JP2539951B2 - デ―タ記録用ディスク・ファイル - Google Patents

デ―タ記録用ディスク・ファイル

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JP2539951B2
JP2539951B2 JP3002317A JP231791A JP2539951B2 JP 2539951 B2 JP2539951 B2 JP 2539951B2 JP 3002317 A JP3002317 A JP 3002317A JP 231791 A JP231791 A JP 231791A JP 2539951 B2 JP2539951 B2 JP 2539951B2
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/10—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • G11B21/106—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following on disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition 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
    • G11B5/58—Disposition 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
    • G11B5/596—Disposition 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
    • G11B5/59627—Aligning for runout, eccentricity or offset compensation

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ記録用ディスク
・ファイルにおける読出し／書込みヘッドの位置制御の
ためのサーボ制御システムに関する。より詳しくは、本
発明は、ヘッドに対するディスクの非反復性の相対移動
の移動量を推定し、そして適当な制御信号を発生するこ
とによってその非反復性の相対運動を除去するようにし
たディジタル・サーボ制御システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】ディスク・ファイルは、情報を含んでい
る同心的な複数本のデータ・トラックを有する回転自在
なディスクと、それら異なったトラックに対してデータ
の読出しないしは書込みを行なうためのヘッドと、支持
アーム・アセンブリを介してそのヘッドに連結されたア
クチュエータとを備えた情報記憶装置であり、このアク
チュエータは、ヘッドを所望のトラックへ移動させ、ま
た、読出し動作ないし書込み動作が行なわれている間、
そのヘッドをトラックのセンタライン上に維持するもの
である。大容量のディスク・ファイルでは、通常、回転
シャフトに取付けられたハブに複数枚のディスクを積み
重ねるようにして取付けて、ディスクのスタックを形成
している。この回転シャフト即ちスピンドルは、ディス
ク駆動用モータによって駆動されるようにしてあり、ま
たその両端は、ディスク・ファイルのハウジングに取付
けられたベアリング・アセンブリによって支持されてい
る。それら複数枚のディスクのデータへのアクセスは、
複数のヘッドによって行なうようにしており、それら複
数のヘッドは、アクチュエータに連結されているヘッド
・アーム・アセンブリの一部を成している。この種のデ
ィスク・ファイルにおいては、スタックの中の夫々のデ
ィスクに対する、それら複数のヘッドの位置決め制御を
行なうために、複数のアクチュエータを用いるというこ
とも行なわれている。所望のトラックへヘッドを移動す
ることをトラックのアクセスないしは「シーク」と称し
ており、また、読出し動作ないし書込み動作が行なわれ
ている間、ヘッドを所望のトラックのセンタライン上に
維持し続けることを、トラックの「フォロー」と称して
いる。
【０００３】アクチュエータの典型的なものとしては
「ボイス・コイル・モータ」（ＶＣＭ：voice coil mot
or）があり、このＶＣＭは、永久磁石製のステータの磁
界の中を移動自在とされたコイルを含んでいる。ＶＣＭ
に電流を流すと、このコイルが、従ってこのコイルに取
付けられているヘッドが、径方向に移動する。このコイ
ルの加速度は、そこに流されている電流に比例し、従っ
て理想的な場合についていえば、ヘッドが所望のトラッ
クの上に完全に静止しているときには、このコイルには
電流が流されてはいない。
【０００４】ディスク上のデータ・トラックのトラック
密度が比較的高いディスク・ファイルでは、サーボ制御
システムを組み込むことによって、読出し動作ないし書
込み動作が行なわれている間、ヘッドを所望のトラック
のセンタラインの上に高精度で維持し続ける必要があ
る。このヘッドの維持は、予め記録しておいたサーボ情
報を利用して行なうようにしており、そのサーボ情報
は、専用のサーボ・ディスクに記録しておくか、あるい
は、データ・ディスク上の複数のセクタに記録しておく
ようにしており、それらセクタは、データ・ディスク上
において周方向に互いに離隔させて、データの間に差し
挟むようにして設けられている。読出し／書込みヘッド
によって（あるいは、専用のサーボ・ディスクが用いら
れている場合であれば、専用のサーボ・ヘッドによっ
て）検出されたサーボ情報を、復調することによって、
位置誤差信号（ＰＥＳ：position error signal ）を生
成するようにしており、このＰＥＳは、最も近いトラッ
クのセンタラインからヘッドがどれだけ離れているかと
いう位置誤差を表わす信号である。
【０００５】ディスク・ファイル用のある種のディジタ
ル・サーボ制御システムでは、マイクロプロセッサが、
制御信号アルゴリズムを用いて、そして例えばＰＥＳ、
ＶＣＭ電流、ヘッド速度等の、幾つかの状態変数のディ
ジタル値に基づいて、ディジタル制御信号を算出してい
る。そして、このディジタル制御信号をアナログ信号に
変換して増幅することによって、ＶＣＭへの入力電流を
得るようにしている。この種のディジタル・サーボ制御
システムの一例は米国特許第４４１２１６１号に記載さ
れており、同特許においては、ディジタル制御信号を、
以前の制御信号と以前のＰＥＳの値とに基づいて帰納的
に算出するようにしている。
【０００６】本出願人の米国特許第４６７９１０３号に
記載されているディジタル・サーボ制御システムでは、
アクチュエータへ供給する制御信号を算出する手順の一
部として、ヘッドの位置と速度とを推定する状態推定ア
ルゴリズムが用いられている。このサーボ制御システム
においては、マイクロプロセッサが、それぞれのサンプ
リング時に、ＰＥＳに対応したディジタル値と、アクチ
ュエータ入力電流に対応したディジタル値とを受け取
り、そしてこの状態推定アルゴリズムを用いて、ディジ
タル制御信号を算出している。続いてこのディジタル制
御信号は、アナログ信号に変換されて増幅され、それに
よって新たなアクチュエータ入力電流が発生される。こ
の種のディジタル・サーボ制御システムによって制御さ
れる実際の装置において、その装置の状態を推定すると
いう方法を用いるためには、推定定数を用いる必要があ
り、推定定数の導出については、フランクリン及びポー
ウェルによる共著「ダイナミックシステムのディジタル
制御」の第６章、第１３１頁〜第１３９頁（Digital Co
ntrol of Dynamic Systems, Franklin and Powell, Add
ison-Wesley Publishing Co. (1983), chapter 6, page
s 131-139 ）に論じられている。本願の基礎米国出願の
同時係属出願である、本出願人の米国特許出願第２４９
６１９号には、アクチュエータ入力電流を測定する必要
をなくして、制御システムへ入力される変数はディジタ
ルのＰＥＳだけであるようにした、ディジタル・サーボ
制御システムが記載されている。
【０００７】トラック・フォローの実行中に、ヘッドが
トラックのセンタラインからずれてしまい、それによっ
てＰＥＳを大きくしてしまうことの原因は幾つかある。
位置誤差の成分のうちのあるものは、ディスクの回転と
同期しており、従って反復性を有している。例えばディ
スクがスピンドルの回転軸に対して、その中心が正確に
一致していない場合には、円形のトラックは、その回転
軸に対して相対的に偏心した形をとることになる。これ
によって、ディスクの回転周波数と同一の周波数の反復
性を有する、ディスクのランアウト（ｒｕｎｏｕｔ）誤
差、すなわちずれ誤差が発生することになる。本出願人
の米国出願第４６１６２７６号には、高速で動作して、
反復性を有する誤差をＰＥＳから除去するようにした、
サーボ制御システムが記載されている。位置誤差のその
他の成分のうちには、ディスクの回転に同期せず、ディ
スクの回転周波数よりはるかに高い周波数で発生するも
のがある。例えば、ドライブ・モータのベアリング・ア
センブリが不安定であれば、それによってＰＥＳに非反
復性の誤差成分が加えられることになる。この種の非反
復性のランアウト量（ＮＲＲＯ：nonrepeatable runou
t）は、主正弦波的な挙動を示すものであるが、ただ
し、このランアウト量の、振幅、周波数、及び位相（ト
ラックの始端を表示するディスクのインデックス・マー
クを基準とした位相）は、ディスクのある１回転からそ
の次の１回転へと反復して現われるものではない。ドイ
ツ特許出願（ＤＥ）３６３４６５号には、補助トラック
に記録されている信号に基づいて、スピンドルの非反復
性のぶれを検出することのできる、特別のヘッドを備え
たディスク・ファイルが記載されている。即ち、補助ト
ラックから得られるその信号を利用して、データ・トラ
ックに対してデータの読出し及び書込みが行なわれてい
る間、データ読出し／書込みヘッドの位置を制御するよ
うにしたものである。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、ディスク・ファイル用のディ
ジタル・サーボ制御システムであって、ディスクの１回
転における、非反復性ランアウト量の主正弦波成分を表
わす正弦関数の推定値を生成し、そして、この正弦関数
からＮＲＲＯ信号を導出してディジタル制御信号に加
え、それによってＰＥＳからＮＲＲＯの主正弦波成分を
除去するようにした、ディジタル・サーボ制御システム
である。この正弦関数の推定値は、測定したＰＥＳと、
ディスク・ファイルの既知の物理的パラメータを表わす
予め定めておいた定数とに基づいて生成するようにして
いる。好適実施例においては、トラック・フォローの実
行中には、ＰＥＳのサンプリング時間毎に、この正弦関
数の新たな推定値を、従ってその新たに推定した正弦関
数から導出されるＮＲＲＯ信号を、生成するようにして
いる。一方、トラック・シークの実行中には、ＰＥＳの
サンプリングとサンプリングとの間にＮＲＲＯ正弦関数
の推定値の更新を行なわず、この正弦関数の最後の推定
値に基づいて、ＮＲＲＯ信号を導出するようにしてい
る。本発明を採用することによって、ＰＥＳに対するＮ
ＲＲＯの影響を実質的に除去することができ、それによ
ってディスク・ファイルの読出し／書込み動作を優れた
ものとすることができる。
【０００９】
【実施例】先ず最初に図１に関して説明すると、同図は
従来例のディジタル・サーボ制御システムの簡略化した
ブロック図を示すものであるが、簡略ブロック図として
は本発明の実施例と同様であるので、以下にその構成を
説明する。２枚のディスク１０、１２が、ディスク・フ
ァイルの駆動用モータ１６のスピンドル１４に支持され
ている。それらディスク１０、１２の各々は、夫々２
０、２２と２４、２６とで表わした２つの面を備えてい
る。ここでは説明の都合上、ディスク１０の面２０と、
ディスク１２の面２４及び面２６とは、データ記録面で
あるとする。また、ディスク１０の面２２は、専用のサ
ーボ面であり、予め記録されたサーボ情報だけを含んで
いるものとする。
【００１０】ディスク１０上のサーボ情報は同心的な複
数本のトラックに記録されており、そして位置情報は、
典型的な例としては、サーボ面２２上の互いに隣接する
サーボ・トラックの交わり部分が、面２０、２４、及び
２６上のデータ・トラックのセンタラインとの間で径方
向の位置が合うように書き込まれている。一般的なクオ
ドラチャ・サーボ・パターンを図２に示す。このサーボ
・パターンは、同期領域２７とサーボ・ブロック領域２
９とを含んでおり、そのうちの同期領域２７は、１組の
サーボ位置ブロックの始点に対応した、タイミング情報
を提供する領域であり、またサーボ・ブロック領域２９
は、ヘッド位置情報を提供する領域である。
【００１１】データ・ディスク上の個々のトラック、並
びにサーボ・ディスク上の個々のトラックは、ヘッド３
０、３２、３４、３６によってアクセスされる。それら
ヘッドの各々は、１つのディスク面に関連づけられてお
り、また、各々のヘッドに組み合わされたアーム・アセ
ンブリによって支持されている。ヘッド３０、３２、３
４、３６は、それらヘッドの間で共用されるアクセス手
段である、アクチュエータに取付けられており、このア
クチュエータは例えばＶＣＭ４０等である。従ってヘッ
ド３０、３２、３４、３６は、それらヘッドに対応した
夫々のディスク面における径方向位置に関しては、それ
ら全てのヘッドが互いに一定の位置関係に維持されるよ
うになっている。
【００１２】サーボ・ヘッド３２が読み出した信号は、
先ず増幅器４２へ入力され、続いて復調器４４へ入力さ
れる。サーボ・パターンやサーボ信号復調技法には非常
に多くの種類があり、本発明は、それらのものに関して
は、いかなる種類のものを用いても機能し得るのである
が、ここでは、図２に示したクオドラチャ・サーボ・パ
ターンの場合について、サーボ制御システムの説明を進
めて行くことにする。サーボ面２２上のクオドラチャ・
パターン中の、ブロック領域２９のサーボ位置情報が復
調器４４によって復調されると、２つの別々のアナログ
波形が生成され、それらの信号は、図１に示されるプラ
イマリ信号（ＰＥＳＰ）及びコドラチャ信号（ＰＥＳ
Ｑ）である。復調器４４から送出されるこれらのアナロ
グのＰＥＳＰ信号とＰＥＳＱ信号とは、夫々、アナログ
・ディジタル・コンバータ（Ａ／Ｄ）８８と８９とへ送
られる。ＰＥＳＰ及びＰＥＳＱの任意のサンプリング時
におけるＰＥＳＰ(n) とＰＥＳＱ(n) とで表わすことと
し、ここでｎは、各々のディジタル・サンプル値のタイ
ム・インデックスである。
【００１３】マイクロプロセッサ８０は、データ・バス
８４並びに適当なアドレス・バス（不図示）を介して、
読出し／書込みメモリ（ＲＡＭ）８２やプログラマブル
・リード・オンリ・メモリ（ＰＲＯＭ）８３等の、適当
な記憶装置に接続されている。またマイクロプロセッサ
８０は、前述の米国特許第４６７９１０３号に記載され
ているように、制御信号アルゴリズムを用いて制御信号
ｕ(n) を発生する。この制御信号ｕ(n) は、ディジタル
・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）９２へ出力され、続
いて電力増幅器９８で増幅され、それによってＶＣＭ４
０へ供給されるアナログ電流ｉ(t) が発生される。この
アナログ電流ｉ(t) は、アナログ・ディジタル・コンバ
ータ（Ａ／Ｄ）９０へフィードバックされ、このＡ／Ｄ
９０は、デジタル電流信号ｉ(n) をマイクロプロセッサ
８０へ供給する。従って、マイクロプロセッサ８０は、
それぞれのサンプリング時に、その入力として、ディジ
タルのアクチュエータ電流ｉ(n) と、ディジタルのヘッ
ド位置誤差信号ＰＥＳＰ(n) 及びＰＥＳＱ(n) とを受け
取るようにされている。（前述の米国出願第２４９６１
９号に記載されている発明は、ＶＣＭ電流のフィードバ
ックを必要としないサーボ制御システムを説明してい
る）。マイクロプロセッサ８０は、ＰＥＳＰ(n) の値と
ＰＥＳＱ(n) の値とに基づいて、そして例えば前述の米
国特許第４６７９１０３号等に記載されている従来のロ
ジックを用いて、実際の位置誤差に関する信号である実
位置誤差信号ＰＥＳ(n) を算出する。更に図１には、こ
のマイクロプロセッサ８０へデータ・バス８４を介して
入力される信号として、ディスク・ファイル制御ユニッ
ト（不図示）からのシーク命令信号が示されており、こ
のシーク命令信号はディジタル値であって、ヘッドを位
置替えする際の移動先の目標トラックを特定するもので
ある。
【００１４】既に説明したように、復調器４４は、クオ
ドラチャ・サーボ・パターン（図２）から得られるサー
ボ・ブロック領域２９の位置情報を復調することによっ
て、アナログのＲＥＳＰ信号及びＲＥＳＱ信号を生成す
るものである。この復調器４４は更に、同期検出回路４
５を含んでおり、この同期検出回路４５は、クオドラチ
ャ・サーボ・パターンの同期領域２７からタイミング情
報を受け取って、ＰＥＳクロック信号を出力する回路で
ある。ＰＥＳクロック信号は、サーボ・パターン中の同
期領域２７がサーボ・ヘッド３２の直下を通過する頻度
に応じた周波数で、同期検出回路４５から出力される。
それゆえ、ＰＥＳクロックの周波数は、専用サーボ・デ
ィスク上か、あるいはデータ・ディスク上のセクタの中
かのいずれかに記録されている離散したサーボ位置ブロ
ック２９の組数（従って、対応して設けられている同期
領域２７の箇所数）と、駆動用モータ１６の回転速度と
に応じて定まるものである。ただし、記録されている同
期領域２７の箇所数及び間隔は固定されているため、Ｐ
ＥＳクロックの周波数は、駆動用モータ１６の回転速度
のみの関数となる。
【００１５】同期検出回路４５から送出されるＰＥＳク
ロック信号は、サンプリングクロック発生器６５へ入力
されており、そしてこのサンプリングクロック発生器６
５は、マイクロプロセッサ８０へ割込信号を送出するよ
うにしてある。このサンプリングクロック発生器６５
は、ディジタル・カウンタで構成することができ、その
ディジタル・カウンタは、ＰＥＳクロックの周波数を所
定の値で分周して、このＰＥＳクロックの入力周波数よ
りかなり低い周波数で割込信号を出力するようにしたも
のである。このディジタル・カウンタを、駆動用モータ
１６が１回転する毎にインデックス・マークに基づいて
リセットするようにしており、このインデックス・マー
クは、サーボ・ディスク面２２に記録されている、サー
ボ・トラックの始点を表示するマークである。
【００１６】上記従来例は、非反復性ランアウトＮＲＲ
Ｏを考慮していないが、本発明においてはこのＮＲＲＯ
を考慮してアクチュエータを制御することを特徴とする
ものである。ＰＥＳのパターンへのＮＲＲＯの影響は、
図３と図４とを比較対照することによって理解すること
ができる。図３は、顕著なＮＲＲＯが存在しない場合
の、ディスクの１回転における典型的なＰＥＳのパター
ンを図示したものである。このパータンは、ディスクの
ある１回転から次の１回転へと反復して現われる高度の
反復性を有しており、また、その最大ＰＥＳ振幅は約５
０となっている。これに対して図４では、主正弦波成分
を含むＮＲＲＯが存在しているために、ＰＥＳのパータ
ンはより不規則性の強いものとなっており、ディスクの
ある１回転から次の１回転へと反復することのないパタ
ーンとなっている。更に加えて、そのＮＲＲＯのために
ＰＥＳの振幅も、５０から約１００へと増大している。
【００１７】図４のＰＥＳの中に存在しているＮＲＲＯ
は主正弦波成分を有しており、その主正弦波成分をディ
スクの１回転について図示したものが図５である。本発
明においては、マイクロプロセッサ８０（図１）が、こ
の正弦関数の推定値を生成し、そして、ディジタル制御
信号ｕ（ｎ）に加えられてそのディジタル制御信号の一
部となる、個々のＮＲＲＯ信号を導出する。この正弦関
数は連続的に再算出されるものとする必要があり、その
理由は、反復性を有すルランアウト量とは異なって、こ
の正弦関数は、ディスクのある１回転と次の１回転とで
は、図６に図示したように大幅に変化するからである。
図６に示すように、ＮＲＲＯ正弦関数１００は、ディス
クのそれに続く次の１回転におけるＮＲＲＯの正弦関数
１０１とは、その振幅と位相（トラックの始点を表示す
るインデクス・マークに対する位相）との両方が共に異
なっている。また更に、図６においては、関数１００と
関数１０１とは略々同じ周波数も持つものが描かれてい
るが、通常は、ＮＲＲＯの関数の周波数は、夫々の回転
ごとに異なったものとなっている。従って、図６は、Ｐ
ＥＳからのＮＲＲＯの除去を適合性を持って行なえるも
のとするためには、ＮＲＲＯの正弦関数を定期的に再算
出する必要があることを、明瞭に示すものといえる。
【００１８】ＮＲＲＯの主正弦波成分は、図５に示すよ
うに、任意の振幅及び位相を持つ純粋な正弦関数であ
り、これは次の式で表わすことができる。 Ａ sin(ωｔ) ＋ Ｂ cos(ωｔ) ω＝周波数／(２π) （式１） 式１の正弦関数の振幅と位相とは以下のように表わすこ
とができる。 振幅＝ (Ａ2 ＋Ｂ2)1/2 （式１Ａ） 位相＝ tan-1(Ｂ／Ａ) （式１Ｂ） この一般式を用いて、また、Ａ、Ｂ、及びωが、実際に
は一定の値を取らず、ディスクの回転と共に連続的に変
化するものであるということを既知の前提とすれば、Ｎ
ＲＲＯ信号のディジタル値は次のように表わすことがで
きる。 ｕR(n) = Ａ(n)sin[ω(n)・ｔ(n)]＋Ｂ(n)cos[ω(n)・ｔ(n)] （式２） Ａ、Ｂ、及びωの各項は、トラック・フォローの実行中
には、ＰＥＳの各々のサンプル値について次のようにし
て算出される。 Ａ(n)＝Ａ(n-1)＋ＭＵa・ＰＥＳ(n)sin[ω(n)・ｔ(n)] （式３） Ｂ(n)＝Ｂ(n-1)＋ＭＵb・ＰＥＳ(n)cos[ω(n)・ｔ(n)] （式４） ω(n)＝ω(n-1)＋ＭＵω・ＰＥＳ(n)・ｔ(n)・[Term1(n)＋Term2(n)] （式５） ここで、ＭＵa 、ＭＵb 、及びＭＵω は設計定数であ
り、ＰＥＳ(n)は第ｎ番目の標本における位置誤差信
号、 Term1(n)＝Ａ(n)cos[ω(n)・ｔ(n)]、 （式６） Term2(n)＝-Ｂ(n)sin[ω(n)・ｔ(n)］、 （式７） ｔ(n)＝ｔ(n-1)＋（ＰＥＳのサンプリング周期） （式８） である。「時間」の項であるｔ(n) は、制御アルゴリズ
ムが連続的に実行されていることから、そのままではむ
やみに大きくなるおそれがある。それゆえ、推定により
得られたＮＲＲＯ関数の、その１周期が完全に経過する
毎に、このｔ(n) を「０」にリセットするようにしてい
る。このリセットは、ｔ(n) の値が推定により得られた
周期、即ち１／[２π・ω(n)] と等しくなるか、あるい
はそれを超える毎に行なうようにしている。
【００１９】設計定数（ＭＵa 、ＭＵb 、及びＭＵ
ω ）の夫々の上限値は、ウィドロウ及びスターンスに
よる共著「適合性信号処理」（Adaptive Signal Proces
sing, Widrow, B. and Stearns, S.D., Prentice-Hall,
1985 ）に記載されている「最小平均２乗法（least me
an squares)」アルゴリズムに基づいて算出することが
でき、またそれらは、以下に示すように、ディスク・フ
ァイルの物理的パラメータの関数として表わすことので
きるものである。ただし実際にそれらの値を設定する際
には、実験によって得られるそれらＭＵa 、ＭＵb 、及
びＭＵω の値を用いて、望ましい収束率を得るように
する。以下に、これらＭＵ項を、実験によって決定する
方法を説明する。先ず最初に、模擬的に発生させた、周
波数が一定の（即ちωを定数とした）ＮＲＲＯ外乱をデ
ィスク・ファイルへ印加し、この外乱の印加は、正弦波
信号をＰＥＳに加算することによって行なう。ＭＵω
の項を「０」に設定し、またＭＵa 及びＭＵb の初期値
にも同じ値を選択する。そして、ＮＲＲＯの振幅をステ
ップ状に変化させて（これはＡとＢの値を増加させるこ
とによって行なう）、そのときのＭＵa 及びＭＵb につ
いての収束率を実測する。そして、ＭＵa の値とＭＵb
の値をインクリメントしつつ、以上の実験を反復して実
行し、それを不安定状態が発生するまで繰り返す。その
後に、ＭＵa とＭＵb の所望の値を選択する。ＭＵω
を決定するには、模擬的に発生させた、振幅及び位相が
一定の（即ちＡとＢを定数とした）ＮＲＲＯ外乱をディ
スク・ファイルへ印加する。ＭＵω の初期値を選択
し、そして模擬的に発生させたＮＲＲＯ外乱の周波数を
ステップ状に変化させて、その選択したＭＵω につい
ての収束率を実測する。そして、ＭＵω の値をインク
リメントしつつ、この実験を反復して実行し、それを不
安定状態が発生するまで繰り返す。その後に、ＭＵωの
所望の値を選択する。こうして値を選択したならば、模
擬的に発生させた任意の正弦波状のＮＲＲＯ外乱を用い
て、それら選択したＭＵa 、ＭＵb 、及びＭＵω の値
によって得られる性能を実測する。
【００２０】次に図７を参照しつつ、フローチャートに
関連させて本発明を説明する。同図のフローチャート
は、ＮＲＲＯ正弦関数を生成し、その正弦関数からＮＲ
ＲＯ信号を導出し、そしてこのＮＲＲＯ信号を制御信号
へ組み込むことによってＰＥＳからＮＲＲＯを適合性を
持って除去する際の、方法を示すものである。
【００２１】電源投入時に（或いはトラック・フォロー
の手順の開始時に）ディジタル・カウンタの「ｎ」を
「０」にセットし、そしてＰＲＯＭ８３（図１）から設
計定数ＭＵa 、ＭＵb 、及びＭＵω を入力する。続い
てマイクロプロセッサ８０へＰＥＳを入力し、更にＡ、
Ｂ、及びωの現在値を入力する（これらＡ、Ｂ、ωの初
期値は、予めＲＡＭ８２に記憶させてあるが、それら初
期値は、ＮＲＲＯ信号ｕRの初期算出にしか使用されな
い）。続いて通常制御信号ｕ0 を算出する。この通常制
御信号ｕ0 とは、ＮＲＲＯの補償分を含まない制御信号
のことである。次に実際の制御信号ｕを、通常制御信号
とＮＲＲＯ信号との和として算出して、ＤＡＣ９２へ出
力する。
【００２２】判断ブロック１１０において、トラック・
フォローの実行中であると判断されたならば、即ちシー
ク命令を受け取ってはいないと判断されたならば、Ａ、
Ｂ、ωの変化分を算出する。これらの変化分は、夫々、
式３、式４、式５の右辺の右側の部分であり、即ち、
「ｎ−１」から「ｎ」への移行に伴ってＡ、Ｂ、ωの値
が変化した量である。それら変化分の値は、ＮＲＲＯの
変化率を調べる上で重要なものである。ある種の状況下
においては、ＮＲＲＯが急速に発生し、そして消滅する
こともある。それゆえ、判断ブロック１１２では、それ
らの変化分の値が所定のスレショルドを超えているか否
かを調べ、もしそのスレショルドを超えていたならば、
マイクロプロセッサ８０が、データの書込みを禁止する
命令を送出する。
【００２３】一方、Ａ、Ｂ、ωの値がこの許容スレショ
ルドの範囲内にあったならば、時間項ｔとＮＲＲＯの周
期とを算出する。判断ブロック１１４では、それらの、
算出した時間の値と算出した推定周期とを比較し、もし
その時間の値が推定周期より大きかったならば、その時
間の値をリセットする。続いて、式３、式４、式５に従
って、Ａ、Ｂ、ωの値を実際に算出する。算出したそれ
らの値は、ＲＡＭ８２に記憶しておく。次に、ＮＲＲＯ
信号ｕR を算出し、更にその後にディジタル・カウンタ
の「ｎ」をインクリメントしたならば、マイクロプロセ
ッサ８０は次のＰＥＳを受け取ることのできる状態にな
る。従って、トラック・フォローの実行が継続している
間は、はＰＥＳのサンプリング値が得られる度に、ＮＲ
ＲＯ信号が再算出されるようになっており、このＮＲＲ
Ｏ信号の再算出は、ＮＲＲＯの波形を決定するＡ、Ｂ、
ωの各項を再算出することによって行なっている。ＮＲ
ＲＯの各波形は、その特性要素である振幅、位相、及び
周期によって一意に決定されるものであり、しかもそれ
らの特性要素はＡ、Ｂ、ωの関数である。このようにし
て、ＮＲＲＯ正弦関数を、ＰＥＳの標本化が行われる間
に適合性を持って変化させるようにしているため、この
正弦関数から導出されて通常制御信号に付加されるＮＲ
ＲＯ信号もまた、ＮＲＲＯの変化に伴って、適合性を持
って算出されるようになっている。
【００２４】ここで再び図７の判断ブロック１１０につ
いて説明すると、トラック・フォローが実行されていな
かったならば、即ち、アクチュエータを異なったトラッ
クへ移動させる命令であるシーク命令を受け取っていた
場合には、Ａ、Ｂ、ωの夫々の項の、ＰＥＳの標本化の
１回毎の再算出は、行なわないようにしている。そし
て、以前生成したＮＲＲＯ正弦関数を用いるようにし
て、シークの実行中には、ｕR を時間のみの関数として
算出し、Ａ、Ｂ、ωの夫々の項は一定の値のまま保持す
るようにしている。
【００２５】以上に本発明の好適実施例を詳細に説明し
たが、当業者であれば本発明の範囲から逸脱することな
くこの実施例に対して加え得る変更ないし応用上の改変
等に想到し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用することのできる、従来技術に係
るディジタル・サーボ制御システムのブロック図であ
る。
【図２】一般的なクオドラチャ・パターンの形で記録さ
れた、典型的なサーボ・タイミング並びに位置の情報を
示す記録パターン図である。
【図３】顕著なＮＲＲＯが存在しない場合の、ディスク
の１回転における典型的なＰＥＳのパターンを示すグラ
フである。
【図４】ＮＲＲＯの主正弦波成分が更に加わっている場
合の、ディスクの１回転における典型的なＰＥＳのパタ
ーンを示すグラフである。
【図５】図４のＰＥＳのパタンの中に含まれているＮＲ
ＲＯの主正弦波成分の推定値を示すグラフである。
【図６】ディスクの連続した２回転におけるＮＲＲＯの
主正弦波成分の推定値を示すグラフである。
【図７】トラック・フォローの実行中とトラック・シー
クの実行中との両方において、ＮＲＲＯ信号を導出し、
そしてそれを制御信号の算出に用いる方法を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
１０、１２ ディスク １６ 駆動用モータ ２０ データ記録面 ２２ サーボ情報記録面 ２４、２６ データ記録面 ２７ 同期領域 ２９ サーボ・ブロック領域 ３０、３２、３４、３６ ヘッド ４０ ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ） ４５ 同期検出回路

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 略々同心的な複数本のデータ・トラック
    を有する少なくとも１枚の回転自在なデータ・ディスク
    を備え、該データ・ディスクないしは別設のサーボ・デ
    ィスクにサーボ情報が記録されており、ディスクの回転
    中に該サーボ情報を読み出す少なくとも１個のヘッドを
    備え、更に、該サーボ情報からヘッド位置誤差信号（Ｐ
    ＥＳ）を導出する手段と、複数本のトラックの間のシー
    クと特定のトラックのフォローとを前記ヘッドに行なわ
    せるように前記ヘッドに取付けられて入力信号に応答す
    るアクチュエータと、ＰＥＳのサンプリング時に前記Ｐ
    ＥＳに対応したディジタル値を受け取り、且つ前記アク
    チュエータ用のディジタル制御信号を算出するための算
    出手段とを備えた、データ記録用ディスク・ファイルに
    おいて、 前記算出手段が、受け取った前記ＰＥＳ値に基づいて前
    記ディジタル制御信号の算出に用いられる非反復性ラン
    アウト（ＮＲＲＯ）信号を推定するための、ＮＲＲＯ信
    号推定手段を含んでいることを特徴とするディスク・フ
    ァイル。
  2. 【請求項２】 前記ＮＲＲＯ信号推定手段が、前記ＮＲ
    ＲＯを表わす正弦関数を生成するための正弦関数生成手
    段と、該正弦関数から前記ＮＲＲＯ信号を導出するため
    のＮＲＲＯ信号導出手段とを含んでいる請求項１記載の
    ディスク・ファイル。
  3. 【請求項３】 前記正弦関数生成手段が、トラック・フ
    ォローの実行中に、ＰＥＳのサンプリング値を受け取る
    間に前記正弦関数を再算出するための、再算出手段を含
    んでいる請求項２記載のディスク・ファイル。
  4. 【請求項４】 前記再算出手段が、前記正弦関数の振幅
    と位相と周期とを更新するための更新手段を含んでいる
    請求項３記載のディスク・ファイル。
  5. 【請求項５】 略々同心的な複数本のデータ・トラック
    を有する少なくとも１枚の回転自在なデータ・ディスク
    を備え、該データ・ディスクないしは別設のサーボ・デ
    ィスクにサーボ情報とインデクス・マークとが記録され
    ており、ディスクの回転中に該サーボ情報を読み出す少
    なくとも１個のヘッドを備え、更に、該サーボ情報から
    ヘッド位置誤差信号（ＰＥＳ）を導出する手段と、複数
    本のトラックの間のシークと特定のトラックのフォロー
    とを前記ヘッドに行なわせるように前記ヘッドに取付け
    られて入力信号に応答するアクチュエータと、ＰＥＳの
    サンプリング時に前記ＰＥＳに対応したディジタル値を
    受け取り、且つ制御信号アルゴリズムを実行することに
    よって前記アクチュエータが使用するディジタル制御信
    号を算出するためのプロセッサとを備えた、データ記録
    用ディスク・ファイルにおいて、 前記プロセッサに結合され、ディスク・ファイルの所定
    の物理的パラメータを表わす定数を記憶するための記憶
    装置を備え、 前記プロセッサが、(a) 前記ＰＥＳのサンプリング値を
    受け取る間に、受け取ったＰＥＳ値と記憶されている前
    記定数とに基づいて、非反復性ディスク・ランオウト量
    （ＮＲＲＯ）の推定値を表わす正弦関数であって、振幅
    と周期と前記インデクス・マークを基準とした位相とを
    有する正弦関数を算出する手段と、(b)該正弦関数か
    ら、前記ディジタル制御信号の生成に用いられるＮＲＲ
    Ｏ信号を導出するための手段とを含んでいる、ことを特
    徴とするディスク・ファイル。
  6. 【請求項６】 前記プロセッサの中に設けられ、トラッ
    ク・シークの実行中にはＰＥＳ値のサンプリングとサン
    プリングとの間に行なわれる前記正弦関数の生成を中止
    するための手段を更に備え、トラック・シークの実行中
    には、前記正弦関数の振幅と位相と周期とを一定値に維
    持し且つ振幅と位相と周期とがそれら一定値となってい
    る以前生成した正弦関数に基づいてＮＲＲＯ信号を導出
    するようにした請求項５のディスク・ファイル。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992011628A1 (en) * 1990-12-19 1992-07-09 Integral Peripherals, Inc. Miniature hard disk drive for portable computer
US5365458A (en) * 1991-03-29 1994-11-15 Nippon Densan Corporation Motor eccentricity measuring apparatus
US6310747B1 (en) 1991-09-25 2001-10-30 Mobile Storage Technology, Inc. Method for reducing external signal interference with signals in a computer disk storage system
US5379171A (en) * 1991-09-25 1995-01-03 Integral Peripherals Microminiature hard disk drive
WO1993006595A1 (en) * 1991-09-25 1993-04-01 Integral Peripherals, Inc. Adaptive runout compensation for miniature disk drives
US5402280A (en) * 1992-05-11 1995-03-28 Quantum Corp. Method and apparatus for runout correction due to disk slip or spindle imbalance
KR0163678B1 (ko) * 1992-09-09 1999-01-15 배순훈 이득조정 반복학습 제어를 이용한 디스크 드라이브의 헤드위치 제어장치 및 방법
US5615065A (en) * 1994-10-04 1997-03-25 International Business Machines Corporation Phase-compensated servo pattern and position error-sensing detector
US5596458A (en) 1994-12-19 1997-01-21 Integral Peripherals, Inc. Variable zone layout for information storage disk drive
US6091559A (en) 1994-12-19 2000-07-18 Mobile Storage Technology Inc. Variable zone layout and track pitch parameter considerations for information storage disk drive
JPH08306125A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Toshiba Corp 情報記録再生装置
US6456452B1 (en) * 1995-09-01 2002-09-24 Seagate Technology Llc Feed forward compensation for repeatable head position error in a disc drive
JP2980545B2 (ja) * 1995-09-25 1999-11-22 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション デイスク装置およびデイスク装置におけるヘッド位置制御方法
DE69625318T2 (de) * 1995-11-30 2003-08-28 Hewlett-Packard Co. (N.D.Ges.D.Staates Delaware), Palo Alto Sinusförmige Verstärkungskorrektur zum Kompensieren der Verstärkungsänderungen eines magnetoresistiven Servokopfes
US5793559A (en) * 1996-02-27 1998-08-11 Quantum Corporation In drive correction of servo pattern errors
US6137753A (en) * 1997-04-14 2000-10-24 Oak Technology, Inc. Runout calibration for disc drive system
US6014283A (en) * 1997-05-15 2000-01-11 Western Digital Corporation Non-quadrature servo burst pattern for micro-jogging a magnetoresistive head in a magnetic disk drive
US6101064A (en) * 1997-08-08 2000-08-08 Quantum Corporation Methods and apparatus for efficiently controlling a read/write head in a computer disk drive
US6064542A (en) * 1997-08-08 2000-05-16 Quantum Corporation Methods and apparatus for positioning read/write head in a computer disk drive
KR100501692B1 (ko) * 1998-01-16 2005-10-07 삼성전자주식회사 반복성 런아웃 보상 알고리즘 사용방법
JP3705944B2 (ja) * 1998-11-27 2005-10-12 富士通株式会社 ディスク装置の制御方法及びディスク装置
JP3559209B2 (ja) * 1998-12-24 2004-08-25 富士通株式会社 記憶装置
US6522495B1 (en) 1999-04-16 2003-02-18 International Business Machines Corporation System, method and program for determining the magnetic center shift within a disk drive system
US6522493B1 (en) 1999-04-27 2003-02-18 International Business Machines Corporation Position error signal linearization using an auxiliary discontinuity removal routine
US6421198B1 (en) 1999-04-27 2002-07-16 International Business Machines Corporation Linearity compensation for a position error signal based on repeatable and non-repeatable run out in a disk drive
US6661599B1 (en) 1999-08-27 2003-12-09 Seagate Technology Llc Enhanced adaptive feedforward control to cancel once-per-revolution disturbance by shaping the internal mode
US6628472B1 (en) * 1999-10-12 2003-09-30 Seagate Technoogy Llc Method and apparatus for feedforward cancellation using a phase lock loop
US6636376B1 (en) 1999-10-12 2003-10-21 Seagate Technology Llc Disc drive resonance disturbance cancellation filter
US6618219B1 (en) * 1999-10-12 2003-09-09 Seagate Technology Llc Method and apparatus for feedforward cancellation using a peak detector
GB2378809B (en) * 2000-06-09 2004-04-14 Seagate Technology Llc Reducing actuator arm oscillation during settle mode in a disc drive servo system
SG104270A1 (en) * 2000-06-14 2004-06-21 Seagate Technology Llc Feed-forward compensation of cage frequency using a reference head in a servo-writer
US6654198B2 (en) 2000-08-23 2003-11-25 Seagate Technology Llc Repeatable run-out error compensation method for a disc drive
US6906883B2 (en) * 2000-09-14 2005-06-14 Samsung Electronics Ltd., Co. Servo defect management scheme in hard disk drives
US6754030B2 (en) 2001-06-27 2004-06-22 Seagate Technology Llc Optimal reader-to-writer offset measurement of a head in a disc drive for reduced track misregistration
US6771441B2 (en) 2001-08-09 2004-08-03 Seagate Technology Llc Track mis-registration measurement for a disc drive
DE10215252B4 (de) * 2002-04-06 2005-06-30 Minebea Co., Ltd. Verfahren zur Messung des wiederholbaren und des nicht wiederholbaren Schlages eines rotierenden Bauteils, insbesondere des Rotors eines Spindelmotors, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US7035037B2 (en) * 2002-06-18 2006-04-25 Seagate Technology Llc Disc drive with compensation for non-repeatable runout
US7057843B2 (en) * 2003-05-28 2006-06-06 Stmicroelectronics, Inc. Disk drive control circuit and method
KR100585166B1 (ko) * 2004-12-01 2006-06-01 삼성전자주식회사 비주기적 외란 보상 제어 장치 및 방법과 이를 이용한디스크 드라이브
JP4707006B2 (ja) * 2007-03-30 2011-06-22 日本放送協会 トラッキング制御装置及びそのプログラム、並びに、非周期外乱推定装置及びそのプログラム
US7719787B2 (en) * 2008-02-29 2010-05-18 Seagate Technology Llc Phase locked anti- notch filter in a servo control loop

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE363465C (de) * 1922-11-09 Siemens & Halske Akt Ges Schaltungsanordnung fuer Leitungswaehler mit Mehrfachanschluessen
US4412161A (en) * 1981-04-24 1983-10-25 Iomega Corporation Digital control of servo circuit
US4630190A (en) * 1984-02-21 1986-12-16 Syquest Technology Servo control apparatus for a disk drive
US4589037A (en) * 1985-03-18 1986-05-13 International Business Machines Corporation Servo control system using a varying frequency servo pattern for read/write head positioning in a magnetic recording disk file
US4616276A (en) * 1985-07-16 1986-10-07 International Business Machines Corporation Disk file servo control system with fast reduction of repeatable head position error
US4679103A (en) * 1986-04-29 1987-07-07 International Business Machines Corporation Digital servo control system for a data recording disk file
US4835633A (en) * 1987-09-16 1989-05-30 International Business Machines Corporation Disk file digital servo control system with compensation for variation in actuator acceleration factor
US4939599A (en) * 1988-02-22 1990-07-03 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measuring dynamic track misregistration

Also Published As

Publication number Publication date
EP0442650A3 (en) 1992-09-09
DE69124124T2 (de) 1997-07-17
EP0442650B1 (en) 1997-01-15
DE69124124D1 (de) 1997-02-27
US5072318A (en) 1991-12-10
JPH07326146A (ja) 1995-12-12
EP0442650A2 (en) 1991-08-21

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