(57)【要約】【課題】  ＨＤＤの動作性能の低下を防ぎ、ヘッドのドリフトオフライトを低減するライト禁止動作、即ち、可変ライトインヒビットレベル値の設定方法、及び同方法を用いたディスク装置を提供する。【解決手段】  トラック追従時にディスクの回転に同期する位置ずれを検出し、この位置ずれの情報に対応して内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を更新し、トラック追従動作開始時に次のサンプルの推定値に対する書き込み禁止動作実行の基準値を複数保持し、ディスク１回転毎の位置ずれ対応して記憶手段に記憶された位置補正情報であるフィード・フォワード制御変数を観測し、観測されたフィード・フォワード制御変数の状態に応じて、推定位置に対応した書き込み禁止動作の基準値に切り換て位置ずれによる書き込み禁止動作を実行する。【選択図】      図３
2005190505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同心円状のトラックと、放射状に配置された複数のサーボ信号とを有するディスクと、
前記サーボ信号によってディスクの回転に同期する位置ずれ量を検出し、当該検出された位置ずれ量を補正するための位置補正情報を記憶する内部の記憶手段とを持ち、トラック追従時に、前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を用いて位置ずれの補正を行なう機能を有するディスク装置において、
トラック追従時にディスクの回転に同期する位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
当該検出された位置ずれの情報に対応して前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を更新する更新手段とを備え、
トラック追従動作開始時に、次のサンプルの推定値に対する書き込み禁止動作実行の基準値を複数保持する基準値保持手段と、
前記ディスク１回転毎に、前記位置ずれの情報に対応して記憶手段に記憶された位置補正情報であるフィード・フォワード制御変数を観測する観測手段と、
前記観測手段により観測されたフィード・フォワード制御変数の状態に応じて、前記推定位置に応じて書き込み禁止動作の基準値を切り換える切り換え手段と、
前記切り換え手段により切り換えられた基準値をもとに、前記位置ずれによる書き込み禁止動作を実行する制御手段と
を有することを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
前記ヘッドの目標トラックへのシーク動作が完了したかどうかを判定するシーク完了判定手段と、
前記切り換え手段は、前記シーク完了判定手段により、前記ヘッドの目標トラックへのシーク動作完了を確認した後、前記書き込み禁止動作の基準値を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記位置ずれ情報は、前記ディスクの回転に伴なって生じる偏心成分を含む位置ずれ情報である
ことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記書き込み禁止動作の基準値は、前記ヘッドが前記目標トラックへのシーク動作完了直後に使用する基準値より、前記ディスクの回転に伴なって生じる偏心成分の収束後に使用する基準値よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項５】
複数の同心円状のトラックと、放射状に配置された複数のサーボ信号とを有するディスクと、前記サーボ信号によってディスクの回転に同期する位置ずれ量を検出し、当該検出された位置ずれ量を補正するための位置補正情報を記憶する内部の記憶手段とを持ち、トラック追従時に、前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を用いて位置ずれの補正を行なう機能を有するディスク装置に用いられる書き込み禁止動作基準値の設定方法であって、
トラック追従時にディスクの回転に同期する位置ずれを検出するステップと、
当該検出された位置ずれの情報に対応して前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を更新するステップと、
トラック追従動作開始時に、次のサンプルの推定値に対する書き込み禁止動作実行の基準値を複数保持するステップと、
前記ディスク１回転毎に、前記位置ずれの情報に対応して記憶手段に記憶された位置補正情報であるフィード・フォワード制御変数を観測するステップと、
前記観測ステップで観測されたフィード・フォワード制御変数の状態に応じて、前記推定位置に応じて書き込み禁止動作の基準値を切り換えるステップと、
前記切り換えステップで切り換えられた基準値をもとに、前記位置ずれによる書き込み禁止動作を実行するステップと
からなるディスク装置に用いられる書き込み禁止動作基準値の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘッドの位置が正しいトラック上から外れたオフ・トラックの位置へのライト動作を禁止するライトインヒビット動作に関し、特にヘッドのシークセトリング後の偏心学習時間を考慮した可変ライトインヒビットレベル値の設定方法、及び同方法を用いたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なディスク装置である磁気ディスク装置（ＨＤＤ）において、磁気ディスクに複数あるトラックに記録されたサーボデータは、磁気ヘッドにより読み出され、ヘッドアンプにて増幅され、Ｒ／Ｗチャネルにてセクタパルスが検出され、セクタデータ、シリンダデータ、バーストデータなど位置情報がデコードされる。
【０００３】
セクタパルスが検出されると磁気ディスク装置のコントローラであるＨＤＣからＣＰＵへ割り込み信号が入り、ＣＰＵが割り込み処理を始め、位置情報をもとに制御電流を計算し、ＶＣＭドライバが電流を設定し、ヘッドが動き位置決めをする。ヘッドが動くことにより新しい位置のサーボデータがヘッドから読み出されるのでフィード・バック制御となる。
【０００４】
磁気ディスクにデータを書きこむ時にヘッド位置が目標トラック位置からずれていると書き込んだデータの読み出しが出来なくなる。あるいは隣接のトラックのデータを上書きしてしまう可能性がある。これを防ぐ為に、例えば、特開２０００−１６３８７２号などに開示された従来の技術では、目標トラックからの相対的な位置、速度、および位置と速度を足し合わせて計算する次サンプルでの推定位置の値に対して上下限値を設け、各値が限度を超えたらライト動作を禁止するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６３８７２号（要約、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した先行技術文献の場合には、ディスクの偏心に対するボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）操作量が正しく確定していない場合、次回サンプルでの位置推定が正しく出来なくなり、次回サンプルでドリフトオフが発生するような状態でもライトを許可してしまう場合があった。
【０００７】
一般的に、あらかじめ位置情報であるサーボデータが記録してあるメディアを磁気ディスク装置に組み込む場合、組み立て工程のばらつきによりメディアの軸とモータの回転軸がずれが生じ、メディア上にかかれた位置情報は真円ではなくモータの回転数と同期している偏心成分を持つ。磁気ディスク装置はファームウェアで偏心成分を観測し、ＤＦＴによる偏心の周波数成分の学習や状態空間フィード・バックに発振器を追加した制御など行い偏心成分を学習して、フィード・フォワード制御でメディア偏心に追従する制御を行っている。シーク時は偏心成分の計算が出来ないので、偏心成分の学習はオントラック時に行われている。
【０００８】
しかしながら、偏心成分の学習が終了していない時、または学習した偏心成分が実際の偏心成分と違う場合、偏心成分に追従するための正しいフィード・フォワード操作量が得られないため、正しくオントラックできなくなってしまう現象が発生する。
【０００９】
先行技術の場合、次回サンプルの推定位置が規定範囲外である場合にライトインヒビットを行っているが、この規定範囲は固定であるため、フィード・フォワード操作量が正しいと想定して設定した範囲ではドリフトオフライトが発生する可能性がある。逆にフィード・フォワード量の誤差をある程度マージンをもって計算した範囲では、実際の位置決めが問題なくてもライトインヒビットを行いパフォーマンス低下の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、ヘッドを目標とするディスク上のトラックに移動するシーク動作完了後にディスク偏心量の学習の状態を観測してライトインヒビットレベルを可変にすることにより、パフォーマンスの低下を防いでドリフトオフライトを低減するライト禁止動作、即ち、可変ライトインヒビットレベル値の設定方法、及び同方法を用いたディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、この発明に係るディスク記憶装置は、複数の同心円状のトラックと、放射状に配置された複数のサーボ信号とを有するディスクと、前記サーボ信号によってディスクの回転に同期する位置ずれ量を検出し、当該検出された位置ずれ量を補正するための位置補正情報を記憶する内部の記憶手段とを持ち、トラック追従時に、前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を用いて位置ずれの補正を行なう機能を有するディスク装置において、トラック追従時にディスクの回転に同期する位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、当該検出された位置ずれの情報に対応して前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を更新する更新手段とを備え、トラック追従動作開始時に、次のサンプルの推定値に対する書き込み禁止動作実行の基準値を複数保持する基準値保持手段と、前記ディスク１回転毎に、前記位置ずれの情報に対応して記憶手段に記憶された位置補正情報であるフィード・フォワード制御変数として観測する観測手段と、前記観測手段により観測されたフィード・フォワード制御変数の状態に応じて、前記推定位置に応じて書き込み禁止動作の基準値を切り換える切り換え手段と、前記切り換え手段により切り換えられた基準値をもとに、前記位置ずれによる書き込み禁止動作を実行する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係るディスク装置に用いられる書き込み禁止動作基準値の設定方法は、複数の同心円状のトラックと、放射状に配置された複数のサーボ信号とを有するディスクと、前記サーボ信号によってディスクの回転に同期する位置ずれ量を検出し、当該検出された位置ずれ量を補正するための位置補正情報を記憶する内部の記憶手段とを持ち、トラック追従時に、前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を用いて位置ずれの補正を行なう機能を有するディスク装置に用いられる書き込み禁止動作基準値の設定方法であって、トラック追従時にディスクの回転に同期する位置ずれを検出するステップと、当該検出された位置ずれの情報に対応して前記内部の記憶手段に記憶された位置補正情報を更新するステップと、トラック追従動作開始時に、次のサンプルの推定値に対する書き込み禁止動作実行の基準値を複数保持するステップと、前記ディスク１回転毎に、前記位置ずれの情報に対応して記憶手段に記憶された位置補正情報であるフィード・フォワード制御変数として観測するステップと、前記観測ステップで観測されたフィード・フォワード制御変数の状態に応じて、前記推定位置に応じて書き込み禁止動作の基準値を切り換えるステップと、前記切り換えステップで切り換えられた基準値をもとに、前記位置ずれによる書き込み禁止動作を実行するステップとからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ヘッドを目標とするディスク上のトラックに移動するシーク動作完了後にディスク偏心量の学習の状態を観測してライトインヒビットレベルを可変にすることにより、パフォーマンスの低下を防いでドリフトオフライトを低減するライト禁止動作、即ち、可変ライトインヒビットレベル値の設定方法、及び同方法を用いたディスク装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（ディスクドライブの構成）同実施形態のディスク記憶装置としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を想定し、図１に示すように、データ記録媒体であるディスク１と、ディスク１に対してデータの記録再生を行なうためのヘッド２とを有する。ディスク１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）３により高速回転する。ディスク１には、ヘッド２を目標シリンダに位置決め制御するために使用されるサーボデータが記録されている。ディスク１上の各シリンダは、大別してサーボデータが記録されたサーボエリアと、ユーザデータを記録するためのデータセクタとから構成されている。
【００１５】
ヘッド２は、リードヘッド素子とライトヘッド素子とがスライダ上に実装されている構成である。ヘッド２は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５により駆動されるアクチュエータ４に搭載されている。ＶＣＭ５は、ヘッド位置決め制御系（サーボシステム）での狭義の制御対象（プラント）であり、モータドライバＩＣ６に含まれるＶＣＭドライバ６Ａにより駆動電流が供給される。モータドライバＩＣ６は、ＶＣＭドライバ６Ａと共に、ＳＰＭ３に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ６Ｂを含み、後述するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１０により制御される。
【００１６】
ＨＤＤは、以上のヘッド・ディスクアセンブリと共に、ヘッドアンプ回路７と、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル８と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）９と、ＣＰＵ１０と、メモリ１１と、サーボ処理回路１２と、バッファメモリ１３とを有する回路系を備えている。
【００１７】
ヘッドアンプ回路７は、複数個のヘッド２の切り換え、およびヘッド２との間のリード／ライト信号の入出力などを実行する。Ｒ／Ｗチャネル８は、リード／ライト信号の記録再生処理回路であり、サーボデータを再生してＣＰＵ１０に創出する機能も有する。ＨＤＣ９は、ドライブとホストシステムとの間のコマンド、リード／ライトデータの通信を制御するインタフェース機能、およびＲ／Ｗ回路８との間のリード／ライトデータの通信を制御するディスクコントローラ機能を有している。
【００１８】
ＣＰＵ１０は、ＨＤＤのメイン制御装置であり、ヘッド位置決め制御系（サーボシステム）のメイン要素である。ＣＰＵ１０は、同実施形態に関係する通常のヘッド位置決め制御及び学習処理を実行する。メモリ１１は、フラッシュＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリであり、ＣＰＵ１０の学習処理により算出された学習値などを保存する。
【００１９】
更に、本実施形態に係るＨＤＤにおいては、サーボ処理回路１２を有しており、このサーボ処理回路１２にてヘッ２ドの目標トラックへの位置決め制御を行なっている。即ち、ヘッド２から読み出され、ヘッドアンプ７、Ｒ／Ｗチャネル８を経由して入力される再生信号から、ヘッド位置決め情報、即ち、サーボデータを検出し、このサーボデータをＣＰＵ１０に送出するものである。
【００２０】
ＣＰＵ１０は、このサーボ処理回路１０からの信号に基づいて、ヘッド２を目標位置へ移動させるシーク動作、及び目標トラック内への位置決め動作（これを、トラッキング動作と称する）を実行するようＶＣＭ６Ａに制御信号を出力する。
【００２１】
（偏心学習値のずれによる次サンプル位置の推定ミス）次に、図２を用いて、ＨＤＤにおけるディスクの偏心成分を測定、即ち、学習してこの学習値をヘッド位置決め制御時の補正値としてフィード・フォワードする場合について説明する。
【００２２】
図２に示すように、一般的にＨＤＤにおいては、ディスク１の偏心に対するＶＣＭ５の操作量が正しく確定していない場合、次回サンプルでの位置推定が正しく出来なくなり、次回サンプルでヘッドが目標位置に追随しないドリフトオフ現象が発生する。そして、このドリフトオフ現象が発生していてもかまわずディスク１へのデータのライトを許可してしまう場合があった。
【００２３】
通常、あらかじめ位置情報が記録してあるディスク１をＨＤＤに組み込む場合、組み立て工程のばらつきによりディスク１の軸とモータの回転軸がずれが生じ、ディスク１上にかかれた位置情報は真円ではなくＳＰＭ３の回転数と同期している偏心成分を持つ。ＨＤＤはファーム・ウェアで偏心成分を観測し、ＤＦＴによる偏心の周波数成分の学習や状態空間フィード・バックに発振器を追加した制御など行い偏心成分を学習して、フィード・フォワード制御でディスク１の偏心に追従する制御を行っている。シーク時は偏心成分の計算が出来ないので、偏心成分の学習はオントラック時に行われている。
【００２４】
しかし、偏心成分の学習が終了していない時、または学習した偏心成分が実際の偏心成分と違う場合、偏心成分に追従するための正しいフィード・フォワード操作量が得られないため、図２で示すようにヘッド２がディスク１上の目標トラックに正しくオントラックできなくなってしまう場合がある。そこで、次回サンプルの推定位置が規定範囲外である場合に書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）を行っていた。
【００２５】
しかし、この規定範囲は固定であるため、フィード・フォワード操作量が正しいと想定して設定した範囲では目標トラックからずれた位置に書き込みをしてしまう、所謂、ドリフトオフライトが発生する可能性がある。逆にフィード・フォワード量の誤差をある程度マージンをもって計算した範囲では、実際の位置決めが問題なくても書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）を行ってしまい、ＨＤＤのパフォーマンス低下が生じる可能性があった。
【００２６】
（書き込み禁止動作基準値の設定方法）次に、本実施形態におけるＨＤＤの書き込み禁止動作基準値の設定方法を図３のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態のＨＤＤにおいては、ヘッド２の位置とヘッド１の速度、即ち、位置＋速度の書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値である上限値と下限値を可変にして、ヘッド２のセトリング直後、即ち、ヘッド２がディスク１上の目標トラックにシーク完了した直後には、書き込み禁止動作（インヒビット動作）の基準値の範囲を比較的小さい範囲にする。その後、ディスク１の回転にともなって起こる、即ち、ディスク１の回転に同期した偏心成分の学習値の収束を観測し、収束が確認できたら、上述の位置＋速度の書き込み禁止動作（インヒビット動作）の基準値を緩める。
【００２７】
つまり、本実施形態では、書き込み禁止動作の基準値は、ヘッド２が目標トラックへのシーク動作完了直後に使用する基準値より、ディスク１の回転に伴なって生じる偏心成分の収束後に使用する基準値よりも小さいく設定している。
【００２８】
以下に、本実施形態における書き込み禁止動作の基準値設定方法の動作を説明する。
まず、ＨＤＤの動作中にヘッド２がディスク１上の目標トラックへのシーク動作を完了したかを確認する（Ｓ１）。シーク動作が完了した直後に、ディスク１の回転に同期して発生する偏心成分を学習し、この学習値を一時的にバッファメモリ１３に保存する（Ｓ２）。次に、ヘッド２の位置とヘッド１の速度、即ち、位置＋速度の書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値の上限値及び下限値を初期値（±ＰＥＳＶＥＬ−１）に設定する（Ｓ３）。
【００２９】
基準値の上限値及び下限値を設定後、ディスク１の回転が１周経過するまで書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値の上限値及び下限値をこの値に固定する（Ｓ３）。即ち、この基準値の上限値及び下限値を記憶手段に保持しておく。次に、ディスク１の回転に同期した偏心成分の学習値を記憶手段に保持する（Ｓ４）。
【００３０】
ディスク１の回転に同期した偏心成分の学習値を記憶手段に保持した後、現在のディスク１の回転に同期した偏心成分を抽出し、これを先の記憶手段に記憶されている学習値と比較して、その差分を計算する（Ｓ５）。
【００３１】
次に、Ｓ５のステップにより計算された同期学習値の差分が小さくなっているか、または、大きくなっているかをチェックすることで、同期学習値の収束状況をチェックする。即ち、同期学習値の各係数の差分の絶対値が、予め定めた範囲内に入っているならば、収束していると判断する（Ｓ６）。
【００３２】
もし、ここで同期学習値の各係数の差分の絶対値が予め定めた範囲内に入っていないと判断された場合、即ち、同期学習値が収束していないと判断された場合、上述の差分の関数から新しい書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値を計算して、上述のステップ４に戻る（Ｓ７）。なお、この関数はテーブル、線形関数など選択肢は自由であるが、本実施形態では固定値（ｆ（差分）＝ＰＥＳＶＥＬ１）として説明する。
【００３３】
もし、上述のステップ６で、同期学習値の書く係数の差分の絶対値が予め定めた範囲内に入っていると判断された場合、即ち、同期学習値が収束していると判断された場合、書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値の上限値及び下限値は最終値（±ＰＥＳＶＥＬ−２）に設定される（Ｓ８）。
【００３４】
なお、本実施形態における書き込み禁止動作（ライトインヒビット動作）の基準値の上限値及び下限値として用いたＰＥＳＶＥＬ−１とＰＥＳＶＥＬ−２は、予めＰＥＳＶＥＬ−１＜ＰＥＳＶＥＬ−２と設定されている。本実施形態では、この値を２つに設定して説明したが、更に３つ以上の複数に設定してもかまわない。
【００３５】
以上述べたように、本実施形態によれば、ヘッド２を目標とするディスク１上の目標トラックに移動するシーク動作完了後にディスク偏心量の学習の状態を観測してライトインヒビット値を可変にすることにより、パフォーマンスの低下を防いでドリフトオフライトを低減するライト禁止動作、即ち、可変ライトインヒビットレベル値の設定方法、及び同方法を用いたディスク装置を提供することが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は、ＨＤＤに限らず、情報をディスク状の媒体に記録する他のディスク装置、例えば、光磁気ディスク装置、オプティカルディスク装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置（ＨＤＤ）のハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の実施形態に係る偏心学習値のずれによる次差何プル位置の推定ミスを説明する図。
【図３】本実施形態に係るＨＤＤの書き込み禁止動作基準値の設定方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００３８】
１……ディスク
２……ヘッド
３……スピンドルモータ（ＳＰＭ）
４……アクチュエータ
５……ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
６Ａ……ＶＣＭドライバ
６Ｂ……ＳＰＭドライバ
７……ヘッドアンプ回路
８……リード／ライトチャネル
９……ディスクコントローラ（ＨＤＣ）
１０……マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
１１……メモリ
１２……サーボ処理回路
１３……バッファメモリ
【図１】
2005190505.tif 000003
【図２】
2005190505.tif 000004
【図３】
2005190505.tif 000005