位置決め制御に使用するためのサーボデータが予め記録されている。ここで、本実施形態では、高記記録密度化に伴う高サーボ帯域に従って例えば12.25kHz程度のサンプリング周波数を想定し、このサンプリング周波数に応じたサーボエリアの間隔が設定されている。ディスク1はスピンドルモータ(SPM)5により高速回転している。なお、ディスク1は便宜的に1枚とする。
【0023】
ヘッド2は、同一のスライダ上にMR(magnetoresistive)ヘッドであるリードヘッド3とインダクティブ・ヘッド(誘導型ヘッド)であるライトヘッド4とが分離して実装された構造のリード/ライト分離型ヘッドを想定している。ヘッド2はディスク1の両面のそれぞれに対向して設けられている。ヘッド2はアクチュエータ6により保持されて、VCM7の駆動力によりディスク1の半径方向に移動される。
【0024】
VCM7はモータドライバ(図2のパワーアンプ)12から駆動電流が供給されて駆動する。なお、モータドライバはダブルドライバであり、SPM5のドライバも含む。モータドライバ12は、D/Aコンバータ(図2に示すD/A変換要素)15から出力される制御電圧(後述するAPまたはAS)を駆動電流に変換してVCM7のコイルに供給する。
【0025】
さらに、HDDは、ヘッドアンプ回路8、リード/ライト回路9、サーボ回路10、マイクロプロセッサ(CPU)11、A/Dコンバータ14、およびディスクコントローラ(HDC)13を有する。ヘッドアンプ回路(図2のリード/ライトアンプ)8はリードヘッド3及びライトヘッド4のドライバICであり、リードヘッド3により読出されたリード信号を増幅するためのリードアンプおよびライトヘッド4に書き込み電流を供給するためのライトアンプを有する。
【0026】
リード/ライト回路9は通常では専用の集積回路(リードチャネルまたはリード/ライトチャネルとも呼ばれる)であり、リード/ライト信号の信号処理回路である。リード/ライト回路9は、リードヘッド3により読出されたリード信号をヘッドアンプ回路8を介して入力し、各種の信号処理を実行して元のデータ (リードデータ)に復号化する。また、リード/ライト回路9は、HDC14から転送されたライトデータを所定の変調方式(例えばRLL方式)により変調したライト信号をヘッドアンプ回路8に出力する。ヘッドアンプ回路8はライト信号を書込み電流に変換してライトヘッド4に出力する。
【0027】
HDC14は、HDDとホストシステム(コンピュータ)とのインターフェースを構成し、ホストコンピュータとの間でリード/ライトデータ及びアクセスコマンド(リード/ライトコマンド)の転送を制御する。
【0028】
本実施形態のサーボシステムは、CPU11と、サーボ回路10と、A/Dコンバータ14と、D/Aコンバータ15と、モータドライバ12とから構成されている。サーボ回路10は図2の位置トランスデューサに相当し、サーボデータ(ヘッド2の位置情報)を抽出し、かつ前記のサンプリング周波数に同期したセクタパルス(CPU11に対する割り込み信号に相当)SPを生成する(図3を参照)。前述したように、サーボデータには、主としてシーク制御に使用されるトラックアドレス(シリンダコード)とトラック範囲内の位置検出用のサーボバ−ストデータを含む。サーボ回路10はサーボデータから抽出したトラックアドレスCDをCPU11に出力する。
【0029】
A/Dコンバータ14は、サーボ回路10から抽出されたサーボバ−ストデータをディジタル値に変換してCPU11に出力する。CPU11は、サーボバ−ストデータに基づいて、あるトラック(目標トラック)の範囲内におけるヘッド2の位置(実際にはトラックの中心または隣接トラックとの境界に対する位置誤差)を算出する。また、CPU11はトラックアドレスに基づいて、移動中のヘッド2のトラック位置を認識する。
【0030】
CPU11は予め用意された専用プログラムを実行することにより、図2に示す制御系20および各演算部21〜24の機能を実現する。CPU11は、HDC13を介してホストシステムからアクセスコマンド(リード/ライトコマンド)を受信し、本実施形態に関係するシーク制御と位置決め制御を実行する。CPU11は、シーク制御と位置決め制御の各制御動作により算出した制御値(ディジタル値)をD/Aコンバータ15に出力する。
【0031】
(シーク制御動作)
以下、図1と共に、図3のタイミングチャートと図4のフローチャートを参照して本実施形態のシーク制御動作について説明する。
【0032】
まず、CPU11は、HDC13を介してホストシステムからアクセスコマンドを受信すると、アクセス対象であるディスク1上の目標位置(目標トラック)を決定する(ステップS1,S2)。CPU11は決定された目標位置までヘッド2をシークさせるシーク制御を開始する(ステップS3)。
【0033】
シーク制御では、前述したように、サーボ回路10はサーボデータを再生すると共に、CPU11にサーボエリアの検出タイミングで、セクタパルスSPを生成して割り込み信号として出力する。このセクタパルスSPは、図3に示すように、サーボエリアの配置間隔に応じたサンプリング周波数に相当する周期Tsのパルス信号である。
【0034】
CPU11は、シーク制御時にはセクタパルスSPによる時間間隔Tsより長い時間間隔で、ヘッド2の速度制御に必要な制御値をD/Aコンバータ15に出力して、D/Aコンバータ15から当該制御値に応じた制御電圧ASを出力させる。即ち、CPU11は、基準のサンプリング周波数(周期Ts)を低下させて、D/Aコンバータ15により出力される制御電圧ASに基づいてシーク動作を実行させる(ステップS4,S5)。ここで、図3に示す制御電圧ASの遅れ時間Td2は、シーク制御における演算時間遅れに相当する。
【0035】
このシーク動作によりヘッド2が目標位置まで接近すると、CPU11はシーク制御から位置決め制御に切り替える(ステップS6のYES,S7)。即ち、CPU11は過渡制御及び位置制御を実行して、ヘッド2を目標トラックの許容範囲に位置決め(整定)するように制御する(図2を参照)。このとき、CPU11は、図3に示すように、セクタパルスSPによる時間間隔Tsに同期して、ヘッド2の位置決め制御に必要な制御値をD/Aコンバータ15に出力して、D/Aコンバータ15から当該制御値に応じた制御電圧ASを出力させる。即ち、CPU11は、基準のサンプリング周波数(周期Ts)に基づいて、D/Aコンバータ15により出力される制御電圧APに基づいて位置決め動作を実行させる(ステップS8,S9)。
【0036】
以上のように本実施形態によれば、シーク制御時には、設定された基準のサンプリング周波数(周期Ts)を低下させて、位置決め制御時と比較して長い時間間隔でD/Aコンバータ15からシーク動作に必要な制御電圧ASを出力させる。このため、VCM7のコイルには、モータドライバ12により制御電圧ASを変換して得られる駆動電流を十分な量だけ供給することができる。従って、VCM7の十分な駆動力により、アクチュエータ6はヘッド2を目標位置の近傍までシークさせることができる。換言すれば、相対的に高い基準のサンプリング周波数を、シーク制御時に低下させることにより、VCMコイルに十分な駆動電流を流して、シーク動作の速度性能が劣化することなく、高いシーク制御性能を得ることが可能となる。
【0037】
図5は、基準のサンプリング周波数を12.25kHz程度に設定した場合に、本実施形態のシーク制御時における制御電圧(D/Aコンバータ15の制御出力)とVCMコイルの駆動電流波形との関係を示す測定結果である。ここでは、シーク制御時にサンプリング周波数を1/3に低下させた場合である。また、シーク開始から約8.4msの経過後に、シーク制御から位置決め制御に含まれる過渡制御に移行している。この測定結果から、シーク制御時には制御電圧に応じて十分な駆動電流がVCMコイルに供給されていることが分かる。なお、この測定に基づいた実験システムでは、シーク制御と過渡制御時とでは、外部ゲインが8倍も異なるので、同じD/Aコンバータの制御出力の場合でも、VCMコイルに流れる駆動電流量が異なる。
【0038】
本実施形態は、特にHDDに適用した場合について説明したが、同様のサーボシステムを使用するものであれば、本発明は光磁気ディスク装置などのディスク記録再生装置に適用することが可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、システムの基準のサンプリング周波数が高い場合でも、相対的に制御電圧値が大きくなるシーク制御時にサンプリング周波数を低下させるように切り替えることにより、制御電圧値に応じた十分な駆動電流をVCMコイルに供給することが可能となる。従って、ディスクのトラック密度の高密度化に伴う高帯域のサーボ系を実現した場合でも、シーク制御における速度性能を低下させることなく、結果的に高い制御性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に関係するHDDの要部を示すブロック図。
【図2】同実施形態に関係するサーボシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図3】同実施形態のサーボシステムの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図4】同実施形態のサーボシステムの動作を説明するためのフローチャート
【図5】同実施形態のシーク制御時において制御電圧とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図6】従来のサンプリング周波数(4kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図7】従来のサンプリング周波数(6kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図8】従来のサンプリング周波数(8kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図9】従来のサンプリング周波数(10kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図10】従来のサンプリング周波数(12kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図11】従来のサンプリング周波数(14kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図12】従来のサンプリング周波数(16kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図13】従来のサンプリング周波数(16kHz)と抵抗器の駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図14】従来の位置決め制御時においてサンプリング周波数(16kHz)とVCMコイルの駆動電流との関係を説明するための特性図。
【図15】従来のHDDに適用するサーボシステムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…ディスク
2…ヘッド
3…リードヘッド(MRヘッド)
4…ライトヘッド
5…スピンドルモータ
6…アクチュエータ
7…ボイスコイルモータ(VCM)
8…ヘッドアンプ回路
9…リード/ライト回路
10…サーボ回路
11…マイクロプロセッサ(CPU)
12…モータドライバ(パワーアンプ)
13…ディスクコントローラ(HDC)
14…A/Dコンバータ
15…D/Aコンバータ
20…制御系
21…移動距離演算部
22…速度制御演算部
23…過渡制御演算部
24…位置制御演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk recording / reproducing apparatus such as a hard disk drive.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a hard disk drive (HDD), higher recording density of data recorded on a disk as a recording medium has been promoted. High recording density can be broadly classified into track density and track linear density. In order to increase the track density, the track pitch, which is an interval between tracks on the disk, is narrowed, and thus it is required to position the head on a target track that is a target position with high accuracy.
[0003]
By the way, in an HDD, a large number of tracks are concentrically formed on a disk. In each track, a plurality of servo areas (for example, 50) are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Servo data used in a servo system (described later) for controlling the positioning of the head to the target position is recorded in advance in the servo area. In order to realize high-precision head positioning control as the recording density increases, the servo band is increased, specifically, the interval between servo areas arranged in each track is reduced, for example, 100 It is necessary to arrange servo areas. For this reason, the servo system is required to reproduce the servo data from the servo area and set the sampling frequency when performing positioning control based on the servo data to be higher than the current frequency (about 3.5 kHz to 4 kHz). .
[0004]
Here, as shown in FIG. 15, the HDD servo system is a feedback control system, and performs seek control and narrow positioning control based on the current position of the head 2 (detected by the position transducer 10). The seek control is control for moving the
[0005]
In the seek control, the movement
[0006]
The D / A conversion element (D / A converter) 15 converts the control value output from the
[0007]
On the other hand, the
[0008]
In such a servo system, as described above, in order to realize a high servo band accompanying an increase in recording density, it is required to increase the sampling frequency. The
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the sampling frequency is increased in order to realize a high-band servo system, in particular, in order to increase the track density of the disk, the control voltage value and the drive current value are determined from the inductance characteristics of the VCM. There is a situation where is not equivalent. Therefore, a sufficient drive current cannot be supplied to the VCM at the time of seek control, and the seek speed performance when the head moves to the target position is lowered, resulting in deterioration of seek control performance.
[0011]
Here, in the seek control, the relationship between the sampling frequency and the drive current flowing through the coil of the
[0012]
From these characteristic diagrams, it can be estimated that when the sampling frequency is 12 kHz or more (FIGS. 10 to 12), a sufficient drive current is not supplied to the coil of the
[0013]
Further, in the positioning control (transient control and position control) shifted from the seek control, the control voltage value that is the output of the D /
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to realize a high-band servo system that accompanies an increase in the track density of the disk by enabling a sufficient drive current corresponding to the control voltage value to be supplied to the VCM coil for seek control. However, an object of the present invention is to provide a disk recording / reproducing apparatus having a servo system capable of obtaining high control performance in a seek operation.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a servo system that performs seek control for controlling movement of a head to a target position and positioning control for positioning the head within an allowable range of the target position, according to the cases of seek control and positioning control. The disc recording / reproducing apparatus includes a servo system having a switching unit that switches a time interval when the control unit outputs a control value.
[0016]
Specifically, the CPU constituting the control means lengthens the time interval (cycle corresponding to the sampling frequency) when outputting the control voltage value from the D / A converter during seek control as compared with that during positioning control. . In other words, in the seek control, the sampling frequency is decreased as compared with the positioning control.
[0017]
With this method, when the control voltage value, which is the output of the D / A converter, is converted into a drive current and supplied to the VCM coil during seek control, sufficient drive current corresponding to the control voltage value is supplied to the VCM coil. Can be supplied. Therefore, even if the sampling frequency is increased in order to realize a high servo band as the track density increases, the sampling frequency is reduced as a result during seek control, and sufficient head speed performance is obtained. Can do. As a result, the positioning accuracy in the positioning control is improved by the high servo band, and high control performance can be realized by obtaining sufficient head speed performance in the seek control.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of the HDD related to the embodiment, FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a servo system related to the embodiment, and FIG. 3 is a block diagram of the embodiment. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the servo system, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the servo system of the embodiment.
[0020]
(Servo system configuration)
As shown in FIG. 2, the servo system according to the present embodiment includes switching means 30 that switches the sampling frequency in accordance with seek control and positioning control (transient control and position control). Specifically, the
[0021]
The other configuration of the servo system is the same as that of the conventional system shown in FIG. Hereinafter, a case where the servo system of this embodiment is applied to an HDD will be described.
[0022]
(HDD configuration)
As shown in FIG. 1, the HDD has a
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The HDD further includes a
[0026]
The read /
[0027]
The
[0028]
The servo system according to this embodiment includes a CPU 11, a
[0029]
The A /
[0030]
The CPU 11 implements the functions of the
[0031]
(Seek control operation)
The seek control operation of this embodiment will be described below with reference to the timing chart of FIG. 3 and the flowchart of FIG. 4 together with FIG.
[0032]
First, when receiving an access command from the host system via the HDC 13, the CPU 11 determines a target position (target track) on the
[0033]
In the seek control, as described above, the
[0034]
The CPU 11 outputs a control value necessary for speed control of the
[0035]
When the
[0036]
As described above, according to the present embodiment, during the seek control, the set reference sampling frequency (cycle Ts) is reduced, and the seek operation is performed from the D /
[0037]
FIG. 5 shows the relationship between the control voltage (control output of the D / A converter 15) and the drive current waveform of the VCM coil during seek control according to the present embodiment when the reference sampling frequency is set to about 12.25 kHz. It is the measurement result shown. In this case, the sampling frequency is reduced to 1/3 during seek control. Further, after about 8.4 ms from the start of seek, the transition from seek control to transient control included in positioning control is made. From this measurement result, it can be seen that a sufficient drive current is supplied to the VCM coil in accordance with the control voltage during seek control. In the experimental system based on this measurement, since the external gain is different by 8 times between seek control and transient control, the amount of drive current flowing through the VCM coil differs even in the case of the same D / A converter control output. .
[0038]
Although the present embodiment has been described particularly when applied to an HDD, the present invention can be applied to a disk recording / reproducing apparatus such as a magneto-optical disk apparatus as long as a similar servo system is used.
[0039]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even when the reference sampling frequency of the system is high, the control voltage value is changed to the control voltage value by switching so as to decrease the sampling frequency during seek control in which the control voltage value is relatively large. A sufficient drive current can be supplied to the VCM coil. Therefore, even when a high-band servo system associated with an increase in disk track density is realized, high control performance can be realized as a result without reducing the speed performance in seek control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an HDD related to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a servo system related to the embodiment;
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the servo system according to the embodiment;
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the servo system of the embodiment. FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the control voltage and the drive current of the VCM coil during seek control of the embodiment.
FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (4 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (6 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 8 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (8 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 9 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (10 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 10 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (12 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 11 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (14 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (16 kHz) and a drive current of a VCM coil.
FIG. 13 is a characteristic diagram for explaining a relationship between a conventional sampling frequency (16 kHz) and a driving current of a resistor.
FIG. 14 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the sampling frequency (16 kHz) and the drive current of the VCM coil during conventional positioning control.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a servo system applied to a conventional HDD.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... write
8 ...
12 ... Motor driver (power amplifier)
13: Disk controller (HDC)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
モータ手段の駆動力により前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動させるためのヘッド移動手段と、
前記ヘッドを目標位置まで移動制御するためのシーク制御および当該目標位置の許容範囲内に前記ヘッドを位置決めするための位置決め制御を実行し、各制御時に前記モータ手段を駆動制御するための制御値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された前記制御値を駆動電流に変換して前記モータ手段に供給するための駆動手段と、
前記シーク制御と前記位置決め制御の場合に応じて前記制御手段が前記制御値を出力するときの時間間隔を切替える切替手段とを具備し、
前記切替手段は、前記シーク制御時には前記制御値の出力周期である前記時間間隔を前記位置決め制御時と比較して相対的に長くし、また前記位置決め制御時には前記制御値の出力周期である前記時間間隔を相対的に短くするように切り替えることを特徴とするディスク記録再生装置。A disk recording / reproducing apparatus having a function for positioning and controlling a head to a target position on the disk based on servo data recorded in advance on the disk,
Head moving means for moving the head in the radial direction of the disk by the driving force of the motor means;
A seek control for controlling the movement of the head to a target position and a positioning control for positioning the head within an allowable range of the target position are executed, and a control value for driving and controlling the motor means at each control is obtained. Control means for outputting;
Drive means for converting the control value output from the control means into drive current and supplying it to the motor means;
Switching means for switching a time interval when the control means outputs the control value in accordance with the seek control and the positioning control ;
The switching means makes the time interval, which is an output cycle of the control value at the time of seek control, relatively longer than that at the time of positioning control, and the time which is an output cycle of the control value at the time of positioning control. A disc recording / reproducing apparatus characterized by switching so that the interval is relatively short .
モータ手段の駆動力により前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動させるためのヘッド移動手段と、
所定のサンプリング周波数に従って前記ヘッドにより再生された前記サーボデータに基づいて前記ヘッドを目標位置まで移動制御するためのシーク制御および当該目標位置の許容範囲内に前記ヘッドを位置決めするための位置決め制御を実行し、各制御時に前記モータ手段を駆動制御するための制御値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された前記制御値を駆動電流に変換して前記モータ手段に供給するための駆動手段と、
前記シーク制御と前記位置決め制御の場合に応じて前記制御手段が前記制御値を出力するときの時間間隔を切替える切替手段とを具備し、
前記切替手段は、前記シーク制御時には前記所定のサンプリング周波数に応じた前記制御値の出力周期に相当する前記時間間隔を前記位置決め制御時と比較して相対的に長くし、また前記位置決め制御時には前記時間間隔を前記所定のサンプリング周波数に相当する間隔に設定するように切り替えることを特徴とするディスク記録再生装置。 A plurality of tracks for recording data is configured, and a servo area in which servo data is recorded has a disk arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of each track, based on the servo data, A disk recording / reproducing apparatus having a function for positioning and controlling a head to a target position on the disk,
Head moving means for moving the head in the radial direction of the disk by the driving force of the motor means;
Based on the servo data reproduced by the head according to a predetermined sampling frequency, a seek control for controlling the movement of the head to a target position and a positioning control for positioning the head within an allowable range of the target position are executed. And a control means for outputting a control value for driving and controlling the motor means during each control;
Drive means for converting the control value output from the control means into drive current and supplying it to the motor means;
Switching means for switching a time interval when the control means outputs the control value in accordance with the seek control and the positioning control;
The switching means relatively lengthens the time interval corresponding to the output period of the control value according to the predetermined sampling frequency during the seek control compared to the positioning control, and during the positioning control A disc recording / reproducing apparatus, wherein the time interval is switched to be set to an interval corresponding to the predetermined sampling frequency .
モータ手段の駆動力により前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動させるためのヘッド移動手段と、
前記ヘッドを目標位置まで移動制御するためのシーク制御および当該目標位置の許容範囲内に前記ヘッドを位置決めするための位置決め制御を実行し、各制御時に前記モータ手段を駆動制御するための制御値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された前記制御値を駆動電流に変換して前記モータ手段に供給するための駆動手段と、
前記ヘッドからの読出し信号に基づいて、前記サーボデータを再生する時のサンプリング周波数を決定するパルス信号を生成するための生成手段と、
前記シーク制御と前記位置決め制御の場合に応じて前記制御手段が前記制御値を出力するときの時間間隔を切替える切替手段とを具備し、
前記切替手段は、前記シーク制御時には前記パルス信号の周期により前記時間間隔を前 記位置決め制御時と比較して相対的に長くし、前記位置決め制御時には前記パルス信号の周期に相当する時間間隔に設定するように切り替えることを特徴とするディスク記録再生装置。 A disk recording / reproducing apparatus having a function for positioning and controlling a head to a target position on the disk based on servo data recorded in advance on the disk,
Head moving means for moving the head in the radial direction of the disk by the driving force of the motor means;
A seek control for controlling the movement of the head to a target position and a positioning control for positioning the head within an allowable range of the target position are executed, and a control value for driving and controlling the motor means at each control is obtained. Control means for outputting;
Drive means for converting the control value output from the control means into drive current and supplying it to the motor means;
Generating means for generating a pulse signal for determining a sampling frequency when reproducing the servo data based on a read signal from the head;
Switching means for switching a time interval when the control means outputs the control value in accordance with the seek control and the positioning control;
Said switching means, it said seek during controlled relatively long compared to the time before Symbol positioning control said time interval by the period of said pulse signal, set to a time interval corresponding to the period of the pulse signal at the time of the positioning control A disc recording / reproducing apparatus characterized in that switching is performed.
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