(57)【要約】【課題】外部からの振動に起因する外乱による位置誤差の劣化を簡易に抑制することが可能な磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】磁気ディスク装置は、トラックフォロイング制御の期間中、ピークフィルタに新たに設定するフィルタリング特性を決定するために必要なデータを取得し（Ｓ３）、次のシーク制御の開始に伴って、ピークフィルタ３５に設定すべきフィルタリング特性を決定するとともに（Ｓ４）、決定したフィルタリング特性をピークフィルタ３５に設定する（Ｓ５）。【選択図】図３
2009070506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトラックにデータが記録されている磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに対して相対移動し、前記データを読み出す磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが読み出したデータに基づいて、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成回路と、
設定されたフィルタリング特性に応じて前記誤差信号をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタリングされた誤差信号に基づいて、前記目標トラックに前記磁気ヘッドを追従させるトラックフォロイング制御と、前記目標トラックとは別のトラックを新たな目標トラックとして、該新たな目標トラックに向けて前記磁気ヘッドを移動させるシーク制御とを択一的に実行する位置制御回路と、
前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に基づいて、前記フィルタ回路に設定すべき前記フィルタリング特性を決定するとともに、次の前記トラックフォロイング制御に先立って実行される前記シーク制御の開始に伴って、前記決定したフィルタリング特性を前記フィルタ回路に設定する設定更新回路と、
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記設定更新回路は、前記フィルタリング特性として、前記フィルタ回路のゲインおよび中心周波数の少なくとも一方を設定する、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記設定更新回路は、
前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に含まれる外乱の周波数を推定する周波数推定部と、
前記推定された外乱の周波数に応じて、前記フィルタ回路の中心周波数を設定する周波数設定部と、
を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項３に記載の磁気ディスク装置において、
前記周波数推定部は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間ごとに、前記外乱の周波数と、前記フィルタ回路の中心周波数との大小関係を判断し、
前記周波数設定部は、対象となる期間に判断された大小関係と、それ以前の期間に判断された大小関係とに基づいて、前記フィルタ回路の中心周波数の更新幅を決定する、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記設定更新回路は、
前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に含まれる外乱の強度を推定する強度推定部と、
前記推定された外乱の強度に応じて、前記フィルタ回路のゲインを設定するゲイン設定部と、
を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ディスク装置において、
前記強度推定部は、前記誤差信号の大きさに応じて変化する前記フィルタ回路の内部変数に基づき、前記外乱の強度を推定する、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、
前記強度推定部は、前記フィルタ回路の中心周波数に応じた補正値を、前記フィルタ回路の内部変数に乗じて得られる値に基づき、前記外乱の強度を推定する、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、
前記強度推定部は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間における前記フィルタ回路の内部変数の最大値に基づき、前記外乱の強度を推定する、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、
前記ゲイン設定部は、前記フィルタ回路のゲインを所定のレベルから増加させる場合の前記内部変数の閾値に対して、前記フィルタ回路のゲインを前記所定のレベルから減少させる場合の前記内部変数の閾値が低く設定される、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、
前記ゲイン設定部は、前記フィルタ回路のゲインを増加させるのに伴って前記フィルタ回路の内部変数を減少させ、前記フィルタ回路のゲインを減少させるのに伴って前記フィルタ回路の内部変数を増加させる、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１１】
複数のトラックにデータが記録されている磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに対して相対移動し、前記データを読み出す磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが読み出したデータに基づいて、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成回路と、
設定されたフィルタリング特性に応じて前記誤差信号をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタリングされた誤差信号に基づいて、前記目標トラックに前記磁気ヘッドを追従させるトラックフォロイング制御と、前記目標トラックとは別のトラックを新たな目標トラックとし、該新たな目標トラックに向けて前記磁気ヘッドを移動させるシーク制御とを択一的に実行する位置制御回路と、
を備える磁気ディスク装置を対象とし、
前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に基づいて、前記フィルタ回路に設定するべき前記フィルタリング特性を決定するステップと、
次の前記トラックフォロイング制御に先立って実行される前記シーク制御の開始に伴って、前記決定したフィルタリング特性を前記フィルタ回路に設定するステップと、
を含むことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク等の磁気ディスク装置では、回転振動などの振動が外部から加わると、この振動に起因する外乱が磁気ヘッドの位置制御系に作用して、磁気ヘッドの位置決めが阻害されてしまう虞がある。このため、磁気ディスク装置には、外部振動に起因する外乱による位置誤差の劣化を抑制するための対策が施される。
【０００３】
このような対策の一つとして、チェイシングピークフィルタを利用した技術が特許文献１に開示されている。この技術は、ピークフィルタのピーク周波数を外乱の周波数に漸近させることで、磁気ヘッドの位置制御系に作用する外乱を抑制する。
【特許文献１】特開２００３−１０９３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、チェイシングピークフィルタを利用した技術では、磁気ヘッドを磁気ディスクのトラックに追従させるトラックフォロイング中において、磁気ヘッドの位置誤差を表す誤差信号のサンプル毎または所定サンプル数毎に、ピークフィルタのパラメータを更新している。
【０００５】
しかしながら、この場合、ピークフィルタの安定性を考慮してパラメータを更新する必要があることから、ピーク周波数の更新幅が制限され、外乱を抑制するまでに時間を要してしまうことがある。
【０００６】
また、磁気ディスク装置には、このような外乱を抑制するための制御による計算負荷を軽減することも求められている。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、外部振動に起因する外乱による位置誤差の劣化を簡易に抑制することが可能な磁気ディスク装置およびその制御方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク装置は、複数のトラックにデータが記録されている磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して相対移動し、前記データを読み出す磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドが読み出したデータに基づいて、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成回路と、設定されたフィルタリング特性に応じて前記誤差信号をフィルタリングするフィルタ回路と、前記フィルタリングされた誤差信号に基づいて、前記目標トラックに前記磁気ヘッドを追従させるトラックフォロイング制御と、前記目標トラックとは別のトラックを新たな目標トラックとして、該新たな目標トラックに向けて前記磁気ヘッドを移動させるシーク制御とを択一的に実行する位置制御回路と、前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に基づいて、前記フィルタ回路に設定すべき前記フィルタリング特性を決定するとともに、次の前記トラックフォロイング制御に先立って実行される前記シーク制御の開始に伴って、前記決定したフィルタリング特性を前記フィルタ回路に設定する設定更新回路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様において、前記設定更新回路は、前記フィルタリング特性として、前記フィルタ回路のゲインおよび中心周波数の少なくとも一方を設定する。
【００１０】
本発明の一態様において、前記設定更新回路は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に含まれる外乱の周波数を推定する周波数推定部と、前記推定された外乱の周波数に応じて、前記フィルタ回路の中心周波数を設定する周波数設定部と、を含む。
【００１１】
この態様において、前記周波数推定部は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間ごとに、前記外乱の周波数と、前記フィルタ回路の中心周波数との大小関係を判断し、前記周波数設定部は、対象となる期間に判断された大小関係と、それ以前の期間に判断された大小関係とに基づいて、前記フィルタ回路の中心周波数の更新幅を決定する。
【００１２】
本発明の一態様において、前記設定更新回路は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に含まれる外乱の強度を推定する強度推定部と、前記推定された外乱の強度に応じて、前記フィルタ回路のゲインを設定するゲイン設定部と、を含む。
【００１３】
この態様において、前記強度推定部は、前記誤差信号の大きさに応じて変化する前記フィルタ回路の内部変数に基づき、前記外乱の強度を推定する。
【００１４】
また、前記強度推定部は、前記フィルタ回路の中心周波数に応じた補正値を、前記フィルタ回路の内部変数に乗じて得られる値に基づき、前記外乱の強度を推定する。
【００１５】
また、前記強度推定部は、前記トラックフォロイング制御が実行される期間における前記フィルタ回路の内部変数の最大値に基づき、前記外乱の強度を推定する。
【００１６】
また、前記ゲイン設定部は、前記フィルタ回路のゲインを所定のレベルから増加させる場合の前記内部変数の閾値に対して、前記フィルタ回路のゲインを前記所定のレベルから減少させる場合の前記内部変数の閾値が低く設定される。
【００１７】
また、前記ゲイン設定部は、前記フィルタ回路のゲインを増加させるのに伴って前記フィルタ回路の内部変数を減少させ、前記フィルタ回路のゲインを減少させるのに伴って前記フィルタ回路の内部変数を増加させる。
【００１８】
本発明の磁気ディスク装置の制御方法は、複数のトラックにデータが記録されている磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して相対移動し、前記データを読み出す磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドが読み出したデータに基づいて、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成回路と、設定されたフィルタリング特性に応じて前記誤差信号をフィルタリングするフィルタ回路と、前記フィルタリングされた誤差信号に基づいて、前記目標トラックに前記磁気ヘッドを追従させるトラックフォロイング制御と、前記目標トラックとは別のトラックを新たな目標トラックとし、該新たな目標トラックに向けて前記磁気ヘッドを移動させるシーク制御とを択一的に実行する位置制御回路と、を備える磁気ディスク装置を対象とし、前記トラックフォロイング制御が実行される期間に生成される前記誤差信号に基づいて、前記フィルタ回路に設定するべき前記フィルタリング特性を決定するステップと、次の前記トラックフォロイング制御に先立って実行される前記シーク制御の開始に伴って、前記決定したフィルタリング特性を前記フィルタ回路に設定するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記本発明によれば、シーク制御の開始に伴ってフィルタ回路にフィルタリング特性を設定することで、従来のようなサンプル毎等の更新とは異なり、制御系を時不変系として扱うことができるため、フィルタリング特性の更新幅の制限が緩和され、十分な更新幅を適用することができる。
【００２０】
特に、シーク制御中に（すなわち、次のトラックフォロイング制御が開始されるまでの間に）、フィルタ回路の過渡応答が収まる時間を確保することができるため、十分な更新幅を適用することができる。
【００２１】
また、例えばデータへのアクセス要求が多い状況など、シーク制御が頻繁に実行される状況において、フィルタ回路のフィルタリング特性の設定回数を十分に確保することができる。
【００２２】
さらに、従来のようなサンプル毎等の更新と比して、制御による計算負荷が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成例を示す。磁気ディスク装置１は、筐体９内に、磁気ディスク２、スピンドルモータ３、磁気ヘッド４、サスペンションアーム５、キャリッジ６、ボイスコイルモータ７およびヘッドアンプ１４を収納している。
【００２５】
また、磁気ディスク装置１は、筐体９外の基板に、主制御回路１０、リードライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１３およびモータドライバ１７を有している。
【００２６】
磁気ディスク２は、スピンドルモータ３により回転駆動される。磁気ディスク２には、同心円状に配列する複数のトラック２１が形成されている。また、各トラック２１には、周方向に沿って所定の周期で配列するサーボデータ領域２３と、それらの間に位置するユーザデータ領域２５とが形成されている。
【００２７】
サーボデータ領域２３には、サーボデータが記録されている。サーボデータは、アドレスデータと、バースト信号とを含む。バースト信号は、トラック２１に対する磁気ヘッド４の相対位置を計算させるための信号である。また、ユーザデータ領域２５には、ユーザデータが記録される。
【００２８】
磁気ヘッド４は、サスペンションアーム５の先端部に取付けられて、磁気ディスク２上に支持されている。サスペンションアーム５は、筐体９に枢支されたキャリッジ６に基端側が取付けられている。ボイスコイルモータ７は、キャリッジ６を旋回駆動することで、磁気ヘッド４を磁気ディスク２上で略半径方向に移動させる。
【００２９】
主制御回路１０は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）と、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとを含む。主制御回路１０は、メモリに格納されたプログラムを読み出し、実行することによって、磁気ヘッド４の位置制御やデータの記録再生制御など、種々の制御を実現する。本実施形態においては、主制御回路１０が、位置制御回路として機能する。この機能の詳細は、後に詳しく述べる。
【００３０】
主制御回路１０は、Ｒ／Ｗチャネル１３から入力されるサーボデータに基づいて磁気ヘッド４の現在位置を特定するとともに、磁気ヘッド４を目標トラック上に位置させるための制御信号を生成し、モータドライバ１７へ出力する。モータドライバ１７は、制御信号をアナログ変換し、増幅して、ボイスコイルモータ７に出力する。
【００３１】
また、主制御回路１０は、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）と、バッファメモリとを含む。このＨＤＣは、インターフェースコントローラ、エラー訂正回路、バッファコントローラなどを有している。
【００３２】
主制御回路１０は、磁気ディスク２に記録すべきユーザデータを外部ホストから受信すると、このユーザデータをＲ／Ｗチャネル１３へ出力する。また、主制御回路１０は、復調されたユーザデータがＲ／Ｗチャネル１３から入力されると、このユーザデータを外部ホストへ送信する。また、主制御回路１０は、ユーザデータをバッファメモリに一時的に格納させる。
【００３３】
Ｒ／Ｗチャネル１３は、主制御回路１０からユーザデータが入力されると、このユーザデータを変調して、ヘッドアンプ１４へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル１３は、増幅された再生信号がヘッドアンプ１４から入力されると、この再生信号をデジタルデータに変換し、復調して、主制御回路１０へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル１３は、再生信号から所定のサンプリング周期でサーボデータを抽出して、主制御回路１０へ出力する。
【００３４】
ヘッドアンプ１４は、変調されたユーザデータがＲ／Ｗチャネル１３から入力されると、このユーザデータを記録信号に変換して、磁気ヘッド４へ出力する。また、ヘッドアンプ１４は、磁気ディスク２から読み出された再生信号が磁気ヘッド４から入力されると、この再生信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１３へ出力する。
【００３５】
磁気ヘッド４は、ヘッドアンプ１４から記録信号が入力されると、この記録信号に応じた記録磁界を磁気ディスク２に印加する。これにより、磁気ディスク２に、ユーザデータを表す磁化が記録される。また、磁気ヘッド４は、磁気ディスク２に記録されている磁化から漏れ出る磁界を再生信号として読み出して、この再生信号をヘッドアンプ１４へ出力する。
【００３６】
以下、磁気ヘッド４の位置制御について説明する。主制御回路１０は、磁気ヘッド４の位置決め制御として、シーク制御およびトラックフォロイング制御を交互に実行する。
【００３７】
シーク制御において、主制御回路１０は、外部ホストからの記録命令または再生命令に基づいて決定される目標トラックに向けて磁気ヘッド４を移動させる。具体的には、主制御回路１０は、Ｒ／Ｗチャネル１３から入力されるサーボデータにより磁気ヘッド４の現在位置を特定し、目標トラックと現在位置との間の距離を求めて、この距離に応じた制御信号を生成し、モータドライバ１７に出力する。
【００３８】
このシーク制御により移動する磁気ヘッド４が目標トラックに到達すると、主制御回路１０は、トラックフォロイング制御に移行する。
【００３９】
トラックフォロイング制御において、主制御回路１０は、到達した目標トラックに磁気ヘッド４を追従させる。具体的には、主制御回路１０は、目標トラックに対する磁気ヘッド４の位置誤差を表す誤差信号（ＰＥＳ：Position Error Signal）に基づいて、位置誤差を抑制する制御信号を生成し、モータドライバ１７に出力する。磁気ヘッド４の位置誤差は、サーボデータに含まれるバースト信号により求められる。
【００４０】
磁気ヘッド４によるデータの書き込み及び読み出しは、このトラックフォロイング制御中に行われる。
【００４１】
その後、別のトラックが新たな目標トラックとして設定されると、主制御回路１０は、シーク制御に移行し、磁気ヘッド４を新たな目標トラックに向けて移動させる。このようにして、シーク制御およびトラックフォロイング制御が交互に実行される。
【００４２】
図２に、トラックフォロイング制御時における主制御回路１０の機能構成例を示す。主制御回路１０は、ＭＰＵのソフトウェア的な動作によって、誤差信号生成回路３１、コントローラ３３、ピークフィルタ３５、加算器３７および設定更新回路３９を、機能的に有する。
【００４３】
誤差信号生成回路３１は、外部ホストからの記録命令または再生命令に基づいて決定される磁気ヘッド４の目標位置ＴＰと、Ｒ／Ｗチャネル１３から入力されるサーボデータにより特定される磁気ヘッド４の現在位置ＣＰとの差分を求めて、誤差信号ＰＥＳを生成する。
【００４４】
ここで、磁気ヘッド４の支持系に回転振動などの外部振動が加わった場合、その影響が現在位置ＣＰに表れて、外乱として誤差信号ＰＥＳに含まれることになる。
【００４５】
コントローラ３３は、誤差信号生成回路３１から入力される誤差信号ＰＥＳに基づき、位置誤差を抑制する信号を生成し、加算器３７へ出力する。
【００４６】
ピークフィルタ３５は、誤差信号生成回路３１から入力される誤差信号ＰＥＳをフィルタリングして、加算器３７へ出力する。具体的には、ピークフィルタ３５は、誤差信号ＰＥＳのうち、ピーク周波数（中心周波数）の周波数成分を増幅するとともに逆相とした信号を生成して、加算器３７へ出力する。
【００４７】
加算器３７は、コントローラ３３から出力された信号と、ピークフィルタ３５から出力された信号とを加算し、加算した信号を、ボイスコイルモータ７を駆動するための制御信号ＣＳとして、モータドライバ１７へ出力する。
【００４８】
ここで、コントローラ３３から出力される信号は、磁気ヘッド４を目標トラックに追従させるための信号であり、他方、ピークフィルタ３５から出力される信号は、磁気ヘッド４の支持系に作用する外乱の影響をキャンセルするための信号である。これにより、加算器３７から出力される制御信号ＣＳは、誤差信号ＰＥＳに含まれていた外乱による成分が抑制された状態となる。
【００４９】
なお、ピークフィルタ３５は、設定更新回路３９が出力する更新信号Ｆｒ，Ｇｎによって、内部変数（内部モデルの状態変数）が更新され、そのフィルタリング特性が設定される。設定されるフィルタリング特性には、ピーク周波数と、このピーク周波数におけるゲイン（ピークゲイン）とが含まれる。また、ピーク幅を含んでもよい。
【００５０】
この設定更新回路３９は、周波数設定更新器４０およびゲイン設定更新器５０を含んでおり、周波数設定更新器４０が、ピーク周波数を設定するための更新信号Ｆｒを出力し、ゲイン設定更新器５０が、ピークゲインを設定するための更新信号Ｇｎを出力する。これらの具体的な機能については、後に詳しく述べる。
【００５１】
上記ピークフィルタ３５について、数式を用いて説明する。ピークフィルタ３５の内部変数Ｕは、下記数式１または数式２で表すことができる。また、ピークフィルタ３５の出力Ｐｋｏｕｔは、下記数式３または数式４で表すことができる。
【００５２】
【数１】
2009070506.tif 000003
【００５３】
【数２】
2009070506.tif 000004
【００５４】
【数３】
2009070506.tif 000005
【００５５】
【数４】
2009070506.tif 000006
【００５６】
ここで、ＰＥＳ：誤差信号、Ｅ，Ｆ，Ｐ，Ｑ，Ｒ：パラメータ、ＯＳＨＣＮＴ：ゲインを調整するためのビットシフト量、ｚ：１サンプリング時間進める演算子、ｎ：サンプリング時間、である。
【００５７】
このうち、内部変数Ｕに含まれるパラメータＥは、ピークフィルタ３５のピーク周波数を決定するパラメータであり、下記数式５で表すことができる。
【００５８】
【数５】
2009070506.tif 000007
【００５９】
ここで、ｆ０：ピークフィルタ３５のピーク周波数、ＴＳ：サンプリング周期、である。
【００６０】
このため、設定更新回路３９は、ピークフィルタ３５のパラメータＥを更新することで、ピーク周波数ｆ０を設定することができる。
【００６１】
また、設定更新回路３９は、ゲインを調整するためのビットシフト量ＯＳＨＣＮＴを更新することで、ピークフィルタ３５のゲインを調整することができる。本実施形態では、ピークフィルタ３５のゲインを調整することで、ピークゲイン（ピーク周波数におけるゲイン）を設定している。
【００６２】
図３に、主制御回路１０の動作例を表すフローチャートを示す。また、図４には、主制御回路１０の動作例の説明図を示す。
【００６３】
まず、主制御回路１０は、シーク制御を実行し、目標トラックに向けて磁気ヘッド４を移動させる（Ｓ１）。
【００６４】
磁気ヘッド４が目標トラックに到達すると、主制御回路１０は、トラックフォロイング制御を実行し、目標トラックに磁気ヘッド４を追従させる（Ｓ２）。また、主制御回路１０は、磁気ヘッド４を目標トラックに追従させている間、データの書き込み又は読み出しを行う。
【００６５】
さらに、トラックフォロイング制御の期間中、主制御回路１０に含まれる設定更新回路３９は、ピークフィルタ３５に新たに設定するフィルタリング特性を決定するために必要なデータを取得する。
【００６６】
ここで取得されるデータは、誤差信号生成回路３１から入力される誤差信号ＰＥＳおよびピークフィルタ３５から入力される内部変数Ｕである（図２参照）。これらは、サンプリング毎に設定更新回路３９に入力される。
【００６７】
なお、本実施形態では、サンプリング毎にデータを取得しているが、上記従来技術のようにサンプリング毎にフィルタリング特性を更新しているわけではない。
【００６８】
そして、新たな目標トラックが設定されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、シーク制御が再び実行される前に、設定更新回路３９は、トラックフォロイング制御の期間中に取得したデータに基づいて、ピークフィルタ３５に設定すべきピーク周波数およびピークゲインを決定する（Ｓ４）。そして、設定更新回路３９は、更新信号Ｆｒ，Ｇｎを出力して、決定したピーク周波数およびピークゲインをピークフィルタ３５に設定する（Ｓ５）。これらの具体的な決定方法については、後に詳しく述べる。
【００６９】
その後、主制御回路１０は、シーク制御に移行し、磁気ヘッド４を新たな目標トラックに向けて移動させて（Ｓ１）、上記動作を繰り返す。
【００７０】
以上のように、ピークフィルタ３５のフィルタリング特性をサンプリング毎に更新せずに、シーク制御の開始に伴って設定することで、制御系を時不変系として扱うことができることから、フィルタリング特性の更新幅の制約が緩和され、従来と比して更新幅を大きくすることができる。また、更新幅を大きくしても、シーク制御中に（すなわち、次のトラックフォロイング制御が開始されるまでの間に）、ピークフィルタ３５の過渡応答を収束させることができる。このため、誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱を抑制するまでの時間を短縮することができる。
【００７１】
また、シーク制御の開始に伴ってピークフィルタ３５にフィルタリング特性を設定する手法は、外部振動に起因する外乱（特に、回転振動に起因する外乱（いわゆるＲＶ外乱））に対して好適である。すなわち、外部振動に起因する外乱によって磁気ヘッド４の位置決めが阻害される場合、リトライによって磁気ヘッド４の位置決めが成功できるため、次のシーク制御が行われ、それが繰り返されているうちに、この外乱を抑制するようにピークフィルタ３５のフィルタリング特性を設定することができる。
【００７２】
特に、位置決め精度の劣化による性能劣化が表面化する、データの書き込みまたは読み出し要求が多い状況では、シーク制御が頻繁に実行されるため、ピークフィルタ３５のフィルタリング特性の更新回数を十分に確保することができ、ピークフィルタ３５のフィルタリング特性を速やかに適切に設定することができる。
【００７３】
［周波数設定更新器４０］
以下、上記設定更新回路３９に含まれる周波数設定更新器４０について説明する。周波数設定更新器４０は、上記図２に示すように、周波数推定部４２および周波数設定部４４を含んでいる。
【００７４】
周波数推定部４２は、誤差信号生成回路３１から入力される誤差信号ＰＥＳおよびピークフィルタ３５から入力される内部変数Ｕに基づいて、誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱の周波数を推定する。
【００７５】
この外乱周波数の推定は、上記特許文献１に記載されているようなチェイシングピークフィルタを用いた周波数推定技術を応用することができる。
【００７６】
具体的には、周波数推定部４２は、誤差信号生成回路３１から入力される誤差信号ＰＥＳの位相と、ピークフィルタ３５から入力される内部変数Ｕの位相とに基づいて、誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱の周波数と、ピークフィルタ３５のピーク周波数との大小関係を判断する。
【００７７】
これら誤差信号ＰＥＳおよび内部変数Ｕは、サンプリング毎に周波数推定部４２に入力される。周波数推定部４２は、トラックフォロイング制御の期間中、誤差信号ＰＥＳおよび内部変数Ｕが入力される毎に周波数の大小関係を求め、これを蓄積していく。
【００７８】
そして、周波数推定部４２は、シーク制御が開始される前に、大小関係の蓄積結果Ｓを周波数設定部４４に出力する。大小関係の蓄積結果Ｓは、下記数式６で表すことができる。
【００７９】
【数６】
2009070506.tif 000008
【００８０】
ここで、外乱周波数をｆ、ピークフィルタ３５のピーク周波数をｆ０、サンプリング周期をＴＳとし、この場合の内部変数Ｕを、U(n)＝Rsin（2π・n・f・TS＋Ω）とする。
【００８１】
数式６における足し合わせ（積分）は、トラックフォロイング制御の期間中に行われ、シーク制御が開始される前に終了し、大小関係の蓄積結果Ｓが確定する。
【００８２】
こうして得られる大小関係の蓄積結果Ｓの符号（＋，−）によって、トラックフォロイング制御の期間中において誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱の周波数と、ピークフィルタ３５のピーク周波数との大小関係が判断される。
【００８３】
次に、周波数設定部４４は、周波数推定部４２から入力される大小関係の蓄積結果Ｓに基づいて、ピークフィルタ３５のピーク周波数の更新幅を決定するとともに、更新信号Ｆｒを出力して、ピークフィルタ３５のピーク周波数を、決定した更新幅だけ更新する。これにより、ピークフィルタ３５のピーク周波数を、外乱の周波数に近づけることができる。
【００８４】
本実施形態では、周波数設定部４４は、上記ピーク周波数を表すパラメータＥの更新量ｄＥを決定して、ピークフィルタ３５の内部変数Ｕに含まれるパラメータＥを更新している（上記数式１および数式２を参照）。
【００８５】
また、主制御回路１０のメモリ等には、過去のトラックフォロイング制御ごとに得られた大小関係の蓄積結果Ｓが格納されており、周波数設定部４４は、周波数推定部４２から入力された蓄積結果Ｓと、過去の蓄積結果Ｓとに基づいて、更新量ｄＥを決定する。
【００８６】
図５に、更新量ｄＥの決定例を示す。同図に示すように、更新量ｄＥは、蓄積結果Ｓの符号が過去から連続する回数Ｎに応じて決定される。すなわち、蓄積結果Ｓが連続する場合は、ピークフィルタ３５のピーク周波数と外乱の周波数とが離れているということであるので、連続する数が大きくなるに従って更新量ｄＥを大きくしていく。
【００８７】
更新量ｄＥは、例えば、回数Ｎの値とすることができる。周波数推定部４２から入力された蓄積結果Ｓによって、過去の蓄積結果Ｓから符号が連続する回数がＮとなる場合、更新量ｄＥをＮとする。また、連続する回数Ｎが更新量ｄＥの上限値を超える場合は、更新量ｄＥを上限値とする。なお、周波数推定部４２から入力される蓄積結果Ｓが０の場合は、更新量ｄＥを０とする。
【００８８】
以上のように、ピーク周波数を表すパラメータＥの更新量ｄＥを、大小関係の蓄積結果Ｓの符号が連続する回数Ｎに応じて大きくすることで、ピークフィルタ３５のピーク周波数と外乱の周波数とが離れている場合であっても、外乱を抑制するまでの時間を短縮することができる。なお、上述したように本実施形態ではフィルタリング特性の更新幅の制約が緩和されるので、このように決定される更新量ｄＥであっても許容される。
【００８９】
また、本実施形態では、大小関係の蓄積結果Ｓを求める際およびパラメータＥの更新量ｄＥを求める際に、平均を求める計算などの、計算量の多い割り算を含む計算を行っていないので、制御による計算負荷が軽減される。
【００９０】
［ゲイン設定更新器５０］
以下、上記設定更新回路３９に含まれるゲイン設定更新器５０について説明する。ゲイン設定更新器５０は、上記図２に示すように、強度推定部５２およびゲイン設定部５４を含んでいる。
【００９１】
強度推定部５２は、ピークフィルタ３５から入力される内部変数Ｕに基づいて、誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱の強度を推定する。この内部変数Ｕは、上記数式１および数式２に示したように誤差信号ＰＥＳを含んでおり、誤差信号ＰＥＳに応じて変化する。
【００９２】
本実施形態では、誤差信号ＰＥＳの中で、ピークフィルタ３５によって抑制される周波数成分の強度を評価するために、ピークフィルタ３５の内部変数Ｕを用いている。例えばピークフィルタ３５のピーク周波数が外乱の周波数に収束した場合、外乱が抑制されるほど内部変数Ｕの値が小さくなることから、内部変数Ｕは、ピークフィルタ３５のピークゲインと、誤差信号ＰＥＳに含まれる外乱の強度との関係を表す。
【００９３】
具体的には、強度推定部５２は、図６に示すように、補正部６１、自乗部６３、最大値取得部６５およびローパスフィルタ６７を有している。
【００９４】
補正部６１は、ピークフィルタ３５から入力される内部変数Ｕに、ピーク周波数に応じた補正値Ｇ（Ｅ）を乗じ、これによって得られるＵ・Ｇ（Ｅ）を出力する。この内部変数Ｕは、サンプリング毎に補正部６１に入力される。補正部６１は、トラックフォロイング制御の期間中、内部変数Ｕが入力される毎にＵ・Ｇ（Ｅ）を求めて出力する。
【００９５】
自乗部６３は、補正部６１から入力されるＵ・Ｇ（Ｅ）を２乗して得られる（Ｕ・Ｇ（Ｅ））２を出力する。
【００９６】
最大値取得部６５は、トラックフォロイング制御の期間中、自乗部６３からサンプリング毎に入力される（Ｕ・Ｇ（Ｅ））２を取得し、シーク制御が開始される前に、取得した（Ｕ・Ｇ（Ｅ））２の中から最大値Ｔを求めて出力する。このため、最大値Ｔは、トラックフォロイング制御ごとに出力される。最大値Ｔは、下記数式７で表される。
【００９７】
【数７】
2009070506.tif 000009
【００９８】
ローパスフィルタ６７は、トラックフォロイング制御ごとに入力される最大値Ｔをフィルタリングし、これにより得られる値を、外乱の強度を表す強度評価値Ｗとして、ゲイン設定部５４に出力する。ローパスフィルタ６７によるフィルタリングは、下記数式８で表される。
【００９９】
【数８】
2009070506.tif 000010
【０１００】
ここで、上記補正部６１が内部変数Ｕに補正値Ｇ（Ｅ）を乗じるのは、図７（ａ）に示すように、ピークフィルタ３５の入力から内部変数Ｕまでの周波数特性におけるピークゲインがピーク周波数に依存して一定ではないため、外乱強度を推定するための基準が変わってしまうのを防ぐためである。
【０１０１】
そこで、内部変数Ｕに補正値Ｇ（Ｅ）を乗じることで、図７（ｂ）に示すように、補正後のピークゲインがピーク周波数に依らず略一定となるようにして、外乱強度の推定を、ピーク周波数に依らず画一的に行えるようにしている。この補正値Ｇ（Ｅ）は、ピーク周波数が採りうる範囲に亘って、各ピークゲインと、所定の基準値との差分に応じた値を有するように設定されている。
【０１０２】
なお、補正値Ｇ（Ｅ）は、ピーク周波数が採りうる範囲のうち低周波数域において、ピークゲインが他の周波数域よりも若干大きくなるように設定されている。これは、低周波数域の方が、サーボ系の安定性が高いため、より高いゲインを設定できるようにするためである。
【０１０３】
また、上記自乗部６３がＵ・Ｇ（Ｅ）を累乗するのは、ピーク周波数域と他の周波数域との差を大きくして、他の周波数域の影響を低減するためである。
【０１０４】
また、上記最大値取得部６５が最大値Ｔを出力するのは、ＲＶ外乱などの間欠的な外乱がトラックフォロイング制御の期間中に間欠的に作用する場合であっても、外乱の強度を評価することができるためである。また、平均を求める計算などの、計算量の多い割り算を含む計算を行っていないので、制御による計算負荷が軽減される。
【０１０５】
また、上記ローパスフィルタ６７が最大値Ｔをフィルタリングするのは、ＲＶ外乱などの間欠的な外乱が作用する場合、最大値Ｔがトラックフォロイング制御ごとに大きく変動する虞があることから、これを防ぐためである。
【０１０６】
次に、ゲイン設定部５４は、強度推定部５２から入力される強度評価値Ｗに基づいて、ピークフィルタ３５のピークゲインのレベルを決定するとともに、更新信号Ｇｎを出力して、ピークフィルタ３５のピークゲインを、決定したレベルに更新する。これにより、ピークフィルタ３５のピークゲインを、外乱が抑制されるレベルに近づけることができる。
【０１０７】
本実施形態では、ゲイン設定部５４は、上記ゲインを調整するためのビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値を変更することによって、ピークフィルタ３５のゲインを調整して、ピークゲインのレベルを更新する（上記数式３および数式４を参照）。
【０１０８】
また、主制御回路１０のメモリ等には、図８に示すようなゲイン設定テーブルが格納されており、ゲイン設定部５４は、強度推定部５２から入力された強度評価値Ｗに基づいて、ピークゲインのレベルを決定する。なお、このようなゲイン設定テーブルに限らず、ピークゲインのレベルを決定するための式をプログラムに組込んでもよい。
【０１０９】
このゲイン設定テーブルは、ピークゲインのレベルを増加させる場合の強度評価値Ｗの閾値（増加用閾値）と、ピークゲインのレベルを減少させる場合の強度評価値Ｗの閾値（減少用閾値）とが個別に設けられている。これらは、各レベルにおいて、増加用閾値に対して、減少用閾値が低く設定されている。
【０１１０】
ゲイン設定部５４は、強度推定部５２から入力された強度評価値Ｗが、現在のビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値に係る増加用閾値よりも大きい場合には、ビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値を増加させてゲインを２倍にし、減少用閾値よりも小さい場合には、ビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値を減少させてゲインを１／２倍にする。
【０１１１】
ここで、上記ゲイン設定テーブルにおいて、増加用閾値に対して減少用閾値が低く設定されるのは、ピークフィルタ３５のピークゲインを増加させて、外乱が抑制される程度が高まると、これが誤差信号ＰＥＳに影響し、ピークフィルタ３５の内部変数Ｕが減少してしまうためである。そこで、内部変数Ｕの減少分を考慮して減少用閾値を低く設定することで、ピークフィルタ３５のピークゲインが振動的に変化するのを抑制できる。
【０１１２】
また、上記ゲイン設定部５４は、ビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値を変化させることで、ピークフィルタ３５のゲインを２倍または１／２倍と、不連続に変化させているが、上述したように本実施形態ではフィルタリング特性の更新幅の制約が緩和されるので、このような不連続なゲインの変更であっても許容される。また、ビットシフト量ＯＳＨＣＮＴの値を変化させているため、計算量が少なく、制御による計算負荷が軽減される。
【０１１３】
なお、設定更新回路３９は、シーク制御が開始されるのに伴って、ピークフィルタ３５の内部変数Ｕを変更する。この際、磁気ヘッド４のシーク距離が所定値よりも大きい場合には、ピークフィルタ３５の内部変数Ｕは０に初期化される。
【０１１４】
他方、磁気ヘッド４のシーク距離が所定値よりも小さい場合には、それまでの内部変数Ｕに基づいて新たな内部変数Ｕが決定される。具体的には、ゲイン設定部５４がピークフィルタのゲインを２倍にした場合には、内部変数Ｕを１／２倍とし、ゲイン設定部５４がゲインを１／２倍にした場合には、内部変数Ｕを２倍にする。これによれば、上記数式３および数式４に示したピークフィルタ３５の出力値Ｐｋｏｕｔを、ゲインを変更する際に不連続を生じないようにすることができる。
【０１１５】
以下、上述のように構成した磁気ディスク装置に、回転振動に起因する外乱（ＲＶ外乱）を作用させた場合の実験例について述べる。本実験では、実験対象の磁気ディスク装置の近くに他の磁気ディスク装置を配置し、当該他の磁気ディスク装置にランダムなシーク制御を繰り返させることによって、実験対象の磁気ディスク装置に回転振動を与えた。そして、この状況で、実験対象の磁気ディスク装置に、トラックフォロイング制御中の誤差信号ＰＥＳを測定させた。
【０１１６】
図９に、ＲＶ外乱の発生前（外乱なし）の誤差信号ＰＥＳの状態と、ＲＶ外乱の発生直後（抑制前）の誤差信号ＰＥＳの状態と、シーク制御を繰り返した後（抑制後）の誤差信号ＰＥＳの状態とを示す。図９（ａ）は、誤差信号ＰＥＳのフーリエ変換を表し、図９（ｂ）は、誤差信号ＰＥＳの２乗和積分を表す。
【０１１７】
この図９によると、シーク制御を繰り返した後に、ＲＶ外乱が抑制されることが分かる。
【０１１８】
図１０に、ＲＶ外乱が発生した状況でシーク制御を繰り返したときの、誤差信号ＰＥＳの状態の変遷を示す。図１０（ａ）は、誤差信号ＰＥＳのフーリエ変換を表し、図１０（ｂ）誤差信号ＰＥＳの２乗和積分を表す。なお、これらの図では、誤差信号ＰＥＳの状態をシーク回数に応じて下方にずらして表している。
【０１１９】
この図１０によると、シーク制御を繰り返すうちに、ＲＶ外乱が抑制されることが分かる。
【０１２０】
図１１に、上記図１０の場合における、ピークフィルタのゲイン特性の変遷を示す。また、同図下段は、この際のピークフィルタのピーク周波数を、シーク回数に応じて下方にずらしてプロットした図である。
【０１２１】
この図１１によると、シーク制御を繰り返すうちに、ピークフィルタのピーク周波数がＲＶ外乱の周波数に収束することがわかる。また、ピーク周波数の収束が進むのに伴い、ピークフィルタのピークゲインが徐々に増加していき、ＲＶ外乱の強度を抑制するレベルに収束していることがわかる。
【０１２２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態の形式に限定されない。
【０１２３】
例えば、外部振動に起因する外乱が複数あるような場合には、複数のピークフィルタを設けて、各ピークフィルタのピーク周波数をそれぞれの外乱に収束させるようにしてもよい。また、複数のピークフィルタを設けて、各ピークフィルタ３５に異なる周波数域を受け持たせてもよい。なお、複数のピークフィルタを設ける際には、位相遅れが過大とならないように、各ピークフィルタのピークゲインに上限を設けることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】主制御回路の機能構成例を表すブロック図である。
【図３】主制御回路の動作例を表すフローチャートである。
【図４】主制御回路の動作例の説明図である。
【図５】ピーク周波数の更新幅の決定例を表す図である。
【図６】強度推定部の機能構成例を表すブロック図である。
【図７】補正値に関する説明図である。
【図８】ゲイン設定テーブルの内容例を表す図である。
【図９】本発明の効果説明図である。
【図１０】本発明の効果説明図である。
【図１１】本発明の効果説明図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  磁気ディスク装置、２  磁気ディスク、３  スピンドルモータ、４  磁気ヘッド、５  サスペンションアーム、６  キャリッジ、７  ボイスコイルモータ、９  筐体、１０  主制御回路（位置制御回路）、１３  Ｒ／Ｗチャネル、１４  ヘッドアンプ、１７  モータドライバ、２１  トラック、２３  サーボデータ領域、２５  ユーザデータ領域、３１  誤差信号生成回路、３３  コントローラ、３５  ピークフィルタ（フィルタ回路）、３７  加算器、３９  設定更新回路、４０  周波数設定更新器、４２  周波数推定部、４４  周波数設定部、５０  ゲイン設定更新器、５２  強度推定部、５４  ゲイン設定部、６１  補正部、６３  自乗部、６５  最大値取得部、６７  ローパスフィルタ。
【図１】
2009070506.tif 000011
【図２】
2009070506.tif 000012
【図３】
2009070506.tif 000013
【図４】
2009070506.tif 000014
【図５】
2009070506.tif 000015
【図６】
2009070506.tif 000016
【図７】
2009070506.tif 000017
【図８】
2009070506.tif 000018
【図９】
2009070506.tif 000019
【図１０】
2009070506.tif 000020
【図１１】
2009070506.tif 000021