情報記憶装置
【課題】精度の高いヘッドの位置決めを短時間で行うことができる情報記憶装置を提供する。
【解決手段】所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されているディスク状の記録媒体と、記録媒体を回転させる媒体駆動部と、記録媒体の表面に接触あるいは近接して記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録、制御マークの検知を行うヘッドと、ヘッドを保持し記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向に移動させるヘッド駆動部と、ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、媒体駆動部による記録媒体の回転に伴った、ヘッドによる複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いてヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、制御マークの規則に基づいた理想的間隔と制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えた。
【解決手段】所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されているディスク状の記録媒体と、記録媒体を回転させる媒体駆動部と、記録媒体の表面に接触あるいは近接して記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録、制御マークの検知を行うヘッドと、ヘッドを保持し記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向に移動させるヘッド駆動部と、ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、媒体駆動部による記録媒体の回転に伴った、ヘッドによる複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いてヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、制御マークの規則に基づいた理想的間隔と制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体を回転させてヘッドで制御マークの検知を行い、記録媒体の回転に伴った、制御マークの検知間隔を時間の単位として用いてヘッドの駆動時間を制御する情報記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ技術の発展とともに、コンピュータに内蔵される機器や、コンピュータに外部から接続される周辺機器に関する技術が急速に発展している。こうした技術の１つに、磁気ディスクなどの平面的な形状の記憶媒体を備え、その記憶媒体に情報を書き込むことで情報の記憶を行う情報記憶装置が知られている。
【０００３】
情報記憶装置の中には、記憶媒体との間で情報の記録や再生を行う役割を果たすヘッドを、円盤状の記憶媒体を回転させながら記憶媒体上で移動させることにより、記憶媒体への情報の記録や記憶媒体からの情報の再生（アクセス）を行う情報記憶装置が存在する。ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、こうした情報記憶装置の代表例である。ヘッドを用いて記憶媒体とのアクセスを行う情報記憶装置では、装置内の記憶媒体上に、記憶媒体の円盤中心を周回するトラックが、半径方向に複数本設けられていることが一般的である。このような構成の記憶媒体では、各トラックには、ユーザによって取り扱われる情報（以下、単に「データ」と呼ぶ）の書き込みおよび読み出し用のデータ領域と、アドレス等のヘッドの位置決め用の情報（以下、単に「位置情報」と呼ぶ）を記憶するサーボ領域とが、交互に設けられていることが多く、各データ領域は、サーボ領域に記憶されている、半径方向の位置と円周方向の位置を表した位置情報によって、互いに識別される。このサーボ領域からヘッドが位置情報を読み取ることで、その読取り時におけるヘッドの位置が復調され、そのヘッドの復調位置に基づき所望の位置にヘッドが位置決めされる。このとき、記憶媒体上におけるヘッドの位置決めを正確に行うことが、情報の読み取りミスや情報の書き込みミスが少なく精度の高いアクセスを実現する上で重要となる。そこで、ヘッドの位置決めが正確に行われるように、復調されたヘッド位置に応じてヘッドの位置決め制御を行うことが従来から行われている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００４】
ここで、従来のＨＤＤで行われているヘッドの位置決めについて説明する。
【０００５】
図１は、従来のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【０００６】
ＨＤＤには、ヘッドを磁気ディスクの半径方向に移動させるボイスコイルモータが備えられており、ボイスコイルモータは、ボイスコイルモータに流される電流によって制御される。ヘッドは、ボイスコイルモータに流される制御電流に応じて磁気ディスクの半径方向に移動し、さらに、磁気ディスクの回転によって、磁気ディスクの円周方向に並んだ複数のサーボ領域に順次近接する。このとき、ヘッドが、その近接したサーボ領域から位置情報を読み取ることで、その読取り時におけるヘッドの位置（ヘッド位置）が復調される。図１では、ヘッドやボイスコイルモータがまとめてプラントＰとして示されており、この図では、プラントＰは、制御値（制御電流の値）が入力されると復調位置を出力するものとして模式的に表されている。
【０００７】
ＨＤＤでは、ヘッドがサーボ領域に近接してヘッド位置の復調が行われる度に、その復調位置に基づき、制御値の調整が行われる。後で詳述するように磁気ディスク上のサーボ領域の配置は、磁気ディスクの回転に伴いヘッドとサーボ領域が定期的に遭遇するような配置となっているので、上記の制御値の調整も定期的に行われる。これにより、次にヘッドが近接することになるサーボ領域における、磁気ディスクの半径方向についてのヘッド位置が、精度の高いアクセスを実現する望ましいヘッド位置（所望のヘッド位置）に近づくようになる。図１には、この制御値の調整を担う、論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８、および制御値算出用加算部５７０９’が示されている。
【０００８】
論理値取得部５７０１には、プラントＰの制御値が入力される。また、論理値取得部５７０１には、ヘッド位置の復調が行われる度にその復調位置が入力されて記憶される。論理値取得部５７０１は、プラントＰの制御値と、その制御値の下での復調位置が入力されると、前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置とを読み出し、これら前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置との差を、ヘッド位置の復調動作の時間間隔に対応した所定時間で割ることで、前々回のヘッドの復調と前回のヘッドの復調との間における、ヘッドの平均的な速度を求める。次に、論理値取得部５７０１は、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期位置が前回のヘッドの復調位置であって、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期速度が上記の平均的な速度であるという条件の下で、入力された制御値の下でのヘッドの位置に関する運動方程式を近似的に解く。そして、論理値取得部５７０１は、その解いた結果に基づき、上述の所定時間が経過した後のヘッドの位置とヘッドの速度とを求める。このようにして求められたヘッドの位置とヘッドの速度とが、今回復調位置が求められたサーボ領域における、論理上のヘッドの位置（論理位置）と論理上のヘッドの速度（論理速度）である。
【０００９】
誤差算出部５７０２は、プラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）を求める。第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、それぞれ、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００１０】
位置加算部５７０５は、第１誤差係数部５７０３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理位置に加える。ここで、位置加算部５７０５で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置の推定値（推定位置）となる。位置係数部５７０７は、この推定位置に対し所定の係数を乗じる。
【００１１】
速度加算部５７０６は、第２誤差係数部５７０４で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理速度に加える。ここで、速度加算部５７０６で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッドの速度の推定値（推定速度）となる。速度係数部５７０８は、この推定速度に対し所定の係数を乗じる。
【００１２】
一般に、ヘッドの位置に関する運動方程式は、プラントＰの制御値（ボイスコイルモータの制御電流）、ヘッドの位置、ヘッドの速度、および、ヘッドの加速度についての１次の関係式であり、ヘッドの加速度を無視すれば、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式となる。
【００１３】
上記の位置係数部５７０７でヘッドの推定位置に乗じられた所定の係数や、上記の速度係数部５７０８でヘッドの推定速度に乗じられた所定の係数は、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式における、ヘッドの位置およびヘッドの速度の係数であり、制御値算出用加算部５７０９’は、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッドの速度の推定値との和を求めることで、ヘッドの推定位置およびヘッドの推定速度に対応した制御値を求める。この制御値が、次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置に近づけるための新たな制御値として採用される。
【００１４】
以上のような制御値の更新が繰り返されて、ヘッド位置が徐々に所望のヘッド位置に近づいていく。
【００１５】
なお、厳密には、上記のヘッドの位置に関する運動方程式には、磁気ディスクが回転することに伴って生じる空気流による力などといった、ヘッドの位置やヘッドの速度に比例しない外力も存在する。これらの外力については、あらかじめどの程度の大きさの力であるかが把握されテーブル化されており、従来のＨＤＤでは、そのテーブルを参照して上記の制御値を調節することで、これらの外力の影響は消去されている。図１の制御ブロック図には、こうした外力の影響は消去されて存在しないものとして、ヘッドの位置決めを行うための制御値の調整の方式が示されている。
【特許文献１】特開平１１−３５３８３１号公報
【特許文献２】特表平１０−５０７０２７号公報
【特許文献３】特開２００６−１２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
磁気ディスク上に設けられているサーボ領域には、サーボマークと呼ばれる、サーボ領域の始まりを表す信号も記録されている。一般に、磁気ディスク上に設けられているサーボ領域は、磁気ディスクの円周方向に等間隔に並んでおり、従って、磁気ディスクが所定の一定速度で回転する状況下では、理想的には、ヘッドが一定の時間間隔を置いてサーボ領域のサーボマークが読み取られることとなる。従来のＨＤＤでは、このときの時間間隔が時間の単位の基準として用いられており、上述の論理値取得部５７０１で説明した所定時間としては、この一定の時間間隔が用いられている。
【００１７】
しかしながら、ＨＤＤの製造工程では、取付誤差により、磁気ディスクの中心が、磁気ディスクを回転させる機構における回転中心から少しだけずれた状態で、磁気ディスクがＨＤＤ内に設置されることがある。このような状態では、サーボマークが読み取られる時間間隔（以下、サーボフレーム時間間隔と呼ぶ）が、上記の一定の時間間隔（以下、正常なサーボフレーム時間間隔と呼ぶ）からずれて磁気ディスク上の場所に応じて変動する。この結果、ヘッドの位置決めの上で基準となる時間の単位が、磁気ディスク上の場所に応じて変動するといった事態が生じる。
【００１８】
図２は、サーボフレーム時間間隔が、正常な状況下でのヘッドの移動距離を表した図、図３は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれた状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【００１９】
図２および図３には、一定速度Ｖでヘッドが磁気ディスクに対して相対的に移動する状況下で、ヘッドが一定数（この例では４つ）と遭遇する間にそのヘッドが移動する距離の変化が示されている。ここで、図２には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔と等しくなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されている。また、図３のパート（ａ）には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されており、図３のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されている。
【００２０】
サーボフレーム時間間隔を時間の基準とすると、ヘッドが移動する時間は、図２および図３のいずれについてもサーボフレーム時間間隔３つ分の時間であって、ヘッドの位置決め制御の上では、この時間の長さは、図２、図３のパート（ａ）、および図３のパート（ｂ）のいずれの場合でも同じものとして扱われる。
【００２１】
図２には、ヘッドが、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ０移動したことが示されており、この距離Ｌ０が、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間に対応した、正常な移動距離である。図３のパート（ａ）には、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ１移動したことが示されており、この距離Ｌ１は、図３のパート（ａ）のサーボフレーム時間間隔が図２のサーボフレーム時間間隔に比べて短いことに対応して、図２中の距離Ｌ０よりも短くなっている。一方、図３のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ２移動したことが示されており、この距離Ｌ２は、図３のパート（ｂ）のサーボフレーム時間間隔が図２のサーボフレーム時間間隔に比べて長いことに対応して、図２中の距離Ｌ０よりも長くなっている。
【００２２】
図３のパート（ａ）や図３のパート（ｂ）のように、サーボフレーム時間間隔が場所によって異なるような磁気ディスクが従来のＨＤＤに採用された場合、実際のヘッドの移動距離（例えば、上記の距離Ｌ１や距離Ｌ２）は、論理上予想されるヘッドの移動距離（例えば、上記の距離Ｌ０）と一致しにくく、磁気ディスク上の場所に応じて変動するようにようになる。この結果、上述した制御が実行されても、上述した、論理位置と復調位置との間の誤差が小さくなりにくく、ヘッドの位置が所望の位置になるのに時間がかかるという問題がある。
【００２３】
最近のＨＤＤの分野では、情報の記録再生にかかる時間の短縮化が強く要請されており、短時間で高い精度でヘッドの位置決めを行うことが強く要請されるようになってきている。上述したサーボフレーム時間間隔のずれの存在は、短時間で高い精度でヘッドの位置決めを行う上で解決すべき重要な問題となる。
【００２４】
以上では、ＨＤＤを例として説明したが、上記の問題は、所定規則によって配列された複数の制御マークを有する記憶媒体を回転させたときの制御マークの検知間隔を時間単位として用いる情報記憶装置全般について生じ得る問題である。
【００２５】
上記事情に鑑み、精度の高いヘッドの位置決めを短時間で行うことができる情報記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成する情報記憶装置の基本形態は、
情報が記録されるディスク状の記録媒体であって、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体と、上記記録媒体を回転させる媒体駆動部と、
上記記録媒体の表面に接触あるいは近接して該記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録を行う、上記制御マークの検知も行うヘッドと、上記ヘッドを保持し上記記録媒体の表面に沿って、該記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向成分を含んだ方向に移動させるヘッド駆動部と、
上記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、
上記媒体駆動部による上記記録媒体の回転に伴った、上記ヘッドによる上記複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いて上記ヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、
上記制御マークの上記規則に基づいた理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、上記駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えている。
【００２７】
ここで、上記の「理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手」とは、最終的に何らかの形で「差を入手」すればよく、例えば理想的間隔と実際の間隔とを入手してこれらの間隔の差を求めるものであってもよく、また、理想的間隔と実際の間隔との差の値そのものを入手するものであってもよい。
【００２８】
この基本形態によれば、制御マークの検知に関し、実際の検知間隔（実際の時間的検知間隔）が、理想的な検知間隔（理想的な時間的検知間隔）からずれていても、実際の検知間隔と理想的な検知間隔との差に基づいてヘッドの駆動力の制御値が修正される。この結果、ヘッドの位置決め精度に対する、制御マークの検知間隔のずれの影響が補正される。このため、この基本形態では、精度が高いヘッドの位置決めが実現する。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、情報記憶装置の上記基本形態によれば、精度の高いヘッドの位置決めを短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
基本形態について上述した情報記憶装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
【００３１】
図４は、情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）５００を表した図である。
【００３２】
図４に示すＨＤＤ５００には、可動式のコイルであるボイスコイルと、ボイスコイルに一定の磁場を印加する永久磁石とを内蔵したボイスコイルモータ５４が設けられている。このボイスコイルモータ５４では、ボイスコイルに電流が流されることでボイスコイルが移動することができ、このボイスコイルの移動により、軸５４０を中心とする回転駆動力が発生する。このボイスコイルモータ５４の回転駆動力を受けて、アーム５３は、軸５４０の周りを回転する。アーム５３の先端には、ジンバルと呼ばれる支持具でスライダ５２が取り付けられており、さらに、このスライダ５２の先端部には、ヘッド５１が取り付けられている。
【００３３】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う役割を担っている。情報の読み取りや書き込みの際には、ボイスコイルモータ５４によりアーム５３が、ボイスコイルモータ５４を中心として回転駆動されることで、ヘッド５１は、磁気ディスクの半径方向に移動し、磁気ディスクの半径方向について、精度の高いアクセスを実現する望ましいヘッド位置（所望のヘッド位置）に位置決めされる。ここで、ボイスコイルモータ５４が、上述した基本形態におけるヘッド駆動部の一例に相当する。
【００３４】
所望の位置に位置決めされたヘッド５１は、円盤状の磁気ディスク５０の表面から微小な高さだけ浮上した位置に維持されており、この状態で、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う。この図では、ヘッド５１の位置を原点とし、磁気ディスク１０３の中心向き方向をｙ軸とし、図に垂直な法線方向をｚ軸として定義されたｘｙｚ直交座標系の中で、ヘッド５１が表されている。
【００３５】
円盤状の磁気ディスク５０の表面には、ディスク中心を周回する帯状のトラックが半径方向に複数並んだ構成が設けられており、図４ではこれら複数のトラックのうちの１つのトラック５５が図示されている。また、円盤状の磁気ディスク５０の表面には、この図に示すように、ディスク５０の回転中心側とディスク５０の円周側との間に延びるサーボ領域５５０が、複数本設けられている。このサーボ領域５５０は、ヘッド５１の位置決め用の情報を記憶する領域であって、半径方向の位置と円周方向の位置を表した位置情報（アドレス情報）が記録されている。また、これらのサーボ領域５５０には、それぞれ、サーボマークと呼ばれる、サーボ領域の始まりを表す信号も記録されている。これらのサーボ領域５５０は、トラック５５に沿って等間隔で並んでおり、言い換えれば、磁気ディスク５０の回転中心から見たサーボ領域５５０間の角度間隔は一定となっている。また、複数本のサーボ領域５５０の形状は、図４に示すように、いずれも、緩やかな弧を描いて湾曲した形状となっており、この湾曲した形状は、ボイスコイルモータ５４の回転駆動によりヘッド５１が磁気ディスク５０上で移動する際のヘッド５１の位置の軌跡に合わせたものである。
【００３６】
この磁気ディスク５０は、スピンドルモータ５９の回転駆動力を受けてほぼディスク中心を回転中心として図３の面内を一定速度で回転する。ここで、完全に磁気ディスク５０のディスク中心を回転中心となっているとすると、上記のサーボ領域５５０の湾曲形状により、ヘッド５１は、磁気ディスク５０上で静止している時だけでなく半径方向に移動している時にも、一定の時間間隔でヘッド５１は各サーボ領域５５０に接近することとなる。ここで、スピンドルモータ５９が、上述した基本形態における媒体駆動部の一例に相当する。
【００３７】
図４のトラック５５における、２つのサーボ領域５５０の間の領域は、データセクタと呼ばれる領域であり、データセクタ５５１は、ユーザによって取り扱われる情報（以下、単に「データ」と呼ぶ）の書き込みおよび読み出し用のデータ領域である。
【００３８】
上記のサーボ領域５５０やデータ領域には、図３のｚ軸の正方向あるいは負方向を向いた磁化が並んでおり、このような２つの向きにより「０」および「１」の２値が表現されて１ビットの情報が表される。磁気ディスク５０表面近くに配置されたヘッド５１は、回転する磁気ディスク５０のトラック５５に沿って並んだ磁化に順次近接する。
【００３９】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う記録素子（図４では不図示）と、磁気ディスク５０からの情報の読み取りを行う再生素子（図４では不図示）の２つの素子を有している。再生素子は、印加される磁界の向きに応じて電気抵抗の値が変化する磁気抵抗効果膜を備えており、データや位置情報の再生時、およびサーボマークの検出時には、再生素子は、この磁気抵抗効果膜を流れる電流の値が、磁化により発生する磁界の向きに応じて変化することを検出することで、磁化の向きで表された情報を取り出す。この電流の変化を表す信号が、取り出された情報を表す再生信号であり、その再生信号はヘッドアンプ５８に出力される。また、記録素子は、電磁石として機能するコイルおよび磁極とを備えており、データの記録の際には、磁気ディスク５０に近接したヘッド５１中の記録素子に、データをビット値で表した電気的な記録信号がヘッドアンプ５８を介して入力され、記録素子は、その記録信号のビット値に応じた向きの電流をコイルに流す。この電流によりコイル中に発生した磁界が磁極を通って、磁気ディスク５０上の磁化に印加されてこの記録信号のビット値に応じた向きに磁化の方向がそろえられる。これにより、記録信号に担持されたデータが磁化方向の形式で記録されることとなる。
【００４０】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０の回転により、円周方向に並んだデータセクタ５５１およびサーボ領域５５０に順次近接して、サーボマークや位置情報の読み取りを実行し、後述するように、この読取結果に基づいて、所望のデータセクタ５５１が存在する、磁気ディスク５０の半径方向の位置にヘッド５１が位置決めされる。ヘッド５１の位置決め後、ヘッド５１が、磁気ディスク５０の回転により所望のデータセクタ５５１に近接したときにデータの再生／記録が実行される。
【００４１】
上述した、ボイスコイルモータ５４、アーム５３、スライダ５２、ヘッド５１、およびヘッドアンプ５８など、情報の記憶再生に直接的に携わる各部は、磁気ディスク５０とともに、ベース５６に収容されており、図４では、ベース５６の内側の様子が表されている。ベース５６の裏側には、ボイスコイルモータ５４の駆動やヘッド５１によるアクセスを制御する制御回路を有する制御基板５７が設けられており、図３では、制御基板５７は点線で示されている。なお、ＨＤＤ５００では、ベース５６の表側の各部と、ベース５６の裏側の制御基板５７との全体は、この図では不図示の筺体に収容されている。上記の各部は、不図示の機構でこの制御基板５７と電気的に導通しており、ヘッド５１に入力される上述の記録信号や、ヘッド５１で生成された上述の再生信号は、ヘッドアンプ５８を介してこの制御基板５７において処理される。
【００４２】
次に、この制御基板５７について説明する。
【００４３】
図５は、制御基板５７の構成を表した図である。
【００４４】
制御基板５７には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ５４ａを介したボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５４の制御を行うＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５７０や、図４の磁気ディスク５５へのヘッド５１によるデータの記録／再生（アクセス）を制御するディスクコントローラ５７２が設けられている。また、この制御基板５７には、再生信号や記録信号の信号処理を実行するＲ／Ｗチャネル５７１も設けられている。
【００４５】
データの記録が行われる際には、このＨＤＤ５００に接続されたコンピュータなどの外部機器から、ディスクコントローラ５７２を介してＲ／Ｗチャネル５７１に記録信号が入力され、Ｒ／Ｗチャネル５７１でアナログ／デジタル変換などの各種の信号処理が行われる。信号処理が行われた記録信号は、ヘッドアンプ５８で増幅された後、ヘッド５１内の記録素子５１ｂに入力され、上述したように、磁気ディスク５０へのデータの記録が実行される。
【００４６】
データの再生および位置情報の再生が行われる際には、上述したように、ヘッド５１の再生素子５１ａで再生信号が生成され、その再生信号は、ヘッドアンプ５８で増幅された後、Ｒ／Ｗチャネル５７１に入力されて各種の信号処理が施される。
【００４７】
ここで、データの再生信号は、Ｒ／Ｗチャネル５７１での信号処理後にディスクコントローラ５７２に送られ、さらにディスクコントローラ５７２から、このＨＤＤ５００に接続された外部機器（コンピュータなど）に送られる。
【００４８】
一方、位置情報の再生信号は、Ｒ／Ｗチャネル５７１での信号処理後にＭＰＵ５７０に入力される。ＭＰＵ５７０は、ディスクコントローラ５７２からヘッド５１の位置決め制御実行の指示を受けて、入力された位置情報および補正情報の再生信号に基づきボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ５４ａを介したボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５４の制御を行うことで、ヘッド５１の位置決め制御を実行する。ここで、このＨＤＤ５００では、ヘッド５１が、複数のサーボ領域５５０に順次近接する際の時間間隔が、ヘッドの位置決めの上で基準の時間単位となっており、この基準の時間単位の下で、上記のヘッド５１の位置決め制御が実行される。このＭＰＵ５７０が、上述した基本形態における駆動力制御部と駆動時間制御部とを兼ねた一例に相当する。
【００４９】
一般に、ＨＤＤでは、磁気ディスク上に設けられているサーボ領域が磁気ディスクの円周方向に等間隔に並んでいるため、磁気ディスクが所定の一定速度で回転する状況下では、理想的には一定の時間間隔を置いてサーボ領域のサーボマークが読み取られることとなり、このときの時間間隔が時間の単位の基準として用いられる。
【００５０】
しかしながら、ＨＤＤの製造工程では、磁気ディスクの中心が、磁気ディスクを回転させる機構における回転中心からずれた状態で、磁気ディスクがＨＤＤ内に設置されてしまうことがある。このような状態では、サーボマークが読み取られる時間間隔（以下、サーボフレーム時間間隔と呼ぶ）が正常なサーボフレーム時間間隔からずれて磁気ディスク上の場所に応じて変動する。この結果、ヘッドの位置決めの上で基準となる時間の単位が、磁気ディスク上の場所に応じて変動するといった事態が生じる。
【００５１】
ＨＤＤ５５０で行われるヘッド位置決め制御では、こうしたサーボフレーム時間間隔からずれの影響が補正されるようにボイスコイルモータ５４の制御が行われる。以下では、ＨＤＤ５５０で行われるヘッド位置決め制御について説明する。
【００５２】
ヘッド位置決め制御は、ボイスコイルモータ５４に流される制御電流を制御することを通じて行われる。具体的には、ヘッド５１がサーボ領域５５０に近接して、サーボマークの検出や位置情報の再生（以下、位置の復調と呼ぶ）が行われる度に、その復調された位置（復調位置）に基づき、そのサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域５５０におけるヘッド位置（復調位置）が所望のヘッド位置となるように、以下に説明する方式で制御値の調整が行われる。
【００５３】
図６は、図４のＨＤＤ５００で行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【００５４】
図６では、図４のヘッド５１やボイスコイルモータ５４がまとめてプラントＰとして示されており、図６では、プラントＰは、制御値（制御電流の値）が入力されると復調位置を出力するものとして模式的に表されている。
【００５５】
図６には、この制御値の調整を担う、論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８、制御値算出用加算部５７０９、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２が示されており、これらの各部は、ハードウェアとしては図５のＭＰＵ５７０が有する機能に対応するものである。ここで、図６の論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８の各動作は、同じ符号を有する図１の各部の動作と同じである。しかし、図６の制御ブロック図では、図１の制御ブロック図と比べると、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２が加わっている点が最も大きく異なる。
【００５６】
論理値取得部５７０１には、プラントＰの制御値が入力される。また、論理値取得部５７０１には、ヘッド位置の復調が行われる度にその復調位置が入力されて記憶される。論理値取得部５７０１は、プラントＰの制御値と、その制御値の下での復調位置が入力されると、前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置とを読み出し、これら前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置との差を、ヘッド位置の復調動作の時間間隔に対応した所定時間で割ることで、前々回のヘッドの復調と前回のヘッドの復調との間における、ヘッドの平均的な速度を求める。次に、論理値取得部５７０１は、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期位置が前回のヘッドの復調位置であって、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期速度が上記の平均的な速度であるという条件の下で、入力された制御値の下でのヘッドの位置に関する運動方程式を近似的に解く。そして、論理値取得部５７０１は、その解いた結果に基づき、上述の所定時間が経過した後のヘッドの位置とヘッドの速度とを求める。このようにして求められたヘッドの位置とヘッドの速度とが、今回復調位置が求められたサーボ領域における、論理上のヘッドの位置（論理位置）と論理上のヘッドの速度（論理速度）である。
【００５７】
誤差算出部５７０２は、プラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）を求める。第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、それぞれ、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００５８】
位置加算部５７０５は、第１誤差係数部５７０３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理位置に加える。ここで、位置加算部５７０５で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置の推定値（推定位置）となる。位置係数部５７０７は、この推定位置に対し所定の係数を乗じる。
【００５９】
速度加算部５７０６は、第２誤差係数部５７０４で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理速度に加える。ここで、速度加算部５７０６で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッドの速度の推定値（推定速度）となる。速度係数部５７０８は、この推定速度に対し所定の係数を乗じる。
【００６０】
一般に、ヘッドの位置に関する運動方程式は、プラントＰの制御値（ボイスコイルモータの制御電流）、ヘッドの位置、ヘッドの速度、および、ヘッドの加速度についての１次の関係式であり、ヘッドの加速度を無視すれば、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式となる。
【００６１】
上記の位置係数部５７０７でヘッドの推定位置に乗じられた所定の係数や、上記の速度係数部５７０８でヘッドの推定速度に乗じられた所定の係数は、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式における、ヘッドの位置およびヘッドの速度の係数である。
【００６２】
以下、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２について詳しく説明する。
【００６３】
磁気ディスク５０の円盤の中心点が、ＨＤＤ５００の回転中心からずれた状態で取り付けられた場合、磁気ディスク５０が一定の回転速度（角速度）で回転する際には、回転中心から遠い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０ほど、短時間でヘッド５１の位置を通過する。この結果、サーボマークが読み取られる時間間隔（サーボフレーム時間間隔）は、磁気ディスク５０上の１つのトラック５５（図４参照）上では、回転中心から遠い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０では、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短くなり、回転中心に近い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０では、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長くなる。
【００６４】
一般に、サーボセクタから、位置情報やサーボマークを含むサーボ信号を読み取ってそのサーボ信号にロックをかける際には、サーボセクタがヘッドを通過するタイミングに見当をつけることが必要である。そのために、従来から、ＨＤＤでは、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかをデータセクタ５５１ごとに表した、時間間隔情報のテーブルが用いられている。
【００６５】
本実施形態のＨＤＤ５００でも、サーボ信号のロック用に上記の時間間隔情報のテーブルを用いているが、このＨＤＤ５００では、サーボ信号のロックに加えて、この時間間隔情報のテーブルが、ヘッド５１の位置決めにも用いられる。この時間間隔情報のテーブルは、図６の時間間隔情報記憶部５７１１に記憶されている。
【００６６】
推定位置補正部５７１０は、時間間隔情報記憶部５７１１中の時間間隔情報を参照して、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域５５０と、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域５５０との間のサーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかを求める。ここで、上記のずれ量は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短い場合には正の値となり、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長い場合には負の値となる。次に、推定位置補正部５７１０は、そのサーボフレーム時間間隔のずれ量を、速度加算部５７０６で求められた推定速度に乗じる。ここで、上述の位置加算部５７０５で求められた推定位置は、サーボフレーム時間間隔にずれがあることを無視して推定された位置（推定位置）であり、推定位置補正部５７１０によって推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量が乗じられた値は、この推定位置に対し、サーボフレーム時間間隔のずれの存在を加味した補正量（補正位置）となる。
【００６７】
補正位置係数部５７１２は、推定位置補正部５７１０で求められた補正位置に対し、位置係数部５７０７が推定位置に乗じたのと同じ所定の係数を乗じる。このように補正位置係数部５７１２で補正位置に上記の所定の係数が乗じられた値は、位置係数部５７０７で推定位置に上記の所定の係数が乗じられた値に対する補正量となる。
【００６８】
図６の制御値算出用加算部５７０９は、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッド５１の速度の推定値と、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置との和を求める。図６の制御値算出用加算部５７０９が、図１の制御値算出用加算部５７０９’と異なるのは、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置を加算する点である。図６の制御値算出用加算部５７０９で得られた和の値が、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置にするための新たな制御値として採用される。
【００６９】
以上のような制御値の更新が繰り返されて、ヘッド位置が徐々に所望のヘッド位置に近づいていく。
【００７０】
ここで、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、補正位置係数部５７１２、および制御値算出用加算部５７０９を合わせたものが、上述した基本形態における
駆動力修正部の一例に相当する。
【００７１】
なお、厳密には、上記のヘッドの位置に関する運動方程式には、磁気ディスクが回転することに伴って生じる空気流による力などといった、ヘッドの位置やヘッドの速度に比例しない外力も存在する。これらの外力については、あらかじめどの程度の大きさの力であるかが把握されテーブル化されており、従来のＨＤＤでは、そのテーブルを参照して上記の制御値を調節することで、これらの外力の影響は消去されている。図６の制御ブロック図には、こうした外力の影響は消去されて存在しないものとして、ヘッドの位置決めを行うための制御値の調整の方式が示されている。
【００７２】
以上説明したように、ＨＤＤ５００では、新たな制御値を求めるに際し、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置を加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が、補正される。このため、このＨＤＤ５００では、実際のヘッド位置（復調位置）と論理上のヘッド位置（論理位置）との間の誤差が小さくなりやすく、高い精度のヘッドの位置決めが短時間で行われる。
【００７３】
次に、以上説明した実施形態とは、別の実施形態について説明する。
【００７４】
この別の実施形態もヘッドの位置決め制御を行うＨＤＤであり、この別の実施形態のＨＤＤが、図４のＨＤＤ５００と異なる点は、新たな制御値を求めるに際し、サーボフレーム時間間隔のずれに応じて推定速度の補正を加味する点であり、この点を除けば、この別の実施形態のＨＤＤは、図４のＨＤＤ５００と同じである。以下では、異なる点に焦点を絞って説明する。
【００７５】
図７は、別の実施形態のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【００７６】
図７では、図６の構成要素と同じ構成要素については同じ符号が付されており、これらの構成要素についての重複説明は省略する。図７の制御ブロック図では、図７の論理値取得部５７０１ａが論理加速度を取得する点と、第３誤差係数部５７１３、加速度加算部５７１４、推定速度補正部５７１５、および補正速度係数部５７１６が備えられている点とが、図６の制御ブロック図と比べて最も大きく異なる点である。なお、これらの各部も、ハードウェアとしては図５のＭＰＵ５７０が有する機能に対応するものである。
【００７７】
図７の論理値取得部５７０１ａは、図６で上述したようにしてヘッド５１の論理位置と論理速度を求めるとともに、論理加速度も求める。ここでいう論理加速度とは、論理値取得部５７０１ａに入力された制御値の下での、ヘッドの位置に関する近似的な運動方程式（ヘッド５１の論理位置と論理速度を求める際に用いた近似的な運動方程式）によって決定される、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの加速度のことである。
【００７８】
第３誤差係数部５７１３は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第３誤差係数部５７１３において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００７９】
加速度加算部５７１４は、第３誤差係数部５７１３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理加速度に加える。ここで、加速度加算部５７１４で得られる値が、先にヘッド５１位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド５１の加速度の推定値（推定加速度）となる。
【００８０】
推定速度補正部５７１５は、時間間隔情報記憶部５７１１中の時間間隔情報を参照して、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域５５０と、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域５５０との間のサーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかを求める。図６でも上述したように、上記のずれ量は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短い場合には正の値となり、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長い場合には負の値となる。次に、推定速度補正部５７１５は、そのサーボフレーム時間間隔のずれ量を、加速度加算部５７１４で求められた推定加速度に乗じる。ここで、上述の速度加算部５７０６で求められた推定速度は、サーボフレーム時間間隔にずれがあることを無視して推定された速度（推定速度）であり、推定速度補正部５７１５によって推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量が乗じられた値は、この推定速度に対し、サーボフレーム時間間隔のずれの存在を加味した補正量（補正速度）となる。
【００８１】
補正速度係数部５７１６は、推定速度補正部５７１５で求められた補正速度に対し、速度係数部５７０８が推定速度に乗じたのと同じ所定の係数を乗じる。このように補正速度係数部５７１６で補正速度に上記の所定の係数が乗じられた値は、速度係数部５７０８で推定速度に上記の所定の係数が乗じられた値に対する補正量となる。
【００８２】
図７の制御値算出用加算部５７０９ａは、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッド５１の速度の推定値と、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置と、補正速度係数部５７１６で係数倍された補正速度の和を求める。図７の制御値算出用加算部５７０９ａが、図６の制御値算出用加算部５７０９と異なるのは、補正速度係数部５７１６で係数倍された補正速度を加算する点である。図７の制御値算出用加算部５７０９で得られた和の値が、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置にするための新たな制御値となる。なお、ここでは、推定加速度は、サーボフレーム時間間隔のずれを補正するための補正速度を求めるのに用いており、新たな制御値の決定の際には、ヘッドの運動方程式に対応した推定加速度の寄与は無視しているが、本件では、制御値算出用加算部５７０９において、ヘッドの運動方程式に対応した推定加速度の寄与が付け加わっていてもよい。
【００８３】
以上説明したように、ＨＤＤ５００では、新たな制御値を求めるに際し、図６の説明で上述した補正位置を加味することに加え、推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正速度も加味することで、磁気ディスク５５のサーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する効果が高められている。このため、この別の実施形態のＨＤＤでも、実際のヘッド位置（復調位置）と論理上のヘッド位置（論理位置）との間の誤差が小さくなりやすく、高い精度のヘッドの位置決めが短時間で行われる。
【００８４】
次に、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する上述の制御の効果について、図２のおよび図３で説明したヘッドの移動距離を例にとって説明する。
【００８５】
図８は、別の実施形態のＨＤＤにおいて、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれている状況下でのヘッドの移動距離を現した図である。
【００８６】
図８には、この別の実施形態のＨＤＤにおいて、一定速度Ｖでヘッドが磁気ディスクに対して相対的に移動する状況下で、ヘッドが一定数（この例では４つ）と遭遇する間にそのヘッドが移動する距離の変化が示されている。ここで、図８のパート（ａ）には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が実線で示されており、図８のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が実線で示されている。なお、図８のパート（ａ）および図８のパート（ｂ）には、比較のために、図３で説明した、従来のＨＤＤにおけるヘッドの移動距離の変化が点線で示されており、これら点線で示した移動距離の変化は、図３のパート（ａ）および図３のパート（ｂ）に示した移動距離の変化と同じものである。
【００８７】
この別の実施形態のＨＤＤでは、上述したように、新たな制御値を求めるに際し、サーボフレーム時間間隔のずれ量を考慮して新たな制御値が決定されるため、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている場合には、図８のパート（ａ）に示すように速度Ｖよりも大きい速度Ｖａにヘッドの速度が変化し、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている場合には、図８のパート（ｂ）に示すように速度Ｖよりも小さい速度Ｖｂにヘッドの速度が変化する。ここで、速度Ｖａは、図８のパート（ａ）に示すような短いサーボフレーム時間間隔であっても、ヘッドが、図３に示す、サーボフレーム時間間隔が正常な場合の移動距離Ｌ０と同じ移動距離を移動するのに必要な速度である。また、速度Ｖｂは、図８のパート（ｂ）に示すような長いサーボフレーム時間間隔であっても、ヘッドが、移動距離Ｌ０と同じ移動距離を移動するのに必要な速度である。この別の実施形態のＨＤＤでは、このように、サーボフレーム時間間隔が正常な値からずれていても、その影響が補正されるように制御値の決定が行われる。
【００８８】
次に、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する上述の制御の効果を表す具体的な実験結果について説明する。
【００８９】
図９は、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のアクセス時間と、このような制御を行わなかった場合のアクセス時間とを表した図である。
【００９０】
ここで、アクセス時間とは、磁気ディスクの半径方向について所望の位置にヘッドの位置決めに要する時間（シーク時間）と、磁気ディスクが回転して磁気ディスクの円周方向についての所望の位置にヘッドが達するのにかかる時間（サーチ時間）と、データの記録／再生にかかる時間（データ転送時間）との和で表される時間のことである。
【００９１】
図９には、磁気ディスクの半径方向についての目標位置にへッドを位置決めして、磁気ディスクの円周方向についての所定の位置で所定のデータ量のデータの記録を行う実験を、上記の目標位置を変えながら行ったときのアクセス時間の結果のグラフが示されており、実線のグラフがサーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフであり、点線のグラフがこのような制御を行わなかった場合のグラフである。なお、図９では、目標位置については、磁気ディスクの半径を基準とした割合（単位はパーセント）で表されている。ここで、目標位置を変えていっても、サーチ時間と転送時間とはほぼ変わらないものとみなすことができるため、アクセス時間の変化は、実質的にはシーク時間の変化に対応している。
【００９２】
図９に示すように、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフは、このような制御を行わなかった場合のグラフの下側に位置している。このことから、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行うことで、目標位置にヘッドの位置決めに要する時間が短縮されていることがわかる。また、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフは、このような制御を行わなかった場合のグラフに比べて図９の上下方向の揺れが小さいグラフとなっており、目標位置を変えていったときの安定性が高いことがわかる。
【００９３】
図１０は、ヘッドの位置決めを行っている間（シーク時間の間）のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【００９４】
ここで、図１０のパート（ａ）は、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御の下でヘッドの位置決めを行った際のヘッド位置の時間変化を表した図であり、図１０のパート（ｂ）は、このような制御を行わずにヘッドの位置決めを行った際のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【００９５】
図１０に示すように、シーク時間の前半では、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御の場合も、このような制御を行わなかった場合も、ヘッド位置は、同じように激しく振動しており、シーク時間の後半で徐々に振動が収まっていく振る舞いが見られる。ここで、シーク時間の後半で徐々に振動が収まっていく際における振動幅の最大値については、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御が行われた図１０のパート（ｂ）の振動幅の最大値Ｌの方が、このような制御が行われなかった図１０のパート（ａ）の振動幅の最大値Ｌ’に比べて短くなっている。このことから、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行うことで、目標位置にヘッドの位置決めするまでの収束性が向上するということがわかる。
【００９６】
以上が実施形態の説明である。
【００９７】
以上の説明では、推定位置、推定速度、および推定加速度の各値の線形和として新たな制御値が決定されたが、上述した基本形態では、制御値を、ヘッドの位置が所望の位置になるような適切な制御値に近づけるために、新たな制御値の決定にあたり、上記の各値の非線形な寄与が含まれていてもよい。
【００９８】
ここで、以上説明した２つの実施形態を踏まえて、上述した基本形態に対する好ましい形態について説明する。
【００９９】
上述した基本形態において、「上記記録媒体が、上記複数の制御マークとして、ディスク中心から見た角度間隔が一定との規則によって配列された複数の制御マークが記録されているものである」という形態は好ましい形態である。
【０１００】
このような形態によれば、記録媒体が回転する際の制御マークの検知間隔が一定になりやすい。上述した２つの実施形態では、上述したように、図４の磁気ディスク５０の複数のサーボ領域５５０は、磁気ディスク５０の回転中心から見たときの角度間隔がなるべく一定になるように磁気ディスク５０上に形成されており、上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０１】
また、上記の好ましい形態において、「上記記録媒体が、該記録媒体上の各箇所に、該記録媒体における該箇所の位置を表した位置情報が記録されたものであり、上記ヘッドが、上記位置情報の読み取りも行うものであり、上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在位置を推定する位置推定部と、上記ヘッドの実際の現在位置を上記位置情報を該ヘッドで読み取ることで確認する位置確認部とを備え、上記駆動力制御部が、上記位置推定部で推定された現在位置と上記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて、上記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御するものである」という形態はより好ましい形態である。
【０１０２】
このような形態によれば、推定された現在位置と上記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて駆動力が制御されることで、実際のヘッドの位置を反映させた、精度の高いヘッドの位置決めが可能となる。ここで、上述した２つの実施形態では、図６および図７の論理値取得部５７０１ａ、誤差算出部５７０２、第１誤差係数部５７０３、および位置加算部５７０５を合わせたものが、上記の位置推定部の一例に相当しており、ヘッド５１の復調位置が入力される図６および図７の誤差算出部が上記の位置確認部の一例に相当している。また、上述した２つの実施形態では、図６および図７のプラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）に基づき、上記の駆動力制御部の一例に相当するＭＰＵ５７０により、ボイスコイルモータ５４の制御が行われている。従って、上述した２つの実施形態では、ヘッドが位置情報の読み取りも行う上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０３】
また、ヘッドが位置情報の読み取りも行う好ましい形態において、「上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部を備え、上記駆動力修正部が、上記駆動力制御部により制御される駆動力を、上記速度推定部で推定された現在速度と上記差との積に比例した修正量で修正するものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【０１０４】
このような形態によれば、推定された速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの位置のずれに対する修正量が求められる。そして、この修正量に基づき制御を実行することで、制御マークの検知間隔のずれの影響が効果的に補正されることとなる。ここで、上述した２つの実施形態では、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置を加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が補正される。従って、上述した２つの実施形態では、速度推定部を備えた上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０５】
また、ヘッドが位置情報の読み取りも行う好ましい形態において、「上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部と、上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在の加速度を推定する加速度推定部とを備え、上記駆動力修正部が、上記駆動力制御部により制御される駆動力を、上記速度推定部で推定された現在速度と上記差との積に比例した第１修正量、および上記加速度推定部で推定された加速度と上記差との積に比例した第２修正量の双方で修正するものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【０１０６】
このような形態によれば、推定された速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの位置のずれに対する修正量が求められ、推定された加速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの速度のずれに対する修正量が求められる。そして、これらの修正量に基づき制御を実行することで、制御マークの検知間隔のずれの影響がきわめて効果的に補正されることとなる。ここで、上述した２つの実施形態では、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置と、推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正速度とを、制御値の決定の際に加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が補正されている。従って、上述した２つの実施形態では、加速度推定部を備えた上記の好ましい形態が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】従来のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図２】サーボフレーム時間間隔が正常な状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【図３】サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれた状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【図４】情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）を表した図である。
【図５】制御基板の構成を表した図である。
【図６】図４のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図７】別の実施形態のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図８】別の実施形態のＨＤＤにおいて、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれている状況下でのヘッドの移動距離を現した図である。
【図９】サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のアクセス時間と、このような制御を行わなかった場合のアクセス時間とを表した図である。
【図１０】ヘッドの位置決めを行っている間（シーク時間の間）のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【符号の説明】
【０１０８】
５００ ＨＤＤ
５１ ヘッド
５１ａ 再生素子
５１ｂ 記録素子
５２ スライダ
５３ アーム
５４ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
５４ａ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ
５４０ 軸
５５ トラック
５５０ サーボ領域
５５１ データセクタ
５６ ベース
５７ 制御基板
５７０ ＭＰＵ
５７０１ 論理値取得部
５７０２ 誤差算出部
５７０３ 第１誤差係数部
５７０４ 第２誤差係数部
５７０５ 位置加算部
５７０６ 速度加算部
５７０７ 位置係数部
５７０８ 速度係数部
５７０９，５７０９’，５７０９ａ 制御値算出用加算部
５７１０ 推定位置補正部
５７１１ 時間間隔情報記憶部
５７１２ 補正位置係数部
５７１３ 第３誤差係数部
５７１４ 加速度加算部
５７１５ 推定速度補正部
５７１６ 補正速度係数部
５７１ Ｒ／Ｗチャネル
５７２ ディスクコントローラ
５８ ヘッドアンプ
５９ スピンドルモータ（ＳＰＭ）
５９ａ スピンドルモータ（ＳＰＭ）ドライバ
Ｐ プラント
【技術分野】
【０００１】
本件は、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体を回転させてヘッドで制御マークの検知を行い、記録媒体の回転に伴った、制御マークの検知間隔を時間の単位として用いてヘッドの駆動時間を制御する情報記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ技術の発展とともに、コンピュータに内蔵される機器や、コンピュータに外部から接続される周辺機器に関する技術が急速に発展している。こうした技術の１つに、磁気ディスクなどの平面的な形状の記憶媒体を備え、その記憶媒体に情報を書き込むことで情報の記憶を行う情報記憶装置が知られている。
【０００３】
情報記憶装置の中には、記憶媒体との間で情報の記録や再生を行う役割を果たすヘッドを、円盤状の記憶媒体を回転させながら記憶媒体上で移動させることにより、記憶媒体への情報の記録や記憶媒体からの情報の再生（アクセス）を行う情報記憶装置が存在する。ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、こうした情報記憶装置の代表例である。ヘッドを用いて記憶媒体とのアクセスを行う情報記憶装置では、装置内の記憶媒体上に、記憶媒体の円盤中心を周回するトラックが、半径方向に複数本設けられていることが一般的である。このような構成の記憶媒体では、各トラックには、ユーザによって取り扱われる情報（以下、単に「データ」と呼ぶ）の書き込みおよび読み出し用のデータ領域と、アドレス等のヘッドの位置決め用の情報（以下、単に「位置情報」と呼ぶ）を記憶するサーボ領域とが、交互に設けられていることが多く、各データ領域は、サーボ領域に記憶されている、半径方向の位置と円周方向の位置を表した位置情報によって、互いに識別される。このサーボ領域からヘッドが位置情報を読み取ることで、その読取り時におけるヘッドの位置が復調され、そのヘッドの復調位置に基づき所望の位置にヘッドが位置決めされる。このとき、記憶媒体上におけるヘッドの位置決めを正確に行うことが、情報の読み取りミスや情報の書き込みミスが少なく精度の高いアクセスを実現する上で重要となる。そこで、ヘッドの位置決めが正確に行われるように、復調されたヘッド位置に応じてヘッドの位置決め制御を行うことが従来から行われている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００４】
ここで、従来のＨＤＤで行われているヘッドの位置決めについて説明する。
【０００５】
図１は、従来のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【０００６】
ＨＤＤには、ヘッドを磁気ディスクの半径方向に移動させるボイスコイルモータが備えられており、ボイスコイルモータは、ボイスコイルモータに流される電流によって制御される。ヘッドは、ボイスコイルモータに流される制御電流に応じて磁気ディスクの半径方向に移動し、さらに、磁気ディスクの回転によって、磁気ディスクの円周方向に並んだ複数のサーボ領域に順次近接する。このとき、ヘッドが、その近接したサーボ領域から位置情報を読み取ることで、その読取り時におけるヘッドの位置（ヘッド位置）が復調される。図１では、ヘッドやボイスコイルモータがまとめてプラントＰとして示されており、この図では、プラントＰは、制御値（制御電流の値）が入力されると復調位置を出力するものとして模式的に表されている。
【０００７】
ＨＤＤでは、ヘッドがサーボ領域に近接してヘッド位置の復調が行われる度に、その復調位置に基づき、制御値の調整が行われる。後で詳述するように磁気ディスク上のサーボ領域の配置は、磁気ディスクの回転に伴いヘッドとサーボ領域が定期的に遭遇するような配置となっているので、上記の制御値の調整も定期的に行われる。これにより、次にヘッドが近接することになるサーボ領域における、磁気ディスクの半径方向についてのヘッド位置が、精度の高いアクセスを実現する望ましいヘッド位置（所望のヘッド位置）に近づくようになる。図１には、この制御値の調整を担う、論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８、および制御値算出用加算部５７０９’が示されている。
【０００８】
論理値取得部５７０１には、プラントＰの制御値が入力される。また、論理値取得部５７０１には、ヘッド位置の復調が行われる度にその復調位置が入力されて記憶される。論理値取得部５７０１は、プラントＰの制御値と、その制御値の下での復調位置が入力されると、前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置とを読み出し、これら前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置との差を、ヘッド位置の復調動作の時間間隔に対応した所定時間で割ることで、前々回のヘッドの復調と前回のヘッドの復調との間における、ヘッドの平均的な速度を求める。次に、論理値取得部５７０１は、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期位置が前回のヘッドの復調位置であって、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期速度が上記の平均的な速度であるという条件の下で、入力された制御値の下でのヘッドの位置に関する運動方程式を近似的に解く。そして、論理値取得部５７０１は、その解いた結果に基づき、上述の所定時間が経過した後のヘッドの位置とヘッドの速度とを求める。このようにして求められたヘッドの位置とヘッドの速度とが、今回復調位置が求められたサーボ領域における、論理上のヘッドの位置（論理位置）と論理上のヘッドの速度（論理速度）である。
【０００９】
誤差算出部５７０２は、プラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）を求める。第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、それぞれ、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００１０】
位置加算部５７０５は、第１誤差係数部５７０３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理位置に加える。ここで、位置加算部５７０５で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置の推定値（推定位置）となる。位置係数部５７０７は、この推定位置に対し所定の係数を乗じる。
【００１１】
速度加算部５７０６は、第２誤差係数部５７０４で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理速度に加える。ここで、速度加算部５７０６で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッドの速度の推定値（推定速度）となる。速度係数部５７０８は、この推定速度に対し所定の係数を乗じる。
【００１２】
一般に、ヘッドの位置に関する運動方程式は、プラントＰの制御値（ボイスコイルモータの制御電流）、ヘッドの位置、ヘッドの速度、および、ヘッドの加速度についての１次の関係式であり、ヘッドの加速度を無視すれば、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式となる。
【００１３】
上記の位置係数部５７０７でヘッドの推定位置に乗じられた所定の係数や、上記の速度係数部５７０８でヘッドの推定速度に乗じられた所定の係数は、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式における、ヘッドの位置およびヘッドの速度の係数であり、制御値算出用加算部５７０９’は、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッドの速度の推定値との和を求めることで、ヘッドの推定位置およびヘッドの推定速度に対応した制御値を求める。この制御値が、次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置に近づけるための新たな制御値として採用される。
【００１４】
以上のような制御値の更新が繰り返されて、ヘッド位置が徐々に所望のヘッド位置に近づいていく。
【００１５】
なお、厳密には、上記のヘッドの位置に関する運動方程式には、磁気ディスクが回転することに伴って生じる空気流による力などといった、ヘッドの位置やヘッドの速度に比例しない外力も存在する。これらの外力については、あらかじめどの程度の大きさの力であるかが把握されテーブル化されており、従来のＨＤＤでは、そのテーブルを参照して上記の制御値を調節することで、これらの外力の影響は消去されている。図１の制御ブロック図には、こうした外力の影響は消去されて存在しないものとして、ヘッドの位置決めを行うための制御値の調整の方式が示されている。
【特許文献１】特開平１１−３５３８３１号公報
【特許文献２】特表平１０−５０７０２７号公報
【特許文献３】特開２００６−１２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
磁気ディスク上に設けられているサーボ領域には、サーボマークと呼ばれる、サーボ領域の始まりを表す信号も記録されている。一般に、磁気ディスク上に設けられているサーボ領域は、磁気ディスクの円周方向に等間隔に並んでおり、従って、磁気ディスクが所定の一定速度で回転する状況下では、理想的には、ヘッドが一定の時間間隔を置いてサーボ領域のサーボマークが読み取られることとなる。従来のＨＤＤでは、このときの時間間隔が時間の単位の基準として用いられており、上述の論理値取得部５７０１で説明した所定時間としては、この一定の時間間隔が用いられている。
【００１７】
しかしながら、ＨＤＤの製造工程では、取付誤差により、磁気ディスクの中心が、磁気ディスクを回転させる機構における回転中心から少しだけずれた状態で、磁気ディスクがＨＤＤ内に設置されることがある。このような状態では、サーボマークが読み取られる時間間隔（以下、サーボフレーム時間間隔と呼ぶ）が、上記の一定の時間間隔（以下、正常なサーボフレーム時間間隔と呼ぶ）からずれて磁気ディスク上の場所に応じて変動する。この結果、ヘッドの位置決めの上で基準となる時間の単位が、磁気ディスク上の場所に応じて変動するといった事態が生じる。
【００１８】
図２は、サーボフレーム時間間隔が、正常な状況下でのヘッドの移動距離を表した図、図３は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれた状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【００１９】
図２および図３には、一定速度Ｖでヘッドが磁気ディスクに対して相対的に移動する状況下で、ヘッドが一定数（この例では４つ）と遭遇する間にそのヘッドが移動する距離の変化が示されている。ここで、図２には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔と等しくなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されている。また、図３のパート（ａ）には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されており、図３のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が示されている。
【００２０】
サーボフレーム時間間隔を時間の基準とすると、ヘッドが移動する時間は、図２および図３のいずれについてもサーボフレーム時間間隔３つ分の時間であって、ヘッドの位置決め制御の上では、この時間の長さは、図２、図３のパート（ａ）、および図３のパート（ｂ）のいずれの場合でも同じものとして扱われる。
【００２１】
図２には、ヘッドが、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ０移動したことが示されており、この距離Ｌ０が、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間に対応した、正常な移動距離である。図３のパート（ａ）には、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ１移動したことが示されており、この距離Ｌ１は、図３のパート（ａ）のサーボフレーム時間間隔が図２のサーボフレーム時間間隔に比べて短いことに対応して、図２中の距離Ｌ０よりも短くなっている。一方、図３のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔３つ分の時間の間に距離Ｌ２移動したことが示されており、この距離Ｌ２は、図３のパート（ｂ）のサーボフレーム時間間隔が図２のサーボフレーム時間間隔に比べて長いことに対応して、図２中の距離Ｌ０よりも長くなっている。
【００２２】
図３のパート（ａ）や図３のパート（ｂ）のように、サーボフレーム時間間隔が場所によって異なるような磁気ディスクが従来のＨＤＤに採用された場合、実際のヘッドの移動距離（例えば、上記の距離Ｌ１や距離Ｌ２）は、論理上予想されるヘッドの移動距離（例えば、上記の距離Ｌ０）と一致しにくく、磁気ディスク上の場所に応じて変動するようにようになる。この結果、上述した制御が実行されても、上述した、論理位置と復調位置との間の誤差が小さくなりにくく、ヘッドの位置が所望の位置になるのに時間がかかるという問題がある。
【００２３】
最近のＨＤＤの分野では、情報の記録再生にかかる時間の短縮化が強く要請されており、短時間で高い精度でヘッドの位置決めを行うことが強く要請されるようになってきている。上述したサーボフレーム時間間隔のずれの存在は、短時間で高い精度でヘッドの位置決めを行う上で解決すべき重要な問題となる。
【００２４】
以上では、ＨＤＤを例として説明したが、上記の問題は、所定規則によって配列された複数の制御マークを有する記憶媒体を回転させたときの制御マークの検知間隔を時間単位として用いる情報記憶装置全般について生じ得る問題である。
【００２５】
上記事情に鑑み、精度の高いヘッドの位置決めを短時間で行うことができる情報記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成する情報記憶装置の基本形態は、
情報が記録されるディスク状の記録媒体であって、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体と、上記記録媒体を回転させる媒体駆動部と、
上記記録媒体の表面に接触あるいは近接して該記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録を行う、上記制御マークの検知も行うヘッドと、上記ヘッドを保持し上記記録媒体の表面に沿って、該記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向成分を含んだ方向に移動させるヘッド駆動部と、
上記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、
上記媒体駆動部による上記記録媒体の回転に伴った、上記ヘッドによる上記複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いて上記ヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、
上記制御マークの上記規則に基づいた理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、上記駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えている。
【００２７】
ここで、上記の「理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手」とは、最終的に何らかの形で「差を入手」すればよく、例えば理想的間隔と実際の間隔とを入手してこれらの間隔の差を求めるものであってもよく、また、理想的間隔と実際の間隔との差の値そのものを入手するものであってもよい。
【００２８】
この基本形態によれば、制御マークの検知に関し、実際の検知間隔（実際の時間的検知間隔）が、理想的な検知間隔（理想的な時間的検知間隔）からずれていても、実際の検知間隔と理想的な検知間隔との差に基づいてヘッドの駆動力の制御値が修正される。この結果、ヘッドの位置決め精度に対する、制御マークの検知間隔のずれの影響が補正される。このため、この基本形態では、精度が高いヘッドの位置決めが実現する。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、情報記憶装置の上記基本形態によれば、精度の高いヘッドの位置決めを短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
基本形態について上述した情報記憶装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
【００３１】
図４は、情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）５００を表した図である。
【００３２】
図４に示すＨＤＤ５００には、可動式のコイルであるボイスコイルと、ボイスコイルに一定の磁場を印加する永久磁石とを内蔵したボイスコイルモータ５４が設けられている。このボイスコイルモータ５４では、ボイスコイルに電流が流されることでボイスコイルが移動することができ、このボイスコイルの移動により、軸５４０を中心とする回転駆動力が発生する。このボイスコイルモータ５４の回転駆動力を受けて、アーム５３は、軸５４０の周りを回転する。アーム５３の先端には、ジンバルと呼ばれる支持具でスライダ５２が取り付けられており、さらに、このスライダ５２の先端部には、ヘッド５１が取り付けられている。
【００３３】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う役割を担っている。情報の読み取りや書き込みの際には、ボイスコイルモータ５４によりアーム５３が、ボイスコイルモータ５４を中心として回転駆動されることで、ヘッド５１は、磁気ディスクの半径方向に移動し、磁気ディスクの半径方向について、精度の高いアクセスを実現する望ましいヘッド位置（所望のヘッド位置）に位置決めされる。ここで、ボイスコイルモータ５４が、上述した基本形態におけるヘッド駆動部の一例に相当する。
【００３４】
所望の位置に位置決めされたヘッド５１は、円盤状の磁気ディスク５０の表面から微小な高さだけ浮上した位置に維持されており、この状態で、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う。この図では、ヘッド５１の位置を原点とし、磁気ディスク１０３の中心向き方向をｙ軸とし、図に垂直な法線方向をｚ軸として定義されたｘｙｚ直交座標系の中で、ヘッド５１が表されている。
【００３５】
円盤状の磁気ディスク５０の表面には、ディスク中心を周回する帯状のトラックが半径方向に複数並んだ構成が設けられており、図４ではこれら複数のトラックのうちの１つのトラック５５が図示されている。また、円盤状の磁気ディスク５０の表面には、この図に示すように、ディスク５０の回転中心側とディスク５０の円周側との間に延びるサーボ領域５５０が、複数本設けられている。このサーボ領域５５０は、ヘッド５１の位置決め用の情報を記憶する領域であって、半径方向の位置と円周方向の位置を表した位置情報（アドレス情報）が記録されている。また、これらのサーボ領域５５０には、それぞれ、サーボマークと呼ばれる、サーボ領域の始まりを表す信号も記録されている。これらのサーボ領域５５０は、トラック５５に沿って等間隔で並んでおり、言い換えれば、磁気ディスク５０の回転中心から見たサーボ領域５５０間の角度間隔は一定となっている。また、複数本のサーボ領域５５０の形状は、図４に示すように、いずれも、緩やかな弧を描いて湾曲した形状となっており、この湾曲した形状は、ボイスコイルモータ５４の回転駆動によりヘッド５１が磁気ディスク５０上で移動する際のヘッド５１の位置の軌跡に合わせたものである。
【００３６】
この磁気ディスク５０は、スピンドルモータ５９の回転駆動力を受けてほぼディスク中心を回転中心として図３の面内を一定速度で回転する。ここで、完全に磁気ディスク５０のディスク中心を回転中心となっているとすると、上記のサーボ領域５５０の湾曲形状により、ヘッド５１は、磁気ディスク５０上で静止している時だけでなく半径方向に移動している時にも、一定の時間間隔でヘッド５１は各サーボ領域５５０に接近することとなる。ここで、スピンドルモータ５９が、上述した基本形態における媒体駆動部の一例に相当する。
【００３７】
図４のトラック５５における、２つのサーボ領域５５０の間の領域は、データセクタと呼ばれる領域であり、データセクタ５５１は、ユーザによって取り扱われる情報（以下、単に「データ」と呼ぶ）の書き込みおよび読み出し用のデータ領域である。
【００３８】
上記のサーボ領域５５０やデータ領域には、図３のｚ軸の正方向あるいは負方向を向いた磁化が並んでおり、このような２つの向きにより「０」および「１」の２値が表現されて１ビットの情報が表される。磁気ディスク５０表面近くに配置されたヘッド５１は、回転する磁気ディスク５０のトラック５５に沿って並んだ磁化に順次近接する。
【００３９】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う記録素子（図４では不図示）と、磁気ディスク５０からの情報の読み取りを行う再生素子（図４では不図示）の２つの素子を有している。再生素子は、印加される磁界の向きに応じて電気抵抗の値が変化する磁気抵抗効果膜を備えており、データや位置情報の再生時、およびサーボマークの検出時には、再生素子は、この磁気抵抗効果膜を流れる電流の値が、磁化により発生する磁界の向きに応じて変化することを検出することで、磁化の向きで表された情報を取り出す。この電流の変化を表す信号が、取り出された情報を表す再生信号であり、その再生信号はヘッドアンプ５８に出力される。また、記録素子は、電磁石として機能するコイルおよび磁極とを備えており、データの記録の際には、磁気ディスク５０に近接したヘッド５１中の記録素子に、データをビット値で表した電気的な記録信号がヘッドアンプ５８を介して入力され、記録素子は、その記録信号のビット値に応じた向きの電流をコイルに流す。この電流によりコイル中に発生した磁界が磁極を通って、磁気ディスク５０上の磁化に印加されてこの記録信号のビット値に応じた向きに磁化の方向がそろえられる。これにより、記録信号に担持されたデータが磁化方向の形式で記録されることとなる。
【００４０】
ヘッド５１は、磁気ディスク５０の回転により、円周方向に並んだデータセクタ５５１およびサーボ領域５５０に順次近接して、サーボマークや位置情報の読み取りを実行し、後述するように、この読取結果に基づいて、所望のデータセクタ５５１が存在する、磁気ディスク５０の半径方向の位置にヘッド５１が位置決めされる。ヘッド５１の位置決め後、ヘッド５１が、磁気ディスク５０の回転により所望のデータセクタ５５１に近接したときにデータの再生／記録が実行される。
【００４１】
上述した、ボイスコイルモータ５４、アーム５３、スライダ５２、ヘッド５１、およびヘッドアンプ５８など、情報の記憶再生に直接的に携わる各部は、磁気ディスク５０とともに、ベース５６に収容されており、図４では、ベース５６の内側の様子が表されている。ベース５６の裏側には、ボイスコイルモータ５４の駆動やヘッド５１によるアクセスを制御する制御回路を有する制御基板５７が設けられており、図３では、制御基板５７は点線で示されている。なお、ＨＤＤ５００では、ベース５６の表側の各部と、ベース５６の裏側の制御基板５７との全体は、この図では不図示の筺体に収容されている。上記の各部は、不図示の機構でこの制御基板５７と電気的に導通しており、ヘッド５１に入力される上述の記録信号や、ヘッド５１で生成された上述の再生信号は、ヘッドアンプ５８を介してこの制御基板５７において処理される。
【００４２】
次に、この制御基板５７について説明する。
【００４３】
図５は、制御基板５７の構成を表した図である。
【００４４】
制御基板５７には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ５４ａを介したボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５４の制御を行うＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５７０や、図４の磁気ディスク５５へのヘッド５１によるデータの記録／再生（アクセス）を制御するディスクコントローラ５７２が設けられている。また、この制御基板５７には、再生信号や記録信号の信号処理を実行するＲ／Ｗチャネル５７１も設けられている。
【００４５】
データの記録が行われる際には、このＨＤＤ５００に接続されたコンピュータなどの外部機器から、ディスクコントローラ５７２を介してＲ／Ｗチャネル５７１に記録信号が入力され、Ｒ／Ｗチャネル５７１でアナログ／デジタル変換などの各種の信号処理が行われる。信号処理が行われた記録信号は、ヘッドアンプ５８で増幅された後、ヘッド５１内の記録素子５１ｂに入力され、上述したように、磁気ディスク５０へのデータの記録が実行される。
【００４６】
データの再生および位置情報の再生が行われる際には、上述したように、ヘッド５１の再生素子５１ａで再生信号が生成され、その再生信号は、ヘッドアンプ５８で増幅された後、Ｒ／Ｗチャネル５７１に入力されて各種の信号処理が施される。
【００４７】
ここで、データの再生信号は、Ｒ／Ｗチャネル５７１での信号処理後にディスクコントローラ５７２に送られ、さらにディスクコントローラ５７２から、このＨＤＤ５００に接続された外部機器（コンピュータなど）に送られる。
【００４８】
一方、位置情報の再生信号は、Ｒ／Ｗチャネル５７１での信号処理後にＭＰＵ５７０に入力される。ＭＰＵ５７０は、ディスクコントローラ５７２からヘッド５１の位置決め制御実行の指示を受けて、入力された位置情報および補正情報の再生信号に基づきボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ５４ａを介したボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５４の制御を行うことで、ヘッド５１の位置決め制御を実行する。ここで、このＨＤＤ５００では、ヘッド５１が、複数のサーボ領域５５０に順次近接する際の時間間隔が、ヘッドの位置決めの上で基準の時間単位となっており、この基準の時間単位の下で、上記のヘッド５１の位置決め制御が実行される。このＭＰＵ５７０が、上述した基本形態における駆動力制御部と駆動時間制御部とを兼ねた一例に相当する。
【００４９】
一般に、ＨＤＤでは、磁気ディスク上に設けられているサーボ領域が磁気ディスクの円周方向に等間隔に並んでいるため、磁気ディスクが所定の一定速度で回転する状況下では、理想的には一定の時間間隔を置いてサーボ領域のサーボマークが読み取られることとなり、このときの時間間隔が時間の単位の基準として用いられる。
【００５０】
しかしながら、ＨＤＤの製造工程では、磁気ディスクの中心が、磁気ディスクを回転させる機構における回転中心からずれた状態で、磁気ディスクがＨＤＤ内に設置されてしまうことがある。このような状態では、サーボマークが読み取られる時間間隔（以下、サーボフレーム時間間隔と呼ぶ）が正常なサーボフレーム時間間隔からずれて磁気ディスク上の場所に応じて変動する。この結果、ヘッドの位置決めの上で基準となる時間の単位が、磁気ディスク上の場所に応じて変動するといった事態が生じる。
【００５１】
ＨＤＤ５５０で行われるヘッド位置決め制御では、こうしたサーボフレーム時間間隔からずれの影響が補正されるようにボイスコイルモータ５４の制御が行われる。以下では、ＨＤＤ５５０で行われるヘッド位置決め制御について説明する。
【００５２】
ヘッド位置決め制御は、ボイスコイルモータ５４に流される制御電流を制御することを通じて行われる。具体的には、ヘッド５１がサーボ領域５５０に近接して、サーボマークの検出や位置情報の再生（以下、位置の復調と呼ぶ）が行われる度に、その復調された位置（復調位置）に基づき、そのサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域５５０におけるヘッド位置（復調位置）が所望のヘッド位置となるように、以下に説明する方式で制御値の調整が行われる。
【００５３】
図６は、図４のＨＤＤ５００で行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【００５４】
図６では、図４のヘッド５１やボイスコイルモータ５４がまとめてプラントＰとして示されており、図６では、プラントＰは、制御値（制御電流の値）が入力されると復調位置を出力するものとして模式的に表されている。
【００５５】
図６には、この制御値の調整を担う、論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８、制御値算出用加算部５７０９、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２が示されており、これらの各部は、ハードウェアとしては図５のＭＰＵ５７０が有する機能に対応するものである。ここで、図６の論理値取得部５７０１、誤差算出部５７０２、第１予測誤差係数部５７０３、第２予測誤差係数部５７０４、位置加算部５７０５、速度加算部５７０６、位置係数部５７０７、速度係数部５７０８の各動作は、同じ符号を有する図１の各部の動作と同じである。しかし、図６の制御ブロック図では、図１の制御ブロック図と比べると、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２が加わっている点が最も大きく異なる。
【００５６】
論理値取得部５７０１には、プラントＰの制御値が入力される。また、論理値取得部５７０１には、ヘッド位置の復調が行われる度にその復調位置が入力されて記憶される。論理値取得部５７０１は、プラントＰの制御値と、その制御値の下での復調位置が入力されると、前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置とを読み出し、これら前回のヘッドの復調位置と前々回のヘッドの復調位置との差を、ヘッド位置の復調動作の時間間隔に対応した所定時間で割ることで、前々回のヘッドの復調と前回のヘッドの復調との間における、ヘッドの平均的な速度を求める。次に、論理値取得部５７０１は、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期位置が前回のヘッドの復調位置であって、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの初期速度が上記の平均的な速度であるという条件の下で、入力された制御値の下でのヘッドの位置に関する運動方程式を近似的に解く。そして、論理値取得部５７０１は、その解いた結果に基づき、上述の所定時間が経過した後のヘッドの位置とヘッドの速度とを求める。このようにして求められたヘッドの位置とヘッドの速度とが、今回復調位置が求められたサーボ領域における、論理上のヘッドの位置（論理位置）と論理上のヘッドの速度（論理速度）である。
【００５７】
誤差算出部５７０２は、プラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）を求める。第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、それぞれ、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第１誤差係数部５７０３および第２誤差係数部５７０４において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００５８】
位置加算部５７０５は、第１誤差係数部５７０３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理位置に加える。ここで、位置加算部５７０５で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッド位置の推定値（推定位置）となる。位置係数部５７０７は、この推定位置に対し所定の係数を乗じる。
【００５９】
速度加算部５７０６は、第２誤差係数部５７０４で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理速度に加える。ここで、速度加算部５７０６で得られる値が、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッドが近接することになるサーボ領域でのヘッドの速度の推定値（推定速度）となる。速度係数部５７０８は、この推定速度に対し所定の係数を乗じる。
【００６０】
一般に、ヘッドの位置に関する運動方程式は、プラントＰの制御値（ボイスコイルモータの制御電流）、ヘッドの位置、ヘッドの速度、および、ヘッドの加速度についての１次の関係式であり、ヘッドの加速度を無視すれば、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式となる。
【００６１】
上記の位置係数部５７０７でヘッドの推定位置に乗じられた所定の係数や、上記の速度係数部５７０８でヘッドの推定速度に乗じられた所定の係数は、プラントＰの制御値を、ヘッドの位置およびヘッドの速度で表した式における、ヘッドの位置およびヘッドの速度の係数である。
【００６２】
以下、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、および補正位置係数部５７１２について詳しく説明する。
【００６３】
磁気ディスク５０の円盤の中心点が、ＨＤＤ５００の回転中心からずれた状態で取り付けられた場合、磁気ディスク５０が一定の回転速度（角速度）で回転する際には、回転中心から遠い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０ほど、短時間でヘッド５１の位置を通過する。この結果、サーボマークが読み取られる時間間隔（サーボフレーム時間間隔）は、磁気ディスク５０上の１つのトラック５５（図４参照）上では、回転中心から遠い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０では、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短くなり、回転中心に近い位置にあるデータセクタ５５１やサーボセクタ５５０では、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長くなる。
【００６４】
一般に、サーボセクタから、位置情報やサーボマークを含むサーボ信号を読み取ってそのサーボ信号にロックをかける際には、サーボセクタがヘッドを通過するタイミングに見当をつけることが必要である。そのために、従来から、ＨＤＤでは、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかをデータセクタ５５１ごとに表した、時間間隔情報のテーブルが用いられている。
【００６５】
本実施形態のＨＤＤ５００でも、サーボ信号のロック用に上記の時間間隔情報のテーブルを用いているが、このＨＤＤ５００では、サーボ信号のロックに加えて、この時間間隔情報のテーブルが、ヘッド５１の位置決めにも用いられる。この時間間隔情報のテーブルは、図６の時間間隔情報記憶部５７１１に記憶されている。
【００６６】
推定位置補正部５７１０は、時間間隔情報記憶部５７１１中の時間間隔情報を参照して、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域５５０と、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域５５０との間のサーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかを求める。ここで、上記のずれ量は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短い場合には正の値となり、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長い場合には負の値となる。次に、推定位置補正部５７１０は、そのサーボフレーム時間間隔のずれ量を、速度加算部５７０６で求められた推定速度に乗じる。ここで、上述の位置加算部５７０５で求められた推定位置は、サーボフレーム時間間隔にずれがあることを無視して推定された位置（推定位置）であり、推定位置補正部５７１０によって推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量が乗じられた値は、この推定位置に対し、サーボフレーム時間間隔のずれの存在を加味した補正量（補正位置）となる。
【００６７】
補正位置係数部５７１２は、推定位置補正部５７１０で求められた補正位置に対し、位置係数部５７０７が推定位置に乗じたのと同じ所定の係数を乗じる。このように補正位置係数部５７１２で補正位置に上記の所定の係数が乗じられた値は、位置係数部５７０７で推定位置に上記の所定の係数が乗じられた値に対する補正量となる。
【００６８】
図６の制御値算出用加算部５７０９は、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッド５１の速度の推定値と、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置との和を求める。図６の制御値算出用加算部５７０９が、図１の制御値算出用加算部５７０９’と異なるのは、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置を加算する点である。図６の制御値算出用加算部５７０９で得られた和の値が、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置にするための新たな制御値として採用される。
【００６９】
以上のような制御値の更新が繰り返されて、ヘッド位置が徐々に所望のヘッド位置に近づいていく。
【００７０】
ここで、推定位置補正部５７１０、時間間隔情報記憶部５７１１、補正位置係数部５７１２、および制御値算出用加算部５７０９を合わせたものが、上述した基本形態における
駆動力修正部の一例に相当する。
【００７１】
なお、厳密には、上記のヘッドの位置に関する運動方程式には、磁気ディスクが回転することに伴って生じる空気流による力などといった、ヘッドの位置やヘッドの速度に比例しない外力も存在する。これらの外力については、あらかじめどの程度の大きさの力であるかが把握されテーブル化されており、従来のＨＤＤでは、そのテーブルを参照して上記の制御値を調節することで、これらの外力の影響は消去されている。図６の制御ブロック図には、こうした外力の影響は消去されて存在しないものとして、ヘッドの位置決めを行うための制御値の調整の方式が示されている。
【００７２】
以上説明したように、ＨＤＤ５００では、新たな制御値を求めるに際し、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置を加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が、補正される。このため、このＨＤＤ５００では、実際のヘッド位置（復調位置）と論理上のヘッド位置（論理位置）との間の誤差が小さくなりやすく、高い精度のヘッドの位置決めが短時間で行われる。
【００７３】
次に、以上説明した実施形態とは、別の実施形態について説明する。
【００７４】
この別の実施形態もヘッドの位置決め制御を行うＨＤＤであり、この別の実施形態のＨＤＤが、図４のＨＤＤ５００と異なる点は、新たな制御値を求めるに際し、サーボフレーム時間間隔のずれに応じて推定速度の補正を加味する点であり、この点を除けば、この別の実施形態のＨＤＤは、図４のＨＤＤ５００と同じである。以下では、異なる点に焦点を絞って説明する。
【００７５】
図７は、別の実施形態のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【００７６】
図７では、図６の構成要素と同じ構成要素については同じ符号が付されており、これらの構成要素についての重複説明は省略する。図７の制御ブロック図では、図７の論理値取得部５７０１ａが論理加速度を取得する点と、第３誤差係数部５７１３、加速度加算部５７１４、推定速度補正部５７１５、および補正速度係数部５７１６が備えられている点とが、図６の制御ブロック図と比べて最も大きく異なる点である。なお、これらの各部も、ハードウェアとしては図５のＭＰＵ５７０が有する機能に対応するものである。
【００７７】
図７の論理値取得部５７０１ａは、図６で上述したようにしてヘッド５１の論理位置と論理速度を求めるとともに、論理加速度も求める。ここでいう論理加速度とは、論理値取得部５７０１ａに入力された制御値の下での、ヘッドの位置に関する近似的な運動方程式（ヘッド５１の論理位置と論理速度を求める際に用いた近似的な運動方程式）によって決定される、磁気ディスクの半径方向についてのヘッドの加速度のことである。
【００７８】
第３誤差係数部５７１３は、誤差算出部５７０２で算出された誤差に対し、その誤差に応じた係数を乗じる。ここで、誤差の値に応じてどのような係数を乗じるかは、ヘッド位置を所望のヘッド位置に近づける観点から、あらかじめ第３誤差係数部５７１３において定められており、上記の「誤差に応じた係数」は、その定めに従って決定される。
【００７９】
加速度加算部５７１４は、第３誤差係数部５７１３で係数倍された誤差を、論理値取得部５７０１で求められた論理加速度に加える。ここで、加速度加算部５７１４で得られる値が、先にヘッド５１位置の復調が行われたサーボ領域の次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド５１の加速度の推定値（推定加速度）となる。
【００８０】
推定速度補正部５７１５は、時間間隔情報記憶部５７１１中の時間間隔情報を参照して、先にヘッド位置の復調が行われたサーボ領域５５０と、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域５５０との間のサーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からどの程度ずれているかを求める。図６でも上述したように、上記のずれ量は、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも短い場合には正の値となり、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔よりも長い場合には負の値となる。次に、推定速度補正部５７１５は、そのサーボフレーム時間間隔のずれ量を、加速度加算部５７１４で求められた推定加速度に乗じる。ここで、上述の速度加算部５７０６で求められた推定速度は、サーボフレーム時間間隔にずれがあることを無視して推定された速度（推定速度）であり、推定速度補正部５７１５によって推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量が乗じられた値は、この推定速度に対し、サーボフレーム時間間隔のずれの存在を加味した補正量（補正速度）となる。
【００８１】
補正速度係数部５７１６は、推定速度補正部５７１５で求められた補正速度に対し、速度係数部５７０８が推定速度に乗じたのと同じ所定の係数を乗じる。このように補正速度係数部５７１６で補正速度に上記の所定の係数が乗じられた値は、速度係数部５７０８で推定速度に上記の所定の係数が乗じられた値に対する補正量となる。
【００８２】
図７の制御値算出用加算部５７０９ａは、位置係数部５７０７で係数倍されたヘッド位置の推定値と、速度係数部５７０８で係数倍されたヘッド５１の速度の推定値と、補正位置係数部５７１２で係数倍された補正位置と、補正速度係数部５７１６で係数倍された補正速度の和を求める。図７の制御値算出用加算部５７０９ａが、図６の制御値算出用加算部５７０９と異なるのは、補正速度係数部５７１６で係数倍された補正速度を加算する点である。図７の制御値算出用加算部５７０９で得られた和の値が、次にヘッド５１が近接することになるサーボ領域でのヘッド位置（復調位置）を所望のヘッド位置にするための新たな制御値となる。なお、ここでは、推定加速度は、サーボフレーム時間間隔のずれを補正するための補正速度を求めるのに用いており、新たな制御値の決定の際には、ヘッドの運動方程式に対応した推定加速度の寄与は無視しているが、本件では、制御値算出用加算部５７０９において、ヘッドの運動方程式に対応した推定加速度の寄与が付け加わっていてもよい。
【００８３】
以上説明したように、ＨＤＤ５００では、新たな制御値を求めるに際し、図６の説明で上述した補正位置を加味することに加え、推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正速度も加味することで、磁気ディスク５５のサーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する効果が高められている。このため、この別の実施形態のＨＤＤでも、実際のヘッド位置（復調位置）と論理上のヘッド位置（論理位置）との間の誤差が小さくなりやすく、高い精度のヘッドの位置決めが短時間で行われる。
【００８４】
次に、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する上述の制御の効果について、図２のおよび図３で説明したヘッドの移動距離を例にとって説明する。
【００８５】
図８は、別の実施形態のＨＤＤにおいて、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれている状況下でのヘッドの移動距離を現した図である。
【００８６】
図８には、この別の実施形態のＨＤＤにおいて、一定速度Ｖでヘッドが磁気ディスクに対して相対的に移動する状況下で、ヘッドが一定数（この例では４つ）と遭遇する間にそのヘッドが移動する距離の変化が示されている。ここで、図８のパート（ａ）には、磁気ディスク上において、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が実線で示されており、図８のパート（ｂ）には、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている箇所でのヘッドの移動距離の変化が実線で示されている。なお、図８のパート（ａ）および図８のパート（ｂ）には、比較のために、図３で説明した、従来のＨＤＤにおけるヘッドの移動距離の変化が点線で示されており、これら点線で示した移動距離の変化は、図３のパート（ａ）および図３のパート（ｂ）に示した移動距離の変化と同じものである。
【００８７】
この別の実施形態のＨＤＤでは、上述したように、新たな制御値を求めるに際し、サーボフレーム時間間隔のずれ量を考慮して新たな制御値が決定されるため、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて短くなっている場合には、図８のパート（ａ）に示すように速度Ｖよりも大きい速度Ｖａにヘッドの速度が変化し、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔に比べて長くなっている場合には、図８のパート（ｂ）に示すように速度Ｖよりも小さい速度Ｖｂにヘッドの速度が変化する。ここで、速度Ｖａは、図８のパート（ａ）に示すような短いサーボフレーム時間間隔であっても、ヘッドが、図３に示す、サーボフレーム時間間隔が正常な場合の移動距離Ｌ０と同じ移動距離を移動するのに必要な速度である。また、速度Ｖｂは、図８のパート（ｂ）に示すような長いサーボフレーム時間間隔であっても、ヘッドが、移動距離Ｌ０と同じ移動距離を移動するのに必要な速度である。この別の実施形態のＨＤＤでは、このように、サーボフレーム時間間隔が正常な値からずれていても、その影響が補正されるように制御値の決定が行われる。
【００８８】
次に、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する上述の制御の効果を表す具体的な実験結果について説明する。
【００８９】
図９は、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のアクセス時間と、このような制御を行わなかった場合のアクセス時間とを表した図である。
【００９０】
ここで、アクセス時間とは、磁気ディスクの半径方向について所望の位置にヘッドの位置決めに要する時間（シーク時間）と、磁気ディスクが回転して磁気ディスクの円周方向についての所望の位置にヘッドが達するのにかかる時間（サーチ時間）と、データの記録／再生にかかる時間（データ転送時間）との和で表される時間のことである。
【００９１】
図９には、磁気ディスクの半径方向についての目標位置にへッドを位置決めして、磁気ディスクの円周方向についての所定の位置で所定のデータ量のデータの記録を行う実験を、上記の目標位置を変えながら行ったときのアクセス時間の結果のグラフが示されており、実線のグラフがサーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフであり、点線のグラフがこのような制御を行わなかった場合のグラフである。なお、図９では、目標位置については、磁気ディスクの半径を基準とした割合（単位はパーセント）で表されている。ここで、目標位置を変えていっても、サーチ時間と転送時間とはほぼ変わらないものとみなすことができるため、アクセス時間の変化は、実質的にはシーク時間の変化に対応している。
【００９２】
図９に示すように、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフは、このような制御を行わなかった場合のグラフの下側に位置している。このことから、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行うことで、目標位置にヘッドの位置決めに要する時間が短縮されていることがわかる。また、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のグラフは、このような制御を行わなかった場合のグラフに比べて図９の上下方向の揺れが小さいグラフとなっており、目標位置を変えていったときの安定性が高いことがわかる。
【００９３】
図１０は、ヘッドの位置決めを行っている間（シーク時間の間）のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【００９４】
ここで、図１０のパート（ａ）は、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御の下でヘッドの位置決めを行った際のヘッド位置の時間変化を表した図であり、図１０のパート（ｂ）は、このような制御を行わずにヘッドの位置決めを行った際のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【００９５】
図１０に示すように、シーク時間の前半では、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御の場合も、このような制御を行わなかった場合も、ヘッド位置は、同じように激しく振動しており、シーク時間の後半で徐々に振動が収まっていく振る舞いが見られる。ここで、シーク時間の後半で徐々に振動が収まっていく際における振動幅の最大値については、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御が行われた図１０のパート（ｂ）の振動幅の最大値Ｌの方が、このような制御が行われなかった図１０のパート（ａ）の振動幅の最大値Ｌ’に比べて短くなっている。このことから、サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行うことで、目標位置にヘッドの位置決めするまでの収束性が向上するということがわかる。
【００９６】
以上が実施形態の説明である。
【００９７】
以上の説明では、推定位置、推定速度、および推定加速度の各値の線形和として新たな制御値が決定されたが、上述した基本形態では、制御値を、ヘッドの位置が所望の位置になるような適切な制御値に近づけるために、新たな制御値の決定にあたり、上記の各値の非線形な寄与が含まれていてもよい。
【００９８】
ここで、以上説明した２つの実施形態を踏まえて、上述した基本形態に対する好ましい形態について説明する。
【００９９】
上述した基本形態において、「上記記録媒体が、上記複数の制御マークとして、ディスク中心から見た角度間隔が一定との規則によって配列された複数の制御マークが記録されているものである」という形態は好ましい形態である。
【０１００】
このような形態によれば、記録媒体が回転する際の制御マークの検知間隔が一定になりやすい。上述した２つの実施形態では、上述したように、図４の磁気ディスク５０の複数のサーボ領域５５０は、磁気ディスク５０の回転中心から見たときの角度間隔がなるべく一定になるように磁気ディスク５０上に形成されており、上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０１】
また、上記の好ましい形態において、「上記記録媒体が、該記録媒体上の各箇所に、該記録媒体における該箇所の位置を表した位置情報が記録されたものであり、上記ヘッドが、上記位置情報の読み取りも行うものであり、上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在位置を推定する位置推定部と、上記ヘッドの実際の現在位置を上記位置情報を該ヘッドで読み取ることで確認する位置確認部とを備え、上記駆動力制御部が、上記位置推定部で推定された現在位置と上記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて、上記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御するものである」という形態はより好ましい形態である。
【０１０２】
このような形態によれば、推定された現在位置と上記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて駆動力が制御されることで、実際のヘッドの位置を反映させた、精度の高いヘッドの位置決めが可能となる。ここで、上述した２つの実施形態では、図６および図７の論理値取得部５７０１ａ、誤差算出部５７０２、第１誤差係数部５７０３、および位置加算部５７０５を合わせたものが、上記の位置推定部の一例に相当しており、ヘッド５１の復調位置が入力される図６および図７の誤差算出部が上記の位置確認部の一例に相当している。また、上述した２つの実施形態では、図６および図７のプラントＰで出力された復調位置と、その復調位置が求められたサーボ領域での論理位置との差（誤差）に基づき、上記の駆動力制御部の一例に相当するＭＰＵ５７０により、ボイスコイルモータ５４の制御が行われている。従って、上述した２つの実施形態では、ヘッドが位置情報の読み取りも行う上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０３】
また、ヘッドが位置情報の読み取りも行う好ましい形態において、「上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部を備え、上記駆動力修正部が、上記駆動力制御部により制御される駆動力を、上記速度推定部で推定された現在速度と上記差との積に比例した修正量で修正するものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【０１０４】
このような形態によれば、推定された速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの位置のずれに対する修正量が求められる。そして、この修正量に基づき制御を実行することで、制御マークの検知間隔のずれの影響が効果的に補正されることとなる。ここで、上述した２つの実施形態では、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置を加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が補正される。従って、上述した２つの実施形態では、速度推定部を備えた上記の好ましい形態が実現されている。
【０１０５】
また、ヘッドが位置情報の読み取りも行う好ましい形態において、「上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部と、上記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて上記ヘッドの現在の加速度を推定する加速度推定部とを備え、上記駆動力修正部が、上記駆動力制御部により制御される駆動力を、上記速度推定部で推定された現在速度と上記差との積に比例した第１修正量、および上記加速度推定部で推定された加速度と上記差との積に比例した第２修正量の双方で修正するものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【０１０６】
このような形態によれば、推定された速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの位置のずれに対する修正量が求められ、推定された加速度に、制御マークの検知間隔のずれを乗じることでヘッドの速度のずれに対する修正量が求められる。そして、これらの修正量に基づき制御を実行することで、制御マークの検知間隔のずれの影響がきわめて効果的に補正されることとなる。ここで、上述した２つの実施形態では、推定速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正位置と、推定加速度にサーボフレーム時間間隔のずれ量を乗じた補正速度とを、制御値の決定の際に加味することで、ヘッド５１の位置決め精度に対する、サーボフレーム時間間隔のずれの影響が補正されている。従って、上述した２つの実施形態では、加速度推定部を備えた上記の好ましい形態が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】従来のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図２】サーボフレーム時間間隔が正常な状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【図３】サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれた状況下でのヘッドの移動距離を表した図である。
【図４】情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）を表した図である。
【図５】制御基板の構成を表した図である。
【図６】図４のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図７】別の実施形態のＨＤＤで行われるヘッドの位置決め制御を表した制御ブロック図である。
【図８】別の実施形態のＨＤＤにおいて、サーボフレーム時間間隔が、正常なサーボフレーム時間間隔からずれている状況下でのヘッドの移動距離を現した図である。
【図９】サーボフレーム時間間隔のずれの影響を補正する制御を行った場合のアクセス時間と、このような制御を行わなかった場合のアクセス時間とを表した図である。
【図１０】ヘッドの位置決めを行っている間（シーク時間の間）のヘッド位置の時間変化を表した図である。
【符号の説明】
【０１０８】
５００ ＨＤＤ
５１ ヘッド
５１ａ 再生素子
５１ｂ 記録素子
５２ スライダ
５３ アーム
５４ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
５４ａ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ
５４０ 軸
５５ トラック
５５０ サーボ領域
５５１ データセクタ
５６ ベース
５７ 制御基板
５７０ ＭＰＵ
５７０１ 論理値取得部
５７０２ 誤差算出部
５７０３ 第１誤差係数部
５７０４ 第２誤差係数部
５７０５ 位置加算部
５７０６ 速度加算部
５７０７ 位置係数部
５７０８ 速度係数部
５７０９，５７０９’，５７０９ａ 制御値算出用加算部
５７１０ 推定位置補正部
５７１１ 時間間隔情報記憶部
５７１２ 補正位置係数部
５７１３ 第３誤差係数部
５７１４ 加速度加算部
５７１５ 推定速度補正部
５７１６ 補正速度係数部
５７１ Ｒ／Ｗチャネル
５７２ ディスクコントローラ
５８ ヘッドアンプ
５９ スピンドルモータ（ＳＰＭ）
５９ａ スピンドルモータ（ＳＰＭ）ドライバ
Ｐ プラント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報が記録されるディスク状の記録媒体であって、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体と、
前記記録媒体を回転させる媒体駆動部と、
前記記録媒体の表面に接触あるいは近接して該記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録を行う、前記制御マークの検知も行うヘッドと、
前記ヘッドを保持し前記記録媒体の表面に沿って、該記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向成分を含んだ方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、
前記媒体駆動部による前記記録媒体の回転に伴った、前記ヘッドによる前記複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いて前記ヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、
前記制御マークの前記規則に基づいた理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、前記駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えたことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項２】
前記記録媒体が、前記複数の制御マークとして、ディスク中心から見た角度間隔が一定との規則によって配列された複数の制御マークが記録されているものであることを特徴とする請求項１記載の情報記憶装置。
【請求項３】
前記記録媒体が、該記録媒体上の各箇所に、該記録媒体における該箇所の位置を表した位置情報が記録されたものであり、
前記ヘッドが、前記位置情報の読み取りも行うものであり、
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在位置を推定する位置推定部と、
前記ヘッドの実際の現在位置を前記位置情報を該ヘッドで読み取ることで確認する位置確認部とを備え、
前記駆動力制御部が、前記位置推定部で推定された現在位置と前記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて、前記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御するものであることを特徴とする請求項２記載の情報記憶装置。
【請求項４】
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部を備え、
前記駆動力修正部が、前記駆動力制御部により制御される駆動力を、前記速度推定部で推定された現在速度と前記差との積に比例した修正量で修正するものであることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
【請求項５】
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部と、
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在の加速度を推定する加速度推定部とを備え、
前記駆動力修正部が、前記駆動力制御部により制御される駆動力を、前記速度推定部で推定された現在速度と前記差との積に比例した第１修正量、および前記加速度推定部で推定された加速度と前記差との積に比例した第２修正量の双方で修正するものであることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
【請求項１】
情報が記録されるディスク状の記録媒体であって、所定規則によって配列された複数の制御マークが記録されている記録媒体と、
前記記録媒体を回転させる媒体駆動部と、
前記記録媒体の表面に接触あるいは近接して該記録媒体に対し情報再生およびまたは情報記録を行う、前記制御マークの検知も行うヘッドと、
前記ヘッドを保持し前記記録媒体の表面に沿って、該記録媒体の回転中心に対して接近乖離する方向成分を含んだ方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御する駆動力制御部と、
前記媒体駆動部による前記記録媒体の回転に伴った、前記ヘッドによる前記複数の制御マークの検知間隔を時間の単位として用いて前記ヘッド駆動部に対して駆動時間を制御する駆動時間制御部と、
前記制御マークの前記規則に基づいた理想的間隔と該制御マークの実際の間隔との差を入手し、その差に基づいて、前記駆動力制御部による駆動力の制御を修正する駆動力修正部とを備えたことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項２】
前記記録媒体が、前記複数の制御マークとして、ディスク中心から見た角度間隔が一定との規則によって配列された複数の制御マークが記録されているものであることを特徴とする請求項１記載の情報記憶装置。
【請求項３】
前記記録媒体が、該記録媒体上の各箇所に、該記録媒体における該箇所の位置を表した位置情報が記録されたものであり、
前記ヘッドが、前記位置情報の読み取りも行うものであり、
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在位置を推定する位置推定部と、
前記ヘッドの実際の現在位置を前記位置情報を該ヘッドで読み取ることで確認する位置確認部とを備え、
前記駆動力制御部が、前記位置推定部で推定された現在位置と前記位置確認部で確認された現在位置との相違に基づいて、前記ヘッド駆動部に対して駆動力を制御するものであることを特徴とする請求項２記載の情報記憶装置。
【請求項４】
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部を備え、
前記駆動力修正部が、前記駆動力制御部により制御される駆動力を、前記速度推定部で推定された現在速度と前記差との積に比例した修正量で修正するものであることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
【請求項５】
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在速度を推定する速度推定部と、
前記ヘッド駆動部に対する現時点までの駆動力制御に基づいて前記ヘッドの現在の加速度を推定する加速度推定部とを備え、
前記駆動力修正部が、前記駆動力制御部により制御される駆動力を、前記速度推定部で推定された現在速度と前記差との積に比例した第１修正量、および前記加速度推定部で推定された加速度と前記差との積に比例した第２修正量の双方で修正するものであることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２９５１９７（Ｐ２００９−２９５１９７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４５１６（Ｐ２００８−１４４５１６）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]