JPH07111817B2 - ディスクドライブのヘッド位置決め制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術の分野〕 本発明はディスクドライブのヘッド位置決め制御装置に
関し、具体的には、ヘッド位置の検出や、ヘッドのトラ
ックを横切る方向の駆動及びその位置決めの制御に係わ
る回路に関するものである。

本発明が前提とするディスクドライブは、例えば磁気デ
ィスクドライブのようなものであり、ディスク媒体に記
録されたサーボデータを読み取り、読み取ったサーボデ
ータに基づきヘッドの位置検出や駆動制御を行うもので
ある。

近年、外部データ記憶装置として磁気ディクスドライブ
のニーズはますます増加しており、大容量化の要求が高
まると共に、一方では小型化、低価格化、高信頼性化の
要求が高まっている。

〔背景技術〕

従来の技術を図１を用いて説明する。図１は従来のヘッ
ド位置決め制御回路のブロック構成図である。

図１において、番号10は磁気ディスク、番号11はサーボ
ヘッド、番号12はボイスコイルモータ、番号13は制御電
流検出回路、番号14は目標速度発生回路、番号15は速度
検出回路、番号16は速度エラー検出回路、番号17はポジ
ションエラー検出回路、番号18はパワーアンプ、番号19
はサーボ信号検出回路、番号20はトラッククロッシング
パルス発生回路、番号21は主制御部、番号22は切換回路
である。

磁気ディクス10は、データの他にサーボヘッド11の位置
決めに必要なサーボデータが記録されている。サーボヘ
ッド11は、磁気ディスク10からサーボデータを読み出す
ヘッドである。ボイスコイルモータ12は、サーボヘッド
11とデータヘッドをトラックを横切る方向に移動するた
めの力を発生するものである。

サーボ信号検出回路19は、磁気ディスク10に記録されて
いるサーボデータをサーボヘッド11で読み出し、サーボ
ヘッド11の位置を示す位置信号を発生する。

速度検出回路15は、サーボ信号発生回路19が作成した位
置信号と、制御電流検出回路13が検出したモータ駆動電
流とから、サーボヘッド11の移動速度を検出する。

速度エラー検出回路16は、コアース制御時に、目標速度
発生回路14が発生する目標速度と、速度検出回路15が検
出したサーボヘッド11の移動速度との速度誤差を検出
し、速度誤差に応じた電圧を出力する。

ポジションエラー検出回路17は、ファイン制御時に、サ
ーボ信号検出回路19が作成した位置信号と、制御電流検
出回路13が検出したモータ駆動電流とから、位置誤差を
検出し、位置誤差に応じた電圧を出力する。

切換回路22は、主制御部21からのコアース／ファイン切
換信号により、コアース制御（速度制御）時は速度エラ
ー検出回路からの入力をパワーアンプ18に出力し、ファ
イン制御（位置制御）時はポジションエラー検出回路17
からの入力をハワーアンプ18に出力する。

パワーアンプ18は、速度エラー検出回路16またはポジシ
ョンエラー検出回路17から出力された信号電圧を電流に
交換し、ボイスコイルモータ12に出力する。

トラック・クロッシング・パルス発生回路20は、サーボ
信号検出回路19が作成した位置信号により、サーボヘッ
ド11がトラックとトラックの境界を横切ったことを示す
トラック・クロッシング・パルスを発生する。

主制御部21は、目標トラックまでの移動トラック数の設
定、速度制御の開始、速度制御から位置制御への切換
え、トラック・クロッシング・パルスを計数することに
よる目標トラックまでの残りトラック数の検出、等の処
理を行う。

上位装置から主制御部21にシーク命令が与えられと、主
制御部21は、目標トラックまでの残りトラック数を目標
速度発生回路14に指示する。そして、目標速度発生回路
14は、目標トラックにサーボヘッドを移動する際に最も
適した目標速度を発生する。

また、主制御部21は、トラック・クロッシング・パルス
発生回路20からのトラック・クロッシング・パルスを計
数し、サーボヘッド11が目標トラックに到達したことを
検出すると、速度制御から位置制御に切替えるため、コ
アース／ファイン切換信号を切換回路22に送出する。そ
して、サーボヘッド11が目標トラックで停止すると、シ
ーク動作が完了する。

従来の磁気ディスクドライブのサーボ系は、前述したよ
うに、全て個別回路から構成されていた。このため、小
型化には限度があり、かつ信頼性も悪く、価格を低減す
るのが困難である。

特に、サーボヘッドの位置を検出するための必要なトラ
ック・クロッシング・パルス発生回路は、多数のアナロ
グ素子で構成されるため、回路の小型化が困難であり、
他の回路に比べ相対的に大きな実装面積が必要である。
従って、このトラック・クロッシング・パルス発生回路
は、磁気ディスクドライブ全体の小型化にも大きな障害
となる。

また、トラック・クロッシング・パルス発生回路は多く
のアナログ素子から構成され、特に高速動作が可能な非
常に高価なコンパレータが必要であるため、磁気ディス
クドライブの低価格化が困難である。

また、トラック・クロッシング・パルス発生回路は上述
のようにコンパレータを使用するので、サーボ信号検出
回路19の出力に大きなノイズが乗った場合、誤ったトラ
ック・クロッシング・パルスを発生し、移動したトラッ
ク数の計数値が誤ってしまい、目標トラックと異なった
トラックへサーボヘッドを位置決めする恐れがある。

さらに、トラック・クロッシング・パルス発生回路は上
述したようにコンパレータなどの多くのアナログ素子か
ら構成されるため、回路の調整に手間がかかるばかりで
なく、アナログ素子の経年変化により回路性能が劣化
し、誤動作を起こす恐れがある。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、小型のディスクドライブを提供するこ
とにある。または、低価格のディスクドライブを提供す
ることにある。あるいは、信頼性を向上したディスクド
ライブを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ディスクドライブのヘッド
位置決め制御回路で使用されるアナログ素子を減じたデ
ィスクドライブを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、トラック・クロッシング
・パルス発生回路を用いずに、デジタル的にヘッドの位
置を検出する方法を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、サーボヘッドを現在のト
ラック位置から目標トラック位置まで速度制御により移
動する制御を行う方法を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、高速デジタル演算回路を
使用し、サーボヘッドの位置をデジタル的に算出する新
規な方法を提供することにある。具体的には、サーボヘ
ッドの予測位置と、サーボヘッドにより読み出されたサ
ーボ信号の値とによりサーボヘッドの実際の位置を算出
する際において、そのサーボヘッドの予測位置を算出す
る新規な方法を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、例えば電源投入直後のよ
うにサーボヘッドの実位置及び予測位置が全く未定な状
態において、最初のサーボ予測位置を算出するために必
要なサーボヘッドの移動速度を算出する方法を提供する
ことにある。

さらに、本発明の他の目的は、サーボヘッドの予測位置
と、サーボヘッドにより読み出されたサーボ信号の値と
によりサーボヘッドの実際の位置を算出する際におい
て、サーボヘッドにより読み出されたサーボ信号にノイ
ズが乗っても、そのノイズをデジタル的に除去して、正
しくサーボヘッドの位置を検出する方法を提供すること
にある。

上記目的を達成するためには、本発明は、サーボヘッド
により読み出されたサーボ信号を所定時間毎にデジタル
変換し、デジタル演算回路が、デジタル変換された値を
基に演算を行うことにより、サーボヘッドの実際の位置
を算出するものである。

そして、本発明の特徴は、サーボヘッドの実際の位置を
算出する際に必要である、サーボヘッドの予測位置を算
出する方法として、前回のサーボヘッドの位置と現在の
サーボヘッドの位置とからサーボヘッドの移動速度を算
出し、このサーボヘッドの移動速度と、次回サーボヘッ
ドの位置を算出するまでの時間とから、次回のサーボヘ
ッドの予測位置を算出するところにある。

また、本発明の他の特徴は、サーボヘッドの予測位置と
デジタル変換されたサーボ信号の値とから算出したサー
ボヘッドの実際の位置が、その算出の基になった予測位
置から大きく外れた場合、サーボ信号にノイズがあった
ためと見なし、算出された値をサーボヘッドの実際の位
置として使用するのでなく、サーボヘッドの予測位置を
そのままサーボヘッドの実際の位置とするところにあ
る。

さらに、本願発明の他の特徴は、ディスクドライブの電
源投入後、モータに所定駆動電流を供給することによ
り、サーボヘッドを所定速度で移動する状態を作り出
し、この状態において、サーボヘッドから読み出された
サーボ信号の周期を測定し、測定されたサーボ信号の周
期と、このサーボ信号の周期に相当する既知の距離とか
らサーボヘッドの移動速度を算出するところにある。

〔図面の簡単な説明〕

図１は従来の磁気ディスクドライブのヘッド位置決め制
御回路のブロック構成図、 図２は本発明の磁気ディスクドライブのヘッド位置決め
制御回路のブロック構成図、 図３は本発明のヘッド位置決め制御回路の各演算値を示
す図、 図４は各演算値のデータ構成を説明する図、 図５はヘッド位置決め制御回路の動作を説明するフロー
チャート、 図６及び図７はヘッドが移動する時の各演算値を示す
図、 図８はシーク時におけるサーボヘッドの移動速度、モー
タの駆動電流、サーボヘッドの位置を示す図、 図９はサーボヘッドの移動速度の初期値を算出する方法
を説明するフローチャートである。

〔発明を実施するための最良の形態〕

本発明によるヘッド位置決め制御回路は、アナログ素子
を減らし、特にトラック・クロッシング・パルス発生回
路を不要としたものである。

よって、従来トラック・クロッシング・パルス発生回路
が発生したトラック・クロッシング・パルスを計数する
ことによりサーボヘッドの位置を検出していたのである
が、これに代わる新規なサーボヘッドの位置を検出する
回路及び方法を提供しなければならない。

そこで、本発明は、サーボヘッドにより読み出されたサ
ーボ信号を所定時間毎にデジタル変換し、そのデジタル
変換された値をデジタル演算回路が演算処理することに
より、サーボヘッドの実際の位置を算出するものであ
る。具体的には、このデジタル演算回路は、演算により
算出されたサーボヘッドの予測位置をサーボヘッドによ
り読み出されたサーボ信号のデジタル値を基に補正し
て、サーボヘッドの実際の位置を算出するものである。

本発明のヘッド位置決め制御回路の実施例の一つを図２
から図９を用いて説明する。図２は本発明のヘッド位置
決め制御回路のブロック構成図である、図３は各演算値
を示す図、図４は各演算値のデータ構成を説明する図、
図５はヘッド位置決め制御回路の動作を説明するフロー
チャート、図６及び図７はヘッドが移動する時の各演算
値を示す図、図８はシーク時におけるサーボヘッドの移
動速度、モータの駆動電流、サーボヘッドの位置を示す
図であり、図９はサーボヘッドの移動速度の初期値の設
定方法を説明するフローチャートである。

I.ヘッド位置決め制御回路の構成の説明 図２を用いて、本実施例のヘッド位置決め制御回路の構
成を説明する。

図中、符号30は磁気ディスク、符号31はサーボヘッド、
符号32は位置信号作成回路、符号33及び34はアナログデ
ジタルコンバータ（ADC）、符号40は主制御部、符号50
はデジタルシグナルプロセッサ（DSP）、符号61はデジ
タルアナログコンバータ（DAC）、符号62はパワーアン
プ、符号63はボイスコイルモータである。

磁気ディスク30は、複数の磁気ディスク媒体が一つのス
ピンドルモータにより回転駆動され、その内の一枚の磁
気ディスク媒体の片面がサーボ面として使用され、その
サーボ面の各トラックには例えば公知の２相式サーボパ
ターンが記録されている。また、サーボ面以外の面はデ
ータ面として用いられ、データが記録される。

サーボヘッド31は、前記のサーボ面に記録された２相式
サーボパターンを読み出すヘッドであり、読み出したサ
ーボ信号を位置信号作成回路32に入力する。

位置信号作成回路32は、サーボヘッド31により読み出さ
れたサーボ信号を基にして、サーボヘッド31の位置を示
す位置信号を作成する。この位置信号は、互いに90°の
ずれたPosNとPosQの２種類の信号よりなり、いずれもア
ナログ正弦波の信号である。

ADC33及びADC34は、位置信号作成回路32で作成されたア
ナログ位置信号PosN及びPosQをそれぞれデジタル信号に
変換し、DSP50に出力するものである。また、デジタル
信号への変換の指示は、後述するDSP50から行われる。

DSP50は、演算により算出されたサーボヘッドの予測位
置をデジタル変換された位置信号PosN及びPosQを基に補
正して、サーボヘッドの実際の位置を算出するものであ
る。そして、サーボヘッドの予測位置を算出する際に、
前回のサーボヘッドの位置と現在のサーボヘッドの位置
とからサーボヘッドの移動速度を算出し、次回サーボヘ
ッドの位置を算出するまでの時間とサーボヘッドの移動
速度とから、次回のサーボヘッドの位置を予測するので
ある。

また、DSP50は、算出されたサーボヘッドの移動速度
と、目標トラックまので残りトラック数に応じた目標速
度との差に基づき、サーボヘッドを任意のトラックに位
置付けるためモータに供給する電流値を算出するもので
ある。

また、このようなDSP50には、高速な演算及びデータの
入出力が要求され、例えば、テキサス・インスツルメン
ツ（TEXAS INSTRUMENTS）社のTMS320C25等が使用され
る。

なお、本実施例のDSP50は、入力ポート51、出力ポート5
2、各デジタル値や各種デジタル処理のための係数を記
憶するRAM53〜55、割込みタイマ56等を有する。

DSP50の入力ポート51は、上位から指示される目標トラ
ック及びサーボ命令を格納するレジスタCy1Cmd及びSvCm
dと、デジタル変換された位置信号PosN及びPosQの値を
格納するレジスタPosN及びPosQを備える。一方、DSPの
出力ポート52は、DSP50の演算により算出されたモータ
駆動電流値を格納するレジスタDrvCurを備える。

DSP50のRAMは、デジタル変換された位置信号などの各デ
ジタル値を記憶する部分53と、残りトラック数に対応す
る目標速度のテーブルDCurveを記憶する部分54と、各種
デジタル処理のための係数を記憶する部分55を有する。

DAC61は、レジスタDrvCurに格納されたモータ駆動電流
値をアナログ変換するものであり、DSP50と非同期に動
作し、入力された値が更新される毎にDAC61はアナログ
変換を開始し、レジスタDrvCurの値に対応する電圧を出
力する。

パワーアンプ62は、DAC61から出力された電圧を電流に
変換し、ボイスコイルモータ63に出力するものであり、
ボイスコイルモータ63を駆動するための電流を供給する
ものである。

ホイスコイルモータ63は、サーボヘッド及びデータヘッ
ドを磁気ディスク30の半径方向すなわちトラックを横切
る方向に移動するためのモータである。

主制御部40は、DSP50にサーボ命令及び目標トラックを
指示するものであり、他に上位コントローラ間のインタ
ーフェース制御や、磁気ディスク30の回転制御の監視な
どの処理を行う。

II.回路における各演算値の説明 図３を用いて、回路の動作を説明するために必要な各演
算値の説明を行う。図３は本実施例のヘッド位置決め制
御回路の各演算値を説明する図である。なお、図３にお
いて、各演算値は便宜上連続したアナログ信号のように
示されているが、実際には所定の時間間隔でデジタル変
換されたデジタル値であるか、またはDSP50により算出
されたデジタル値である。ただし、PosN及びPosQはアナ
ログ信号である。

また、図３において、縦の実戦はサーボトラックとサー
ボトラックの境界を示すものであり、デジタル変換され
た位置信号PosN及びPosQのいずかの値がゼロの場合、サ
ーボヘッドがサーボトラックとサーボトラックの境界に
位置することを示す。なお、サーボヘッドがサーボトラ
ックの境界に位置する場合、サーボヘッドと連動して移
動するデータヘッドはデータトラックの中心にオントラ
ックするように構成されている。

トラック番号は、各トラックに連続的に付与される番号
であり、例えば、トラックの数が2048とすると、トラッ
ク番号は０から2047まで付与される。

ゾーン番号は、４トラックを単位として連続的に付与さ
れる番号であり、例えばトラックの数が2048とすると、
ゾーン番号は０から511まで付与される。なお、ゾーン
番号が４トラックを単位として付与されるのは、位置信
号PosN及びPosQが４トラックを１周期として得られる信
号であるためである。即ち、サーボヘッドが各ゾーン内
において相対的に同じ位置にあれば、サーボヘッドがど
のゾーンに位置しても、デジタル交換された位置信号Po
sN及びPosQの値は同じになる。

PosN及びPosQは、サーボヘッドの位置を示すアナログの
信号であり、サーボヘッドの位置に応じて図３に示すよ
うな信号波形が得られる。この位置信号PosN及びPosQ
は、サーボヘッド31が読み出したサーボデータに基づき
位置信号作成回路32が作成するものであり、ADC33及びA
DC34によりデジタル変換されて、DSP50内のレジスタPos
N及びPosQ内に取り込まれる。

この位置信号PosN及びPosQは、サーボヘッド31の移動方
向を判別するために位相が90度ずれており、また、位置
信号PosN及びPosQの何れか一方の値がゼロの場合はサー
ボヘッド31がサーボトラックとサーボトラックの境界に
位置することを示す。

また、位置信号PosN及びPosQは、４トラック毎すなわち
ゾーン毎に周期的に繰り返される。よって、位置信号Po
sN及びPosQでは、ゾーン内での相対的な位置情報は得る
ことができるが、どのゾーンに位置するのかまでを検出
することまではできない。

Phaseは、サーボヘッドが位置するゾーン内トラック番
号を示すものであり、０、１、２、３の何れかの値を取
り得る。このPhaseは、PosN＋PosQ＞０、及びPosN−Pos
Q＞０の演算及び比較に基づいて求められるものであ
り、求め方については後述する。

PosFineは、サーボヘッドのトラック内における精密な
位置情報を示すものであり、１トラックを256分割し、
−0.5以上0.5未満の値を1/256を単位として示す値であ
る。このPosFineは、Phaseの値に基づき、PosN、PosQ、
−PosN、−PosQの何れか一つの値を取り。PosFineの求
め方については後述するが、図３に示すように、PosFin
eは、位置信号PosNまたはPosQのリニアな部分を取り出
し、かつ、同じ方向の傾きを持つように演算して求める
ものである。

RRPosは、サーボヘッドのゾーン内における実測の位置
情報を示すものであり、−0.5以上3.5未満の値を1/256
を単位として示す。このRRPosは、ゾーン内トラック番
号Phaseとトラック内位置情報PosFineを加算することに
より求められる。また、このゾーン内実測位置RRPosの
値は、図３に示すように不連続な値となるが、この不連
続点がゾーンの境界に相当する。

III.各演算値のデータ構成の説明 続いて、図４の用いてDSP50内で取り扱われる各演算値
のデータ構成を説明する。各演算値は、DSP50内のRAM53
やレジスタに格納されるものであり、各演算値は１バイ
ト、２バイト、４バイトの何れかのデータ長を有する。

図４の最上段は、DSP50内で取り扱われるデータ長が最
大の場合を示すものであり、上位の２バイトはトラック
番号に相当するデータが格納される。例えば、トラック
数が2048の場合、０から2047までの値が格納される。こ
こで、上位２バイトの下位第１ビットは２進数の１の位
であり、下位第２ビットは２進数の２の位である。

一方、下位２バイトはトラック内における位置情報が格
納されるものあり、１未満の値が格納される。ここで、
下位２バイトの上位第１ビットは２進数の1/2の位であ
り、上位第２ビットは２進数の1/4の位である。

なお、図４において、各演算値は１バイト、２バイト、
４バイトのいずれかのデータ長を有しており、便宜上、
各演算値の各ビットの位が縦方向に揃うように示してあ
る。

続いて、DSP50内で取り扱われる各演算値について以下
に説明する。

Phase:サーボヘッドが位置するゾーン内トラック番号
を示す。１バイトで構成され、値としては０、１、２、
３の何れかを示すデジタル値を取る。

PosFine:サーボヘッドのトラック内における精密な位
置情報を示す。１バイトで構成される。１トラックを25
6分割し、−128/256から＋127/256までを1/256単位のデ
ジタル値を取る。例えば、サーボヘッドがトラック番号
５からトラック番号６の方向へ0.25トラックずれた所に
位置する時、PosFine＝0.25である。また、トラック番
号５とトラック番号６の中央に位置する時、PosFine＝
−0.5である。

RRPos:サーボヘッドのゾーン内における実測の位置情
報を示すものであり、ゾーン内トラック番号Phaseと、
トラック内位置情報PosFineとから作成される。２バイ
トで構成され、上位バイトにゾーン内トラック番号Phas
eを加算し、下位バイトにトラック内位置情報PosFineを
加算することにより算出される。値としては、−0.5以
上3.5未満の値を取る。例えば、サーボヘッドがトラッ
ク番号５からトラック番号６の方向へ0.25トラックずれ
た所に位置する時、RRPos＝5.25である。また、トラッ
ク番号５とトラック番号６の中央に位置する時、RRPos
＝5.5である。

ERPos:サーボヘッドのゾーン内における予測の位置情
報を示すものであり、後で説明する予測絶対位置EstLPo
sの４トラック未満の位の位置情報を取り出したもので
あり、４トラック以上の位にはすべてゼロが格納され
る。２バイトで構成され、ゾーン内実測位置RRPosと同
様の値を取る。

Distance:サーボヘッドのゾーン内予測位置ERPosとゾ
ーン内実測位置RRPosとの差分である位置誤差を示す。
２バイトで構成され、値としては、−4.0より大きく4.0
未満の値を取る。

LPos:サーボヘッドの実絶対位置を示す。４バイトで
構成される。上位２バイトはトラック番号に相当する部
分であり、下位２バイトはトラック内の精密な位置情報
を示す。但し、実絶対位置LPosは実測値でなく、後述す
る予測絶対位置EstLPosを実測値であるゾーン内実測位
置RRPosを基に補正したものである。また、サーボヘッ
ドの実絶対位置LPosは、例えばトラック数が2048とすれ
ば、−0.5以上2047.5未満の値を取る。

LastLPos:前回の割込み処理時のサーボヘッドの実絶
対位置を示す。前述のサーボヘッドの実絶対位置LPosと
同様の４バイトで構成され、同様の範囲の値を取り得
る。

EstLPos:サーボヘッドの予測絶対位置を示す。実絶対
位置LPosと同様の４バイトで構成され、同様の値を取
る。この予測絶対位置EstLPosは、前回の実絶対位置Las
tLPosと現在の実絶対位置LPosとからサーボヘッドの移
動速度を算出し、この移動速度と、次回の割込み処理ま
での時間とを基に算出されるものである。そして、算出
された予測絶対位置EstLPosは、次回の割込み処理時
に、次回のサーボヘッドの実絶対位置を算出するために
用いられる。

DiffLPos:現在のサーボヘッドの実絶対位置と前回の
実絶対位置との差分であり、前回からのサーボヘッドの
移動量を示す。

以上は図示した演算値であるが、以下図示しないDSP50
内で取り扱われる演算値についても説明する。

Velocity:サーボヘッドの移動量DiffLPosから算出す
る、サーボヘッドの移動速度を示す。

VelObj:サーボヘッドの目標移動速度を示す。このVel
Objは、目標トラックまでの残りトラック数に応じた値
であり、DSP50内のRAM54に格納された速度テーブルDCur
veを参照することにより得られる。

ClyDiff:目標トラックまでの残りトラック数を示す。
この残りトラック数ClyDiffは、実絶対位置LPosと目標
トラック番号ClyCmdとの差分により求められる。

TaskNo:サーボ制御の状態を示す値である。これはDSP
50の演算値でないが、DSP50が値を設定してフラグとし
て用いるものであるので、ここで説明する。なお、基本
的な制御状態として、速度制御、位置制御、リゼロ制御
などがある。

以上は、DSP50のRAM53に格納される各演算値について説
明したが、入力ポート51及び出力ポート52内のレジスタ
についても説明する。

ClyCmd:上位コントローラから指示される目標トラッ
クのトラック番号を示す。２バイトで構成され、例え
ば、トラック数が2048であるとすれば、０から2047まで
の値を取る。

SvCmd:主制御部40から指示されたサーボ命令が格納さ
れる。２バイトで構成される。

PosN:位置信号作成回路32で作成された位置信号PosN
をデジタル変換した値が格納される。

PosQ:位置信号作成回路32で作成された位置信号PosQ
をデジタル変換した値が格納される。

DrvCur:DSP50が算出したボイスコイルモータ63の駆動
電流値が格納される。

IV.本実施例の動作の説明 図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施例のヘッド位置決
め制御回路の動作を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）はDS
P50の処理を説明するフローチャートであり、速度制御
または位置制御を行う時、DSP50は図５（ａ）〜（ｃ）
に示すフローチャートに従って処理を行う。なお、速度
制御と位置制御における処理は一部共通であり、共通の
部分が終了した後、DSP50は、速度制御であるか位置制
御であるかの判別を行い、速度制御または位置制御の処
理に分岐する。

IV.本実施例の動作の説明 図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施例のヘッド位置決
め制御回路の動作を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）はDS
P50の処理を説明するフローチャートであり、速度制御
または位置制御を行う時、DSP50は図５（ａ）〜（ｃ）
に示すフローチャートに従って処理を行う。なお、速度
制御と位置制御における処理は一部共通であり、共通の
部分が終了した後、DSP50は、速度制御であるか位置制
御であるかの判別を行い、速度制御または位置制御の処
理に分岐する。

（ステップS10） DSP50は、割込みタイマ56に設定された38μｓの間隔
で、以降に説明する処理を行う。なお、この割込み処理
が終了してから次の割込み処理を開始するまでの間、DS
P50は、算出したヘッド速度とヘッド位置が速度制御か
ら位置制御への切換条件を満たすかどうかの判別、或い
は、主制御部40からのコマンドの受信があるかどうかの
判別などの処理を行っている。

なお、割込みタイマ56の設定値38μｓは、本実施例にお
ける１回の割込み処理時間が38μｓより短い時間で終了
し、割込み処理以外の処理が十分行えるように設定され
る。また、詳細な理由は後述するが、サーボヘッドの予
測絶対位置EstLPosをゾーン内実測位置RRPosを基に補正
して実絶対位置LPosを算出する際に、この予測絶対位置
EstLPosと実際のサーボヘッドの絶対位置（算出した実
絶対位置LPosでない）との予測誤差が±２トラック以内
でなければ、算出された実絶対位置LPosの値が保証され
ないので、必ず予測誤差が±２トラック以内になるよう
に割込みタイマ56が設定される。

（ステップS11） DSP50は、ADC33及び34へアナログデジタル変換の開始を
指示し、デジタル変換された位置信号PosN及びPosQの値
を入力ポート51内のレジスタPosN及びPosQに格納する。

（ステップS12〜S18） DSP50は、ステップS12〜S18において、PosN及びPosQの
大小関係を４通りに判別し、その判別結果に応じて後述
する処理を行い、サーボヘッドが位置するゾーン内トラ
ック番号Phaseとトラック内位置情報PosFineを算出す
る。

PosN＋PosQ＜０、かつ、PosN−PosQ＜０の条件を満た
す場合、ステップS15において、トラック内位置情報Pos
Fineを−PosQとし、ゾーン内トラック番号Phaseを３と
する。

PosN＋PosQ＜０、かつ、PosN−PosQ≧０の条件を満た
す場合、ステップS16において、トラック内位置情報Pos
FineをPosNとし、ゾーン内トラック番号Phaseを０とす
る。

PosN＋PosQ≧０、かつ、PosN−PosQ≧０の条件を満た
す場合、ステップS17において、トラック内位置情報Pos
FineをPosQとし、ゾーン内トラック番号Phaseを１とす
る。

PosN＋PosQ≧０、かつ、PosN−PosQ＜０の条件を満た
す場合、ステップS18において、トラック内位置情報Pos
Fineを−PosNとし、ゾーン内トラック番号Phaseを２と
する。

（ステップS19） DSP50は、ステップS19及びS20において、サーボヘッド
のゾーン内実測位置をゾーン内トラック番号Phaseとゾ
ーン内位置情報PosFineから算出し、変数RRPosにセット
する。まず、ステップS19においては、変数RRPosの１ト
ラック以上の位にゾーン内トラック番号Phaseを格納す
る。この時点で、変数RRPosは０、１、２、３の何れか
の値を取る。

（ステップS20） DSP50は、変数RRPosの１トラック未満の位置情報の部分
に、トラック内位置情報PosFineを加算する。よって、
ゾーン内位置情報RRPosは−0.5以上3.5未満の値を取
る。

（ステップS21） DSP50は、予測絶対位置EstLPosのゾーン内位置情報に相
当する部分を取り出し、ゾーン内予測位置を変数ERPos
に格納する。このゾーン内予測位置ERPosは、ゾーン内
実測位置RRPosと同様、−0.5以上3.5未満の値を取る。

（ステップS22） DSP50は、ゾーン内予測位置ERPosからゾーン内実測位置
RRPosを減算して位置誤差を算出し、変数Distanceに格
納する。位置誤差Distanceは、−4.0より大きく、4.0未
満の値を取る。

（ステップS30〜S31） DSP50は、ステップS30〜S31において、予測絶対位置Est
LPosのゾーン番号に相当する部分を取り出し、作業用変
数Workに格納する。まず、ステップS30において、予測
絶対位置EstLPosに0.5を加算し、作業用変数Workに格納
する。これは、ゾーン番号を付与する起点が絶対位置の
起点と0.5トラックずれており、絶対位置の４の商が単
純にゾーン番号とならず、絶対位置に0.5を加算した結
果の４の商が正確なゾーン番号となるためである。続い
て、ステップS31において、作業用変数Workの４トラッ
ク未満の位をゼロにクリアする。この時点で、変数Work
には予測絶対位置EstLPosのゾーン番号に相当する部分
が格納されたことになる。

（ステップS32〜S36） DSP50は、ステップS32〜S36において、予測絶対位置Est
LPosをゾーン内実側位置RRPosにより補正して実絶対位
置LPosを求める処理を行う。この際、予測絶対位置EstL
Posと実位置の誤差が±2.0トラック以内である前提が必
要である。これは、実測するゾーン内実測位置RRPos
が、ゾーン毎に周期的に繰り返されるものであり、DSP5
0は、このゾーン内実測位置RRPosからゾーン内の位置は
認識できるが、どのゾーンに位置するかは認識できない
ためである。

よって、予測絶対位置EstLPosと実位置の誤差が±2.0以
内であるという前提があれば、実位置のゾーン番号は、
予測全体位置EstLPosのゾーン番号と同じままである
か、繰り上がりか、繰り下がるかの何れかである。この
判別は、ゾーン内予測位置ERPosとゾーン内実側位置RRP
osとの差分である位置誤差Distanceの値の大小により行
われ、判別結果に応じて後述する処理を行う。

位置誤差Distanceが−2.0未満の場合、ステップS34に
おいて、変数Workの４トラックの位から１を減算して、
ゾーン番号を１繰り下げる。なお、変数Workの４トラッ
ク以上の位がゾーン番号に相当する。

位置誤差Distanceが−２以上２未満の場合、変数Work
はそのままであり、ゾーン番号は変わらない。

位置誤差Distanceが２より大きい場合、ステップS35
において、変数Workの４トラックの位に１を加算し、ゾ
ーン番号が１繰り上げる。

（ステップS36） 現時点で作業用変数Workには実位置のゾーン番号が格納
されている。そして、この作業用変数Workにゾーン内実
測位置RRPosを加算することにより、サーボヘッドの実
絶対位置LPosを算出する。

（ステップS37〜S40） DSP50は、ステップS37〜S40において、位置信号PosN及
びPosQをデジタル変換する前のアナログ信号の段階での
ノイズを除去し、サーボ制御の安定性を向上するための
処理を行う。まず、ステップS37において、実絶対位置L
Posと予測絶対位置EstLPosとの差分である位置誤差を作
業用変数Workに格納する。

続いて、DSP50は、位置誤差である変数Workの値が1.5よ
り大きい場合、或いは−1.5未満の場合、実測値である
ゾーン内実測位置RRPosの値の基になったサーボ信号に
ノイズが乗ったものと判断する。この場合、DSP50はス
テップS40において、予測絶対位置EstLPosそのものを実
絶対位置LPosとして使用し、ゾーン内実測位置RRPosを
基に算出した実絶対位置LPosとして使用しない。

一方、位置誤差である変数Workの値が上記以外であれ
ば、実測値であるゾーン内実測位置RRPosは正確なもの
と判断し、ゾーン内実測位置RRPosから算出した実絶対
位置LPosをそのまま使用する。なお、DSP50は、位置誤
差が1.5より大きい場合、或いは−1.5未満の場合、サー
ボ信号にノイズが乗ったものと判断しているが、1.5に
限る必要はない。

（ステップS41） DSP50は、実測絶対位置LPosから前回の実絶対位置LastL
Posを減算し、サーボヘッドの移動量DiffPosを算出す
る。

（ステップS42） DSP50は、次回の割込み処理の準備として、次回のサー
ボヘッドの予測絶対位置EstLPosを算出する。この予測
絶対位置EstLPosの算出は、本実施例においては、現在
の実絶対位置LPosにヘッド移動量DiffLPosを加算するこ
とにより行う。これは最も簡単な算出方法であり、サー
ボヘッドの移動速度が変わらないと仮定すれば、割込み
時間は一定間隔であるため、算出したサーボヘッドの移
動量DiffLPosをサーボヘッドの実絶対位置LPosに加算す
るだけで、次回のサーボヘッドの予測絶対位置EstLPos
を算出することができる。

また、割込み時間は一定間隔と限る必要はなく、サーボ
ヘッドの移動速度と次回の割込み処理までの時間とか
ら、次回の割込み処理におけるサーボヘッドの予測位置
を算出してもよい。さらに、サーボヘッドの移動速度だ
けでなく、サーボヘッドの加速度まで考慮して、次回の
割込み処理におけるサーボヘッドの予測位置を算出して
もよい。

これに限らず、サーボヘッドの速度も考慮して予測位置
を算出することも可能である。

（ステップS43） DSP50は、次回の割込み処理の準備として、実絶対位置L
Posを前回の実絶対位置LastLPosとする。

（ステップS50） DSP50は、速度制御を行うか、位置制御を行うか判断す
る。具体的には、変数TaskNoに現在のサーボ制御の状態
がセットされており、変数TaskNoの値を参照することに
より、速度制御を行うか、位置制御を行うか判断する。
この変数TaskNoの設定は、DSP50が行うものであり、割
込み処理以外のバックグランド処理、或いは後述するス
テップS67において行われる。

（ステップS51） DSP50は、ステップS50で速度制御を行うべきと判断した
場合、ステップS51〜S54において、速度制御に関する演
算を行う。まず、ステップS51において、位置誤差DiffL
Posにローパスフィルタ処理を施し、ヘッド速度Velocit
yを算出する。ローパスフィルタ処理はデジタル演算に
より行われ、高域の周波数成分を除去する。つまり、位
置誤差DiffLPosをそのままヘッド速度として使用するこ
とも可能であるが、高域の周波数成分によりサーボ制御
が不安定になる恐れがあり、位置誤差DiffLPosにローパ
スフィルタ処理を施すことにより、高域の周波数成分を
除去し、サーボ制御を安定化する。

（ステップS52） DSP50は、目標トラック番号CylCmdから実絶対位置LPos
を減算し、目標トラックまでの残りトラック数CylDiff
を算出する。

（ステップS53） DSP50は、目標トラックまでの残りトラック数CylDiffを
インデックスとして目標速度テーブルDCurveを参照し、
目標速度VelObjを得る。

（ステップS54） ステップS51で算出したヘッドの実速度Velocityと、ス
テップS53で求めた目標速度VelObjとからボイスコイル
モータ63を駆動するための電流値を算出し、DSP50の出
力ポート内にあるレジスタDurCurに格納する。モータ駆
動電流DrvCurを算出する式は、 DrvCur＝−Kp＊（Gobj＊VelObj−Gvel＊Velciey） である。なお、Kp、Gvel、Gobjは係数である。

そして、レジスタに格納されたモータ駆動電流値はDAC6
1に出力され、DAC61は入力された値をデジタル変換して
入力された値に応じた電圧をパワーアンプ62に出力す
る。パワーアンプ62はその電圧に応じた電流をボイスコ
イルモータ63に出力し、ボイスコイルモータ63を駆動す
る。

V.位置制御の説明 続いて、位置制御の説明を行う。DSP50は、ステップS50
で位置制御を行うべきと判断した場合、ステップS60に
分岐し、ステップS60〜S67の位置制御の処理を行う。

（ステップS60） DSP50は、目標トラック位置CylCmdから実絶対位置LPos
を減算し、サーボヘッドの位置誤差PosErrを算出する。

（ステップS61） DSP50は、位置誤差PosErrに積分処理を施し、IntgrErr
を算出する。この積分処理は、低域のループゲインを補
償するための手法であり、制御誤差の定常偏差を吸収す
るための処理である。

（ステップS62） DSP50は、IntgrErrとKpp＊PosErrを加算して、作業用変
数Work1に格納する。なお、Kppは予め設定されている係
数である。

（ステップS63） DSP50は、Work1にローパスフィルタ処理を施し、Wark2
を算出する。このローパスフィルタ処理は、高域の周波
数成分を除去するものであり、サーボ制御を安定化する
ための処理である。

（ステップS64） DSP50は、Work2に位相補償フィルタ処理を施し、Work3
を算出する。この位相補償フィルタ処理は、周波数帯域
の違いによる位相遅れ或いは位相進みを補償するための
処理である。

（ステップS65） DSP50は、Work3にノッチフィルタ処理を施し、モータ駆
動電流値DrvCurを算出する。このノッチフィルタ処理
は、モータ駆動電流が発振して、サーボヘッドが振動す
ることを防止するための処理である。

（ステップS66） DSP50は、入力ボート51のレジスタSvCmdを参照すること
により、サーボコマンドを受信しているかを判断する。
サーボコマンドを受信していなければ、ステップS70に
おいて、一連の割込み処理を終了し、DSP50はバックグ
ランド処理に戻る。

（ステップS67） DSP50がサーボコマンドを受信している場合、サーボ命
令に基づいて、サーボ制御の状態を示す変数TaskNoを設
定する。その後、ステップS70において、DSP50はバック
グランド処理に戻る。

以上のステップS66及びS67の処理は、DSP50のバックグ
ランド処理で行ってもよいが、バックグランド処理は常
に割込み処理で中断されるため、各割込み処理の間に必
ずサーボコマンドの受信を確認できる保障がないため、
位置制御の最後でサーボコマンドの受信を確認する。

従来の位置制御においては、ステップS60〜S65に相当す
る処理はアナログ回路で行っていたが、本発明ではこれ
らの処理をすべてデジタルシグナルプロセッサが行って
いる。

本発明により速度制御がデジタルシグナルプロセッサで
行われるようになったため、位置制御もデジタルシグナ
ルプロセッサで行うようにしたのである。

VII.サーボヘッドが移動する時の各演算値の説明 図６及び図７を用いて、速度制御におけるDSP50の詳細
な処理を説明する。

これらの図は、横軸をサーボヘッドの絶対位置とし、縦
軸をゾーン内実測位置RRPosと位置誤差Distanceとした
ものである。上段の図はサーボヘッドの絶対位置に対す
るゾーン内実測位置RRPosを示すものであり、下段の図
はサーボヘッドの絶対位置に対する、ゾーン内予測位置
ERPosとゾーン内実測位置RRPosの差分である位置誤差Di
stanceを示すものである。

図６の例は、前回の割込み処理での実絶対位置が62.1で
あり、今回の予測絶対位置が72.4の場合である。この予
測絶対位置のゾーン内予測位置ERPosは0.4であり、その
ゾーン番号は18、ゾーン内トラック番号は０である。

図６の下段の図は、ゾーン内予測位置ERPosを0.4とした
場合の、サーボヘドの絶対位置に対する位置誤差Distan
ceを示す。この位置誤差Distanceは、ゾーン内実測位置
RRPosがゾーンの境界で不連続となるため、同様にゾー
ンの境界で不連続となる。そして、予測絶対位置と同じ
ゾーンである場合、位置誤差Distanceは±2.0以内であ
り、また、ゾーン番号が繰り下がる場合、位置誤差Dist
anceは−2.0より小さい値となる。

従って、位置誤差Distanceが±2.0以内の場合、予測絶
対位置のゾーン番号と実位置のゾーン番号が同じであ
り、予測絶対位置のゾーン番号に相当する位置情報を取
り出し、そこに実測値であるゾーン内実測位置RRPosを
加算することにより、実絶対位置を算出することができ
る。

一方、位置誤差Distanceが−2.0より小さい場合、実位
置のゾーン番号は予測絶対位置のゾーン番号より１小さ
く、予測絶対位置のゾーン番号に相当する位置情報を取
り出し、ゾーン番号から１を減算した後、実測値である
ゾーン内実測位置RRPosを加算することにより、実絶対
位置を算出することができる。

また、図６の斜線部Ａは、予測全体位置と実位置の差が
1.5以上となる領域を示したものであり、DSP50が算出し
た実絶対位置LPosが正確でない恐れがあり、算出したLP
osを実絶対位置として使用せず、予測絶対位置EstLPos
を実絶対位置LPosとして使用する。

続いて、図７は予測絶対位置のゾーン番号が繰上がる場
合の例を示すものである。この例は、前回の割込み処理
での実絶対位置が31.0であり、今回の予測絶対位置が3
8.5の場合である。この予測絶対位置のゾーン内予測位
置ERPosは2.5であり、そのゾーン番号は９、ゾーン内ト
ラック番号は３である。

図７の下段の図は、ゾーン内予測位置ERPosを2.5とした
場合の、サーボヘッドの絶対位置に対する位置誤差Dist
anceを示す。予測絶対位置のゾーン番号が実位置のゾー
ン番号と同じ場合は、位置誤差Distanceは±2.0以内で
あり、また、予測絶対位置のゾーン番号が繰上がる場
合、位置誤差Distanceは2.0より大きい値となる。

また、図７の斜線部Ａは、図６と同様、予測全体位置と
実位置の差が1.5以上となる領域を示したものであり、D
SP50が算出した実絶対位置LPosが正確でない恐れがあ
り、このLPosを実絶対位置として使用せず、予測絶対位
置ERPosを実絶対位置として使用する。

VIII.ヘッド位置決め制御回路の初期化の説明 続いて、本発明のヘッド位置決め制御回路の初期化につ
いて説明する。つまり、ディスクドライブに電源を投入
した状態においては、サーボヘッドの実絶対位置LPos、
予測絶対位置EstLPos、実絶対位置と予測絶対位置の位
置誤差DiffLPos、及び、移動速度Velocityの値が未定で
あり、ヘッド位置決め制御回路は図５のフローチャート
に従って動作することができない。

そこで、ヘッド位置決め制御回路は、ディスクドライブ
の電源投入後、直ちに図５に示す動作を行うのではな
く、上述の各値を初期設定する必要がある。

実際には、ヘッド位置決め制御回路は、電源投入後、サ
ーボヘッドをトラック番号０のトラックに位置付けるリ
ゼロ制御を行うのであるが、リゼロ制御を行う際に図５
に示すフローチャートと同様の速度制御を行う。ただ
し、リゼロ制御ではトラック番号０のトラックまでのト
ラック数に応じて速度制御を行うのではなく、一定速度
で速度制御を行うだけである。なお、このリゼロ制御に
おいては、DSP50は、サーボヘッドの絶対位置が不明で
あり、何れかのトラックをゼロと仮定した仮の位置しか
分からない。そして、リゼロ制御が終了すると、サーボ
ヘッドはトラック番号０のトラックに位置付けられるた
め、その時点でサーボヘッドの絶対位置をゼロとするこ
とにより、サーボヘッドの絶対位置を求めることができ
る。

よって、ヘッド位置決め制御回路のDSP50は、このリゼ
ロ制御に入る前に、サーボヘッドの移動速度Velocityを
求める必要がある。サーボヘッドの移動速度Velocityを
求めれば、DSP50は図５に示すフローチャートと同様の
処理によりリゼロ制御における速度制御を行うことが可
能である。そして、このリゼロ制御中は、サーボヘッド
は一定速度で速度制御されるだけであり、サーボヘッド
がトラック番号０のトラックを横切った後、所定のサー
ボパターンが記録されたガードバンドを検出して、ヘッ
ドの減速、反転方向への低速駆動を行い、サーボヘッド
をトラック番号０のトラックに位置付ける。その後に、
その時点で算出されているヘッドの実絶対位置LPos、予
測絶対位置EstLPos、前回の絶対位置LastLPosをゼロに
クリアして初期化を行う。

続いて、図９を用いて、サーボヘッドの移動速度Veloci
tyの算出方法を説明する。

（ステップS80） ディスクドライブの電源が投入された後、DSP50は後述
する処理を開始する。

（ステップS81） DSP50は、時間カウンタをリセットして、カウント値を
ゼロにする。この時間カウンタは、例えばソフトウエア
によりカウントを行うものである。この時間カウンタ
は、位置信号の周期を測定するためのものである。

（ステップS82） DSP50は、出力ポート52内のレジスタにモータ駆動電流
値DrvCurを−100として設定する。サーボヘッドは、電
源投入時、例えば磁気ディスクの最インナのランディン
グ・ゾーンに停止しているものとする。そして、モータ
駆動電流値の−100という値は、サーボヘッドをインナ
側に駆動するための電流値であり、サーボヘッドを最大
加速度で駆動する場合よりも十分小さい値であるであ
る。

（ステップS83） DSP50は、時間100mS待つ。この時間は、上述の時間カウ
ンタとは別のタイマにより計測される。また、100msと
いう時間は、サーボヘッドを磁気ディスクのインナ側に
移動し、サーボヘッドを移動するアクチュエータを機械
的なストッパに押し当て、これ以上移動できない状態に
するのに十分な時間である。勿論、ディスクドライブが
正常であれば、電源停止時、サーボヘッドは磁気ディス
クのランディング・ゾーンに停止しているが、何らかの
外力や異常によりサーボヘッドがランディング・ゾーン
に停止せず、例えば最アウタ側に位置する恐れもある。
よって、100msという時間は、サーボヘッドがどの位置
からでも最インナ側に到達できるのに十分な時間であ
る。

（ステップS84） DSP50は、出力ポート52内のレジスタにモータ駆動電流
値DrvCurを100として設定する。このモータ駆動電流値
の100という値は、サーボヘッドをアウタ側に移動する
ための電流値である。つまり、サーボヘッドを最インナ
側に到達させた後、今度はサーボヘッドをアウタ方向へ
移動させるのである。

（ステップS85） DSP50は、時間20mS待つ。この時間は、ステップS83と同
様、前述の時間カウンタとは別のタイマにより計測され
る。また、この20mSという値はサーボヘッドに所定の速
度を与えるものであり、その後、DSP50は位置信号をサ
ンプリングすることによりサーボヘッドの移動速度を算
出するのであり、サーボヘッドが最アウタよりも十分手
前に位置するように、設定された時間である。

（ステップS86） DSP50は、出力ポート52内のレジスタにモータ駆動電流
値DrvCurを０として設定する。よって、モータモータ駆
動電流がゼロとなり、モータは慣性で移動する。そし
て、後述するステップで、DSP50は位置信号をサンプリ
ングしてサーボヘッドの移動速度を算出するのである。

（ステップS87） DSP50は、位置信号PosNのデジタル変換を指示する。ま
た、デジタル変換する信号はPosQであっても良く、何れ
か一方で十分である。

（ステップS88） DSP50は、デジタル変換した値がゼロであるか判断し、
ゼロでなければ、ステップS87に戻り、デジタル変換さ
れた値がゼロになるまで、ステップS87を繰り返す。

（ステップS89） DSP50は、位置信号PosNがゼロとなった時に、時間カウ
ンタをスタートする。

（ステップS90） DSP50は、引き続いて、位置信号PosNのデジタル変換を
指示する。

（ステップS91） DSP50は、デジタル変換された値がゼロである判断し、
ゼロでなければ、ステップS89に戻り、デジタル変換さ
れた値がゼロになるまで、ステップS89を繰り返す。

（ステップS92） DSP50は、時間カウンタをステップする。この時間カウ
ンタには、位置信号PosNがゼロからゼロになるまでの時
間が計数されていることになる。一方、位置信号PosNが
ゼロからゼロになるのは、図３でも明らかなように、サ
ーボヘッドが２つのトラックを移動したことを示す。

（ステップS93） DSP50は、サーボヘッドの移動速度を算出する。サーボ
ヘッドの移動距離は２トラックであり、この２トラック
の距離は予め確定している値であり、また、この２トラ
ックを移動するのに要した時間が計測されているので、
サーボヘッドの移動速度を算出することができる。

以上で、サーボヘッドの移動速度Velocityの値が求めら
れる。

続いて、DSP50は、ゾーン内実測位置RRPosを算出し、こ
のRRPosをそのままサーボヘッドの仮の位置LPosとす
る。即ち、サーボヘッドの絶対位置はサーボヘッドがリ
ゼロ制御によりトラック番号０のトラックに位置付けさ
れるまで分からないので、速度が算出されて時点のサー
ボヘッドのゾーン内実測位置RRPosをサーボヘッドの絶
対位置LPosとして仮定するのである。

続いて、DSP50は、仮定されたサーボヘッドの絶対位置L
Posを、前回のサーボヘッドの実絶対位置LastLPosとす
る。

続いて、DSP50は、ステップS93で算出されたサーボヘッ
ドの移動速度Velocityに、次回の割込み処理までの時間
を乗算することにより、サーボヘッドの移動距離を求
め、仮の実絶対位置LPosの値にサーボヘッドの移動距離
を加算し、次回の割込み処理におけるサーボヘッドの予
測絶対位置EstLPosを算出する。ただし、この予測絶対
位置EstLPosも仮の位置である。

以上の処理により、速度制御に必要な全ての情報が設定
されたことになる。なお、サーボヘッドの移動速度Velo
cityが算出された時点で、サーボヘッドはアウタ側に向
かって慣性移動しており、DSP50は、そのままリゼロ制
御に移行する。

DSP50は、リゼロ処理において、図５に示したフローチ
ャートと同様の速度制御を行う。ただし、残りトラック
数に応じて目標速度を変えることはせず、目標速度は一
定値である。

続いて、リゼロ制御が終了して、サーボヘッドがトラッ
ク番号０の位置に位置付けられると、DSP50は、実絶対
位置LPos、予測絶対位置EstLPos、LastLPosの値をゼロ
にリセットすることにより、これらの値を絶対位置に変
換する。

続いて、DSP50は、トラック番号０のトラックにおい
て、位置制御を行い、サーボ命令の受信待ちとなる。こ
の位置制御は、図５に示すフローチャートに従って行わ
れる。

IX.速度制御におけるヘッド速度、モータ駆動電流の説
明 図８を用いて、本実施例のヘッド位置決め制御回路が速
度制御を行う場合の具体的な信号及び演算値を説明す
る。図中、横軸はすべて時間軸である。

Velocityは、速度制御中のサーボヘッドの移動速度を示
す。図中、点線は目標速度VelObjを示すものである。

PADrvは、速度制御中のDAC61の出力電圧信号を示すもの
であり、DSP50により算出されたモータ駆動電流値DrvCu
rをDAC61がアナログ変換した電圧信号である。

PosFineは、シーク時のDSP50が算出するトラック内位置
信号を示すものであり、サーボヘッドにより読み出され
たサーボ信号を基に算出される演算値である。

LPosは、シーク時のサーボヘッドの絶対位置を示すもの
であり、DSP50により算出される演算値である。サーボ
ヘッドが現在のトラック位置から目標トラック位置まで
移動することが分かる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、その主旨に従っ
た各種の変形が可能である。

〔本発明の効果〕

本発明によれば、ディスクドライブのヘッド位置決め制
御回路からアナログ素子、特に実装面積が大きいトラッ
ククロッシングパルス発生回路を不要とできるので、小
型のディスクドライブを提供することができる。

また、価格の高いアナログ素子を用いないので、低価格
のディスクドライブを提供することができる。さらに、
ヘッド位置決め制御回路をデジタル回路で構成するた
め、回路の経年変化がなく、信頼性を向上したディクス
ドライブを提供することができる。

さらに、本発明では、サーボヘッドから読み出されたサ
ーボ信号にノイズが乗った場合では、サーボヘッドを位
置をデジタル的に算出する際に、そのノイズをデジタル
的に除去するため、正確なサーボヘッドの絶対位置を算
出することができ、誤ったトラックをシークするシーク
・エラーを防止するディクスドライブを提供することが
できる。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の構成を備えたディスクドライブにお
   ける、 サーボデータが記録されたトラックを複数有するディス
   ク（30）と； サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と； サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
   させるモータ（63）； ヘッド位置決め制御装置は、下記の構成を有する。 ディスクから読み出したサーボデータに基づき、連続す
   る所定数のトラックを単位とするゾーンにおけるサーボ
   ヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成する位置
   信号作成手段（32）と； 前記位置信号作成手段で作成されたアナログの位置信号
   をデジタル変換するデジタル変換手段（33,34）と； 所定時間毎に動作する下記の機能を有するデジタル演算
   手段（50）と； 前記アナログデジタル変換手段にデジタル変換を指示す
   る機能と； 前記デジタル変換された値に基づきゾーンにおけるサー
   ボヘッドの位置を算出する機能と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
   れたゾーンにおけるサーボヘッドの位置とに基づき、サ
   ーボヘッドの実位置を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置とに基づき、サーボヘッドの移
   動距離を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
   たサーボヘッドの移動距離とに基づき、次回のサーボヘ
   ッドの予測位置を算出する機能と、 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置とに基づき、サーボヘッドの移
   動速度を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
   ラックまでの残りトラック数を算出する機能と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
   の目標速度を求める機能と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
   ヘッドの目標速度とに基づき、前記モータを駆動する電
   流値を算出する機能と； 前記算出されたモータ駆動電流値を出力する機能； 前記デジタル演算手段から出力された前記モータを駆動
   する電流値をアナログ変換してアナログのモータ駆動電
   流信号を発生する手段（61、62）。
2. 【請求項２】前記請求項１のデジタル演算手段の次回の
   サーボヘッドの予測位置を算出する機能は、 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
   たサーボヘッドの移動距離を加算して、次回のサーボヘ
   ッドの予測位置を算出することを特徴とする。
3. 【請求項３】下記の構成を備えたディスクドライブにお
   ける、 サーボデータが記録されたトラックを複数有するディス
   ク（30）と； サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と； サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
   させるモータ（63）； ヘッド位置決め制御装置は、下記の構成を有する。 ディスクから読み出したサーボデータに基づき、連続す
   る所定数のトラックを単位とするゾーンにおけるサーボ
   ヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成する位置
   信号作成手段（32）と； 前記位置信号作成手段で作成されたアナログの位置信号
   をデジタル変換するデジタル変換手段（33,34）と； 所定時間毎に動作する下記の機能を有するデジタル演算
   手段（50）と； 前記アナログデジタル変換手段にデジタル変換を指示す
   る機能と； 前記デジタル変換された値に基づきゾーンにおけるサー
   ボヘッドの位置を算出する機能と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
   れたゾーンにおけるサーボヘッドの位置とに基づき、サ
   ーボヘッドの実位置を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置とに基づき、サーボヘッドの移
   動速度を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
   たサーボヘッドの移動速度とに基づき、次回のサーボヘ
   ッドの予測位置を算出する機能と、 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
   ラックまでの残りトラック数を算出する機能と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
   の目標速度を求める機能と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
   ヘッドの目標速度とに基づき、前記モータを駆動する電
   流値を算出する機能と； 前記算出されたモータ駆動電流値を出力する機能； 前記デジタル演算手段から出力された前記モータを駆動
   する電流値をアナログ変換してアナログのモータ駆動電
   流信号を発生する手段（61、62）。
4. 【請求項４】前記請求項１のデジタル演算手段の次回の
   サーボヘッドの予測位置を算出する機能は、下記の機能
   を有する。 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記所定時
   間を乗ずることにより、前記所定時間におけるヘッドの
   移動距離を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
   た所定時間におけるサーボヘッドの移動距離を加算する
   ことにより、次回のサーボヘッドの予測位置を算出する
   機能。
5. 【請求項５】下記の構成を備えたディスクドライブにお
   ける、サーボデータが記録されたトラックを複数有する
   ディスク（30）と； サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と； サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
   させるモータ（63）； ヘッド位置決め制御装置は、下記の構成を有する。 ディスクから読み出したサーボデータに基づき、連続す
   る所定数のトラックを単位とするゾーンにおけるサーボ
   ヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成する位置
   信号作成手段（32）と； 前記位置信号作成手段で作成されたアナログの位置信号
   をデジタル変換するアナログデジタル変換手段（33,3
   4）と； 所定時間毎に動作する下記の機能を有するデジタル演算
   手段（50）と； 前記アナログデジタル変換手段にデジタル変換を指示す
   る機能と； 前記デジタル変換された値に基づきゾーンにおけるサー
   ボヘッドの位置を算出する機能と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
   れたゾーンにおけるサーボヘッドの位置とに基づき、サ
   ーボヘッドの実位置を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
   たサーボヘッドの予測位置に基づき、前記算出されたサ
   ーボヘッドの実位置を補正算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置とに基づき、次回のサーボヘッ
   ドの予測位置を算出する機能と、 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置とに基づき、サーボヘッドの移
   動速度を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
   ラックまでの残りトラック数を算出する機能と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
   の目標速度を求める機能と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
   ヘッドの目標速度とに基づき、前記モータを駆動する電
   流値を算出する機能と； 前記算出されたモータ駆動電流値を出力する機能； 前記デジタル演算手段から出力された前記モータを駆動
   する電流値をアナログ変換してアナログのモータ駆動電
   流信号を発生する手段（61、62）。
6. 【請求項６】前記請求項６のデジタル演算手段のサーボ
   ヘッドの実位置を補正算出する機能は、下記の機能を有
   する。 前回算出されたサーボヘッドの予測位置から前記算出さ
   れたサーボヘッドの実位置を減算して、予測誤差を算出
   する機能と； 前記算出された予測誤差が所定値を超える場合、前回算
   出されたサーボヘッドの予測位置をサーボヘッドの実位
   置とする機能と； 前記算出された予測誤差が所定値より小さい場合、前記
   算出されたサーボヘッドの実位置をサーボヘッドの実位
   置とする機能。
7. 【請求項７】前記請求項１又は３又は５のデジタル演算
   手段のサーボヘッドの移動速度を算出する機能は、下記
   の機能を有する。 前記算出されたサーボヘッドの実位置と前回算出された
   サーボヘッドの実位置の差によりサーボヘッドの移動距
   離を算出する機能と； 前記算出されたサーボヘッドの移動距離にデジタル的に
   ローパスフィルタ処理を行うことによりサーボヘッドの
   移動速度を算出する機能。
8. 【請求項８】前記請求項１又は３又は５のモータ駆動電
   流を発生する手段は、下記の手段を有する。 前記デジタル演算手段から出力された前記モータを駆動
   する電流値をアナログ変換してアナログの電圧信号を発
   生するアナログ変換手段（61）と； 前記電圧信号を電流信号に変換して前記モータに電流を
   供給するアンプ手段（62）。
9. 【請求項９】サーボデータが記録されたトラックを複数
   有するディスク（30）と、 サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と、 サーボヘッドにより読み出されたサーボ信号に基づき、
   連続する所定数のトラックを単位とするゾーンにおける
   サーボヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成す
   る位置信号作成回路（32）と、 サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
   させるモータ（63）と、 を有するディスクドライブのヘッド位置決め制御方法
   は、下記のステップを有する。 所定時間毎に前記位置信号をデジタル変換するステップ
   （S10〜S11）と； 前記デジタル変換された値に基づき、サーボヘッドのゾ
   ーン内の位置を算出するステップ（S12〜S20）と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
   れたサーボヘッドのゾーン内の位置に基づき、サーボヘ
   ッドの実位置を算出するステップ（S21〜S36）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
   たサーボヘッドの実位置の差により、サーボヘッドの移
   動距離を算出するステップ（S41と）と； 前記算出されたサーボヘッドの移動距離に基づき、次回
   のサーボヘッドの予測位置を算出するステップ（S42）
   と； 前記算出された移動距離に基づき、サーボヘッドの移動
   速度を算出するステップ（S51）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
   ラックまでの残りトラック数を算出するステップ（S5
   2）と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
   の目標速度を求めるステップ（S53）と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
   ヘッドの目標速度に基づき、前記モータを駆動する電流
   値を算出するステップ（S54）。
10. 【請求項１０】前記請求項９の次回のサーボヘッドの予
    測位置を算出するステップは、 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
    たサーボヘッドの移動距離を加算して、次回のサーボヘ
    ッドの予測位置を算出することを特徴とする。
11. 【請求項１１】サーボデータが記録されたトラックを複
    数有するディスク（30）と、 サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と、 サーボヘッドにより読み出されたサーボ信号に基づき、
    連続する所定数のトラックを単位とするゾーンにおける
    サーボヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成す
    る位置信号作成回路（32）と、 サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
    させるモータ（63）と、 を有するディスクドライブのヘッド位置決め制御方法
    は、下記のステップを有する。 所定時間毎に前記位置信号をデジタル変換するステップ
    （S10〜S11）と； 前記デジタル変換された値に基づきサーボヘッドのゾー
    ン内の位置を算出めるステップ（S12〜S20）と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
    れたサーボヘッドのゾーン内の位置に基づき、サーボヘ
    ッドの実位置を算出するステップ（S21〜S36）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
    たサーボヘッドの実位置の差により、サーボヘッドの移
    動距離を算出するステップ（S41と）と； 前記算出されたサーボヘッドの移動距離に基づき、サー
    ボヘッドの移動速度を算出するステップと； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記所定時
    間を乗ずることにより、前記所定時間におけるヘッドの
    移動距離を算出するステップと； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前記算出され
    た所定時間におけるサーボヘッドの移動距離を加算する
    ことにより、次回のサーボヘッドの予測位置を算出する
    ステップ。 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
    ラックまでの残りトラック数を算出するステップ（S5
    2）と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
    の目標速度を求めるステップ（S53）と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
    ヘッドの目標速度に基づき、前記モータを駆動する電流
    値を算出するステップ（S54）。
12. 【請求項１２】サーボデータが記録されたトラックを複
    数有するディスク（30）と、 サーボデータを読み出すサーボヘッド（31）と、 サーボヘッドにより読み出されたサーボ信号に基づき、
    連続する所定数のトラックを単位とするゾーンにおける
    サーボヘッドの位置を示すアナログの位置信号を作成す
    る位置信号作成回路（32）と、 サーボヘッドをディスクのトラックを横切る方向に移動
    させるモータ（63）と、 を有するディスクドライブのヘッド位置決め制御方法
    は、下記のステップを有する。 所定時間毎に前記位置信号をデジタル変換するステップ
    （S10〜S11）と； 前記デジタル変換された値に基づき、サーボヘッドのゾ
    ーン内の位置を算出めるステップ（S12〜S20）と； 前回算出されたサーボヘッドの予測位置と、前記算出さ
    れたサーボヘッドのゾーン内の位置に基づき、サーボヘ
    ッドの実位置を算出するステップ（S21〜S36）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
    たサーボヘッドの予測位置との誤差が所定値以上であれ
    ば、前回算出されたサーボヘッドの予測位置を前記サー
    ボヘッドの実位置とするステップ（S37〜S40）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
    たサーボヘッドの実位置とに基づき、次回のサーボヘッ
    ドの予測位置を算出するステップ（S42〜S42）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置と、前回算出され
    たサーボヘッドの実位置とに基づき、前記算出された移
    動距離に基づき、サーボヘッドの移動速度を算出するス
    テップ（S51）と； 前記算出されたサーボヘッドの実位置に基づき、目的ト
    ラックまでの残りトラック数を算出するステップ（S5
    2）と； 前記算出された残りトラック数に基づき、サーボヘッド
    の目標速度を求めるステップ（S53）と； 前記算出されたサーボヘッドの移動速度と、前記サーボ
    ヘッドの目標速度に基づき、前記モータを駆動する電流
    値を算出するステップ（S54）。
13. 【請求項１３】ディスクドライブのヘッド位置決め制御
    方法は、下記のステップを有する。 前記モータに所定の駆動電流を供給するステップと（S8
    2〜S86）と； 前記位置信号をデジタル変換するステップ（S87）と； 前記デジタル変換された値が第１所定値になった時に、
    タイマをスタートするステップ（S88〜S89）と、 前記デジタル変換された値が第２所定値になった時に、
    前記タイマをストップするステップ（S91〜S92）と、 前記タイマの計測値に基づき、速度制御におけるサーボ
    ヘッドの初期移動速度を算出するステップ（S93）。