(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドをデイスクの所定位置に位置決めするためのデイスク装置のヘッド位置決め制御方法において、
前記ヘッドが読み取った前記デイスクの位置信号を復調するステップと、
前記復調結果に応じて復調位置を算出するステップと、
前記復調位置と目標位置との位置誤差に応じて、制御量を算出し、前記ヘッドを駆動するアクチュエータを制御するステップとを有し、
前記復調ステップは、
前記位置信号からトラック番号と、トラック中心からのオフセット位置を示すための４つのサーボ信号から互いに位相の異なる２相の位置信号を復調するステップからなり、
前記算出ステップは、
前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早いときは、前記トラック番号を前記復調位置として選択するステップと、
前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早くないときは、前記ヘッドの移動速度に、前記トラック番号の記録位置を基準として、前記４つのサーボ信号の記録位置に応じたゲインを付与した補正値で、前記２相の位置信号を補正して、復調位置を得るステップを有することを
特徴とするヘッド位置決め方法。
【請求項２】
アクチュエータを駆動して、ヘッドをデイスクの所定位置に位置決めするためのデイスク装置のヘッド位置決め制御装置において、
前記ヘッドが読み取った前記デイスクの位置信号を復調する復調回路と、
前記復調結果に応じて復調位置を算出し、前記復調位置と目標位置との位置誤差に応じて、制御量を算出し、前記ヘッドを駆動するアクチュエータを制御する制御回路とを有し、
前記復調回路は、
前記位置信号からトラック番号と、トラック中心からのオフセット位置を示すための４つのサーボ信号とを復調し、
前記制御回路は、
前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早いときは、前記トラック番号を前記復調位置として選択し、且つ前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早くないときは、前記ヘッドの移動速度に、前記トラック番号の記録位置を基準として、前記４つのサーボ信号の記録位置に応じたゲインを付与した補正値で、前記４つのサーボ信号から作成した互いに位相の異なる２相の位置信号を補正して、前記復調位置を算出することを
特徴とするヘッド位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置のヘッドを目標位置に位置決めする位置決め制御方法及び装置に関し、特に、デイスクの位置信号からヘッドの位置を検出するための位置決め制御方法及び装置に関する。
【０００２】
ヘッドにより、ディスク記憶媒体を読み取るディスク装置は、広く利用されている。例えば、コンピュータの記憶装置として、利用されている磁気ディスクドライブは、磁気ディスクと、磁気ディスクを回転するスピンドルモータと、磁気ディスクをリード／ライトする磁気ヘッドと、磁気ディスクのトラックに磁気ヘッドを位置つけるＶＣＭアクチュエータとを備えている。このディスクドライブの記録密度が飛躍的に増大しており、磁気ディスクのトラック密度が増加している。特に、磁気ヘッドに、ＭＲヘッドを用いたことにより、高密度化が可能となっている。このため、高精度の位置決めを高速に行うことが必要となる。
【０００３】
【従来の技術】
図２５は、従来技術を説明するための位置信号の説明図、図２６は、そのＰｏｓＮ及びＰｏｓＱの説明図、図２７は、これによる復調位置と実位置との関係図である。
【０００４】
コンピュータから記録・再生コマンドを受けると、ディスクドライブは、磁気ヘッドを現在位置から目標位置に移動する。これをシーク動作という。このシーク動作は、コアース制御後、整定制御を経て、フォローイング制御に移行する動作である。目標位置に移動する制御及び目標位置でフォローイングする制御のため、フィードバック制御が使用される。フィードバック制御は、ヘッドの現在位置を検出し、目標位置と現在位置との位置誤差を計算し、位置誤差がなくなるように、ヘッドのアクチュエータを制御するものである。
【０００５】
ヘッドの現在位置を検出するため、ディスクには、図２５に示すような、位置信号が記録されている。位置信号は、トラック番号とオフセット信号からなる。トラック番号は、そのトラック位置をデジタルに示す。オフセット信号は、そのトラック中心からのオフセット位置を検出するため、設けられる。たとえば、図２５では、位相の９０度ずれた４相のバーストサーボパターンＰｏｓＡ，ＰｏｓＢ，ＰｏｓＣ，ＰｏｓＤで構成されている。
【０００６】
ヘッドは、ディスクの位置信号を読み出し、読みだした位置信号から現在位置が復調される。磁気ヘッドが読み取った位置信号は、復調回路により復調され、トラック番号と、オフセット信号が得られる。オフセット信号は、前述のサーボ信号の振幅から得られるものであり、その大きさは、そのトラック番号のトラック中心からの位置ずれ量に比例している。
【０００７】
図２５のサーボパターンの振幅から、図２６に示す２相の位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱが復調される。この位置信号は、９０度位相がずれている。例えば、以下の（１）、（２）式により、位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱが計算される。
【０００８】
ＰｏｓＮ＝ＰｏｓＡ−ＰｏｓＢ                                （１）
ＰｏｓＱ＝ＰｏｓＣ−ＰｏｓＤ                                （２）
この位置信号の直線部分を使用して、復調位置（現在位置）が復調される。この復調位置は、計算によって、得られる。例えば、復調位置Positionは、下記の式で計算する（たとえば、特開平８−１９５０４４号公報）。
即ち、PosNの絶対値abs(PosN)と、PosQの絶対値abs(PosQ)との大きさを比較し、abs(PosN)≦abs(PosQ)である時は、下記（３）式により、復調位置を得る。
【０００９】
Position＝-sgn(PosQ)*PosN＋Track                         （３）
但し、sgn(PosQ)*even(Track) ＞0.0である時は、下記（４）式を（３）式に加算する。
【００１０】
Position＋＝sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0                      （４）
逆に、abs(PosN)≦abs(PosQ))でないときは、下記式（５）を使用する。
【００１１】
Position＝sgn(PosN)*(PosQ＋even(Track)*0.5 )＋Track      （５）
ここで、sgn( )は、（  ）の符号、Trackは、トラック番号、even(Track)は、トラック番号が、偶数の時、「１」、奇数の時、「０」である。
これを、Ｃ言語プログラムで記述すると、下記の如くなる。
【００１２】
0003683155.tif 000002
この時のＰｏｓＮ、ＰｏｓＱは、図２６に示され、計算により得られた復調位置と実位置との関係は、図２７に示される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の復調方法は、ヘッド、即ち、アクチュエータの速度がゼロである時に、正確な位置がえられるように、設定されていた。即ち、前述のフォローイング時に、正確な復調位置を得るためのものであり、速度がゼロでない時の正確性は、考慮されていなかった。従来は、ヘッドが、速度をもつときは、図２６の矢印に示すように、サーボパターンを斜めに横切ることは知られていたが、この場合の復調位置の正確性は、考慮されていない。
【００１４】
一方、近年のデイスクドライブの高密度化、高速化の要求に従い、シーク制御中、すなわち、速度がゼロでない時にも、復調位置の正確性が要求される。例えば、前述の整定制御では、目標トラックの数トラック前に、到達した時に、速度制御から切り替えられる。この数トラック前に到達したことは、目標位置と復調位置との位置誤差から検出される。即ち、速度がゼロでない時の復調位置から得られる。
【００１５】
この復調位置に誤差があれば、整定制御に移行する時のトラック位置が、異なるため、整定制御に要する時間が異なる。近年の高速化の要求に伴い、この時間の誤差が、シーク時間のばらつきを引き起こす。特に、シーク時間の高速化のため、速度制御の目標速度を高くすると、整定制御開始時のヘッド速度が速くなり、一層、復調位置の誤差が大きくなり、シーク時間の高速化の阻害となるという問題が生じていた。
【００１６】
また、速度制御では、前述の位置誤差から目標速度を生成するため、この復調位置に誤差があれば、目標速度も所定の速度とは、異なり、設計上のシーク性能が得られないという問題も生じる。
【００１７】
本発明の目的は、ヘッドが速度をもつときにも、ヘッドの位置を正確に復調するためのヘッド位置決め制御方法及び装置を提供するにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、ヘッドの速度に応じて、ヘッドの位置を正確に復調するためのヘッド位置決め制御方法及び装置を提供するにある。
【００１９】
本発明の更に他の目的は、ヘッドの位置を正確に復調して、シーク時間を短縮するためのヘッド位置決め制御方法及び装置を提供するにある。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、ヘッドの速度に依存する復調位置の誤差を除去するためのヘッド位置決め制御方法及び装置を提供するにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成のため、本発明デイスク装置のヘッド位置決め制御方法の一態様は、前記ヘッドが読み取った前記デイスクの位置信号を復調するステップと、前記復調結果に応じて復調位置を算出するステップと、前記復調位置と目標位置との位置誤差に応じて、制御量を算出し、前記ヘッドを駆動するアクチュエータを制御するステップとを有し、前記復調ステップは、前記位置信号からトラック番号と、トラック中心からのオフセット位置を示すための４つのサーボ信号から互いに位相の異なる２相の位置信号を復調するステップからなり、前記算出ステップは、前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早いときは、前記トラック番号を前記復調位置として選択するステップと、前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早くないときは、前記ヘッドの移動速度に、前記トラック番号の記録位置を基準として、前記４つのサーボ信号の記録位置に応じたゲインを付与した補正値で、前記２相の位置信号を補正して、復調位置を得るステップを有する。
【００２２】
又、本発明のデイスク装置のヘッド位置決め制御装置は、前記ヘッドが読み取った前記デイスクの位置信号を復調する復調回路と、前記復調結果に応じて復調位置を算出し、前記復調位置と目標位置との位置誤差に応じて、制御量を算出し、前記ヘッドを駆動するアクチュエータを制御する制御回路とを有し、前記復調回路は、前記位置信号からトラック番号と、トラック中心からのオフセット位置を示すための４つのサーボ信号とを復調し、前記制御回路は、前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早いときは、前記トラック番号を前記復調位置として選択し、且つ前記ヘッドの移動速度が、所定の速度より早くないときは、前記ヘッドの移動速度に、前記トラック番号の記録位置を基準として、前記４つのサーボ信号の記録位置に応じたゲインを付与した補正値で、前記４つのサーボ信号から作成した互いに位相の異なる２相の位置信号を補正して、前記復調位置を算出する。
【００２３】
本発明者は、速度がある時の復調位置と実位置との関係を検討したところ、これらの誤差が、ヘッド、即ち、アクチュエータの速度に依存することを見出した。従って、復調結果を、ヘッドの移動速度に応じた補正値で補正することにより、正確に位置を復調することができる。又、ヘッドの移動速度に応じた補正値のため、移動速度がゼロの時は、従来と同様に、正確に位置を復調でき、且つ従来の復調計算に、容易に付加でき、実現も容易である。
【００２７】
この態様では、ヘッドの速度が早くなるにつれて、復調位置の誤差も大きくなるため、正確な補正が困難となるおそれがある。このため、ヘッドの速度が、限界速度以上の場合には、前述のオフセット情報を使用せず、トラック番号のみで、復調位置を得るもである。
【００２９】
この態様では、補正値を得るため速度ゲインを使用する。この速度ゲインは、ヘッドが横切るサーボパターンの位置に依存するため、サーボパターンの位置に応じて設定する。この時、絶対位置であるトラック番号の記録位置を基準として、前記オフセット情報の記録位置とすることにより、正確な速度ゲインを設定でき、正確な復調位置が得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、位置復調方法、ディスク装置、位置決め制御系、実施例、他の実施の形態に分けて、説明する。
【００３１】
・・位置復調方法・・
図１は本発明の位置復調方法の一実施の態様の説明図、図２乃至図９は、本発明の一実施の態様の位置復調方法を説明するための各ヘッド速度における位置情報ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱ及び計算後の復調位置のシュミュレーション結果を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、デイスクに記録されたサーボパターンは、サーボマークと、トラック番号と、４つのバーストサーボ信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤで構成されている。サーボマークは、サーボパターンの先頭を示す。トラック番号は、トラックのアドレスを示す。４つのバーストサーボ信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤは、２分の１トラック単位に記録されたパターンであり、トラック中心からのオフセット位置を示すために、使用される。
【００３３】
図１に示すように、ヘッドが移動速度を持ち、ヘッドが斜めにサーボパターンを横切る時の位置情報、復調位置をシュミレーションしてみる。図２は、速度が、５トラック／サンプルの時の、実位置に対するＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの様子を示す。この場合の、従来の復調位置計算方法で計算した復調位置と、実位置との関係を、図３に示す。図３に示すように、実位置に対し、復調位置がずれていることが判る。図２を詳細に見ると、図２７の速度ゼロの場合に比べ、実位置に対し、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向（トラック減少方向）にシフトしている。
【００３４】
図４は、速度が、１０トラック／サンプルの時の、実位置に対するＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの様子を示す。この場合の、従来の復調位置計算方法で計算した復調位置と、実位置との関係を、図５に示す。図５に示すように、実位置に対し、復調位置が更にずれていることが判る。図４を詳細に見ると、図２７の速度ゼロの場合に比べ、実位置に対し、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向（トラック減少方向）に更にシフトしている。
【００３５】
図６は、速度が、２０トラック／サンプルの時の、実位置に対するＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの様子を示す。このとき、従来の復調位置計算方法で計算した復調位置と、実位置との関係を、図７に示す。図７に示すように、実位置に対し、復調位置が更にずれていることが判る。図６を詳細に見ると、図２７の速度ゼロの場合に比べ、実位置に対し、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向に更にシフトしている。
【００３６】
図８は、速度が、３０トラック／サンプルの時の、実位置に対するＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの様子を示す。このとき、従来の復調位置計算方法で計算した復調位置と、実位置との関係を、図９に示す。図８に示すように、実位置に対し、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向に更にシフトし、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相が逆転している。このため、図９に示すように、復調位置は、実位置を示すことが困難である。
【００３７】
以上のことから、次のことが判る。復調位置の誤差は、ヘッドの移動速度に比例している。又、ＰｏｓＮとＰｏｓＱの位相関係が、ヘッドの移動速度に応じて、ずれる。更に、移動速度が、高速になると、さらに、ＰｏｓＮとＰｏｓＱの位相関係が、逆転し、復調位置と、実位置との対応関係が不明確となる。
【００３８】
従って、サーボパターンを変えずに、正確な復調位置を計算するには、速度により補正を行えば、良いことになる。図１に示すように、ヘッドの移動中は、サーボパターンを斜めに横切ることになり、この分、半径方向に位置ずれが生じる。ここで、ヘッドの移動速度をｖ、各サーボ信号ＰｏｓＡ−ＰｏｓＤの円周方向の幅をＴ０とし、サンプル周期をＴｓとする。そして、基準位置を、ＰｏｓＢとＰｏｓＣとの境界位置においた場合に、ＰｏｓＮの検出位置であるＰｏｓＡとＰｏｓＢとの境界位置での半径方向の位置ずれ量ΔＴは、下記式で表すことができる。
【００３９】
ΔＴ＝（ｖ／Ｔｓ）＊Ｔ０                                      （６）
基準位置を、ＰｏｓＢとＰｏｓＣとの境界位置においた場合に、ＰｏｓＱの検出位置は、ＰｏｓＣとＰｏｓＤとの境界位置であるので、即ち、ＰｏｓＮとＰｏｓＱは、対称に配置されているので、ＰｏｓＱに対しては、−ΔＴを、補正すれば良い。即ち、前述の（３）式、（５）式に速度補正項を、加えれば良い。従って、前述と同様の復調計算式で示すと、下記の如くなる。
abs(PosN)≦abs(PosQ)である時は、下記（７）式により、復調位置を得る。
【００４０】
Position＝-sgn(PosQ)*PosN＋Track＋ΔＴ                       （７）
但し、sgn(PosQ)*even(Track) ＞0.0である時は、下記（４）式を（７）式に加算する。
【００４１】
Position+=sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0                            （４）
逆に、abs(PosN)≦abs(PosQ))でないときは、下記式（８）を使用する。
【００４２】
Position=sgn(PosN)*(PosQ+even(Track)*0.5)+Track-ΔＴ       （８）
これを、同様に、Ｃ言語プログラムで記述すると、下記の如くなる。
【００４３】
0003683155.tif 000003
例えば、３．５インチのデイスクにおいて、５４００ｒｐｍ、ＴＰＩ（トラック密度）を、１１８００とすると、パターン幅Ｔ０は、１．８μｓとなる。サンプル周期Ｔｓを、１８５μｓとすると、ΔＴは、下記式で示される。
【００４４】
ΔＴ＝（ｖ／１８５ｅ−６）＊１．８ｅ−６＝０．００９７＊ｖ      （９）
次に、図８及び図９で示したように、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相が逆転する範囲では、前述の速度補正を行っても、良好な復調位置が得られないおそれがある。このため、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相関係が逆転する速度においては、復調位置の計算に、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとを使用しない。即ち、下記（１０）式のように、トラック番号のみを使用する。
【００４５】
Position＝Track                                           (１０)
この限界速度Ｖｔを求める。基準位置が、ＰｏｓＢとＰｏｓＣの境界であるときは、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相が逆転する条件は、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの位相が０．２５トラックずれているため、速度によるオフセット（位置ずれ）ΔＴが、０．２５トラックである。即ち、（６）式により、
（Ｖｔ／Ｔｓ）＊Ｔ０＝０．２５                            （１１）
前述の条件、即ち、パターン幅Ｔ０は、１．８μｓ、サンプル周期Ｔｓを、１８５μｓとして、限界速度Ｖｔを計算すると、下記のようになる。
Ｖｔ＝０．２５Ｔｓ／Ｔ０＝０．２５＊１８５／１．８＝２５．７（ｔｒａｃｋ／ｓａｍｐｌｅ）
尚、速度が速いときは、位置検出誤差も伴う。このため、位置から計算する速度も誤差を持つ。したがって、前述の理論的な限界速度値より、実際の限界速度を小さくすることが好ましい。
【００４６】
・・ディスク装置・・
図１０は、本発明の一実施の態様のディスク装置の上面図、図１１は、そのディスク装置の断面図である。この例では、ディスク装置として、ハードディスク装置を例にしてある。
【００４７】
図１０及び図１１に示すように、磁気ディスク６は、基板（円板）に磁気記録層を設けて構成される。磁気ディスク６は、３．５インチの大きさであり、ドライブ内に、３枚設けられている。スピンドルモータ５は、磁気ディスク６を支持し、且つ回転する。磁気ヘッド４は、アクチュエータに設けられている。アクチュエータは、回転型ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）３と、アーム８と、フレクチャー（サスペンション）９を有する。フレクチャー９の先端に、磁気ヘッド４が取り付けられている。
【００４８】
磁気ヘッド４は、磁気ディスク６のデータを読み取り、データを書き込む。磁気ヘッド４は、ＭＲ素子（再生素子）と、ライト素子とを有する。アクチュエータ３は、磁気ヘッド４を磁気ディスク６の所望のトラックに位置付ける。アクチュエータ３及びスピンドルモータ５は、ドライブベース２に設けられる。カバー１は、ドライブベース２を覆い、ドライブ内部を外部から隔離する。プリント板７は、ドライブベース２の下に設けられ、ドライブの制御回路を搭載する。コネクタ１０は、ドライブベース２の下に設けられ、制御回路と外部とを接続する。このドライブは、小型であり、ノートパソコンの内蔵ディスクとして使用される。
【００４９】
図１２は、プリント板７及びドライブ内に設けられた制御回路のブロック図である。ＨＤＣ（ハードディスクコントローラ）１８は、ホストＣＰＵの各種コマンドの授受、データの授受等のホストＣＰＵとのインターフェース制御及び磁気ディスク媒体上の記録再生フォーマットを制御するための磁気ディスク装置内部の制御信号の発生等を行う。バッファ１７は、ホストＣＰＵよりのライトデータの一時的な記憶及び磁気ディスク媒体よりのリードデータの一時的な記憶に使用される。
【００５０】
ＭＣＵ（マイクロコントローラ）１９は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、メモリ、ＤＡコンバータ、ＡＤコンバータ等で構成されている。ＭＣＵ（以下、ＭＰＵという）１９は、磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ制御（位置決め制御）等を行う。ＭＰＵ１９は、メモリに記憶されたプログラムを実行して、サーボ復調回路１６よりの位置信号を認識し、位置決めのためのアクチュエータ３のＶＣＭ制御電流の制御値を計算する。更に、ＭＰＵ１９は、ＳＰＭ駆動回路１４の駆動電流の制御を行う。
【００５１】
ＶＣＭ駆動回路１３は、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）３に駆動電流を流すためのパワーアンプで構成される。ＳＰＭ駆動回路１４は、磁気ディスクを回転するスピンドルモータ（ＳＰＭ）５に駆動電流を流すためのパワーアンプで構成される。
【００５２】
リードチャネル１５は、記録再生を行うための回路である。リードチャネル１５は、ホストＣＰＵよりのライトデータを磁気ディスク媒体６に記録するための変調回路、パラレルシリアル変換回路、磁気ディスク媒体６よりデータを再生するための復調回路、シリアルパラレル変換回路等を有する。サーボ復調回路１６は、図６にて後述するように、磁気ディスク媒体６に記録されたサーボパターン（図５にて後述する）を復調する回路であり、ＭＰＵ１９に位置信号を出力する。
【００５３】
尚、図示されていないが、ドライブＨＤＡ内には、磁気ヘッド４に記録電流を供給するライトアンプと、磁気ヘッド４よりの再生電圧を増幅するプリアンプとを内蔵したヘッドＩＣが設けられている。
【００５４】
ここでは、ディスク装置として、磁気ディスク装置を例に説明しているが、ＤＶＤ、ＭＯ等の光ディスク装置等を用いても良く、リード／ライト可能な装置で示しているが、リードオンリーの装置（再生装置）を用いても良い。
【００５５】
・・位置決め制御系・・
次に、ＭＰＵ１９が実行する位置決め制御系について説明する。
【００５６】
図１３は、位置決め制御系のブロック図、図１４は、図１２のサーボ復調回路のブロック図、図１５は、図１４の回路のタイムチャート、図１６は、図１３のサーボ制御の説明図、図１７は、復調位置計算方法の説明図、図１８は、図１３の位置復調部の機能ブロック図、図１９は、限界速度の説明図である。
【００５７】
図１３に示すように、位置決め制御系は、ＭＰＵ１９と、ＶＣＭ３と、磁気ヘッド１５と、サーボ復調回路１６とで構成されている。磁気ヘッド１５のＭＲヘッドは、磁気ディスク６のサーボパターンを読みだす。磁気ディスク６は、セクターサーボ方式により、セクター毎に、サーボパターンが書き込まれている。
【００５８】
このサーボパターンは、図１及び図１７に示すように、サーボマークと、トラック番号と、４つのバーストサーボ信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤで構成されている。サーボマークは、サーボパターンの先頭を示す。トラック番号は、トラックのアドレスを示す。４つのバーストサーボ信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤは、２分の１トラック単位に記録されたパターンであり、トラック中心からのオフセット位置を示すために、使用される。
【００５９】
図１３のサーボ復調回路１６を、図１４、図１５により説明する。プリアンプ３０は、ＭＲヘッド１５の読み取り信号を増幅する。ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路３１は、読み取り信号のゲインを調整して、読み取り信号の振幅を一定に制御する。サーボマーク検出回路３２は、読み取り信号から図１で示したサーボマークを検出する。
【００６０】
ゲート信号生成回路３３は、サーボマークの検出に応じて、クロックに同期した各検出器３４〜３８のゲート信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５（図１５参照）を生成する。トラック番号検出器３４は、ゲート信号Ｇ１に応じて、図１及び図１７のトラック番号を検出し、トラック番号を出力する。ＰｏｓＡ検出器３５は、ゲート信号Ｇ２に応じて、図１７のバーストサーボ信号ＰｏｓＡを検出して、その振幅をＰｏｓＡとして出力する。
【００６１】
ＰｏｓＢ検出器３６は、ゲート信号Ｇ３に応じて、図１７のバーストサーボ信号ＰｏｓＢを検出して、その振幅をＰｏｓＢとして出力する。ＰｏｓＣ検出器３７は、ゲート信号Ｇ４に応じて、図１７のバーストサーボ信号ＰｏｓＣを検出して、その振幅をＰｏｓＣとして出力する。ＰｏｓＤ検出器３８は、ゲート信号Ｇ５に応じて、図１７のバーストサーボ信号ＰｏｓＤを検出して、その振幅をＰｏｓＤとして出力する。
【００６２】
図１３に戻り、ＭＰＵ１９は、位置復調部２０と、誤差演算器２１と、ゲイン補正部２２と、コントローラ２３とを有する。この各部は、ＭＰＵ１９の機能をブロック化したものである。
コントローラ２３は、位置誤差に応じて制御量を算出する周知のサーボコントローラである。サーボコントローラ２３は、図１６に示すように、位置誤差に応じて、コアース制御、整定制御、フォロイング制御を実行する。
【００６３】
コアース制御は、目標位置への速度制御である。コアース制御は、速度制御、ＰＤ制御、又は定常バイアス推定を含まないオブザーバ制御等により構成されている。図１６に示すように、コアース制御は、加速、定速、減速と、制御モードを切り替える。この加速モードは、電流を流し、速度を速くする制御である。定速モードは、電流を「０」にして、速度を一定速度に保つ制御である。減速モードは、電流を加速時とは反対方向に流し、速度を目標位置付近でゼロに近くする制御である。距離が小さい場合には、定速モードは含まれない。
【００６４】
フォロイング制御は、磁気ヘッドを目標位置に追従する制御である。フォロイング制御は、ＰＩＤ制御、ＰＩ×ＬｅａｄＬａｇ、定常バイアス推定を含むオブザーバ制御等で構成される。整定制御は、コアース制御とフォロイング制御とのつなぎを行うための制御モードである。整定制御では、制御系に積分要素を含む。
【００６５】
図１３の位置復調部２０は、図１で説明したように、サーボ復調回路１６からのトラック番号、ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤから復調位置Positionを算出する。即ち、前述したように、ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤからＰｏｓＮ，ＰｏｓＱを計算する。
【００６６】
ＰｏｓＮ＝ＰｏｓＡ−ＰｏｓＢ                                  （１）
ＰｏｓＱ＝ＰｏｓＣ−ＰｏｓＤ                                  （２）
又は、
ＰｏｓＮ＝ＰｏｓＡ−ＰｏｓＣ                                  （１２）
ＰｏｓＱ＝ＰｏｓＢ−ＰｏｓＤ                                  （１３）
次に、ヘッドの実速度ｖと制限速度Ｖｔとを比較する。Ｖｔ＞ｖ、即ち、実速度ｖが制限速度Ｖｔより小さいときは、前述のように、（７）式、（８）式に基づき、復調位置を計算する。
【００６７】
ここで、前述の図１の説明では、基準位置として、ＰｏｓＢとＰｏｓＣとの境界を用いた。しかし、図１７に示すように、トラック番号と、バーストサーボ信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ，ＰｏｓＤの検出時刻には、ずれが生じる。このため、より正確な補正速度を行うには、基準位置を絶対位置にすることが望ましい。このため、図１７では、基準位置を、トラック番号の最下位ビット位置とする。ここでは、トラック番号が、最上位ビットから最下位ビットの順で並んでいる。最下位ビットからＰｏｓＡとＰｏｓＢとの境界までの時間をＴ１、ＰｏｓＣとＰｏｓＤとの境界までの時間をＴ２とする。
【００６８】
この時、ＰｏｓＮの速度補正値ΔＴ１と、ＰｏｓＱの速度補正値ΔＴ２は、ｈａ下記の式で示される。
【００６９】
ΔＴ１＝（ｖ＊Ｔ１）／Ｔｓ                                   （１４）
ΔＴ２＝（ｖ＊Ｔ２）／Ｔｓ                                   （１５）
従って、（７）式、（８）式を変形して、下記（１６）式、（１７）式により、復調位置を計算する。
即ち、abs(PosN)≦abs(PosQ)である時は、下記（１６）式により、復調位置を得る。
【００７０】
Position＝-sgn(PosQ)*PosN＋Track＋ΔＴ１                     （１６）
但し、sgn(PosQ)*even(Track) ＞0.0である時は、下記（４）式を（１６）式に加算する。
【００７１】
Position+=sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0                        （４）
逆に、abs(PosN)≦abs(PosQ))でないときは、下記式（１７）を使用する。
【００７２】
Position=sgn(PosN)*(PosQ+even(Track)*0.5)+Track+ΔＴ２   （１７）
これを、同様に、Ｃ言語プログラムで記述すると、下記の如くなる。
【００７３】
0003683155.tif 000004
尚、ヘッド、アクチュエータの実速度ｖは、図１３のサーボコントローラ２３が計算する速度を使用する。例えば、サーボコントローラ２３が、オブザーバーで構成されている時は、オブザーバの推定速度を使用する。
【００７４】
更に、この復調部を、機能ブロック図を用いて説明する。図１８は、ＭＰＵ１９の位置復調部２０、誤差演算器２１、ゲイン補正部２２の詳細ブロック図である。位置復調部２０は、ＰｏｓＮ演算器４０、ＰｏｓＱ演算器４１、Ｎ／Ｑ選択、補正部４２、ＰｏｓＳｎｓテーブル４３、乗算器４４、４６、加算器４５から成る。
【００７５】
ＰｏｓＮ演算器４０は、ＰｏｓＡからＰｏｓＢを差し引き、ＰｏｓＮ信号を計算する。ＰｏｓＱ演算器４１は、ＰｏｓＣからＰｏｓＤを差し引き、ＰｏｓＱ信号を計算する。ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの直線部分を用いて、オフセット位置を得るために、Ｎ／Ｑ選択・補正部４２が設けられている。
【００７６】
選択・補正部４２は、ＰｏｓＱ、ＰｏｓＮの絶対値ａｂｓ（ＰｏｓＱ）、ａｂｓ（ＰｏｓＮ）を比較する。ａｂｓ（ＰｏｓＱ）≧ａｂｓ（ＰｏｓＮ）なら、ＰｏｓＮを選択する。逆なら、ＰｏｓＱを選択する。即ち、選択・補正部４２は、ａｂｓ（ＰｏｓＱ）≧ａｂｓ（ＰｏｓＮ）なら、Ｎ＝ーｓｇｎ（ＰｏｓＱ）*ＰｏｓＮを出力し、逆なら、Ｑ＝ｓｇｎ（ＰｏｓＮ）*ＰｏｓＱを出力する。尚、ｓｇｎは、符号を意味する。
【００７７】
又、選択・補正部４２は、トラック番号Ｔｒａｃｋが奇数トラックか偶数トラックかを判定し、奇数トラックなら、ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）を「ー１」とし、偶数トラックなら、ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）を「＋１」とする。そして、ＰｏｓＮを選択した場合に、〔ｓｇｎ（ＰｏｓＱ）*ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）〕＞０．０の場合には、ｓｇｎ（ＰｏｓＱ）*ｓｇｎ（ＰｏｓＮ）*１．０を出力する。この値は、±１．０である。それ以外は、「０」を出力する。又、ＰｏｓＱを選択した場合には、ｅｖｅｎ（Ｔｒａｃｋ）*０．５を出力する。更に、選択・補正部４２は、ＰｏｓＮを選択した場合には、速度補正ゲインＴ１／Ｔｓを、ＰｏｓＱを選択した場合には、速度補正ゲインＴ２／Ｔｓを出力する。
【００７８】
ＰｏｓＳｎｓテーブル４３は、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとを１／２トラック単位で交互に使用するため、その切り換え時の段差をなくすための感度ゲインを格納する。この感度ゲインは、各トラック、ヘッド毎に設けられている。この感度ゲインは、ＰｏｓＮとＰｏｓＱを交互に使用しても、実位置に対し、復調位置（検出位置）が連続するように、設定される。
【００７９】
乗算器４４は、選択・補正部４２の出力Ｎ又はＱに、ＰｏｓＳｎｓテーブル４３の感度ゲインPosSnsTable(Head,Track) を乗算する。乗算器４６は、速度補正ゲインに、コントローラ２３からの実速度を乗算し、速度補正値を計算する。加算器４５は、トラック番号と乗算器４４の出力と、選択・補正部４２の「０」、「±０．５」、「±１．０」の出力と、乗算器４６の速度補正値とを加算して、復調位置ｙを計算する。
【００８０】
従って、ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱから得られる復調位置ｙは、前述のＣ言語プログラムで記述されたものとなる。
【００８１】
誤差演算器２１は、復調位置ｙから目標位置ｒを差し引き、位置誤差を出力する第１の演算器２１−１と、トラック位置から目標位置を差し引き、位置誤差を出力する第２の演算器２１−２とからなる。
【００８２】
ゲイン補正部２２は、実速度と前述の制限速度とを比較し、速度を判定する速度判定器２２−２を有する。切り換え器２２−１は、コントローラ２３へ出力する位置誤差を、第１の演算器２１−１の位置誤差と、第２の演算器２１−２の位置誤差とから選択して、コントローラ２３に出力する。
【００８３】
この制限速度について、図１９により、説明する。前述のように、制限速度は、９０度位相のずれた２相の位置情報を用いる場合には、前述の（１１）式により、理論的な値が求められる。例えば、前述の条件、即ち、パターン幅Ｔ０は、１．８μｓ、サンプル周期Ｔｓを、１８５μｓとすると、限界速度Ｖｔは、２５．７（ｔｒａｃｋ／ｓａｍｐｌｅ）となる。
【００８４】
しかし、速度が速いときは、位置検出誤差も伴う。このため、位置から計算する速度も誤差を持つ。その要因として、図１９のアクチュエータにかかるバイアス値と、速度オフセットとの関係図に示すように、バイアス値の変動により、速度オフセット（検出速度の誤差）が変化する。従って、検出誤差を考慮し、前述の理論的な限界速度値より、実際の限界速度を小さくすることが好ましい。
このように、復調位置を、速度補正することにより、ヘッドの移動中にも、正確な位置を復調できる。又、速度補正なので、従来の復調計算に容易に付加できる。
【００８５】
・・実施例・・
図２０は、本発明の実施例の説明図である。即ち、３．５インチの磁気デイスク装置において、５４００ｒｐｍ、ＴＰＩ（トラック密度）を、１１８００とし、サーボパターン幅Ｔ０を、１．８μｓとし、サンプル周期Ｔｓを、１８５μｓとした。この場合、前述の（９）式により、ΔＴ＝０．００９７＊ｖであり、この速度補正により、式（７）及び式（８）をもちいて、復調位置を計算した。図２０は、速度を２０トラック／サンプルとした時の補正後の復調位置（計算位置）と実位置との関係を示している。図７の補正を行わない従来例と比し、図２０の場合は、速度補正により、復調位置が、実位置と一致していることが判る。
【００８６】
図２１は、図２０と同一の条件で、速度を、３０トラックとした場合の復調位置を計算した結果である補正後の復調位置（計算位置）と実位置との関係を示している。図２１のように、速度が速い時は、速度補正によっても、復調位置が、実位置と一致しないことが、判る。従って、前述のように、速度が制限速度以上である時は、（１０）式のように、復調位置の計算に、ＰｏｓＮ，ＰｏｓＱを含めないことが、有効である。
【００８７】
図２２及び図２４は、本発明の他の実施例の説明図である。即ち、３．５インチの磁気デイスク装置において、５４００ｒｐｍ、ＴＰＩ（トラック密度）を、１１８００とし、サーボパターン幅Ｔ０を、１．８μｓとし、サンプル周期Ｔｓを、１８５μｓとした。この場合、図１７で説明したように、基準位置を、トラック番号の最下位ビットに設定した。この時の速度を１０トラック／サンプルとした時のＰｏｓＮとＰｏｓＱを、図２２に示す。
【００８８】
これにより、従来の速度補正を行わない復調計算方法で計算した復調位置と実位置との関係を、比較例として、図２３に示す。又、前述の（１６）、（１７）式により、速度補正をもちいて、計算した復調位置（計算位置）と実位置との関係を、図２４に示す。図２３の補正を行わない従来例と比し、図２４の場合は、速度補正により、復調位置が、実位置と一致していることが判る。
【００８９】
・・他の実施の形態・・
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。
【００９０】
(1) ＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの２位相のサーボ情報により、説明したが、１位相のサーボ情報、３位相以上のサーボ情報にも適用できる。
【００９１】
(2) また、基準位置も他の位置を採用できる。
【００９２】
以上、本発明を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。
【００９３】
【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。
（１）復調結果である２相位置信号を、ヘッドの移動速度と、４つのサーボ信号の記録位置に応じたゲインとで決定された補正値で補正することにより、正確な復調位置が得られる。
（２）又、ヘッドの移動速度に応じた補正値のため、移動速度がゼロの時は、従来と同様に、正確に位置を復調でき、且つ従来の復調計算に、容易に付加でき、実現も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の復調位置計算の説明図である。
【図２】本発明の復調位置計算方法を説明するための速度が５トラック／サンプル時のＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの説明図である。
【図３】速度が５トラック／サンプルの時の従来の計算後の復調位置の説明図である。
【図４】本発明の復調位置計算方法を説明するための速度が１０トラック／サンプル時のＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの説明図である。
【図５】速度が１０トラック／サンプルの時の従来の計算後の復調位置の説明図である。
【図６】本発明の復調位置計算方法を説明するための速度が２０トラック／サンプル時のＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの説明図である。
【図７】速度が２０トラック／サンプルの時の従来の計算後の復調位置の説明図である。
【図８】本発明の復調位置計算方法を説明するための速度が３０トラック／サンプル時のＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの説明図である。
【図９】速度が３０トラック／サンプルの時の従来の計算後の復調位置の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態のディスク装置の上面図である。
【図１１】図１０のディスク装置の断面図である。
【図１２】図１０のディスク装置のブロック図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の位置決め制御のブロック図である。
【図１４】図１３のサーボ復調回路のブロック図である。
【図１５】図１４のサーボ復調回路のタイムチャート図である。
【図１６】図１４のコントローラの動作説明図である。
【図１７】サーボパターンと基準位置との関係図である。
【図１８】図１４の位置復調部の機能ブロック図である。
【図１９】本発明による制限速度を説明するためのバイアス値と速度オフセットとの関係図である。
【図２０】本発明の速度補正を行ったときの効果を説明する図である。
【図２１】本発明のＰｏｓＮ，ＰｏｓＱを使用しない復調方法の効果の説明図である。
【図２２】本発明の基準位置の効果を説明するためのＰｏｓＮ，ＰｏｓＱの説明図である。
【図２３】本発明の基準位置の効果を説明するための比較例の説明図である。
【図２４】本発明の基準位置の効果を説明するための実施例の説明図である。
【図２５】従来の位置復調方法を説明するためのサーボパターンの説明図である。
【図２６】従来の位置復調方法を説明するための２相位置信号の説明図である。
【図２７】従来の位置復調方法の説明図である。
【符号の説明】
３  アクチュエータ
４  磁気ヘッド
５  スピンドルモータ
６  磁気ディスク
１９  ＭＣＵ（ＭＰＵ）
２０  位置復調部
２１  誤差演算器
２２  ゲイン補正部
２３  コントローラ
【図１】
0003683155.tif 000005
【図２】
0003683155.tif 000006
【図３】
0003683155.tif 000007
【図４】
0003683155.tif 000008
【図５】
0003683155.tif 000009
【図６】
0003683155.tif 000010
【図７】
0003683155.tif 000011
【図８】
0003683155.tif 000012
【図９】
0003683155.tif 000013
【図１０】
0003683155.tif 000014
【図１１】
0003683155.tif 000015
【図１２】
0003683155.tif 000016
【図１３】
0003683155.tif 000017
【図１４】
0003683155.tif 000018
【図１５】
0003683155.tif 000019
【図１６】
0003683155.tif 000020
【図１７】
0003683155.tif 000021
【図１８】
0003683155.tif 000022
【図１９】
0003683155.tif 000023
【図２０】
0003683155.tif 000024
【図２１】
0003683155.tif 000025
【図２２】
0003683155.tif 000026
【図２３】
0003683155.tif 000027
【図２４】
0003683155.tif 000028
【図２５】
0003683155.tif 000029
【図２６】
0003683155.tif 000030
【図２７】
0003683155.tif 000031