JPH10275433A - ディスク記録再生装置及び同装置に適用するヘッド位置決め制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動や衝撃などの外乱に対して、ヘッド位置決
め制御時に有効な外乱補償を実行する機能により、サー
ボ帯域の増大化や除振機構を必要とすることなく、耐振
特性の優れたサーボシステムを実現することにある。 【解決手段】ＨＤＤに適用するサーボシステムにおい
て、ヘッドアクチュエータ機構の例えばヘッドスライダ
に設けられた加速度センサ５を使用した外乱補償部３が
設けられている。外乱補償部３では補償コントローラ４
は、加速度センサ５による加速度検出値Ｇとサーボコン
トローラ１からの制御量Ｓａとに基づいて外乱を推定
し、制御量Ｓａから外乱を解消するための外乱補償値Ｃ
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に記録媒体とし
てディスクを使用し、ディスク上の目標位置にヘッドを
位置決め制御してデータの記録再生を行なうディスク記
録再生装置に関し、具体的にはハードディスクドライブ
や光ディスク装置に適用するディスク記録再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ）では、記録媒体として使用するディスク上に予めサ
ーボ情報が記録されており、ヘッドにより再生されたサ
ーボ情報を使用してヘッドをディスク上の目標位置（目
標トラック）に位置決め制御するためのヘッド位置決め
制御システム（サーボシステム）が設けられている。

【０００３】特に小型のＨＤＤでは、ディスク上のデー
タセクタ（ユーザデータ領域）と共に、各トラックに配
列されたサーボ情報用のサーボセクタが設けられたセク
タサーボ方式のサーボシステムが採用されている。

【０００４】ここで、サーボ情報は、ヘッドが位置する
ディスク上のトラックを識別するためのトラックアドレ
ス（シリンダアドレス）情報と、１つのトラックの範囲
内のヘッド位置を検出するためのサーボバースト情報と
に大別される。サーボシステムは、サーボセクタ数とデ
ィスクの回転数とにより決定されるサンプリング周期で
サンプリングされたサーボ情報から、前記のトラックア
ドレス情報およびサーボバースト情報を得る。サーボシ
ステムは、トラックアドレス情報の使用によるヘッドの
シーク制御（目標トラックまでの速度制御）およびサー
ボバースト情報の使用によるトラック追従制御（目標ト
ラックの範囲内の位置制御）を行なう。トラック追従制
御では、サーボシステムは、サーボバースト情報を使用
して、ヘッドの目標位置（目標トラックの範囲内）に対
する位置誤差を算出して、この位置誤差を解消するよう
な制御量を算出するフィードバック制御を実行する。

【０００５】ところで、小型のＨＤＤはパーソナルコン
ピュータの内部に実装されることが多い。このため、コ
ンピュータ本体に外部から振動や衝撃が加わると、ＨＤ
Ｄにも振動や衝撃の影響が作用する。また、最近の携帯
型パーソナルコンピュータに搭載される小型のＨＤＤ
は、特に振動や衝撃が加えられる環境で使用されること
が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、パー
ソナルコンピュータに搭載される小型のＨＤＤは、外部
から振動や衝撃が加わる可能性が高いため、いわゆる外
乱の影響を抑制するための外乱補償に関する技術が重要
である。特に、ＨＤＤではヘッドを目標位置に高精度で
位置決め制御する必要があるため、外乱の影響が大きい
場合には、トラック追従制御が困難になる。従来では、
可能な限りサーボ帯域を上げて耐振特性を向上させた
り、ＨＤＤの装置本体に除振機構を取り付けるなどの方
法が提案されている。

【０００７】しかしながら、セクタサーボ方式では、デ
ィスクのフォーマット効率（データセクタ数を増大化）
の観点から、サーボセクタ数を増大させて、サンプリン
グ周波数を高くすることは困難である。一般に、サンプ
ル値制御系ではサンプルホールドによる位相遅れがある
が、この位相遅れが制御系に影響を与えないようにする
ためには、サーボ帯域をサンプリング周波数の１／７以
下程度に制限する必要があるとされている。従って、前
述したサーボ帯域を上げることで、ヘッド位置決め制御
における耐振特性を向上させることには限界がある。ま
た、ＨＤＤの装置本体に除振機構を取り付けるために
は、構造上の工夫が必要であり、特に携帯型パーソナル
コンピュータに搭載させるような小型のＨＤＤには困難
である。

【０００８】そこで、本発明の目的は、振動や衝撃など
の外乱に対して、ヘッド位置決め制御時に有効な外乱補
償を実行する機能により、サーボ帯域の増大化や除振機
構を必要とすることなく、耐振特性の優れたサーボシス
テムを実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えばＨＤＤ
などのディスク記録再生装置において、ヘッドアクチュ
エータ機構の例えばヘッドスライダに設けられたセンサ
手段と、ヘッドの位置決め制御時に目標位置に対するヘ
ッドの位置誤差情報に基づいてヘッドアクチュエータ機
構の制御量を算出するサーボ手段と、センサ手段の検出
値とサーボ手段により算出された制御量とに基づいて外
乱を推定して外乱を解消するための外乱補償手段とを有
するサーボシステムを備えている。

【００１０】センサ手段は、ヘッドアクチュエータ機構
の所定の方向に発生する加速度（角加速度）を検出する
ための加速度センサであり、外乱を含む加速度値を検出
する。外乱補償手段は、センサ手段からの加速度値とサ
ーボ手段により算出された制御量（即ち、ヘッドを移動
させるための加速度値に相当する）との誤差から外乱の
量を推定し、サーボ手段の制御量から推定した外乱の値
を解消するような補償処理を行なう。

【００１１】このような構成により、ヘッドをディスク
上の目標位置に追従させる追従制御時に外乱が作用した
ときに、サーボシステムは追従制御のための制御量に含
まれる外乱の値を推定し、この制御量から外乱を解消さ
れることにより、追従制御に対する外乱補償を実行す
る。従って、結果的に外乱の作用による位置決め精度の
低下または不安定な位置決め制御を抑制できるため、確
実なデータの記録再生動作を実現することができる。

【００１２】本発明の他の側面としては、加速度センサ
をヘッドアクチュエータの２箇所に配置して、各加速度
センサの検出値によりヘッドアクチュエータの回転動作
時の角加速度を検出する手段を有するサーボシステムで
ある。外乱補償手段は、ヘッドアクチュエータの角加速
度とサーボ手段の制御量との誤差から外乱の値を推定
し、この外乱を制御量から解消するような補償処理を行
なう。

【００１３】このような構成であれば、ＨＤＤ全体が移
動したときの加速度成分による外乱の推定値に対する影
響を抑制することができる。即ち、１個の加速度センサ
の検出値には、ＨＤＤ全体が移動したときの加速度成分
が含まれて、外乱の推定値に対して影響が生ずる。これ
に対して、本方式であれば、各加速度センサの検出値を
使用した角加速度の演算処理により、ヘッドアクチュエ
ータの回転動作時の角加速度を正確に算出することが可
能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は第１の実施形態に関係するサ
ーボ制御系の構成を示すブロック図であり、図２は同実
施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロック図であ
り、図３は同実施形態に関係する外乱補償用コントロー
ラの構成を示すブロック図であり、図４は同実施形態に
関係する加速度センサの構造を示す図であり、図５は同
実施形態に関係する加速度センサの取付け位置を示す図
であり、図６は同実施形態のサーボシステムの動作を説
明するためのフローチャートである。 （サーボシステムの構成）本実施形態のサーボシステム
は、図１に示すような制御系から構成されており、ＨＤ
Ｄのヘッド位置決め制御システムに適用した場合を想定
する（図２を参照）。サーボシステムは、大別してサー
ボコントローラ１と、ヘッド駆動機構２と、本実施形態
に関係する外乱補償部３とからなる。サーボコントロー
ラ１はメイン構成要素であり、ヘッドの目標位置Ｄと現
在位置Ｐとの位置誤差Ｅを入力して、ヘッド駆動機構２
を駆動制御するための制御量Ｓａを出力するフィードバ
ック・コントローラである。

【００１５】ヘッド駆動機構２は、ヘッドを目標位置
（ディスク上の目標トラック）まで移動させるためのヘ
ッドアクチュエータおよびボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）を含む駆動要素である。外乱補償部３は、補償コン
トローラ４と加速度センサ５とを有する。補償コントロ
ーラ４は、加速度センサ５からの検出値Ｇとサーボコン
トローラ１からの制御量Ｓａとを入力して、システムに
加わる外乱の値（加速度値）を推定し、この外乱を解消
するための補償値Ｃを出力する。 （ＨＤＤの構成）次に、図２を参照して、本実施形態の
サーボシステムを適用したＨＤＤの構成を説明する。サ
ーボシステムのサーボコントローラ１及び外乱補償部３
の補償コントローラ４は、図２に示すように、ＣＰＵ１
７を含むマイクロコントローラ１６により実現される。

【００１６】本実施形態のＨＤＤは、図２に示すよう
に、ディスク１１と、ヘッド１０と、ヘッドアクチュエ
ータ１３と、マイクロコントローラ１６と、リード／ラ
イト回路２１と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２６
とを有する。ディスク１１は１枚または複数枚（ここで
は便宜的に１枚とする）が設けられており、スピンドル
モータ１２により高速回転している。ディスク１１に
は、同心円状の多数のトラックが配列されており、各ト
ラックには前記のサーボバースト情報を含むサーボ情報
が記録されたサーボセクタが配置されている。

【００１７】ヘッド１０は、ＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅ
ｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド１０ａと誘導型の薄膜ヘッドか
らなる記録ヘッド１０ｂとが、同一のヘッドスライダ上
に一体化された記録再生分離型ヘッドである。ヘッド１
０はディスク１１の両面に対応してそれぞれ設けられて
おり、ヘッドアクチュエータ１３により保持されてい
る。

【００１８】ヘッドアクチュエータ１３はボイスコイル
モータ（ＶＣＭ）１４の駆動力により所定の回転軸を中
心として回転駆動し、ヘッド１０をディスク１１の半径
方向に移動させる。ＶＣＭ１４は、マイクロコントロー
ラ１６のＣＰＵ１７により制御されるＶＣＭドライバ１
５から駆動電流が供給されて駆動する。

【００１９】リード／ライト回路２１は通常では専用の
集積回路からなり、データのリード／ライト処理を実行
する。リード／ライト回路２１は、ＨＤＣ２６から出力
されるライトデータを、記録アンプ２３により記録電流
に変換して記録ヘッド１０ｂに出力する。また、リード
／ライト回路２１は、再生ヘッド１０ａから出力された
再生信号を再生アンプ２４により増幅した後に入力し、
元のライトデータに復号化したリードデータをＨＤＣ２
６に出力する。

【００２０】サーボシステムは、前述したように、ヘッ
ド１０をディスク１１上の目標トラック（アクセス対象
のセクタを含むトラック）に位置決め制御するためのフ
ィードバック制御系である。具体的な構成要素として
は、サーボ処理回路２２、サンプルホールド回路２５、
およびマイクロコントローラ１６である。サーボ処理回
路２２は通常ではリード／ライト回路２１を構成する集
積回路に含まれており、再生された再生信号からサーボ
情報（トラックアドレス情報とサーボバースト情報）を
抽出する。

【００２１】サンプルホールド回路２５は、サーボ処理
回路２２により抽出されたサーボバースト情報である位
置信号レベルをサンプリングしてホールドする。マイク
ロコントローラ１６は、サンプルホールド回路２５によ
りホールドされた位置信号レベルをＡ／Ｄコンバータ１
８によりディジタル値（位置情報）に変換して入力す
る。ＣＰＵ１７は、前述したように、図１のサーボコン
トローラ１に相当するものであり、Ａ／Ｄコンバータ１
８を介して入力した位置情報を使用して、ヘッド１０の
目標位置（ここでは目標トラックの範囲）に対する位置
誤差を算出する位置誤差演算を実行し、その位置誤差を
解消するための制御量を算出する。マイクロコントロー
ラ１６は、ＣＰＵ１７により算出された制御量をＤ／Ａ
コンバータ１９によりアナログ信号に変換してＶＣＭド
ライバ１５に供給する。ＣＰＵ１７はメモリ２０に予め
格納されたプログラムにより、前記の位置誤差演算処理
を含むヘッド位置決め制御およびそれ以外のＨＤＤの制
御を実行する。

【００２２】さらに、本実施形態のＣＰＵ１７は、前述
したように、外乱補償部３の補償コントローラ４に相当
する外乱補償処理を実行する。 （サーボシステムの動作）以下、図３から図５を参照し
て外乱補償部３の構成と動作を説明する。

【００２３】まず、外乱補償部３は、図１に示すよう
に、補償コントローラ４と加速度センサ５とからなる。
加速度センサ５はピエゾ素子を利用したセンサであり、
図４に示すように、ガラスからなるパッケージ４３の内
部に、シリコン部材をエッチング処理により形成した支
持部４２、ビーム４１、重り４０からなるセンサ本体が
設けられた構造である。加速度センサ５の動作原理は、
外乱により矢印Ｇｄの方向に加速度が発生すると、重り
４０の慣性によりビーム４１が変形し、このビーム４１
のピエゾ抵抗効果によりビーム４１の抵抗値が変化す
る。この抵抗値の変化を検出することにより、加速度値
を電気信号に変換する。本実施形態では、そのような加
速度センサ５は、図５に示すように、ヘッド１０が実装
されているヘッドスライダ５０の側面部に設けられてい
る。

【００２４】一方、補償コントローラ４は、図３に示す
ように、加速度センサ５からの検出信号Ｇ（加速度値）
に所定のゲインを掛けるゲイン回路３０と減算回路３１
を有する。減算回路３１は、ゲイン回路３０の出力であ
る加速度値とサーボコントローラ１からの制御量Ｓａと
の誤差を算出する。ここで、通常ではヘッドアクチュエ
ータ機構はＶＣＭ１４の駆動入力（駆動電流値）とヘッ
ドアクチュエータ１３の角加速度とは比例していると想
定できる。ゲイン回路３０の出力は、外乱による加速度
を含むヘッドアクチュエータ１３の角加速度であると想
定できる。一方、サーボコントローラ１からの制御量Ｓ
ａは、ＶＣＭ１４の駆動入力（駆動電流値）に相当する
ものである。従って、補償コントローラ４は、外乱によ
るヘッドアクチュエータ１３の角加速度（トルク外乱）
を推定した値（補償値Ｃ）を出力する。なお、補償コン
トローラ４は、具体的には前述したように、マイクロコ
ントローラ１６のＣＰＵ１７により実現する。即ち、加
速度センサ５の出力は、Ａ／Ｄコンバータ１８によりデ
ィジタル値に変換されてＣＰＵ１７に入力される。

【００２５】このような構成において、適宜図１、図
２、図６のフローチャートを参照して、本実施形態のサ
ーボシステムの動作を説明する。まず、再生ヘッド１０
ａがディスク１１上の目標トラックまで移動されて、こ
の目標トラックの範囲内に位置決めするためのトラック
追従制御を実行する場合を想定する。再生ヘッド１０ａ
は、トラックに予め記録されたサーボ情報を読出して、
リード／ライト回２１に出力する。前述したように、サ
ーボ処理回路２２により、サーボバースト情報が抽出さ
れて、サンプルホールド回路２５とＡ／Ｄコンバータ１
８とを介してＣＰＵ１７に入力される（ステップＳ
１）。ＣＰＵ１７は目標位置Ｄと再生ヘッド１０ａの現
在位置Ｐとの位置誤差を算出する（ステップＳ２）。即
ち、サーボコントローラ１は、位置誤差情報Ｅを入力し
て制御量Ｓａを算出する（ステップＳ３）。

【００２６】ここで、外乱が発生しない場合には、サー
ボコントローラ１の制御量Ｓａ（Ｓｂと同値）は、ヘッ
ド駆動機構２に供給される（ステップＳ４のＮＯ，Ｓ
８）。即ち、ＣＰＵ１７は算出した制御量をＤ／Ａコン
バータ１９によりアナログ信号（駆動制御信号）に変換
してＶＣＭドライバ１５に供給する。これにより、ＶＣ
Ｍ１４は制御量Ｓａに相当する駆動電流が供給されて、
ヘッドアクチュエータ１３を駆動させる。従って、再生
ヘッド１０ａは位置誤差を解消するように移動して、目
標トラックの範囲内に追従することになる。

【００２７】一方、振動や衝撃等の外乱が加わると、加
速度センサ５による検出値Ｇには外乱による加速度成分
が含まれることになる。補償コントローラ４は、加速度
センサ５による検出値Ｇ（外乱成分を含むヘッドアクチ
ュエータの角加速度値）を入力して、前述したように、
サーボコントローラ１の制御量Ｓａと検出値Ｇとに基づ
いて外乱の値（補償値Ｃに相当する）を推定する（ステ
ップＳ４のＹＥＳ，Ｓ５，Ｓ６）。この外乱補償値Ｃを
使用して、図１に示す減算部６により、サーボコントロ
ーラ１の制御量Ｓａは外乱の成分を除かれた制御量Ｓｂ
に補償される（ステップＳ７）。従って、ヘッド駆動機
構２には、サーボコントローラ１の制御量Ｓａに対して
外乱補償された制御量Ｓｂが供給される。即ち、ＶＣＭ
１４は制御量Ｓｂに相当する駆動電流が供給されて、ヘ
ッドアクチュエータ１３を駆動させる（ステップＳ
８）。

【００２８】以上のように本実施形態によれば、ヘッド
スライダ５０に配置した加速度センサ５と補償コントロ
ーラ４とにより、ヘッド１０を目標トラックの範囲に追
従させるトラック追従制御時に、ヘッドアクチュエータ
１３に加えられた外乱を推定する。補償コントローラ４
は推定した値を外乱補償値Ｃとして出力する。従って、
外乱補償値Ｃを使用してサーボコントローラ１（ＣＰＵ
１７）の制御量Ｓａを、外乱成分を除いた制御量Ｓｂに
補償することができる。これにより、ヘッド位置決め制
御における外乱補償を実現することができる。なお、本
実施形態では、トラック追従制御時の外乱補償について
説明したが、ヘッド１０を目標トラックまで移動させる
ときのシーク制御時にも適用することができる。 （第２の実施形態）図７と図９は第２の実施形態に関係
する図である。第２の実施形態は、図７に示すように、
２個の加速度センサ５ａ，５ｂをヘッドアクチュエータ
１３の２箇所に配置し、各加速度センサ５ａ，５ｂの検
出値（Ｇａ，Ｇｂ）によりヘッドアクチュエータ１３の
回転駆動時の角加速度を高精度に検出する方式である。
即ち、前述の第１の実施形態は、１個の加速度センサ５
をヘッド１０の近傍であるヘッドスライダに設けて、ヘ
ッドアクチュエータ１３の回転駆動時の角加速度を検出
する方式である。

【００２９】ここで、ＨＤＤに対して外乱が加わると、
ＨＤＤ全体がいわゆる並進方向に移動することがある。
このため、第１の実施形態の加速度センサ５の検出値に
は、ヘッドアクチュエータ１３の角加速度以外に、ＨＤ
Ｄ全体が移動したときの加速度の影響が含まれている。
そこで、第２の実施形態は、ＨＤＤ全体が移動したとき
の加速度に影響されることなく、ヘッドアクチュエータ
１３の角加速度を正確に検出できる方式を提供すること
にある。

【００３０】以下、本実施形態のサーボシステムの動作
を図７と図９を参照して説明する。なお、図１と図２は
本実施形態にも適用するため説明は省略する。本実施形
態においても、再生ヘッド１０ａがディスク１１上の目
標トラックまで移動されて、この目標トラックの範囲内
に位置決めするためのトラック追従制御を実行する場合
を想定する。再生ヘッド１０ａは、トラックに予め記録
されたサーボ情報を読出して、リード／ライト回２１に
出力する。前述したように、サーボ処理回路２２によ
り、サーボバースト情報が抽出されて、サンプルホール
ド回路２５とＡ／Ｄコンバータ１８とを介してＣＰＵ１
７に入力される（ステップＳ１０）。ＣＰＵ１７は目標
位置Ｄと再生ヘッド１０ａの現在位置Ｐとの位置誤差を
算出する（ステップＳ１１）。即ち、サーボコントロー
ラ１は、位置誤差情報Ｅを入力して制御量Ｓａを算出す
る（ステップＳ１２）。

【００３１】ここで、外乱が発生しない場合には、サー
ボコントローラ１の制御量Ｓａ（Ｓｂと同値）は、ヘッ
ド駆動機構２に供給される（ステップＳ１３のＮＯ，Ｓ
１８）。即ち、ＣＰＵ１７は算出した制御量をＤ／Ａコ
ンバータ１９によりアナログ信号（駆動制御信号）に変
換してＶＣＭドライバ１５に供給する。これにより、Ｖ
ＣＭ１４は制御量Ｓａに相当する駆動電流が供給され
て、ヘッドアクチュエータ１３を駆動させる。従って、
再生ヘッド１０ａは位置誤差を解消するように移動し
て、目標トラックの範囲内に追従することになる。

【００３２】一方、振動や衝撃等の外乱が加わると、サ
ーボコントローラ１の制御量Ｓａには外乱による加速度
成分が含まれることになる。ここで、本実施形態では、
補償コントローラ４は、２個の加速度センサ５ａ，５ｂ
からの各加速度検出値Ｇａ，Ｇｂを入力する（ステップ
Ｓ１３のＹＥＳ，Ｓ１４）。補償コントローラ４は、各
加速度検出値Ｇａ，Ｇｂに基づいて、ヘッドアクチュエ
ータ１３の角加速度ωを算出する（ステップＳ１５）。

【００３３】加速度センサ５ａ，５ｂはそれぞれ、図７
に示すように、がそれぞれ、ヘッドアクチュエータ１３
の回転軸７０から距離Ｌａ，Ｌｂの位置に配置されてい
ると想定する。さらに、加速度センサ５ａ，５ｂは図７
の±Ｙ方向の加速度を検出するものと想定する。補償コ
ントローラ４は、下記式（１）に示す演算式によりヘッ
ドアクチュエータ１３の角加速度ωを算出する。 ω＝（Ｇｂ−Ｇａ）／（Ｌｂ−Ｌａ）…（１） そして、補償コントローラ４は、サーボコントローラ１
の制御量Ｓａと角加速度ωとに基づいて外乱の値（補償
値Ｃに相当する）を推定する（ステップＳ１６）。この
外乱補償値Ｃを使用して、図１に示す減算部６により、
サーボコントローラ１の制御量Ｓａから外乱の成分を除
いた制御量Ｓｂを算出する（ステップＳ１７）。ＶＣＭ
１４は制御量Ｓｂに相当する駆動電流が供給されて、ヘ
ッドアクチュエータ１３を駆動させる（ステップＳ１
８）。

【００３４】以上のように本実施形態によれば、２個の
加速度センサ５ａ，５ｂの検出値を利用して、ＨＤＤ全
体が移動したときの加速度の影響を受けずに、ヘッドア
クチュエータ１３の角加速度ωを正確に算出することが
できる。従って、その角加速度ωにより、外乱の値（即
ち、外乱補償値Ｃに相当する）を高精度に推定すること
が可能となる。これ以外の効果については、前述の第１
の実施形態の場合と同様である。

【００３５】なお、２個の加速度センサ５ａ，５ｂの配
置は図７に示す場合について説明したが、当然ながら他
の位置でもよい。但し、前記の各加速度を算出する関係
式（１）は、加速度センサ５ａ，５ｂの配置に伴って変
更されることになる。 （第２の実施形態の変形例）図８は第２の実施形態の変
形例を示すものであり、角加速度センサ８０をヘッドア
クチュエータ１３の回転軸７０に配置させた構成であ
る。角加速度センサ８０は原理的には２個の加速度セン
サ５ａ，５ｂを利用したものと同様である。このような
構成でも、第２の実施形態と同様に、ＨＤＤ全体が移動
したときの加速度の影響を受けずに、ヘッドアクチュエ
ータ１３の角加速度ωを正確に算出することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、例
えばＨＤＤなどのディスク記録再生装置に対して外部か
らの振動や衝撃などの外乱が発生した場合に、ヘッドア
クチュエータ機構に作用する外乱を推定して、この推定
結果に基づいていわゆる外乱補償処理を実行することが
できる。従って、従来のようにサーボ帯域の増大化や除
振機構を必要とすることなく、ヘッド位置決め制御時に
有効な外乱補償を実現することができる。これにより、
結果的に除振機構による特別の構造上の工夫やサーボ帯
域の増大化に伴うディスクのフォーマット効率の低下な
どを招く事なく、耐振特性の優れたサーボシステムを実
現することができる。このサーボシステムを例えばＨＤ
Ｄに適用すれば、高記録密度化を妨げることなく、耐振
特性の優れた装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に関係するサーボ制御
系の構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロ
ック図。

【図３】同実施形態に関係する外乱補償用コントローラ
の構成を示すブロック図。

【図４】同実施形態に関係する加速度センサの構造を示
す図。

【図５】同実施形態に関係する加速度センサの取付け位
置を示す図。

【図６】同実施形態のサーボシステムの動作を説明する
ためのフローチャート。

【図７】第２の実施形態に関係する加速度センサの取付
け位置を示す図。

【図８】第２の実施形態の変形例を示す図。

【図９】第２の実施形態のサーボシステムの動作を説明
するためのフローチャート。

【符号の説明】

１…サーボコントローラ（フィードバック・コントロー
ラ） ２…ヘッド駆動機構（ヘッドアクチュエータ機構） ３…外乱補償部 ４…補償コントローラ ５，５ａ，５ｂ…加速度センサ ６…減算部 １０…ヘッド（記録再生分離型ヘッド） １０ａ…再生ヘッド １０ｂ…記録ヘッド １１…ディスク １２…スピンドルモータ １３…ヘッドアクチュエータ １４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ） １５…ＶＣＭドライバ １６…マイクロコントローラ １７…ＣＰＵ １８…Ａ／Ｄコンバータ １９…Ｄ／Ａコンバータ ２０…メモリ ２１…リード／ライト回路 ２２…サーボ処理回路 ２３…記録アンプ ２４…再生アンプ ２５…サンプルホールド回路 ２６…ディスクコントローラ（ＨＤＣ） ７０…回転軸 ８０…角加速度センサ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク上の目標位置にヘッドを位置決
   めして、前記ディスクにデータの記録再生を行なうディ
   スク記録再生装置であって、 前記ヘッドをディスクの半径方向に移動させるためのヘ
   ッド移動機構と、 前記ヘッド移動機構に設けられて、前記ヘッドの位置決
   め制御時に作用する外乱を検出するためのセンサ手段
   と、 前記ヘッドの位置決め制御時に、目標位置に対するヘッ
   ドの位置誤差情報に基づいて前記ヘッド移動機構の制御
   量を算出するサーボ手段と、 前記センサ手段の検出値と前記サーボ手段により算出さ
   れた制御量とに基づいて前記外乱を推定し、前記外乱を
   前記制御量から解消するための外乱補償手段とを具備し
   たことを特徴とするディスク記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記センサ手段は加速度センサからな
   り、前記ヘッドの近傍に配置されて、所定の方向に対す
   る加速度値を検出する機能を有することを特徴とする請
   求項１記載のディスク記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記外乱補償手段は、前記センサ手段か
   ら出力された検出値と前記制御量との誤差を算出して、
   この誤差から前記外乱を推定する手段を有することを特
   徴とする請求項１または請求項２記載のディスク記録再
   生装置。
4. 【請求項４】 前記センサ手段は複数の加速度センサか
   らなり、前記ヘッド移動機構の所定の複数箇所に配置さ
   れて、 前記各加速度センサにより検出された各加速度値と前記
   各加速度センサの位置とに基づいて、前記ヘッド移動機
   構の回転動作時の角加速度を算出するための算出手段を
   有し、 前記外乱補償手段は前記角加速度と前記サーボ手段によ
   り算出された制御量とに基づいて前記外乱を推定する手
   段を有することを特徴とする請求項１記載のディスク記
   録再生装置。
5. 【請求項５】 前記センサ手段は角加速度センサからな
   り、前記ヘッド移動機構の回転軸の近傍に配置されて、
   所定の方向に対する角加速度値を検出する機能を有する
   ことを特徴とする請求項４記載のディスク記録再生装
   置。
6. 【請求項６】 ディスク上の目標位置にヘッドを位置決
   めして、前記ディスクにデータの記録再生を行なうディ
   スク記録再生装置に適用するヘッド位置決め制御システ
   ムであって、 前記ヘッドを保持して前記ディスクの半径方向に回転移
   動させるためのヘッドアクチュエータ機構と、 前記ヘッドにより前記ディスクから再生されたサーボ情
   報を使用して、前記ヘッドを前記ディスク上に位置決め
   すべき目標位置と現在位置との位置誤差を算出する手段
   と、 前記位置誤差に基づいて、前記ヘッドアクチュエータ機
   構を駆動制御して前記ヘッドを前記目標位置に位置決め
   制御するための第１の制御量を算出する手段と、 前記ヘッドアクチュエータ機構に設けられて、前記ヘッ
   ドの位置決め制御時に作用する外乱を検出するための加
   速度センサ手段と、 前記加速度センサ手段の加速度検出値と前記第１の制御
   量とに基づいて前記外乱を推定し、推定された外乱を前
   記第１の制御量から解消した第２の制御量を算出する手
   段と、 前記第１または第２の制御量を駆動制御信号に変換して
   前記ヘッドアクチュエータ機構を駆動制御するための手
   段とを具備したことを特徴とするヘッド位置決め制御シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記加速度センサ手段は複数の加速度セ
   ンサからなり、前記ヘッドアクチュエータ機構の所定の
   複数箇所に配置されて、 前記各加速度センサにより検出された各加速度値と前記
   各加速度センサの位置とに基づいて、前記ヘッドアクチ
   ュエータ機構の回転動作時の角加速度を算出するための
   算出手段を有し、 さらに、前記角加速度と前記第１の制御量とに基づいて
   前記外乱を推定する手段を有することを特徴とする請求
   項６記載のヘッド位置決め制御システム。
8. 【請求項８】 前記加速度センサ手段は角加速度センサ
   からなり、前記ヘッドアクチュエータ機構の回転軸の近
   傍に配置されて、所定の方向に対する角加速度値を検出
   する機能を有することを特徴とする請求項６記載のヘッ
   ド位置決め制御システム。
9. 【請求項９】 ディスクに予め記録されたサーボ情報に
   基づいてディスク上の目標位置にヘッドを位置決め制御
   するためのサーボ制御手段を有し、前記ヘッドにより前
   記ディスクにデータの記録再生を行なうディスク記録再
   生装置に適用するヘッド位置決め制御方法であって、 前記ヘッドを保持して前記ディスクの半径方向に回転移
   動させるためのヘッドアクチュエータ機構と、前記ヘッ
   ドアクチュエータ機構に設けられて、前記ヘッドの位置
   決め制御時に作用する外乱を検出するための加速度セン
   サ手段とを具備し、 前記サーボ制御手段は、 前記ディスクから再生されたサーボ情報を使用して、前
   記ヘッドを前記ディスク上に位置決めすべき目標位置と
   現在位置との位置誤差を算出するステップと、 前記位置誤差に基づいて、前記ヘッドアクチュエータ機
   構を駆動制御して前記ヘッドを前記目標位置に位置決め
   制御するための第１の制御量を算出するステップと、 前記加速度センサ手段の加速度検出値と前記第１の制御
   量とに基づいて前記外乱を推定するステップと、 推定された外乱を前記第１の制御量から解消した第２の
   制御量を算出するステップと、 前記第２の制御量を駆動制御信号に変換して前記ヘッド
   アクチュエータ機構を駆動制御するステップとからなる
   処理を実行することを特徴とするヘッド位置決め制御方
   法。
10. 【請求項１０】 ディスクに予め記録されたサーボ情報
    に基づいてディスク上の目標位置にヘッドを位置決め制
    御するためのサーボ制御手段を有し、前記ヘッドにより
    前記ディスクにデータの記録再生を行なうディスク記録
    再生装置に適用するヘッド位置決め制御方法であって、 前記ヘッドを保持して前記ディスクの半径方向に回転移
    動させるためのヘッドアクチュエータ機構と、前記ヘッ
    ドアクチュエータ機構に設けられて、前記ヘッドアクチ
    ュエータ機構の回転動作時の角加速度を検出するための
    加速度センサ手段とを具備し、 前記サーボ制御手段は、 前記ディスクから再生されたサーボ情報を使用して、前
    記ヘッドを前記ディスク上に位置決めすべき目標位置と
    現在位置との位置誤差を算出するステップと、 前記位置誤差に基づいて、前記ヘッドアクチュエータ機
    構を駆動制御して前記ヘッドを前記目標位置に位置決め
    制御するための第１の制御量を算出するステップと、 前記加速度センサ手段の角加速度検出値と前記第１の制
    御量とに基づいて前記外乱を推定するステップと、 推定された外乱を前記第１の制御量から解消した第２の
    制御量を算出するステップと、 前記第２の制御量を駆動制御信号に変換して前記ヘッド
    アクチュエータ機構を駆動制御するステップとからなる
    処理を実行することを特徴とするヘッド位置決め制御方
    法。