(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクドライブの制御方法において：
トラック探索の際の，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における変換器の加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって誘導された加速度軌跡を用いて変換器を目標トラックに移動させ，
前記コンボルーション演算によって誘導される加速度軌跡は，総シーク時間を４つの区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に分ければ，前記Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４区間における加速度ａ１［ｎ］，ａ２［ｎ］，ａ３［ｎ］及びａ４［ｎ］は，
【数１】
0004758633.tif 000020
【数２】
0004758633.tif 000021
【数３】
0004758633.tif 000022
【数４】
0004758633.tif 000023
【数５】
0004758633.tif 000024
【数６】
0004758633.tif 000025
であることを特徴とする，ディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項２】
前記コンボルーション演算に用いられる２個の信号は，それぞれ階段波信号及び左右対称の波形信号を含むことを特徴とする，請求項１に記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項３】
前記階段波信号は，大きさが１である単位階段波信号を含むことを特徴とする，請求項２に記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項４】
前記左右対称の波形信号は，三角波信号を含むことを特徴とする，請求項２または３に記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項５】
前記コンボルーション演算に用いられる２個の信号の大きさ及び周期の長さを変化させて加速度一定区間を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項６】
前記コンボルーション演算は，加速区間および／または減速区間の１／２に該当する軌跡のみを演算した後に，信号の周期性を用いて残りの軌跡を生成することを特徴とする，請求項１から５のいずれかに記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項７】
前記ｃを１に設定することを特徴とする，請求項１に記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項８】
前記関数ｘ［ｎ］は，コンボルーション演算過程から乗算演算を省くために単位階段関数で設計することを特徴とする，請求項１または７に記載のディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項９】
トラック探索の開始部分及びトラック探索の終了部分における変換器の加速度変化量が０になるように，２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］の積の合計を含むコンボルーション演算によって生成された加速度軌跡にしたがって，前記変換器をディスクの目標トラックに移動させる段階と；
前記２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］を下記のように，
【数７】
0004758633.tif 000026
【数８】
0004758633.tif 000027
変形させる段階と；
を含むことを特徴とするハードディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法。
【請求項１０】
トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における変換器の加速度の変化量が０になるように，２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］の積の合計を含むコンボルーション演算によって生成された加速度軌跡にしたがって，変換器をディスクの目標トラックに移動させる段階と；
前記２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］を下記のように，
【数９】
0004758633.tif 000028
【数１０】
0004758633.tif 000029
変形させる段階と；
を含むハードディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法を実行するためのプログラムが記録されることを特徴とする，コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクドライブ制御方法，ディスクドライブのトラック探索サーボ制御装置，ディスクドライブ，及び記録媒体に係り，特にディスクドライブにおける騷音を低減させつつ，トラック探索時間を短縮させるためのディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法及び装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：以下，ＨＤＤと称する。）は，回転する単一または複数のディスクそれぞれの磁界を感知して磁化させることにより，情報の書込み，読出しができる複数の磁気変換器を含んでいる。この情報は，環状のトラック内に位置する複数のセクタ内に保存される。ディスクの各表面を横切って付与されるトラック番号がある。垂直的に類似したトラックの番号は，時にはシリンダと称する。したがって，各トラックはシリンダ番号によって定義されることもある。
【０００３】
各変換器は，一般的に，ヘッドジンバルアセンブリ（Ｈｅａｄ  Ｇｉｍｂａｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：以下，ＨＧＡと称する。）に組み込まれているスライダ内に統合されている。各ＨＧＡはアクチュエータアームに装着されている。アクチュエータアームは，ボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ：以下，ＶＣＭと称する。）を共に特定するマグネチックアセンブリに隣接して位置するボイスコイルを有している。ＨＤＤは通常，ＶＣＭを励起させる電流を供給する駆動回路，及びコントローラを含む。ここで，ＶＣＭはアクチュエータアームを回転させて変換器をディスクの表面を横切って移動させる。
【０００４】
情報を書込み，または読出す時，ＨＤＤは変換器を１つのシリンダから他のシリンダに移動させるためのシークルーチンを実行する可能性がある。シークルーチンの途中に，変換器をディスク表面の新たなシリンダの位置に移動させる電流によってＶＣＭは励起される。また，コントローラは，変換器が正確なシリンダ位置及びトラックの中央に移動されることを保証するサーボルーチンを実行する。
【０００５】
ディスクから情報を読出し，または書込むのに必要な時間を最小化することが望ましい。そのため，ドライブによって実行されるシークルーチンは，変換器を最も短い時間内に新たなシリンダ位置に移動させなければならない。また，ＨＧＡの安定時間は，変換器が速やかに情報を書込み，または読出すことができ，一度に新たなシリンダに隣接して位置させるために最小化されなければならない。
【０００６】
一般的に，目標トラックに速かに変換器を移動させるために，矩形波形態の加速度軌跡に適用してシークサーボ制御を実行した。しかし，矩形波は高い周波数成分の高調波を含んでおり，これはＨＧＡで機械的な共振を招いて高い自然周波数で機械的な構成要素またはアセンプリを励起させる。これは，残余振動によって，聴覚的なノイズ，望まない振動，及びこれと関連した安定時間をもたらした。従来の技術の矩形波によって生成された機械的な共振は，ディスクから情報を書込み，または読出すために必要とされる安定及び全体時間のいずれをも増加させるという問題点があった。
【０００７】
このような問題点を解決するために開発された技術が，正弦波形態の加速度軌跡を利用したシーク制御方法であり，これによる加速度方程式，速度方程式，及び位置方程式は数式１の通りである。
【０００８】
【数１１】
0004758633.tif 000002
・・・（数式１）
【０００９】
ここで，定数
【数１２】
0004758633.tif 000003
はそれぞれ加速度定数，電流振幅，トラック探索時間を示す。
【００１０】
このような，正弦波加速度軌跡を使用する場合には，矩形波加速度軌跡を使用する場合に比べてトラック探索時間が約１０％程度延長するという短所がある。また，数式１のような正弦波加速度軌跡を利用する場合にも，トラック探索開始部分及び終了部分で発生する一定量のジャークにより，相変らず機械的騷音及び振動が発生する。
【００１１】
ここで，ジャークは加速度を微分した値（加速度の変化量）を意味する。特に，トラック探索開始部分及び終了部分で発生するジャーク値は機械的騷音及び振動の原因となる。
【００１２】
しかし，トラック探索時に矩形波加速度軌跡を利用する場合には，探索開始及び終了部分でのジャーク値は数式２で分かるように無限大数を有する。
【００１３】
【数１３】
0004758633.tif 000004
・・・（数式２）
【００１４】
そして，トラック探索時に正弦波加速度軌跡を利用する場合には，探索開始及び終了部分でジャーク値は数式３で分かるように正弦波の最大値を有する。
【００１５】
【数１４】
0004758633.tif 000005
・・・（数式３）
【００１６】
したがって，数式１による正弦波加速度軌跡を利用するシークサーボは，矩形波加速度軌跡を利用する場合に比べてジャーク値が改善されたが，数式３で分かるように正弦波の最大値程度のジャーク値がトラック探索開始及び終了部分で発生し，相変らず機械的騷音及び振動の原因となるという問題点があった。
【００１７】
また，加速度軌跡に用いられる正弦波は，ディスクドライブ設計段階にあらかじめ計算されてマイクロプロセッサのメモリに保存され，ディスクドライブの動作中に加速度軌跡の生成段階でメモリに保存された値を利用することになる。したがって，メモリの使用量を増加させるという問題点があった。
【００１８】
次に，シークモード実行時の機械的騷音を減らすために開発された技術として，例えば特許文献１がある。
【００１９】
特許文献１に記載された技術は，一般フーリエ級数シーク加速度軌跡を適用してシーク時間短縮，及びシークモード実行時に発生する機械的な振動などの性能を改善させることを特徴とする。
【００２０】
【特許文献１】韓国特許公開２００１−００６７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし，上記の技術もまた，加速度軌跡生成に用いられる一般フーリエ級数が複数の正弦波信号の和で表現されるので，メモリに別途のサインまたはコサインテーブルを保存させなければならないという問題点があった。また，加速度軌跡の開始及び終了点におけるジャークに対する考慮がないので，トラック探索開始及び終了部分でジャーク値が０にならず，ジャークによる機械的騷音及び振動が発生するという問題点を改善できなかった。
【００２２】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，コンボルーション演算によって生成された加速度軌跡を用いてメモリ利用量を減らし，トラック探索の開始及び終了部分で発生するジャーク値を最小化して機械的騷音を低減すると同時に，トラック探索時間を短縮させることの可能な，ディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法，ディスクドライブのトラック探索サーボ制御装置，ディスクドライブ，及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ディスクドライブの制御方法において：トラック探索の際に，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における変換器の加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって誘導された加速度軌跡を用いて変換器を目標トラックに移動させることを特徴とする，ディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法が提供される。トラック探索の際とは，トラック探索モード実行時である。
【００２４】
上記コンボルーション演算に用いられる２個の信号は，それぞれ階段波信号及び左右対称の波形信号を含んでもよい。階段波信号とは，波形が階段状になる信号である。
【００２５】
上記階段波信号は，大きさが１である単位階段波信号を含んでもよい。大きさが１である単位階段波信号とは，波形の階段が１段のみであり，かつ，その階段部分の値が１である信号をいい，例えばパルス信号（矩形波信号）などが含まれる。
【００２６】
上記左右対称の波形信号は，三角波信号を含んでもよい。三角波信号とは，波形が三角になる信号である。
【００２７】
上記コンボルーション演算に用いられる２個の信号の大きさ及び周期の長さを変化させて加速度一定区間を生成するようにしてもよい。
【００２８】
上記コンボルーション演算は，加速区間および／または減速区間の１／２に該当する軌跡のみを演算した後に，信号の周期性を用いて残りの軌跡を生成するようにしてもよい。
【００２９】
上記コンボルーション演算によって誘導される加速度軌跡は，総シーク時間を４つの区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に分ければ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４区間における加速度ａ１［ｎ］，ａ２［ｎ］，ａ３［ｎ］及びａ４［ｎ］は，
【数１５】
0004758633.tif 000006
【数１６】
0004758633.tif 000007
【数１７】
0004758633.tif 000008
【数１８】
0004758633.tif 000009
【数１９】
0004758633.tif 000010
【数２０】
0004758633.tif 000011
であってもよい。
【００３０】
上記ｃを１に設定してもよい。
【００３１】
上記関数ｘ［ｎ］は，コンボルーション演算過程から乗算演算を省くために単位階段関数で設計してもよい。
【００３２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ディスクドライブ制御装置において：トラック探索の際の，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分において加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって加速度軌跡を生成し，加速度軌跡を適用して設計位置値，設計速度値及び設計加速度値を演算するシーク軌跡生成器と；変換器がディスク内で移動する実際位置値，実際速度値及び加速度値を決定する状態推定器と；設計位置値から実際位置値を減算して出力する第１合算器と；第１合算器の出力値に，位置補正のための所定の位置ゲインをかけ合わせて位置補正値を生成する位置制御ゲイン補償器と；位置補正値及び設計速度値を合算し，位置補正値及び設計速度値の合算値から実際速度値を減算して出力する第２合算器と；第２合算器の出力値に，速度補正のための所定の速度ゲインをかけ合わせて速度補正値を生成する速度制御ゲイン補償器と；速度補正値及び設計加速度値を合算して，速度補正値及び設計加速度値の合算値から実際加速度値を減算して加速度補正値を生成する第３合算器と；加速度補正値に相応して，ボイスコイルに供給される電流を可変させるアクチュエータと；を含むことを特徴とするディスクドライブのトラック探索サーボ制御装置が提供される。
【００３３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，変換器をディスクの表面を横切って移動させるアクチュエータと；トラック探索の際の，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって誘導された加速度軌跡を用いて変換器を目標トラックに移動させるようにアクチュエータを制御するコントローラと；を含むことを特徴とするディスクドライブが提供される。
【００３４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ディスクドライブ制御方法において：トラック探索の際の，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって誘導された加速度軌跡に相応する電流をボイスコイルに印加するトラック探索制御プロセスによって，変換器を目標トラックに移動させることを特徴とするディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法が提供される。
【００３５】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，変換器をディスクの表面を横切って移動させるアクチュエータと；トラック探索の際の，トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算によって誘導された加速度軌跡に相応する電流をボイスコイルに印加し，変換器を現在のトラックから目標トラックに移動させるようにアクチュエータを制御するコントローラと；を含むことを特徴とするディスクドライブが提供される。
【００３６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ハードディスクドライブにおけるトラック探索時にコンボルーション演算を通じて加速度軌跡を生成する段階と；トラック探索開始部分及びトラック探索終了部分における加速度変化量が０になる加速度軌跡にしたがって変換器をディスクの目標トラックに移動させる段階と；を含むことを特徴とするハードディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法が提供される。
【００３７】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，トラック探索の開始部分及びトラック探索の終了部分における変換器の加速度変化量が０になるように，２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］の積の合計を含むコンボルーション演算によって生成された加速度軌跡にしたがって，変換器をディスクの目標トラックに移動させる段階と；
２個の離散信号ｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］を下記のように，
【数２１】
0004758633.tif 000012
【数２２】
0004758633.tif 000013
変形させる段階と；を含むことを特徴とするハードディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法が提供される。
【００３８】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，トラック探索の際の，トラック探索の開始部分及びトラック探索の終了部分における加速度の変化量が０になるように，コンボルーション演算を通じて加速度軌跡を生成する段階と；加速度軌跡を用いて設計位置値，設計速度値，及び設計加速度値を計算する段階と；ディスク上を動く変換器の実際位置値，実際速度値，及び実際加速度値を決定する段階と；設計位置値から実際位置値を減算して第１出力値を得る段階と；第１出力値に所定の位置ゲインをかけ合わせて位置補正値を生成する段階と；位置補正値及び設計速度値を合算し，位置補正値及び設計速度値の合算値から実際速度値を減算して第２出力値を得る段階と；第２合算器の出力値に速度補正のための所定の速度ゲインをかけ合わせて速度補正値を生成する段階と；，速度補正値及び設計加速度値を合算し，速度補正値及び設計加速度値の合算値から実際加速度値を減算して加速度補正値を生成する段階と；加速度補正値に相応してボイスコイルに供給される電流を可変させる段階と；を含むことを特徴とするディスクドライブのトラック探索サーボ制御方法が提供される。
【００３９】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上記いずれかのトラック探索サーボ制御方法を実行するためのプログラムが記録されることを特徴とする，コンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明したように本発明によれば，ディスクドライブのトラック探索制御時に，コンボルーション演算による加速度軌跡を用いてシーク制御を実行することによって，トラック探索開始及び終了部分における加速度の変化量が０になって機械的な振動及び騷音を最小化さることができる。また，正弦波加速度軌跡を利用するシーク技術に比べてトラック探索速度を向上させることができる。また，正弦波加速度軌跡を利用するシーク技術に比べてメモリの使用量を著しく減らすことができる。また，シーク制御のための演算速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４２】
一般的に，ディスクドライブにおいてトラック探索サーボの目的は，騷音及び振動を最小化しつつ，ヘッドを速かに所望の位置に移動させるところにある。矩形波の加速度軌跡を有するバンバン（Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ）シーク制御器は，探索時間の最小化には最も有利であるが，騷音及び振動側面では問題がある。一方，正弦波の加速度軌跡を有する探索制御器は，振動及び騷音側面では有利であるが，矩形波に比べて電流の使用という側面で非効率的である。したがって，探索時間が１０％程度長くなるという短所がある。
【００４３】
既存の２つの制御器は，いずれもトラック探索の開始及び終了部分において機械的振動及び騷音の原因になるジャークが存在する。
【００４４】
本実施形態は，このようなトラック探索の開始及び終了部分において発生するジャーク量を最小化し，騷音及び振動を減少させて探索性能を向上させることができる下記の新たな加速度軌跡を設計しようとするものである。
【００４５】
ジャークは突然の動きを意味し，加速度を微分した値，すなわち加速度の変化量を表し，ジャークの値が大きいほど，単位時間当りに作用する衝撃量が大きくなる。したがって，トラック探索の開始及び終了部分におけるジャーク値を最小化すれば，機械的振動，及びこれにともなう騷音を減らすことができる。図７のように，バンバンシーク制御機の場合は無限大のジャークが発生し，正弦波形態の加速度軌跡の場合はコサイン形態のジャークが発生して，トラック探索の開始及び終了部分におけるジャークがゼロにはならない。
【００４６】
以下に，本実施形態にかかるコンボルーション演算を利用した加速度軌跡の生成方法について説明する。本実施形態では，加速度軌跡生成時にトラック探索の開始及び終了部分のジャーク値を最小化するため，数式４のようなコンボルーション演算式を利用する。
【００４７】
【数２３】
0004758633.tif 000014
・・・（数式４）
ここで，ｎは探索区間のサンプリング値を意味する。
【００４８】
上記の数式４のコンボルーション演算に用いられるｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］は，一例であって図４に示したような波形に定義でき，これは数式５のように表現される。図４ではＴ＝２８と，図５ＡではＴ＝５０と定義した。
【００４９】
【数２４】
0004758633.tif 000015
・・・（数式５）
【００５０】
数式５によるｘ［ｎ］及びｈ［ｎ］を数式４に適用してコンボルーション演算を実行すれば，図５Ａに示されたコンボルーションシークの全体加速度軌跡の１／４が得られる。すなわち，加速区間の１／２の区間の加速度軌跡を生成させられる。具体的には例えば，図５Ａの全体シークタイムｎ＝２００（４Ｔ）のうち，０≦ｎ≦５０（Ｔ）区間の加速度軌跡が得られる。
【００５１】
そして，図５Ａで残余加速区間（５０＜ｎ≦１００）の加速度ａ２［ｎ］軌跡は，数式４及び数式５によって得た加速区間（０≦ｎ≦５０）の周期性を用いて，下記の数式６によって求められる。
【００５２】
【数２５】
0004758633.tif 000016
・・・（数式６）
【００５３】
そして，減速区間（１００＜ｎ≦２００）の加速度ａ３［ｎ］及びａ４［ｎ］軌跡は，加速区間の加速度軌跡の符号が反対であって絶対値の大きさは同一であるので，数式４を用いて下記の数式７によって求められる。
【００５４】
【数２６】
0004758633.tif 000017
・・・（数式７）
【００５５】
数式４，６，７を積分すれば，速度，位置軌跡を誘導でき，これについてのそれぞれの軌跡を図５Ｂ，図５Ｃに示した。さらに，数学式４，６，７を微分すれば，ジャーク軌跡を誘導でき，これについて図５Ｄに示した。
【００５６】
数式４に示されたように，コンボルーション演算式は離散化された２つの信号の積及び和の計算よりなるので，正弦波軌跡を利用する技術に比べてメモリ使用量を減らせ，また演算速度を上げられる。
【００５７】
特に，数式５に示されたように，ｘ［ｎ］の大きさが１である単位階段波信号を利用する場合には乗算が必要なくなり，加算のみでコンボルーション演算を実行でき，演算速度を画期的に向上させることができる。
【００５８】
しかし，数式５に示された式をコンボルーション演算して得た加速度軌跡を用いてシーク制御を実行する場合に，図５Ａに示された加速度軌跡から分かるように，電流使用の側面において正弦波加速度軌跡を利用する場合に比べて電流の使用量が少ないので，探索速度が低下する。
【００５９】
したがって，コンボルーション演算を利用しつつ，正弦波加速度軌跡を利用する従来のシーク技術に比べてシーク速度を上げてシーク性能を向上させるためには，コンボルーションに適用される２個の信号を数式８のように変形させる必要がある。
【００６０】
【数２７】
0004758633.tif 000018
【数２８】
0004758633.tif 000019
・・・（数式８）
【００６１】
数式８で，コンボルーション演算過程における乗算を省くためにｃ＝１と設計することが効率的である。すなわち，大きさが１である単位階段関数を利用することが効率的である。
【００６２】
数式８で，ｃ＝１，ｍ＝０．４と設定して数式４，６，７に適用すれば，図６Ａのようなコンボルーションシーク加速度軌跡が得られる。
【００６３】
図６Ａに示したように，シークタイム，２０≦ｎ≦８０及び１２０≦ｎ≦１８０区間で加速度が一定である加速度一定区間（加速度が一定に制限される加速度制限区間）が生成され，正弦波加速度軌跡を利用する場合に比べて電流の使用を増加させ，シーク速度を向上させることができる。
【００６４】
図６Ａのような軌跡のコンボルーションシーク加速度軌跡関数を積分すれば，図６Ｂ，Ｃのような速度及び位置軌跡が得られる。また，コンボルーションシーク加速度軌跡関数を微分すれば，図６Ｄのようなジャーク軌跡が得られる。
【００６５】
図６Ｄに示したように，コンボルーションシーク加速度軌跡を利用する場合には，シーク開始点及び終了部分におけるジャーク量が０になり，トラック探索の開始及び終了部分での機械的振動及び騷音を最小化させることができる。
【００６６】
次に，本実施形態にかかるディスクドライブのトラック探索サーボ制御装置について説明する。
【００６７】
まず，本実施形態にかかるトラック探索サーボ制御装置が適用されるハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：以下，ＨＤＤと称する。）について説明する。
【００６８】
図１は，本実施形態が適用されるＨＤＤ１０の構成を示す。
【００６９】
ドライブ１０は，スピンドルモータ１４によって回転される少なくとも１つの磁気ディスク１２を含んでいる。ドライブ１０は，ディスク１２の表面に隣接するように位置する変換器１６をさらに含んでいる。
【００７０】
変換器１６は，それぞれのディスク１２の磁界を感知して磁化させることにより，回転するディスク１２からの情報の読出し，回転するディスク１２への情報の書込みができる。一般的に，変換器１６は各ディスク１２の表面に結合されている。たとえ，単一の変換器１６として図示され説明されているとしても，これは，ディスク１２を磁化させるための記録用変換器，及びディスク１２の磁界を感知するための分離された読出し用の変換器よりなると理解されなければならない。読出し用の変換器は磁気抵抗（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子より構成される。
【００７１】
変換器１６はスライダ２０に統合されうる。スライダ２０は変換器１６とディスク１２表面間に空気ベアリングを生成させる構造となっている。スライダ２０は，ＨＧＡ２２（Ｈｅａｄ  Ｇｉｍｂａｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：以下，ＨＧＡと称する。）に結合されている。ＨＧＡ２２はボイスコイル２６を有するアクチュエータアーム２４に装着されている。ボイスコイル２６はＶＣＭ３０を特定するマグネチックアセンブリ２８に隣接するように位置している。ボイスコイル２６に供給される電流は，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を発生させる。アクチュエータアーム２４の回転により，変換器１６がディスク１２の表面を横切って移動する。
【００７２】
情報は一般的にディスク１２の環状トラック内に保存される。各トラック３４は一般的に複数のセクタを含んでいる。各セクタはデータフィールド及び識別フィールドを含んでいる。識別フィールドはセクタ及びトラック（シリンダ）を識別するグレーコードで構成されている。変換器１６は他のトラックにある情報を読出す／書込むためにディスク１２の表面を横切って移動する。
【００７３】
次に，ＨＤＤの電気的なシステムの動作について説明する。
【００７４】
図２はＨＤＤ１０を制御できる電気システム４０を示す。電気システム４０はリード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャンネル回路４４，及びプリアンプ回路４６によって変換器１６に結合されたコントローラ４２を含んでいる。コントローラ４２はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ），マイクロプロセッサ，またはマイクロコントローラよりなる。コントローラ４２は，ディスク１２から情報を読み出し，またはディスク１２に情報を書込むために，読出し／書込みチャンネル４４（以下，Ｒ／Ｗチャンネル４４とも称する。）に制御信号を供給する。情報は，通常，Ｒ／Ｗチャンネル４４からホストインタフェース回路５４に伝送される。ホストインタフェース回路５４は，パーソナルコンピュータのようなシステムとの間のインタフェースとして動作するために，ディスクドライブを許容するバッファメモリ及び制御回路を含んでいる。
【００７５】
コントローラ４２は，ボイスコイル２６に駆動電流を供給するＶＣＭ駆動回路４８に結合されている。コントローラ４２はＶＣＭの励起及び変換器１６の動きを制御するために，駆動回路４８に制御信号を供給する。
【００７６】
コントローラ４２は，書込み専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ素子５０のような不揮発性メモリ，及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）素子５２に結合されている。メモリ素子５０，５２はソフトウェアルーチンを実行させるためにコントローラ４２によって用いられる命令語及びデータを有している。ソフトウェアルーチンの１つとして，特定のトラックから他のトラックに変換器１６を移動させるシークルーチンがある。シークルーチンは，変換器１６を正確なトラックに移動させることを保証するためのサーバ制御ルーチンを有している。一実施例として，メモリ素子５０にはコンボルーション演算を用いて加速度軌跡を生成させるための数式４，６，７，８が保存されており，下記のように，駆動開始時にメモリ素子５２にこのような方程式が保存される。
【００７７】
図３は，コントローラ４２によって実行されるハードウェア及びソフトウェアで構成された，本実施形態によるトラック探索サーボ制御システムを示す。トラック探索サーボ制御システムは，変換器１６をディスク１２の目標トラックに正確に位置させる。コントローラ４２は，第１トラックに位置している変換器１６を，第１トラックから距離ＸＳＫに位置した新たなトラックに移動させるシークルーチンを実行する。新たなトラックと元のトラックとの間に位置する１つまたはそれ以上のトラックのグレーコードは，ディスク１２を横切って動く変換器１６で読出す。これは，変換器１６がトラックを横切って目標速度及び加速度で動いているかを，周期的にコントローラ４２が監視するのに用いられる。
【００７８】
トラック探索サーボ制御システムは，ソフトウェア及びハードウェアで構成された状態推定器６２を含む。状態推定器６２は，変換器１６が第１トラックから移動する実際距離または位置値ｘｒ（ｎ）を決定することができる。この実際位置値は，変換器１６の真下のトラックのグレーコードを読出すことによって決定されうる。状態推定器６２は，また変換器１６の実際速度値ｖｒ（ｎ）及び実際加速度値ａｒ（ｎ）を決定しうる。コントローラ４２が変換器１６の動きを正確に制御できるように，変換器１６が新たなトラック位置に動くことによって，グレーコードは周期的にサンプリングされうる。
【００７９】
シーク軌跡生成器６０は，変換器１６がトラック３４のグレーコードを読出す毎に数式４，６，７，８から誘導した加速度軌跡及び加速度軌跡を積分して得た速度及び位置軌跡から，変換器１６の設計位置ｘｄ（ｎ），設計速度ｖｄ（ｎ）及び設計加速度ａｄ（ｎ）を計算する。
【００８０】
第１合算器６４は設計位置値から実際位置値を減算する。そして，位置制御ゲイン補償器６６は，第１合算器６４によって算出された設計位置値と実際位置値の差に，位置補正のための位置ゲインｋｐをかけ合わせた位置補正値を生成させる。
【００８１】
次に，第２合算器６８は，位置制御ゲイン補償器６６で生成された位置補正値に設計速度値を加えた後，実際速度値を減算する。
【００８２】
続いて，速度制御ゲイン補償器７０は，第２合算器６８の出力による速度ゲインｋｖをかけ合わせた速度補正値を生成させる。
【００８３】
次に，第３合算器７２は，速度補正値と設計加速度値とを加えた後，実際加速度値を減算して加速度補正値ｕ（ｎ）を生成させる。
【００８４】
加速度補正値はパワーアンプ７４で増幅された後に，ＶＣＭアクチュエータ７６に印加される。それにより，ＶＣＭアクチュエータ７６は増幅されて入力される加速度補正値にしたがってボイスコイルに供給される電流を可変させ，結果的に変換器１６の動きの加速度を変更させる。これにより，加速度軌跡の形態とボイスコイルに印加される電流軌跡の形態とが相等しいことが分かる。
【００８５】
すなわち，ボイスコイルに印加される電流は，図６Ｄに示されたように，トラック探索の際の，トラック探索開始及び終了部分における加速度の変化量（ジャーク値）が０になり，また，図６Ａに示されたように，加速区間及び減速区間内にそれぞれ一定の期間，加速度の変化量が０である区間が含まれる。
【００８６】
図８に，矩形波加速度軌跡を使用する最適時間制御器，正弦波加速度軌跡を使用する正弦波制御器，及びコンボルーション加速度軌跡を使用する本実施形態にかかる制御器のシーク時間に対する性能を示した。図８から分かるように，本実施形態を適用した場合，正弦波加速度軌跡を利用するシーク制御器に比べてシーク速度が速くなり，性能が向上したことが分かる。
【００８７】
また，図７に示したように，シーク開始部分及び終了部分におけるジャーク量が本実施形態では０になり，バンバンシーク制御器及び正弦波加速度軌跡シーク制御器に比べて機械的な振動及び騷音が画期的に減少することが分かる。
【００８８】
本発明は方法，装置，システムなどとして実行されうる。ソフトウェアとして実行される時，本発明の構成手段は必ず必要な作業を実行するコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは，プロセッサで読み取り可能な記録媒体（以後，プロセッサ可読媒体とも称する。）に保存され，または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号によって伝送されうる。プロセッサ可読媒体は，情報を保存または伝送できるいかなる媒体も含む。プロセッサ可読媒体の例としては，電子回路，半導体メモリ素子，ＲＯＭ，フラッシュメモリ，イレーザブルＲＯＭ（ＥＲＯＭ：Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＲＯＭ），フロッピー（登録商標）ディスク，光ディスク，ハードディスク，光ファイバ媒体，無線周波数（ＲＦ）網などがある。コンピュータデータ信号は，電子網チャンネル，光ファイバ，空気，電子波，ＲＦ網などのような伝送媒体上に伝播できるいかなる信号も含まれる。
【００８９】
添付された図面に示され説明された特定の実施形態は，単に本発明の一例として理解されるものであって本発明の範囲を限定するものではなく，本発明が属する技術分野で本発明に記述の技術的思想範囲にて多様な他の変更例が発生しうるので，本発明は示された，または記述された特定の構成及び配列に制限されないことは明らかである。
【００９０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は多様な形態のディスクドライブに適用でき，特に本発明がディスクドライブの例としてＨＤＤを適用する場合には，トラック探索の際の機械的騷音を最小化させつつ比較的早く目標トラックに変換器を移動でき，性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態が適用されるＨＤＤの構成の平面図である。
【図２】同実施形態が適用されるＨＤＤを制御する電気システムの回路図である。
【図３】同実施形態によるＨＤＤのサーボ制御システムの回路図である。
【図４】同実施形態によるコンボルーション加速度軌跡演算に用いられる信号の波形図である。
【図５Ａ】数式５を数式４，６，７に適用して誘導した加速度軌跡を示すグラフである。
【図５Ｂ】数式５を数式４，６，７に適用して誘導した速度軌跡を示すグラフである。
【図５Ｃ】数式５を数式４，６，７に適用して誘導した位置軌跡を示すグラフである。
【図５Ｄ】数式５を数式４，６，７に適用して誘導したジャーク軌跡を示すグラフである。
【図６Ａ】数式８を数式４，６，７に適用して誘導した本実施形態による加速度軌跡を示すグラフである。
【図６Ｂ】数式８を数式４，６，７に適用して誘導した本実施形態による速度軌跡を示すグラフである。
【図６Ｃ】数式８を数式４，６，７に適用して誘導した本実施形態による位置軌跡を示すグラフである。
【図６Ｄ】数式８を数式４，６，７に適用して誘導した本実施形態によるジャーク軌跡を示すグラフである。
【図７】従来の技術による加速度軌跡及びジャーク軌跡を示すグラフである。
【図８】本実施形態と従来技術のシーク性能を比較するためのシーク長さに対する探索時間を示したグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
６０      シーク軌跡生成器
６２      状態推定器
６４      第１合算器
６６      位置制御ゲイン補償器
６８      第２合算器
７０      速度制御ゲイン補償器
７２      第３合算器
７４      パワーアンプ
７６      ＶＣＭアクチュエータ
ａｄ（ｎ）      設計加速度
ａｒ（ｎ）      実際加速度値
ｕ（ｎ）      加速度補正値
ｖｄ（ｎ）      設計速度
ｖｒ（ｎ）      実際速度値
ｘｄ（ｎ）      設計位置
ｘｒ（ｎ）      位置値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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