JP4141700B2 - ハードディスクドライブの探索サーボ装置及び探索サーボ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive）で，所望のトラックの正確な位置にヘッドを移動させる探索サーボ装置及び探索方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
添付した図面に基づき，従来のハードディスクドライブについて説明する。図３は，従来のハードディスクドライブ１０に対する例示的な平面図である。ハードディスクドライブ１０は，磁気ディスク１２，スピンドルモータ１４，トランスデューサ１６，スライダー２０，ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ；Head Gimbal Assembly）２２，アクチュエータアーム２４，ボイスコイル２６，磁気アセンブリ２８，ボイスコイルモータ３０及びベアリングアセンブリ３２を含む。
【０００３】
図３を参照すれば，スピンドルモータ１４により回転される磁気ディスク１２の表面１８に隣接したトランスデューサ１６は，磁気ディスク１２の磁場を磁化またはセンシングすることにより情報を磁気ディスク１２上に書込んだり，あるいはそこから情報を読み出したりすることができる。
【０００４】
トランスデューサ１６は，図３に示されたように一つだけ設けることもでき，書込み用及び読出し用として別々に設けることもできる。トランスデューサ１６と一体化できるスライダー２０は，トランスデューサ１６とディスク表面１８との間に空気ベアリングを形成するように製作でき，ＨＧＡ２２と一体化できる。
【０００５】
ＨＧＡ２２は，ボイスコイル２６を有するアクチュエータアーム２４に装着され，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３０を駆動するために，ボイスコイル２６は磁気アセンブリ２８に隣接される。このとき，ボイスコイル２６に電流を与えれば，ベアリングアセンブリ３２に対してアクチュエータアーム２４を回転させるトルクが生じ，アクチュエータアーム２４が回転するときにディスクの表面１８を横切ってトランスデューサ１６が移動することになる。
【０００６】
一般に情報は，磁気ディスク１２の環状トラック３４内に貯蔵され，各トラック３４は複数のセクターを含む。また，各セクターは，データフィールド及び識別フィールドを有する。識別フィールドは，セクターとトラックとを識別させるグレーコード情報を含む。他のトラック上に情報を書込んだり，あるいはそこから情報を読出したりするために，トランスデューサ１６がディスク表面１８に沿って移動する。
【０００７】
ここで，他のトラックをアクセスするためにトランスデューサ１６を移動させることを「探索ルーチン」と称する。すなわち，探索ルーチン中にボイスコイルモータ３０が電流により励起されるので，トランスデューサ１６がディスク表面１８上の現在のトラックから新しいトラックに移動できる。
【０００８】
トランスデューサ１６及びアクチュエータアーム２４の移動を制御する制御部（図示せず）は，「探索ルーチン」及び「サーボ制御ルーチン」に従い，トランスデューサ１６を現在のトラックから新しいトラックに移動させる。ここで，「サーボ制御ルーチン」は，より正確なトラックにトランスデューサ１６を移動させることを意味する。
【０００９】
ハードディスクドライブで「探索ルーチン」及び「サーボ制御ルーチン」を通称する「探索サーボルーチン」を行う従来の探索サーボ装置が理想的である場合，すなわち時間遅延がない場合，ヘッド１６及びスライダー２０の加速度命令［ｕ（ｔ）］は，数７のように表わされる。
【００１０】
【数７】
【００１１】
ここで，ｙ’’（ｔ）は加速を希望するヘッド１６及び２０の加速度（以下，目標加速度という）を表わし，ｙｗ’（ｔ）ははヘッド１６及び２０の所望の移動速度（以下，目標速度という）を表わし，ｙｗ（ｔ）はヘッド１６及び２０が希望する移動位置（以下，目標位置という）を表わし，ｙ（ｔ）はヘッド１６及び２０が磁気ディスク１２上を実際に移動した距離，すなわち実際の位置を表わし，Ｋｖ及びＫｐは速度定数及び位置定数を各々表わし，「’」は１階微分を表わし，「’’」は２階微分を表わす。もし，ヘッド１６及び２０の目標加速度がｓｉｎ（ｔ）であれば，目標速度は１−ｃｏｓ（ｔ）となり，目標位置はｔ−ｓｉｎ（ｔ）となる。
【００１２】
前記数７に示されたヘッド１６及び２０の加速度命令をラプラス変換し，ラプラス変換された目標位置［Ｙｗ（ｓ）≡Ｌ｛ｙｗ（ｔ）｝］と実際の位置［Ｙ（ｓ）≡Ｌ｛ｙ（ｔ）｝］との割合で表わされる転移応答特性を調べてみれば，下記数８のように表わされる。
【００１３】
【数８】
【００１４】
前記数８から明らかなように，時間遅延Ｔｄが「０」であれば，ヘッド１６及び２０の実際の位置［ｙ（ｔ）］はヘッド１６及び２０の目標位置［ｙｗ（ｔ）］を正確に追従する。しかし，一般に従来の探索サーボ装置は，所望の磁気ディスク１２上に所望のトラック，すなわち所望の地点にヘッド１６及び２０を移動させるために，前記数８に示された加速度命令を計算し，計算された加速度命令によりアクチュエータがヘッド１６及び２０のトルクを変化させるまで所定時間Ｔｄを要する。
【００１５】
このように，所定時間Ｔｄの時間遅延が生じる場合，前記数８に示されたヘッドの加速度命令［ｕ’（ｔ）］は，下記数９のように表わされる。
【００１６】
【数９】
【００１７】
ここで，前記数９をラプラス変換した後，ラプラス変換された実際の位置［Ｙ（ｓ）］と目標位置［Ｙｗ（ｓ）］との割合で表わされる転移応答特性を調べてみれば，下記数１０のように表わされる。
【００１８】
【数１０】
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前記数１０から明らかなように，時間遅延Ｔｄが「０」でない場合，従来の探索サーボ装置はヘッド１６及び２０の実際の位置を目標位置に正確に追従できないという問題点を有する。結局，従来の探索サーボ装置は，時間遅延Ｔｄによりオーバーシュートを生じて，ヘッド１６及び２０を所望のトラック上の所望の位置に正確に移動できないという問題点を有する。
【００２０】
本発明の解決すべき技術的課題は，前述した時間遅延Ｔｄにも拘わらず，ヘッドの実際の位置をヘッドの目標位置に正確に追従できるハードディスクドライブの探索サーボ装置を提供することにある。
【００２１】
また，本発明が解決しようとする他の技術的課題は，前記ハードディスクドライブの探索サーボ装置で行われる探索サーボ方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のハードディスクドライブの探索サーボ装置は，所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるためのハードディスクドライブの探索サーボ装置であって，目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令に応答してヘッドを所望の地点に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記所定時間は，加速度命令を計算する時間及び計算された加速度命令に応答してアクチュエータがヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含んでいてもよい。
【００２４】
また，上記構成で，速度補正値と目標加速度とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度を減算し，減算された結果を加速度命令として出力する加減算部と，加速度命令及び位置情報からフィードフォワード加速度を推定する推定器とをさらに備え，アクチュエータは，移動されたヘッドの位置に関する情報である位置情報を推定器に出力するようにしてもよい。
【００２５】
また，前記速度補正値は，位置補正値と目標速度とを加算した結果からヘッドの推定された実際の速度を減算した結果を比例積分して求め，位置補正値は，目標位置からヘッドの推定された実際の位置を減算した結果を比例積分して求め，推定器は，加減算部から出力される加速度命令及びアクチュエータから出力される位置情報から実際の速度及び実際の位置を推定するようにしてもよい。
【００２６】
また，前記アクチュエータは，加減算部から出力される加速度命令を所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を位置情報として推定器に出力する第２積分器とを備えていてもよい。
【００２７】
また，前記アクチュエータは，加減算部から出力される加速度命令を所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を位置情報として推定器に出力する第２積分器とを備えていてもよい。
【００２８】
また，目標加速度は数１１のように求め，
【数１１】
（ここで，ａｗ（ｎ＋１）は前記目標加速度を表わし，ｎはサーボサンプル番号を表わし，ＸＳＫは探索長さを表わし，ＮＳＫはサンプル当り探索時間を表わし，ＴＳＭはサーボサンプリング時間を表わす。）
目標速度は数１２のように求め，
【数１２】
（ここで，ｖｗ（ｎ）は前記目標速度を表わす。）
目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数１３のように求めるようにしてもよい。
【数１３】
【００２９】
また，目標加速度は数１４のように求め，
【数１４】
（ここで，ａｗ（ｎ＋１）は前記目標加速度を表わし，ｎはサーボサンプル番号を表わし，ＸＳＫは探索長さを表わし，ＮＳＫはサンプル当り探索時間を表わし，ＴＳＭはサーボサンプリング時間を表わす。）
目標速度は数１５のように求め，
【数１５】
（ここで，ｖｗ（ｎ）は前記目標速度を表わす。）
目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数１６のように求めるようにしてもよい。
【数１６】
【００３０】
上記いずれかの構成により，時間遅延Ｔｄにも拘わらず，ヘッドの実際の位置をヘッドの目標位置に正確に追従できるハードディスクドライブの探索サーボ装置が提供できる。
【００３１】
また，上記目的を達成するための本発明のハードディスクドライブの探索サーボ方法は，所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるハードディスクドライブの探索サーボ方法であって，目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令を用いてヘッドを所望の地点に移動させる段階を備えることを特徴とする。
【００３２】
前記所定時間は，加速度命令を計算する時間及び計算された加速度命令に応答してヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含んでいてもよい。
【００３３】
また，速度補正値と目標加速度とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度を減算して加速度命令を求め，加速度命令及びヘッドが移動された地点の位置に関する情報である位置情報からフィードフォワード加速度を推定するようにしてもよい。
【００３４】
上記いずれかの構成により，前記ハードディスクドライブの探索サーボ装置で行われる探索サーボ方法を提供することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下，本発明によるハードディスクドライブの探索サーボ装置の構成及び動作を，添付した図面に基づき詳細に説明する。
【００３６】
図１は，本発明の望ましい実施形態による探索サーボ装置のアクチュエータ３８に対するブロック図であって，遅延器４０，第１及び第２積分器４２及び４４を含む。
【００３７】
本実施形態によるハードディスクドライブの探索サーボ装置のアクチュエータ３８は，目標位置［ｙｗ（ｔ）］及び目標速度［ｖｗ（ｔ）］よりも所定時間Ｔｄ'先立つ目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］成分を有する加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を入力端子ＩＮを通じて入力し，入力した加速度命令に応答してヘッドを所望の地点に移動させ，移動されたヘッドの位置に関する情報である位置情報［ｙ（ｔ）］を出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【００３８】
ここで所定時間Ｔｄ’とは，本実施形態による探索サーボ装置において，ヘッドを所望の位置に移動させるのにかかる時間を意味する。例えば，所定時間Ｔｄ’は，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を計算する時間及び計算された加速度命令［ｕＥ（ｔ）］に応答してアクチュエータ３８がヘッドのトルクを変化させるまでかかる時間となる。
【００３９】
以下，本実施形態によるアクチュエータ３８に対する構成及び動作について調べてみる。
【００４０】
図１に示されたアクチュエータ３８の遅延器４０は，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を入力端子ＩＮを通じて入力して所定時間Ｔｄ’遅延し，遅延された結果を加速度［ａ（ｔ）＝ｙ’’（ｔ）］として第１積分器４２に出力する。すなわち，遅延器４０は，伝達関数ｅｘｐ（−Ｔｄ’ｓ）を有する。第１積分器４２は，遅延器４０から出力される加速度［ａ（ｔ）］を積分し，積分された結果を速度［ｖ（ｔ）＝ｙ’（ｔ）］として第２積分器４４に出力する。
【００４１】
次に，第２積分器４４は，第１積分器４２から出力される速度［ｖ（ｔ）］を積分し，積分された結果をヘッドの位置に関する位置情報［ｙ（ｔ）］として出力端子ＯＵＴを通じて出力する。これから，第１及び第２積分器４２及び４４の各々の伝達関数は，１／ｓであることが分かる。
【００４２】
前述した目標位置［ｙｗ（ｔ）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］は，ヘッドが移動されたトラックに貯蔵されたグレーコードを読出す度ごとに外部で計算される。このとき，従来とは異なり，本実施形態による探索サーボ装置で用いられる目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］は，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標位置［ｙｗ（ｔ）］よりも所定時間Ｔｄ’先立つため，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］は下記数１７，数１８のように表わされる。
【００４３】
【数１７】
【００４４】
ここで，ｙｗ’’（ｔ＋Ｔｄ’）は，所定時間Ｔｄ’だけ先立つ目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］成分を表わし，Ｋｖ及びＫｐは，速度及び位置定数を各々表わし，ｙｗ’（ｔ）は，目標速度［ｖｗ（ｔ）］を表わす。
【００４５】
一方，図１に示されたアクチュエータ３８に入力される加速度命令［ｕＥ（ｔ）］は外部から与えられることもでき，下記のように本実施形態による探索サーボ装置で生じることもできる。
【００４６】
図２は，本実施形態による探索サーボ装置のブロック図であって，制御部５０及びアクチュエータ３８を含む。
【００４７】
図２の制御部５０は，外部から入力した目標位置［ｙｗ（ｔ）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］を用いて加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を生じる。このため制御部５０は，減算器６０，第１及び第２比例積分器（ＰＩ；Proportional Integrator）６２及び６６，第１及び第２加減算器６４及び６８，及び推定器７２を含む。
【００４８】
図２に示された探索サーボ装置の制御部５０に含まれる減算器６０は，目標位置［ｙｗ（ｔ）］より推定器７２から出力されるヘッドの推定された実際位置［ｙＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果を第１比例積分器６２に出力する。このとき，第１比例積分器６２は減算器６０で減算された結果［ｙｗ（ｔ）−ｙＥ（ｔ）］を入力して下記数１８のように比例積分し，比例積分された結果である位置補正値［ＰＰＩ（ｔ）］を第１加減算器６４に出力する。
【００４９】
【数１８】
【００５０】
ここでＫ１及びＫ２は，第１比例積分器６２に予め貯蔵されて前記数１８の計算のために用いられる比例定数及び積分定数を各々表わす。
【００５１】
第１加減算器６４は，前記数１８に示された位置補正値［ＰＰＩ（ｔ）］及び目標速度［ｖｗ（ｔ）］を加算し，加算された結果から推定器７２から出力されるヘッドの推定された実際の速度［ｖＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果［ｖｗ（ｔ）＋ＰＰＩ（ｔ）−ｖＥ（ｔ）］を第２比例積分器６６に出力する。
【００５２】
このとき，第２比例積分器６６は，第１加減算器６４で加算及び減算された結果［ｖｗ（ｔ）＋ＰＰＩ（ｔ）−ｖＥ（ｔ）］を入力して下記数１９のように比例積分し，比例積分された結果である速度補正値［ｖＰＩ（ｔ）］を第２加減算器６８に出力する。
【００５３】
【数１９】
【００５４】
ここで，Ｋ３及びＫ４は，第２比例積分器６６に予め貯蔵されて前記数１９の計算のために用いられる比例定数及び積分定数を各々表わす。
【００５５】
第２加減算部６８は，速度補正値［ｖＰＩ（ｔ）］と目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）＋ｖＰＩ（ｔ）−ＷＥ（ｔ）］を加速度命令［ｕＥ（ｔ）］としてアクチュエータ３８及び推定器７２に各々出力する。
【００５６】
ここで，ＷＥ（ｔ）＝Ｋ２＝Ｋ４＝０，Ｋ１Ｋ３＝Ｋｐ及びＫ３＝Ｋｖのとき，第２加減算部６８からアクチュエータ３８に入力される加速度命令［ｕＥ（ｔ）＝ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）＋ｖＰＩ（ｔ）−ＷＥ（ｔ）］は，前記数１９と同一になることが分かる。
【００５７】
一方，推定器７２は，第２加減算器６８で加算及び減算された結果である加速度命令［ｕＥ（ｔ）］及びアクチュエータ３８により移動されたヘッドの位置情報［ｙ（ｔ）］からフィードフォワード加速度，実際の速度及び実際の位置を推定し，推定された実際の位置［ｙＥ（ｔ）］，推定された実際の速度［ｖＥ（ｔ）］及び推定されたフィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］を減算器６０，第１及び第２加減算器６４及び６８に各々出力する。
【００５８】
例えば，図１に示されたアクチュエータ３８の状態方程式が下記数２０〜数２２のように表わされるとする。
【００５９】
【数２０】
【００６０】
【数２１】
【００６１】
【数２２】
【００６２】
ここで，ｄ（ｔ）は外乱を表わし，ｄ’（ｔ）＝０はｄ（ｔ）が定数であることを表わす。このとき推定器７２は，フィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］，実際の速度［ｖＥ（ｔ）］及び実際の位置［ｙＥ（ｔ）］を下記数２３〜数２５のように推定する。
【００６３】
【数２３】
【００６４】
【数２４】
【００６５】
【数２５】
【００６６】
ここで，ｌ１は定数であって，単位はｓ−１（ここで，ｓは秒を意味する）であり，ｌ２は定数であって，単位はｓ- ２であり，ｌ３は定数であって，単位はｓ- ３である。
【００６７】
結局，本実施形態による探索サーボ装置及び方法により移動されるヘッドの位置応答特性を調べてみれば，下記数２６のように表わされる。
【００６８】
【数２６】
【００６９】
ここで，前記数２６をラプラス変換した後，ラプラス変換された実際の位置［Ｙ（ｓ）］と目標位置［Ｙｗ（ｓ）］との割合を求めれば，下記数２７のように表わされる。
【００７０】
【数２７】
【００７１】
前記数１０及び前記数２７とを対比してみれば，本実施形態による探索サーボ装置及び方法は，時間遅延Ｔｄ’が「０」でない場合にもヘッドの実際の位置を目標位置に正確に追従できることが分かる。
【００７２】
図２に示された本実施形態による探索サーボ装置の制御部５０において，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を計算する時間，例えば，推定器７２が該当する値を推定する時間，第１及び第２比例積分器６２及び６６が比例積分する時間，減算器６０が減算する時間，第１及び第２加減算器達６４及び６８が加算及び減算する時間，目標位置［ｙｗ（ｎ）］，目標速度［ｖｗ（ｎ）］及び目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］を計算する時間は，いずれも所定時間Ｔｄ’に含まれる。
【００７３】
一方，発明の名称「音響ノイズを低減させるためのハードディスクドライブ及びその方法」で１９９９年１０月７日付けで出願された韓国特許出願番号１９９９−４３３１３号公報に開示された特許を通じて，探索長さＸＳＫが与えられる場合，目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標位置［ｙｗ（ｔ）］の離散時間軌跡を求めることができる。したがって，前記数１７に示されたｙｗ’’（ｔ＋Ｔｄ’）も計算できる。
【００７４】
しかし，本実施形態では，追加的な計算無しに所定時間Ｔｄ’を「１」として，すなわち，目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］（ここで，ｎはデジタル的に表現された時間であって，サーボサンプルカウントを表わす）が目標速度［ｖｗ（ｎ）］及び目標位置［ｙｗ（ｎ）］よりも１サーボサンプルだけ先立つように具現できる。なぜなら，所定時間Ｔｄ’はサンプリング周期Ｔｓと類似に求められるからである。したがって，開示された特許を通じて，目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］を下記数２８のように表わし，目標速度［ｖｗ（ｎ）］を下記数２９のように表わし，目標位置［ｙｗ（ｎ）］を下記数３０のように表わすことができる。
【００７５】
【数２８】
【００７６】
ここで，ＸＳＫは探索長さを表わし，ＮＳＫはサンプル当り探索時間を表わす。
【００７７】
【数２９】
【００７８】
ここで，ＴＳＭはサーボサンプリング時間を表わす。
【００７９】
【数３０】
【００８０】
加速度命令［ｕＥ（ｎ）］を生じる本実施形態による探索サーボ装置の制御部５０は，例えば，マイクロコントローラーまたはデジタル信号処理（ＤＳＰ；Digital Signal Process）チップで具現できる。
【００８１】
本実施形態による探索サーボ装置及び方法により所望のトラック上の所望の地点にヘッドを正確に移動させる探索時間と，従来の探索サーボ装置による探索時間とを常温２５℃で比較すると，下記表１の通りである。
【００８２】
【表１】
【００８３】
表１において，探索長さＸＳＫが１であるということは，探索サーボ装置がヘッドを単位トラックだけ移動させることを意味し，ＸＳＫがＮＴ／３（ここで，ＮＴはディスク上に設けられるトラックの数を意味する）ということは，探索サーボ装置がヘッドをＮＴ／３トラックだけ移動させることを意味する。また，ＸＳＫがＮＴであるということは，探索サーボ装置がヘッドを全トラックだけ移動させることを意味し，ＸＳＫがランダムであるということは，探索サーボ装置がヘッドをランダムなトラック数だけ移動させることを意味する。
【００８４】
また，「Ｆｗｄ」はヘッドの前送りを意味し，「Ｒｅｖ」はヘッドの巻き戻しを意味し，「ＯＤ」は外径を意味し，「ＭＤ」は中径を意味し，「ＩＤ」は内径を意味する。また，「Ａｖｇ」は「ＯＤ」，「ＭＤ」及び「ＩＤ」の平均値を意味する。
【００８５】
表１から明らかなように，本実施形態による探索サーボ装置及び方法は，従来の探索サーボ装置に比べて全体的に探索性能を向上させる。したがって，ハードディスクドライブにおいて，ディスク上に情報を書込んだり，あるいはディスクから情報を読出したりするのにかかる時間が短縮されるということが分かる。
【００８６】
以上，添付図面を参照しながら本発明のハードディスクドライブの探索サーボ装置及び探索サーボ方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によるハードディスクドライブの探索サーボ装置及び探索サーボ方法は，時間遅延Ｔｄ’を考慮して目標加速度を設定するので，オーバーシュートを除去して所望のトラック上の所望の目標位置にヘッドの実際の位置を正確に，かつ理想的に追従可能にする。したがって，ヘッドを所望のトラック上の所望の位置に正確に，かつリアルタイムにて位置づけることができるだけではなく，ヘッドへの情報の書込み及びヘッドからの情報の読出し時間を短縮できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による探索サーボ装置のアクチュエータに対するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による探索サーボ装置のブロック図である。
【図３】従来のハードディスクドライブに対する例示的な平面図である。
【符号の説明】
１０ ハードディスクドライブ
１２ 磁気ディスク
１４ スピンドルモータ
１６ トランスデューサ
１８ ディスク表面
２０ スライダー
２２ ヘッドジンバルアセンブリ
２４ アクチュエータアーム
２６ ボイスコイル
２８ 磁気アセンブリ
３０ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
３２ ベアリングアセンブリ
３４ 環状トラック
３８ アクチュエータ
４０ 遅延器
４２ 第１積分器
４４ 第２積分器
５０ 制御部
６０ 減算器
６２ 第１比例積分器
６６ 第２比例積分器
６４ 第１加減算器
６８ 第２加減算器
７２ 推定器
【発明の属する技術分野】
本発明は，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive）で，所望のトラックの正確な位置にヘッドを移動させる探索サーボ装置及び探索方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
添付した図面に基づき，従来のハードディスクドライブについて説明する。図３は，従来のハードディスクドライブ１０に対する例示的な平面図である。ハードディスクドライブ１０は，磁気ディスク１２，スピンドルモータ１４，トランスデューサ１６，スライダー２０，ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ；Head Gimbal Assembly）２２，アクチュエータアーム２４，ボイスコイル２６，磁気アセンブリ２８，ボイスコイルモータ３０及びベアリングアセンブリ３２を含む。
【０００３】
図３を参照すれば，スピンドルモータ１４により回転される磁気ディスク１２の表面１８に隣接したトランスデューサ１６は，磁気ディスク１２の磁場を磁化またはセンシングすることにより情報を磁気ディスク１２上に書込んだり，あるいはそこから情報を読み出したりすることができる。
【０００４】
トランスデューサ１６は，図３に示されたように一つだけ設けることもでき，書込み用及び読出し用として別々に設けることもできる。トランスデューサ１６と一体化できるスライダー２０は，トランスデューサ１６とディスク表面１８との間に空気ベアリングを形成するように製作でき，ＨＧＡ２２と一体化できる。
【０００５】
ＨＧＡ２２は，ボイスコイル２６を有するアクチュエータアーム２４に装着され，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３０を駆動するために，ボイスコイル２６は磁気アセンブリ２８に隣接される。このとき，ボイスコイル２６に電流を与えれば，ベアリングアセンブリ３２に対してアクチュエータアーム２４を回転させるトルクが生じ，アクチュエータアーム２４が回転するときにディスクの表面１８を横切ってトランスデューサ１６が移動することになる。
【０００６】
一般に情報は，磁気ディスク１２の環状トラック３４内に貯蔵され，各トラック３４は複数のセクターを含む。また，各セクターは，データフィールド及び識別フィールドを有する。識別フィールドは，セクターとトラックとを識別させるグレーコード情報を含む。他のトラック上に情報を書込んだり，あるいはそこから情報を読出したりするために，トランスデューサ１６がディスク表面１８に沿って移動する。
【０００７】
ここで，他のトラックをアクセスするためにトランスデューサ１６を移動させることを「探索ルーチン」と称する。すなわち，探索ルーチン中にボイスコイルモータ３０が電流により励起されるので，トランスデューサ１６がディスク表面１８上の現在のトラックから新しいトラックに移動できる。
【０００８】
トランスデューサ１６及びアクチュエータアーム２４の移動を制御する制御部（図示せず）は，「探索ルーチン」及び「サーボ制御ルーチン」に従い，トランスデューサ１６を現在のトラックから新しいトラックに移動させる。ここで，「サーボ制御ルーチン」は，より正確なトラックにトランスデューサ１６を移動させることを意味する。
【０００９】
ハードディスクドライブで「探索ルーチン」及び「サーボ制御ルーチン」を通称する「探索サーボルーチン」を行う従来の探索サーボ装置が理想的である場合，すなわち時間遅延がない場合，ヘッド１６及びスライダー２０の加速度命令［ｕ（ｔ）］は，数７のように表わされる。
【００１０】
【数７】
ここで，ｙ’’（ｔ）は加速を希望するヘッド１６及び２０の加速度（以下，目標加速度という）を表わし，ｙｗ’（ｔ）ははヘッド１６及び２０の所望の移動速度（以下，目標速度という）を表わし，ｙｗ（ｔ）はヘッド１６及び２０が希望する移動位置（以下，目標位置という）を表わし，ｙ（ｔ）はヘッド１６及び２０が磁気ディスク１２上を実際に移動した距離，すなわち実際の位置を表わし，Ｋｖ及びＫｐは速度定数及び位置定数を各々表わし，「’」は１階微分を表わし，「’’」は２階微分を表わす。もし，ヘッド１６及び２０の目標加速度がｓｉｎ（ｔ）であれば，目標速度は１−ｃｏｓ（ｔ）となり，目標位置はｔ−ｓｉｎ（ｔ）となる。
【００１２】
前記数７に示されたヘッド１６及び２０の加速度命令をラプラス変換し，ラプラス変換された目標位置［Ｙｗ（ｓ）≡Ｌ｛ｙｗ（ｔ）｝］と実際の位置［Ｙ（ｓ）≡Ｌ｛ｙ（ｔ）｝］との割合で表わされる転移応答特性を調べてみれば，下記数８のように表わされる。
【００１３】
【数８】
前記数８から明らかなように，時間遅延Ｔｄが「０」であれば，ヘッド１６及び２０の実際の位置［ｙ（ｔ）］はヘッド１６及び２０の目標位置［ｙｗ（ｔ）］を正確に追従する。しかし，一般に従来の探索サーボ装置は，所望の磁気ディスク１２上に所望のトラック，すなわち所望の地点にヘッド１６及び２０を移動させるために，前記数８に示された加速度命令を計算し，計算された加速度命令によりアクチュエータがヘッド１６及び２０のトルクを変化させるまで所定時間Ｔｄを要する。
【００１５】
このように，所定時間Ｔｄの時間遅延が生じる場合，前記数８に示されたヘッドの加速度命令［ｕ’（ｔ）］は，下記数９のように表わされる。
【００１６】
【数９】
ここで，前記数９をラプラス変換した後，ラプラス変換された実際の位置［Ｙ（ｓ）］と目標位置［Ｙｗ（ｓ）］との割合で表わされる転移応答特性を調べてみれば，下記数１０のように表わされる。
【００１８】
【数１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記数１０から明らかなように，時間遅延Ｔｄが「０」でない場合，従来の探索サーボ装置はヘッド１６及び２０の実際の位置を目標位置に正確に追従できないという問題点を有する。結局，従来の探索サーボ装置は，時間遅延Ｔｄによりオーバーシュートを生じて，ヘッド１６及び２０を所望のトラック上の所望の位置に正確に移動できないという問題点を有する。
【００２０】
本発明の解決すべき技術的課題は，前述した時間遅延Ｔｄにも拘わらず，ヘッドの実際の位置をヘッドの目標位置に正確に追従できるハードディスクドライブの探索サーボ装置を提供することにある。
【００２１】
また，本発明が解決しようとする他の技術的課題は，前記ハードディスクドライブの探索サーボ装置で行われる探索サーボ方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のハードディスクドライブの探索サーボ装置は，所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるためのハードディスクドライブの探索サーボ装置であって，目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令に応答してヘッドを所望の地点に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記所定時間は，加速度命令を計算する時間及び計算された加速度命令に応答してアクチュエータがヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含んでいてもよい。
【００２４】
また，上記構成で，速度補正値と目標加速度とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度を減算し，減算された結果を加速度命令として出力する加減算部と，加速度命令及び位置情報からフィードフォワード加速度を推定する推定器とをさらに備え，アクチュエータは，移動されたヘッドの位置に関する情報である位置情報を推定器に出力するようにしてもよい。
【００２５】
また，前記速度補正値は，位置補正値と目標速度とを加算した結果からヘッドの推定された実際の速度を減算した結果を比例積分して求め，位置補正値は，目標位置からヘッドの推定された実際の位置を減算した結果を比例積分して求め，推定器は，加減算部から出力される加速度命令及びアクチュエータから出力される位置情報から実際の速度及び実際の位置を推定するようにしてもよい。
【００２６】
また，前記アクチュエータは，加減算部から出力される加速度命令を所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を位置情報として推定器に出力する第２積分器とを備えていてもよい。
【００２７】
また，前記アクチュエータは，加減算部から出力される加速度命令を所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を位置情報として推定器に出力する第２積分器とを備えていてもよい。
【００２８】
また，目標加速度は数１１のように求め，
【数１１】
目標速度は数１２のように求め，
【数１２】
目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数１３のように求めるようにしてもよい。
【数１３】
また，目標加速度は数１４のように求め，
【数１４】
目標速度は数１５のように求め，
【数１５】
目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数１６のように求めるようにしてもよい。
【数１６】
上記いずれかの構成により，時間遅延Ｔｄにも拘わらず，ヘッドの実際の位置をヘッドの目標位置に正確に追従できるハードディスクドライブの探索サーボ装置が提供できる。
【００３１】
また，上記目的を達成するための本発明のハードディスクドライブの探索サーボ方法は，所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるハードディスクドライブの探索サーボ方法であって，目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令を用いてヘッドを所望の地点に移動させる段階を備えることを特徴とする。
【００３２】
前記所定時間は，加速度命令を計算する時間及び計算された加速度命令に応答してヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含んでいてもよい。
【００３３】
また，速度補正値と目標加速度とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度を減算して加速度命令を求め，加速度命令及びヘッドが移動された地点の位置に関する情報である位置情報からフィードフォワード加速度を推定するようにしてもよい。
【００３４】
上記いずれかの構成により，前記ハードディスクドライブの探索サーボ装置で行われる探索サーボ方法を提供することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下，本発明によるハードディスクドライブの探索サーボ装置の構成及び動作を，添付した図面に基づき詳細に説明する。
【００３６】
図１は，本発明の望ましい実施形態による探索サーボ装置のアクチュエータ３８に対するブロック図であって，遅延器４０，第１及び第２積分器４２及び４４を含む。
【００３７】
本実施形態によるハードディスクドライブの探索サーボ装置のアクチュエータ３８は，目標位置［ｙｗ（ｔ）］及び目標速度［ｖｗ（ｔ）］よりも所定時間Ｔｄ'先立つ目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］成分を有する加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を入力端子ＩＮを通じて入力し，入力した加速度命令に応答してヘッドを所望の地点に移動させ，移動されたヘッドの位置に関する情報である位置情報［ｙ（ｔ）］を出力端子ＯＵＴを通じて出力する。
【００３８】
ここで所定時間Ｔｄ’とは，本実施形態による探索サーボ装置において，ヘッドを所望の位置に移動させるのにかかる時間を意味する。例えば，所定時間Ｔｄ’は，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を計算する時間及び計算された加速度命令［ｕＥ（ｔ）］に応答してアクチュエータ３８がヘッドのトルクを変化させるまでかかる時間となる。
【００３９】
以下，本実施形態によるアクチュエータ３８に対する構成及び動作について調べてみる。
【００４０】
図１に示されたアクチュエータ３８の遅延器４０は，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を入力端子ＩＮを通じて入力して所定時間Ｔｄ’遅延し，遅延された結果を加速度［ａ（ｔ）＝ｙ’’（ｔ）］として第１積分器４２に出力する。すなわち，遅延器４０は，伝達関数ｅｘｐ（−Ｔｄ’ｓ）を有する。第１積分器４２は，遅延器４０から出力される加速度［ａ（ｔ）］を積分し，積分された結果を速度［ｖ（ｔ）＝ｙ’（ｔ）］として第２積分器４４に出力する。
【００４１】
次に，第２積分器４４は，第１積分器４２から出力される速度［ｖ（ｔ）］を積分し，積分された結果をヘッドの位置に関する位置情報［ｙ（ｔ）］として出力端子ＯＵＴを通じて出力する。これから，第１及び第２積分器４２及び４４の各々の伝達関数は，１／ｓであることが分かる。
【００４２】
前述した目標位置［ｙｗ（ｔ）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］は，ヘッドが移動されたトラックに貯蔵されたグレーコードを読出す度ごとに外部で計算される。このとき，従来とは異なり，本実施形態による探索サーボ装置で用いられる目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］は，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標位置［ｙｗ（ｔ）］よりも所定時間Ｔｄ’先立つため，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］は下記数１７，数１８のように表わされる。
【００４３】
【数１７】
ここで，ｙｗ’’（ｔ＋Ｔｄ’）は，所定時間Ｔｄ’だけ先立つ目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］成分を表わし，Ｋｖ及びＫｐは，速度及び位置定数を各々表わし，ｙｗ’（ｔ）は，目標速度［ｖｗ（ｔ）］を表わす。
【００４５】
一方，図１に示されたアクチュエータ３８に入力される加速度命令［ｕＥ（ｔ）］は外部から与えられることもでき，下記のように本実施形態による探索サーボ装置で生じることもできる。
【００４６】
図２は，本実施形態による探索サーボ装置のブロック図であって，制御部５０及びアクチュエータ３８を含む。
【００４７】
図２の制御部５０は，外部から入力した目標位置［ｙｗ（ｔ）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］を用いて加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を生じる。このため制御部５０は，減算器６０，第１及び第２比例積分器（ＰＩ；Proportional Integrator）６２及び６６，第１及び第２加減算器６４及び６８，及び推定器７２を含む。
【００４８】
図２に示された探索サーボ装置の制御部５０に含まれる減算器６０は，目標位置［ｙｗ（ｔ）］より推定器７２から出力されるヘッドの推定された実際位置［ｙＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果を第１比例積分器６２に出力する。このとき，第１比例積分器６２は減算器６０で減算された結果［ｙｗ（ｔ）−ｙＥ（ｔ）］を入力して下記数１８のように比例積分し，比例積分された結果である位置補正値［ＰＰＩ（ｔ）］を第１加減算器６４に出力する。
【００４９】
【数１８】
ここでＫ１及びＫ２は，第１比例積分器６２に予め貯蔵されて前記数１８の計算のために用いられる比例定数及び積分定数を各々表わす。
【００５１】
第１加減算器６４は，前記数１８に示された位置補正値［ＰＰＩ（ｔ）］及び目標速度［ｖｗ（ｔ）］を加算し，加算された結果から推定器７２から出力されるヘッドの推定された実際の速度［ｖＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果［ｖｗ（ｔ）＋ＰＰＩ（ｔ）−ｖＥ（ｔ）］を第２比例積分器６６に出力する。
【００５２】
このとき，第２比例積分器６６は，第１加減算器６４で加算及び減算された結果［ｖｗ（ｔ）＋ＰＰＩ（ｔ）−ｖＥ（ｔ）］を入力して下記数１９のように比例積分し，比例積分された結果である速度補正値［ｖＰＩ（ｔ）］を第２加減算器６８に出力する。
【００５３】
【数１９】
ここで，Ｋ３及びＫ４は，第２比例積分器６６に予め貯蔵されて前記数１９の計算のために用いられる比例定数及び積分定数を各々表わす。
【００５５】
第２加減算部６８は，速度補正値［ｖＰＩ（ｔ）］と目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］とを加算した結果からヘッドのフィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］を減算し，減算された結果［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）＋ｖＰＩ（ｔ）−ＷＥ（ｔ）］を加速度命令［ｕＥ（ｔ）］としてアクチュエータ３８及び推定器７２に各々出力する。
【００５６】
ここで，ＷＥ（ｔ）＝Ｋ２＝Ｋ４＝０，Ｋ１Ｋ３＝Ｋｐ及びＫ３＝Ｋｖのとき，第２加減算部６８からアクチュエータ３８に入力される加速度命令［ｕＥ（ｔ）＝ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）＋ｖＰＩ（ｔ）−ＷＥ（ｔ）］は，前記数１９と同一になることが分かる。
【００５７】
一方，推定器７２は，第２加減算器６８で加算及び減算された結果である加速度命令［ｕＥ（ｔ）］及びアクチュエータ３８により移動されたヘッドの位置情報［ｙ（ｔ）］からフィードフォワード加速度，実際の速度及び実際の位置を推定し，推定された実際の位置［ｙＥ（ｔ）］，推定された実際の速度［ｖＥ（ｔ）］及び推定されたフィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］を減算器６０，第１及び第２加減算器６４及び６８に各々出力する。
【００５８】
例えば，図１に示されたアクチュエータ３８の状態方程式が下記数２０〜数２２のように表わされるとする。
【００５９】
【数２０】
【数２１】
【数２２】
ここで，ｄ（ｔ）は外乱を表わし，ｄ’（ｔ）＝０はｄ（ｔ）が定数であることを表わす。このとき推定器７２は，フィードフォワード加速度［ＷＥ（ｔ）］，実際の速度［ｖＥ（ｔ）］及び実際の位置［ｙＥ（ｔ）］を下記数２３〜数２５のように推定する。
【００６３】
【数２３】
【数２４】
【数２５】
ここで，ｌ１は定数であって，単位はｓ−１（ここで，ｓは秒を意味する）であり，ｌ２は定数であって，単位はｓ- ２であり，ｌ３は定数であって，単位はｓ- ３である。
【００６７】
結局，本実施形態による探索サーボ装置及び方法により移動されるヘッドの位置応答特性を調べてみれば，下記数２６のように表わされる。
【００６８】
【数２６】
ここで，前記数２６をラプラス変換した後，ラプラス変換された実際の位置［Ｙ（ｓ）］と目標位置［Ｙｗ（ｓ）］との割合を求めれば，下記数２７のように表わされる。
【００７０】
【数２７】
前記数１０及び前記数２７とを対比してみれば，本実施形態による探索サーボ装置及び方法は，時間遅延Ｔｄ’が「０」でない場合にもヘッドの実際の位置を目標位置に正確に追従できることが分かる。
【００７２】
図２に示された本実施形態による探索サーボ装置の制御部５０において，加速度命令［ｕＥ（ｔ）］を計算する時間，例えば，推定器７２が該当する値を推定する時間，第１及び第２比例積分器６２及び６６が比例積分する時間，減算器６０が減算する時間，第１及び第２加減算器達６４及び６８が加算及び減算する時間，目標位置［ｙｗ（ｎ）］，目標速度［ｖｗ（ｎ）］及び目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］を計算する時間は，いずれも所定時間Ｔｄ’に含まれる。
【００７３】
一方，発明の名称「音響ノイズを低減させるためのハードディスクドライブ及びその方法」で１９９９年１０月７日付けで出願された韓国特許出願番号１９９９−４３３１３号公報に開示された特許を通じて，探索長さＸＳＫが与えられる場合，目標加速度［ａｗ（ｔ＋Ｔｄ’）］，目標速度［ｖｗ（ｔ）］及び目標位置［ｙｗ（ｔ）］の離散時間軌跡を求めることができる。したがって，前記数１７に示されたｙｗ’’（ｔ＋Ｔｄ’）も計算できる。
【００７４】
しかし，本実施形態では，追加的な計算無しに所定時間Ｔｄ’を「１」として，すなわち，目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］（ここで，ｎはデジタル的に表現された時間であって，サーボサンプルカウントを表わす）が目標速度［ｖｗ（ｎ）］及び目標位置［ｙｗ（ｎ）］よりも１サーボサンプルだけ先立つように具現できる。なぜなら，所定時間Ｔｄ’はサンプリング周期Ｔｓと類似に求められるからである。したがって，開示された特許を通じて，目標加速度［ａｗ（ｎ＋１）］を下記数２８のように表わし，目標速度［ｖｗ（ｎ）］を下記数２９のように表わし，目標位置［ｙｗ（ｎ）］を下記数３０のように表わすことができる。
【００７５】
【数２８】
ここで，ＸＳＫは探索長さを表わし，ＮＳＫはサンプル当り探索時間を表わす。
【００７７】
【数２９】
ここで，ＴＳＭはサーボサンプリング時間を表わす。
【００７９】
【数３０】
加速度命令［ｕＥ（ｎ）］を生じる本実施形態による探索サーボ装置の制御部５０は，例えば，マイクロコントローラーまたはデジタル信号処理（ＤＳＰ；Digital Signal Process）チップで具現できる。
【００８１】
本実施形態による探索サーボ装置及び方法により所望のトラック上の所望の地点にヘッドを正確に移動させる探索時間と，従来の探索サーボ装置による探索時間とを常温２５℃で比較すると，下記表１の通りである。
【００８２】
【表１】
表１において，探索長さＸＳＫが１であるということは，探索サーボ装置がヘッドを単位トラックだけ移動させることを意味し，ＸＳＫがＮＴ／３（ここで，ＮＴはディスク上に設けられるトラックの数を意味する）ということは，探索サーボ装置がヘッドをＮＴ／３トラックだけ移動させることを意味する。また，ＸＳＫがＮＴであるということは，探索サーボ装置がヘッドを全トラックだけ移動させることを意味し，ＸＳＫがランダムであるということは，探索サーボ装置がヘッドをランダムなトラック数だけ移動させることを意味する。
【００８４】
また，「Ｆｗｄ」はヘッドの前送りを意味し，「Ｒｅｖ」はヘッドの巻き戻しを意味し，「ＯＤ」は外径を意味し，「ＭＤ」は中径を意味し，「ＩＤ」は内径を意味する。また，「Ａｖｇ」は「ＯＤ」，「ＭＤ」及び「ＩＤ」の平均値を意味する。
【００８５】
表１から明らかなように，本実施形態による探索サーボ装置及び方法は，従来の探索サーボ装置に比べて全体的に探索性能を向上させる。したがって，ハードディスクドライブにおいて，ディスク上に情報を書込んだり，あるいはディスクから情報を読出したりするのにかかる時間が短縮されるということが分かる。
【００８６】
以上，添付図面を参照しながら本発明のハードディスクドライブの探索サーボ装置及び探索サーボ方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によるハードディスクドライブの探索サーボ装置及び探索サーボ方法は，時間遅延Ｔｄ’を考慮して目標加速度を設定するので，オーバーシュートを除去して所望のトラック上の所望の目標位置にヘッドの実際の位置を正確に，かつ理想的に追従可能にする。したがって，ヘッドを所望のトラック上の所望の位置に正確に，かつリアルタイムにて位置づけることができるだけではなく，ヘッドへの情報の書込み及びヘッドからの情報の読出し時間を短縮できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による探索サーボ装置のアクチュエータに対するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による探索サーボ装置のブロック図である。
【図３】従来のハードディスクドライブに対する例示的な平面図である。
【符号の説明】
１０ ハードディスクドライブ
１２ 磁気ディスク
１４ スピンドルモータ
１６ トランスデューサ
１８ ディスク表面
２０ スライダー
２２ ヘッドジンバルアセンブリ
２４ アクチュエータアーム
２６ ボイスコイル
２８ 磁気アセンブリ
３０ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
３２ ベアリングアセンブリ
３４ 環状トラック
３８ アクチュエータ
４０ 遅延器
４２ 第１積分器
４４ 第２積分器
５０ 制御部
６０ 減算器
６２ 第１比例積分器
６６ 第２比例積分器
６４ 第１加減算器
６８ 第２加減算器
７２ 推定器
Claims (10)
- 所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるためのハードディスクドライブの探索サーボ装置であって，
目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令に応答して前記ヘッドのトルクを変化させ，前記ヘッドを前記所望の地点に移動させるアクチュエータと，
速度補正値と前記目標加速度とを加算した結果から前記ヘッドのフィードフォワード加速度を減算し，減算された結果を前記加速度命令として出力する加減算部と，
前記加速度命令及び位置情報から前記フィードフォワード加速度を推定する推定器と，
を備え，
前記アクチュエータは，移動された前記ヘッドの位置に関する情報である前記位置情報を前記推定器に出力することを特徴とする，ハードディスクドライブの探索サーボ装置。 - 前記速度補正値は，位置補正値と前記目標速度とを加算した結果から前記ヘッドの推定された実際の速度を減算した結果を比例積分して求め，
前記位置補正値は，前記目標位置から前記ヘッドの推定された実際の位置を減算した結果を比例積分して求め，
前記推定器は，前記加減算部から出力される前記加速度命令及び前記アクチュエータから出力される前記位置情報から前記実際の速度及び前記実際の位置を推定することを特徴とする請求項１に記載のハードディスクドライブの探索サーボ装置。 - 前記アクチュエータは，
前記加減算部から出力される前記加速度命令を前記所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，
前記遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，
前記第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を前記位置情報として前記推定器に出力する第２積分器とを備えることを特徴とする請求項１に記載のハードディスクドライブの探索サーボ装置。 - 前記アクチュエータは，
前記加減算部から出力される前記加速度命令を前記所定時間遅延し，遅延された結果を出力する遅延器と，
前記遅延器で遅延された結果を積分し，積分された結果を出力する第１積分器と，
前記第１積分器で積分された結果を積分し，積分された結果を前記位置情報として前記推定器に出力する第２積分器とを備えることを特徴とする請求項２に記載のハードディスクドライブの探索サーボ装置。 - 前記目標加速度は数１のように求め，
前記目標速度は数２のように求め，
前記目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数３のように求める
- 前記目標加速度は数４のように求め，
前記目標速度は数５のように求め，
前記目標位置［ｙｗ（ｎ）］は数６のように求める
- 所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるためのハードディスクドライブの探索サーボ装置であって，
目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令に応答して前記ヘッドのトルクを変化させ，前記ヘッドを前記所望の地点に移動させるアクチュエータを備え，
前記所定時間は，前記加速度命令を計算する時間及び計算された前記加速度命令に応答して前記アクチュエータが前記ヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含むことを特徴とする，ハードディスクドライブの探索サーボ装置。 - 前記所定時間は単位サーボサンプルに該当することを特徴とする請求項７に記載のハードディスクドライブの探索サーボ装置。
- 所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるハードディスクドライブの探索サーボ方法であって，
目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令を用いて前記ヘッドのトルクを変化させ，前記ヘッドを前記所望の地点に移動させる段階を備え，
前記所定時間は，前記加速度命令を計算する時間及び計算された前記加速度命令に応答して前記ヘッドのトルクを変化させるまでにかかる時間を含むことを特徴とする，ハードディスクドライブの探索サーボ方法。 - 所望のトラック上の所望の地点にヘッドを移動させるハードディスクドライブの探索サーボ方法であって，
目標速度及び目標位置よりも所定時間先立つ目標加速度成分を有する加速度命令を用いて前記ヘッドのトルクを変化させ，前記ヘッドを前記所望の地点に移動させる段階を備え，
速度補正値と前記目標加速度とを加算した結果から前記ヘッドのフィードフォワード加速度を減算して前記加速度命令を求め，
前記加速度命令及び前記ヘッドが移動された地点の位置に関する情報である位置情報から前記フィードフォワード加速度を推定することを特徴とする，ハードディスクドライブの探索サーボ方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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