(57)【要約】      （修正有）【課題】仮想円制御を行う際の、サーボパターンからの復調位置の誤差を改善することを可能とする。【解決手段】ディスク記憶装置は、ディスクの仮想円軌道に位置制御する際に、ディスクから読み出されたデータに含まれる複数の位置信号を読み出すタイミングを示す第１のタイミング信号に対し、複数の位置信号のそれぞれを読み出す期間を短くするとともに、それぞれの期間の中心時刻を複数の位置信号が記録された記録領域の中心に相当する復調中心時刻に近づけた第２のタイミング信号を生成し、生成されたタイミング信号に従って読み出された複数の位置信号をもとに、ヘッドの位置を復調する。【選択図】図２１
2012138143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックごとに、トラック中心からのオフセット位置を検出するための複数の位置信号が記録された記録領域を有するサーボパターンが記録されたディスクと、
回転する前記ディスクから当該ディスクに記録されたデータの読み出しを行うヘッドと、
前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に駆動する駆動手段と、
読み出された前記データから複数の前記位置信号を読み出すタイミングを示す第１のタイミング信号を生成する信号生成手段と、
生成された第１のタイミング信号に従って読み出された複数の前記位置信号をもとに、前記ヘッドの位置を復調する復調手段と、
復調された前記ヘッドの位置を参照して前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記信号生成手段は、前記制御手段が前記ディスクの仮想円軌道に位置制御する際に、前記第１のタイミング信号に対して複数の前記位置信号のそれぞれを読み出す期間を短くするとともに、それぞれの期間の中心時刻を前記記録領域の中心に相当する復調中心時刻に近づけた第２のタイミング信号を生成するディスク記憶装置。
【請求項２】
前記第２のタイミング信号は、前記位置信号ごとの前記第１のタイミング信号の立ち上がり及び立ち下がりタイミングにおいて、前記復調中心時刻に近い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングを基準に、遠い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングを前記基準に近づけた信号である、
請求項１に記載のディスク記憶装置。
【請求項３】
前記ヘッドと前記ディスクとの相対速度を算出する算出手段を更に備え、
前記信号生成手段は、算出された前記相対速度が予め設定された基準速度より大きい場合に前記第２のタイミング信号を生成し、前記基準速度以下である場合に前記第１のタイミング信号を生成する、
請求項１又は２に記載のディスク記憶装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記ヘッドの位置が復調される度に、前記相対速度を算出する、
請求項３に記載のディスク記憶装置。
【請求項５】
複数の前記ヘッドと、
前記ヘッドごとの仮想円軌道の振幅を取得する取得手段とを更に備え、
前記信号生成手段は、読み出しを行う前記ヘッドの仮想円軌道の振幅が予め設定された閾値より大きい場合に前記第２のタイミング信号を生成し、前記振幅が前記閾値以下である場合に前記第１のタイミング信号を生成する、
請求項１又は２に記載のディスク記憶装置。
【請求項６】
前記記録領域に記録された複数の前記位置信号は、当該記録領域で４相のパターンを示す信号である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のディスク記憶装置。
【請求項７】
前記記録領域に記録された複数の前記位置信号は、当該記録領域で２相のパターンを示す信号である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のディスク記憶装置。
【請求項８】
トラックごとに、トラック中心からのオフセット位置を検出するための複数の位置信号が記録された記録領域を有するサーボパターンが記録されたディスクと、回転する前記ディスクから当該ディスクに記録されたデータの読み出しを行うヘッドと、前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に駆動する駆動手段とを有するディスク記憶装置のコントローラであって、
読み出された前記データから複数の前記位置信号を読み出すタイミングを示す第１のタイミング信号を生成する信号生成手段と、
生成された第１のタイミング信号に従って読み出された複数の前記位置信号をもとに、前記ヘッドの位置を復調する復調手段と、
復調された前記ヘッドの位置を参照して前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記信号生成手段は、前記制御手段が前記ディスクの仮想円軌道に位置制御する際に、前記第１のタイミング信号に対して複数の前記位置信号のそれぞれを読み出す期間を短くするとともに、それぞれの期間の中心時刻を前記記録領域の中心に相当する復調中心時刻に近づけた第２のタイミング信号を生成するディスク記憶装置のコントローラ。
【請求項９】
トラックごとに、トラック中心からのオフセット位置を検出するための複数の位置信号が記録された記録領域を有するサーボパターンが記録されたディスクと、回転する前記ディスクから当該ディスクに記録されたデータの読み出しを行うヘッドと、前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に駆動する駆動手段とを有するディスク記憶装置による制御方法であって、
読み出された前記データから複数の前記位置信号を読み出すタイミングを示す第１のタイミング信号を生成する信号生成ステップと、
生成された第１のタイミング信号に従って読み出された複数の前記位置信号をもとに、前記ヘッドの位置を復調する復調ステップと、
復調された前記ヘッドの位置を参照して前記駆動手段を制御する制御ステップと、を含み、
前記信号生成ステップは、前記制御ステップが前記ディスクの仮想円軌道に位置制御する際に、前記第１のタイミング信号に対して複数の前記位置信号のそれぞれを読み出す期間を短くするとともに、それぞれの期間の中心時刻を前記記録領域の中心に相当する復調中心時刻に近づけた第２のタイミング信号を生成するディスク記憶装置による制御方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のディスク記憶装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、仮想円制御を行うディスク記憶装置、ディスク記憶装置のコントローラ、ディスク記憶装置による制御方法及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスクなどへの読み書きをヘッドで行うディスク記憶装置では、ディスクの偏心に追従しない円軌道（仮想円）でヘッドの位置を制御する仮想円制御を行うものがある。この仮想円制御では、ディスクの偏心を無視するように位置軌道（仮想円軌道）を与え、トラック中心からのオフセット位置を検出するためのサーボパターンから復調したヘッドの位置（復調位置）からディスクの偏心に起因する位置揺れを差し引いた値を元に、ヘッドの制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３９１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、仮想円制御では、ディスクの偏心を無視するように制御することから、ヘッドとディスクとの間に相対速度が生じる。したがって、ヘッドがサーボパターンを斜めに横切ることとなるために復調位置に誤差が生じることから、仮想円制御においては、復調位置の誤差の改善が望まれていた。
【０００５】
本発明の実施形態は、仮想円制御を行う際にサーボパターンからの復調位置の誤差を改善することを可能とするディスク記憶装置、ディスク記憶装置のコントローラ、ディスク記憶装置の制御方法及び電子機器を得ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態のディスク記憶装置は、トラックごとに、トラック中心からのオフセット位置を検出するための複数の位置信号が記録された記録領域を有するサーボパターンが記録されたディスクと、回転する前記ディスクから当該ディスクに記録されたデータの読み出しを行うヘッドと、前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に駆動する駆動手段と、読み出された前記データから複数の前記位置信号を読み出すタイミングを示す第１のタイミング信号を生成する信号生成手段と、生成された第１のタイミング信号に従って読み出された複数の前記位置信号をもとに、前記ヘッドの位置を復調する復調手段と、復調された前記ヘッドの位置を参照して前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記信号生成手段は、前記制御手段が前記ディスクの仮想円軌道に位置制御する際に、前記第１のタイミング信号に対して複数の前記位置信号のそれぞれを読み出す期間を短くするとともに、それぞれの期間の中心時刻を前記記録領域の中心に相当する復調中心時刻に近づけた第２のタイミング信号を生成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、仮想円制御の説明図である。
【図２】図２は、仮想円制御の復調位置の説明図である。
【図３】図３は、ディスクに記録されるサーボパターンの一例を示す概念図である。
【図４】図４は、ディスクに記録されるサーボパターンの一例を示す概念図である。
【図５−１】図５−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図５−２】図５−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図６−１】図６−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図６−２】図６−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図６−３】図６−３は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【図７−１】図７−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図７−２】図７−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図８−１】図８−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図８−２】図８−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図８−３】図８−３は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【図９】図９は、実施形態にかかるディスク記憶装置の上面図である。
【図１０】図１０は、実施形態にかかるディスク記憶装置の断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかるディスク記憶装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、位置決め制御系にかかるブロック図である。
【図１３】図１３は、サーボ復調回路のブロック図である。
【図１４】図１４は、ゲート信号のタイムチャート図である。
【図１５】図１５は、ピークのタイミングが異なる様子を説明する概念図である。
【図１６】図１６は、ＮＵＬＬパターンの場合のゲート信号を例示する概念図である。
【図１７】図１７は、位置復調部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、速度オフセット補正の説明図である。
【図１９】図１９は、仮想円軌道テーブルの説明図である。
【図２０】図２０は、サーボコントローラの動作説明図である。
【図２１】図２１は、ゲート選択信号の出力にかかる動作の一例を示すフローチャートである。
【図２２−１】図２２−１は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図２２−２】図２２−２は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図２２−３】図２２−３は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【図２３−１】図２３−１は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。
【図２３−２】図２３−２は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。
【図２３−３】図２３−３は、実施形態にかかるディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【図２４】図２４は、仮想円軌道、物理軌道、相対速度との関係を示すグラフである。
【図２５】図２５は、相対速度に応じたゲート信号の切り替えにかかる動作の一例を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、磁気ヘッドごとにゲート信号を切り替える場合の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、実施形態にかかるディスク記憶装置を備える電子機器を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるディスク記憶装置、ディスク記憶装置のコントローラ、ディスク記憶装置の制御方法及び電子機器を詳細に説明する。以下の実施形態では、磁気ディスクへの読み書きを磁気ヘッドで行うディスク記憶装置を例に説明する。なお、ディスク記憶装置は、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）、ＭＯ（Magneto-Optic）等の光ディスク装置や、リードオンリーの装置（再生装置）であってもよいことは言うまでもないことである。
【０００９】
＜仮想円制御について＞
先ず、仮想円制御について説明する。図１は、仮想円制御の説明図である。
【００１０】
図１に示すように、ディスク記憶装置において、ディスク６を回転駆動させるスピンドルモータの軸中心４０１と、ディスク６の回転中心６０１とを完全に一致させることは極めて困難である。このため、軸中心４０１と回転中心６０１との間には微細なずれ（偏心）が生じている。
【００１１】
この偏心に、磁気ヘッド４を追従することは、常時、磁気ヘッド４が揺れている（駆動電流が流れている）ことになり、消費電力が増大する。また磁気ヘッド４が複数ある場合、切り換え時の動作が不安定となりやすい。この問題を解決するために、偏心に追従するのではなく、偏心に追従しないでアクチュエータを制御する方法が提案されている。例えば、特開平９−１２８９１５号公報（平成９年（１９９７年）５月１６日公開）で提案されている。磁気ヘッド４が偏心に追従しない場合は、スピンドルモータの軸中心４０１を中心とする真円（仮想円）に磁気ヘッド４の軌跡４００が一致するため、磁気ヘッド４の揺れが無くなる。
【００１２】
この提案においては、図２に示すように、偏心を無視するように位置軌道（仮想円軌道）を与え、ヘッドの復調信号から除去し、復調位置を得て、アクチュエータを制御することを記載する。これにより、図１に示すように、ディスク６の円周上に記録されたサーボパターン６０の円軌道６００に対し、位置信号を利用して、磁気ヘッド４が、スピンドルモータの軸中心４０１を中心とする軌跡４００（円軌道）に位置決めされる。この場合、磁気ヘッド４はサーボパターン６０を斜めに横切ることとなる（図３、４の矢印を参照）。
【００１３】
＜ディスクについて＞
次に、ディスク６の詳細について説明する。図３は、ディスク６に記録されるサーボパターン６０の一例を示す概念図である。図３に示すように、ディスク記憶装置が読み書きを行うディスク６には、回転中心から半径方向に円弧状に延びるサーボパターン６０が記録されている。サーボパターン６０は、磁気ヘッドを位置決めするために使用される情報である。
【００１４】
ディスク６は、金属又はガラス製の円盤（ディスク）状の基板に磁性膜を形成した記憶媒体である。ディスク６へデータの記録を行う場合には、ディスク６のデータを記録する記録領域に磁気ヘッドから磁界をかけ、表面上の磁性体の磁化状態を変化させることによってデータを記録する。また、ディスク６からデータを読み出して再生する場合には、再生対象となるディスク６上の記録領域に磁気ヘッドを移動させ、ディスク６の磁性体の磁化状態を読み取ってデータを再生する。なお、ディスク６の記録方式は、垂直磁気記録方式、水平磁気記録方式のいずれであってもよい。
【００１５】
サーボパターン６０は、サーボマーク、グレイコード、バースト部を有する構成である。サーボマークは、サーボパターン６０の先頭を示し、読み出しの基準となる基準マークである。グレイコードは、トラックごとのトラック番号（「２Ｎ」、「２Ｎ＋１」、「２Ｎ＋２」…）がデジタルデータで記録される。ディスク記憶装置では、グレイコードに記録されたトラック番号を復調することで、磁気ヘッドがどのトラック番号のトラックに位置しているかを検出できる。バースト部は、各トラックにおいてトラック中心からのオフセット位置を検出するため、位相の９０度ずれた４相の面積パターンを示す位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤが記録される記録領域である。ディスク記憶装置では、バースト部に記録された位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤの振幅（面積に相当）を得て、検出されたトラック番号のトラック中心からの磁気ヘッドの位置（オフセット位置）を復調する。
【００１６】
図４はディスク６に記録されるサーボパターン６０の一例を示す概念図であり、より具体的にはサーボパターン６０のバースト部に２相のＮＵＬＬパターンが形成される場合を示す図である。図４に示すように、ＮＵＬＬパターンの場合は、位相の１８０度ずれた２相の位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱがバースト部に記録される。このＮＵＬＬパターンは、図３の場合と類似するが、バースト部の幅を半分とすることができる。ディスク記憶装置では、バースト部に記録された位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの振幅（面積に相当）ならびに位相が変化することを得て、検出されたトラック番号のトラック中心からの磁気ヘッドの位置（オフセット位置）を復調する。なお、特に図示しないが、ＮＵＬＬパターンと形状が類似するＤＣパターンの場合も同様であることは言うまでもないことである。
【００１７】
＜磁気ヘッドの位置の復調について＞
ここで、位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤによる磁気ヘッドの位置の復調について説明する。まず、位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤを得ることで、以下の（１）、（２）式よりＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを計算する。なお、ＮＵＬＬパターンの場合は、位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱが（１）、（２）式の結果に相当するので、この計算を省くことができる。
【００１８】
ＰｏｓＮ＝ＰｏｓＡ−ＰｏｓＢ（１）
ＰｏｓＱ＝ＰｏｓＣ−ＰｏｓＤ（２）
この位置信号の直線部分を使用して、復調位置（磁気ヘッドの現在位置）が復調される。この復調位置は、計算によって得られる。例えば、復調位置（Position）は、下記の式で計算する（たとえば、特開平８−１９５０４４号公報）。即ち、PosNの絶対値abs(PosN)と、PosQの絶対値abs(PosQ)との大きさを比較し、abs(PosN)≦abs(PosQ)である時は、下記（３）式により、復調位置を得る。
【００１９】
Position＝-sgn(PosQ)*PosN＋Track（３）
但し、sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0である時は、下記（４）式を（３）式に加算する。
【００２０】
Position＋＝sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0  （４）
逆に、abs(PosN)≦abs(PosQ)でないときは、下記式（５）を使用する。
【００２１】
Position＝sgn(PosN)*(PosQ＋even(Track)*0.5  )＋Track  （５）
ここで、sgn()は、（）の符号、Trackは、トラック番号、even(Track)は、トラック番号が、偶数の時、「１」、奇数の時、「０」である。これを、Ｃ言語プログラムで記述すると、下記の如くなる。
【００２２】
if(abs(PosN)≦abs(PosQ))｛
Position=-sgn(PosQ)*PosN+Track;
if(sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0)
Position+=sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0；
｝else｛
Position=sgn(PosN)*(PosQ+even(Track)*0.5)+Track;
【００２３】
＜従来のディスク記憶装置によるシミュレーション＞
ここで、実際の磁気ヘッドの位置と、復調位置との関係を見るため、従来のディスク記憶装置をモデルにシミュレーションしてみる。なお、このシミュレーションは、例えば面積パターンの場合であり、バースト部から４相の位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤを得て復調位置を復調している。
【００２４】
図５−１、６−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。また、図５−２、６−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。図６−３は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【００２５】
図５−１、図５−２では、磁気ヘッドの半径方向の速度が０トラック／サンプルのシミュレーション結果を示している。図５−１に示すように、磁気ヘッドの半径方向の速度が０トラック／サンプルである場合は、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの間の位相関係は０．５トラックずれた関係であり、バースト部の記録と合致している。したがって、図５−２に示すように、磁気ヘッドの実位置と復調位置と間には誤差が生じていない。
【００２６】
図６−１、６−２、６−３では、偏心が５０ｕｍのディスクを７２００ｒｐｍで回転させて仮想円制御を実施した場合のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、磁気ヘッドとディスクとの間の最大相対速度は１０．５トラック／サンプルとなる。
【００２７】
上述した条件で仮想円制御を行う場合、図６−１に示すように、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの間の位相関係は図５−１に示した状態からずれたものとなる。より具体的には、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向（トラック減少方向）にシフトしている。したがって、図６−２に示すように、磁気ヘッドの実位置と復調位置と間には誤差が生じている。この誤差は、図６−３に示すように、０．１３トラック相当（波形の山と谷との差分）になる。
【００２８】
同様に、例えばＮＵＬＬパターンの場合であり、バースト部から２相の位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを得て復調位置を復調する場合の、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果を例示する。図７−１、８−１は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。また、図７−２、８−２は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、磁気ヘッドの実位置と復調位置との関係を示すグラフである。図８−３は、従来のディスク記憶装置のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【００２９】
図７−１、図７−２では、磁気ヘッドの半径方向の速度が０トラック／サンプルのシミュレーション結果を示している。図７−１に示すように、ＮＵＬＬパターンの場合も、磁気ヘッドの半径方向の速度が０トラック／サンプルである場合は、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの間の位相関係は０．５トラックずれた関係であり、バースト部の記録と合致している。したがって、図７−２に示すように、磁気ヘッドの実位置と復調位置と間には誤差が生じていない。
【００３０】
図８−１、８−２、８−３では、偏心が５０ｕｍのディスクを７２００ｒｐｍで回転させて仮想円制御を実施した場合のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、磁気ヘッドとディスクとの間の最大相対速度は１０．５トラック／サンプルとなる。
【００３１】
上述した条件で仮想円制御を行う場合、ＮＵＬＬパターンの場合も同様、図８−１に示すように、ＰｏｓＮとＰｏｓＱとの間の位相関係は図７−１に示した状態からずれたものとなる。より具体的には、ＰｏｓＮが図の右方向（トラック増加方向）に、ＰｏｓＱが図の左方向（トラック減少方向）にシフトしている。したがって、図８−２に示すように、磁気ヘッドの実位置と復調位置と間には誤差が生じている。この誤差は、図８−３に示すように、０．０６トラック相当（波形の山と谷との差分）になる。以上のように、仮想円制御を行う場合には復調位置に誤差が生じることとなる。
【００３２】
＜実施形態にかかるディスク記憶装置＞
ここで、実施形態にかかるディスク記憶装置について説明する。図９は、実施形態のディスク記憶装置１００にかかる上面図である。図１０は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００の断面図である。この実施形態では、ディスク記憶装置１００としてハードディスク装置を例にしてある。
【００３３】
図９及び図１０に示すように、ディスク６は、基板（円板）に磁気記録層を設けて構成される。ディスク６は、例えば２．５インチの大きさであり、ドライブ内に、３枚設けられている。スピンドルモータ５は、ディスク６を支持し、且つ回転する。磁気ヘッド４は、アクチュエータに設けられている。この磁気ヘッド４は、３枚のディスク６の表面や裏面に対応して複数設けられている。アクチュエータは、ＶＣＭ３（ボイスコイルモータ）と、アーム８と、フレクシャ９（サスペンション）を有する。フレクシャ９の先端に、磁気ヘッド４が取り付けられている。
【００３４】
磁気ヘッド４は、ディスク６のデータを読み取り、データを書き込む。磁気ヘッド４は、ＭＲ素子（再生素子）と、ライト素子とを有する。ＶＣＭ３は、磁気ヘッド４をディスク６の半径方向に駆動し、ディスク６の所望のトラックに位置付ける。ＶＣＭ３及びスピンドルモータ５は、ドライブベース２に設けられる。カバー１は、ドライブベース２を覆い、ドライブ内部を外部から隔離する。プリント板７は、ドライブベース２の下に設けられ、ドライブの制御回路を搭載する。コネクタ１０は、ドライブベース２の下に設けられ、制御回路と外部とを接続する。このドライブは、小型であり、例えばノートパソコン等の内蔵ディスクとして使用される。
【００３５】
図１１は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００の構成を示すブロック図である。ＨＤＣ１８（ハードディスクコントローラ）は、ホストＣＰＵ（Central  Processing  Unit）との間での各種コマンドの授受、データの授受等のホストＣＰＵとのインターフェース制御及び磁気ディスク媒体上の記録再生フォーマットを制御するための磁気ディスク装置内部の制御信号の発生等を行う。バッファ１７は、ホストＣＰＵよりのライトデータの一時的な記憶及び磁気ディスク媒体よりのリードデータの一時的な記憶に使用される。
【００３６】
ＭＣＵ１９（マイクロコントローラ）は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、メモリ、ＤＡコンバータ、ＡＤコンバータ等で構成されている。ＭＣＵ１９は、磁気ヘッド４の位置決めのためのサーボ制御（位置決め制御）等を行う。ＭＣＵ１９は、メモリに記憶されたプログラムを実行して、サーボ復調回路１６よりの位置信号を認識し、位置決めのためのＶＣＭ３のＶＣＭ制御電流の制御値を計算する。更に、ＭＣＵ１９は、ＳＰＭ駆動回路１４の駆動電流の制御を行う。
【００３７】
ＶＣＭ駆動回路１３は、ＶＣＭ３に駆動電流を流すためのパワーアンプで構成される。ＳＰＭ駆動回路１４は、ディスク６を回転するスピンドルモータ５に駆動電流を流すためのパワーアンプで構成される。
【００３８】
リードチャネル１５は、記録再生を行うための回路である。リードチャネル１５は、ホストＣＰＵよりのライトデータをディスク６に記録するための変調回路、パラレルシリアル変換回路、ディスク６よりデータを再生するための復調回路、シリアルパラレル変換回路等を有する。サーボ復調回路１６は、図１３にて後述するように、ディスク６に記録されたサーボパターン６０を復調する回路であり、ＭＣＵ１９に復調した位置信号を出力する。
【００３９】
尚、図示されていないが、ドライブＨＤＡ内には、磁気ヘッド４に記録電流を供給するライトアンプと、磁気ヘッド４よりの再生電圧を増幅するプリアンプとを内蔵したヘッドＩＣが設けられている。
【００４０】
ここで、ＭＣＵ１９が実行する位置決め制御系について説明する。図１２は、位置決め制御系にかかるブロック図である。
【００４１】
図１２に示すように、位置決め制御系は、ＭＣＵ１９と、ＶＣＭ駆動回路１３と、ＳＰＭ駆動回路１４と、サーボ復調回路１６とで構成されている。ＭＣＵ１９は、サーボ復調回路１６よりの位置信号をもとに、ＶＣＭ駆動回路１３、ＳＰＭ駆動回路１４の駆動を制御する制御信号を出力する。また、ＭＣＵ１９は、サーボ復調回路１６で生成されるゲート信号を選択するゲート選択信号を出力する（詳細は後述する）。
【００４２】
図１３は、サーボ復調回路１６のブロック図である。図１３に示すように、サーボ復調回路１６は、プリアンプ３０、ＡＧＣ回路３１、サーボマーク検出器３２、ゲート信号生成器３３、トラック番号検出器３４、ＰｏｓＡ検出器３５、ＰｏｓＢ検出器３６、ＰｏｓＣ検出器３７、ＰｏｓＤ検出器３８を備える。
【００４３】
プリアンプ３０は、リードチャネル１５からの読み取り信号を増幅する。ＡＧＣ回路３１（自動ゲイン制御）は、読み取り信号のゲインを調整して、読み取り信号の振幅を一定に制御する。サーボマーク検出器３２は、読み取り信号からサーボマーク（図３、４参照）を検出する。
【００４４】
ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、入力される基準クロックに同期したタイミングでトラック番号検出器３４、ＰｏｓＡ検出器３５、ＰｏｓＢ検出器３６、ＰｏｓＣ検出器３７、ＰｏｓＤ検出器３８のゲート信号を生成する。図１４は、ゲート信号のタイムチャート図である。図１４に示すように、ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、読み取り信号に含まれるトラック番号の読み取りタイミングに合わせたピークＰ１を有するゲート信号Ｇ１を生成する。また、ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＡの読み取りタイミングに合わせたピークＰ２を有するゲート信号Ｇ２を生成する。また、ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＢの読み取りタイミングに合わせたピークＰ３を有するゲート信号Ｇ３を生成する。また、ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＣの読み取りタイミングに合わせたピークＰ４を有するゲート信号Ｇ４を生成する。また、ゲート信号生成器３３は、サーボマークの検出に応じて、読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＤの読み取りタイミングに合わせたピークＰ５を有するゲート信号Ｇ５を生成する。
【００４５】
トラック番号検出器３４は、ゲート信号Ｇ１に従って読み取り信号に含まれるトラック番号を検出（読み出し）し、そのトラック番号を出力する。ＰｏｓＡ検出器３５は、ゲート信号Ｇ２に従って読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＡを検出（読み出し）し、その振幅をＰｏｓＡとして出力する。ＰｏｓＢ検出器３６は、ゲート信号Ｇ３に従って読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＢを検出（読み出し）し、その振幅をＰｏｓＢとして出力する。ＰｏｓＣ検出器３７は、ゲート信号Ｇ４に従って読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＣを検出（読み出し）し、その振幅をＰｏｓＣとして出力する。ＰｏｓＤ検出器３８は、ゲート信号Ｇ５に従って読み取り信号に含まれる位置信号ＰｏｓＤを検出（読み出し）し、その振幅をＰｏｓＤを出力する。
【００４６】
なお、ゲート信号生成器３３は、ＭＣＵ１９より出力されるゲート選択信号に応じて設定される動作モードに従って、ピークＰ２〜Ｐ５のタイミングが異なるゲート信号Ｇ２〜Ｇ５を生成する。
【００４７】
図１５は、ピークＰ２〜Ｐ５のタイミングが異なる様子を説明する概念図である。図１５に示すように、ゲート選択信号に応じてモードＭ１が設定される場合、ゲート信号生成器３３が生成するゲート信号Ｇ２〜Ｇ５に含まれるピークＰ２〜Ｐ５の中心時刻Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔｃ１、Ｔｄ１は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤの位置の中心と一致する。また、ピークＰ２〜Ｐ５の期間は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤの幅と略一致する。このモードＭ１が設定された場合のピークＰ２〜Ｐ５のタイミングは、サーボマークを基準に位置信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤの位置として見積もられる時刻に対応して予めレジスタなどに書きこまれた値を参照して生成される。
【００４８】
また、ゲート選択信号に応じてモードＭ２が設定される場合、ゲート信号生成器３３が生成するゲート信号Ｇ２〜Ｇ５に含まれるピークＰ２〜Ｐ５は、モードＭ１の場合と比較して、読み出し期間を短く（幅を短く）している。具体的には、読み出し期間をモードＭ１の場合の約半分にしている。また、ピークＰ２〜Ｐ５の中心時刻Ｔａ２、Ｔｂ２、Ｔｃ２、Ｔｄ２は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤの中心、すなわちバースト部の中心に相当する時刻（復調中心時刻）に近づけている。より具体的には、モードＭ２の場合のピークＰ２〜Ｐ５は、モードＭ１の場合のピークＰ２〜Ｐ５の立ち上がり及び立ち下がりタイミングにおいて、上述した復調中心時刻に近い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングを基準に、遠い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングをその基準に近づけたものである。
【００４９】
したがって、モードＭ２が設定された場合のピークＰ２〜Ｐ５では、モードＭ１の場合と比較して、（Ｔａ２＋Ｔｂ２）／２として見積もられるＰｏｓＮの中心と、（Ｔｃ２＋Ｔｄ２）／２として見積もられるＰｏｓＱの中心とが復調中心時刻側にシフトする。このため、モードＭ２が設定された場合のピークＰ２〜Ｐ５では、上述したシミュレーションで示したように、磁気ヘッド４の半径方向の速度増加に伴ったＰｏｓＮ、ＰｏｓＱのシフトに対応していることから、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との誤差の改善が見込まれる。
【００５０】
なお、このモードＭ２が設定された場合のピークＰ２〜Ｐ５のタイミングも、モードＭ１の場合と同様に、サーボマークを基準に位置信号ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤの位置として見積もられる時刻に対応して予めレジスタなどに書きこまれた値を参照して生成される。
【００５１】
ここで、２相のＮＵＬＬパターンに対応したゲート信号について説明する。図１６は、ＮＵＬＬパターンの場合のゲート信号を例示する概念図である。図１６に示すように、ＮＵＬＬパターンの場合も上述した４相の場合と同様に、位置信号ＰｏｓＮの読み出しに対応したピークＰＮと、位置信号ＰｏｓＱの読み出しに対応したピークＰＱとを含むゲート信号が生成される。
【００５２】
具体的には、ゲート選択信号に応じてモードＭ１が設定される場合、ピークＰＮ、ＰＱの中心時刻Ｔｎ１、Ｔｑ１は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの位置の中心と一致する。また、ピークＰＮ、ＰＱの期間は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの幅と略一致する。このモードＭ１が設定された場合のピークＰＮ、ＰＱのタイミングは、サーボマークを基準に位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの位置として見積もられる時刻に対応して予めレジスタなどに書きこまれた値を参照して生成される。
【００５３】
また、ゲート選択信号に応じてモードＭ２が設定される場合、ピークＰＮ、ＰＱは、モードＭ１の場合と比較して、読み出し期間が短く（幅を短く）されている。具体的には、読み出し期間がモードＭ１の場合の約半分にされている。また、ピークＰＮ、ＰＱの中心時刻Ｔｎ２、Ｔｑ２は、サーボマークに応じた位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの中心、すなわちバースト部の中心に相当する時刻（復調中心時刻）に近づけている。より具体的には、モードＭ２の場合のピークＰＮ、ＰＱは、モードＭ１の場合のピークＰＮ、ＰＱの立ち上がり及び立ち下がりタイミングにおいて、上述した復調中心時刻に近い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングを基準に、遠い側の立ち上がり又は立ち下がりタイミングをその基準に近づけたものである。
【００５４】
したがって、モードＭ２が設定された場合のピークＰＮ、ＰＱでは、モードＭ１の場合と比較して、ＰｏｓＮの中心と、ＰｏｓＱの中心とが復調中心時刻側にシフトする。このため、モードＭ２が設定された場合のピークＰＮ、ＰＱでは、上述したシミュレーションで示したように、磁気ヘッド４の半径方向の速度増加に伴ったＰｏｓＮ、ＰｏｓＱのシフトに対応していることから、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との誤差の改善が見込まれる。
【００５５】
なお、このモードＭ２が設定された場合のピークＰＮ、ＰＱのタイミングも、モードＭ１の場合と同様に、サーボマークを基準に位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの位置として見積もられる時刻に対応して予めレジスタなどに書きこまれた値を参照して生成される。
【００５６】
図１２に戻り、ＭＣＵ１９は、位置復調部２０と、誤差演算器２１と、ゲイン補正部２２と、サーボコントローラ２３とを有する。この各部は、ＭＣＵ１９の機能をブロック化したものである。位置復調部２０は、上述した計算式に従い、サーボ復調回路１６からのトラック番号、ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤから復調位置（Position）を算出する。また、位置復調部２０は、サーボコントローラ２３の制御の元で仮想円制御が行われる場合、ディスク６の偏心を無視するように位置軌道（仮想円軌道）を与えて、ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤから除去し、復調位置を得ている。
【００５７】
ここで、位置復調部２０の構成について詳細に説明する。図１７は、位置復調部２０の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、演算器４２、４４は、サーボ復調回路１６から出力されるＰｏｓＡ〜ＰｏｓＤをもとに、上述した式（１）、（２）によりＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを算出する。乗算器４８、５０では、算出されたＰｏｓＮ、ＰｏｓＱにポジション感度ゲインテーブル４６からのポジション感度ゲインを乗算する。
【００５８】
ポジション感度ゲインは、ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを使用して、位置を求める際の変換係数であり、トラック位置に応じて変化する。ポジション感度ゲインテーブル４６は、ゾーン毎のポジション感度ゲインを保持し、復調されたトラック位置に応じたゾーンのポジション感度ゲインが読み出される。尚、このポジション感度ゲインの補正については、例えば、特開平８−１９５０４４号公報（平成８年（１９９６年）７月３０日公開）等で詳細に説明されている。
【００５９】
次に、速度オフセットの補正を行なう。速度オフセット補正については、後述する。速度オフセット補正されたＰｏｓＮ、ＰｏｓＱは、位置選択部５２でいずれかが選択され、位置を示すＰｏｓＥが得られる。
【００６０】
位置加算部６８は、復調されたトラック番号に、オフセット（リード、ライト素子の位置の差）と、位置を示すＰｏｓＥを加算する。仮想円制御では、仮想円軌道テーブル６２が設けられている。仮想円軌道は、ディスク６上のセクタに同期して生成され、かつその位相・振幅は、装置個体およびヘッド毎にさまざまである。そのような位置軌道を生成するために、
位置軌道＝Ｓ［Ｈｅａｄ］×ｓｉｎ（ωｔ）  ＋  Ｃ［Ｈｅａｄ］×ｃｏｓ（ωｔ）        （６）
の式で表現する。尚、ωは、ディスクの回転角周波数である。この係数ＳおよびＣの値を、ヘッド毎に、仮想円軌道テーブル６２に格納する。図１９は、仮想円軌道テーブル６２の説明図である。図１９に示すように、仮想円軌道テーブル６２は、ヘッド０、１…ｎ毎に、正弦波の係数Ｓと余弦波の係数Ｃを格納したテーブルである。
【００６１】
仮想円軌道テーブル６２を、ヘッド番号Ｈｅａｄで索引し、対応する正弦波の係数Ｓと余弦波の係数Ｃを引き出し、前述の位置軌道の式で位置軌道を生成する。位置加算部６８は、前述のトラック番号、オフセット、位置を示すＰｏｓＥの加算値から位置軌道を差し引き、復調位置を出力する。
【００６２】
次に、前述の速度オフセット補正について説明する。アクチュエータの速度Ｖは、磁気ヘッド４が追従している円軌道基準の速度である。このため、回転するディスク６の円軌道６００に追従せず、仮想円軌道上で位置決めしている場合には、位置決めしている仮想円軌道とディスク６の円軌道６００との相対速度分の誤差ΔＶが生じる。
【００６３】
図１８に示すように、仮想円軌道に位置決めするための補正軌道は正弦波（サイン）を示すので、相対速度は、余弦波（コサイン）になり、簡単に計算できる。実際には、前述のように、仮想円軌道は、ディスク６上のセクタに同期して生成され、かつその位相・振幅は装置個体およびヘッド毎にさまざまである。そのような位置軌道を生成するために、ωを、ディスクの回転角周波数とすると、
位置軌道＝Ｓ［Ｈｅａｄ］×ｓｉｎ（ωｔ）  ＋  Ｃ［Ｈｅａｄ］×ｃｏｓ（ωｔ）
の式で表現して、仮想円軌道テーブル６２に、正弦波の係数Ｓおよび余弦波の係数Ｃの値をヘッド毎に格納する。場合によっては、係数ＳおよびＣの値のテーブルを、ディスクの半径方向の場所毎に持っても良い。
【００６４】
このとき、仮想円軌道の速度（相対速度）は、この位置軌道を微分することによって、得られる。即ち、
軌道の速度＝｛Ｓ［Ｈｅａｄ］×ｃｏｓ（ωｔ）  −  Ｃ［Ｈｅａｄ］×ｓｉｎ（ωｔ）｝／ω      （７）
で表現できる。したがって、位置軌道から軌道の速度は、位置軌道を微分する微分器６４により計算する。位置軌道は、サンプルごとに変化するのであるから、この速度もサンプルごとに変化する。したがって、それに伴うＰｏｓＮおよびＰｏｓＱの速度オフセットも、サンプルごとに変化する。仮想円軌道上に誤差「０」で位置決めできていたとしても、この速度オフセットはサンプルごとに計算して加えつづけなければならない。
【００６５】
また、シーク動作を実行しているときには、アクチュエータにはさらに速度が発生している。この速度Ｖは、シーク制御中には常に計算されており、現在の速度および次のサンプルでの速度は、常に把握されている。そのため、このシーク制御に伴う速度Ｖを、先の軌道に起因した誤差ΔＶと加算器６６であわせて、ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの速度オフセット補正に用いる。
【００６６】
ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの速度オフセット補正は、加算器５４、５６で速度オフセットの値を、ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱに加算する。この速度オフセット値は次の式で求まる。速度に掛ける係数は、図３、４に示したサーボパターンの仕様（グレイコードのビット０からＰｏｓＡとＰｏｓＢの境界、及びＰｏｓＣとＰｏｓＤの境界）から一意に求めることができ、各々アンプ５８、６１のゲインとして設定する。
【００６７】
ＰｏｓＮオフセット＝速度×（グレイコード  ビット０〜ＰｏｓＡとＰｏｓＢ境界の時間）／サンプル周期  （８）
ＰｏｓＱオフセット＝速度×（グレイコード  ビット０〜ＰｏｓＣとＰｏｓＤ境界の時間）／サンプル周期  （９）
即ち、係数は、図３、４のグレイコード（トラック番号）のビット０からＰｏｓＡとＰｏｓＢの境界の時間、ＰｏｓＣとＰｏｓＤの境界の時間から決定される。
【００６８】
このように、仮想円制御では、既知の正弦波位置軌道から相対速度を計算できる（位置がＳｉｎ→速度はＣｏｓ）ので、トラッキング時のＰｏｓＮおよびＰｏｓＱのオフセットは一意に求まる。
【００６９】
図１７に示したように、仮想円軌道の仮想円軌道テーブル６２の出力からは、位置軌道と速度軌道の２つが得られる。このうちの誤差ΔＶは、アクチュエータの仮想円軌道からの相対速度Ｖと加算され、ＰｏｓＮおよびＰｏｓＱの復調位置の算出の際に入力される。入力された（誤差ΔＶ＋相対速度Ｖ）は、加算器５４、５６でＰｏｓＮおよびＰｏｓＱに合成されて復調位置として計算される。
【００７０】
図１２に戻り、誤差演算器２１は、復調位置ｙから目標位置ｒを差し引き、位置誤差を出力する第１の演算器と、トラック位置から目標位置を差し引き、位置誤差を出力する第２の演算器とを有する（図示しない）。ゲイン補正部２２は、実速度と予め設定された制限速度とを比較し、速度を判定する。また、ゲイン補正部２２は、サーボコントローラ２３へ出力する位置誤差を、第１の演算器の位置誤差と、第２の演算器の位置誤差とから選択して、サーボコントローラ２３に出力する。
【００７１】
サーボコントローラ２３は、位置誤差に応じて制御量を算出する周知のサーボコントローラである。また、サーボコントローラ２３は、位置誤差に応じて、コアース制御、整定制御、フォロイング制御を実行する。図２０は、サーボコントローラ２３の動作説明図である。
【００７２】
図２０に示すように、コアース制御は、目標位置への速度制御である。コアース制御は、速度制御、ＰＤ制御、又は定常バイアス推定を含まないオブザーバ制御等により構成されている。また、コアース制御は、加速、定速、減速と、制御モードを切り替える。この加速モードは、電流を流し、速度を速くする制御である。定速モードは、電流を「０」にして、速度を一定速度に保つ制御である。減速モードは、電流を加速時とは反対方向に流し、速度を目標位置付近でゼロに近くする制御である。距離が小さい場合には、定速モードは含まれない。
【００７３】
フォロイング制御は、磁気ヘッドを目標位置に追従する制御である。フォロイング制御は、ＰＩＤ制御、ＰＩ×ＬｅａｄＬａｇ、定常バイアス推定を含むオブザーバ制御等で構成される。整定制御は、コアース制御とフォロイング制御とのつなぎを行うための制御モードである。整定制御では、制御系に積分要素を含む。
【００７４】
また、サーボコントローラ２３は、ＨＤＣ１８からのコマンドに応じて、上述した仮想円制御の制御量を算出する。具体的には、サーボコントローラ２３は、磁気ヘッド４をディスク６の偏心に追従させず（アクチュエータの駆動を停止させ）、スピンドルモータ５の軸中心４０１を中心とする真円（仮想円）に磁気ヘッド４の軌跡４００を一致させる。また、サーボコントローラ２３は、仮想円制御の有無に応じたゲート選択信号を出力する。
【００７５】
図２１は、ゲート選択信号の出力にかかる動作の一例を示すフローチャートである。図２１に示すように、サーボコントローラ２３は、ＨＤＣ１８からのコマンドをもとに、仮想円制御を行うか否かを判定する（Ｓ１）。仮想円制御を行う場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ２の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ２）。シーク動作を行わない場合（Ｓ１：ＮＯ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ１の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ３）。したがって、ディスク記憶装置１００では、仮想円制御を行う際には、モードＭ２の設定に応じたゲート信号が生成されて、サーボマークから位置信号が読み出されることとなる。
【００７６】
＜実施形態にかかるディスク記憶装置によるシミュレーション＞
ここで、実際の磁気ヘッド４の位置と、復調位置との関係を見るため、実施形態にかかるディスク記憶装置１００をモデルに仮想線制御を行っている場合をシミュレーションしてみる。なお、このシミュレーションは、例えば面積パターンの場合であり、バースト部から４相の位置信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢ、ＰｏｓＣ、ＰｏｓＤを得て復調位置を復調している。
【００７７】
図２２−１は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、磁気ヘッド４の実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。また、図２２−２は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との関係を示すグラフである。図２２−３は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【００７８】
図２２−１、２２−２、２２−３では、偏心が５０ｕｍのディスク６を７２００ｒｐｍで回転させて仮想円制御を実施した場合のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、磁気ヘッド４とディスク６との間の最大相対速度は１０．５トラック／サンプルとなる。すなわち、図６−１、６−２、６−３の場合と同一の条件でシミュレーションを行っている。
【００７９】
図２２−１、図２２−２、２２−３に示すように、実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との間の誤差は、０．０８トラック相当（波形の山と谷との差分）になる。すなわち、従来の場合と比較して、約１２．５パーセントの改善となっている。
【００８０】
同様に、例えばＮＵＬＬパターンの場合であり、バースト部から２相の位置信号ＰｏｓＮ、ＰｏｓＱを得て復調位置を復調する場合の、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果を例示する。図２３−１は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、磁気ヘッド４の実位置に対するＰｏｓＮ、ＰｏｓＱの様子を示すグラフである。また、図２３−２は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との関係を示すグラフである。図２３−３は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００のシミュレーション結果において、相対速度起因の位置誤差を示すグラフである。
【００８１】
図２３−１、２３−２、２３−３では、偏心が５０ｕｍのディスク６を７２００ｒｐｍで回転させて仮想円制御を実施した場合のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、磁気ヘッド４とディスク６との間の最大相対速度は１０．５トラック／サンプルとなる。すなわち、図８−１、８−２、８−３の場合と同一の条件でシミュレーションを行っている。
【００８２】
図２３−１、図２３−２、２３−３に示すように、実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、磁気ヘッド４の実位置と復調位置との間の誤差は、０．０２トラック相当（波形の山と谷との差分）になる。すなわち、従来の場合と比較して、約２０パーセントの改善となっている。
【００８３】
なお、仮想円制御では、１周内で相対速度が正弦波状に変化する。すなわち、１周内において相対速度は一定ではない。仮想円制御を行った時には、平均的には最大と最小との中間値分の相対オフセットが存在する。この相対オフセットも正弦波状に変化するので、偏心補正によりオフセットが補正され、オフセットは見かけ上は解消される。したがって、最大値と最小値の中間値からのずれ、すなわち最大値と最小値の差分の半分の値が、実際に制御を行なったときの位置誤差とみなせる。
【００８４】
この観点からすると、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、従来面積パターンの場合と比較して約３８パーセントの改善が見込まれる。また、ＮＵＬＬパターンの場合では、約７３パーセントの改善が見込まれる。上述したように、実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、仮想円制御を行っている際の復調位置の誤差が改善されることから、例えば仮想円制御からシーク動作などを開始する際の応答性能を向上させることが可能となる。
【００８５】
＜相対速度に応じたゲート信号の切替＞
次に、磁気ヘッド４の半径方向における移動速度と、ディスク６との間の相対速度に応じて、ゲート信号生成器３３が生成するゲート信号を切替える場合について説明する。図２４は、仮想円軌道、物理軌道、相対速度との関係を示すグラフである。
【００８６】
図２４に示すように、ディスク６のサーボトラック（物理軌道）と、仮想円軌道とは、ディスク６の偏心により、ディスク６の１周を１周期とする正弦状波形の関係にある。したがって、仮想円軌道をめぐる磁気ヘッド４と物理軌道との相対速度は、余弦状波形を示す。この相対速度には、波形からも明らかなように、復調位置の誤差を十分に小さく見積もれる低速な期間が存在する。この期間を相対速度の絶対値と、所定の判定基準値とを比較して求め、相対速度が低速な期間については、モードＭ１の設定に応じたゲート信号を生成するように切り替える。この切り替えにより、復調位置の誤差を十分に小さく見積もれる場合には、位置信号の読み出し期間を長くして対ノイズ性能を向上させる。
【００８７】
図２５は、相対速度に応じたゲート信号の切り替えにかかる動作の一例を示すフローチャートである。図２５に示すように、処理が開始されると、算出手段としてのサーボコントローラ２３は、磁気ヘッド４の半径方向における移動速度と、ディスク６との間の相対速度（Ｖｅｓｔ）を計算する（Ｓ１０）。具体的には、仮想円制御を行っている際は、復調位置の微分が相対速度に該当することから、サーボコントローラ２３は、サーボマークの読み出しに応じて位置復調部２０により算出した復調位置を一つのサンプルとしてスタックし、次のサンプルと比較する（微分する）ことで相対速度を計算する。
【００８８】
次いで、サーボコントローラ２３は、Ｖｅｓｔの絶対値が予め設定された基準速度（Ｖ１）以下、すなわち相対速度の大きさが基準速度（Ｖ１）以下であるか否かを判定する（Ｓ１１）。相対速度の大きさが基準速度（Ｖ１）以下である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ１の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ１３）。
【００８９】
相対速度の大きさが基準速度（Ｖ１）より大きい場合（Ｓ１１：ＮＯ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ２の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ１２）。したがって、サーボ復調回路１６では、相対速度が基準速度（Ｖ１）より大きい場合にモードＭ２の設定に応じたゲート信号が生成され、相対速度が基準速度（Ｖ１）以下である場合にモードＭ１の設定に応じたゲート信号が生成される。
【００９０】
＜磁気ヘッドごとにゲート信号を切り替える場合＞
次に、磁気ヘッド４ごとにゲート信号を切り替える場合について説明する。図１１に示すように、複数の磁気ヘッド４でディスク６の読み書きを行う場合には、製造上の誤差などにより、例え同じ仮想円制御を行ったとしても磁気ヘッド４同士で仮想円軌道の振幅が異なる。すなわち、磁気ヘッド４ごとに、仮想円軌道の振幅の大小で相対速度の大きさが異なり、復調位置の誤差の大きさも異なる。したがって、仮想円制御を行った際に、復調位置の誤差が大きい磁気ヘッド４についてはモードＭ２の設定に応じたゲート信号を生成させ、復調位置の誤差が小さい磁気ヘッド４についてはモードＭ１の設定に応じたゲート信号を生成させる。このように、磁気ヘッド４ごとにゲート信号を切替えることで、サーボパターンに含まれる位置信号の読み取りを適切に行うことができる。
【００９１】
図２６は、磁気ヘッド４ごとにゲート信号を切り替える場合の動作の一例を示すフローチャートである。図２６に示すように、処理が開始されると、サーボコントローラ２３は、ＨＤＣ１８からのコマンドをもとに、切り替え先のヘッド番号を取得する（Ｓ２０）。
【００９２】
次いで、サーボコントローラ２３は、取得したヘッド番号に該当する対象磁気ヘッド４の仮想円軌道の振幅を求める（Ｓ２１）。この振幅は、ヘッド番号ごとの振幅が工場出荷時などに設定されたＲＯＭまたはディスク上の記憶域の読み出しや、対象磁気ヘッド４を仮想円制御下で数周回転させた際に取得した復調位置の大きさなどから取得してよい。
【００９３】
次いで、サーボコントローラ２３は、取得した振幅が予め設定された閾値（Ｌ）以下であるか否かを判定する（Ｓ２２）。振幅が閾値（Ｌ）以下である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ１の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ２４）。振幅が閾値（Ｌ）より大きい場合（Ｓ２２：ＮＯ）、サーボコントローラ２３は、モードＭ２の設定を行うゲート選択信号をサーボ復調回路１６へ出力する（Ｓ２３）。Ｓ２３、Ｓ２４に次いで、ＨＤＣ１８はヘッドの切り替えを行う。
【００９４】
＜実施形態にかかるディスク記憶装置を備える電子機器＞
次に、実施形態にかかるディスク記憶装置１００を備える電子機器を説明する。図２７は、実施形態にかかるディスク記憶装置１００を備える電子機器１０００を例示するブロック図である。
【００９５】
図２７に示すように、電子機器１０００は、ディスク記憶装置１００、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１２０（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ１３０（Random  Access  Memory）、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等の表示部１４０、キーボードやポインティングデバイス等の操作部１５０、インターネット等と接続するための通信Ｉ／Ｆ１６０を備える。ディスク記憶装置１００を含めた各部は、バス１７０により互いに接続され、ＣＰＵ１１０の制御の元に動作する。電子機器１０００の具体例としては、ＰＣ（Personal  Computer）、ノートＰＣ、ＨＤＤレコーダ、ＨＤＤを内蔵するテレビジョン受信装置等がある。
【００９６】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００９７】
１００…ディスク記憶装置、３…ＶＣＭ、４…磁気ヘッド、６…ディスク、５…スピンドルモータ、８…アーム、９…フレクシャ、１３…ＶＣＭ駆動回路、１４…ＳＰＭ駆動回路、１５…リードチャネル、１６…サーボ復調回路、１７…バッファ、１８…ＨＤＣ、１９…ＭＣＵ、２０…位置復調部、２１…誤差演算器、２２…ゲイン補正部、２３…サーボコントローラ、３０…プリアンプ、３１…ＡＧＣ回路、３２…サーボマーク検出器、３３…ゲート信号生成器、３４…トラック番号検出器、３５…ＰｏｓＡ検出器、３６…ＰｏｓＢ検出器、３７…ＰｏｓＣ検出器、３８…ＰｏｓＤ検出器、６０…サーボパターン、Ｇ１〜Ｇ５…ゲート信号、ＰｏｓＡ〜ＰｏｓＱ…位置信号、Ｐ１〜ＰＱ…ピーク、Ｍ１、Ｍ２…モード、１０００…電子機器、４００…軌跡、４０１…軸中心、６００…円軌道、６０１…回転中心
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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【図２２−３】
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【図２３−１】
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【図２３−２】
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【図２３−３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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