(57)【要約】【課題】  フィルタ処理の時間を短縮でき、処理負担を軽減できるフィルタ回路、及びそれを含むディスク装置を提供する。【解決手段】  互いに異なる、既定の複数の周波数において、それぞれそのピークを有する複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１を備え、これら複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１が、入力信号を並列に処理し、２次ＩＩＲフィルタ回路２１の出力信号を入力信号にフィードバックして合成し、当該合成した信号を出力するフィルタ回路、及びそれを備えるディスク装置である。【選択図】        図２
2006345154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる、既定の複数の周波数において、それぞれそのピークを有する複数の２次ＩＩＲフィルタを備え、
前記複数の２次ＩＩＲフィルタが、入力信号を並列に処理し、前記２次ＩＩＲフィルタの出力信号を入力信号にフィードバックして合成し、
当該合成した信号を出力することを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
記録媒体、
前記記録媒体に対して情報の記録・再生を行う磁気ヘッド、
前記磁気ヘッドを支持し、当該磁気ヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させるアクチュエータ、
前記磁気ヘッドが前記記録媒体を走査して得た位置誤差信号をフィードバックし、前記アクチュエータの動作を制御する制御信号を出力するサーボ制御部、及び、
前記制御信号を入力信号とし、互いに異なる、既定の複数の周波数において、それぞれそのピークを有する複数の２次ＩＩＲフィルタが、前記入力信号を並列に処理し、前記２次ＩＩＲフィルタの出力信号を入力信号にフィードバックして合成するフィルタ回路、
を含み、前記フィルタ回路の出力信号に基づいて前記アクチュエータを駆動することを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等のヘッドの位置決め回路等に用いられるフィルタ回路、及びそれを含むディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ関連機器における外部記憶装置として、ハードディスク装置が広く用いられている。このハードディスク装置は、円盤状の磁気ディスク媒体を記録媒体として、この記録媒体に対して相対移動する磁気ヘッドを備える。ここで相対移動は、記録媒体の円周方向に対しては記録媒体を回転させることで行い、記録媒体の動径方向に対しては磁気ヘッドを支持するアクチュエータを回動制御することで行っている。
【０００３】
このとき、アクチュエータの回動制御は、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ、Voice Coil Motor）によってアクチュエータを揺動させることで行われる。記録媒体上には同心円状またはスパイラル状にトラックが設定されており、情報は、このトラック上に記録される。すなわち情報の書込み、読み出しを行うときには、アクチュエータを回動させて、磁気ヘッドを、記録／再生の対象となるトラック上に移動させる。一般に、この移動は、記録媒体上に予め記録されているサーボ情報を利用して行われる。
【０００４】
つまり、磁気ヘッドは、記録媒体上から読み出したサーボ情報に基づき、位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成し、この位置誤差信号を利用して磁気ヘッドの位置が、目標のトラックに対してどの程度ずれているかを検出し、この検出結果を利用してアクチュエータの回動量を制御する。
【０００５】
ところが、こうした制御において、例えばアクチュエータ等の機械的部品が特定の共振周波数で機械的に共振すると、この共振周波数の振幅が位置誤差信号に重畳されてしまい、アクチュエータの回動制御が不安定になってしまう。
【０００６】
そこで、従来のハードディスクドライブでは、制御に用いる制御信号に対して、上記共振周波数と同じ中心周波数のノッチフィルタを挿入し、このノッチフィルタによって、上記制御信号に含まれる共振周波数の利得を低減することで、アクチュエータの回動制御を安定させることが行われている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ノッチフィルタは、１つあたり１つの中心周波数に対応するため、共振周波数が複数あると、各共振周波数を中心周波数とする複数のノッチフィルタを直列に接続して、制御信号に対して順次、ノッチフィルタとしての処理をかけることとなる。従って、共振周波数の数が大きくなると、ノッチフィルタの処理時間が増大し、制御信号に対するノッチフィルタ以外の処理にかける時間が短くなり、処理負担が増大する。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、フィルタ処理の時間を短縮でき、処理負担を軽減できるフィルタ回路、及びそれを含むディスク装置を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来例の問題点を解決するための本発明のフィルタ回路は、互いに異なる、既定の複数の周波数において、それぞれそのピークを有する複数の２次ＩＩＲフィルタを備え、前記複数の２次ＩＩＲフィルタが、入力信号を並列に処理し、前記２次ＩＩＲフィルタの出力信号を入力信号にフィードバックして合成し、当該合成した信号を出力することを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係るフィルタ回路を含むディスク装置は、例えばハードディスクであり、図１に示すように、記録媒体１と、スピンドルモータ２と、磁気ヘッド３と、アクチュエータ４と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５と、ボイスコイルモータドライバ（ＶＣＭドライバ）６と、リード／ライト回路（ＲＷ回路）７と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）８と、マイクロコンピュータ９と、記憶部１０と、フィルタ回路１１と、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１２と、を含んで構成されている。
【００１１】
記録媒体１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。磁気ヘッド３は、アクチュエータ４に取り付けられており、記録媒体１の面上で浮上し、記録媒体１の面に対向して、ＲＷ回路７から入力される情報を記録媒体１に記録し、また、記録媒体１に記録された情報（サーボ情報やユーザデータ）を走査して読み取り、ＲＷ回路７に出力する。
【００１２】
アクチュエータ４は、ＶＣＭ５によって駆動される。このアクチュエータ４が回動することで、磁気ヘッド３が記録媒体１上を、その動径方向に移動する。ＶＣＭ５は、ＶＣＭドライバ６から入力される駆動電流によって、その回動量が制御される。ＶＣＭドライバ６は、ＤＡＣ１２から入力される制御信号を駆動電流に変換してＶＣＭ５に出力する。
【００１３】
ＲＷ回路７は、情報の読み込み、書き込みの処理を行う。このＲＷ回路７は、ＨＤＣ８を介してホスト（図示せず）から入力される書き込みの対象となる情報を、電流信号に変換して磁気ヘッド３に出力する。またこのＲＷ回路７は、磁気ヘッド３が読み出した信号をディジタルデータに変換してＨＤＣ８を介してホストへ出力する。また、このディジタルデータには、ユーザデータ以外にトラックに対する位置誤差を表すサーボ信号（位置誤差信号）のデータが含まれており、ＲＷ回路７は、このディジタルデータをマイクロコンピュータ９にも出力する。
【００１４】
ＨＤＣ８は、このディスク装置のインタフェースとして動作している。例えば、このＨＤＣ８は、ホスト側から受信した書き込みの対象の情報を受信し、ＲＷ回路７に出力する。また、ＲＷ回路７から入力される情報をホストに出力する。マイクロコンピュータ９は、記憶部１０に格納されているプログラムに従って動作し、このディスク装置の各部を制御する。本実施の形態では、このマイクロコンピュータ９は、サーボ制御の処理を実行している。すなわち、マイクロコンピュータ９は、ＲＷ回路７から入力されるサーボ情報に基づいて磁気ヘッド３の位置を検出する。そして、検出した位置の情報と、ホストからＨＤＣ８を介して入力される目標位置の情報とに基づいて磁気ヘッド３の位置を制御する信号をフィルタ回路１１を介してＤＡＣ１２に出力する。
【００１５】
記憶部１０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んで構成され、マイクロコンピュータ９によって実行されるプログラムを保持している。また、この記憶部１０は、マイクロコンピュータ９のワークメモリとしても動作する。なお、この記憶部１０は、マイクロコンピュータ９に内蔵されていてもよい。
【００１６】
フィルタ回路１１は、少なくとも１つの周波数帯の信号を阻止するノッチフィルタ群と同等の伝達関数を有するディジタルフィルタであり、具体的にはシーケンサー等で構成される。このフィルタ回路１１の具体的な構成例については、後に述べる。
【００１７】
ＤＡＣ１２は、フィルタ回路１１が出力する信号を、アナログの制御信号に変換してＶＣＭドライバ６に出力する。
【００１８】
つまり、本実施の形態のディスク装置は、ホストから入力される指示に従い、ＨＤＣ８がマイクロコンピュータ９に読み出し又は書込みの対象となるトラック（目標トラック）を指定する情報を出力する。そしてマイクロコンピュータ９は、磁気ヘッド３が検出しているサーボ信号に基づいてＶＣＭ５を制御するための制御信号を出力する。この制御信号は、フィルタ回路１１によってフィルタリングされ、ＤＡＣ１２においてディジタル信号に変換されて、ＶＣＭドライバ６に出力される。ＶＣＭドライバ６は、この制御信号に基づいてＶＣＭ５を駆動する。これによりアクチュエータ４が回動制御され、磁気ヘッド３が記録媒体１に記録された目標トラック上に移動する。
【００１９】
また、磁気ヘッド３は、さらに検出したサーボ信号をマイクロコンピュータ９に出力しており、マイクロコンピュータ９は、このサーボ信号に基づいてＶＣＭ５を制御するための制御信号を出力することになる。このサーボ制御によって磁気ヘッド３が記録媒体１に記録された目標トラックに追従する。
【００２０】
そしてこの磁気ディスク装置は、ホスト側から入力される記録対象の情報に基づいて、目標トラックに対して記録媒体１に情報を記録する。また、この磁気ディスク装置は、ホスト側から入力される指示に従って、記録媒体１の目標トラックに記録されている情報を読み出して、ホストに出力する。
【００２１】
ここで本発明の実施の形態のフィルタ回路１１について説明する。本実施の形態のフィルタ回路１１は、複数のノッチフィルタを直列接続したものと同様の伝達関数を有するものであるが、その構成が異なっている。
【００２２】
すなわち、このフィルタ回路１１は、図２に示すように、複数の２次ＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタ回路２１と、合成器２２と、減衰器２３とを含んで構成される。ここで複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１は、それぞれディジタルフィルタの演算を行うようプログラムされたシーケンサーを用いて実現される。
【００２３】
ここで各２次ＩＩＲフィルタ回路２１は、除去するべき周波数に、それぞれのピークを有するようパラメータが設定されている。例えば、本来、複数のノッチフィルタにより、互いに異なる周波数ｆ１，f２，…を中心周波数とする各周波数帯域を除去するべき場合、ここでの２次ＩＩＲフィルタ回路２１のそれぞれは、周波数ｆ１，ｆ２，…でピークを有する、ピークフィルタとなるよう設定される。つまり各２次ＩＩＲフィルタ回路２１の伝達関数は、ピークの周波数をωｉとして、
【数１】
2006345154.tif 000003
と表すことができる。ここで
【数２】
2006345154.tif 000004
またｅi，ｇiは各２次ＩＩＲフィルタ回路ごとに定められるパラメータである。
【００２４】
また、これら複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１には、合成器２２の出力信号がそれぞれ並列に入力される。そしてこれら複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１の出力は、合成器２２に出力される。
【００２５】
合成器２２は、マイクロコンピュータ９が出力するＶＣＭ５の制御信号（入力信号）に対して複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１の出力をすべて加算し、減衰器２３を介して、外部に出力するとともに、減衰器２３を介して、２次ＩＩＲフィルタ回路２１の各々に出力する。つまり、各２次ＩＩＲフィルタ回路２１の出力信号は、入力信号にフィードバックして合成される。
【００２６】
減衰器２３は、上記２次ＩＩＲフィルタ回路２１の出力信号と、入力信号とを合成した信号を、所定のゲインだけ減衰させて、外部に出力する。また、この減衰器２３は、減衰させた信号を各２次ＩＩＲフィルタ回路２１に並列に出力する。
【００２７】
次に、このフィルタ回路１１の伝達関数が、複数のノッチフィルタを直列に接続したものと同様の伝達関数を有することを示す。まず、このフィルタ回路１１は、複数の２次ＩＩＲフィルタ回路を並列接続したものと、減衰器（ゲインを１／ｄとするものとする）とを組み合わせたもので、その伝達関数は、
【数３】
2006345154.tif 000005
と記述することができる。
【００２８】
一方、ノッチフィルタの伝達関数
【数４】
2006345154.tif 000006
から、
【数５】
2006345154.tif 000007
と部分分数分解できる。この（２）式を変形すると、（１）式を得ることができる。すなわち、本実施の形態のフィルタ回路１１は、複数のノッチフィルタを直列接続したものと同様の伝達関数を実現できる。ここで示した部分分数分解の計算により、上記パラメータｅiが定められる。
【００２９】
なお、
【数６】
2006345154.tif 000008
【００３０】
ここで伝達関数Ｐ（ｚ）を直接、部分分数分解せず、一旦分数形としてから部分分数分解しているのは、Ｐ（ｚ）の零点を２次ＩＩＲフィルタ回路２１の伝達関数の分母によって定め、零点の精度を高めるためである。
【００３１】
本発明の実施の形態のフィルタ回路１１によると、複数の２次ＩＩＲフィルタ回路２１を並列接続した構成により、複数のノッチフィルタを直列接続したものと同様の伝達関数を有するフィルタを実現できる。これにより、複数のフィルタ演算を並列に演算させることが可能となり、フィルタ処理の時間を短縮でき、処理負担を軽減できる。また、このフィルタ回路を含むディスク装置によれば、ヘッドの位置決めにおけるサーボ制御の処理負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク装置の例を表す構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るフィルタ回路の例を表す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  記録媒体、２  スピンドルモータ、３  磁気ヘッド、４  アクチュエータ、５  ボイスコイルモータ、６  ボイスコイルモータドライバ、７  リード／ライト回路、８  ハードディスクコントローラ、９  マイクロコンピュータ、１０  記憶部、１１  フィルタ回路、１２  Ｄ／Ａ変換器、２１  ２次ＩＩＲフィルタ回路、２２  合成器、２３  減衰器。
【図１】
2006345154.tif 000009
【図２】
2006345154.tif 000010