(57)【要約】【課題】マイクロアクチュエータのヒステリシス特性に適合したシーク動作を実現する。【解決手段】磁気ディスク装置のサーボコントローラは、マイクロアクチュエータ（ＭＡ）推定器とＶＣＭアクチュエータ（ＶＣＭＡ）コントローラとフィルタと加算器とを具備する。ＭＡ推定器は、マイクロアクチュエータ（ＭＡ）に与えられるべき操作量からＭＡの第１の変位を推定する。ＶＣＭＡコントローラは、目標トラックとヘッドの位置及び推定された第１の変位から推定されるＶＣＭアクチュエータ（ＶＣＭＡ）の位置との間の位置誤差に基づいて、ＶＣＭＡを制御する。フィルタは、所定のシーク動作におけるＶＣＭＡの状態から、ＭＡのヒステリシスによるＭＡの変位の遅れに対応するＶＣＭＡの位置を推定し、推定された位置からＭＡの前記遅れの変位である第２の変位を推定する。加算器は、推定された第２の変位をＭＡの入力に加算する【選択図】      図２
2012198967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドを粗動させるＶＣＭアクチュエータと、
前記ヘッドを微動させるマイクロアクチュエータと、
前記ＶＣＭアクチュエータ及び前記マイクロアクチュエータを併用して前記ヘッドを目標トラックに移動させるための所定のシーク動作を制御するサーボコントローラとを具備し、
前記サーボコントローラは、
前記目標トラックまたは前記マイクロアクチュエータに対応する第１の目標軌道と前記ヘッドの位置との間の位置誤差に基づいて、前記マイクロアクチュエータを制御するマイクロアクチュエータコントローラと、
前記マイクロアクチュエータに与えられるべき第１の操作量から線形モデルにより前記マイクロアクチュエータの第１の変位を推定するマイクロアクチュエータ推定器と、
前記目標トラックまたは前記ＶＣＭアクチュエータに対応する第２の目標軌道と前記ヘッドの位置及び前記推定された第１の変位から推定される前記ＶＣＭアクチュエータの位置との間の位置誤差に基づいて、前記ＶＣＭアクチュエータを制御するＶＣＭアクチュエータコントローラと、
前記所定のシーク動作における前記ＶＣＭアクチュエータの状態から、前記マイクロアクチュエータのヒステリシスによる前記マイクロアクチュエータの変位の遅れに対応する前記ＶＣＭアクチュエータの位置を推定し、前記推定された位置から前記マイクロアクチュエータの前記遅れの変位である第２の変位を推定するフィルタと、
前記推定された第２の変位または前記推定された第２の変位に対応する第２の操作量を、前記マイクロアクチュエータコントローラの入力または前記マイクロアクチュエータの入力に加算する加算器と
を具備する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記所定のシーク動作の開始時に第１の状態に設定され、前記第１の状態に設定されている期間、前記フィルタから前記加算器に有効な出力が伝達されるのを許可するスイッチを更に具備する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記所定のシーク動作の終了が検出された場合、前記スイッチを、前記フィルタから前記加算器に有効な出力が伝達されるのを抑止する第２の状態に切り替える切り替え制御手段と
を更に具備する請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記所定のシーク動作で前記ヘッドを前記目標トラックに移動するのに必要な距離が、前記マイクロアクチュエータが駆動可能な範囲内である請求項３記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記ＶＣＭアクチュエータの状態は、前記ＶＣＭアクチュエータの速度であり、
前記フィルタは、前記ＶＣＭアクチュエータの速度に所定の係数を乗じることにより、前記ＶＣＭアクチュエータの未来の位置を推定する
請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記ＶＣＭアクチュエータコントローラの出力、前記第１の変位及び前記ヘッドの位置とＶＣＭアクチュエータモデルとに基づき前記ＶＣＭアクチュエータの速度を含む前記ＶＣＭアクチュエータの状態を推定する状態オブザーバを更に具備する請求項５記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記ＶＣＭアクチュエータの状態は、前記ＶＣＭアクチュエータの位置であり、
前記フィルタは、
前記ＶＣＭアクチュエータの位置を微分することにより前記ＶＣＭアクチュエータの位置を前記ＶＣＭアクチュエータの速度に変換する微分器と、
前記変換された前記ＶＣＭアクチュエータの速度に所定の係数を乗じることにより、前記ＶＣＭアクチュエータの前記推定された位置を算出する乗算器とを具備する
請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記ＶＣＭアクチュエータコントローラの出力、前記第１の変位及び前記ヘッドの位置とＶＣＭアクチュエータモデルとに基づいて前記ＶＣＭアクチュエータの位置を含む前記ＶＣＭアクチュエータの状態を推定する状態オブザーバを更に具備する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記サーボコントローラが、前記ＶＣＭアクチュエータ及び前記マイクロアクチュエータに関し、非干渉系を構成する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記サーボコントローラは、前記第１の目標軌道及び前記ＶＣＭアクチュエータの動きに従って前記マイクロアクチュエータを制御し、前記第２の目標軌道に従って前記ＶＣＭアクチュエータを制御する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の高容量化に伴い、高トラック密度化が進んでいる。高トラック密度化により、高精度なヘッド位置決めがますます要求されている。この高精度なヘッド位置決めのためには、ヘッド位置決め制御における高速応答性を向上すること、つまり制御周波数帯域を高くすることが必要となる。そこで、最近は、ボイスコイルモータアクチュエータ（ＶＣＭアクチュエータ）に加えて、高周波数の追従性に優れたマイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置、つまり２段アクチュエータ（Dual Stage Actuator: ＤＳＡ）構造を適用した磁気ディスク装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６７９９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロアクチュエータは、当該マイクロアクチュエータを構成する素子（例えば圧電素子）に電圧が印加されることにより駆動される。マイクロアクチュエータの変位は、電圧が増加する方向に当該マイクロアクチュエータに電圧が印加される場合と、電圧が減少する方向に当該マイクロアクチュエータに電圧が印加される場合とで異なる。つまり、マイクロアクチュエータは、印加される電圧に対してヒステリシス特性を有している。
【０００５】
マイクロアクチュエータのヒステリシス特性は、ＶＣＭアクチュエータ及びマイクロアクチュエータを併用して目標トラックにヘッドを移動するためのシーク動作に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明の目的は、マイクロアクチュエータのヒステリシス特性に適合したシーク動作を実現できるマイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、磁気ディスク装置は、ＶＣＭアクチュエータと、マイクロアクチュエータと、サーボコントローラとを具備する。前記ＶＣＭアクチュエータは、ヘッドを粗動させる。前記マイクロアクチュエータは、前記ヘッドを微動させる。前記サーボコントローラは、前記ＶＣＭアクチュエータ及び前記マイクロアクチュエータを併用して前記ヘッドを目標トラックに移動させるための所定のシーク動作を制御する。前記サーボコントローラは、マイクロアクチュエータコントローラと、マイクロアクチュエータ推定器と、ＶＣＭアクチュエータコントローラと、フィルタと、加算器とを具備する。前記マイクロアクチュエータコントローラは、前記目標トラックまたは前記マイクロアクチュエータに対応する第１の目標軌道と前記ヘッドの位置との間の位置誤差に基づいて、前記マイクロアクチュエータを制御する。前記マイクロアクチュエータ推定器は、前記マイクロアクチュエータに与えられるべき第１の操作量から線形モデルにより前記マイクロアクチュエータの第１の変位を推定する。前記ＶＣＭアクチュエータコントローラは、前記目標トラックまたは前記ＶＣＭアクチュエータに対応する第２の目標軌道と前記ヘッドの位置及び前記推定された第１の変位から推定される前記ＶＣＭアクチュエータの位置との間の位置誤差に基づいて、前記ＶＣＭアクチュエータを制御する。前記フィルタは、前記所定のシーク動作における前記ＶＣＭアクチュエータの状態から、前記マイクロアクチュエータのヒステリシスによる前記マイクロアクチュエータの変位の遅れに対応する前記ＶＣＭアクチュエータの位置を推定し、前記推定された位置から前記マイクロアクチュエータの前記遅れの変位である第２の変位を推定する。前記加算器は、前記推定された第２の変位または前記推定された第２の変位に対応する第２の操作量を、前記マイクロアクチュエータコントローラの入力または前記マイクロアクチュエータの入力に加算する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図。
【図３】図２に示すサーボコントローラにおいて、マイクロアクチュエータのヒステリシス特性を考慮せずに、当該マイクロアクチュエータを利用して１トラックシーク動作が実行される場合における、時間に対する、ＶＣＭアクチュエータ、マイクロアクチュエータ及びヘッドのそれぞれの位置を示す図。
【図４】マイクロアクチュエータのヒステリシス特性の例を示す図。
【図５】１トラックシーク動作における時間に対するマイクロアクチュエータの変位を、推定された変位及び実際の変位のそれぞれについて示す図。
【図６】ヒステリシスがある場合のマイクロアクチュエータ電圧に対するマイクロアクチュエータの変位をヒステリシスがない場合のマイクロアクチュエータ電圧に対するマイクロアクチュエータの変位と対比して示す図。
【図７】ヒステリシスがない場合とヒステリシスがある場合のそれぞれにおける、時間に対するマイクロアクチュエータの変位を示す図。
【図８】第１の実施形態の第１の変形例で適用されるサーボコントローラの構成を示すブロック図。
【図９】第１の実施形態の第２の変形例で適用されるサーボコントローラの構成を示すブロック図。
【図１０】第１の実施形態で適用されるシーク動作の手順を示すフローチャート。
【図１１】第１の実施形態においてマイクロアクチュエータのヒステリシスの影響を補償する１トラックシーク動作の特性を、補償しない場合と対比して示す図。
【図１２】第２の実施形態で適用されるサーボコントローラの構成を示すブロック図。
【図１３】第３の実施形態で適用されるサーボコントローラの構成を示すブロック図。
【図１４】第４の実施形態で適用されるサーボコントローラの構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態につき図面を参照して説明する。  
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示す磁気ディスク装置（ＨＤＤ）は、ディスク（磁気ディスク）１１と、ヘッド（磁気ヘッド）１２と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１３と、ＶＣＭアクチュエータ（ＶＣＭＡ）１４と、マイクロアクチュエータ（ＭＡ）１５と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６と、ドライバＩＣ１７と、ヘッドＩＣ１８と、リードチャネル（ＲＤＣ）１９と、コントローラ２０とを備えている。
【００１１】
ディスク１１は磁気記録媒体である。ディスク１１の例えば一方の面は、データが磁気記録される記録面をなしている。ディスク１１はＳＰＭ１３によって高速に回転させられる。ＳＰＭ１３は、ドライバＩＣ１７から供給される例えば駆動電流により駆動される。
【００１２】
ヘッド１２はディスク１１の記録面に対応して配置される。ヘッド１２は、図示せぬリード素子及びライト素子を備えている。ヘッド１２は、ディスク１１へのデータの書き込み及びディスク１１からのデータの読み出しに用いられる。図１の構成では、単一枚のディスク１１を備えたＨＤＤを想定している。しかし、ディスク１１が複数枚積層配置されたＨＤＤであっても構わない。また、図１の構成では、ディスク１１の一方の面が記録面をなしている。しかし、ディスク１１の両面がいずれも記録面をなし、両記録面にそれぞれ対応してヘッドが配置されても構わない。
【００１３】
ＶＣＭＡ１４はアーム１４０を備えている。ヘッド１２は、ＶＣＭＡ１４のアーム１４０から延出したサスペンション１４１の先端（より詳細には、サスペンション１４１の先端に備えられたヘッドスライダ）に取り付けられている。
【００１４】
サスペンション１４１（より詳細には、サスペンション１４１とヘッドスライダとの間）には更に、ＭＡ１５が取り付けられている。このように、図１に示すＨＤＤは、ＶＣＭＡ１４及びＭＡ１５を備えた２段アクチュエータ構造（以下、ＤＳＡ構造と称する）を適用している。
【００１５】
ＭＡ１５は、後述するサーボコントローラ２２からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕM（より詳細には、操作量ｕMによって指定される駆動電圧）に応じて駆動する。これによりＭＡ１５は、対応するヘッド１２を微動させる。以下の説明では、煩雑さを避けるために、操作量ｕMが、ＭＡ１５に印加される駆動電圧（ＭＡ電圧）であるものとする。
【００１６】
ＶＣＭＡ１４は枢軸１４２の回りで回動自在に支持されている。ＶＣＭＡ１４はＶＣＭ１６を備えている。ＶＣＭ１６は、ＶＣＭＡ１４の駆動源である。ＶＣＭ１６は、サーボコントローラ２２からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕV（より詳細には、操作量ｕVによって指定される駆動電流）に応じて駆動して、ＶＣＭＡ１４を枢軸１４２の回りに回動させる。つまりＶＣＭ１６は、ＶＣＭＡ１４のアーム１４０を、ディスク１１の半径方向に移動させる。これによりヘッド１２も、ディスク１１の半径方向に移動させられる。以下の説明では、煩雑さを避けるために、操作量ｕVが、ＶＣＭ１６（ＶＣＭＡ１４）に供給される駆動電流であるものとする。
【００１７】
ドライバＩＣ１７は、サーボコントローラ２２の制御に従い、ＳＰＭ１３と、ＶＣＭ１６（ＶＣＭＡ１４）と、ＭＡ１５とを駆動する。ヘッドＩＣ１８はヘッドアンプとも呼ばれており、ヘッド１２により読み出された信号（つまりリード信号）を増幅する。ヘッドＩＣ１８はまた、ＲＤＣ１９から出力されるライトデータをライト電流に変換してヘッド１２に出力する。
【００１８】
ＲＤＣ１９はリード／ライトに関連する信号を処理する。即ちＲＤＣ１９は、ヘッドＩＣ１８によって増幅されたリード信号をデジタルデータに変換し、このデジタルデータからリードデータを復号する。ＲＤＣ１９はまた、上記デジタルデータからサーボデータ（サーボパターン）を抽出する。ＲＤＣ１９はまた、コントローラ２０から転送されるライトデータを符号化し、この符号化されたライトデータをヘッドＩＣ１８に転送する。
【００１９】
コントローラ２０は、ホストコントローラ２１、サーボコントローラ２２及びメモリ部２３を備えている。  
ホストコントローラ２１は、ホストと当該ホストコントローラ２１との間で外部インターフェース（ストレージインタフェース）を介して信号を授受する。具体的には、ホストコントローラ２１は、ホストから外部インターフェースを介して転送されるコマンド（ライトコマンド、リードコマンド等）を受信する。ホストコントローラ２１はまた、ホストと当該ホストコントローラ２１との間のデータ転送を制御する。
【００２０】
サーボコントローラ２２は、ヘッド１２を、ディスク１１上の目標位置に位置付ける際の粗調整のために、ドライバＩＣ１７を介してＶＣＭ１６を制御する。ここで、ＶＣＭ１６を制御することは、当該ＶＣＭ１６を備えたＶＣＭＡ１４を制御することと等価である。サーボコントローラ２２は更に、ヘッド１２の位置を微調整するために、ドライバＩＣ１７を介してＭＡ１５を制御する。またサーボコントローラ２２は、ＶＣＭＡ１４及びＭＡ１５を併用してヘッド１２を目標トラックに移動させるための所定のシーク動作を制御する。所定のシーク動作については後述する。
【００２１】
第１の実施形態において、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２は、それぞれＣＰＵ（図示せず）を備えている。ＣＰＵは、後述するＦＲＯＭ２３ａに格納されている、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２のためのそれぞれの制御プログラムを実行することにより、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２としての機能を実現している。なお、単一のＣＰＵが、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２のためのそれぞれの制御プログラムを時分割で実行しても構わない。
【００２２】
メモリ部２３は、フラッシュＲＯＭ（以下、ＦＲＯＭと称する）２３ａ及びＲＡＭ２３ｂを備えている。ＦＲＯＭ２３ａは書き換え可能な不揮発性メモリである。ＦＲＯＭ２３ａには、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２を含むコントローラ２０の機能を実現するための制御プログラム（ファームウェア）が予め格納されている。ＲＡＭ２３ｂの記憶領域の少なくとも一部は、ホストコントローラ２１及びサーボコントローラ２２のための作業領域として用いられる。なお、図１では簡略化のために、コントローラ２０が一般に備えているディスクコントローラが省略されている。ディスクコントローラは、ディスク１１へのデータの書き込み及び及びディスク１１からのデータの読み出しを制御する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態で適用されるサーボコントローラ２２の典型的な構成を示すブロック図である。  
サーボコントローラ２２は、ヘッド１２を目標トラックの目標位置に位置付けるために、ディスク１１に記録されているサーボデータに基づいて、ＶＣＭ１６（間接的には、ＶＣＭ１６によって駆動されるＶＣＭＡ１４）とＭＡ１５とを制御する。つまりサーボコントローラ２２は、フィードバック制御によってＶＣＭＡ１４を制御することにより、ヘッド１２の位置を粗調整する。サーボコントローラ２２はまた、フィードバック制御によってＭＡ１５を制御することにより、ヘッド１２の位置を微調整する。このように、ＭＡ１５及びＶＣＭＡ１４は、フィードバック制御系における制御対象である。そこで図２では、ＶＣＭＡ１４がＰV(s)のように表記され、ＭＡ１５がＰM(s)のように表記されている。
【００２４】
サーボコントローラ２２は、減算器２２１、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２、ＭＡモデル（Ｅ）２２３、加算器２２４、及びＶＣＭＡコントローラ（ＣV(s)）２２５、フィルタ（Ｑ(s)）２２６、加算器２２７及びスイッチ２２８を備えている。
【００２５】
図２において、加算点２２０における記号ｙは、ヘッド１２のディスク１１上の位置（ヘッド位置）を示す。ここで、ＶＣＭＡ（ＰV(s)）１４の位置をｙVとし、ＭＡ（ＰM(s)）１５の変位をｙMとする。この場合、位置ｙVと変位ｙMとの和（ｙV＋ｙM）が、加算点２２０においてヘッド位置ｙとして観測される。ヘッド位置ｙは、ＲＤＣ１９によって所定のサンプリング周期で抽出されるサーボデータに基づいて検出される。
【００２６】
減算器２２１は、ヘッド位置ｙの目標位置ｒとの差分を位置誤差ｅ（＝ｒ−ｙ）として算出する。ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２は、位置誤差ｅに基づいて、ＭＡ（ＰM(s)）１５に与えられるべき操作量を生成する。
【００２７】
ＭＡモデル（Ｅ）２２３は線形モデルであり、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成された操作量に基づいてＭＡ１５の変位（より詳細には、ＶＣＭＡ１４に対する相対的な変位）を推定するのに用いられる。つまりＭＡモデル（Ｅ）２２３は、線形モデルによりＭＡ１５の変位を推定するＭＡ推定器として用いられる。
【００２８】
加算器２２４は、減算器２２１によって算出された位置誤差ｅ（＝ｒ−ｙ＝ｒ−ｙV−ｙM）にＭＡモデル２２３によって推定されたＭＡ１５の変位を加算する。もし、推定されたＭＡ１５の変位が実際の変位ｙMに一致するならば、加算器２２４は位置誤差ｅに推定されたＭＡ１５の変位を加算することにより、ＶＣＭＡ１４の位置ｙVの目標値ｒとの差分（ｒ−ｙV）を算出することになる。つまり、ヘッド１２の位置ｙと推定されたＭＡ１５の変位とから、ＶＣＭＡ１４の位置ｙVが推定されることになる。加算器２２４の加算結果は、ＶＣＭＡコントローラ（ＣV(s)）２２５の入力に与えられる。これにより、ＶＣＭＡ１４とＭＡ１５とは、非干渉化される。つまりサーボコントローラ２２は、ＶＣＭＡ（ＰV(s)）１４及びＭＡ（ＰM(s)）１５に関し、非干渉系を構成する。ＶＣＭＡコントローラ（ＣV(s)）２２５は、ＶＣＭＡ１４に与える操作量ｕVを、加算器２２４の加算結果に基づいて生成する。
【００２９】
ところで、ＭＡ１５の変位は、例えば相対位置センサにより検出することも可能である。しかし、相対位置センサは高価格である。このため、上述のようＭＡモデル（Ｅ）２２３によってＭＡ１５の変位を推定するのが一般的である。また、ＭＡモデル２２３には、ＭＡ１５に印加される電圧（以下、ＭＡ電圧と称する）Ｖｉｎの増加及び減少に対するＭＡ１５の変位の関係が直線となる線形モデルが用いられるのも一般的である。
【００３０】
周知のように、ＭＡ１５はＶＣＭＡ１４よりも応答速度が速い。そこで、ＭＡ１５を用いてヘッド１２を目標トラックに移動させるならば、シーク時間を短縮することができる。但し、ＭＡ１５を用いてヘッド１２をディスク１１の半径方向に移動させることが可能な距離、いわゆるシーク距離は、ＭＡ１５が駆動可能な範囲に限られる。ＭＡ１５が駆動可能な範囲は、ＶＣＭＡ１４と異なって極めて狭い。
【００３１】
そこで第１の実施形態では、ディスク１１の半径方向に１トラック（より詳細には、１トラック幅）だけヘッド１２を移動させるシーク動作（つまり１トラックシーク動作）に、ＭＡ１５が利用される。ＭＡ１５（ＭＡ１５及びＶＣＭＡ１４）を用いてシーク動作を行う場合、ＭＡ１５よりも応答速度の遅いＶＣＭＡ１４は、当該ＭＡ１５から遅れて目標トラックに到達することになる。
【００３２】
図３は、ＭＡ１５のヒステリシス特性を考慮せずに、ＶＣＭＡ１４よりも先にＭＡ１５を目標トラックへ１トラックだけ移動させるシーク動作（１トラックシーク動作）が実行される場合における、時間（より詳細にはシーク動作開始時からの経過時間）に対する、ＶＣＭＡ１４、ＭＡ１５及びヘッド１２のそれぞれの位置を示す。ここでは、ヘッド１２がトラックＴに位置付けられている状態で、当該ヘッド１２を目標トラックであるトラックＴ＋１に移動させるものとする。
【００３３】
図３において、曲線３１及び３２は、それぞれ、時間に対するＶＣＭＡ１４の位置及びＭＡ１５の位置を示す。曲線３３は、時間に対するヘッド１２の位置を示す。図３では、ＶＣＭＡ１４、ＭＡ１５及びヘッド１２のそれぞれの位置は、１トラックシーク動作開始時における当該ＶＣＭＡ１４、ＭＡ１５及びヘッド１２のそれぞれの位置を基準（０）とする相対位置で示されている。図３において位置の単位はトラックである。例えば、位置１、位置０．５は、それぞれ、基準位置０から１トラック（１トラック幅）だけずれた位置、１／２トラックだけずれた位置を示す。したがって、図３において、例えば基準位置０は、１トラックシーク動作開始前にヘッド１２が位置しているトラックＴの位置に対応し、位置１は目標トラックＴ＋１の位置に対応する。
【００３４】
図３から明らかなように、曲線３２によって示されるＭＡ１５の位置は、当該ＭＡ１５の高速応答性により、ＶＣＭＡ１４に比べて極めて短時間で「１」に近付く。つまりＭＡ１５は高速で目標トラックに近付く。このようにＭＡ１５を高速で目標トラックに近付けるために、ＭＡ１５にはシーク動作開始時から大きなＭＡ電圧が印加される。このＭＡ電圧は、ＭＡ１５が目標トラックに近付くにつれて小さくなる。
【００３５】
一般にＭＡ１５は、ＭＡ電圧に対してヒステリシス特性を有している。図４は、ＭＡ１５のヒステリシス特性の例を示す。図４において曲線４１は、ＭＡ電圧Ｖｉｎが−２０Ｖから＋２０Ｖまで徐々に増加される場合の、ＭＡ電圧Ｖｉｎに対するＭＡ１５の変位を示す。図４において曲線４２は、曲線４１とは逆に、ＭＡ電圧Ｖｉｎが＋２０Ｖから−２０Ｖまで徐々に減少される場合の、ＭＡ電圧Ｖｉｎに対するＭＡ１５の変位を示す。曲線４１及び４２から明らかなように、ＭＡ１５はＭＡ電圧に対してヒステリシス特性を有している。ＭＡ１５のヒステリシスは、電圧の増加または減少が大きいほど大きくなる。このため、シーク動作開始時に大きなＭＡ電圧がＭＡ１５に印加された後、当該ＭＡ１５が目標トラックに近付いたためにＭＡ電圧が低くなると、ＭＡ１５はヒステリシスの影響を大きく受ける。
【００３６】
ところが、ＭＡモデル２２３は線形モデルである。このため、ＭＡ１５がヒステリシスの影響を受けた場合、ＭＡ１５の実際のＭＡ変位とＭＡモデル２２３によって推定された変位との間に誤差が生じる。図５は、１トラックシーク動作における時間に対するＭＡ１５の変位（位置）を、推定された変位及び実際の変位のそれぞれについて示す。
【００３７】
図５において、曲線５１は、時間に対するＭＡ１５の推定された変位の関係、つまりＭＡ１５がヒステリシス特性を有していないことを前提としてＭＡモデル２２３を適用する場合の当該ＭＡ１５の変位の時間に対する関係を示す。以下の説明では、ＭＡ１５がヒステリシス特性を有していないことを前提とする場合を、単にヒステリシスがない場合と称する。曲線５２は、時間に対するＭＡ１５の実際の変位の関係、つまりＭＡ１５がヒステリシス特性を有している場合の当該ＭＡ１５の変位の時間に対する関係を示す。以下の説明では、ＭＡ１５がヒステリシス特性を有している場合を、単にヒステリシスがある場合と称する。
【００３８】
図５から明らかなように、ＭＡ１５の推定された変位と実際の変位との間に、ヒステリシスの影響で差（位置誤差）が生じる。つまり、ＭＡ１５を用いたシーク動作（１トラックシーク動作）では、当該シーク動作の開始時にＭＡ１５に大電圧がかかるため、ヘッド１２が目標トラックに位置付けられる定常状態へ移行する際に、ヒステリシスの影響による位置誤差が生じる。このために、１トラックシーク動作において、図３において曲線３３で示すように、ヘッド１２が目標トラックからずれるオフトラック状態が発生する。このため、ヘッド１２を高速で目標トラックに位置付けることが難しい。
【００３９】
そこで第１の実施形態では、ＭＡ１５を利用して１トラックシーク動作（つまり短距離シーク動作）を実行する場合に、ヒステリシスの影響による位置誤差を減らすための構成を適用する。この構成について説明する。
【００４０】
第１の実施形態では、１トラックシーク動作において、ＭＡ１５がＶＣＭＡ１４よりも先に目標トラックに到達した後ＭＡ電圧（つまりＭＡ１５の変位）が単調に減少する期間、ＶＣＭＡ１４の位置（変位）が単調に変化（ここでは増加）することが利用される。具体的には、ヒステリシスの影響が、ＭＡ１５が線形モデルに従って駆動すると仮定した状態からのＭＡ電圧の遅れとして捉えられる。ＭＡ電圧の遅れは、当該ＭＡ電圧とＭＡ１５の変位との関係から、ＭＡ１５の変位の遅れとして現れる。したがって、ヒステリシスの影響を、ＭＡ電圧をＭＡ１５の変位に換算した場合における、当該ＭＡ１５の変位の遅れと捉えることも可能である。
【００４１】
以下、ヒステリシスの影響を、ＭＡ電圧（ＭＡ１５の変位）の遅れと捉えることの意義について、図６及び図７を参照して説明する。  
図６は、ヒステリシスがある場合のＭＡ電圧Ｖｉｎに対するＭＡ１５の変位をヒステリシスがない場合のＭＡ電圧Ｖｉｎに対するＭＡ１５の変位と対比して示す。図６において、曲線６１及び６２は、それぞれ図４における曲線４１及び４２に相当する。但し、図６では、ＭＡ電圧Ｖｉｎが負電圧の範囲は省略されている。直線６０は、ヒステリシスがない場合のＭＡ電圧Ｖｉｎに対するＭＡ１５の変位を示す。
【００４２】
図７は、ヒステリシスがない場合（前者）とヒステリシスがある場合（後者）のそれぞれにおける、時間に対するＭＡ１５の変位（ＭＡ１５の相対位置）を示す。図７において、直線７１は前者における時間に対するＭＡ１５の変位（つまり、ＭＡ１５の推定された変位）を示す。曲線７２は後者における時間に対するＭＡ１５の変位（つまり、ＭＡ１５の実際の変位）を示す。
【００４３】
ここで、ＭＡ１５が先に目標トラックに到達し、その際にＶＣＭＡ１４は目標トラックへ向かって移動している最中であるものとする。ＭＡ１５の変位が「１」となって、当該ＭＡ１５が目標トラックに到達した際の、直線６０、曲線６２、直線７１及び曲線７２上の点をＰ１とし、その時点ｔを０とする。この時点ｔ＝０におけるＭＡ電圧は前述したように大電圧であり、以後ＭＡ電圧は時間ｔの経過と共に徐々に小さくなる。その理由は、ＶＣＭＡ１４が目標トラックへ近付くためである（図３参照）。ＭＡ電圧が徐々に小さくなると、ＭＡ１５の変位は点Ｐ１（時点ｔ＝０）での変位から時間ｔの経過と共に単調に減少する。
【００４４】
やがて、ＭＡ電圧Ｖｉｎがδとなった時点ｔ１で、ヒステリシスがない場合におけるＭＡ１５の変位（つまり、図６の直線６０上及び図７の直線７１上の点Ｐ２における推定された変位）がαとなったものとする。しかし、ヒステリシスがある場合、ＭＡ電圧がδであっても、ＭＡ１５の変位（つまり実際の変位）は、図６の曲線６２上及び図７の曲線７２上の点Ｐ２’における変位βとして現れる。このように、ヒステリシスがある場合とヒステリシスがない場合とで、ＭＡ１５の変位がβ−αだけ異なる。このβ−αが、ヒステリシスの影響による位置誤差となる。
【００４５】
時点ｔ１以後も１トラックシーク動作が続き、ＶＣＭＡ１４が目標トラックにより近付くと、ＭＡ電圧は更に減少する。前述したように、１トラックシーク動作においてＭＡ１５が目標トラックに到達した後ＭＡ電圧（ＭＡ１５の変位）が単調に減少する期間、ＶＣＭＡ１４の位置は単調に増加する。このため、時点ｔ１より後の時点でＭＡ１５の実際の変位がαとなる。ここでは、ＭＡ電圧Ｖｉｎがε（ε＜δ）まで低下した時点ｔ２（ｔ２＞ｔ１）で、図６の曲線６２上及び図７の曲線７２上の点Ｐ３におけるＭＡ１５の実際の変位がαとなったものとする。つまり、時点ｔ１で必要なＭＡ１５の実際の変位α及び当該変位αのために必要なＭＡ電圧ε（Ｖｉｎ＝ε）は、時点ｔ１よりも時間ｔ２−ｔ１だけ遅れた時点ｔ２で取得される。
【００４６】
このようにヒステリシスがある場合、時点ｔ１で必要なＭＡ１５の変位αが時点ｔ１よりも時間ｔ２−ｔ１だけ遅れて取得される。よってヒステリシスの影響を、図７に示すように、ＭＡ１５の変位の遅れと捉えることができる。また、変位αのために必要なＭＡ電圧εも、時点ｔ１よりも時間ｔ２−ｔ１だけ遅れた時点ｔ２で取得される。したがって、ヒステリシスの影響を、ＭＡ電圧Ｖｉｎの遅れと捉えることもできる。つまり、ヒステリシスがあると、ＭＡ１５の変位及びＭＡ電圧に遅れが生じると見なすことができる。
【００４７】
さて、ＭＡ１５の実際の変位αを時点ｔ１で取得するには、図６から明らかなように、ＭＡ１５にＭＡ電圧（操作量ｕM）としてεが与えられる必要がある。ＭＡ電圧εは、ヒステリシスがない場合におけるＭＡ１５の変位γに対応する。しかし、ヒステリシスがない場合、時点ｔ１では、上述のようにＭＡ１５にＭＡ電圧（操作量ｕM）δが与えられ、その結果ＭＡ１５の実際の変位はβとなる。
【００４８】
時点ｔ１でＭＡ１５に与えられるδがεに補正されるためには、ＭＡ電圧ε−δが取得されればよい。また、時点ｔ１で必要とするＭＡ１５の変位がαからγに補正されるためには、変位γ−αが取得されればよい。ヒステリシスがない場合、変位γを取得するためにＭＡ１５にＭＡ電圧εが与えられるのは、上述したように時点ｔ２である。このとき、実際の変位はαとなる。よって、ＭＡ電圧ε−δ及びＭＡ１５の変位γ−αを、ヒステリシスによる時点ｔ１からの時間ｔ２−ｔ１の遅れと捉えることができる。
【００４９】
そこで第１の実施形態では、このヒステリシスの影響を減らすため、ヒステリシスによる遅れに相当する未来のＭＡ電圧（ＭＡ１５の変位）、つまり未来の相対位置誤差が推定される。上述の例では、未来のＭＡ電圧はεであり、未来のＭＡ１５の変位はγであり、ヒステリシスによる遅れに相当するＭＡ電圧はε−δであり、ヒステリシスによる遅れに相当するＭＡ１５の変位はγ−αである。また、第１の実施形態では、推定された未来のＭＡ電圧（ＭＡ１５の変位）に相当する操作量ｕM（ＭＡ電圧）がＭＡ１５に加わるよう、ヒステリシスによる遅れに相当する操作量がＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成される操作量に加算される。この加算された操作量が、操作量ｕM（ＭＡ電圧）としてＭＡ１５に与えられる。
【００５０】
次に、ヒステリシスによる遅れに相当する未来のＭＡ電圧（ＭＡ１５の変位）の推定について、図２及び図７を再び参照して説明する。  
ＭＡ電圧、つまり操作量ｕMは、ヘッド１２の移動先のトラック（つまり目標トラック）での位置誤差ｅとＶＣＭＡ１４の位置ｙVとで決まる。ＶＣＭＡ１４の位置ｙVとＭＡ１５の変位ｙMとを加えたヘッド位置yは、ヘッド１２を目標トラックの目標位置に保つには一定である必要がある。このことは、ＶＣＭＡ１４の未来の位置を推定すれば、ＭＡ１５の未来の変位（またはＭＡ電圧）が推定可能なことを示す。
【００５１】
そこで第１の実施形態では、ヒステリシスによる遅れに相当するＭＡ１５の未来の変位（またはＭＡ電圧）を推定するために、ＶＣＭＡ１４の未来の位置が推定される。そのため、図２に示されるように、コントローラ２０内に、フィルタ（Ｑ(s)）２２６、加算器２２７及びスイッチ２２８が追加される。
【００５２】
フィルタ２２６は、ＶＣＭＡ（ＰV(s)）１４の出力を当該フィルタ２２６に通すことで、ＶＣＭＡ１４の未来の位置を推定する。フィルタ２２６はまた、ＶＣＭＡ１４の推定された未来の位置から、ＭＡ１５の未来の変位（またはＭＡ電圧）に相当する操作量を推定する。
【００５３】
加算器２２７は、ＭＡ１５の制御ループに備えられている。加算器２２７は、フィルタ２２６の出力（つまりＭＡ１５の未来の変位またはＭＡ電圧に相当する操作量）を、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成された操作量に加算する。スイッチ２２８は、所定のシーク動作の開始時にオン状態（第１の状態）設定される。スイッチ２２８は、オン状態に設定されている期間、フィルタ２２６から加算器２２７に有効な出力が伝達されるのを許可する。第１の実施形態において、所定のシーク動作は１トラックシーク動作である。
【００５４】
ＶＣＭＡ１４の未来の位置の推定には、例えば、現在のＶＣＭＡ１４の位置ｙVとＶＣＭ速度とが用いられる。ＶＣＭ速度は、ＶＣＭＡ１４の位置の変化量を表す。フィルタ（Ｑ(s)）２２６は、このＶＣＭ速度に所定の係数ｐを乗じた値に現在のＶＣＭＡ１４の位置ｙVを加算することで、ＶＣＭＡ１４の未来の位置を推定し、ヒステリシスによる遅れに相当するＭＡの変位またはＭＡ電圧に相当する操作量を計算する。係数ｐは、どの程度未来の位置を推定するかの指標である。ＶＣＭ速度（つまりＶＣＭＡ１４の速度）は、例えば、ＶＣＭＡ１４の位置を微分することによって取得できる。このためフィルタ（Ｑ(s)）２２６に微分器を持たせることで、ＶＣＭＡ１４の位置からＶＣＭ速度が得られる。
【００５５】
係数ｐはヒステリシスによるＭＡ１５の変位の遅れとＶＣＭＡ１４の速度に依存するため一定ではない。そこで第１の実施形態では、事前に平均的な遅れ時間に相当する値が係数ｐとして設定される。平均的な遅れ時間は、例えば、ヒステリシスによるＭＡ１５の変位の遅れをＶＣＭ速度で除することにより算出される。なお、ＭＡ１５のヒステリシス特性とシーク動作（１トラックシーク動作）時のＶＣＭＡ１４の速度を測定して、その測定結果が設定されたテーブルがＦＲＯＭ２３ａに格納される構成としてもよい。また、このテーブルが、ＦＲＯＭ２３ａに格納されているファームウェアに設定されていても構わない。
【００５６】
ここで、上記第１の実施形態の第１の変形例について説明する。  
図８は、上記第１の実施形態の第１の変形例で適用されるサーボコントローラ２２の構成を示すブロック図である。図８において、図２と等価な要素には同一参照符号を付してある。
【００５７】
図８に示すサーボコントローラ２２は、状態オブザーバ（Ｂ）２２９を備えている。状態オブザーバ（Ｂ）２２９は、ＶＣＭＡモデルを有しており、当該ＶＣＭＡモデルと、ＶＣＭＡコントローラ２２５の出力ｕV（つまりＶＣＭＡ１４の入力）、ＭＡモデル（Ｅ）２２３によって推定されたＭＡ１５の変位及びヘッド１２の位置（ヘッド位置）とに基づいて、ＶＣＭＡ１４の位置、速度及び加速度を推定する。上記ヘッド１２の位置には、ヘッド位置ｙ、つまりＲＤＣ１９によって検出されたヘッド位置ｙが用いられる。
【００５８】
第１の変形例では、上述したＶＣＭＡ１４の未来の位置の推定に用いられるＶＣＭＡ１４の速度として、状態オブザーバ２２９によって推定された当該ＶＣＭＡ１４の速度が用いられる。つまり状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の速度が、フィルタ２２６に入力される。しかし、ＶＣＭＡ１４の速度は前述したように、ＶＣＭＡ１４の位置を微分することによって取得できる。そこで、フィルタ２２６が、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の位置を微分する微分器を備えていてもよい。この場合、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の速度は、必ずしもフィルタ２２６に入力される必要はない。
【００５９】
次に、上記第１の実施形態の第２の変形例について説明する。  
図９は、上記第１の実施形態の第２の変形例で適用されるサーボコントローラ２２の構成を示すブロック図である。図９において、図２及び図８と等価な要素には同一参照符号を付してある。
【００６０】
図９に示すサーボコントローラ２２の特徴は、減算器２２１による位置誤差ｅの算出に用いられるヘッド位置として、ＲＤＣ１９により検出されたヘッド位置ｙに代えて、状態オブザーバ（Ｂ）２２９によって推定されたヘッド位置が用いられる点にある。
【００６１】
第２の変形例において、状態オブザーバ２２９は、ＶＣＭＡモデルと、ＶＣＭＡコントローラ２２５の出力、ＭＡモデル（Ｅ）２２３によって推定されたＭＡ１５の変位及びヘッド位置ｙとに基づいて、ＶＣＭＡ１４の位置、速度及び加速度（つまりＶＣＭＡ１４の推定された状態）を推定する。状態オブザーバ２２９は更に、上記推定されたＶＣＭＡ１４の位置と上記上記推定されたＭＡ１５の変位とを加算することで、ヘッド１２の位置を推定する。
【００６２】
第２の変形例では、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の位置または速度の少なくとも一方を含む、ＶＣＭＡ１４の推定された状態が、フィルタ（Ｑ(s)）２２６に入力される。状態オブザーバ２２９によって推定されたヘッド位置は、ＲＤＣ１９によって検出されたヘッド位置ｙに代えて、減算器２２１に入力される。
【００６３】
前述したように、ＶＣＭＡ１４の速度は、ＶＣＭＡ１４の位置を微分することによって取得できる。そこで、フィルタ２２６が、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の位置を微分する微分器を備えていてもよい。この場合、フィルタ２２６に入力されるＶＣＭＡ１４の推定された状態に、ＶＣＭＡ１４の推定された速度が含まれている必要はない。
【００６４】
また、ＶＣＭＡ１４の未来の位置は、ＶＣＭＡ１４の速度と加速度からも推定可能である。そこで、フィルタ２２６が、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の速度に例えば乗算器によって係数ｑを乗じたものと、状態オブザーバ２２９によって推定されたＶＣＭＡ１４の加速度に例えば乗算器によって係数ｍを乗じたものとの和をとることにより、ＶＣＭＡ１４の未来の位置を推定してもよい。係数ｑは上記係数ｐと同様に、どの程度未来の位置を推定するかの指標であり、例えば上述の平均的な遅れ時間である。係数ｍは、推定する未来の時間までの加速度の寄与を示す指標である。
【００６５】
次に、第１の実施形態で適用される、サーボコントローラ２２の制御によるシーク動作の手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、この手順は、第１の実施形態の第１の変形例及び第２の変形例においても同様に適用される。
【００６６】
今、ヘッド１２がトラックＴに位置付けられているオントラック状態にあるものとする。この状態で、例えばホストコンピュータ２１からサーボコントローラ２２にシーク命令が発行されたものとする。するとサーボコントローラ２２は、ヘッド１２をシーク命令で指定された目標トラックに移動するためのシーク動作を開始する。
【００６７】
まずサーボコントローラ２２は、現在ヘッド１２が位置しているトラックＴから目標トラックにヘッド１２を移動するのに必要なシーク距離が１トラック（１トラック幅）であるかを判定する（ステップ８０１）。ここでは、目標トラックが、トラックＴに隣接するトラックＴ＋１であり、したがってシーク距離は１トラックであるものとする。
【００６８】
このように、シーク距離が１トラックであるならば（ステップ８０１のＹＥＳ）、つまり１トラックシーク動作であるならば、サーボコントローラ２２は切り替え制御手段として機能して、スイッチ２２８をオンする（ステップ８０２）。するとサーボコントローラ２２では、フィルタ（Ｑ(s)）２２６によって推定されたヒステリシスによる遅れに相当するＭＡ１５の変位またはＭＡ電圧に相当する操作量が、スイッチ２２８を介して加算器２２７に入力される。
【００６９】
加算器２２７には、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成された操作量も入力される。加算器２２７は、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成された操作量に、フィルタ（Ｑ(s)）２２６によって推定されたＭＡ１５のヒステリシスによる遅れに相当する変位またはＭＡ電圧に相当する操作量が加算される。この加算器２２７の加算結果が操作量ｕVとしてＭＡ１５に与えられる。これにより、ＭＡ１５の実際の変位とＭＡモデル２２３によって推定されたＭＡ１５の変位との誤差を低減することができる。つまり、ＭＡ１５のヒステリシスの影響によってヘッド１２を目標トラックに位置付ける際の誤差を低減することができる。
【００７０】
サーボコントローラ２２はスイッチ２２８をオンすると（ステップ８０２）、検出手段として機能して、カウントＮを初期値０に設定する（ステップ８０３）。そしてサーボコントローラ２２は、カウントＮを１インクリメントする（ステップ８０４）。カウントＮは、ＶＣＭＡ１４の速度（ＶＣＭＡ速度）が閾値（つまり所定の速度）ｆより低い状態が連続するサンプルの数を示すのに用いられる。
【００７１】
次にサーボコントローラ２２（検出手段）は、ＶＣＭＡ１４の速度が閾値ｆより低いかを判定する（ステップ８０５）。もし、ＶＣＭＡ１４の速度が閾値ｆより低くないならば（ステップ８０５のＮＯ）、サーボコントローラ２２はカウントＮを０にリセットして（ステップ８０６）、ステップ８０４に戻る。
【００７２】
これに対し、ＶＣＭＡ１４の速度が閾値ｆより低いならば（ステップ８０５のＹＥＳ）、サーボコントローラ２２は、カウントＮが閾値ｇより大きいかを判定する（ステップ８０７）。もし、カウントＮが閾値ｇより大きくないならば（ステップ８０７のＮＯ）、サーボコントローラ２２は、ＶＣＭＡ１４の速度が閾値ｆより低い状態が連続するサンプル数は、ｇを超えていないと判定する。この場合、サーボコントローラ２２はステップ８０４に戻る。
【００７３】
これに対し、カウントＮが閾値ｇより大きいならば（ステップ８０７のＹＥＳ）、サーボコントローラ２２（検出手段）は、ＶＣＭＡ１４の速度が閾値ｆより低い状態が連続するサンプル数は、ｇを超えたと判定する。つまりサーボコントローラ２２（検出手段）は、ＶＣＭＡ１４の速度がｇサンプル連続して閾値ｆより低くなる特定状態を検出する。この場合、サーボコントローラ２２は、ＭＡ１５よりも遅れて移動するＶＣＭＡ１４が目標トラックに安定して到達しているものと判定する。すると、サーボコントローラ２２は切り替え制御手段として機能して、スイッチ２２８をオフする（ステップ８０８）。これによりフィルタ２２６から加算器２２７に有効な出力が伝達されるのが抑止され、シーク動作（１トラックシーク動作）は終了する。
【００７４】
一方、シーク距離が１トラックでないならば（ステップ８０１のＮＯ）、つまり１トラックシーク動作でないならば、サーボコントローラ２２は、通常のシーク動作の制御を実行する（ステップ８０９）。通常のシーク動作では、スイッチ２２８はオフ状態にある。この場合、サーボコントローラ２２は、先行技術と同様に、ＶＣＭＡ１４及びＭＡ１５に関し、非干渉系として機能する。
【００７５】
図１１は、１トラックシーク動作が、上述のようにスイッチ２２８のオン状態で行われた場合の特性を、スイッチ２２８がオフ状態で行われた場合と対比して示す。つまり図１１は、ＭＡ１５のヒステリシスの影響を補償した場合の１トラックシーク動作の特性を、先行技術のように補償しない場合と対比して示す。図１１において、曲線９１１，９１２及び９１３は、補償なしの場合における、それぞれ、時間に対するＶＣＭＡ１４の位置、ＭＡ１５の位置及びヘッド１２の位置を示す。また、曲線９２１，９２２及び９２３は、補償ありの場合における、それぞれ、時間に対するＶＣＭＡ１４の位置、ＭＡ１５の位置及びヘッド１２の位置を示す。また、曲線９３０は時間に対するＶＣＭＡ１４の速度を示す。図１１では、図３と同様に、位置０が１トラックシーク動作開始前にヘッド１２が位置しているトラックＴの位置に対応し、位置１が目標トラックＴ＋１の位置に対応する。なお、図１１では、ＶＣＭＡ１４の速度を示す目盛りは省略されている。
【００７６】
図１１の特に曲線９１３及び９２３から明らかなように、第１の実施形態によれば、ヘッド１２が目標トラックに高速で移動され、しかも少ない位置誤差で目標トラックに安定して位置付けられる。
【００７７】
上記第１の実施形態では、１トラックシーク動作の場合に、スイッチ２２８がオンされて、フィルタ２２６の出力がＭＡコントローラ２２２の入力に加算される。つまり１トラックシーク動作の場合に、ヒステリシスの影響が補償される。しかし、ヘッド１２の移動距離（シーク距離）がＭＡ１５の駆動可能な範囲に収まるならば、シーク距離が１トラックを超えるシーク動作にも適用可能である。また、図２において、フィルタ２２６及びスイッチ２２８の位置が逆で合っても構わない。つまりスイッチ２２８が、フィルタ２２６の入力側に配置されていても構わない。
【００７８】
［第２の実施形態］
次に第２の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボコントローラついて説明する。  
第２の実施形態に係る磁気ディスク装置は、第１の実施形態と同様に、サーボコントローラ２２を含む図１に示す構成を適用するものとする。第２の実施形態が第１の実施形態と相違する点は、サーボコントローラ２２の構成である。
【００７９】
図１２は、第２の実施形態で適用されるサーボコントローラ２２の構成を示すブロック図である。図１２において、図２と等価な要素には同一参照符号を付してある。図１２に示すサーボコントローラ２２の特徴は、加算器２２７（図２参照）に相当する加算器２４１がＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２の入力側に備えられていることである。また、フィルタ２２６及びスイッチ２２８の位置は、図２と逆である。しかし、フィルタ２２６及びスイッチ２２８の位置が図２と同一であっても構わない。
【００８０】
第２の実施形態では、フィルタ（Ｑ(s)）２２６は、ＭＡ１５のヒステリシスによる遅れに相当する変位を推定する。この推定された変位が、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２に入力される位置誤差ｅに、加算器２４１によって加えられる。
【００８１】
［第３の実施形態］
次に第３の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボコントローラついて説明する。  
第３の実施形態に係る磁気ディスク装置は、第１の実施形態と同様に、サーボコントローラ２２を含む図１に示す構成を適用するものとする。第３の実施形態が第１の実施形態と相違する点は、サーボコントローラ２２の構成である。
【００８２】
図１３は、第３の実施形態で適用されるサーボコントローラ２２の構成を示すブロック図である。図１２において、図２と等価な要素には同一参照符号を付してある。図１３に示すサーボコントローラ２２の特徴は、ＶＣＭＡ１４及びＭＡ１５の制御に、周知のフィードフォワード（ＦＦ）制御が適用されることである。
【００８３】
図１３に示すサーボコントローラ２２は、図２に示す構成に加えて、ＶＣＭＡフィードフォワードコントローラ（ＣFV(s)）２５１、加算器２５２、減算器２５３、ＭＡフィードフォワードコントローラ（ＣFM(s)）２５４、ＭＡフィードフォワードコントローラ（−ＣFM(s)）２５５、及び加算器２５６を備えている。
【００８４】
図１３では、ＶＣＭＡ１４及びＭＡ１５のための目標軌道ｒV及びｒMが用いられる。目標軌道ｒV及びｒMは、ヘッド１２を目標トラックに移動させる距離（シーク距離）に対応して設定される。減算器２２１は、第１の実施形態と異なり、目標軌道（第２の目標軌道）ｒVに対するヘッド位置ｙの差分を算出する。減算器２２１の出力は、第１の実施形態と同様に、加算器２２４に与えられる。
【００８５】
ＶＣＭフィードフォワードコントローラ（ＣFV(s)）２５１は、目標軌道ｒVに対応するフィードフォワード操作量を生成する。加算器２５２は、この目標軌道ｒVに対応するフィードフォワード操作量をＶＣＭＡコントローラ２２５により生成される操作量（フィードバック操作量）に加算する。加算器２５２の加算結果は、操作量ｕVとしてＶＣＭＡ１４に与えられる。
【００８６】
減算器２５３は、目標軌道（第１の目標軌道）ｒMに対するヘッド位置ｙの差分を算出する。減算器２５３の出力は、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２に与えられる。  
ＭＡフィードフォワードコントローラ（ＣFM(s)）２５４は、目標軌道ｒMに対応するフィードフォワード操作量を生成する。ＭＡフィードフォワードコントローラ（−ＣFM(s)）２５５は、目標軌道ｒVに対応する、ＶＣＭＡ１４の動きに相当するフィードフォワード操作量を生成する。
【００８７】
加算器２５６は、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２によって生成される操作量（フィードバック操作量）に、ＭＡフィードフォワードコントローラ２５４及び２５５によってそれぞれ生成されるフィードフォワード操作量を加算する。ＭＡモデル２２３は、第１の実施形態と異なり、加算器２５６の加算結果に基づいてＭＡ１５の変位を推定する。
【００８８】
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なって、加算器２５６の加算結果が加算器２２７に与えられる。この加算器２２７には、第１の実施形態と同様に、フィルタ（Ｑ(s)）２２６によって推定されたＭＡ１５の未来の変位またはＭＡ電圧に相当する操作量も与えられる。加算器２２７の加算結果は、第１の実施形態と同様に操作量ｕMとしてＭＡ１５に与えられる。
【００８９】
［第４の実施形態］
次に第４の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボコントローラついて説明する。  
第４の実施形態に係る磁気ディスク装置は、第１の実施形態と同様に、サーボコントローラ２２を含む図１に示す構成を適用するものとする。第４の実施形態が第１の実施形態と相違する点は、サーボコントローラ２２の構成である。
【００９０】
図１４は、第４の実施形態で適用されるサーボコントローラ２２の構成を示すブロック図である。図１４において、図１２及び図１３と等価な要素には同一参照符号を付してある。図１４に示すサーボコントローラ２２の特徴は、加算器２２７（図２参照）に相当する加算器２４１がＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２の入力側に備えられていることである。
【００９１】
第４の実施形態では、フィルタ（Ｑ(s)）２２６は、ＭＡ１５のヒステリシスによる遅れに相当する変位を推定する。この推定された変位が、ＭＡコントローラ（ＣM(s)）２２２に入力される減算器２５３の出力に、加算器２４１によって加算される。
【００９２】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、マイクロアクチュエータのヒステリシス特性に適合したシーク動作を実現できるマイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置を提供することができる。
【００９３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１１…ディスク、１２…ヘッド、１４…ＶＣＭアクチュエータ（ＶＣＭＡ、ＰV(S)）、１５…マイクロアクチュエータ（ＭＡ、ＰM(S)）、１６…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、１７…ドライバＩＣ、２０…コントローラ、２１…ホストコントローラ、２２…サーボコントローラ、２３ａ…フラッシュＲＯＭ（ＦＲＯＭ）、２２２…マイクロアクチュエータコントローラ（ＭＡコントローラ、ＣM(s)）、２２３…マイクロアクチュエータモデル（ＭＡモデル、Ｅ、マイクロアクチュエータ推定器）、２２５…ＶＣＭアクチュエータコントローラ（ＶＣＭＡコントローラ、ＣV(s)）、２２６…フィルタ（Ｑ(s)）、２２７…加算器、２２８…スイッチ、２２９…状態オブザーバ（Ｂ）、２４１…加算器。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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