(57)【要約】ディスク・ドライブ内の反復可能ランアウト・エラーを補償するための方法および装置を提供するが、その方法および装置では、まず、ディスク内のサーボ・ループに関する伝達関数値を決定する（５０４）。次に、ディスク・ドライブの一部分に関する一連の反復可能ランアウト値を決定する（５０６）。その一連の反復可能ランアウト値に変換を適用して、周波数領域反復可能ランアウト値を求める（５０８）。各周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、一連の周波数領域補償値を生成し（５１０）、次にそれを記憶する（５１２）。その周波数領域補償値に逆変換を適用して、一連の時間領域補償値を求める（５１４）。その一連の時間領域補償値をサーボ・ループに挿入する（５１４）。
2004507855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク・ドライブ内の反復可能ランアウト・エラーを補償する方法において、
（ａ）ディスク・ドライブ内のサーボ・ループに関する伝達関数値を決定するステップと、
（ｂ）ディスク・ドライブの一部分に関する一連の反復可能ランアウト値を決定するステップと、
（ｃ）一連の反復可能ランアウト値に変換を適用して、周波数領域反復可能ランアウト値を求めるステップと、
（ｄ）各周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、周波数領域補償値を生成するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）で生成した周波数領域補償値を記憶するステップと、
（ｆ）周波数領域補償値に逆変換を適用して、一連の時間領域補償値を求めるステップと、
（ｇ）一連の時間領域補償値をサーボ・ループに注入するステップとを含む方法。
【請求項２】
ステップ（ａ）の伝達関数値のそれぞれの周波数と、ステップ（ｄ）の周波数領域補償値と、ステップ（ｆ）の周波数領域補償値の逆変換により、スピンドル・モータ回転数と、ディスク周辺のサーボ・フィールドの数の半分にスピンドル・モータ回転数を掛けた数との間にあるスピンドル・モータ回転数の高調波周波数のサブセットが表される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一連の反復可能ランアウト値に特殊ＤＦＴを適用することによってステップ（ｃ）が実行され、周波数領域補償値に特殊逆ＤＦＴを適用することによってステップ（ｆ）が実行され、特殊ＤＦＴと特殊逆ＤＦＴが、スピンドル・モータ回転数と、ディスク周辺のサーボ・フィールドの数の半分にスピンドル・モータ回転数を掛けた数との間にあるスピンドル・モータ回転数の高調波周波数のサブセットについてのみ計算を実行する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ｈ）ステップ（ｇ）により時間領域補償値を注入した後で一連の補償済み反復可能ランアウト値を決定するステップと、
（ｉ）補償済み反復可能ランアウト値が容認できる反復可能ランアウト限界を超える場合に、
（１）補償済み反復可能ランアウト値に変換を適用して、補償済み周波数領域反復可能ランアウト値を求めるステップと、
（２）補償済み周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、一連の周波数領域現行反復補償値を生成するステップと、
（３）周波数領域現行反復補償値を周波数領域補償値と算術的に結合して、厳密な周波数領域補償値を生成するステップと、
（４）厳密な周波数領域補償値に逆変換を適用して、厳密な時間領域補償値を求めるステップと、
（５）厳密な時間領域補償値をサーボ・ループに注入するステップと、
（６）一連の厳密な補償済み反復可能ランアウト値を決定するステップと、
（７）厳密な補償済み反復可能ランアウト値が補償済み反復可能ランアウト値より小さい場合に周波数領域補償値を厳密な周波数領域補償値で置き換えるステップにより、
厳密な周波数領域補償値を計算するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
算術的に結合するステップ（ｉ）（３）が、周波数領域現行反復補償値の各要素に周波数依存適応利得パラメータを掛けて増分値を生成することと、周波数領域補償値に増分値をそれぞれ加えることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
補償済み反復可能ランアウト値のいずれも容認できる反復可能ランアウト限界を超えなくなるまで、各反復で直前の反復の厳密な周波数領域補償値を使用することにより、ステップ（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、および（ｉ）を反復的に繰り返すことをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法を実施するディスク記憶システム。
【請求項８】
ディスク上にヘッドを位置決めするためにサーボ・ループを有するディスク記憶システムにおいて、サーボ・ループが、
受け取った位置エラー信号に応答してサーボ制御信号を生成するサーボ・コントローラと、
サーボ・コントローラに結合され、サーボ制御信号に応答してヘッドを移動させることができるアクチュエータと、
ヘッド内に位置し、ディスク上に位置するサーボ情報を感知し、それからサーボ信号を生成することができるセンサであって、サーボ信号を基準信号と結合して位置エラー信号が生成されるセンサと、
時間領域補償値からなる補償信号をサーボ・ループに注入するための補償回路であって、時間領域補償値を求めるために逆変換される周波数領域補償値を記憶する記憶装置を含み、その周波数領域補償値が、
一連の反復可能ランアウト値を決定することと、
その一連の反復可能ランアウト値を周波数領域反復可能ランアウト値に変換することと、
それぞれの周波数領域反復可能ランアウト値を周波数領域反復可能ランアウト値のそれぞれの周波数においてサーボ・ループの伝達関数のそれぞれの値で割って、一連の周波数領域補償値を生成することによって形成される補償回路とを含む、ディスク記憶システム。
【請求項９】
一連の周波数領域補償値を一連の時間領域値に逆変換することと、
一連の時間領域補償値をサーボ・ループに注入することと、
時間領域補償値をサーボ・ループに注入する間に一連の補償済み反復可能ランアウト値を決定することと、
一連の補償済み反復可能ランアウト値を補償済み周波数領域反復可能ランアウト値に変換することと、
それぞれの補償済み周波数領域反復可能ランアウト値をサーボ・ループの伝達関数のそれぞれの値で割って、一連の周波数領域現行反復補償値を生成することと、
それぞれの周波数領域現行反復補償値に適応利得パラメータを掛けて増分値を生成することと、
周波数領域補償値に増分値を加えて、厳密な周波数領域補償値を求めることと、
周波数領域補償値を補償回路内の厳密な周波数領域補償値で置き換えることにより、周波数領域補償値の代わりに厳密な周波数領域補償値を使用するように、補償回路をさらに適応させる、請求項８に記載のディスク記憶システム。
【請求項１０】
ヘッドと、ヘッドの位置を制御することができるサーボ・コントローラとを含むサーボ・ループと、
サーボ・ループに結合され、反復可能ランアウトを補償するための補償手段とを含む、ディスク・ドライブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ディスク・ドライブ内のサーボ・システムに関する。特に、本発明は、サーボ・システムにおけるエラーの補償に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ディスク・ドライブは、ディスク上に形成された同心トラックに沿って情報を読み書きする。ディスク上の特定のトラックを突き止めるため、ディスク・ドライブは通常、ディスク上の組込みサーボ・フィールドを使用する。このような組込みフィールドは、特定のトラック上にヘッドを位置決めするためにサーボ・サブシステムが使用する。このサーボ・フィールドは、ディスク・ドライブを製造したときにディスク上に書き込まれ、その後、位置を決定するためにディスク・ドライブが読み取るだけである。
【０００３】
理論的に言えば、トラックの中心をたどるヘッドは、ディスク周囲の完全な環状経路に沿って移動する。しかし、２通りのタイプのエラーによって、ヘッドはこの理想的な経路をたどれなくなる。第１のタイプのエラーは、サーボ・フィールドの作成中に発生する書込みエラーである。書込みエラーが発生するのは、ディスク上のそのフライトの空気力学とヘッドを支持するために使用するジンバルの振動により書込みヘッドに予測不能な圧力効果が加わるために、サーボ・フィールドを生成するために使用する書込みヘッドが完全な環状経路を必ずたどるわけではないからである。このような書込みエラーのために、サーボ書込みヘッドがたどる経路を完全に追跡するヘッドは、環状経路をたどらなくなる。
【０００４】
環状経路を妨げる第２のタイプのエラーは、トラック追随エラーとして知られている。トラック追随エラーは、サーボ・フィールドが定義する経路をたどろうとヘッドが試みるときに発生する。このトラック追随エラーは、書込みエラーを引き起こすのと同じ空気力学および振動効果によって発生する可能性がある。そのうえ、トラック追随エラーは、サーボ・フィールドが定義する経路における高頻度の変化に対し、サーボ・システムが十分な速度で反応できないために発生する可能性がある。
【０００５】
あるトラックに沿ってヘッドが通過するたびに同じエラーを発生するので、書込みエラーは反復可能ランアウト・エラーと呼ばれる場合が多い。トラック密度が増加するにつれて、このような反復可能ランアウト・エラーがトラック・ピッチを制限し始める。具体的には、サーボ・フィールドによって発生する理想的なトラック経路と実際のトラック経路との間の変動の結果、あるトラックが隣接トラックに干渉するかまたは隣接トラックをスクイーズする可能性がある。これは、第１の書込みエラーによってヘッドが内部トラックの理想的な環状経路の外側に出て、第２の書込みエラーによってヘッドが外部トラックの理想的な環状経路の内側に入るときに、特に深刻である。トラック・ピッチに対する制限を回避するために、反復可能ランアウト・エラーを補償するシステムを使用する。
【０００６】
反復可能ランアウト・エラー補償のための既存の技法の１つは、ディスク・ドライブ内のディスク上に補償テーブルの形で時間領域補償値を記憶することを含む。このような補償値は、反復可能ランアウト・エラーを補償するためにサーボ・ループに注入される。通常、各サーボ・セクタごとに１つの時間領域補償値を補償テーブルに記憶する必要がある。メモリ要件が大きいために、ドライブ内のディスクには結果的に大きい補償テーブルを記憶する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記その他の問題に対処し、従来技術を越えるその他の利点を提供する。
【０００８】
（発明の概要）
本システムは、補償アルゴリズムに不可欠な圧縮技法を使用し、補償テーブルに周波数領域補償値を記憶し、それにより上記の問題に対処する、反復可能ランアウト・エラー補償方式に関する。
【０００９】
ディスク・ドライブ内の反復可能ランアウト・エラーを補償するための方法および装置を提供するが、その方法および装置では、まず、ディスク・ドライブ内のサーボ・ループに関する伝達関数値を決定する。次に、ディスク・ドライブの一部分に関する一連の反復可能ランアウト値を決定する。その一連の反復可能ランアウト値に変換を適用して、周波数領域反復可能ランアウト値を求める。各周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、一連の周波数領域補償値を生成し、次にそれを記憶する。その周波数領域補償値に逆変換を適用して、一連の時間領域補償値を求める。その一連の時間領域補償値をサーボ・ループに挿入する。
【００１０】
本発明を特徴づける上記その他の様々な特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明を読み、関連図面を検討すれば、明らかになるだろう。
【００１１】
（例示的な実施形態の詳細な説明）
次に図１を参照すると、本発明による磁気ディスク・ドライブのヘッド・ディスク・アセンブリ（ＨＤＡ）１００の斜視図が示されている。同じかまたは同様の要素を表すために、様々な図で同じ参照番号を使用する。ＨＤＡ１００は、ベース１０２と上部カバー（図示せず）を備えたハウジングを含む。ＨＤＡはディスク・パック１０６をさらに含み、そのディスク・パックはディスク・クランプ１０８によってスピンドル・モータ（図示せず）に取り付けられている。ディスク・パック１０６は、複数の個別ディスクを含み、そのディスクは重心軸１０９の周りを同時回転するように取り付けられている。
【００１２】
各ディスク表面は、ＨＤＡ１００内に取り付けられ、ディスク表面とやりとりするための読取り／書込みヘッドを運搬する関連スライダ１１０を有する。図１に示す例では、スライダ１１０はサスペンション１１２によって支持され、次にそのサスペンションはアクチュエータ１１６のトラック・アクセス・アーム１１４によって支持されている。図１に示すアクチュエータは、回転運動コイル・アクチュエータとして知られるタイプのものであり、１１８で全体を示す音声コイル・モータ（ＶＣＭ）を含む。直線アクチュエータなどのその他のタイプのアクチュエータを使用することができる。
【００１３】
音声コイル・モータ１１８は、それに取り付けられたスライダ１１０とともにピボット・シャフト１２０の周りでアクチュエータ１１６を回転させて、ディスク内径１２４とディスク外径１２６の間の経路１２２に沿って所望のデータ・トラック上にスライダ１１０を位置決めする。音声コイル・モータ１１８は位置情報に基づいて内部回路１２８内の閉ループ・サーボ・コントローラの制御下で動作し、その位置情報は専用サーボ・フィールド内の１つまたは複数のディスク表面上に記憶される。サーボ・フィールドは、各ディスク表面上のデータ・セクタとインタリーブするかまたはサーボ情報記憶専用の単一ディスク表面上に位置することができる。スライダ１１０がサーボ・フィールド上を通過するにつれて、読取り／書込みヘッドは、所望のトラックの中心線に対するヘッドの位置を識別するリードバック信号を生成する。この位置に基づいて、アクチュエータ１１６はサスペンション１１２を移動させ、ヘッドの位置が所望の位置に向かって移動するようにヘッドの位置を調整する。変換ヘッドが適切に位置決めされると、サーボ・コントローラ１２８は所望の読取りまたは書込み動作を実行する。
【００１４】
次に図２を参照すると、理想的かつ完全な環状トラック２０２と実際のトラック２０４を備えたディスクの一セクション２００の上面図が示されている。セクション２００は、サーボ・フィールド２０６および２０８など、複数の放射状に延びるサーボ・フィールドを含む。サーボ・フィールドは、ディスク・セクション２００に沿って実際のトラック２０４の位置を識別するサーボ情報を含む。
【００１５】
環状トラック２０２から外れるヘッドの位置の変動は位置エラーと見なされる。トラック２０４の一部分が環状トラック２０２をたどらないと、書込み反復可能ランアウト位置エラーが発生する。ディスク上の特定の円周方向位置をヘッドが通過するたびに同じエラーが発生する場合、その位置エラーは反復可能ランアウト・エラーと見なされる。トラック２０４によって反復可能ランアウト・エラーが発生するのは、トラック２０４を定義するサーボ・フィールドをヘッドがたどるたびに、そのヘッドによって理想的なトラック２０２に対する同じ位置エラーが発生するからである。
【００１６】
本発明では、トラック２０４への書込みまたはトラック２０４からの読取りを試みるヘッドは、トラック２０４をたどらなくなるが、むしろ、完全な環状トラック２０２をより厳密にたどることになる。これは、トラック２０４の不規則な形状に由来する反復可能ランアウト・エラーをサーボ・システムが追跡するのを防止する補償信号を使用して実施される。
【００１７】
次に図３を参照すると、従来技術のサーボ・ループ３００のブロック図が示されている。このサーボ・ループは、利得「Ｋ」を有するサーボ・コントローラ３０２と、利得「Ｐ」を有するディスク・ドライブ３０４とを含む。サーボ・コントローラ３０２は、図１の内部回路１２８内のサーボ制御回路である。ディスク・ドライブ３０４は、いずれも図１の構成要素であるアクチュエータ・アセンブリ１１６と、音声コイル・モータ１１８と、トラック・アクセス・アーム１１４と、サスペンション１１２と、スライダ１１０とを含む。
【００１８】
サーボ・コントローラ３０２は、ディスク・ドライブ３０４の音声コイル・モータを駆動する制御電流３０６を生成する。応答として、ディスク・ドライブ３０４はヘッド運動３０８を引き起こす。書込みエラーｄｗは本来、黙示的にヘッド運動３０８に現れるものと思われるが、図３では書込みエラーｄｗは個別の入力信号３１０として表されている。ヘッド運動３０８から書込みエラー３１０を分離すると、本発明をさらによく理解することができる。そのうえ、サーボ・システムのノイズはすでに分離されていて、ノイズ３１２として現れ、そのノイズがヘッド運動に加えられる。ヘッド運動３０８と、書込みエラー３１０と、ノイズ３１２を合計すると、ヘッドのサーボ測定信号３１６が得られる。サーボ測定信号３１６を基準信号３１８から引くが、この基準信号はヘッドの所望の位置に基づいて内部回路１２８によって生成される。基準信号３１８からヘッド測定３１６を引くと位置エラー信号３２０が発生し、この位置エラー信号をサーボ・コントローラ３０２に入力する。
【００１９】
図３のサーボ・ループは、以下のように計算される閉ループ応答を有する。
【数１】
2004507855.tif 000003
式中、「ｙ」はヘッド運動３０８であり、「Ｐ」はディスク・ドライブ３０４の利得であり、「Ｋ」はサーボ・コントローラ３０２の利得であり、「ｒ」は基準信号３１８であり、「ｎ」はノイズ信号３１２であり、「ｄｗ」は書込みエラーである。
【００２０】
式１から、従来技術のサーボ・ループ内のヘッドが書込みエラーに応答して移動することは明白である。この移動は、ヘッドを理想的な環状トラック経路の外側へ出すので、望ましくないものである。さらに、伝達関数ＰＫ／（１＋ＰＫ）は周波数に依存するので、この伝達関数には所与の周波数でピークに達するという欠点がある。このピークは所与の周波数で書込みエラーを増幅するので、さらに大きな位置エラーを引き起こす。
【００２１】
図３の閉ループ・システムの応答の代替記述は以下のようになる。
【数２】
2004507855.tif 000004
式中、ＰＥＳは図３の位置エラー信号３２０である。式２を使用すると、基準信号３１８とノイズ信号３１２を無視し、反復可能ランアウト・エラーによって発生する位置エラー信号３２０の一部分のみを使用することにより、ｄｗの推定値が得られる。この結果、以下のようになる。
【数３】
2004507855.tif 000005
式中、Ｒは、式１３で定義する位置エラー信号３２０の反復可能ランアウト部分である。
【００２２】
書込みエラーによって発生する不要なヘッド運動を除去するために、本発明では、従来技術のサーボ・ループに補償信号を加える。この追加信号は、図４に示す本発明のサーボ・ループ４００に示されている。図４では、図３と共通の要素には同じ番号が付けられている。サーボ・ループに加えた補償信号は補償信号４０２であり、これは補償回路４０４によって生成される。図４の補償信号４０２は、書込みエラー３１０とヘッド運動３０８との合計後に挿入する。しかし、当業者であれば、サービス・ループ内の他の位置に補償信号を追加できることが分かるだろう。
【００２３】
補償信号４０２の追加により、サーボ・ループ４００の閉ループ応答は以下のように表される。
【数４】
2004507855.tif 000006
式中、ｄｃは補償信号４０２である。式４から、この補償信号が書込みエラーの負数に等しい場合、補償信号ｄｃによって書込みエラーｄｗの効果が除去されることは明らかである。
【００２４】
上記の式３および式４を使用すると、書込みエラーｄｗの効果を除去するために必要な補償信号ｄｃの推定値は以下のようになる。
【数５】
2004507855.tif 000007
式中、Ｒは位置エラー測定の反復可能ランアウト成分である。
【００２５】
周波数の観点から言えば、式５は以下のように記述することができる。
【数６】
2004507855.tif 000008
【００２６】
本発明のサーボ・ループに注入される補償信号は時間領域信号である。好ましくは、この時間領域信号は、式６に示す周波数領域関係の修正版によって生成される記憶済みの周波数領域補償値を使用して決定する。この記憶済み周波数領域補償値は、サーボ・システムが指定のトラックまでシークするときに読み取られ、時間領域補償信号に変換される。
【００２７】
ディスク２００が各トラック上にＮ個のサーボ・セクタ（２０６、２０８など）を有する場合、サンプル・レートｆｓは以下のように定義される。
【数７】
2004507855.tif 000009
式中、Ｔｓはサンプル周期であり、ＲＰＭはディスクの毎分回転数である。本発明の一態様は、書込みエラーが周期的なものであり、周期Ｔｓが６０／（Ｎ・ＲＰＭ）秒に等しいという認識を含む。この信号は周期的なものなので、書込みエラー（ｄｗ）のスペクトルは離散的線スペクトルを有するフーリエ級数によって一意に定義される。
【数８】
2004507855.tif 000010
式中、ｃｍは各周波数成分のフーリエ係数である。ｄｗはＮ個のサンプルの場合の離散時間であるという追加の制約により、調和的に関連するＮ個の指数関数のみからなるフーリエ級数が得られる。ディスク・ドライブ・アーキテクチャがナイキスト周波数（ｆｓ／２Ｈｚ）より高い周波数で移動する場合、これらの周波数は、ディスク表面に書き込むときにナイキスト周波数より低いエリアシングされる。この追加の制約により、書込みエラーｄｗと書込み訂正ｄｃのスペクトルは以下のように表すことができる。
【数９】
2004507855.tif 000011
式中、ｃｍは書込みエラーｄｗのフーリエ係数であり、ｂｍは書込み補償ｄｃのフーリエ係数である。
【００２８】
このような制約の場合、指定のトラックおよびヘッドに関する書込み反復可能ランアウト訂正のスペクトルｄｃ（ｊω）とその結果としての時間領域書込み反復可能ランアウト訂正信号ｄｃ（ｋ）を推定するためのアルゴリズムは、そのアルゴリズムに不可欠なデータ圧縮とともに、以下に示すように導出することができる。
【００２９】
信号ｘのインデックス・セットΞについて定義した高調波周波数のサブセットについて計算を実行する特殊離散フーリエ変換（ＤＦＴ）とその逆は以下のようになる。
【数１０】
2004507855.tif 000012
式中、Ｎはサーボ・セクタの数であり、ｋは特定のセクタであり、ｆｓｐｉｎｄｌｅはＨｚ単位のスピンドル周波数であり、Ξは１〜Ｎ／２の整数のサブセットから得られる整数のインデックス・セットである。このインデックス・セットは、補償される書込みエラーの周波数を定義する。縮小インデックス・セットを使用するので、標準の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムは使用せず、むしろ、式１１および式１２のインデックス・セットΞを使用して特殊ＤＦＴを計算する。
【００３０】
式１１および式１２に基づいて、計算がオーダＮ２からＮｄｉｍ（Ξ）に縮小されることが分かるが、ｄｉｍ（Ξ）はインデックス・セットΞの次元（または要素の数）である。上記の定義に基づき本発明により結果として得られる書込みエラー補償アルゴリズムは図５に示されている。
【００３１】
流れ図５００に示す方法は、状態５０２から始まって、状態５０４に移行し、そこで、インデックス・セットΞによって定義されるスピンドル周波数のすべての所望の高調波でサーボ・システムの伝達関数を測定する。状態５０４で測定する伝達関数は１／（１＋ＰＫ）（ｊω）であり、その場合、ω＝ｍ・（２πｆｓｐｉｎｄｌｅ）であり、ｍ∈Ξである。この伝達関数は、Ｆｒａｎｋｌｉｎ， Ｐａｕｌ ＆ Ｗｏｒｋｍａｎによる「Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ」に記載されている既知の技法を使用して測定することができる。本質的に、この技法は、サーボ・システムに妨害をもたらし、サーボ・システム内で結果として生じる信号を測定する。注入信号と測定信号との割合により伝達関数が得られる。
【００３２】
伝達関数を測定すると、この方法は状態５０６に継続し、そこで、あるトラックについて一連の時間領域反復可能ランアウト値を決定する。この反復可能ランアウト値は、ある回転数Ｖにわたってそのトラックを何度もたどり、すべての回転にわたって各サーボ・フィールドで得られた位置エラー信号を平均することにより、計算することができる。これは、以下の式で記述される。
【数１１】
2004507855.tif 000013
式中、Ｒ（ｋ）は一連の時間領域反復可能ランアウト値であり、Ｖは回転数であり、Ｎはあるトラックに沿ったサーボ・フィールドの数であり、ＰＥＳ［ｋ＋（ｉ−１）Ｎ］は各ｉ番目の回転においてｋ番目のサーボ・フィールドで発生する位置エラー信号である。
【００３３】
したがって、各回転では、各サーボ・フィールドに関する位置エラー信号を記録する。次に、特定のサーボ・フィールドについて記録した位置エラー信号をまとめて合計し、回転数で割る。各サーボ・フィールドごとにこれを繰り返すと、各サーボ・フィールドごとに１つの反復可能ランアウト・エラーを含む、一連の反復可能ランアウト値が得られる。この一連の反復可能ランアウト値はＲ（ｋ）で表される。
【００３４】
状態５０６の後、この方法は状態５０８に継続し、そこで、状態５０６で作成した一連の時間領域反復可能ランアウト値を一連の周波数領域反復可能ランアウト値Ｒ（ｊω）に変換する。好ましくは、インデックス・セットΞによって定義される周波数で特殊ＤＦＴを使用して、この一連の時間領域反復可能ランアウト値を以下のように変換する。
【数１２】
2004507855.tif 000014
【００３５】
状態５１０では、それぞれの周波数領域反復可能ランアウト値を、それぞれの周波数におけるサーボ・ループの伝達関数の値で割る。このプロセスは以下の式で記述される。
【数１３】
2004507855.tif 000015
【００３６】
状態５１０で周波数領域補償値を生成すると、この方法は状態５１２に継続し、そこで、周波数領域補償値を補償テーブルに記憶する。この補償値は好ましくは、ディスク表面ではなく、不揮発性メモリに記憶する。状態５１４では、一連の時間領域補償値を補償信号としてサーボ・ループに注入する。この一連の時間領域補償は、まずメモリから周波数領域補償値を読み取り、次に逆変換を計算することによって得られる。これは以下の式で記述される。
【数１４】
2004507855.tif 000016
式１６は、サーボ・システムが指定のトラックをシークする直前に（図４の）補償回路４０４によって実施される。補償回路４０４は、まずメモリから周波数領域補償値を読み取り、逆変換を計算し、次にトラック・シーク動作中に完全な時間領域補償テーブルが用意され、使用可能になる。この方法は状態５１６で終了する。
【００３７】
サーボ・システムの伝達関数を測定するステップを除き、図５に記載する方法は好ましくはディスク上の各トラックごとに繰り返す。サーボ・システムの伝達関数は、この方法について１回だけ測定するか、あるいは内部トラックと中央トラックと外部トラックで測定することができる。複数の伝達関数を測定する場合、そのトラックの補償値を計算する際に、現在検査中のトラックに最も近いトラックに関連する伝達関数を使用する。そのうえ、各ヘッドごとに個別の伝達関数を測定することもできる。
【００３８】
図５の方法により生成した補償値の質は、状態５０６で反復可能ランアウト値を決定するために使用する回転数に依存する。回転数が増加するにつれて、反復可能ランアウト値の正確さが改善される。しかし、各回転ごとにディスク・ドライブを構築するために必要な時間が増加するので、可能であれば各回転を最小限にしなければならない。好ましくは、回転数は、トラックごとに５回転以下に保たなければならない。
【００３９】
より少ない回転数に対処するため、本発明の一実施形態では反復プロセスを使用する。このような反復プロセスは図６に示されている。図６の流れ図６００は、状態６０２から始まって、状態６０４に継続し、そこで、測定する伝達関数は１／（１＋ＰＫ）（ｊω）であり、その場合、ω＝ｍ・（２πｆｓｐｉｎｄｌｅ）であり、ｍ∈Ξである。
【００４０】
次に、上記の式１３を使用して、状態６０６で一連の時間領域反復可能ランアウト値を決定する。好ましくは、反復可能ランアウト値を決定するために使用する回転数は５に等しくなる。
【００４１】
状態６０８では、この反復可能ランアウト値を反復可能ランアウト値の限界と比較し、この反復可能ランアウト値が限界以下である場合、プロセスは状態６１０で終了する。
【００４２】
時間領域反復可能ランアウト値がディスク・ドライブの所望の限界を超える場合、上記の式１４を使用して、状態６１２でその時間領域反復可能ランアウト値を一連の周波数領域反復可能ランアウト値に変換する。
【００４３】
状態６１４では、それぞれの周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれのランアウト値の周波数における伝達関数の値で割る。この除算により、一連の周波数領域現行反復補償値が得られる。このプロセスは以下の式で記述される。
【数１５】
2004507855.tif 000017
式中、ｉの値は現行反復を示す。
【００４４】
状態６１６では、各周波数領域現行反復補償値に適応利得パラメータを掛けて、一連の増分値を生成する。この増分値は、現在サーボ・ループが使用している補償値に対して行う変更を表している。この増分値に周波数領域補償値を加え、一連の厳密な補償値を生成し、これを補償テーブルに記憶する。このプロセスは以下の式で記述される。
【数１６】
2004507855.tif 000018
式中、Φは書込み反復可能ランアウト適応利得パラメータであり、０＜Φ＜１である。ただし、Φは、‖Φ‖＜１である限り、周波数依存パラメータにすることができることに留意されたい。
【００４５】
図６の反復を最初に通過する際に、各サーボ・フィールドの現行補償値は０に等しくなる（ｉ＝１のとき、ｄｉ−１ｃ（ｋ）＝ｄ０ｃ（ｋ）＝０）。
【００４６】
状態６１６で述べた適応利得パラメータは通常、０〜１の間の値を有するので、導出した補償値の端数のみを使用して、サーボ・ループが使用する補償値を調整する。これにより、状態６０８内で設定した限界内の反復可能ランアウト値をもたらす値に達するまで、サーボ・ループの補償値が制御方式で増加する。
【００４７】
状態６１８では、状態６１６で作成した新しい補償値を逆変換し、補償信号としてサーボ・ループに注入し、状態６０６に制御を返す。この逆変換プロセスは以下の式で記述される。
【数１７】
2004507855.tif 000019
【００４８】
反復可能ランアウト値を状態６０８で設定した限界内に入れる値に達するまで補償値が増大するように、ステップ６０６、６０８、６１２、６１４、６１６、６１８を繰り返す。周波数領域内の実係数および複素係数として最終補償値を不揮発性メモリに記憶する。
【００４９】
本発明のランアウト補償技法を使用するＮ個のサーボ・セクタを備えたディスクの場合、得られる圧縮は２・ｄｉｍ（Ξ）／Ｎになる。ｄｉｍ（Ξ）＜１０の場合に適切な補償を達成できる。したがって、Ｎ＝２２４個のサーボ・セクタを備えた一例で達成される圧縮は２×１０／２２４≡０．１になる。この技法により補償値の数を大幅に縮小した結果として、補償値は、ディスク表面に記憶する必要はなく、むしろ不揮発性メモリに記憶することができる。これに対して、記憶済み時間領域補償値を使用する従来技術の技法では、ディスク容量の１〜２％を使用して、補償テーブルを記憶する。ディスク空間の消費に加え、ヘッドが理想的な経路をたどるのを妨げるエラーの結果、ディスク表面からの補償値の読取りまたはディスク表面への補償値の書込みに関連する問題が存在する。
【００５０】
データ圧縮は本発明により補償値を計算するために使用するアルゴリズムに不可欠なので、反復可能ランアウト補償値を決定するプロセスは、従来技術の技法よりかなり速くなる。
【００５１】
要約すると、ディスク・ドライブ記憶システム内の反復可能ランアウト・エラーを補償する方法は、ディスク・ドライブ内のサーボ・ループに関する伝達関数値を決定する状態５０４と、ディスク・ドライブの一部分に関する一連の反復可能ランアウト値を決定する状態５０６とを含む。状態５０８では、その一連の反復可能ランアウト値に変換を適用して、周波数領域反復可能ランアウト値を求める。状態５１０では、各周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、一連の周波数領域補償値を生成する。状態５１２では、状態５１０で生成した周波数領域補償値を記憶する。状態５１４では、周波数領域補償値に逆変換を適用して、一連の時間領域補償値を求め、その一連の時間領域補償値をサーボ・ループに注入する。
【００５２】
本発明の他の実施形態では、時間領域補償値をサーボ・ループに注入した後、状態６０６で補償済み反復可能ランアウト値を決定する。状態６１２では、補償済み反復可能ランアウト値に変換を適用して、補償済み周波数領域反復可能ランアウト値を求める。状態６１４では、補償済み周波数領域反復可能ランアウト値をそれぞれの伝達関数値で割って、周波数領域現行反復補償値を生成する。状態６１６でこれらの周波数領域現行反復補償値を周波数領域補償値と算術的に結合して、厳密な周波数領域補償値を形成する。状態６１８では、この厳密な周波数領域補償値に逆変換を適用する。
【００５３】
本発明のディスク記憶システム３０４のサーボ・ループ４００は、サーボ・コントローラ３０２と、アクチュエータ１１６と、ヘッド１１０と、ヘッド内に位置するセンサとを含む。また、本発明のサーボ・ループ４００は、状態５０６で一連の反復可能ランアウト値を決定することによって形成される補償信号４０２を注入し、状態５０８でその一連の反復可能ランアウト値を一連の周波数領域反復可能ランアウト値に変換し、状態５１０で各周波数領域反復可能ランアウト値をサーボ・ループのそれぞれの伝達関数値で割るための補償回路４０４も含む。これにより、状態５１２で補償テーブルに記憶される一連の周波数領域補償値が生成される。この周波数領域補償値を逆変換して、補償信号４０２を作成するために使用する時間領域補償値を求める。
【００５４】
本発明の様々な実施形態の構造および機能の詳細とともに、本発明の様々な実施形態の多数の特徴および利点を上記の説明に示してきたが、この開示内容は例示のみであり、特に本発明の原理内の各部の構造および配置に関しては、特許請求の範囲を表している用語の広く一般的な意味が示す範囲いっぱいまで変更が可能であることを理解されたい。たとえば、特定の要素は、本発明の範囲および精神から逸脱せずに、実質的に同じ機能を維持しながら、サーボ・システムに関する特定の応用例に応じて変化する可能性がある。そのうえ、本明細書に記載した好ましい実施形態はディスク・ドライブ・システム用のサーボ・ループを対象としているが、当業者であれば、本発明の範囲および精神から逸脱せずに本発明の教示を他のシステムに適用できることが分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本システムによるヘッドディスク・アセンブリ（ＨＤＡ）の斜視図である。
【図２】
理想的なトラックと認識された書込みトラックを示す、ディスクの一セクションの上面図である。
【図３】
従来技術のサーボ・ループのブロック図である。
【図４】
本発明のサーボ・ループのブロック図である。
【図５】
本発明の非反復実施形態の流れ図である。
【図６】
本発明の反復実施形態の流れ図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004507855.tif 000051
【手続補正書】
【提出日】平成13年11月1日(2001.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
一連の反復可能ランアウト値に特殊フーリエ変換（ＤＦＴ）を適用することによってステップ（ｃ）が実行され、周波数領域補償値に特殊逆ＤＦＴを適用することによってステップ（ｆ）が実行され、特殊ＤＦＴと特殊逆ＤＦＴが、スピンドル・モータ回転数と、ディスク周辺のサーボ・フィールドの数の半分にスピンドル・モータ回転数を掛けた数との間にあるスピンドル・モータ回転数の高調波周波数のサブセットについてのみ計算を実行する、請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
ヘッドと、ヘッドの位置を制御することができるサーボ・コントローラとを含むサーボ・ループと、
サーボ・ループに結合され、反復可能ランアウトを補償するための補償手段であって、周波数領域補償値を読み取るための手段を含む補償手段とを含む、ディスク・ドライブ。
【国際調査報告】
2004507855.tif 000052
2004507855.tif 000053