JPH04170776A - 情報記憶装置及びその制御方法と制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報記憶装置、特に固定磁気ディスク装置の
サーボ方式ならびにその制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の固定ディスクの概略は例えば「磁気記録最新技術
と装置・機器」　（総合技術出版）ｐ５に示されている
。サーボ系の概略は「ハードディスク装置とコントロー
ラ」（インタフェース１９８４年５月Ｐ２Ｏ３）に示さ
れている。ハードディスク装置の如き、固定磁気ディス
クの磁気ヘッド位置合わせは、ディスクの記憶密度の向
上と、アクセス時間の向上のために極めて重要な技術で
ある。

固定ディスクのヘッドは通常第２図（ａ）に示す様なサ
ーボ機構により制御される。ここでは位置情報（サーボ
パターン）を専用のディスク面に書き込んだサーボ面サ
ーボを例に従来例を述べる。

シークの動作の概略は次の様である。シークとはヘッド
を目標トラックに移動させることである。

ホストコンピュータからのデータの書込み、読出し要求
に応じて、ディスクコントローラを介して現在のヘッド
位置と目標位置のトラック差をディファレンスカウンタ
にセットする。更に、このトラック差に対応し、ヘッド
を移動させる目標となる速度を定める。一方、ヘッドの
移動が開始するとサーボパターンを書込んであるディス
ク面からの信号を復調することにより、ヘッド位置を検
出する。このヘッド位置を微分することによりヘッド速
度が求められる。ヘッド速度はＶＣＭ　（ボイスコイル
モータ）を駆動する電流を積分することによっても求め
られる。この様にして得られたヘッド速度と前記目標速
度が等しくなる様にモータの駆動を制御する。次にフォ
ローイングの動作は次の様である。サーボ用ヘッドから
得られる位置誤差信号を復調し、これが零になる様にモ
ータを制御する。第２図（ａ）に示した位相補償はサー
ボ系を安定にする働きをする。２次ローパスフィルタ（
ＬＰＦ）は、高域を減衰させ、ノツチフィルタはアーム
などの機械系の共振周波数を減衰させる働きをする。ま
た、外力補正は、バネの力などの外力を補正するもので
ある。さて１本サーボ系は、ヘッドの機械系を制御する
ものである。機械系は個々の製品でばらつきをもってい
るため、高精度な制御のためには、製品毎の調整が必要
となる。例えば、アームの共振を防止するためのノツチ
フィルタとして、第２図（ｂ）の回路を用い、共振周波
数を抵抗Ｒを調整することにより合わせる必要がある。

従来、この様な作業は、マニュアル作業となっていた。

あるいは、精度を犠牲にして省略されていた。また、バ
ネの力などの外力の補正値は、第２図（ａ）のディスク
のコントローラ内に記憶されているが、製品毎に可変抵
抗などを用いて調整されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、述べた例かられかる様に、従来の制御方法では、
調整が煩雑であるばかりでなく、契械系の経年変化には
対応できず高精度な制御が不可能であった。

本発明の目的は、機械のばらつきの調整を簡単化する制
御方法を提供することである。

本発明の他の目的は、電気回路のばらつきを補正する方
法を提供することである。

本発明の他の目的は、上記制御のために必要な情報を更
新させ、高精度な制御を可能にすることにある。

本発明の他の目的は、上記制御を確実に行ない装置の暴
走を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、機械系や電気回路系を調整
するための制御情報を記憶装置自身に記憶させ、起動時
にこれを読み出して制御したものである。

さらに、上記制御情報を学習により更新し、更新された
制御情報を適宜記憶装置に記憶させるものである。

さらに、上記制御情報を確実に読み出すために制御情報
を複数箇所に記憶させたり、制御情報の読み出しに先立
ち基準信号を読んで読み出し操作が正常であることを確
認させるものである。

〔作用〕

記憶装置の記憶媒体は、記憶装置の機械系又は電気系を
調整又は補正するための固有の制御情報を記憶する動作
を備えている。又、この制御情報は、起動時に読み出さ
れて、メモリ回路又はレジスタに転送され、記憶装置の
制御に用いられる。

それによって、可変抵抗による調整が不要になる。

又、半導体不揮発性メモリを用いなくても上記制御情報
の記憶が可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明する。

本実施例はディスク装置、及びその制御方法に関する。

本実施例の動作は次の通りである。

ホストコンピュータから書込みあるいは読出しの指令を
受けると、マイクロプロセッサにより移動トラック数が
決定され、そのトラック数に応じた目標のヘッド速度が
出力される。ヘッドが移動しはじめると、サーボディス
クからの信号を復調し位置が求められる。これを微分し
、現在のヘッド速度が計算される。ヘッド速度は、モー
タに流す電流を積分しても計算できる。目標速度と現在
のヘッド速度の差の信号によりモータを制御することに
より、ヘッド速度は目標速度に等しくなる。

次に、目標トラック上をフォローする制御に入る。

サーボ用ヘッドから読みとる位置誤差信号を復調し、こ
れが零になる様にモータを制御する。第１図（ａ）に示
した位相補償はサーボ系を安定にし、２次ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）は、高域を減衰させ、ノツチフィルタは
アームなどの機械系の共振周波数を減衰させる。さて、
機械系電気系のばらつきを補正するために、本実施例で
は、制御用情報をデータの入っているディスク面に記憶
させておく。この情報は、データの再生増幅器を介して
、マイクロプロセッサに転送される。第１図（ａ）では
、更にレジスタ１，２に転送する場合を示しであるが、
マイクロプロセッサ内の記憶部分に格納しておいてもよ
い。本実施例では、レジスタ１内の情報がノツチフィル
タを制御している。

ノツチフィルタは第１図（ｂ）の様になっており、スイ
ッチＳ工〜Ｓ４を制御することにより、抵抗値を可変に
している。ただし、スイッチ及び抵抗値の数は任意であ
る。これによって、ノツチフィルタの周波数を可変にで
きる。従って、ディスク装置毎に、アームなどの共振周
波数がばらついても、ノツチ周波数を合わせることがで
きる。又、第１図（ｂ）に示されているノツチフィルタ
を構成している抵抗値や容量値がばらつくことによるノ
ツチ周波数のばらつきも補正できる。集積回路内の素子
定数の補正は一般には困拷であるが、本実施例によれば
、それも可能になる。また第１図（ａ）のレジスタ２に
は、外力補正のための情報を記憶させ、ディスク装置毎
に異なる外力を補正させる。

以上の様に本実施例によれば、アームの共振周波数のば
らつきを補正でき、フォローイング精度を向上できる。

また、ノツチフィルタなどの周波数ばらつきを補正でき
、フォローイング精度を向上できる。また、外力のばら
つきを補正でき、オフセット量を低減できる。第１図（
ｃ）には、本実施例の制御の流れを示す、最初、ディス
ク装置の起動時に、ディスク面から制御用情報を読出し
、それをサーボ系レジスタあるいはメモリに転送し、時
期状態になる。

本発明の第２の実施例を第３図により説明する。

本実施例はディスク装置及びその制御方法に関する。本
実施例では、第１図に対応するサーボをディスク回路に
より実現させる。第３図（ａ）に示す様に、制御用情報
をデータディスクに記憶させておき、これを読み出して
、サーボコントローラを介して、メモリに転送する。メ
モリがサーボコントローラ内にあってもよいことは勿論
である。

この情報により、ディジタルノツチフィルの係数を設定
し、装置毎の共振周波数に調整させる。また、外力補正
も装置毎に補正可能になる。第３図（ｂ）には、本実施
例の制御の流れを示しである。

基本的な流れは、第１の実施例と同じである。

本発明の第３の実施例を第４図により説明する。

本実施例は、ディスクの制御装置に関する。第４図（、
）は、ディスクのディジタルサーボ装置であり、第３図
（ａ）のフィルタ、ＡＤ変換器、サーボコントローラ、
メモリ、ＤＡ変換器の部分に対応する。本実施例では、
ディスク面から読み出したサーボ制御用情報をディスク
コントローラを介して入力する。この情報は、インタフ
ェース回路から入力され、制御用情報レジスタに格納さ
れる。この情報により、フィルタ、ＡＤ変換器、サーボ
処理系、ＤＡ変換器が制御される。第４図（ｂ）〜（ｆ
）は、これらの部分の制御例である。

第４図（ｂ）は、フィルタ回路の制御例である。

本回路はサレンキー型のローパスフィルタである。

周波数特性は、抵抗値を変えることにより、可変となる
。そこで、制御情報により、スイッチを制御し、抵抗値
を変えて、所望のフィルタ特性を得ることを可能にした
ものである。制御すべきスイッチが多い時は、デコーダ
を介して制御することにより制御情報のビット数を減少
できる。第４図（ｃ）は、同図（ｂ）と同様の回路であ
るが、本例では容量を変えてフィルタ特性を可変にする
。

第４図（ｃｌ）は差動増幅器である。これは、同図（ｂ
）、（ｃ）の回路内の演算増幅器や、ＡＤ変換器に用い
られる。この例では、制御情報により負荷のトランジス
タを切り換える。これにより、オフセットなどのばらつ
きが調整可能になる。第４図（ｅ）は、差動増幅器であ
る。この例では、制御情報により、バイアス電流値を変
化させる。第４図（ｆ）は、サーボの演算処理部である
。この部分は、第１図（ａ）に示した様な位相補償、２
次ＬＰＦ、ノツチフィルタなどのフィルタ処理や、目標
速度や外力補正値を算出したりする。制御用情報は、入
出力ボートから入力され、メモリに格納される。この情
報により、上記フィルタ演算の際の係数を設定する。ま
た、この情報により、外力補正値を定める。また、制御
情報は必要に応じてデータバス制御回路へも入力可能で
ある。これにより処理内容自体も可変にできる。例えば
、ノツチフィルタの演算ルーチンを増加させれば、複数
の共振周波数の減衰が可能となる。この様にして、同一
のディスクサーボ装置により、種々のディスク機種に対
応可能となる。

本発明の第４の実施例を第５図により説明する。

本実施例は、本発明はデータ面サーボのディスク装置に
適用した場合である。データ面サーボとは、サーボパタ
ーンを専用のディスク面に記録するのではなく、データ
を記録するディスク面の所定の場所に記録するものであ
る。従って、本装置ではサーボパターンは、データ用の
ヘッドで読み出される。この信号は読出し増幅器で増幅
された後、データと分岐して、復調回路に入力される。

本実施例では、機械系、電気回路系のばらつき補正など
の制御用情報をデータディスクに記録させておき、これ
を読み出して、ディスクコントローラ。

サーボコントローラを介して、メモリに転送する。

メモリがサーボコントローラ内にあってもよいことは勿
論である。本実施例の効果は、第２の実施例と同じであ
る。

本実施例の第５の実施例を第６図により説明する。本実
施例は、ディスクサーボの制御用情報の更新方法に関す
る。ディスクの起動時における制御用情報の読出しは、
第２の実施例と同じである。

本実施例では、ディスク動作時に、サーボの制御用情報
を更新させる。例えばディスク面が偏心していると、デ
ィスクのトラックの軌道は円からずれてくる。そのため
、トラック上をフォローイングさせるためには、ディス
クの回転周波数により定まる周期的な制御信号が出力さ
れる。この周期性を利用すれば、ある周期の次の周期の
制御信号が予測可能となり、フォローイング精度の向上
が可能である。この様な制御に必要な情報をサーボ系の
メモリに格納しておき、偏心の程度によってこれを更新
させるものである。又、別の例では、バネの力などの外
力補正の情報の更新がある。これらの補正量は、ディス
クの経年変化により変化してくる。従って、この補正量
を更新させることにより経年変化があってもオフセット
量の劣下が回避できる。又、別の例では、温度変化によ
る熱膨張の補正がある。サーボ面サーボ系では、サーボ
面とデータ面の熱膨張の違いによりサーボ面上でフォロ
ーイングされていても、データ面では正確にトラック上
をフォローしない所謂サーマルオフトラックの問題があ
る。従って、所定の間隔で温度又はオフトラック量を計
測し、その補正に必要な情報を更新させる。以上の様に
、ディスク起動時に読出された制御用情報を更新させる
ことにより、高精度なサーボ系が現実される。本実施例
では、ディスクの稼動を停止させる時に、更新された制
御用情報をディスクに書込む。これにより、次に、起動
された時には、更新された制御用情報が読出されるので
、速く安定したサーボ系を得ることができる。ただし、
次に起動された時には、ディスクが冷却されており、前
回更新されたサーマルオフトラック補正用の制御情報が
利用できる状態にはない。従って、この様な制御用情報
は、ディスクの停止時に、保存させる必要がない。

本発明の第６の実施例を第７図により説明する。

本実施例は、ディスクサーボの制御用情報の更新方法に
関する。ディスクの起動時における制御用情報の読出し
については、第２の実施例あるいは第５の実施例と同じ
である。更に、本実施例でも第５の実施例と同様にして
、サーボ系メモリ内の制御用情報を更新させる。本実施
例では、ディスクの稼動を停止させる時に、更新された
該制御用情報をディスクに書込む方法に関する。本実施
例では、制御用情報を追加記録する。これにより、制御
用情報の履歴を残すことが可能になる。この様に残され
た情報を用いることにより、ディスクサーボ系を自己診
断できる。たとえば、機械系の経年変化の分析により、
次のディスクの保守必要時期を知ることができる。また
、何らかの誤動作により誤った制御用情報が記録された
場合でも、過去に記録された制御用情報を再生すること
により、ディスクの起動が可能になる。あるいは、ディ
スク起動時に、過去に記録された制御用情報の平均値を
用いることも可能となる。以上の様な制御用情報の履歴
は所望の回数だけ残す様にし、その回数より以前の制御
用情報については消去してもよいことは勿論である。

本発明の第７の実施例を第８図により説明する。

本実施例は、第６．第７の実施例の様なサーボの制御用
情報の更新方法に関する。第８図は、第１図（ａ）のノ
ツチフィルタの入力信号を周波数分析し、その結果によ
り、ノツチフィルタの制御用情報を更新させるものであ
る。周波数分析により、共振周波数、即ち、ノツチフィ
ルタで減衰させるべき周波数が求められる。ノツチフィ
ルタの零点をこの周波数に合わせる様に、レジスタ１内
に記憶させた制御用情報を更新させる。この様にして個
々のディスク装置に対して最適なノツチフィルタを設け
ることができる。なお、本実施例が、第３図〜第５図に
示した実施例と並用できることは言うまでもない。また
、ノツチフィルタの入力信号をディスクコントローラを
介して、ディスク装置の外部にとり出し、外部の装置、
たとえば、ホストコンピュータによって周波数分析して
もよい。

本発明の第８の実施例を第９図により説明する。

本実施例は、ディスクサーボの制御用情報の保護方法に
関する。即ち、ディスクサーボの制御用情報をディスク
使用者により消去されない様にする方法である。ホスト
コンピュータからデータの書込み、または、ディスクの
初期化指令を受けた時、上記制御用情報が破壊されない
か否かを判定し、破壊されない場合のみ、データの書込
み又は初期化を行なう様に制御する。即ち、本実施例で
は、制御用情報をディスク使用者に開放されていない領
域に記憶させるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ディスクサーボの機械系又は電気回路
系のばらつき、経年変化が補正されるので、アーム系の
共振の低減、フォローイング時のオフセット量の低減な
どが可能になる。また、偏心やサーマルオフトラックに
よるフォローイング精度の劣化が回避可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は従来
の技術を示す図、第３図は本発明の第２の実施例を示す
図、第４図は本発明の第３の実施例を示す図、第５図は
本発明の第４の実施例を示す図、第６図は本発明の第５
の実施例を示す図、第７図は本発明の第６の実施例を示
す図、第８図は本発明の第７の実施例を示す図、第９図
は本発竿　１　図 （ｂ＞ 第　１　悶 （す ￥Ｊ　２図 Ｃｂ） ′ｆＪ３１ （ｂ） ７３４図 （幻 γ−又７コン）Ｖり η４図 （←） 第　４０（す ％４　　口 び） を憚Ｐづ１Ｊａ仝υ 竿５　図 ％　ｑ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報記憶装置の機構系を該情報記憶装置内の情報記
   憶領域から読出された情報により制御することを特徴と
   する情報記憶装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された情報記憶装置に
   おいて、情報記憶領域から読出された情報により機構系
   内の機械的運動を制御する情報記憶装置。 ３、特許請求の範囲第１項に記載された情報記憶装置に
   おいて、情報記憶領域から読出された情報により機構系
   内に含まれる電気回路を制御する情報記憶装置。 ４、特許請求の範囲第１項の情報記憶装置において、情
   報記憶領域から読出された情報を更新させ、該更新され
   た情報を情報記憶領域に書込むことを特徴とする情報記
   憶装置。 ５、特許請求の範囲第４項の情報記憶装置において、更
   新された情報を情報記憶領域に追加記録することを特徴
   とする情報記憶装置。 ６、情報記憶装置の機構系内の信号を周波数分析し、そ
   の結果により該機構系を制御することを特徴とする情報
   記憶装置の制御方法。 ７、特許請求の範囲第１項記載の情報記憶装置において
   、機構系を制御する情報をディスク利用者に開放されて
   いない領域に記憶させることを特徴とする情報記憶装置
   。 ８、情報記憶装置から入力される信号をメモリ又はレジ
   スタに記憶させ、該信号により電気回路の特性を制御す
   る様にしたことを特徴とする制御装置。