(57)【要約】【課題】サーボパターンを書き込んだ、磁気ディスクをドライブの筺体に実装した場合は、ディスクシフトの影響で偏芯による位置誤差が発生するため、ドライブの動作が不安定になり、リードライト動作ができなくなる場合がある。【解決手段】ヘッドの位置を制御しつつ、ドライブの偏芯を測定し、偏芯による位置誤差を少なくした、データトラックを生成し、サーボトラックとデータトラックの間に相対差を設定し、データのリードライトを可能とするアクチュエータのモデルを使って、リピータブルランアウトの位相と、交流成分のみを求め、アクチュエータのモデルの誤差からリピータブルランアウトの値を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数に分割されたデータ領域の間に、トラック番号と複数の位置認識のための信号が記録されたサーボセクタが設けられた磁気ディスクと、前記磁気ディスクにデータを記録再生するヘッドを駆動するアクチュエータが構成された磁気ディスク装置の制御装置において、
ヘッドをデータトラックに位置決め追従制御するために、あらかじめ書き込まれた、位置決めのためのサーボトラックに含まれる、半径方向のヘッドのリピータブルランアウトを測定するための制御装置であって、
位置決め制御系の内部に生成された、アクチュエータモデルから得られるモデル推定位置を計算し、実際の磁気ヘッドの検出位置を得て、
前記モデル推定位置と、前記磁気ヘッドの検出位置との推定誤差を計算し、前記推定誤差を可変ゲインで乗算して、追従するサーボトラック参照位置に加え、その追従する位置誤差が最小になるように、前記可変ゲインを制御して得られた相対差を用いて、磁気ヘッドを位置決め制御することを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のサーボトラックは、磁気ディスクに同心円構造に円形に記録されており、サーボトラックは、回転方向に対して、回転角度を均等に分割した位置に形成されたサーボセクタにより構成されており、前記データトラックは、サーボセクタに対して均等に分割され、サーボセクタ間には、データを格納するデータセクタが形成されており、データセクタは、その大きさに応じて、格納するデータの量が可変となることを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ディスクのヘッド位置制御装置は、ヘッド位置決め用の位置信号及びトラック番号を記録するサーボセクタ、及びデータを記録再生するデータセクタを設け、前記サーボセクタ単位に１つのトラックをその半径方向に複数のゾーンに分割したとき、それぞれのゾーンの幅方向に対してレベルが線形に変化する複数種類のバースト信号と、各トラック毎にそのトラック番号を前記位置信号として予め記録した円盤状の磁気ディスクと、前記記録媒体が回転駆動されるとき、前記トラックに情報を記録し、前記トラックから情報を再生する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを所望のトラックに移動させると共に、移動先のトラックで前記磁気ヘッドをトラック幅方向に位置決めを行うアクチュエータと、トラック内における前記磁気ヘッドの幅方向位置を示す位置情報を、前記トラック幅より小さい位置分解能で生成する位置検出部と、前記アクチュエータモデルより、位置検出部より検出された位置と、前記推定された位置から、実際のアクチュエータの位置、速度を推定する状態推定器と、前記状態推定器からの位置を、データトラックの参照位置に追従するための、制御量を計算する、制御出力生成手段を具備することを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁気ディスクにおけるヘッド位置制御装置における、推定位置を算出する手段は、ヘッド支持機構である、アクチュエータをモデル化し、そのモデルから得られた位置である、モデル推定位置を算出する手段と、前記モデル推定位置と、実際の制御対象から得られた位置である、検出位置との差を計算し、推定誤差を算出する手段と、前記推定誤差と位置推定ゲインを乗算し、前記モデル推定位置に加算する手段より構成されることを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、データトラックに追従する、位置決め制御系の誤差を小さくするために、サーボトラックに対する、相対差であり、位置決め制御系は、追従するためのサーボトラックに相対差を加えた位置をデータトラックとして設定し、そのデータトラックを参照位置として追従、制御することを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、前記磁気記録媒体のデータトラックの領域に記録されていることを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置。
【請求項７】
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、前記サーボセクタの中に、それぞれのサーボセクタに対応した、データセクタとの相対差として記録されていることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項８】
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、不揮発性のメモリの中に記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項９】
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１０】
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報と、回転方向の時間情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転方向の時間情報は、前記サーボセクタを検出する時間間隔の情報として記録することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の回転方向の時間情報は、データセクタに記録されるデータ量を決定する情報として扱うことを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、複数面の磁気ディスクで構成される、磁気ディスク装置においては、最初に相対差を計測される、磁気ディスクの面の、データトラック位置を参照して、他の磁気ディスク面の、サーボトラックと、参照される、データトラックとの差を相対差として、計測することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の、複数面の磁気ディスクで構成される、磁気ディスク装置における、最初に計測される磁気ディスク面以外の、サーボトラックと、データトラックの相対差の計測の方法は、最初に計測される磁気ディスク面のデータトラックにおけるサーボセクタを、ひとつおきに読み取り、その間に検出される、他の磁気ディスク面のサーボセクタを読み取り、その検出された、タイミングにおける、前記、最初に計測される磁気ディスク面のデータトラックにおける半径方向の位置を、推定し、その推定された、データトラックの半径方向の位置と、読み取られた、他の磁気ディスク面との差を相対差として計測することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置。
【請求項１５】
周方向に複数に分割されたデータ領域の間に、トラック番号と複数の位置認識のための信号が記録されたサーボセクタが設けられた磁気ディスクと、前記磁気ディスクにデータを記録再生するヘッドを駆動するアクチュエータが構成された磁気ディスク装置の制御装置において、
ヘッドをデータトラックに位置決め追従制御するために、あらかじめ書き込まれた、位置決めのためのサーボトラックに含まれる、半径方向のヘッドのリピータブルランアウトを測定するための制御装置であって、
位置決め制御系の内部に生成された、アクチュエータモデルから得られるモデル推定位置を計算し、実際の磁気ヘッドの検出位置を得て、
前記モデル推定位置と、前記磁気ヘッドの検出位置との推定誤差を計算し、前記推定誤差を可変ゲインで乗算して、追従するサーボトラック参照位置に加え、その追従する位置誤差が最小になるように、前記可変ゲインを制御して得られた相対差を用いて、磁気ヘッドを位置決め制御することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の位置決め制御の方法であり、
位置決め制御系の内部に、生成されたアクチュエータモデルにより、推定位置を生成するステップと、
サーボトラックを検出し、その磁気ヘッドの位置を測定するステップと、
前記推定位置と、前記測定された磁気ヘッドの位置の差を計算するステップと、
前記、差の値を、そのサーボトラック１周分、計測し、保持するステップと、
前記推定位置と、前記計測された磁気ヘッドの差を計測して、その振幅が、最小になるように、前記、保持した差の値をＮ倍して、位置決め制御系の、サーボトラック参照位置に対して、減算して、データトラック参照位置として算出するステップと、
前記位置決めシステムが、前記データトラック参照位置に対して、追従するステップを
を備える磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載のサーボトラックは、磁気ディスクに同心円構造に円形に記録されており、サーボトラックは、回転方向に対して、回転角度を均等に分割した位置に形成されたサーボセクタにより構成されており、前記データトラックは、サーボセクタに対して均等に分割され、サーボセクタ間には、データを格納するデータセクタが形成されており、データセクタは、その大きさに応じて、格納するデータの量が可変となることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の磁気ディスクのヘッド位置制御装置は、ヘッド位置決め用の位置信号及びトラック番号を記録するサーボセクタ、及びデータを記録再生するデータセクタを設け、前記サーボセクタ単位に１つのトラックをその半径方向に複数のゾーンに分割したとき、それぞれのゾーンの幅方向に対してレベルが線形に変化する複数種類のバースト信号と、各トラック毎にそのトラック番号を前記位置信号として予め記録した円盤状の記録媒体と、前記記録媒体が回転駆動されるとき、前記トラックに情報を記録し、前記トラックから情報を再生する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを所望のトラックに移動させると共に、移動先のトラックで前記磁気ヘッドをトラック幅方向に位置決めを行うアクチュエータと、トラック内における前記磁気ヘッドの幅方向位置を示す位置情報を、前記トラック幅より小さい位置分解能で生成する位置検出部と、前記アクチュエータモデルより、位置を推定する、位置推定部と、位置検出部より検出された位置と、前記推定された位置から、実際のアクチュエータの位置、速度を推定する状態推定器と、前記状態推定器からの位置を、データトラックの参照位置に追従するための、制御量を計算する、制御出力生成手段を具備することを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置制御方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の磁気ディスクにおけるヘッド位置制御装置における、推定位置を算出する手段は、ヘッド支持機構である、アクチュエータをモデル化し、そのモデルから得られた位置である、モデル推定位置を算出する手段と、前記モデル推定位置と、実際の制御対象から得られた位置である、検出位置との差を計算し、推定誤差を算出する手段と、前記推定誤差と位置推定ゲインを乗算し、前記モデル推定位置に加算する手段より構成されることを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置制御方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、データトラックに追従する、位置決め制御系の誤差を小さくするために、サーボトラックに対する、相対的な推定誤差であり、位置決め制御系は、追従するためのサーボトラックに相対差を加えた位置をデータトラックとして設定し、そのデータトラックを参照位置として追従、制御することを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、前記磁気記録媒体のデータトラックの領域に記録されていることを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、前記サーボセクタの中に、それぞれのサーボセクタに対応した、データセクタとの相対差として記録されていることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、不揮発性のメモリの中に記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報と、回転方向の時間情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の回転方向の時間情報は、前記サーボセクタを検出する時間間隔の情報として記録することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の回転方向の時間情報は、データセクタに記録されるデータ量を決定する情報として扱うことを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２８】
請求項１５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、複数面の磁気ディスクで構成される、磁気ディスク装置においては、最初に相対差を計測される、磁気ディスクの面の、データトラック位置を参照して、他の磁気ディスク面の、サーボトラックと、参照される、データトラックと差を相対差として、計測することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の、複数面の磁気ディスクで構成される、磁気ディスク装置における、最初に計測される磁気ディスク面以外の、サーボトラックと、データトラックの相対差の計測の方法は、最初に計測される磁気ディスク面のデータトラックにおけるサーボセクタを、ひとつおきに読み取り、その間に検出される、他の磁気ディスク面のサーボセクタを読み取り、その検出された、タイミングにおける、前記、最初に計測される磁気ディスク面のデータトラックにおける半径方向の位置を、推定し、その推定された、データトラックの半径方向の位置と、読み取られた、他の磁気ディスク面との差を相対差として計測することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報をセクタ単位にまとめた情報ブロックを記録再生する磁気ディスク装置のヘッドの位置決めの制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外部記憶装置として用いられる磁気ディスク装置において、そのヘッド位置決めのための手法として、記録媒体上にサーボ情報を書き込む手法が採用されている。その一つとしてセクタサーボ方式がある。この方式は、データ面の各セクタの先頭に位置決め用のサーボセクタを予め書き込んでおき、任意のデータトラックに位置決めする際には、磁気ヘッドから読みとったサーボセクタからの位置情報を認識して、データトラックに追従していく方式である。サーボセクタの基本的構成は、サーボセクタを検出するための同期、検出部、トラック単位の位置情報を書き込んだトラック番号部、１トラック以下の細かい位置情報を得る為のバースト部から構成される。
【０００３】
そのサーボパターンを書き込む手段として、いくつかの手法があるが、そのひとつは、メディアサーボライト方式、磁気転写方式と呼ばれるものであるが、これらの手法は、磁気ディスクにサーボパターンを書き込んだ後に、ドライブの筺体に組み込む手法である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−０２７４４２号公報（第４−６頁、図２、図７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メディアサーボライト方式、磁気転写方式により組み込まれたサーボパターンは、ドライブにおいて、その同心円のトラックの中心がずれてしまうため、ディスクシフトという問題が発生して、リピータブルランアウト（ＲＲＯ）と呼ばれる、ヘッドの位置決め誤差が発生し、この影響を抑えることが課題となる。
【０００６】
また、特開平１０−０２７４４２によると、リピータブルランアウトを測定する方法が記されており、この方法では、磁気ディスク装置の制御系、および、アクチュエータの特性を、一巡伝達関数によって表し、磁気ディスク装置のトラック追従制御系の位置誤差を測定し、その位置誤差と、制御系および一巡伝達関数を用いて、リピータブルランアウトを求めるが、
モデルから求める一巡伝達関数の、実際の制御系との誤差、特に、アクチュエータの伝達関数の誤差が、そのまま、リピータブルランアウトの計算結果として算出されるため、一巡伝達関数の選び方が問題となる。
【０００７】
一巡伝達関数を選ぶためには、アクチュエータの伝達関数を、慎重に求めるため、システム同定を行う必要があり、この工程には、時間が必要であり、生産工程の時間を長くする要因となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の磁気ディスク装置は、前記ＲＲＯによる影響を除去するためには、組み込まれたサーボパターンから、このＲＲＯの成分を測定して、その影響を除去した、データトラックを形成する手段を実現し、目標位置に対して、磁気ヘッドを高い精度で追従させることを特徴としたものである。
【０００９】
アクチュエータモデルとは、例えばサーボトラック１周分のサーボパターンをヘッドにより読み出したサーボ信号のランアウトとの誤差を表し、リピータブルランアウトを求める過程においては、アクチュエータモデルから得られる推定位置と、実際の磁気ヘッドの検出位置の差から、リピータブルランアウトの位相と、交流成分のみ測定し、その測定値を、可変ゲインで逓倍しながら、トラック追従の参照位置に加えていき、実際の位置誤差が、最小になるように、可変ゲインを制御していく方法である。
【００１０】
この方法によれば、アクチュエータモデルを使って、リピータブルランアウトの位相と、交流成分のみを求めるため、アクチュエータモデルの誤差から受ける直流成分の影響を受けず、リピータブルランアウトの値が正確に求められる。
【００１１】
本発明によれば、サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の磁気ディスク装置は、
周方向に複数に分割されたデータ領域の間に、トラック番号と複数の位置認識のための信号が記録されたサーボセクタが設けられた磁気ディスクと、前記磁気ディスクにデータを記録再生するヘッドを駆動するアクチュエータが構成された磁気ディスク装置の制御装置において、
ヘッドをデータトラックに位置決め追従制御するために、あらかじめ書き込まれた、位置決めのためのサーボトラックに含まれる、半径方向のリピータブルランアウトを測定するための制御装置であって、
位置決め制御系の内部に生成された、アクチュエータモデルから得られるモデル推定位置を計算し、実際の磁気ヘッドの検出位置を得て、
前記モデル推定位置と、前記磁気ヘッドの検出位置との推定誤差を計算し、前記推定誤差を可変ゲインで乗算して、追従するサーボトラック参照位置に加え、その追従する位置誤差が最小になるように、前記可変ゲインを制御して得られた相対差を用いて、磁気ヘッドを位置決め制御することを特徴としたものであり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の磁気ディスク装置は、
請求項１に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、データトラックに追従する、位置決め制御系の誤差を小さくするために、サーボトラックに対する、相対差であり、位置決め制御系は、追従するためのサーボトラックに相対差を加えた位置をデータトラックとして設定し、そのデータトラックを参照位置として追従、制御することを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の磁気ディスク装置は、
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対的な推定誤差は、その情報を、前記磁気記録媒体のデータトラックの領域に記録されていることを特徴とした、磁気ディスクのヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１５】
本発明の請求項８に記載の磁気ディスク装置は、
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、その情報を、不揮発性のメモリの中に記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１６】
本発明の請求項９に記載の磁気ディスク装置は、
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１７】
本発明の請求項１０に記載の磁気ディスク装置は、
請求項５に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、磁気ディスクの記録媒体の半径方向の位置情報と、回転方向の時間情報として記録していることを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１８】
本発明の請求項１３、１４に記載の磁気ディスク装置は、
請求項１に記載のサーボトラックとデータトラックの相対差は、複数面の磁気ディスクで構成される、磁気ディスク装置においては、最初に相対差を計測される、磁気ディスクの面の、データトラック位置を参照して、他の磁気ディスク面の、サーボトラックと、参照される、データトラックと差を相対差として、計測することを特徴とした、磁気ディスク装置のヘッド位置制御装置であり、
サーボパターンにＲＲＯが重畳しても、磁気ヘッドを正確に追従して制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【００１９】
（実施の形態１）
つぎに、本発明の請求項に記載された発明の実施の形態について、図２、図５、を用いて説明する。
【００２０】
図１１は、磁気ディスク装置の磁気ディスクと、磁気ヘッドの関係を表した図である。
【００２１】
磁気ヘッド１１０１は、アクチュエータ１１０２によって、磁気ディスク１１００上に位置決めされる。アクチュエータは、ボイスコイルモーター１１０４によって回転駆動し、その回転駆動の中心は、アクチュエータのピボット１１０３を中心に駆動する。
【００２２】
磁気ディスクには、磁気ヘッドの現在位置を認識するための、サーボパターンが形成されている。
【００２３】
図２は本発明の一実施例における磁気ディスクのサーボセクタフォーマットの図である。
【００２４】
磁気ディスク２１０上のサーボトラックの配置は、外周に２０１のトラック０が配置され、内周に２０２の最大トラックが存在するように配置されている。それぞれのトラックは、同心円構造をとっている。
【００２５】
トラックでのサーボセクタ２１１の配置は、周方向に対して等間隔に配置されており、サーボセクタとサーボセクタの間に、データセクタ２１３が配置される。データデクタのデータサイズは、サーボセクタの間隔および、その密度によって、サイズが可変となる。
【００２６】
それぞれのサーボセクタは、２０３の同期検出部、２０４のトラック番号部、２０５のサーボセクタ番号部、２０６のＡバースト部、２０７のＢバースト部、２０８のＣバースト部、２０９Ｄバースト部から構成される。
【００２７】
このフォーマットにしたがって、サーボパターンを書き込まれた、磁気ディスクを、磁気ディスク装置の筺体に組み込むことにより、同心円の構造をした、サーボトラックの中心が、ディスクシフトにより、ずれることになる。
【００２８】
図５にサーボトラックとデータトラックの相対差について、説明をする。
【００２９】
この図において、同心円の構造をした、サーボトラック５０２の中心は、５０１になる。この磁気ディスクを磁気ディスク装置の筺体に組み込むことにより、組み立て時のずれによって、磁気ディスクの回転中心が５０３の位置にずれる。この回転中心からみると、この回転中心を中心とした、トラックは、５０４になる。
【００３０】
このディスクシフトのずれによって、回転中心５０３を中心にディスクが回転することで、サーボトラック５０２を追従する、磁気ヘッドの軌跡には、リピータブルランアウト（ＲＲＯ）とよばれる、位置誤差が発生する。
【００３１】
図１０にこのリピータブルランアウトの影響を示す。
【００３２】
サーボトラック１周において、その位置誤差を検出した場合、位置誤差の信号には、正弦波の形をした影響１０００がみられる。このグラフの縦軸は、位置誤差１００１を示し、横軸は、ディスク１回転分の時間１００４を示している。
【００３３】
このような、サーボトラックに追従する場合には、ディスクシフトによる、リピータブルランアウトが発生するため、この影響を除去するために、組み込まれたディスクの回転中心を、その中心とする、同心円構造をもった、データトラック５０４を新たに形成する。このデータトラックに磁気ヘッドを追従することにより、リピータブルランアウトの影響を除去することが、可能となる。
【００３４】
この場合の、サーボトラック５０２のデータトラック５０４に対する半径方向の相対差は、サーボトラック５０２の各サーボセクタの位置と、データトラック５０４のデータトラックの各サーボセクタの位置の差によって計算される。
【００３５】
たとえば、サーボトラック５０２のサーボセクタ５０５と、データトラック５０４のサーボセクタ５０６の半径方向の相対差は、
（サーボセクタ５０５の半径方向の位置）−（データトラックのサーボセクタ５０６の半径方向の位置）
で計算される。
【００３６】
各サーボセクタの位置情報には、この相対差が加えられ、その位置情報によって、データトラックの位置が形成される。
【００３７】
（実施の形態２）
以下本発明の請求項に記載された発明の実施の形態について図１を参照しながら説明をする。
【００３８】
図１は本発明の一実施例におけるヘッド位置決め装置の基本ブロック図である。
【００３９】
サーボトラックに対応する、データトラックの相対差を計測するための制御系を示す。アクチュエータ１０１は、磁気ディスク上のデータトラックを読み取るために磁気ヘッドを位置決めするためのものであり、アクチュエータで位置決めを行い、位置決めされた磁気ヘッドからはデータトラックからの信号が読み取られ、位置検出部１０２に送られる。
【００４０】
位置検出部では、データセクタの情報と、サーボセクタの情報が混在して、送られてくるが、位置検出部では、その混在した、情報から、サーボセクタ情報のみを検出して、位置情報を生成する。その位置検出部から、磁気ヘッドの検出位置１０３が、生成される。
【００４１】
アクチュエータモデル１０４からは、モデルから計算された、モデル推定位置１０５が得られる。この計算は、磁気ディスク装置に組み込まれた、コンピューターによって行われる。
【００４２】
この検出位置とモデル推定位置の差を推定誤差１０６とし、その推定誤差と、前記計算されたモデル推定位置より、状態推定器１０７により、推定位置１０８が計算される。
【００４３】
その推定位置１０８を、データトラック参照位置１１０に追従するために、制御出力生成手段１１１において、その制御量１１２を計算し、アクチュエータを制御する。
【００４４】
追従するための、データトラックは、そのデータトラックに対応した、サーボトラックとの相対差１１３によって、生成される。
【００４５】
その相対差の計測の方法は、前記サーボトラックに追従しながら、前記推定誤差を、相対差推定手段１１４において、トラック１周の、全サーボセクタ分、記憶しておく。この計測時には、スイッチ１、１１５をＯＮにしておき、記憶が終了した時点で、スイッチ１をＯＦＦする。
【００４６】
次に、スイッチ２、１１６、３、１１７をＯＮにして、サーボトラックに追従しながら、推定誤差を計測し、相対差評価手段１１８において、位置誤差１２０の振幅を計測し、その振幅が、最小になるように、相対差推定手段に対して、前記記憶した、相対誤差を可変ゲインにより、Ｎ倍していき、相対差を生成していく。
【００４７】
その結果、データトラック参照位置１１０は、サーボトラック参照位置１１９と、生成された相対差１１３の和として生成されることになる。
【００４８】
図３は、前記状態推定器、および、アクチュエータモデル、モデル推定位置、推定誤差について説明したものである。
【００４９】
図に示されるブロックは、アクチュエータによって移動するヘッドの推定位置（ＸＥ１）３１３、推定速度（ＸＥ２）３１４、を算出するためのシステムのブロック図である。アクチュエーターの位置は、サーボセクタの情報をデコードすることで、検出位置３０５として認識されるが、予め計算されたモデル推定位置（ＸＥＰ１）３０９との差をとって推定誤差（ＥＳＴＥＲＲ）３０６として、推定ゲイン部３０７で、３つの推定ゲイン（推定位置ゲイン、推定速度ゲイン、推定偏差ゲイン）に乗算されて、３つの補正量として、モデル推定位置、モデル推定速度、モデル推定偏差に加算され、推定位置（ＸＥ１）３１３、推定速度（ＸＥ２）３１４、として算出される。
【００５０】
図４に推定位置（ＸＥ１）、推定速度（ＸＥ２）、推定偏差（ＸＥ３）を算出する過程のフローチャートを示す。Ｓ４０のステップで推定誤差（ＥＳＴＥＲＲ）２８を計算し、Ｓ４１のステップで推定位置（ＸＥ１）３１を計算し、Ｓ４２のステップで推定速度（ＸＥ２）３２を計算し、Ｓ４３のステップで推定偏差（ＸＥ３）３３を計算している。Ｓ４４のステップでは、モデルから算出したモデル推定位置（ＸＥＰ１）、モデル推定速度（ＸＥＰ２）、モデル推定偏差（ＸＥＰ３）を算出するが、この値を算出する場合に用いるアクチュエータモデルをあらわす行列、ＰＨＩとＧＡＭＭＡについては、以下の過程で算出する。
【００５１】
アクチュエータモデルの求め方としては、
まず、アクチュエーターを制御入力（Ｕ）に対するヘッドの変位量（Ｙ）の関係で数式化し、両辺をラプラス変換することで数式１を得る。
2004192692.tif 000003
【００５２】
ここで、変位量をＸ１、速度をＸ２とすると、ｓは微分操作であるため、
2004192692.tif 000004
【００５３】
を得る。
【００５４】
数式２を状態方程式として行列表現であらわすと
2004192692.tif 000005
【００５５】
数式３を制御のサンプリング時間において離散時間系の状態方程式に置きかえると、
2004192692.tif 000006
【００５６】
という形式となる。このようにして導かれたＰＨＩ、ＧＡＭＭＡを推定位置（ＸＥ１）、および推定速度（ＸＥ２）を算出する際に用いている。また、Ｓ４１、Ｓ４２のステップで用いられる推定位置ゲイン（Ｌｃ１）、推定速度ゲイン（Ｌｃ２）の算出の方法としては、予め計測された、位置情報のセンサーノイズ（発明の実施形態２で記述）の分散値行列をＲ、制御入力（Ｕ）に重畳するノイズの分散値行列をＱとし、数式５のアルゴリズムを解いて算出する。
2004192692.tif 000007
【００５７】
図６に偏差推定システムのブロック図、図７に推定偏差を算出するためのアルゴリズムのフローチャートを示す。推定偏差は、実際のアクチュエータと、上記（１）〜（４）式でのＰＨＩ、ＧＡＭＭＡで与えられる数式化されたモデル誤差および、アクチュエータに影響を及ぼす定常的な外乱の大きさを算出するものである。図７のＳ７０のステップで、推定誤差（ＥＳＴＥＲＲ）を算出し、Ｓ７１ステップでは、推定誤差に推定偏差ゲイン（Ｌｃ３）を乗算し、制御毎に積算していき、Ｓ７２のステップでは、制御入力（Ｕ）から積算された推定偏差（ＸＥ３）を減算し、新たな制御入力（Ｕ）としてアクチュエータの制御を行う。推定偏差ゲイン（Ｌｃ３）は、応答速度に応じて決定される。
【００５８】
図１２に位置制御量生成手段における制御量計算のフローチャートを示す。まず、Ｓ１２０のステップでは、推定位置（ＸＥ１）、推定速度（ＸＥ２）、推定偏差（ＸＥ３）、を算出し、Ｓ１２１において、制御入力（Ｕ）を計算する。計算式は、
2004192692.tif 000008
【００５９】
となる。位置フィードバックゲイン（Ｋ１）、速度フィードバックゲイン（Ｋ２）は、制御の応答の速さに応じて決定される値である。
【００６０】
（実施の形態３）
以下本発明の請求項に記載された発明の実施の形態について図８を参照しながら説明をする。
【００６１】
図８は本発明の一実施例におけるサーボトラックとデータトラックの相対差を説明する図である。
【００６２】
サーボトラック中心８０１を中心とした同心円構造をした、サーボトラック８０２に対応した、データトラック８０３との相対差は、サーボトラックの各サーボセクタに対応した、データトラックにおけるサーボセクタのそれぞれの、半径方向の差８０４と、データトラックの各サーボセクタの時間的な間隔８０５を情報として持っている。
【００６３】
それらの情報を、どのように持つかについては、二通りの方法がある。
【００６４】
ひとつは、各サーボセクタの中に、書き込む方法と、
もうひとつは、システム情報を書き込む、システム情報書き込みトラック内に書き込んでおく方法である。
【００６５】
システム情報書き込みトラックを読み取るための、システム情報書き込みトラックに対応した、サーボトラックとの相対差は、あらかじめ、不揮発性メモリーに保持され、電源投入時に読み込まれ、システム情報が読み込まれる。
【００６６】
そのシステム情報は、システムの揮発性メモリに読み込まれ、それ以降のデータトラックの読み込みに使われる。
【００６７】
半径方向の相対差の情報は、半径方向のトラックをいくつかの、ゾーンに分けて、そのゾーンごとに、トラック１周分のサーボセクタのそれぞれに対応したデータトラックのサーボセクタに対する、半径方向の相対差の情報として、定義される。
【００６８】
回転方向の、サーボセクタの検出間隔の時間情報８０６は、
同一のサーボトラックにおける、サーボセクタの検出間隔は、同じ時間間隔であるが、前記半径方向の相対差から生成された、データトラックは、複数のサーボトラックにまたがって、形成されるため、サーボセクタの検出間隔が同一ではなくなる。
【００６９】
このため、データトラックに磁気ヘッドが追従する場合には、サーボセクタを検出するタイミングを、サーボセクタ毎に更新する必要がある。
【００７０】
そのため、データトラックに追従するときには、サーボセクタを読み取るごとに、次に検出されるサーボセクタを検出するタイミングを情報として取り込み、サーボセクタを検出していく。
【００７１】
また、データセクタに書き込まれる、データのサイズ８０７は、このサーボセクタの時間間隔によって、決定され、前記、各ゾーンごとに、データセクタのフォーマットも決定される。
【００７２】
（実施の形態４）
以下本発明の請求項に記載された発明の実施の形態について図９を参照しながら説明をする。
【００７３】
図９は本発明の一実施例における複数の磁気ヘッドと磁気ディスクをもつ磁気ディスク装置のデータトラックの生成方法を説明する図である。
【００７４】
磁気ヘッドの複数存在する、磁気ディスク装置においては、その磁気ヘッドに対応した、複数のディスク面をもつが、この複数のディスク面におけるデータトラックの生成の方法を説明する。
【００７５】
まず、９０１は、参照ディスク面のデータトラックであり、前記方法で、サーボトラックと、データトラックの相対差を計測し、データトラックを生成したものである。
【００７６】
今、この参照ディスク面から、他のディスク面のデータトラックの生成を説明する。
【００７７】
まず、前記説明した、最初にデータトラックを生成した、ディスク面９０７を参照ディスク面とし、参照ディスク面において、そのデータトラックに磁気ヘッドを追従させる。但し、検出するサーボセクタは、ひとつおきに、検出を行う。図において、参照ディスク面での検出するサーボセクタは、９０１、９０２を検出し、９０３のサーボセクタは検出をしない。９０１と９０２の検出間隔の時間に、測定するディスク面９０８のサーボセクタ１回だけ検出する。そのタイミングは、９０４、９０５になる。その測定するディスク面における、サーボトラックとデータトラックの相対差は、測定するディスク面のサーボセクタ９０４、９０５における半径方向の位置と、参照するディスク面のデータトラックにおける、サーボセクタ９０１、９０２において、すでに測定されている、相対差を加えた位置との差とする。
【００７８】
この測定によって、参照するディスク面のデータトラックの半径方向の位置と同じ位置に、他のディスク面のデータトラックを形成することで、磁気ヘッドを切り替えてアクセスを行う場合においても、移動距離や、リピータブルランアウトによる影響を低減できるため、早いアクセスが可能となる。
【００７９】
このようにして、複数のディスク面をもつ磁気ディスク装置においても、ヘッドの切り替えアクセスを効率よく行え、また、ディスクシフトの影響による、リピータブルランアウトの影響を低減した、データトラックフォーマットが実現可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、磁気磁気ヘッドを制御するための位置情報を正確に検出し、磁気記録再生装置において、磁気ヘッドの位置を高精度に認識することを特徴としたものである。
【００８１】
本発明によれば、サーボ信号にリピータブルランアウトが重畳しても、安定に、磁気ヘッドを位置を認識して、目標位置に追従する制御を行える磁気ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヘッド位置決め装置の基本ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるサーボセクタフォーマット図
【図３】本発明の実施の形態２における状態推定器のブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における推定システムの推定計算フローチャート
【図５】本発明の実施の形態１におけるサーボトラックとデータトラックの相対差の説明図
【図６】本発明の実施の形態２における推定偏差システムのブロック図
【図７】本発明の実施の形態２における推定偏差システムの計算フローチャート
【図８】本発明の実施の形態３におけるサーボトラックとデータトラックの相対差を示す図
【図９】本発明の実施の形態４における複数の磁気ヘッドと磁気ディスクをもつ磁気ディスク装置のデータトラック生成方法を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるリピータブルランアウトの説明図
【図１１】本発明の実施の形態１における磁気ディスクと磁気ヘッドの構成図
【図１２】本発明の実施の形態２における位置制御の計算フローチャート
【符号の説明】
１０１  アクチュエータ
１０２  位置検出部
１０３  磁気ヘッドの検出位置
１０４  アクチュエータモデル
１０５  モデル推定位置
１０６  推定誤差
１０７  状態推定器
１０８  推定位置
１１０  データトラック参照位置
１１１  制御出力生成手段
１１２  制御出力
１１３  相対差
１１４  相対差推定手段
１１５  スイッチ１
１１６  スイッチ２
１１７  スイッチ３
１１８  相対差評価手段
２０１  トラック０
２０２  最大トラック
２０３  同期検出部
２０４  トラック番号部
２０５  サーボセクタ部
２０６  Ａバースト部
２０７  Ｂバースト部
２０８  Ｃバースト部
２０９  Ｄバースト部
３０１  制御入力
３０２  アクチュエータ
３０３  位置信号
３０４  位置検出部
３０５  検出位置
３０６  推定誤差
３０７  推定ゲイン
３０８  推定ゲイン計算部
３０９  モデル推定位置
３１０  遅延器
３１１  制御入力
３１２  モデル推定計算部
３１３  推定位置
３１４  推定速度
３１５  状態推定器
３１６  モデル推定位置
３１７  アクチュエータモデル
５０１  サーボトラックの中心
５０２  サーボトラック
５０３  磁気ディスクの回転中心
５０４  データトラック
５０５  サーボトラックのサーボセクタ
５０６  データトラックのサーボセクタ
６０１  制御入力
６０２  アクチュエータ
６０３  位置信号
６０４  位置検出部
６０５  検出位置
６０６  推定誤差
６０７  偏差推定ゲイン
６０８  推定ゲイン計算部
６０９  モデル推定位置
６１０  遅延器
６１１  制御入力
６１２  モデル推定計算部
６１３  アクチュエータモデル
６１４  状態推定器
８０１  サーボトラック中心
８０２  サーボトラック
８０３  データトラック
８０４  半径方向の相対差
８０５  サーボセクタの間隔の相対差
８０６  サーボセクタの間隔の相対差の情報
８０７  データのサイズ
９００  参照ディスク面のデータトラック
９０１，９０２  参照ディスク面の検出するサーボセクタ
９０３  参照ディスク面の検出しないサーボセクタ
９０４，９０５  計測ディスク面の検出するサーボセクタ
９０６  計測ディスク面の検出しないサーボセクタ
【図１】
2004192692.tif 000009
【図２】
2004192692.tif 000010
【図３】
2004192692.tif 000011
【図４】
2004192692.tif 000012
【図５】
2004192692.tif 000013
【図６】
2004192692.tif 000014
【図７】
2004192692.tif 000015
【図８】
2004192692.tif 000016
【図９】
2004192692.tif 000017
【図１０】
2004192692.tif 000018
【図１１】
2004192692.tif 000019
【図１２】
2004192692.tif 000020