JPH04168672A - ディスクドライブ装置において位置決め時間を最少化する方法 - Google Patents

ディスクドライブ装置において位置決め時間を最少化する方法

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JPH04168672A
JPH04168672A JP2333454A JP33345490A JPH04168672A JP H04168672 A JPH04168672 A JP H04168672A JP 2333454 A JP2333454 A JP 2333454A JP 33345490 A JP33345490 A JP 33345490A JP H04168672 A JPH04168672 A JP H04168672A
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553Details
    • G11B5/5547"Seek" control and circuits therefor

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  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は一般的にはサーボ技術の改善に係わり、特にデ
ィスク駆動装置のディスク上のデータトラック間の位置
決めを効果的に行うだめのサーボ技術の改善に関する。
(従来の技術) 計算機と共に一般的に使用される周辺機器としてハード
ディスク駆動装置かあり、計算機で生成されたデータか
ディスク上に形成された磁気被膜内に定義された同心円
状のトラックに記憶されている。ディスクは金属製のた
め剛性かあり、データトラックを密接して配置でき、従
って/)−)’ディスク駆動装置は大量の情報を記憶で
きる。この大容量という特性かあるため、ハードディス
ク駆動装置は計算機使用者の間で良く使われるようにな
ってきた。データは複数のり一ド5/ライトヘッドを用
いて指定されたトラックに書き込んだり、また、そこか
ら読み出されたりされる。これらのり一ド/ライトヘッ
ドはディスクに隣接した回転自在なアクチュエーターで
支持されているので、ディスクを横切って移動すること
か出来、そのとき磁界により生成された電流は、アクチ
ュエーターのヘッドと反対側の端に設けられたコイルに
流れる。
データをディスクの指定されたトラックに書込むために
は、リード/ライトヘッドをデータを書き込むべきトラ
ックまで移動させる必要かあり、同様にデータを読みと
るためにはり一ド/ライトヘッドをそのデータか予め記
憶されているトラックまで移動させる必要かある。これ
らの目的のためにハードディスク駆動装置にはサーボ回
路か具備されていて、これはデータトラック内または特
定サーボ表面上のサーボパターンデータを読み取り、サ
ーボ回路かシークモードでは、そのサーボパターンデー
タに従って、リード/ライトヘッドを目的のトラックへ
移動させる。通常、応答は位置誤差信号を発生するサー
ボパターンを使用して実行され、このパターンはパター
ンを読みとるためのサーボヘッドの位置を、トラックの
中心に対して示し、位置誤差信号を微分してディスクを
横、切るサーボヘッドの半径方向速度に比例した信号を
得て、マイクロプロセッサにサーボヘッドの実速度と速
度要求プロフィールとして記憶されている速度とを比較
する。もしも目的トラックからの指定された距離での実
速度かその距離に対する速度要求プロフィールで指定す
る速度より遅い場合は、補正信号が生成されて電力増幅
器に伝送され、この電力増幅器は駆動装置のコイルに電
流を流しヘッドかディスクを横切る方向に加速する。逆
にサーボヘッドの実速度が、指定されたサーボヘッド位
置に対する要求速度より大きい場合は、ドライズ装置の
コイルを流れる電流はサーボヘッドを減速する方向とな
る。速度要求プロフィールの設計をサーボヘッドが目的
トラックから大きく離れているときには、早いサーボヘ
ッド速度を要求し、サーボヘッドか目的トラックに近つ
くに従って除除に速度を遅くするようにして於けば、サ
ーボヘッドはシーク開始時には大きく加速され、シーク
の終了まぎわには減速されるようになる。従って、理想
的にヘッドか目的のトラックに到達するときの速度を、
サーボ回路かトラック追従モードに切り換えられた際に
速やかに位置決め制御可能な速度にすることかできる。
このトラック追従モードではサーボヘッドは、位置誤差
信号に比例した信号と、それを積分した信号で作り出さ
れる制御信号を電力増幅器に伝送する事により、トラッ
クに対して半径方向に関して維持される。
実際にはこの理想は実現されていない。特にヘッドに対
する偏力が、ディスク表面での空気の偏流やヘッドに接
続されている電線により生じ、この結果、ヘッドの加速
および減速かディスクを横切るヘッドの要求速度と実速
度との差には比例しない。さらに同様に、電気的なオフ
セットもヘッドの加速および減速、また実速度および要
求速度との速度との差に影響を与える。その結果ヘッド
か速度要求プロフィールに追従しなくなり、従って目的
トラックに過剰な速度で到達して行き過ぎを生じたり、
不足の速度となってトラックに達する前に途中停止して
しまったりする。どちらの場合もトラック上でヘッドを
十分に位置決めさせ、トラックから読みとりまたは書き
込みを開始するまでに、時間を消費してしまう。全体と
しての結果はディスク装置のスループットの低下として
現れる。すなわちディスク装置が使用されている計算機
で記憶したり、読みだしたりするデータの平均量か低下
する。
スループットを結果として失わしめる第2の要素は、サ
ーボ機能で使用されるピ・ノドかディスク面の内側のト
ラックで込み合う現象である。多くの場合、サーボルー
プの利得を調整するためにはサーボパターンの双ピット
に応答するAGC回路を用意する事か記述されている。
しかしながら、これらのサーボパターンは一般的にトラ
ックごとに等価であるので、理想的には、このような双
ピットに基づいてサーボヘッド内に生成される信号の測
定値は一定強度の信号となり、ループ利得のAGCのた
めに使用できる。実際には、サーボノく一タンの双ビッ
トの幾何学的な等価は保たれないが、それはディスクの
縁からその中心に向かってトラックの円周か減少するた
めである。その結果、サーボヘッドの下を通過するサー
ボパターンの双ビットとしてサーボヘッド内に生成され
る信号が重なり合う事かあって、その結果この信号強度
かサーボパターン双ビットか分離されて独立な場合に生
成されるであろう信号強度と異なってしまう。
さらにトラックの円周が半径とともに変わるため、重な
り度合いがトラック毎に変化する。それらの結果として
、一つのトラックに対して適切であるループ利得か別の
トラックでは不適切なものとなってしまう。従って、仮
にシークを実行する際に平均ループ利得か使用されると
、速度要求プロフィールから求められた要求速度信号と
比較されるべき位置誤差信号の微分信号が、サーボヘッ
ドの実速度を表さなくなる。従ってまた、目的トラック
上でのヘッドの位置決め時間か長くなり、結果としてデ
ータスループットか低下する。
(発明か解決すべき課題) 本発明は上記の問題を解決するものであり、ループ利得
と速度要求プロフィールの両方を適応的に調整する方法
を具備し、これに対して要求速度信号が比較される微分
された位置誤差信号が目的トラック近傍でのサーボヘッ
ドの実速度を表すようにし、要求速度プロフィールが偏
力をも考慮にいれ、ヘッドの実速度と比較されるべき適
切な速度要求を提供している。
本発明の一つの目的は、固定ディスク装置の磁気ヘッド
をトラックに対するシークの後に、装置のディスクのト
ラック上に整定させる時間の最適化をはかる事である。
発明のもう一つの目的は、固定ディスク装置駆動装置に
加わる偏力および装置のディスク上のトラックをシーク
する間の電気的オフセットを補償する方法を提供する事
である。
発明のさらに別の目的は、固定ディスクのディスク上の
サーボパターン双ビットか密集する事および、例えばト
ルク常数か非線形であるといった変動要素に起因する前
向き利得の変動により生じるAGC誤差を補償するだめ
の方法を提供する事である。
本発明のその他の目的、特徴および長所は以下の詳細記
述を添付図並びに特許請求の範囲と共に読むことに依っ
て明かとなろう。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段と作用) これらの第一の目的に対して、その上にサーボパターン
か書き込まれている表面上のトラックは、同心円状の領
域として割り当てられていて、これらの領域内部のトラ
ックに対するシークを実行する際に使用されるループ利
得が、領域の各々について求められ記憶される。特に平
均ループ利得かマイクロプロセッサのプログラムによっ
て最初に定義され、固定ディスクの始動手順の一部とし
てディスクの双方向の長距離掃引を前記のループ利得に
従って行う。このような掃引に対する要求速度は基本的
にサーボヘッドかシーク中に使用する最大速度に選定さ
れ、位置誤差信号を微分して得られる平均実速度は指定
された数のトラックをヘッドか横切るのに要する時間に
基づいて測定される。次に、AGC基準値として表され
る平均ループ利得が、このような掃引に対する平均速度
がマイクロプロセッサで規定される最大速度に等しくな
るように選ばれる。その後、サーボヘッドか順に各々の
領域に移動され、低速掃引を反対方向に実施してAGC
補正を求めこの補正信号によって互いに反対方向の掃引
に対する実速度の平均値が、掃引を実行させる要求速度
と等しくなるようにしている。再び、実速度の測定かヘ
ッドか指定された数のトラックを横切る時間を計測して
行われる。
次にAGC補正値か対象表に記憶され、平均AGCレヘ
ルの調整が、その補正が指定されている領域内のトラッ
クに対してシークか実行される度毎に前記の補正値を加
算する事によって実施される。
プロフィールの調整については、再びディスクを領域に
分けて、反対方向の低速掃引を速度要求プロフィールか
ら得られた指定の要求速度に対して実行する。このよう
な掃引の間、ヘッドの実速度が先に述べた方法で測定さ
れる。次にこの様な掃引に対する要求速度が調整される
が、これは−方向への移動に対する要求速度を増加させ
、それと等しい値を反対方向への移動に対する要求速度
から減算して速度増加分を求め、これがサーボヘッドが
一つの方向へ移動している間は要求プロフィール速度に
加算され、反対方向に移動している間はこの様な要求速
度から減算されたときに、ふたつの方向に対する実速度
か等しくなる。速度増加分は領域毎に記憶され、その後
指定された領域内のトラックに対するシークか実行され
る度毎に、シークは補正済み速度に従って実行されるが
、この補正済み速度はその指定された領域内のトラック
に対して一つの方向のシークに関して記憶されているプ
ロフィールの少なくとも一部に速度増加分を加算し、指
定された領域内のトラックに対して反対方向のシークに
ついて記憶されているプロフィールの対応する部分から
速度増加分を減算して導かれる。
〔実施例〕
本発明による方法の基本原理を理解するため、第1図に
は番号10て示される回転ディスクデータ記憶装置の典
型的なサーボ回路の構造が全体として示されている。こ
こに示されているようにサーボ回路10は、複数のディ
スク(但し第1図にはその内の一枚だけか番号12て示
されているのみである)を存し、これらはスピンドルエ
イ上に同軸に取り付けられ、16で示す方向に回転する
本技術分野で知られているように、ディスク表面、例え
ばディスク12の表面18には磁気被膜か設けられてい
て情報を同心円状のトラック、例えば表面18の上に部
分的に示されているトラック19.20.22および2
4に書き込むことが出来る。このとき、従来型のり一ド
/ライト回路(図示せず)から電流を受信する従来型磁
気ヘッド28を使用し、トラックに沿った連続した区間
を反対方向に磁化する事により行われる。従ってディス
ク12の回転にしたかって電流の向きを変化させること
により、トラックの連続した区間は反対向きに磁化され
、ヘッド28を介して流れる反転する電流の列に含まれ
ている情報か記録される。
その結果、指定されたトラックに沿って発生する磁気反
転状態を検出することにより情報はリードされる。
図示する目的で、ディスク12の表面18がサーボ情報
のみを有するサーボ面であるとして描かれているが、こ
のサーボ情報はサーボ回路1oがシークモード動作にあ
る時に、ヘッド28をあるトラックから別のトラックに
移動させるためにサーボ回路10で使用され、またこの
様な移動が完了した後、サーボ回路10かトラック追従
モード動作にある時に、指定されたトラックに対してヘ
ッド28を半径方向に保持するために使用される。
しかしなから本技術分野に精通の技術者には明らかなよ
うに、本発明はこれらの動作を実行するためのサーボ面
サーボ方式での使用にのみ限定されるものではない。従
って、回路IOはサーボ情報がディスクのトラック上に
記憶されているデータの中に分散配置されている、セク
ターサーボ方式にも適用できることは明らかであろう。
表面18かサーボ面サーボ方式のサーボ面であると仮定
すると、ディスク12の表面18上の情報はサーボパタ
ーンの形式を取り、これらは半径方向および円周方向の
三方に配置されている磁化された双ビットで構成され、
ディスク12の回転にともなって、サーボヘッド28か
トラックに対して半径方向および円周方向でとの位置に
いるかの信号を生成する。双ビットの好適なパターン、
およびサーボ信号を生成するため双ビットの使用方法が
、1989年3月7日、ドナルド ダブリュー、ジェイ
ンズに付与された合衆国特許第4゜811.135号に
記載されており、その内容はここても参照として使用さ
れる。
ヘッド28はディスク12の表面18近くに、アクチュ
エーター32のアーム30て支持されており、これはス
ピンドル34の上に装着されていてドライブ装置かこの
周りを自在に動く結果、ヘッド28はディスク12を横
切って半径方向に動く。この様な自在な動きは、ヘッド
28か装着されているのと反対側のアクチュエーター3
2の端に装着されているコイル36に電流を流すことに
よって実行される。永久磁石(図示せず)が、コイル3
6を矢印38および40て示すような反対方向の磁場に
浸すようにコイル36に対して置かれていてコイル36
を電流かひとつの向きに流れる際にはヘッド28を半径
方向の内側に移動させ、一方コイル36内を逆向きに電
流か流れる際にはヘッド28を半径方向の内側に移動さ
せるようにしている。
ヘッド28の中で生成された信号は、AGC42回路に
伝送され、これは可変増幅器44を有し、これを通って
信号は復調器46に送られ、これは位置誤差信号とヘッ
ド28を以下に述べる方法て位置決めする際に使用され
るトラック横断信号とを発生する。本発明に於いて、A
GC回路42は増幅器44の出力に於ける信号の最大強
度を基準信号で、それぞれ回路lOの構成要素であるマ
イクロプロセッサ48からラッチ47およびD/A変換
器49経出で供給される基準信号と連続的に比較するこ
とにより増幅器44の利得を変更する形式のものである
。連続してこのAGC手法を適用することにより、ディ
スク表面18に書き込まれた双ビットは半径方向に重な
り合う要素を含むようになり、これはディスク上の全て
のトラックを貫通するスポーク50を形成し、原理的に
はディスク上の全てのトラックに対して同一強度を有す
るパルスが、スポークかヘッド28の下を通過する度に
ヘッド28内部に生成され、さらにヘッド28で生成さ
れるその他のパルスはスポークに対応する信号強度より
小さな強度を有するようになる。
この様なAGC回路では、AGC基準信号と比較するた
めのほぼ一定な信号は、可変増幅器44出力に接続され
ているピーク検出器52て生成できる。ピーク検出器5
2の出力は差動増幅器54の一方の入力に接続され、そ
のもう一方の入力はマイクロプロセッサ48から基準信
号を受信し、そして増幅器54の出力は低域フィルタ5
6を経由して可変増幅器44の利得制御端子に送られる
この低域フィルタは差動増幅器54からの出力信号の交
流成分を除去する。
先に述へた合衆国特許第4,811,135号に記載さ
れているように、そこに開示されていて、部分的に表面
18の上にも示されているサーボパターンは、表面18
上の各々のトラックに関する詳細制御区域を定義してお
り、これらの区域はその様なトラックとそれに隣接する
各々のトラックとの中間点にまで広かっている。各々ト
ラックのこの様な区域の中では、復調器46は可変増幅
器44から入力された信号に応答して位置誤差信号を線
路58の上に出力する。この位置誤差信号はヘッド28
の中心の、対象としている区域に含まれるトラックの中
心からのズレに比例した強度を有する。位置誤差信号は
サーボ接地電位(VSER)を基準として測定され、こ
の接地電位は装置20電源(図示せず)で規定される回
路接地電位より高い電位に維持されており、電源装置に
接続された電圧調整器(図示せず)から簡便に供給でき
る。さらに復調器46はヘッド28の下をディスク表面
18上のサーボパターンの端が通過する際にヘッド28
内に発生されるパルスのタイミングをも検出し、矩形パ
ルスの立ち下かり信号を、ヘッド28かひとつのトラッ
クの詳細制御区域から隣接するトラックの詳細制御区域
に通過する毎に供給する。(好適なタイミングを発生す
るパターンの詳細図形は先に述へた合衆国特許第4,8
11.135号に記載されている。)これらのパルス(
これ以降トラック通過信号と呼ぶ。)は線路62上のマ
イクロプロセッサ48に含まれる計数器60のクロック
端子に供給され、シーク動作中にシークか完了するまで
に残っているトラックの数か計数器60の中で常時維持
される。これはヘッドか移動すべきl・ラックの数の補
数を入力しておき、その後トラック通過信号によって計
数器60を更新して実行している。移動方向は以下に明
らかとする方法で決められる。
位置誤差信号は比例積分制御器64に伝送され、この出
力は位置誤差信号とその積分値との両方に比例した信号
であり、これはサーボ回路10かトラック追従モードの
時に加算増幅器66へ送られる補正信号のひとつの成分
となっている。マイクロプロセッサで48で制御される
電子式スイッチ68は、上記の動作中は閉路しており、
後はと明らかとなる理由でひとつのトラックから別のト
ラックへのシーク動作モード中は開路となっている。
復調器46からの位置誤差信号はまた。微分器70にも
送られていて、これは表面18を横切るヘッド28の実
半径方向速度に相当する信号を連続して加算増幅器66
に供給し、回路10がトラック追従動作モード時の基本
比例制御に修正を加え、ひとつのl・ラックから別のト
ラックへのシークを以下に述へる方法で実現する。
制御器64および微分器70から受信する信号に加えて
、加算増幅器66はシークを実行する際に使用される速
度要求信号をマイクロプロセッサ48からラッチ72お
よびD/A変換器74を経由して受信している。速度要
求信号は抵抗器76と、これに加えて抵抗器76と並列
接続された電子式スイッチ78および直列抵抗器80に
入力されているので、加算増幅器66の利得は、速度要
求信号に関して言えば、マイクロプロセッサ46から供
給される信号によってスイッチ78を開路すれば低利得
に、またスイッチ78を閉路すれば高利得に、変化させ
ることが出来る。
−加算増幅器66は演算増幅器82て構成されており、
これは演算増幅器82の出力と、その反転入力との間に
接続されたフィードバック抵抗器84を有し、抵抗器7
6および80それに抵抗器86および87との組合せで
、増幅器66に入力される信号の利得を定めている。演
算増幅器82の非反転入力はサーボ接地電位に接続され
ている。
加算増幅器66の出力は相互コンダクタンス電力増幅器
88の入力に供給されており、これは加算増幅器66か
ら受信した出力信号に比例して、アクチュエーター32
のコイル36を電流により駆動する。
最後に、回路10は比較器90ををし、これは非反転入
力端子にはサーボ接地電位を入力し、もう一方の入力に
はD/A変換器74からの信号を受信し、サーボ回路1
0を有するデータ記憶装置の始動ルーチンの一部として
のサーボ接地電位の測定を可能とする。このために始動
中にマイクロプロセッサはディジタル的に表現される数
字列を出力するようにプログラムされており、この数字
列はシーク中にヘッド28に要求される種々に異なる速
度に対応し、またマイクロプロセッサは同時に線路92
上に出力される比較器90の出力信号を監視しながら上
記数字列を出力するようにプログラムされている。D/
A変換器74はこれらの数字(以後D/A値という)を
ラッチ72内の数に比例し装置の接地電位を基準とする
電圧を有する電気信号に変換する。サーボ接地電位の電
圧レベルの選択は次のようになされている、すなわちデ
ィジタル的に表現される数字かラッチ72内で表わされ
る範囲のほぼ中点となる時に、加算増幅器66の演算増
幅器82の非反転入力接続部がサーボ接地電位となり、
表面18を横切るヘッド28に対する速度零要求を示す
ように選ばれている。ラッチ72内の数値が大きい場合
は、加算増幅器66に対する速度要求信号はヘッド28
を表面18に関してひとつの方向に駆動し、数値か小さ
い場合はヘッド表面18に関してその反対方向に駆動す
る。
速度要求プロフィール 第2図は典型的な速度要求プロフィールを示し、全体と
して参照番号91て示されていて、これはマイクロプロ
セッサ48内部の参照表に記憶されており、これを用い
てサーボ回路はヘッド28をひとつのトラックから別の
トラックに移動させる。
すなわち第2図の中央の垂直軸94て表わされる目的ト
ラックまで移動させる。この様な移動は軸94上に示さ
れるD/A値として表現される要求速度を順次ラッチ7
2に出力し、これをD/A変換器74でアナログ信号に
変換し先に述へたように加算増幅器66に伝送して実行
される。先に述へたように、サーボ接地電位より大きな
り/A値は加算増幅器をして電力増幅器に対して、ヘッ
ドをひとつの方向に移動させるような信号を出力させる
。一方、サーボ接地電位より小さなり/A値はヘッドを
その反対方向に移動させる。従ってトラックを移動する
ためのプロフィール速度出力は、目的のトラックに向け
てヘッド28を表面18上てどちらの方向に移動させれ
は良いかを測定して行われる。図示する目的でここでは
、ディスク12の外側に向かう第一の方向へヘッド28
を移動させる場合はラッチ72へのD/A値を増加して
行い、一方り/A値を減少させるとヘッド28を第二の
方向、すなわちディスクの外側から内側に移動させるも
のと仮定する。
この様なり/A値を使用するために、この値はヘッド2
8かディスクを横切る際の物理単位、例えばインチ7秒
といった速度と関係付けられており、第一方向への移動
に対する物理単位での要求速度を表わす補助垂直軸96
および97か第2図に示されている、また軸98および
99も同様に第二の方向用に示されていて、これらに基
ついて関係付けの説明を行う。
最初に注意しておくべきことは、指定された目的トラッ
クへのシークを実行する際に物理速度単位対移動すべき
トラック数で表わされる速度要求プロフィールは、本発
明の目的に対しては従来からあるいかなる方法で決定さ
れてもかまわないので、本開示を行う上でプロフィール
を作成する方法については定性的な議論だけで十分であ
る。−般的に速度要求プロフィールは、回転ディスクデ
ータ記憶装置の機械的および電気的特性をモデル化して
決定され、速度の選択はシークが長い場合は、目的トラ
ックに向けて最初ヘッドを高加速し、続いてプロフィー
ルの平坦な部分100および102て示される一定最大
速度か選ばれるようになされている。シークの最終段階
では要求速度は徐々に減少されて、ヘッド28を制御し
ながら減速し、これによってヘッド28か目的トラック
の詳細制御区域に入る際の速度が、サーボ回路10の動
作かトラック追従モードに切り替わった後に、ヘッドか
速やかに目的トラックに位置決めてきるような速度とな
るようにしている。従ってシークはラッチ72に於いて
連続的に更新される要求速度と、微分器70て生成され
るヘッド28の実速度とを比較しながら実行される。(
スイッチ68はシークモード中は開路状態てあり、従っ
てコイル36を流れる電流は単にヘッド28の実速度と
要求速度との差のみに比例する。詳細制御への切り替わ
りは、ヘッド28か目的トラックの詳細制御区域に入っ
た後指定された時間の後に発生し、スイッチ68は閉路
されてラッチ72内のD/A値は速度零要求値に設定さ
れるが、または好適に位置フィードフォワード値に設定
されるが、これは1989年6月14日に、ロバート 
デイ−。
マーフィーおよびステファン アール、ジェンハイマー
によって出願された米国特許出願333゜753“回転
ディスクデータ記憶装置内の磁気記録トラック追従サー
ボ装置に於ける整定時間を最少にするための方法並びに
装置”に記載されている。
物理単位に於ける要求速度とD/A値とを関連付けるた
めに、D/A値はヘッドがディスクを両方向に横切る際
に要求される最大速度に選定されている。例えば仮にラ
ッチ72が9ビツトラツチであり、サーボ接地電位か2
56の値にあるとすると、最大速度のD/A値は、第二
方向に対するヘッドの最大速度での移動には56に、ま
た第一方向への最大速度移動には456に選ばれる。マ
イクロプロセッサは回路10の始動ルーチンの一部とし
てこれらD/A値の各々をラッチ72に伝送し、各々の
D/A値か発生する実速度をマイクロプロセッサ48の
計数器60て受信されるトラック通過信号を一定時間の
間計測して測定するようにプログラムされている。AG
C回路42の利得は、いずれの方向に対してもヘッドが
一回のシークで達するように、指定されたD/A値かほ
ぼ最大速度となる速度まで連続して高速掃引を行うよう
に調整されている。これらの高速掃引期間中にマイクロ
プロセッサ48からAGC回路42に伝送される信号は
、ここでは回路10に対する平均AGC信号と呼ぶこと
にする。従って、従来技術のおしえるところによれば、
シークはD/A値をラッチ72とD/A変換器74とに
対して、予め記憶されている第2図に示されるような速
度要求プロフィールに従って出力し、その際スイッチ6
8はマイクロプロセッサ48によって開路状態に保持さ
れている。
話を進める前にこの方法で構築され予め記憶されている
速度要求プロフィールの特性に付いて記しておくことは
、意味が有ろう。はじめにプロフィールはヘッド28が
移動する両方向に対してと、水平軸1(12)て示され
るサーボ接地電位を基準として測定されるD/A値に対
してそれぞれ対称である。従って従来技術に基づいたシ
ーク期間中は、マイクロプロセッサ48はディスクの位
置によ−、て変化するはずの適正なAGC値の影響を考
慮せず、また増幅器88からの電流コイル36上に発生
するローレンツ力以外のアクチュエーター32に加わる
力を考慮することもせずに要求速度を求めていた。従っ
てヘッド28の実速度はAGC回路42を通過した信号
から得られていたので、上記のようにAGCの値が不適
切な場合は、ヘッド28か軸94で表わされる目的トラ
ックの詳細制御区域に速度要求プロフィールで示される
速度よりも速かったり、遅い実速度で入ることになる。
前者の場合には、トラックを行き過ぎてしまう現象を生
じその結果、スイッチ68を閉じてトラック追従モード
への切り替わりが行われた後に、ヘッドを制御器64お
よび微分器70とを用いて引き戻さなければならなくな
る。後者の場合はトラックへの未達か生じ、制御器64
および微分器70は切り替わりか行われた後に、ヘッド
を目的のトラックまで引っ張って行かなければならなく
なる。いずれの場合も、目的のトラック上にあって別々
のディスク面に並んでいるデータトラック(図示せず)
の読み取りまたは書き込みは、ヘッド28か目的のトラ
ック上に位置決めされるまで遅れてしまう。同様に、ア
クチュエーター32にかかる力も、加算増幅器66から
電力増幅器88への補正信号が不適切となってしまう結
果、ヘッド28の実速度を要求速度に追従させるのに失
敗させる原因となり得る。従って速度要求プロフィール
を導き出すために使用されるモデルは、これらの力か考
慮出来ないような場合には利用できない。結果としてヘ
ッド28か目的トラック周辺の詳細制御区域に入る際の
速度は、回路10の動作モードがトラック追従モードに
切り替わった際にヘッドか最適な状態で整列される場合
の速度に較べて、大きすぎたり小さすぎたりしてしまう
。また、結果として生しる行き過ぎや未達は、データの
書き込みやデータの読み取りを行う前にヘッド28を半
径方向の位置に整列させる必要を生じるので、目的トラ
ックの読み取りまたは書き込みに必要以上の遅れを必要
としてしまう。
速度要求プロフィールの第二の特徴は、目的トラック近
傍に不連続部106および108が存在することである
。(図を強調して示すために、速度要求プロフィール9
1のスケールは正し゛く描かれてはいない。例えば不連
続部106および108に於けるヘッド28の速度は、
シーク中の最大速度の約2パーセントである。)提案さ
れているシーク動作モードでは、要求速度に関する加算
増幅器66の利得は目的トラックからの距離が大きな場
合は高くして、それによって増幅器66からの信号か十
分な強度を持ち、ヘッド28かシーク時の最大速度に速
やかに到達出来るようにするのが望ましい。−刃口的l
・ラック近傍では、ヘッド28が目的トラックに近つい
た時に速度の微調整を可能とするために、要求速度の分
解能か更に重要となる。これら二つの要請は、マイクロ
プロセッサ48から入力される要求速度に対する増幅器
66の利得を、ヘッド28か目的トラックに近つくに従
って変更することで満たすことか出来る。
シーク開始時点での高利得は、シークの開始時にスイッ
チ78を閉路し抵抗器76と78とを並列にする事で実
現できる。加算される各々の信号に対する加算増幅器の
利得は、フィードバック抵抗値との比率であるから、す
なわち抵抗器84の抵抗値と、これらの信号を演算増幅
器82の非反転入力に導いている抵抗値との比率である
から、抵抗器76と80とを並列接続すると増幅器66
の要求速度に対する利得か増加する。同様に、目的トラ
ックに近づいた場合にスイッチ78を開路する事により
、増幅器66の要求速度に対する利得か減少する。この
様な加算増幅器に対する利得切り替えは、好適に選択す
ることかでき、例えば、シーク時に残りのトラック数か
6になったときに実行するようにできる。軸96および
98は速度要求プロフィールに対する物理単位での要求
速度を示し、加算増幅器か高利得の際に実行されるもの
であり、軸97および99は速度要求プロフィールの中
央部分93に対する物理単位での要求速度を示し、加算
増幅器か低利得の際に実行されるものである。
先に述へたように本発明のひとつの特徴は、サーホ回路
10の利得を適応調整してシーク中に使用されるAGC
レベルが、ヘッド28の実速度を目的トラック近くのシ
ーク領域の要求速度に対しても追従できるようにしてい
ることである。これを実現するためにディスク12の表
面18上のトラックには、各々複数の同心円領域のひと
つか割り当てられておりこれらは第3図の110.11
2.114,116および118て示されている。
(図をわかりやすくするために、第3図には五個の領域
のみが示されている。)実速度と要求速度とか同一の値
を持つようにさせ、結果として微分器70とD/A変換
器74とからの加算増幅器66の入力をほぼ等しくさせ
るAGCレベルは、次に以下に記述する様に各々の領域
に対して決定される。
マイクロプロセッサ48にプログラムされた始動ルーチ
ンの一部として、ヘッド28は連続して各々の領域に移
動され、ヘッドが各々の領域内にある場合は低速度の掃
引が速度要求プロフィールから指定された要求速度で両
方向に対して行われるが、この状況は第一の方向に対す
る掃引は第2図の点線120てまた第二の方向に対する
掃引は点線122て示されている。この様な掃引は指定
されたプロフィール速度に対応するD/A値をラッチ7
2に入力して実行されるが、これは電力増幅器88へ送
られる信号の中に制御器64の出力信号が加算されるの
を、スイッチ68を開路する事により禁止した後に行わ
れる。これらの各々の掃引の間、計数器60は指定時間
内に横切るトラック数を計数し、この様にして掃引の両
方向の実速度か結果的に測定されるかこの速度は横切っ
たトラック数に直接比例する。マイクロプロセッサはこ
れら実速度の平均値と速度要求プロフィールで指定され
た速度の値とを比較するようにプログラムされており、
もしも実速度の平均値か指定された速度より小さい場合
はラッチ47およびD/A変換器49経由てAGC回路
42に供給されているAGC信号を増やす。もしも実速
度の平均値か指定の要求速度を超える場合は、AGCに
供給されるAGC信号は減らされる。この様なAGC信
号の調整は実速度の平均値か指定の要求速度とほぼ等し
くなるまで続けられる。この結果行われた増加または減
少はRAM (図示せず)に記憶されるが、これはマイ
クロプロセッサ48の記憶装置となっていて、その領域
に対するAGC補正信号として記憶される。その後指定
された領域に於けるシークか行われる度に、AGC回路
42に供給されるAGC信号は、平均AGC基準信号に
既に決められている補正信号を加算して調整される。
既に述へたように、AGC補正信号を決定するために使
用された掃引は好適に先に述へた低速度状懸てなされる
。これらの掃引に低速度を選ぶ目的は、AGC補正がシ
ークの終了間近の実ヘッド速度に対して確実に効果を与
える様にするためである。本技術分野に精通の技術者に
は明らかであろうが、実速度とプロフィールからの要求
速度とか一致しない場合は速度に対して大きな影響を与
え、この速度でヘッドか目的トラック近傍の制御区域に
入るため、目的トラックを行き過ぎたり到達しなかった
りする危険を生じる。本開示を行うために「低速度」と
いう言葉は、シーク中に加算増幅器66の利得変更がな
される場合は、プロフィール91の低利得部分93に相
当する速度と定義できる。この様な利得変更か無い場合
は、存効な基準は毎秒25.4ミリメートルを超えない
速度または残りのトラック数が10を超えない場合に相
当する速度等である。
速度要求プロフィール補償 適応AGC利得補償は、磁気ヘッド28を指定トラック
へのシークの後にそのトラックに対して急速に位置決め
させる特性をより効果的にするために独立して使用でき
るが、これを速度要求プロフィール補償と組み合わせて
使用するのか好ましい。この要求速度プロフィール補償
は少なくとも要求速度プロフィールの中央部を調整する
ために選択され、これは偏流や曲げ力といったような、
電流をコイル36に流して得られるローし・ンツカに加
えてアクチュエーター32に及はされる力の補償を行う
。従って本発明の適応へ〇C利得補償は連続適応速度フ
ィードフォワード補償と組合わせて使用するように考慮
されている。この連続適応速度フィードフォワード補償
は、出願人ゲレンデイー、アルバートにより本出願と同
一日付で出願された米国特許出願“接近時間測定に基つ
くハードディスクドライブ装置適応”に開示されている
。これとは別に、本発明は要求速度プロフィール補償を
サーボ回路10を含むデータ記憶装置の起動ルーチンの
一部として考慮しており、その方法に付いて以下に記述
する。
AGC補償の場合の様に、ディスク12の表面18は領
域に分けられ、ディスク上の各々のトラックは指定され
たひとつの領域に割り当てられている。好適にこの様な
領域はAGC補償で使用されるものと同一の領域である
。−度この様な割付がなされると、磁気ヘッド28は各
々の領域に対して連続して移動され、AGC補正信号か
先に述べた方法で決定されたのと同様な方法で速度増加
分が決定される。特に、第2図に示すようにサーボヘッ
ド28の相反する二つの方向に対する点線120および
122に対応する速度が、先に定義したように、領域内
の両方向に対して低速掃引を行うために選択される。次
にこの様な掃引は選択された速度プロフィールに対応す
るD/A値をラッチ72に入力して実行されるか1.=
れは電力増幅器88へ送られる信号の中に制御器64の
出力信号が加算されるのを、スイッチ68を開路する事
により禁止した後に行われる。この様な掃引の間、ディ
スク表面18を横切るl\ラッド8の実速度が、先にA
GC補償のところて述へたのと同様の方法で測定され、
マイクロプロセッサ48は掃引中にこの様に測定された
実速度を比較するようにプログラムされている。ディス
ク12の周辺部に近い領域でしばしば発生するように、
第一方向に於ける掃引での実速度が第二方向での実速度
より遅い場合は、第一方向への二度目の掃引の時に増加
分を、速度プロフィールに対するD/A値を増加させる
ことによって、要求速度プロフィールから求められた速
度に加算し、同様に同一の増加分か第二方向への第二の
掃引時に要求速度プロフィールより求められた速度から
減算される。掃引は新しいD/A値で表わされる新しい
速度に対して繰り返し実行され、その掃引に対する実速
度か再び比較される。第一方向の掃引速度を増加させ、
第二方向の掃引速度を減少させる操作はさらに繰り返さ
れて、二つの方向の掃引の実速度かほぼ等しくなるまで
実行される。すなわち速度が実速度の測定分解能の範囲
で一致するまで繰り返される。
各々の領域に対する、以上の結果を得る速度増加分は、
次にマイクロプロセッサ48に接続されたRAMに記憶
され、第2図および第4図に示す方法で使用される。
第2図には、指定された領域で第二方向での初期の実速
度か大きい場合の、低速掃引速度を等しくするための増
加分が、二つの掃引方向に関して矢印124および12
6で示されている。第4図の速度要求プロフィールの中
央部93は、加算増幅器66に供給される信号の要求速
度成分に対して低利得でシークか実行される部分に相当
し、これらは記憶されている増加分に等しい値だけ太き
なり/A値の方向に移動されて速度要求プロフィールの
補償を行っているが、この状態は128で示されている
。その後は、各々の領域内のトラックに対するシークは
その領域に対する補償済み速度要求プロフィールに従っ
て実行される。
AGC補償の場合と同様に、増加分を決定するために使
用される掃引は先に定義した低速度であり、これらの掃
引のために低速度を使用する目的は先に述べた目的と同
じである。すなわち、シークの終了部分での速度要求プ
ロフィールを補償するためてあり、この部分てはヘッド
28の速度か速すぎたり遅すぎたりするとヘッド28か
目的のトラックを行き過ぎたり未達になる危険かあるた
めである。一方、補償済み速度要求プロフィールかシー
クに於ける全ての残りトラック数に対しても生成できる
ように考慮されている。この場合、ひとつの領域に対し
て決定された増加分は第一方向のシークに対するプロフ
ィールに加算され、不連続部106および108の間の
第二方向のシークに対しては減算される。一方、不連続
部の両側のプロフィール部に対しては適当な調整増加分
か加算されたり減算されたりする。この様な調整増加分
は、増加分124および126から導かれるが、要求速
度に関する増幅器66の利得の、高利得と低利得ての値
の比率で、増加分124および126を割り算して求め
られる。この場合、補償済み要求速度プロフィールは第
4図の点線130および132で示すように、プロフィ
ール128とは異なる。
第2図の線120および132て示される指定された領
域での速度が、外側に向かう掃引の実速度か内側に向か
う掃引の実速度より速い場合は、この様な場合は領域が
スピンドル14に近い場合に生じる、後続の掃引時には
線120および122で示される速度に対して、第二の
方向では加算され第一の方向に対する後続の掃引時には
減算されて、第2図の矢印134および136て示すよ
うな等しい増加分を決定する。これらの増加分は記憶さ
れて、増加分134および136か決定されている領域
内の全てのトラックに対するシークは第5図に示す補償
済みプロフィール138に従って実施される。この中に
示すように、補償済み要求速度プロフィールは、プロフ
ィール9Iの中央部93に対するD/A値を、求められ
た増加分134.136の値たけずらし、137て示す
値まて下げて求められる。先に述へた事例のように、補
償はシーク時に生じる残りトラック数の全ての値に対し
て実施できて、この様な補償は先に述へた方法と同様に
して実行できる。
本発明による前記のAGC補償および前記の要求速度プ
ロフィール補償を共に使用した場合は、次の領域に移動
する前に各々の領域に対する速度増加分とAGC補正信
号とを生成するのか有用であり、さらに最初に速度増加
分それに続いてAGC補正信号の順で行うのが良い。こ
の場合は、AGC補償中に行う反対方向の掃引に対する
実速度は等しく、またその速度の平均値に等しいのでへ
〇C基準信号に対する各々の補正は一方向のみの掃引を
行えば良いことになる。
本発明かその目的とするものを実行するために良く適合
していること、しかも先にのへた最終目的に合致し長所
を本来的に備えていることは明かであろう。一方ここで
提示した実施例はこの開示の目的のみのために記述され
たものであって、本技術分野に精通の技術者に対しては
既に十分に示唆された内容に基ついて、添付の特許請求
の範囲に開示しかつ定めた本発明の精神から逸脱する事
なく多くの変更を行うことは可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ディスクドライブ装置の磁気ヘッドを
トラックに対するシークの後に、ディスクのトラック上
への装置の整定時間の最適化をはかる事かでき、またデ
ィスクドライブ装置に加わる偏力およびディスク上のト
ラックをシークする間の電気的オフセットを補償するこ
とかでき、さらに、ディスク上のサーボパターン双ピッ
トが密集する事、および、たとえばトルク常数か非線形
であるといった変動要素に起因する前向き利得の変動に
より生じるAGC誤差を補償することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転ディスクデータ記憶装置のサーボ回路の回
路図であって、本発明による方法を実施可能なものであ
る。 第2図は第1図のマイクロプロセッサ内部に記憶されて
いる速度要求プロフィールのグラフで、目標トラックの
シークを実行するだめのものであって、指定されたゾー
ンに対するプロフィールに対してつけ加えられるべき速
度増加分を決定するための方法か図示されている。 第3図は第1図に示すディスクのサーボ面のゾーン分け
を示す図。 第4図はディスクの外周に近いゾーンに対する補償速度
指令プロフィールを示す図。 第5図はディスクか装着されている回転軸近くのゾーン
に対する補償速度指令プロフィールを示す図。 〔符号の説明〕 10・・・・・・・・・サーボ回路 12・・・・・・・・・ディスク 14・・・・・・・・・スピンドル 18・・・・・・・・・表面 28・・・・・・・・・磁気ヘッド 30・・・・・・・・・アーム 32・・・・・・・・・駆動装置 34・・・・・・・・・スピンドル 36・・・・・・・・・コイル 42・・・・・・・・・AGC回路 50・・・・・・・・・スポーク 66・・・・・・・・・加算増幅器 68.78・・・・・・・・・切換スイッチ 、82.
90・・・・・・・・・演算増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)要求速度プロフィールを記憶し磁気ヘッドの実速
    度を前記要求速度プロフィールで規定される要求速度と
    比較して回転ディスク上の指定されたトラックに対する
    前記磁気ヘッドのシーク動作を行なうサーボ装置を有す
    るディスク装置においてシーク動作を最適化する為の方
    法であって:前記ディスク上の各トラックを前記ディス
    ク上の複数の同心円領域の一つに割当てることと、前記
    ディスク上の各領域に関して、前記ヘッドが前記ディス
    クを横切って一の方向に移動する際に予め記憶された前
    記要求速度プロフィールから求められた要求速度に速度
    増加分を加算し、前記ヘッドが前記ディスクを横切って
    反対方向に移動する際に、前記要求速度から前記増加分
    を減算したときに、前記ヘッドが前記ディスクを横切っ
    て移動する際の両方向の実速度が等しくなるように前記
    増加分を求めることと、 前記速度増加分を記憶することと、及び指定された領域
    内のトラックに対する前記一の方向への全シークを、予
    め記憶されている前記要求速度プロフィールの指定され
    た部分に前記領域に関する前記速度増加分を加算して得
    られる補償済み速度要求に従って、実行し、前記反対方
    向の全シークを、前記速度要求プロフィールの前記指定
    された部分から、前記載に対する前記速度増加分を減算
    して得られる補償済み速度要求に従って、実行すること
    を特徴とする前記方法。 (2)請求項第1項に記載の方法に於いて、サーボ装置
    がAGC信号に応答してディスクを横切るヘッドの実速
    度に関連するサーボ装置に、調節可能なサーボ利得を供
    給するAGC装置を有する事を特徴とする前記方法に於
    いて: ディスク上の各々の領域に対して、この領域内でヘッド
    を移動する場合の磁気ヘッドの実速度が前記選択された
    要求速度に対して等しくなるように領域AGC信号を規
    定し; 領域AGC信号指示値を記憶し;及びその後、指定され
    た領域内で指定されたデータトラックに対する各々のシ
    ークを行う際に、AGC装置に対して指定領域での領域
    AGC信号を供給することを特徴する前記方法。 (3)請求項第2項に記載の方法に於いて、サーボ装置
    がさらにシーク中のヘッドの実速度および要求速度を表
    す信号を比較するための加算増幅装置を有し、該加算増
    幅装置がさらに要求速度信号に対する調整可能な利得を
    有し、要求速度信号に対する前記加算増幅装置の前記利
    得を、シーク中に予め指定された要求速度に相当する各
    目的トラックから予め定められた距離に達したときに切
    り換えることと、及び領域AGC信号および速度増加分
    を求めるために選定された要求速度が利得切換が発生す
    る要求速度より小さいことを特徴とする前記方法。 (4)請求項第2項記載の方法に於いて、領域AGC信
    号および前記速度増加分を求めるために選定された要求
    速度が、シークの対象である指定されたトラックがらト
    ラック10本分未満の距離に於ける予め記憶されている
    前記要求速度プロフィール上の速度より小さいことを特
    徴とする前記方法。 (5)請求項第2項記載の方法に於いて、領域AGC信
    号および速度増加分を求めるために選定された要求速度
    が、毎秒25.4ミリメートル以下であることを特徴と
    する前記方法。 (6)請求項第1項記載の方法に於いて、サーボ装置が
    さらにシーク中のヘッドの実速度および要求速度を表す
    信号を比較するための加算増幅装置を有し、該加算増幅
    装置がさらに要求速度の指示信号に対する調整可能な利
    得を有し、要求速度の指示信号に対する加算増幅装置の
    利得を、シーク中に予め指定された要求速度に相当する
    。各目的トラックから予め定められた距離に達したとき
    に切り換えることと、及び速度増加分を求めるために選
    定された要求速度が、利得切換が発生する要求速度より
    小さいことを特徴とする前記方法。 (7)請求項第1項記載の方法に於いて、速度増加分を
    求めるために選定された要求速度が、シークの対象であ
    る指定されたトラックからトラック10本分未満の距離
    に於ける予め記憶されている速度要求プロフィール上の
    速度より小さいことを特徴とする前記方法。(8)請求
    項第1項記載の方法に於いて、速度増加分を求めるため
    に選定された要求速度が、毎秒25.4ミリメートル以
    下であることを特徴とする前記方法。 (9)ヘッドの実速度を速度要求プロフィールで規定さ
    れる要求速度と比較する事によって、シークを実行する
    サーボ装置を有する固定ディスク装置の回転ディスク上
    の、指定されたトラックに対する磁気ヘッドのシークを
    最適化する為の方法であって、サーボ装置がAGC信号
    に応答してディスクを横切るヘッドの実速度に関連する
    サーボ装置に、調節可能なサーボ利得を供給するAGC
    装置を有し、さらに固定ディスク装置が記憶された速度
    要求プロフィールを有する前記方法であって:ディスク
    上の各々トラックをディスク上の複数の同心円状の領域
    の一つに割当てることと、ディスク上の各々の領域に対
    して、この領域内でヘッドを反対方向に移動する場合の
    磁気ヘッドの実速度の平均値が予め記憶された速度要求
    プロフィールから選択された要求速度に対して等しくな
    るように領域AGC信号を規定することと、領域AGC
    信号指示値を記憶することと、及びその後、指定された
    領域内で指定されたデータトラックに対する各々のシー
    クを行う際に、AGC装置に対して指定領域での領域A
    GC信号を供給することを特徴とする前記方法。 (10)請求項第9項に記載の方法に於いて、サーボ装
    置がさらにシーク中のヘッド実速度および要求速度を表
    す信号を比較するための加算増幅装置を有し、該加算増
    幅装置がさらに要求速度の指示信号に対する調整可能な
    利得を有することと、要求速度の指示信号に対する加算
    増幅装置の利得をシーク中に、各々の目的トラックから
    予め定められた距離に達したときに切り換えることと、
    及び領域AGC信号を求めるために選定された要求速度
    が、利得切換が発生する速度要求プロフィール速度より
    小さいこととを特徴とする前記方法。 (11)請求項第10項記載の方法に於いて、領域AG
    C信号を求めるために選定された要求速度が、シークの
    対象である指定されたトラックからトラック10本分未
    満の距離に於ける予め記憶されている速度要求プロフィ
    ール上の速度より小さいことを特徴とする前記方法。 (12)請求項第10項記載の方法に於いて、領域AG
    C信号を求めるために選定された要求速度が、毎秒25
    .4ミリメートル以下であることを特徴とする前記方法
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