JPH11126444A - 磁気ヘッド位置制御方法及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ディスクの回転中心を中心にした回転円
に沿って磁気ヘッドを位置決めする磁気ヘッド位置決め
方法及び磁気ディスク装置に関し、磁気ディスクの偏心
を補正しつつ、磁気ヘッドの振動を防止する。 【解決手段】 サーボ情報を有し、回転中心を中心とし
て回転する磁気ディスク１４と、磁気ディスク１４の情
報を読み取る磁気ヘッド１３と、磁気ヘッド１３を磁気
ディスク１４の半径方向に位置決めする位置決め手段１
０と、サーボ情報に従って、位置決め手段１０を制御す
る制御手段７とを備える。ヘッド位置制御方法は、磁気
ディスク１４の回転周波数成分Ｒ０と、回転周波数より
高い周波数の高次周波数成分Ｒ１とを分離して測定する
ステップと、回転周波数成分Ｒ０に追従し、高次周波数
成分Ｒ１を排除するように、位置決め手段１０を制御す
るステップとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドを磁気
ディスクのトラックに位置決めする磁気ヘッド位置制御
方法及び磁気ディスク装置に関し、特に、磁気ディスク
の回転中心を中心にした回転円に沿って磁気ヘッドを位
置決めする磁気ヘッド位置制御方法及び磁気ディスク装
置に関する。

【０００２】磁気ディスク装置に対して、記憶容量の増
大が求められている。記憶容量の増大のために、磁気デ
ィスクのトラックピッチを小さくする必要がある。トラ
ックピッチを小さくするには、サーボ情報を有するトラ
ック（サーボトラック）を正確な位置に書き込むことが
必要となる。この正確なサーボトラックを有する磁気デ
ィスク装置を安価に提供することが求められている。

【０００３】

【従来の技術】図１３は、磁気ディスクの偏心動作の説
明図、図１４は、従来技術の説明図、図１５は、従来技
術の構成図である。

【０００４】サーボトラックを正確な位置に書き込むに
は、従来、個々の磁気ディスク装置に、サーボトラック
を正確な位置に書き込む機能を付与する必要があった。
しかし、個々の磁気ディスク装置に、係る機能を付与す
ると、個々の磁気ディスク装置の価格が高くなる。

【０００５】このため、サーボトラックライターによ
り、磁気ディスクに、サーボトラックを書き込んだ後、
個々の装置に、サーボトラックが書き込まれた磁気ディ
スクを搭載することが検討されている。

【０００６】即ち、高い位置決め精度を有するサーボト
ラックライターにより、磁気ディスクにサーボトラック
を書き込む。そして、個々の磁気ディスク装置には、サ
ーボトラックを書き込まれた磁気ディスクを取り付け
る。このようにすると、個々の磁気ディスク装置に、高
い位置決め精度でサーボトラックを書き込む機能を付与
する必要がないため、トラックピッチの狭いサーボトラ
ックを有する磁気ディスク装置を、安価に提供できる。

【０００７】このように、サーボトラックを書き込んだ
磁気ディスクを、個々の装置に搭載する場合には、図１
３に示すように、磁気ディスク１４のサーボ情報が記録
されたトラック円軌跡（サーボ円軌跡という）１４−１
は、磁気ディスク１４の回転中心を中心とする回転円軌
跡１４−２と一致しない場合がある。即ち、サーボトラ
ックを書き込まれた磁気ディスク１４を、装置に取り付
けるため、微小な取り付け誤差があっても、サーボ円軌
跡１４ー１は、磁気ディスク１４の回転円軌跡１４ー２
と一致しない。

【０００８】この磁気ディスク１４の取り付け位置誤差
により、磁気ディスクの偏心が生じる。図１３に示すよ
うに、アーム１７に取り付けられた磁気ヘッド１３は、
磁気ディスク１４の半径方向に移動する。磁気ディスク
１４の回転円軌跡１４ー２に沿って位置する磁気ヘッド
１３は、サーボトラック１４ー１のサーボ情報により制
御され、サーボトラック１４ー１に沿って位置付けされ
る。

【０００９】このため、図１４に示すように、トラック
偏心を含むトラック偏差が発生する。トラック偏差は、
トラック偏心成分を含むため、磁気ヘッド１３の位置誤
差は、大きくなる。このため、磁気ヘッド１３は、振動
し易くなる。

【００１０】これを防止するため、偏心制御法を適用す
る試みがある。図１５に示すように、磁気ディスク装置
１２は、磁気ディスク１４と、磁気ディスク１４を回転
するスピンドルモータ１５とを有する。磁気ヘッド１３
は、アーム１７の先端に設けられている。アーム１７
は、ロータリアクチュエータ（ＶＣＭという）１０によ
り、移動され、磁気ヘッド１３は、磁気ディスク１４の
半径方向の位置に位置付けされる。

【００１１】ヘッド位置検出部２０は、磁気ヘッド１３
の読み取り信号からヘッド位置を検出する。制御演算部
２５は、位置誤差に制御演算（ＰＩＤ演算等）を行い、
制御電流を算出する。制御電流は、アンプ２３で増幅さ
れ、ＶＣＭ１０を駆動する。

【００１２】この制御系において、アーム１７を固定し
た状態で、磁気ヘッド１３により、サーボ情報を読み取
り、位置誤差を測定する。磁気ディスク１４の１周分の
位置誤差（トラック偏差）を読み取り、メモリ２２に記
憶する。このトラック偏差は、図１４に示している。通
常の制御時は、メモリ２２のトラック偏差を、磁気ヘッ
ド１３からの位置誤差に加算して、ＶＣＭ１０を制御す
る。

【００１３】このように、偏心成分（トラック偏差）を
測定し、フィードフォワード制御する。このため、磁気
ヘッド１３は、回転円軌跡に沿って位置付けられる。従
って、位置誤差を少なくすることができる。

【００１４】このように、従来は、トラック偏差を測定
して、測定したトラック偏差をフィードフォワード制御
して、回転円軌跡に沿った位置付けを行っていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図１６は、従来技術の
問題点説明図（その１）、図１７は、従来技術の問題点
（その２）である。

【００１６】トラックピッチを小さくした場合に、磁気
ヘッドのコア幅の大きさが、復調出力に影響を与える。
磁気ヘッドのコア幅を小さくするには、限界がある。こ
のため、磁気ヘッドの検出部位の感度のバラツキが生じ
る。

【００１７】これにより、図１６に示すように、磁気ヘ
ッドの変位に対し、復調変位は、線型特性を示さない。
即ち、磁気ヘッドがトラック境界に位置した時に、サー
ボ復調変位は、不連続となる。これは、トラックピッチ
を小さくした場合に、磁気ヘッドの検出部位の感度のバ
ラツキが生じるためである。

【００１８】特に、ＭＲヘッド等の分離されたリード・
ライトヘッドを用いて、ライトヘッドとリードヘッドの
コア位置ずれを補正するため、位置オフセットする場合
がある。この場合には、磁気ヘッドがトラック境界に位
置し易い。このサーボ復調変位の不連続部分は、高い周
波数成分の位置誤差を示す。又、トラック偏心によりフ
ィードフォワード制御する時に、図１７に示すように、
偏心成分は補償されるが、高周波数成分は、強調され
る。従って、図１７に示すように、トラック中心に対
し、磁気ヘッドは、振動する。これにより、磁気ヘッド
が過振動し、位置決め精度を低下する原因となってい
た。

【００１９】本発明の目的は、磁気ディスクの偏心を補
正しつつ、位置決め精度を向上するための磁気ヘッド位
置制御方法及び磁気ディスク装置を提供することにあ
る。

【００２０】本発明の他の目的は、磁気ディスクの偏心
を補正しつつ、磁気ヘッドの振動を防止するための磁気
ヘッド位置制御方法及び磁気ディスク装置を提供するこ
とにある。

【００２１】本発明の更に他の目的は、磁気ディスクの
偏心を補正しつつ、位置誤差の高次周波数成分を除去す
るための磁気ヘッド位置制御方法及び磁気ディスク装置
を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この目的の達成のため、
本発明は、サーボ情報を有し、回転中心を中心として回
転する磁気ディスクと、磁気ディスクの情報を読み取る
磁気ヘッドと、磁気ヘッドを前記磁気ディスクの半径方
向に位置決めする位置決め手段と、サーボ情報に従っ
て、位置決め手段を制御する制御手段とを備える。

【００２３】そして、ヘッド位置制御方法は、磁気ディ
スクの回転周波数成分と、回転周波数より高い周波数の
高次周波数成分とを分離して測定するステップと、回転
周波数成分に追従し、高次周波数成分を排除するよう
に、位置決め手段を制御するステップとを有する。

【００２４】又、磁気ディスク装置は、制御手段が、磁
気ディスクの回転周波数成分と、回転周波数より高い周
波数の高次周波数成分とを分離して測定した後、回転周
波数成分に追従し、高次周波数成分を排除するように、
位置決め手段を制御する。

【００２５】本発明は、回転周波数成分に追従して制御
するため、磁気ディスクの偏心を正確に補正できる。
又、サーボ復調変位の不連続部分等で生じる高次周波数
成分を排除して制御するため、トラック境界における磁
気ヘッドの振動を防止することができる。

【００２６】しかも、回転周波数成分と高次周波数成分
とを分離して測定するため、回転周波数成分に、正確に
追従し、高次周波数成分を正確に排除することができ
る。このため、位置決め精度を向上した偏心制御が可能
となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態の
磁気ディスク装置の構成図、図２は、図１のサーボ回路
の制御ブロック図、図３は、本発明の一実施の形態の動
作フロー図、図４は、図２の構成の制御動作の説明図、
図５は、図２の構成の高次偏心補償動作の説明図であ
る。

【００２８】図１に示すように、磁気ディスク装置１２
は、磁気ディスク１４と、磁気ディスク１４を回転する
スピンドルモータ１５とを有する。スピンドルモータ１
５に、複数枚の磁気ディスク１４が搭載されている。図
４に示すように、この磁気ディスク１４には、予めサー
ボトラックＹが、書き込まれている。

【００２９】このトラックＹは、複数（例えば、１２
８）のセクターに分割されている。各セクターは、サー
ボ情報を書き込まれたサーボ領域と、データを書き込む
ためのデータ領域とを有する。この磁気ディスク１４
は、サーボ情報が書き込まれた後に、スピンドルモータ
１５に取り付けられる。磁気ディスク１４の偏心のた
め、図４に示すように、サーボトラックＹの円軌跡は、
磁気ディスク１４の回転中心Ｂを中心とする回転円軌跡
Ｚと異なる。

【００３０】図１に戻り、磁気ヘッド１３は、アーム１
７の先端に設けられている。アーム１７は、ロータリア
クチュエータ（ＶＣＭという）１０により、移動され、
磁気ヘッド１３は、磁気ディスク１４の半径方向の位置
に位置付けされる。

【００３１】リード／ライトチャンネル３は、磁気ヘッ
ド１３の検出信号を読み取り信号に変換し、且つ書き込
みデータを磁気ヘッド１３の書き込み信号に変換する。
ハードディスクコントローラ４は、ホストとのデータ転
送を制御する。ＲＡＭ５は、ハードディスクコントロー
ラ４が使用するメモリである。

【００３２】マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６は、磁気
ディスク装置全体の制御を行うものである。サーボ回路
７は、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）と周
辺回路を有する。サーボ回路７は、磁気ヘッド１３から
の位置信号に応じて、ＶＣＭ１０をサーボ制御する。サ
ーボ回路７は、スピンドルモータ１５を回転制御する。

【００３３】メモリ８は、磁気ディスク１４の１周にお
ける各時刻の偏心データを記憶する。メモリ８の偏心デ
ータは、サーボ回路７に与えられる。

【００３４】図２に示すように、位置信号検出部２０
は、磁気ヘッド１３の読み取り信号からヘッド位置を検
出する。アンプ２３は、ＤＳＰ７からの制御電流を増幅
して、ＶＣＭ１０を駆動する。

【００３５】メモリ８は、偏心成分Ｒ０と、高周波偏差
成分Ｒ１とを記憶する。偏心成分は、磁気ディスクの半
径方向の回転周波数成分であり、メモリ８の第１の領域
８１に格納される。高周波偏差成分は、磁気ディスクの
回転周波数より高い周波数の高次周波数成分であり、メ
モリ８の第２の領域８２に格納される。

【００３６】ＤＳＰ７においては、第１の演算部７０
は、目標位置から検出位置を差引き、位置誤差を演算す
る。第２の演算部７１は、位置誤差からメモリ８の高周
波偏差成分Ｒ１を差し引く。これにより、高周波偏差成
分は、制御系から排除される。制御演算部７２は、高周
波偏差成分が除去された位置誤差に制御演算（ＰＩＤ演
算）を行い、制御電流を算出する。第３の演算部７３
は、制御電流に、メモリ８の偏心成分Ｒ０を加算する。
これにより、偏心成分Ｒ０に追従するように、偏心制御
される。

【００３７】測定部７４は、後述するように、制御電流
から偏心成分Ｒ０を測定し、メモリ８の第１の領域８１
に格納する。又、測定部７４は、位置誤差と制御電流か
ら高周波偏差成分Ｒ１を測定し、メモリ８の第２の領域
８２に格納する。

【００３８】尚、各演算部７０、７１、７３、制御演算
部７２、測定部７４は、ＤＳＰ７が行う処理をブロック
で示したものである。

【００３９】図３に従い、その動作を説明する。

【００４０】（Ｓ１）測定部７４は、制御電流から偏心
成分Ｒ０を測定し、メモリ８の第１の領域８１に格納す
る。

【００４１】（Ｓ２）測定部７４は、位置誤差と制御電
流から高周波偏差成分Ｒ１を測定し、メモリ８の第２の
領域８２に格納する。

【００４２】（Ｓ３）ＤＳＰ７は、偏心成分に追従し、
高周波偏差成分を排除して、サーボ制御を行う。即ち、
第１の演算部７０は、目標位置から検出位置を差引き、
位置誤差を演算する。第２の演算部７１は、位置誤差か
らメモリ８の高周波偏差成分Ｒ１を差し引く。これによ
り、高周波偏差成分は、制御系から排除される。制御演
算部７２は、高周波偏差成分が除去された位置誤差に制
御演算（ＰＩＤ演算）を行い、制御電流を算出する。第
３の演算部７３は、制御電流に、メモリ８の偏心成分Ｒ
０を加算する。偏心成分Ｒ０を加算された制御電流は、
アンプ２３に与えられ、ＶＣＭ１０を駆動する。

【００４３】このように、偏心成分Ｒ０に追従制御する
ため、図４に示すように、磁気ヘッド１３は、回転円軌
跡Ｚに沿って位置制御される。従って、磁気ディスクが
偏心していても、位置誤差を少なくすることができる。
これにより、磁気ヘッドの位置制御を安定に保つことが
できる。

【００４４】又、トラック境界での復調変位は、不連続
であり、高次周波数成分を生じる。この高次周波数成分
である高周波偏差成分を排除するため、高次周波数によ
る過渡応答を防止することができる。又、高周波偏差成
分を排除するため、制御系の高域強調を防止できる。こ
のため、図５に示すように、磁気ヘッド１３の軌跡の振
動を防止できる。

【００４５】この例では、制御電流に偏心成分を加えて
いる。偏心成分を、位置誤差に加える方法も有る。しか
し、位置誤差は、制御演算部７２の制御演算により、圧
縮されてしまう。このため、偏心成分に正確に追従でき
ない。この例では、圧縮後の制御電流に偏心成分を加え
ているため、偏心成分に直接追従させることができる。
又、偏心成分が大きくても、偏心成分に追従制御するこ
とができる。

【００４６】又、測定した偏心成分に追従した状態で、
高周波偏差成分を測定する。このため、偏心成分を除去
された位置誤差から高周波偏差成分を測定するため、正
確に高周波偏差成分を測定できる。

【００４７】更に、位置誤差から高周波偏差成分を除去
している。不要な高周波偏差成分を制御系の入力段階で
排除するため、高周波偏差成分による制御系への悪影響
を防止することができる。

【００４８】図６は、偏心測定時のブロック図、図７
は、図６の逆ノッチフィルターの特性図、図８は、高周
波偏差測定時の制御ブロック図である。

【００４９】図６及び図７により、偏心成分の測定処理
を説明する。

【００５０】図６に示すように、制御演算部７２に直列
に、逆ノッチフィルタ７４ー１を設ける。逆ノッチフィ
ルタ７４ー１の開ループ特性は、図７に示すように、磁
気ディスクの回転周波数（基本波周波数）ｆ１で、高い
ゲインｇを有する。位置誤差の基本波周波数の成分のみ
のゲインが高いため、制御系は、偏心に追従する。

【００５１】ＤＳＰ７の平均化部７４ー２は、制御演算
部７２の出力である駆動電流を平均化する。これによ
り、駆動電流の偏心成分が検出される。次に、ＤＳＰ７
のフーリエ変換部７４ー３は、駆動電流のフーリエ変換
を行う。離散時間関数Ｘ（ｘ）の離散フーリエ変換値を
Ｙ（ｘ）とすると、離散フーリエ変換値は、下記（１）
式で示される。

【００５２】

【数１】

【００５３】尚、Ｒｅ（Ｙｋ）は、離散フーリエ変換の
実部、Ｉｍ（Ｙｋ）は、離散フーリエ変換の虚部であ
る。

【００５４】基本波抽出部７４ー５は、離散フーリエ変
換から基本波成分を取り出す。この時、制御系のサンプ
ル周波数をＦｓとし、基本波の周波数をＦ１とし、Ｎを
セクタ数とすると、離散フーリエ変換Ｙｋの周波数Ｆｋ
は、下記（２）式で示される。

【００５５】 Ｆｋ＝Ｆｓ・ｋ／Ｎ＝ｋ・Ｆ１ （２） （２）式によれば、Ｆｋは、基本波又は高調波を示して
いる。即ち、測定周期を、磁気ディスクの一回転に設定
し、サンプル数をセクタ数として、フーリエ変換を行う
と、各フーリエ係数の周波数は、基本波又は高調波とな
る。従って、基本波周波数Ｆ１のフーリエ係数Ｙ１（Ｙ
（１））を用いることにより、基本波成分を抽出するこ
とができる。

【００５６】次に、逆フーリエ変換部７４ー６は、基本
波成分を用いて逆フーリエ変換して、偏心成分（駆動電
流）を再生する。逆フーリエ変換は、下記（３）式によ
り示される。

【００５７】

【数２】

【００５８】尚、Ｒｅ（Ｘｋ）は、実部、Ｉｍ（Ｘｋ）
は、虚部である。

【００５９】各サンプル毎の逆フーリエ変換値は、メモ
リ８の第１の領域８１に格納される。ここで、逆ノッチ
フィルタ７４ー１、平均化部７４ー２、フーリエ変換部
７４ー３、基本波抽出部７４ー５、逆フーリエ変換部７
４ー６は、ＤＳＰ７が行う処理をブロックにしたもので
ある。

【００６０】このようにして、フーリエ変換により、駆
動電流から偏心成分を抽出する。フーリエ変換により基
本波の抽出を行うので、逆ノッチフィルタに、急峻な特
性は要求されない。

【００６１】次に、高周波偏差成分の測定処理を、図８
により説明する。

【００６２】制御演算部７２の伝達関数を「Ｃ」とし、
ＶＣＭ１０の伝達関数を「Ｐ」とすると、制御系の外乱
圧縮特性の逆特性は、（１＋ＣＰ）である。従って、偏
心成分Ａは、下記（４）式で示される。

【００６３】 Ａ＝（１＋ＣＰ）×位置誤差 （４） （４）式において、（Ｃ×位置誤差）は、駆動電流であ
るので、（４）式を変形して、（５）式を得る。

【００６４】 Ａ＝位置誤差＋Ｐ×駆動電流 （５） （５）式で演算すると、（４）式に比し、計算量が減少
し、桁落ちによる計算誤差も少ない。

【００６５】図８に示すように、制御系は、第１の演算
部７０と、制御演算部７２と、第３の演算部７３とから
なる。即ち、第１の演算部７０で、位置誤差を演算す
る。制御演算部７２では、位置誤差から駆動電流を演算
する。第３の演算部７３は、駆動電流に、偏心成分Ｒ０
を加算する。従って、ＶＣＭ１０は、偏心成分に追従す
る。

【００６６】この状態で、ＤＳＰ７の平均化部７５ー１
は、制御演算部７２の出力である駆動電流を平均化す
る。ＤＳＰ７の平均化部７５ー２は、第１の演算部７０
の出力である位置誤差を平均化する。次に、ＤＳＰ７の
フーリエ変換部７５ー３は、駆動電流のフーリエ変換を
行う。ＤＳＰ７のフーリエ変換部７５ー４は、位置誤差
のフーリエ変換を行う。

【００６７】ＤＳＰ７のフーリエ変換部７５ー６は、Ｖ
ＣＭ１０の伝達関数（フィルタ関数）Ｐをフーリエ変換
する。ＤＳＰ７の乗算部７５ー７は、駆動電流のフーリ
エ変換値に、伝達関数のフーリエ変換値を乗算する。Ｄ
ＳＰ７の加算部７５ー８は、位置誤差のフーリエ変換値
と乗算結果とを加算する。次に、逆フーリエ変換部７５
ー９、加算結果を逆フーリエ変換して、高周波偏差成分
（位置誤差）Ｒ１を再生する。

【００６８】各サンプル毎の逆フーリエ変換値は、メモ
リ８の第２の領域８２に格納される。ここで、平均化部
７５ー１、７５ー２、フーリエ変換部７５ー３、７５ー
４、７５ー６、乗算部７５ー７、加算部７５ー８、逆フ
ーリエ変換部７５ー９は、ＤＳＰ７が行う処理をブロッ
クにしたものである。

【００６９】このようにして、フーリエ変換により、駆
動電流と位置誤差とから高周波偏差成分を抽出する。偏
心に追従制御しながら、高次偏差成分を測定するので、
偏心の影響を受けずに、高次偏差成分を測定できる。
又、制御系の逆モデルを用いて、高次偏差成分を測定す
るので、計算により高次偏差成分を抽出することができ
る。

【００７０】更に、フーリエ変換しているので、初期値
を必要としない。フーリエ変換しているので、過渡応答
の影響が少ない。このため、正確に高次偏差成分を測定
できる。

【００７１】この例では、前述の（５）式から高次偏差
成分を測定しているが、前述の（４）式を用いても良
い。

【００７２】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明の他
の態様の制御ブロック図である。

【００７３】図９（Ａ）に示すように、メモリ８には、
偏心成分Ｒ０から高次偏差成分Ｒ１を差し引いた位置フ
ィードフォワード値を格納する。そして、第２の演算部
７１は、第１の演算部７０の位置誤差に、メモリ８の位
置フィードフォワード値を加算する。制御演算部７２
は、この補正位置誤差を駆動電流に変換する。

【００７４】又、図９（Ｂ）に示すように、メモリ８に
は、偏心成分Ｒ０から高次偏差成分Ｒ１を差し引いた電
流フィードフォワード値を格納する。そして、第３の演
算部７３は、制御演算部７２の駆動電流に、メモリ８の
電流フィードフォワード値を加算する。

【００７５】このように制御系を構成しても、偏心成分
に追従し、且つ高次偏差成分を排除した位置制御が可能
となる。

【００７６】次に、このＤＳＰでは、制御系の周波数特
性の測定が可能である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）
は、周波数測定の制御ブロック図、図１１は、周波数測
定のための処理フロー図、図１２は、周波数測定動作の
説明図である。

【００７７】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において、
制御演算部７２の伝達関数を「Ｃ」、ＶＣＭ１０の伝達
関数（メカ特性）を「Ｐ」とする。制御演算部７２とＶ
ＣＭ（制御対象）１０とで制御系を構成する。制御演算
部７２は、位置誤差Ｐｅｓを駆動電流Ｃｕｒに変換す
る。ＶＣＭ１０の位置誤差Ｐｅｓは、制御演算部７２に
入力する。

【００７８】測定用ノイズＲは、制御系に加算される。
図１０（Ａ）では、測定用ノイズＲを位置に加算してい
る。図１０（Ｂ）では、測定用ノイズＲを電流に加算し
ている。

【００７９】測定方法は、制御系に測定用ノイズを加算
する。その時の波形を取り込む。測定波形をフーリエ変
換して、複素形フーリエ係数を計算し、周波数特性を求
める。

【００８０】メカ特性Ｐ、開ループ特性Ｚ１、閉ループ
特性Ｚ２、外乱圧縮特性Ｚ３は、各波形Ｒ，Ｘ，Ｙ，Ｐ
ｅｓ、Ｃｕｒから以下の式により求められる。

【００８１】Ｐ＝Ｐｅｓ／Ｃｕｒ Ｚ１＝Ｙ／Ｘ Ｚ２＝Ｙ／Ｒ Ｚ３＝Ｘ／Ｒ この時、一次偏心と高次偏差があると、偏心及び偏差成
分も測定結果に含まれ、測定精度を低下する。測定精度
を上げるためには、偏心及び偏差成分を測定結果から除
去する必要がある。図１１は、偏心成分を簡単に除去す
るための処理フロー図である。

【００８２】（Ｓ１０）測定周波数を初期化する。即
ち、パラメータＮをセクタ数とし、周波数パラメータｋ
を「１」とする。

【００８３】（Ｓ１１）ｎ番目の測定用ノイズ波形Ｓｎ
を、下記式により計算する。ノイズ波形は、図１２
（Ａ）に示すように、サイン波である。

【００８４】Sn＝1/N ・G ・sin(-2πn/N) ここで、G は、制御系への加算振幅である。

【００８５】次に、平均化用積算変数PesSUMn 、CurSUM
n を「０」に初期化する。更に、測定用ノイズの位相シ
フト量Ｐ１を「０」に初期化する。

【００８６】（Ｓ１２）測定用ノイズの位相をシフトし
て、制御系に加算する。即ち、加算されるｎ番目のノイ
ズ波形Nnは、ｍ番目のノイズ波形Ｓｍである。尚、ｍ＝
ｎ−Ｐ１である。

【００８７】（Ｓ１３）１周期分の測定波形を取り込
む。即ち、位置PESnと、駆動電流CURnを取り込む。

【００８８】（Ｓ１４）測定波形の位相を戻して積算す
る。即ち、ｎ番目の位置積算変数PesSUMn に、ｍ番目の
測定位置PESnを加算して、ｎ番目の位置積算変数PesSUM
n を更新する。又、ｎ番目の電流積算変数CurSUMn に、
ｍ番目の測定電流CURnを加算して、ｎ番目の電流積算変
数CurSUMn を更新する。

【００８９】（Ｓ１５）測定用ノイズの位相シフト量Ｐ
１を、１セクタ分シフトする。即ち、位相シフト量Ｐ１
を（Ｐ１＋１）に更新する。

【００９０】（Ｓ１６）位相シフト量Ｐ１が、セクタ数
Ｎより小さいかを判定する。位相シフト量Ｐ１が、セク
タ数Ｎより小さい場合には、ステップＳ１２に戻る。

【００９１】（Ｓ１７）位相シフト量Ｐ１が、セクタ数
Ｎ以上のときには、その周波数において、全ての位相シ
フト量での測定を終了したことになる。このため、測定
波形を平均化する。即ち、平均測定位置PesRROn を、Pe
sSUMn/N により求める。平均測定電流CurRROn を、CurS
UMn/N により求める。

【００９２】（Ｓ１８）測定波形をフーリエ変換する。
即ち、平均測定位置PesRROn から測定位置のフーリエ係
数の実部Re(PesDFTk) と、虚部Im(PesDFTk) を求める。
同様に、平均測定電流CurRROn から測定電流のフーリエ
係数の実部Re(CurDFTk) と、虚部Im(CurDFTk) を求め
る。ここで、求めるフーリエ変換は、測定周波数のみと
する。

【００９３】（Ｓ１９）周波数特性を複素形式で求め
る。即ち、メカ特性Ｐは、位置のフーリエ係数PesDFTk
を、電流のフーリエ係数CurDFTk で割った値で得られ
る。その時の測定周波数Fkは、K/N ・Fsにより得られ
る。尚、Fsはサンプル周波数である。

【００９４】（Ｓ２０）測定周波数変数ｋを変更する。
即ち、測定周波数変数ｋを（ｋ＋１）に更新する。

【００９５】（Ｓ２１）測定周波数変数ｋとセクタ数Ｎ
とを比較する。測定周波数変数ｋが、セクタ数Ｎより小
さいと、ステップＳ１１に戻る。測定周波数変数ｋがセ
クタ数以上であると、全ての周波数の測定は終了したこ
とになる。このため、測定を終了する。

【００９６】このように、図１２（Ａ）に示すように、
測定ノイズ波として、サイン波を用いる。位相を順次シ
フトしたサイン波をノイズとして印加する。これらサイ
ン波を印加した時の測定波形は、図１２（Ｂ）の如くで
ある。これらを重ね合わせると、サイン波の成分、即
ち、ディスクの偏心（及び偏差）成分は除去される。即
ち、測定ノイズ波を順次シフトして与えた後、測定波形
をシフトする前の元の位相の測定波形に加算する。これ
により、ディスクの偏心（及び偏差）成分を除去した周
波数特性の測定が可能となる。

【００９７】上述の実施の態様の他に、本発明は、次の
ような変形が可能である。

【００９８】(1) 偏心成分と高次偏差成分とを分離して
測定する方法を、実施の態様で示すもので説明したが、
他の方法を用いることができる。

【００９９】(2) 又、偏心成分の測定方法として、図６
の構成のもので説明したが、図８の構成のものも適用で
きる。

【０１００】以上、本発明の実施の形態により説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【０１０２】(1) 回転周波数成分に追従して制御するた
め、磁気ディスクの偏心を正確に補正できる。又、サー
ボ復調変位の不連続部分で生じる高次周波数成分を排除
して制御するため、トラック境界における磁気ヘッドの
振動を防止することができる。

【０１０３】(2) 回転周波数成分と高次周波数成分とを
分離して測定するため、回転周波数成分に、正確に追従
し、高次周波数成分を正確に排除することができる。こ
のため、位置決め精度を向上した偏心制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の磁気ディスク装置の構
成図である。

【図２】図１の構成の制御ブロック図である。

【図３】図２の構成の動作フロー図である。

【図４】図２の構成の制御動作の説明図である。

【図５】図２の構成の高次偏差補償動作の説明図であ
る。

【図６】本発明の一実施の形態の偏心測定時のブロック
図である。

【図７】図６の逆ノッチフィルタの特性図である。

【図８】本発明の一実施の形態の高次偏差測定時の制御
ブロック図である。

【図９】本発明の他の実施の形態の制御ブロック図であ
る。

【図１０】本発明による周波数測定の制御ブロック図で
ある。

【図１１】本発明による周波数測定の処理フロー図であ
る。

【図１２】図１１の処理の動作説明図である。

【図１３】偏心動作の説明図である。

【図１４】従来技術の説明図である。

【図１５】従来技術の構成図である。

【図１６】従来技術の問題点説明図（その１）である。

【図１７】従来技術の問題点説明図（その２）である。

【符号の説明】

３ リード／ライトチャンネル ４ ハードディスクコントローラ ７ サーボ回路 ８ メモリ １０ ボイスコイルモータ １３ 磁気ヘッド １４ 磁気ディスク １５ スピンドルモータ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ情報を有し、回転中心を中心とし
   て回転する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクの情報を読み取る磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの半径方向に位置決
   めする位置決め手段と、 前記サーボ情報に従って、前記位置決め手段を制御する
   制御手段とを備える磁気ディスク装置の磁気ヘッド位置
   制御方法において、 前記磁気ディスクの回転周波数成分と、前記回転周波数
   より高い周波数の高次周波数成分とを分離して測定する
   ステップと、 前記回転周波数成分に追従し、前記高次周波数成分を排
   除するように、前記位置決め手段を制御するステップと
   を有することを特徴とする磁気ヘッド位置制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記測定ステップは、 前記磁気ディスクの回転周波数成分を、前記磁気ヘッド
   の読み取り信号に基づいて、測定する第１の測定ステッ
   プと、 前記高次周波数成分を、前記磁気ヘッドの読み取り信号
   に基づいて、測定する第２の測定ステップとを有するこ
   とを特徴とする磁気ヘッド位置制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第２の測定ステップは、 前記第１のステップで測定された前記回転周波数成分に
   追従するように、前記位置決め手段を制御しながら、前
   記高次周波数成分を測定するステップを含むことを特徴
   とする磁気ヘッド位置制御方法。
4. 【請求項４】 請求項２の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第１の測定ステップは、 前記制御手段の制御電流から、前記回転周波数成分を測
   定するステップからなることを特徴とする磁気ヘッド位
   置制御方法。
5. 【請求項５】 請求項４の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第１の測定ステップは、 逆ノッチフィルタにより、位置誤差から前記回転周波数
   成分を抽出する抽出ステップと、 抽出された回転周波数成分を前記制御手段により制御電
   流に圧縮した後、前記制御電流から、前記回転周波数成
   分を測定する測定ステップとを含むことを特徴とする磁
   気ヘッド位置制御方法。
6. 【請求項６】 請求項５の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記測定ステップは、 前記制御電流を離散フーリエ変換するステップと、 前記離散フーリエ変換値から前記回転周波数成分を対象
   とした逆フーリエ変換を行うステップとを含むことを特
   徴とする磁気ヘッド位置制御方法。
7. 【請求項７】 請求項３の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第２の測定ステップは、 位置誤差に制御系の逆モデルを掛けて、前記高次周波数
   成分を測定するステップであることを特徴とする磁気ヘ
   ッド位置制御方法。
8. 【請求項８】 請求項７の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第２の測定ステップは、 前記位置誤差と、前記制御電流とから前記高次周波数成
   分を測定するステップであることを特徴とする磁気ヘッ
   ド位置制御方法。
9. 【請求項９】 請求項８の磁気ヘッド位置制御方法にお
   いて、 前記第２の測定ステップは、 前記制御電流に前記位置決め手段の伝達関数を乗算した
   値に、 前記位置誤差の値を加算して前記高次周波数成分を測定
   するステップであることを特徴とする磁気ヘッド位置制
   御方法。
10. 【請求項１０】 請求項８の磁気ヘッド位置制御方法に
    おいて、 前記第２の測定ステップは、 前記位置誤差と前記制御電流とをフーリエ変換するステ
    ップと、 前記フーリエ変換値を加算するステップと、 前記加算値を逆フーリエ変換するステップとを有するこ
    とを特徴とする磁気ヘッド位置制御方法。
11. 【請求項１１】 サーボ情報を有し、回転中心を中心と
    して回転する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクの情報を読み取る磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの半径方向に位置決
    めする位置決め手段と、 前記サーボ情報に従って、前記位置決め手段を制御する
    制御手段とを有し、 前記制御手段は、 前記磁気ディスクの回転周波数成分と、前記回転周波数
    より高い周波数の高次周波数成分とを分離して測定した
    後、前記回転周波数成分に追従し、前記高次周波数成分
    を排除するように、前記位置決め手段を制御することを
    特徴とする磁気ディスク装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 前記磁気ディスクの回転周波数成分を、前記磁気ヘッド
    の読み取り信号に基づいて、測定した後、前記高次周波
    数成分を、前記磁気ヘッドの読み取り信号に基づいて、
    測定することを特徴とする磁気ディスク装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 前記測定された前記回転周波数成分に追従するように、
    前記位置決め手段を制御しながら、前記高次周波数成分
    を測定することを特徴とする磁気ディスク装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 制御電流から、前記回転周波数成分を測定することを特
    徴とする磁気ディスク装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 逆ノッチフィルタにより、位置誤差から前記回転周波数
    成分を抽出した後、抽出された回転周波数成分を圧縮し
    た前記制御電流から、前記回転周波数成分を測定するこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 前記制御電流を離散フーリエ変換した後、前記離散フー
    リエ変換値から前記回転周波数成分を対象とした逆フー
    リエ変換を行うことを特徴とする磁気ディスク装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 位置誤差に制御系の逆モデルを掛けて、前記高次周波数
    成分を測定することを特徴とする磁気ディスク装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、 前記位置誤差と、前記制御電流とから前記高次周波数成
    分を測定することを特徴とする磁気ディスク装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８の磁気ディスク装置におい
    て、 前記制御手段は、前記位置誤差と前記制御電流とをフー
    リエ変換した後、 前記フーリエ変換値を加算し、それ
    から前記加算値を逆フーリエ変換することを特徴とする
    磁気ディスク装置。