JP2735791B2 - 直接アクセス記憶装置（ｄａｓｄ）内の回転式アクチュエータ弧補償訂正のための方法及び装置 - Google Patents

直接アクセス記憶装置（ｄａｓｄ）内の回転式アクチュエータ弧補償訂正のための方法及び装置

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

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に直接アクセス記
憶装置（ＤＡＳＤ）内の回転式アクチュエータ弧補償訂
正のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータはしばしば、データが書込
まれ、後の使用に対応してデータが読出される媒体を有
する補助メモリ記憶装置ユニットを含む。ディスク面上
に磁気形式でデータを記憶するために、積み重ねられ通
常は回転式の柔軟性がない磁気ディスクを組込むディス
ク・ドライブ・ユニットが使用される。データは、ディ
スク面上に配列される同心円状に半径方向に間隔を置い
て配置されるデータ情報トラックに記録される。駆動軸
に向かう或いは離れる経路を移動するトランスジューサ
・ヘッドが、データをディスクに書込み、またデータを
読出す。
【０００３】全てのＤＡＳＤユニットは、トラックに書
込むために適切な半径方向ロケーション上に各データ・
ヘッドを位置決めし、再度トラックを読出すために、同
一のロケーションに非常に接近して、それを位置決めす
る方法を有さなければならない。ボイス・コイル・タイ
プのアクチュエータを使用する高レベルのファイルで
は、任意のトラック上にヘッドを位置決めし、安定に保
持するためのフィードバック機構が提供されなければな
らない。典型的には、トラック・アクセス及びトラック
追従はＤＡＳＤユニット内に磁気的に書込まれるパター
ンにより提供される。専用のサーボ・システムは、ＤＡ
ＳＤ内のディスクの１つの一方の面を使用し、その面上
に全てのトラッキング及びアクセス情報を有する。セク
タ・サーボ・システムは、各データ面の各トラック上の
各セクタ間または幾つかのセクタ間のトラックの小部分
を使用して、トラッキング及びアクセス情報を提供す
る。ハイブリッド・サーボ・システムは、各タイプのサ
ーボの利点を得るために、両者を使用する。
【０００４】トラッキング精度すなわちアクチュエータ
・サーボがヘッド位置をトラック上に離散的に保持する
能力は、２つの要因により管理される。１つの要因は空
間的（空間）であり、他の要因は時間的（時間）であ
る。空間的要因はトラック周辺のサーボ・セクタの数Ｎ
に相当し、これは線記録密度及び固定ブロック・データ
・フォーマットの関数である。時間的要因はサーボ・セ
クタ間の時間またはサンプリング周期に相当し、これは
回転ディスク速度（ＲＰＭ）により制御される。
【０００５】トラック位置決め誤差（ＴＭＲ）は２つの
主な成分、すなわち繰返し性のまたはディスク回転に同
期する成分と、非繰返し性のまたはディスク回転に非同
期な成分に分けられる。繰返し性のＴＭＲ成分（これは
ディスク・スリップの場合には大きい）は訂正補償によ
り低減される。トラックが半径方向ではなく回転弧上に
ほぼ均一に書込まれる時、半径方向トラック位置決め誤
り（ＴＭＲ）対半径の関係の訂正が、回転式アクチュエ
ータを有するＤＡＳＤでは要求される。半径に対する利
得及び位相の両方の影響が補償されるべきである。半径
に対する利得及び位相の両方の影響が、システム内にか
なりな量のＴＭＲ誤差を生成する。
【０００６】回転式アクチュエータを有するＤＡＳＤで
は、ヘッドは半径方向には移動しない。多くのディスク
・ドライブにおいて、ヘッドのスキュー角はヘッドが内
周にある時、ヘッドの後端を前端よりもディスク上の更
に外側に有する。スキューは半径が大きくなるにつれて
次第に大きくなる。これはヘッドが内周から外周に向か
って横断する弧上において、ほぼ均一にトラックを書込
むようにするのに役立つ。大きなスキュー角により、書
込まれるトラックは外周近辺では内周近辺よりも物理的
に小さい。弧上へのトラックの位置決めは、半径方向の
トラック・ピッチを内周よりも外周において小さくす
る。これはより小さな書込みトラックについても当て嵌
まる。
【０００７】ディスク・スリップまたは明らかなトラッ
クからの逸脱を生成する他の振動などによるディスクの
半径方向の移動は、ディスクを同一の物理距離だけ任意
の半径のポイントに移動する。しかしながら、サーボ・
システムでは、ピッチの端数において距離が測定され
る。典型的には、この距離はカスタマ・トラック・ピッ
チの１／５１２以内である。ヘッドは任意の半径に対す
るスキュー角で移動されるので、ヘッドはディスクの半
径方向の移動よりも更に移動されなければならず、この
量はスキュー角が内周よりも大きくなる外周においてよ
り大きくなる。
【０００８】結果的に、サーボ・システム内の任意数の
ユニット内のある半径において決定される半径方向ＴＭ
Ｒの補償は、他の半径における値と同一ではない。例え
ば、外径（ＯＤ）と内径（ＩＤ）間の差は約７％であ
る。トラック密度が次第に高くなるにつれ、これは訂正
されるべき誤差としてある重要度を有する。また、予め
書込まれたサーボ・ディスクが使用される場合、極めて
繰返し性のあるランアウトが存在し、誤差の振幅を増加
する。
【０００９】専用のサーボ制御を使用する既知のディス
ク・ファイルでは、ディスク・スリップまたは各ヘッド
とデータ面上の対応するトラック間の相対熱運動による
ランアウトを訂正するために、基準プロファイルを追加
することが必要であった。これらの基準プロファイル
（各データ面に対して測定される）は、線形アクチュエ
ータが使用される場合には正確である。なぜなら、線形
アクチュエータは通常ディスク上の半径方向の軌道に従
うからである。一方、回転式アクチュエータはディスク
上の半径方向のラインではなく、弧に従うため、ランア
ウトが測定されるトラックと任意の他のトラックとの間
で位相誤差が生じる。
【００１０】ランアウトまたはディスク・スリップを訂
正するために回転式アクチュエータにおいて使用される
フィードフォワードまたはプロファイル補償技術は、体
系的な誤差を有し、例えば３．５インチのＤＡＳＤで
は、製品ヘッドにより生成される弧により、最大１０％
のランアウトが引起こされる。ディスク・スリップまた
は不均衡はヘッドの弧に沿ってではなく半径方向に発生
し、測定プロファイルは測定のトラックまたはシリンダ
においてのみ正しい。他の全てのトラックは最適なラン
アウト補償に対して、不正なプロファイルを有する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の重要な目的
は、直接アクセス記憶装置における回転式アクチュエー
タ弧補償訂正のための方法及び装置を提供すること、デ
ィスク回転周辺のサーボ・セクタの予め定義された少数
のサーボ・セクタに対応して補償する方法及び装置を提
供すること、実質的に悪影響無しに、従来技術による構
成の多くの欠点を克服する方法及び装置を提供すること
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の目的及び利点
は、直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）内の回転式アク
チュエータ弧補償訂正を提供する方法及び装置により達
成される。ディスク面上の所定のトラック周辺の複数の
各セクタにおいて、基準フィードフォワード訂正信号が
生成される。特定の選択トラックが識別され、特定の選
択トラックにおける回転式アクチュエータに起因する弧
状の軌道を修正するために、生成される基準フィードフ
ォワード訂正信号の振幅及び位相の両方が変更される。
【００１３】本発明の別の特徴によれば、物理サーボ・
セクタ間のフィードフォワード訂正信号を補間するため
に、擬似セクタ補償を使用することにより、改良された
アクチュエータ・サーボ制御が提供される。
【００１４】
【実施例】図１はデータ記憶ディスク・ファイル１０の
パーツを表し、一般に１２で指定されるデータ記憶媒体
及び１４で指定される制御ユニットを含む。本発明の好
適な実施例では、データ記憶媒体１２は柔軟性がない磁
気ディスク・ドライブ・ユニット１２により実現される
が、他の機械的に移動するメモリ構成も使用可能であ
る。ユニット１２は本発明を理解するために、十分に単
純化された形態で示されている。なぜなら、本発明のユ
ーティリティは特定のドライブ・ユニット構成の詳細に
限るものでないからである。
【００１５】図１及び図２を参照すると、ディスク・ド
ライブ・ユニット１２は少なくとも１つの磁気表面２０
を有するディスク１８のスタックを含む。ディスク１８
は統合化スピンドル及びモータ・アセンブリ２６上にお
ける同時回転のために、平行に実装される。各ディスク
１８上のデータ情報は、ディスク面２０を横断して移動
する対応するトランスジューサ・ヘッド２８により読出
され、また書込まれる。
【００１６】トランスジューサ・ヘッド２８は、アーム
３２により移動される屈曲スプリング３０上に実装さ
れ、アーム３２は支持スピンドル３４の周辺を同時にピ
ボット回転移動するように一団に編成される。アーム３
２の１つは、ヘッド・ドライブ・モータ３８によりピボ
ット回転運動される伸長部分３６を有する。幾つかのド
ライブ構成が一般に使用されるが、モータ３８は磁石及
びコア・アセンブリ（図示せず）と協働するボイス・コ
イル・モータ４０を含み、ヘッドが特定のデータ・セク
タ４４を追従しアクセスするように、ヘッドをデータ情
報トラックまたはデータ・シリンダ４２に位置決めする
ために、トランスジューサ・ヘッド２８を半径方向に同
期して移動制御する。データ記憶ディスク・ファイル１
０はモジュール式ユニットであり、エンクロージャまた
はハウジング４６を含む。データ記憶ディスク・ファイ
ル１０の様々なコンポーネントが、制御ユニット１４に
より生成される信号により動作制御される。そうした信
号には、ライン２６Ａ上のモータ制御信号及びライン３
８Ａ上の位置制御信号が含まれる。
【００１７】各々が特定の半径方向ロケーションに存在
する多数のデータ情報トラック４２が、データ・ディス
ク１８の各ディスク面２０の磁気媒体内に同心円状に配
列される。データ・シリンダはデータ記憶ディスク・フ
ァイル１０内のデータ面において、対応するデータ情報
トラック４２のセットを含む。データ情報トラック４２
は複数のセグメントまたはデータ・セクタ４４を含み、
各々は後の検索及び更新のために保管される予め定義さ
れたサイズの個々のグループのデータ・レコードを含
む。データ情報トラック４２はサーボ基準指標に関連す
る所定の位置に配置される。図２では、１つのセクタ４
４が第１のデータ・セクタを適切に位置決めするため
に、固定指標またはマークを有するセクタ０として表さ
れる。各次のセクタ４４のロケーションは、表面２０か
らトランスジューサ・ヘッド２８により読出されるセク
タ識別パルス（ＳＩＤ）により識別される。
【００１８】本発明によれば、各個々のデータ面に対し
て最適なトラッキング性能を生む非常に単純なアルゴリ
ズムを使用することにより、各個々のトラックにおける
体系的誤差が効果的に除去される。本方法は測定された
ランアウト誤差を離散フーリエ変換する際に用いるフー
リエ係数をトラック位置の関数として変形し、逆フーリ
エ変換が実行される以前に、特定のトラックに対する正
確なランアウト補償を獲得する。
【００１９】図３を参照すると、一般に５０で指定され
る回転式弧補償訂正装置のブロック図が示される。サー
ボ・プロセッサ５２は、電流ドライバ５６に結合される
デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）５４に制御信号を
提供する。電流ドライバ５６は、Ｒ／Ｗチャネル６０の
トランスジューサ・ヘッド２８を移動するために、回転
式アクチュエータ５８に制御電流を提供する。ブロック
６２で示される検出位置データはサーボ・プロセッサ５
２に結合される。フィードフォワード制御ブロック６４
がサーボ・プロセッサ５２に結合され、トラック番号ま
たは半径の変化に対する振幅及び位相の両方の補償訂
正、並びに擬似セクタ訂正補償のための制御情報を提供
する。ファイルへのフィードフォワード信号の適切な補
償のために、訂正のための振幅及び位相の両方がトラッ
ク番号または半径の変化に対して補償されなければなら
ない。
【００２０】図２を参照すると、Ａ−Ｏ−Ｘにより定義
される角度α（ｒ）（ここで、ＸはＯを中心とする半径
ｒの円と弧Ｂ−Ｃとの交点）が余弦定理から都合よく見
い出される。弧の角度はα（ｒ）として参照される。
【００２１】α（ｒ）の余弦は式（１）により与えられ
る。
【数５】 cos α（r）=（Rb 2 + r2 - Ra 2）/ 2rRb （1）
【００２２】角度α（Ｒo）の余弦は上記式（１）で、
ｒ＝Ｒoと置換することにより見い出され、
【数６】 cos α（Ro）=（Rb 2 + Ro 2 - Ra 2）/ 2RbRo （2）
【００２３】となる。
【００２４】α（ｒ）とα（Ｒo）間の角度差θ（ｒ）
はシミュレーションから導出される単純なアルゴリズム
により以下のように近似される。
【数７】 θ（r）= （0.555 / Rb）｛1 -（（Rb 2-Ra 2））/ rRo）｝（Ro-r） （3）
【００２５】Ｌを半径ｒのシリンダに対応する任意の論
理シリンダ番号とし、Ｌoを（Ｒo−Ｒi）により定義さ
れるデータ・バンド内のシリンダの合計数とする。更に
Ｌをｒ＝Ｒoにおいて０とし、ｒ＝ＲiにおいてＬ＝Ｌo
とする。すると、式（３）はｍに関し、
【数８】 θ（L）= K1｛1 -（K2 /（K3 - L））｝L （4）
【００２６】となり、ここで係数Ｋ1、Ｋ2及びＫ3は次
のように与えられる。
【数９】K1 = 0.563（Ro - Ri）/ LoRb （5）
【００２７】
【数１０】 K2 = Lo｛（Rb 2 - Ra 2）/ Ro（Ro - Ri）｝ （6）
【００２８】
【数１１】K3 = Mo｛Ro /（Ro - Ri）｝ （7）
【００２９】Ｒa＝５２ｍｍ、Ｒb＝５７ｍｍ、Ｒo＝４
５．５２ｍｍ、Ｒi＝２０．６８ｍｍ、及びトラック密
度３３００ｔｐｉの特定の３．５インチ・ドライブで
は、データ・トラックの合計数Ｌoは３２２７である。
Ｋの値はＫ1＝７．６０３×１０-5、Ｋ2＝１５５５．４
及びＫ3＝５９１３．６である。対応する角度α（Ｒo）
及びα（Ｒi ）はそれぞれ５９．７１゜及び６５．６３
゜である。内側シリンダすなわちシリンダ３２２７にお
ける角度差は式（４）の近似式を用いて、θ（Ｌo）＝
５．９１８９゜となり、正しい値５．９１９５゜と比較
される。これは約０．０１％の最大誤差に相当する。
【００３０】非線形位相誤差は図２に表されるハード・
ディスク・ドライブ幾何の単なる関数である。従って、
これは予測可能で体系的な誤差であり、式（４）を用い
て、任意の論理シリンダＬに対して非常に小さな余裕内
で計算される。
【００３１】例えば、ランアウトが外周トラック（Ｏ
Ｄ）のＮセクタの各々に対して測定されるものと仮定
し、測定をｘ（ｎ）により指定する。ここでｎは０、
１、．．．、Ｎ−１の整数である。更に、第１調和ラン
アウト成分ｘ1 （ｎ）がＯＤ測定ｘ（ｎ）から抽出され
るものとする。これはフーリエ調和フィルタリングによ
り容易に実行される。ｘ（ｎ）の離散フーリエ変換（Ｄ
ＦＴ：Discrete FourierTransform）を、
【数１２】X（k）= A（k）+ jB（k） （8）
【００３２】とする。ここでＡ（ｋ）及びＢ（ｋ）はそ
れぞれ複素フーリエ係数の実数部及び虚数部である。指
標ｋは整数値ｋ＝０、１、．．．、Ｎ−１を取る。
【００３３】基本ランアウト成分ｘ1（ｎ）がｋ＝１に
対応することを考慮すると、これは
【数１３】 x1（n）=（2/N）｛A（1）cos won - B（1）sin won｝ （9）
【００３４】で示され、ここでＡ（１）及びＢ（１）は
次式で与えられる。
【数１４】
【００３５】
【数１５】
【００３６】ここでの場合に相当するθ（Ｌ）＜＜１ラ
ジアンでは、位相訂正フィードフォワード補償される第
１調和ランアウト信号ｘ1（ｎ、Ｌ）は、
【数１６】 x1（n、L）=（2/N）｛C（1、L）cos won-D（1、L）sin won｝ （12）
【００３７】で近似され、ここでシリンダ（トラック）
Ｌに対応する第１調和位相訂正フーリエ係数Ｃ（１、
Ｌ）及びＤ（１、Ｌ）は、
【数１７】 C（1、L）=A（1）+θ（L）B（1） （13）
【００３８】
【数１８】 D（1、L）=B（1）−θ（L）A（1） （14）
【００３９】である。
【００４０】式（１３）及び式（１４）における第１調
和位相訂正フーリエ係数Ｃ（１、Ｌ）及びＤ（１、Ｌ）
は、式（４）、（１０）及び（１１）から容易に計算さ
れる。
【００４１】任意のシリンダＬに対する式（１２）の位
相訂正フィードフォワード・ランアウト信号ｘ（ｎ、
Ｌ）の適用は、フィードフォワード補償を最適化し、体
系的誤差を０近くに低減する。
【００４２】本発明の別の特徴によれば、角度が小さ
く、カーブ適合が小範囲に対応するものと仮定すると、
以下に示す振幅訂正フィードフォワード補償のための単
純な２次訂正が、実際のカーブに対する優れた適合を提
供する。第１に、半径方向ピッチは弧上のピッチにスキ
ュー角の余弦を乗じた値に等しい。余弦は１−sine2 の
平方根に等しい。スキュー角の正弦は、ほぼスキュー角
のラジアンに等しい。スキュー角は、オフセットと半径
方向距離に比例する量を使用することにより近似され
る。トラック・ピッチが幾分変化するとしても、半径方
向距離はシリンダの数にほぼ線形的に関連する。
【００４３】Ｎｃを論理シリンダ番号とし、ここでＮｃ
＝０を外周トラック上、Ｎｃ＝４１１８を内周トラック
上とする。また基準として、Ｎｃ＝３００２の切替え半
径において、スキュー角は１１．２７゜である。
【００４４】上述の近似により、スキュー角の余弦は、
【数１９】 cos（skew）= 1 -（（N1-Nc）/ N2）2 （15）
【００４５】と近似され、ここでＮ１はオフセットであ
り、Ｎ２は基準化定数である。Ｎｃ＝０ではスキューは
２２.３６゜、Ｎｃ＝４１１８ではスキューは６.５７゜
より、Ｎ１＝５８３１及びＮ２＝２１１４４となる。次
に、
【数２０】 Pitch（近似）= 6．23um（1 -（（N1 - Nc）/N2）2
【００４６】を使用し、実際の値と比較することによ
り、次の関係が得られる。
【表１】 半径方向位置 実際の半径方向ピッチ ピッチ（近似） 内径 ２０．６８ｍｍ ６．１９ｕｍ ６．１９ｕｍ 切替ホ゜イント ２７．５０ｍｍ ６．１１ｕｍ ６．１２ｕｍ 外径 ４５．５２ｍｍ ５．７６ｕｍ ５．７６ｕｍ
【００４７】繰返し性のあるランアウトの任意の半径方
向距離に対して、サーボ・カウント数は半径方向ピッチ
に逆比例する。
【００４８】ＲＲＯカウントがトラックの０（図２のＲ
o ）において測定されると、別のシリンダにおけるＲＲ
Ｏカウントは次のように定義される。
【数２１】
【００４９】必要に応じて右側の因子は逆数に対する級
数により、分子の第２項までだけを使用することにより
更に単純化される。更に級数の線形項までだけを使用す
ることにより、適度な改良が提供される。
【００５０】次に、半径における非線形変化を生成する
弧上の一様なトラック密度の効果をより完全に計算した
リストを表２に示す。アクチュエータ角度（単位
［゜］）はアクチュエータ軸からディスク軸ラインまで
の、及びアクチュエータ軸からヘッド・ギャップ・ライ
ンまでの角度である。この例では、アクチュエータ軸か
らディスク軸までの距離は５６．５０ｍｍ、アクチュエ
ータ軸からギャップまでの距離は５５．００ｍｍであ
る。半径に沿うこれらの距離は三角形を表し、余弦定理
が角度を辺に関連付ける。弧に沿う距離はトラック番号
にリニアに比例するものと仮定する。内周トラック半
径、外周トラック半径及びトラック数は弧上のトラック
・ピッチを定義する。この幾何はまた円周の位相誤差を
計算するためにも使用される。これは外周データ半径に
相当するトラック・ゼロにおけるゼロ基準により獲得さ
れる。位相誤差はヘッドが外周トラックにある時のライ
ンに対する、ヘッド・ギャップまでの半径方向ラインの
変化である。
【００５１】実訂正の列はヘッド・スキュー角の余弦の
逆数である。これは直線半径距離と同じ距離移動するた
めに、サーボ・カウントに供給されるファクタである。
測定がある半径において実施されると、第２の半径に移
動するための量が、第１の半径に対応するファクタによ
り除算し、第２の半径に対応するファクタにより乗算す
ることにより獲得される。
【００５２】訂正近似の列は前の列からの訂正の２次近
似であり、０００トラック、４１３４内周トラック、及
び２０６７中間トラックを適合させる。内周値と外周値
との間に７．４％の差が存在するので、固定小数部のト
ラック・ランアウト訂正では、バンドの反対側では７．
４％の誤差につながることになる。ここで単純な２次適
合は非常に小さな最大誤差０．０００１９を有する点に
注意をされたい。
【００５３】しかしながら、訂正の半径方向の振幅が完
全だとしても、ディスクの回転の正しい位相角において
適用されないと正当な結果が得られない。表２では、位
相誤差が１１．０５゜の範囲を有する。内周トラックに
対する完全な訂正が外周トラックの位相と一緒に適用さ
れると、１９％の訂正残余誤差が生じる。
【００５４】最後の列は位相誤差の２次近似を示す。こ
こでは係数の選択は最大誤差０．１５゜を残す。この訂
正によれば、残余最大誤差はこの角度のおおよそ正弦ま
たは０．００２６もしくは約１／４％となる。
【００５５】この計算は、トラック密度が弧上で完全に
一様であると仮定して獲得される。これは正当な近似で
ある。しかしながら、弧上のトラック密度に幾らかの変
化を提供すると、トラックを多少密に詰込むことが可能
となり、性能が向上し、より多くの容量が獲得される。
一般にバンドの中央は端部よりも２％乃至３％余計に詰
込まれ、近似２次変化に当て嵌まる。次に示す表２はこ
の影響を考慮していないが、係数に対する僅かな変更を
要求するに過ぎない。また、この追加の変化に対応して
補償することも可能である。
【表２】
【００５６】図４は論理トラック・アドレスに対するフ
ィードフォワード訂正角を表す図であり、例としてＲa
＝５２ｍｍ、Ｒb＝５７ｍｍ、Ｒo＝４５．５２ｍｍ、Ｒ
i＝２０．６８ｍｍ及びトラック密度３３００ｔｐｉの
３．５インチ・ドライブを取り上げる。図４は要求訂正
角θ（Ｌ）の要求振幅を論理トラック・アドレスＬの関
数として示す。最大誤差はＬ＝２９００において発生す
ることがわかる。ここで位相誤差は非線形であり、従っ
て、位相補償訂正を提供することはより複雑であること
に注意をされたい。
【００５７】図５は内径（ＩＤ）及び外径（ＯＤ）（破
線で示される）におけるセクタ指標ｎに対する正規化ラ
ンアウト振幅の関係を表す図である。この例及び図６で
は７６個のサーボ・セクタが仮定される。外周トラック
半径Ｒo 及び内周トラック半径Ｒi におけるサーボ・セ
クタに対して測定される第１調和ランアウトに関し、内
周トラック半径において、５．９゜の先行位相シフトが
測定される。この位相シフトは、端部シリンダにおける
正規化ランアウト振幅を示す図５では明らかである。図
５におけるランアウト振幅の差が図６に示される。
【００５８】図６はセクタ指標ｎに対する内径（ＩＤ）
と外径（ＯＤ）間の位相シフトによる正規化ランアウト
誤差の関係を表す図である。これは内周トラックと外周
トラック間の正規化フィードフォワード誤差である。図
６から、この誤差は図５のランアウト振幅の約１０％で
あることがわかる。
【００５９】本発明の別の特徴によれば、より多くのフ
ィードフォワード出力を生成するために、疎らな数のサ
ーボ・セクタ間を補間することにより、より良好なアク
チュエータ・サーボ制御及び改良されたＴＭＲが提供さ
れる。典型的には１トラック当たり６０乃至９０のサー
ボ・セクタが存在する。任意の線密度及びデータ・ブロ
ック形式において、１トラック当たりのサーボ・セクタ
の数はフォーム・ファクタ（ＦＦ：form factor ）が減
少すると、リニアに減少する。これは表３から理解され
る。
【００６０】
【表３】固定線密度における小型ＦＦ ＤＡＳＤのサー
ボ・セクタ数 フォーム・ファクタ サーボ・セクタｎ ３．５" ７６ ２．５" ５４ １．８" ３９ １．３" ２８ １．０" ２１
【００６１】通常、記録ヘッドを浮動状態に維持するた
めに、小径の１．０インチ・ドライブでは、３．５イン
チ・ドライブよりも高速に回転する。１トラック当たり
２１セクタは、高トラック密度において良好なトラッキ
ングを維持するためには不十分な空間分解能を提供す
る。本発明の方法は、ディスク面上のサーボ・セクタ・
オーバヘッドを増加することなく、より勝る空間分解能
を提供する。
【００６２】最初に、Ｎサーボ・セクタに対する離散周
波数ｗo は、
【数２２】wo=2π/N （17）
【００６３】で表される。上述の式（１２）、（１３）
及び（１４）で使用されるcosｗoｎ及びsin ｗoｎは、
サーボ・マイクロプロセッサ５２における単純なコード
により生成される。ここで、式（１０）及び（１１）
は、周囲の状態の関数である周期的な測定の間にだけ更
新され、一方、式（１２）は連続的に使用される点に注
意をされたい。
【００６４】ここで、式（１２）を離散周波数ｗoをよ
り低い離散周波数ｗ1に変更することにより変更すると
仮定する。この周波数ｗ1を
【数２３】w1=2π/M、M>N （18）
【００６５】とし、ここで、Ｍは仮想または擬似セクタ
の数である（Ｍ＞Ｎ）。ｍを０≦ｍ≦Ｍ−１なる擬似セ
クタ指標とすると、式（１２）は次に示す予測基本フィ
ードフォワード補償を生成するように変更される。
【数２４】 x1（m、L）=（2/N）｛C（1、L）cos w1m - D（1、L）sin w1m｝、0≦m≦M-1 （19）
【００６６】Ｍ＝Ｐ×ＮでＰが整数とすると、式（１
９）によりＮ個の各々の物理サーボ・セクタ間に（Ｐ−
１）個の擬似訂正サンプルが生成される。
【００６７】図７を参照すると、仮想１．０インチ・フ
ォーム・ファクタＤＡＳＤの任意の正規化ランアウト訂
正が示され、Ｎ＝２１のセクタが正方形で示され、Ｍ＝
６３の擬似セクタ（Ｐ＝３）がアスタリスクで示され
る。１．０インチ・ファイルがあらゆる物理サーボ・セ
クタ（正方形を参照）における繰返し性のランアウトに
対してだけ補償されるとすると、ゼロ−オーダ−ホール
ド（ＺＯＨ）またはデジタル−アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）５４により生成される訂正信号は、正弦波のゼロ交
点の周辺で疎になる。擬似セクタ補償（アスタリスク参
照）はより良好な分解能を提供する。分解能の増加は、
アクチュエータ５８に対するより滑らかな制御信号を提
供し、アクチュエータの励起及びサスペンションの共振
を低減する。これはシーク、整定及びトラック追従動作
モードの場合に相当する。
【００６８】擬似セクタ数Ｍは任意であり、可変であっ
てもよい。例えば、データ回復手順（ＤＲＰ）の間、良
好なトラッキングを提供するために擬似セクタ数Ｍが増
加される。式（１９）により有利に提供される位相訂正
フィードフォワード補償は、別のモジュールにおいて、
Ｍを完全に自由に選択可能なように実施される。これは
正則アクチュエータ・サーボ・コードに対する影響を最
小化する。
【００６９】この方法は、より大きなフォーム・ファク
タ・ドライブ上の物理サーボ・セクタ数を減少するため
に使用され、カスタマ・データのより多くのディスク資
産を生むことが理解されよう。これは非繰返し性のＴＭ
Ｒに比較して、より多くの繰返し性のＴＭＲ成分を有す
るドライブの場合に当て嵌まる。
【００７０】要するに、本発明の特徴は次のようであ
る。回転式アクチュエータに起因する記録ヘッドの弧状
の軌道によるフィードフォワード・ランアウト補償にお
ける位相訂正を提供する。また、フィードフォワード・
ランアウト補償における振幅または絶対値訂正が提供さ
れる。Ｎ個の物理セクタを使用するランアウト測定、及
び１表面につき１トラック当たりＭ（Ｍ＞Ｎ）個の擬似
セクタに対するランアウト補償の予測による擬似セクタ
補償により、より滑らかなフィードフォワード制御が提
供され、改良されたＴＭＲ及びより高いトラック密度が
可能となる。アルゴリズムの周期的更新のために、各ヘ
ッドに対して２つのＲＡＭロケーションだけが要求され
る。すなわち、Ａ（１）及びＢ（１）、式（１０）及び
（１１）である。回転式弧補償訂正は、回転式アクチュ
エータと一緒に使用される例えば繰返しフィードフォワ
ード方法などの、様々な既知のフィードフォワード補償
構成において使用可能である。効率的な非線形訂正アル
ゴリズムがマイクロコードによるインプリメンテーショ
ンを可能にする。回転式弧補償訂正は、回転式アクチュ
エータと一緒に使用される全てのサーボ方法において使
用可能である。こうした方法には、専用サーボ、ハイブ
リッドまたは専用プラス基準トラック・サーボ及びセク
タ・サーボなどがある。また既存のディスク・ファイル
は、単純なマイクロコードの変更によりトラッキングの
改良が図られ、再適合が可能となる。
【００７１】本発明は実施例の詳細を参照しながら述べ
られてきたが、当業者にはこれらの詳細が本発明の範囲
を制限するものではないことが理解されよう。
【００７２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００７３】（１）直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）
における回転式アクチュエータ弧補償訂正を提供する装
置であって、ディスク面上の所定のトラック周辺の複数
の各セクタにおける基準フィードフォワード訂正信号を
生成する手段と、特定の選択トラックを識別する手段
と、上記識別された特定の選択トラックに応答して、上
記生成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅及
び位相の両方を変更する手段と、を含む装置。 （２）基準フィードフォワード訂正信号の上記生成手段
が、上記所定のトラック周辺の上記複数の各セクタにお
けるランアウト誤差を測定する手段と、上記所定のトラ
ック周辺の上記複数の各セクタにおける上記測定ランア
ウト誤差から第１調和ランアウト成分を抽出するフーリ
エ調和フィルタリング手段と、を含む上記（１）記載の
装置。 （３）上記識別された特定の選択トラックに応答して、
上記生成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅
及び位相の両方を変更する上記手段が、上記識別された
特定の選択トラックに応答して、上記第１調和ランアウ
ト成分を変更する手段、を含む、上記（２）記載の装
置。 （４）上記識別された特定の選択トラックに応答して、
上記生成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅
及び位相の両方を変更する上記手段が、
【数２５】 x1（n、L）=（2/N）｛C（1、L）cos won - D（1、L）sin won｝ を計算する手段を含み、ここで、トラックＬにおける第
１調和位相訂正フーリエ係数Ｃ（１、Ｌ）及びＤ（１、
Ｌ）は、
【数２６】C（n、L）= A（1）+ θ（L）B（1） （13）
【数２７】D（n、L）= B（1）- θ（L）A（1） （14）
であり、ここで、Ａ（１）及びＢ（１）は上記測定ラン
アウト誤差に対する実及び虚フーリエ係数であり、θ
（Ｌ）はディスク面上の所定のトラックと特定の選択ト
ラックにおけるトランスジューサ・ヘッド角の角度差で
ある、上記（１）記載の装置。 （５）
【数２８】 x1（m、L）=（2/N）｛C（1、L）cos w1m-D（1、L）sin w1m｝、0≦n≦M-1 を計算する手段を含み、ここで、Ｍ＝Ｐ×Ｎで、Ｐがデ
ィスク面上のトラック周辺のＮ個の各物理サーボ・セク
タ間に（Ｐ−１）個の擬似訂正サンプルを生成する整数
である、上記（４）記載の装置。 （６）ＤＡＳＤ内の各トランスジューサ・ヘッドに対応
してＡ（１）及びＢ（１）値を記憶する手段を含む、上
記（４）記載の装置。 （７）基準フィードフォワード訂正信号を生成する上記
手段が、回転式アクチュエータがクラッシュ停止する上
記所定のトラック周辺の複数の各サーボ・セクタにおけ
るランアウト誤差を測定する手段、を含む、上記（１）
記載の装置。 （８）ディスク・ドライブ・データ記憶ファイル内のデ
ィスク面を横断してトランスジューサ・ヘッドを移動す
る回転式アクチュエータを有する、回転式弧補償のため
のフィードフォワード訂正を生成する装置であって、デ
ィスク面上の所定のトラック周辺の複数の各サーボ・セ
クタにおける基準フィードフォワード訂正信号を生成す
る手段と、特定の選択トラックを識別する手段と、上記
識別された特定の選択トラックに応答して、上記複数の
各物理サーボ・セクタにおいて生成される上記基準フィ
ードフォワード訂正信号の振幅及び位相の両方を、隣接
する物理サーボ・セクタ間で少なくとも１度変更する手
段と、を含む装置。 （９）上記複数の物理サーボ・セクタがＮに等しく、整
数の擬似サーボ・セクタＰ×ＮがＮ個の各物理サーボ・
セクタ間の（Ｐ−１）個の擬似訂正変更を提供する、上
記（８）記載の装置。 （１０）直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）における回
転式アクチュエータ弧補償訂正を提供する方法であっ
て、ディスク面上の所定の基準トラック周辺の複数の各
セクタにおける基準フィードフォワード訂正信号を生成
するステップと、特定の選択トラックを識別するステッ
プと、上記識別された特定の選択トラックに応答して、
上記生成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅
及び位相の両方を変更するステップと、を含む方法。 （１１）ディスク面上の所定の基準トラック周辺の複数
の各セクタにおける基準フィードフォワード訂正信号の
上記生成ステップが、上記所定のトラック周辺の上記複
数の各セクタにおけるランアウト誤差を測定するステッ
プと、上記所定のトラック周辺の上記複数の各セクタに
おける上記測定ランアウト誤差から第１調和ランアウト
成分を抽出するステップと、を含む上記（１０）記載の
方法。 （１２）上記生成される基準フィードフォワード訂正信
号の位相を変更する上記ステップが、トランスジューサ
・ヘッドが所定の基準トラックにある時の半径方向ライ
ンに対する、該トランスジューサ・ヘッドが上記特定の
選択トラックにある時の半径方向ラインの変化を計算す
るステップを含む、上記（１０）記載の方法。 （１３）直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）における回
転式アクチュエータ弧補償訂正を提供する装置であっ
て、ディスク面上の所定の基準トラック周辺の複数の各
セクタにおけるトラック位置決め（ＴＭＲ）誤差信号を
識別する手段と、選択トラック半径を識別する手段と、
上記識別された選択トラック半径に応答して、上記生成
されるＴＭＲ信号の振幅及び位相の両方を変更する手段
と、を含む装置。 （１４）ハウジングと、ハウジング内に実装されて軸の
回りを回転する少なくとも１つのディスク面と、上記デ
ィスク面から情報を読出すまたは書込むために、上記デ
ィスク面を横断して移動する様に実装されるそれぞれの
トランスジューサ・ヘッドと、上記トランスジューサ・
ヘッドを移動するサーボ制御システムと、を含み、該サ
ーボ制御システムが、ディスク面上の所定のトラック周
辺の複数の各セクタにおける基準フィードフォワード訂
正信号を生成する手段と、特定の選択トラックを識別す
る手段と、上記識別された特定の選択トラックに応答し
て、上記生成される基準フィードフォワード訂正信号の
振幅及び位相の両方を変更する手段と、を含むディスク
・ファイル。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の回転式アクチュエ
ータ弧補償訂正方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現するデータ記憶ディスク・ファイ
ルの図である。
【図２】図１の装置の単一のディスク面に対するアクセ
ス機構を示す図である。
【図３】図１のデータ記憶ディスク・ファイルにおいて
本発明による回転式弧補償訂正方法を実施する装置を表
す図である。
【図４】論理トラック・アドレスに対するフィードフォ
ワード訂正角度の関係を表す図である。
【図５】内径（ＩＤ）及び外径（ＯＤ）（破線で示され
る）におけるセクタ指標ｎに対する正規化ランアウト振
幅の関係を表す図である。
【図６】セクタ指標ｎに対する内径（ＩＤ）と外径（Ｏ
Ｄ）間の位相シフトによる正規化ランアウト誤差を表す
図である。
【図７】擬似セクタ指標ｍに対するシミュレート化ラン
アウト訂正を表す図である。
【符号の説明】
１０ データ記憶ディスク・ファイル １２ データ記憶媒体 １４ 制御ユニット ２０ ディスク面 ２６ モータ・アセンブリ ２８ トランスジューサ・ヘッド ３０ 屈曲スプリング ３２ アーム ３４ 支持スピンドル ３６ 伸長部分 ３８ ヘッド・ドライブ・モータ ４０ ボイス・コイル・モータ ４１ データ・シリンダ ４４ データ・セクタ ５０ 回転式弧補償訂正装置 ５２ サーボ・プロセッサ ５４ デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ） ５６ 電流ドライバ ５８ 回転式アクチュエータ ６０ Ｒ／Ｗチャネル ６４ フィードフォワード制御ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケビン・ジャック・エリクソン アメリカ合衆国55901、ミネソタ州ロチ ェスター、ケンジントン・レーン・ノー ス・ウエスト 5320 (72)発明者 ハル・ハルマー・オテッセン アメリカ合衆国55901、ミネソタ州ロチ ェスター、ストーンハム・レーン・ノー ス・ウエスト 4230 (56)参考文献 特開 昭60−170070（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−237667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15872（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259915（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−324173（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−216874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−108524（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−30158（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−128752（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−266616（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−20811（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−6635（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318376（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−274064（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−501248（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−107064（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスク記憶装置において回転可能なアク
    チュエータの駆動機構にフィードフォワード訂正信号を
    提供する装置であって、 ディスク面上の所定のトラック周辺の複数の各セクタに
    おけるものであって上記ディスクの角度位置の関数とし
    て周期的に変化する基準フィードフォワード訂正信号を
    生成する手段と、 特定の選択トラックを識別する手段と、 上記識別された特定の選択トラックに応答して、上記生
    成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅及び位
    相の両方を変更する手段と、 を含み、 上記基準フィードフォワード訂正信号を生成する手段
    が、上記所定のトラック周辺の複数の各セクタにおける
    ランアウト誤差を測定する手段を含み、 上記識別された特定の選択トラックに応答して、上記生
    成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅及び位
    相の両方を変更する上記手段が、 【数１】 x1（n、L）=（2/N）｛C（1、L）cos won - D（1、L）sin won｝ である第１調和ランアウト成分x1（n、L）を計算する手
    段を含み、 ここで、Ｎはセクタ数であり、 ここで、ｎは０，１，・・・Ｎ−１の整数であり、 ここで、Ｌはトラック番号であり、 ここで、woは離散周波数であってwo＝２π／Ｎで定義さ
    れるものであり、ここで、トラックＬにおける第１調和
    位相訂正フーリエ係数Ｃ（１、Ｌ）及びＤ（１、Ｌ）
    は、 【数２】 C（1、L）= A（1）+ θ（L）B（1） （13） 【数３】 D（1、L）= B（1）- θ（L）A（1） （14）であり、 ここで、Ａ（１）及びＢ（１）は上記測定ランアウト誤
    差に対する実数部及び虚数部である複素フーリエ係数で
    あり、θ（Ｌ）はディスク面上の所定のトラックと特定
    の選択トラックにおけるトランスジューサ・ヘッド角の
    角度差である、装置。
  2. 【請求項２】 【数４】 x1（m、L）=（2/N）｛C（1、L）cos w1m-D（1、L）sin w1m｝、0≦m≦M-1 である第１調和ランアウト成分x1（m、L）を計算する手
    段を含み、 ここで、Ｍ＝Ｐ×Ｎで、Ｐがディスク面上のトラック周
    辺のＮ個の各物理サーボ・セクタ間に（Ｐ−１）個の擬
    似訂正サンプルを生成する整数であり、 ここで、ｍは、０≦ｍ≦Ｍ−１なる疑似セクタ・インデ
    ックスであり、 ここで、w1は、w0より低い離散周波数であってw1＝２π
    ／Ｍで定義されるものであり、 計算結果としてのx1（m、L）を使用して疑似訂正サンプ
    ルが生成される、 請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】ディスク記憶装置内の各トランスジューサ
    ・ヘッドに対応してＡ（１）及びＢ（１）値を記憶する
    手段を含む、請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】ディスク記憶装置において回転可能なアク
    チュエータの駆動機構にフィードフォワード訂正信号を
    提供する方法であって、 ディスク面上の所定の基準トラック周辺の複数の各セク
    タにおけるものであって上記ディスクの角度位置の関数
    として周期的に変化する、基準フィードフォワード訂正
    信号を生成するステップとを含み、 当該ディスク面上の所定の基準トラック周辺の複数のセ
    クタにおける基準フィードフォワード訂正信号を生成す
    るステップが、上記所定の基準トラック周辺の複数の各
    セクタにおけるランアウト誤差を測定するサブステップ
    を含み、 特定の選択トラックを識別するステップとを含み、 上記識別された特定の選択トラックに応答して、上記生
    成される基準フィードフォワード訂正信号の振幅及び位
    相の両方を変更するステップとを含み、 当該生成された基準フィードフォワード訂正信号の振幅
    及び位相の両方を変更するステップが、 【数１】 x1（n、L）=（2/N）｛C（1、L）cos won - D（1、L）sin won｝ である第１調和ランアウト成分x1（n、L）を計算するサ
    ブステップを含み、 ここで、Ｎはセクタ数であり、 ここで、ｎは０，１，・・・Ｎ−１の整数であり、 ここで、Ｌはトラック番号であり、 ここで、woは離散周波数であってwo＝２π／Ｎで定義さ
    れるものであり、 ここで、トラックＬにおける第１調和位相訂正フーリエ
    係数Ｃ（１、Ｌ）及びＤ（１、Ｌ）は、 【数２】 C（1、L）= A（1）+ θ（L）B（1） 【数３】 D（1、L）= B（1）- θ（L）A（1）であり、 ここで、Ａ（１）及びＢ（１）は上記測定ランアウト誤
    差に対する実数部及び虚数部を含む複素フーリエ係数で
    あり、θ（Ｌ）はディスク面上の所定のトラックと特定
    の選択トラックにおけるトランスジューサ・ヘッド角の
    角度差である、方法。
  5. 【請求項５】上記生成された基準フィードフォワード訂
    正信号の振幅及び位相の両方を変更するステップが、 【数４】 x1（m、L）=（2/N）｛C（1、L）cos w1m-D（1、L）sin w1m｝、0≦m≦M-1 である第１調和ランアウト成分x1（m、L）を計算するサ
    ブステップを含み、 ここで、Ｍ＝Ｐ×Ｎで、Ｐがディスク面上のトラック周
    辺のＮ個の各物理サーボ・セクタ間に（Ｐ−１）個の擬
    似訂正サンプルを生成する整数であり、 ここで、ｍは、０≦ｍ≦Ｍ−１なる疑似セクタ・インデ
    ックスであり、 ここで、w1は、w0より低い離散周波数であってw1＝２π
    ／Ｍで定義されるものであり、 計算結果としてのx1（m、L）を使用して疑似訂正サンプ
    ルが生成される、 請求項４記載の方法。
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