磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法
【課題】ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、ディスクの第２の面の位置誤差も低減できるようにする。
【解決手段】磁気ディスク装置は、ディスクと、第１及び第２のマイクロアクチュエータと、サーボコントローラとを具備する。ディスクは、第１及び第２の面を備える。第１及び第２のマイクロアクチュエータ１５−１，１５−２は、それぞれ、第１及び第２の面に対応付けられた第１及び第２のヘッドを微動させる。サーボコントローラ２０は、第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、第３の操作量を第１の操作量として第１のマイクロアクチュエータに、第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を第２の操作量として第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える。
【解決手段】磁気ディスク装置は、ディスクと、第１及び第２のマイクロアクチュエータと、サーボコントローラとを具備する。ディスクは、第１及び第２の面を備える。第１及び第２のマイクロアクチュエータ１５−１，１５−２は、それぞれ、第１及び第２の面に対応付けられた第１及び第２のヘッドを微動させる。サーボコントローラ２０は、第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、第３の操作量を第１の操作量として第１のマイクロアクチュエータに、第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を第２の操作量として第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、周知のように、磁気ディスクを記録媒体として備えている。以下の説明では、磁気ディスクを、単にディスクと表記する場合もある。ディスクの例えば両面には、サーボデータ（サーボパターン）が記録されている。サーボデータは、ヘッドを目標位置に位置付けるために用いられる。
【０００３】
近年の磁気ディスク装置は、サーボデータを、当該磁気ディスク装置自身がディスクの両面にライトする機能（いわゆるセルフサーボライト機能）を有している。セルフサーボライトは、一般に次のように実行される。まず、ディスクが第１の面及び第２の面を備えており、第１の面には原サーボデータが記録されているものとする。また、第１の面及び第２の面に対応して、それぞれ、第１のヘッド及び第２のヘッドが配置されているものとする。この場合、第１の面に記録されている原サーボデータに基づいて、第１のヘッドが目標位置に位置付けられる（トラッキングされる）。つまり、第１の面がトラッキング面として用いられる。この状態で、第１のヘッド及び第２のヘッドにより、それぞれ、第１の面及び第２の面に、同時にサーボデータが書き込まれる。トラッキングに用いられない第２の面を、非トラッキング面またはサーボライト面と呼ぶ。また、ディスクのそれぞれの面に同時にサーボデータが書き込まれるセルフサーボライトは、バンクライト方式サーボライトと呼ばれる。
【０００４】
また近年は、ディスクのそれぞれの面に対応付けられたマイクロアクチュエータ（微動マイクロアクチュエータ）を備えた磁気ディスク装置も出現している。各マイクロアクチュエータは、主アクチュエータ（粗動アクチュエータ）と異なり、対応するヘッドを他のヘッドから独立して微動させることが可能である。このため、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置では、ディスクの第１の面（トラッキング面）に対応するマイクロアクチュエータ（第１のマイクロアクチュエータ）に第１の操作量を与える一方、当該ディスクの第２の面（非トラッキング面）に対応するマイクロアクチュエータ（第２のマイクロアクチュエータ）に、第１の操作量とは異なる第２の操作量を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，０２７，２５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、第１及び第２のマイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置において、第１及び第２のマイクロアクチュエータは独立して駆動される。そのため、第１及び第２のマイクロアクチュエータには、それぞれ独立に第１及び第２の操作量が与えられる。
【０００７】
ここで、バンクライト方式サーボライトのように、ディスクの両面に同時にデータを書き込むものとする。このような場合、第１の操作量の極性を反転した操作量を第２の操作量として用いるならば、ディスクの第１の面及び第２の面で逆相の位置誤差を抑圧することが可能となる。但し、ディスクの第１の面及び第２の面で同相の位置誤差は、第２の面で増大する。
【０００８】
そこで、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減することが要求されている。
【０００９】
本発明の目的は、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減できる、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、磁気ディスク装置は、ディスクと、第１及び第２のマイクロアクチュエータと、サーボコントローラとを具備する。前記ディスクは、第１の面及び第２の面を備える。前記第１のマイクロアクチュエータは、前記第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる。前記第２のマイクロアクチュエータは、前記第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる。前記サーボコントローラは、前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態の変形例で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態につき図面を参照して説明する。
図１は実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示す磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤと称する）は、ディスク（磁気ディスク）１１と、ヘッド（磁気ヘッド）１２-1及び１２-2と、スピンドルモータ（以下、ＳＰＭと称する）１３と、主アクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2と、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）１６と、ドライバＩＣ１７と、ヘッドＩＣ１８と、主コントローラ１９とを備えている。
【００１４】
ディスク１１は、上側のディスク面（第１の面）１１-1と、下側のディスク面１１-2とを備えた磁気記録媒体である。ディスク面１１-1及び１１-2は、データが磁気記録される記録面をなしている。ディスク１１はＳＰＭ１３によって高速に回転させられる。ＳＰＭ１３は、ドライバＩＣ１７から供給される駆動電流（または駆動電圧）により駆動される。
【００１５】
ヘッド（第１のヘッド）１２-1はディスク１１のディスク面１１-1に対応して配置され、ヘッド（第２のヘッド）１２-2はディスク１１のディスク面１１-2に対応して配置されている。つまりヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれディスク面１１-1及び１１-2に対応付けられている。ヘッド１２-1及び１２-2は、いずれも図示せぬリード素子及びライト素子を備えている。ヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれ、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2へ／からのデータの書き込み／読み出しに用いられる。図１の構成では、単一枚のディスク１１を備えたＨＤＤを想定している。しかし、ディスク１１が複数枚積層配置されたＨＤＤであっても構わない。
【００１６】
主アクチュエータ１４は、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2にそれぞれ対応付けられたアーム１４０-1及び１４０-2を備えている。ヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれ、主アクチュエータ１４のアーム１４０-1及び１４０-2から延出したサスペンション１４１-1及び１４１-2の先端（より詳細には、サスペンション１４１-1及び１４１-2の先端に備えられたヘッドスライダ）に取り付けられている。
【００１７】
サスペンション１４１-1（より詳細には、サスペンション１４１-1とヘッドスライダとの間）には更に、ヘッド１２-1に近接してマイクロアクチュエータ（第１のマイクロアクチュエータ）１５-1が取り付けられている。同様に、サスペンション１４１-2には、ヘッド１２-2に近接してマイクロアクチュエータ（第２のマイクロアクチュエータ）１５-2が取り付けられている。マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2は、主コントローラ１９からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕMA1及びｕMA2（より詳細には、操作量ｕMA1及びｕMA2によってそれぞれ指定される、例えば駆動電圧）に応じて互いに独立に駆動する。これによりマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2は、対応するヘッド１２-1及び１２-2を微動させる。
【００１８】
主アクチュエータ１４は枢軸１４２の回りで回動自在に支持されている。主アクチュエータ１４は、ＶＣＭ１６を備えている。ＶＣＭ１６は、主アクチュエータ１４の駆動源である。ＶＣＭ１６は、主コントローラ１９からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕVCM（より詳細には、操作量ｕVCMによって指定される、例えば駆動電流）に応じて駆動して、主アクチュエータ１４を枢軸１４２の回りに回動させる。つまりＶＣＭ１６は、主アクチュエータ１４のアーム１４０-1及び１４０-2を、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2の半径方向に同時に移動させる。これによりヘッド１２-1及び１２-2も、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2の半径方向に移動させられる。
【００１９】
ドライバＩＣ１７は、主コントローラ１９の制御に従い、ＳＰＭ１３と、ＶＣＭ１６（つまり主アクチュエータ１４）と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とを駆動する。ヘッドＩＣ１８は、ヘッド１２-1または１２-2により読み出された信号（リード信号）を増幅する。ヘッドＩＣ１８はまた、主コントローラ１９から転送されるライトデータをライト電流に変換してヘッド１２-1または１２-2に出力する。
【００２０】
主コントローラ１９は、例えばマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）、メモリ等を含む複数の要素が単一チップに集積されたシステムＬＳＩによって実現される。主コントローラ１９は、ディスク１１を高速回転させるために、ドライバＩＣ１７を介してＳＰＭ１３を制御する。
【００２１】
主コントローラ１９は、ディスクコントローラとしても機能する。主コントローラ１９は、当該主コントローラ１９とホストとの間で信号を授受する。具体的には、主コントローラ１９は、ホストからホストインタフェース２００を介して転送されるコマンド（ライトコマンド、リードコマンド等）を受信する。主コントローラ１９はまた、ホストと当該主コントローラ１９との間のデータ転送を制御する。主コントローラ１９はまた、ディスク１１と当該主コントローラ１９との間のデータ転送を制御する。
【００２２】
主コントローラ１９はリード／ライトチャネルとしても機能する。主コントローラ１９は、ヘッドＩＣ１８から出力されるリード信号をデジタルデータに変換し、このデジタルデータからリードデータを復号する。主コントローラ１９は、上記デジタルデータからヘッド１２-1または１２-2の位置決めに必要なサーボデータを抽出する。主コントローラ１９ははまた、ライトデータを符号化する。
【００２３】
主コントローラ１９はサーボコントローラ２０を備えている。サーボコントローラ２０は、ヘッド１２-1及び１２-2を、それぞれディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上の目標位置に位置付けるために、ドライバＩＣ１７を介してＶＣＭ１６を制御する。ここで、ＶＣＭ１６を制御することは、当該ＶＣＭ１６を備えた主アクチュエータ１４を制御することと等価である。そこで以下の説明では、主アクチュエータ１４をＶＣＭアクチュエータ１４と表記し、サーボコントローラ２０が、当該ＶＣＭアクチュエータ１４を制御するものとする。主コントローラ１９は更に、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を微調整するために、それぞれドライバＩＣ１７を介してマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を独立に制御する。
【００２４】
図２は本実施形態で適用されるサーボコントローラ２０の典型的な構成を示すブロック図である。図２に示すサーボコントローラ２０は、ディスク１１のディスク面（第１の面）１１-1がトラッキング面として使用される特定モードに適合する構成を有している。より具体的には、サーボコントローラ２０は、上記特定モードにおいて、ディスク１１のディスク面（第１の面）１１-1及びディスク面（第２の面）１１-2に、サーボデータを同時に書き込むバンクライト方式サーボライトに適合する構成を有している。ここでディスク面１１-1には、例えば特許第４２２７１１１号公報に記載されているような原サーボデータが記録されているものとする。
【００２５】
サーボコントローラ２０は、ディスク面１１-1に記録されている原サーボデータに基づいて、ヘッド１２-1及び１２-2を目標位置に位置付けるために、ＶＣＭアクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とを制御する、いわゆる２段アクチュエータフォロイング制御系を構成する。つまりサーボコントローラ２０は、ディスク面１１-1をトラッキング面として用いてＶＣＭアクチュエータ１４を制御することにより、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を粗調整する。サーボコントローラ２０はまた、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を個々に制御することにより、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を微調整する。
【００２６】
このように、ＶＣＭアクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とは、２段アクチュエータフォロイング制御系における制御対象である。そこで図２では、ＶＣＭアクチュエータ１４がＰVCMのように表記され、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2が、それぞれＰMA1及びＰMA2のように表記されている。
【００２７】
サーボコントローラ２０は、減算器２２、マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）２３、フィルタ部２４、マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）２５、加算器２６、及びＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）２７を備えている。
【００２８】
図２において、加算点２１における記号ｙは、トラッキング面に対応するヘッド１２-1の位置（ヘッド位置）を示す。ここで、ＶＣＭアクチュエータ（ＰVCM）１４の変位をｙVCMとし、トラッキング面に対応するマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1の変位をｙMAとする。この場合、変位ｙVCMと変位ｙMAとの和（ｙVCM＋ｙMA）が、ヘッド位置ｙとして観測される。。
【００２９】
減算器２２は、ヘッド位置ｙの目標位置ｒからの差分を偏差ｅ（＝ｒ−ｙ）として算出する。マイクロアクチュエータ制御器２３は、偏差ｅに基づいて、マイクロアクチュエータ１５-1に与えられるべき操作量（第３の操作量）ｕMAを生成する。
【００３０】
フィルタ部２４は、操作量（第３の操作量）ｕMAを操作量（第１の操作量）ｕMA1としてそのまま出力し、操作量（第３の操作量）ｕMAの特定周波数の成分の極性が反転された操作量を操作量（第２の操作量）ｕMA2として出力する。操作量ｕMA1及びｕMA2は、それぞれマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を駆動するのに用いられる。フィルタ部２４は、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１と、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２と、加算器２４３と、加算器２４４とを備えている。
【００３１】
帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１は、操作量ｕMAから特定周波数の成分を除去する。操作量ｕMAから特定周波数の成分が除去された操作量（第４の操作量）を、操作量Ｆ・ｕMAのように表記する。帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分を通過させる。操作量ｕMAの特定周波数の成分が通過された操作量（第５の操作量）を、操作量（１−Ｆ）・ｕMAのように表記する。
【００３２】
加算器（第１の加算器）２４３は、帯域除去フィルタ２４１によって出力される操作量Ｆ・ｕMAと帯域通過フィルタ２４２によって出力される操作量（１−Ｆ）・ｕMAとを加算する。加算器２４３の加算結果は操作量ｕMA1として用いられる。加算器（第２の加算器）２４４は、上記操作量Ｆ・ｕMAと、上記操作量（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された操作量−（１−Ｆ）・ｕMAとを加算する。加算器２４４の加算結果は操作量ｕMA2として用いられる。なお、加算器２４４に代えて、操作量Ｆ・ｕMAから操作量（１−Ｆ）・ｕMAを減算する減算器を用いることも可能である。
【００３３】
マイクロアクチュエータモデル２５は、フィルタ部２４によってマイクロアクチュエータ１５-1に与えられる操作量ｕMA1に基づいて、当該マイクロアクチュエータ１５-1の変位を取得する。加算器２６は、減算器２２によって算出された偏差ｅにマイクロアクチュエータモデル２５によって取得された変位を加算する。ＶＣＭアクチュエータ制御器２７は、ＶＣＭアクチュエータ１４に与える操作量ｕVCMを、加算器２６の出力に基づいて生成する。このように、２段アクチュエータのフォロイング制御系では、マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）２５によって求められた変位が偏差ｅに加算され、その加算結果が、ＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）２７に入力される。つまり２段アクチュエータのフォロイング制御系では、非干渉型の制御系が構成される。
【００３４】
次に、第１の実施形態の動作について、ディスク１１のディスク面１１-1がトラッキング面として使用される特定モードに適用されるバンクライト方式サーボライトを例に説明する。ここでは、特に、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2にそれぞれ与えられる操作量ｕMA1及びｕMA2の生成について説明する。操作量ｕMA1及びｕMA2は、バンクライト方式サーボライトにおいて、ヘッド１２-1及び１２-2を、それぞれディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上の目標位置に高精度に位置付けるのに用いられる。
【００３５】
まず、マイクロアクチュエータ制御器２３は、マイクロアクチュエータ１５-1に与えられるべき操作量ｕMAを、偏差ｅに基づいて生成する。マイクロアクチュエータ１５-1は、トラッキング面として用いられているディスク１１のディスク面１１-1に対応する。操作量ｕMAは、ディスク面１１-1（トラッキング面）に対応するヘッド１２-1を目標位置に位置付ける際の、ディスクフラッタ（ディスクフラッタ外乱）に起因する位置誤差（つまり、トラッキング面での位置誤差）を抑圧する特定周波数の成分を含む。このため、特定周波数は、ディスクフラッタに起因する位置誤差の周波数（以下、位置誤差のフラッタ成分と称する）にほぼ一致する。
【００３６】
位置誤差のフラッタ成分は、ディスク１１の共振特性及びディスク１１の回転速度などで決まる。ディスク１１の共振特性は、当該ディスク１１の、材料、寸法及び拘束条件（押さえ方）などで決まる。位置誤差のフラッタ成分は、２．５インチＨＤＤまたは３．５インチＨＤＤのような一般的なＨＤＤでは、例えば、１ｋＨｚ〜数ｋＨｚにまたがって分布している。また、１ｋＨｚ〜数ｋＨｚの周波数範囲において、周波数の低い例えば１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの成分は、他の周波数の成分よりも大きい。
【００３７】
このため本実施形態において、マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成される操作量ｕMAは、ディスクフラッタに起因するトラッキング面での位置誤差を抑圧する特定周波数の成分として、ヘッド位置決めに影響の大きい、例えば１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの範囲の周波数成分を含む。ここで、ディスクフラッタに起因する位置誤差は、上記特許第４２２７１１１号公報にも記載されているように、ディスク１１のディスク面１１-1（トラッキング面）と、ディスク１１のディスク面１１-2（非トラッキング面）とで逆相となる。
【００３８】
また、操作量ｕMAは、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差を抑圧する、上記特定周波数とは異なる周波数の成分も含む。ディスクフラッタ以外の外乱としては、ディスク１１の偏心（ディスク偏心）及び流体起因力などが知られている。流体起因力は、ディスク１１の回転に伴って発生する空気の流れが制御対象に作用する力である。これら、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差のうち、ヘッド位置決めに影響の大きい外乱に起因する位置誤差の周波数の成分は、上記特定周波数の成分とは異なる。例えば、ディスク偏心、或いは流体起因力に起因する位置誤差の周波数の成分は、１ｋＨｚよりも低い。ディスク偏心、或いは流体起因力のような、ディスクフラッタ以外にヘッド位置決めに影響の大きい外乱に起因する位置誤差は、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2で同相となる。
【００３９】
マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成された操作量ｕMAは、フィルタ部２４の帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２にそれぞれ入力される。
【００４０】
帯域除去フィルタ２４１は、操作量ｕMAから上記特定周波数（本実施形態では、１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の成分を除去する。つまり帯域除去フィルタ２４１は、操作量ｕMAの特定周波数を除く周波数成分を通過させる。これにより帯域除去フィルタ２４１から、操作量Ｆ・ｕMAが出力される。
【００４１】
一方、帯域通過フィルタ２４２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分を通過させる。つまり帯域通過フィルタ２４２は、操作量ｕMAから特定周波数を除く周波数成分を除去する。これにより帯域通過フィルタ２４２から、操作量（１−Ｆ）・ｕMAが出力される。
【００４２】
加算器２４３は、操作量Ｆ・ｕMAと操作量（１−Ｆ）・ｕMAとを加算して、加算結果を操作量ｕMA1として出力する。この操作量ｕMA1は、次式（１）
ｕMA1＝Ｆ・ｕMA＋（１−Ｆ）・ｕMA
＝１・ｕMA
＝ｕMA （１）
のように表される。加算器２４３から出力される操作量ｕMA1（＝操作量ｕMA）は、マイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる。
【００４３】
一方、加算器２４４は、操作量Ｆ・ｕMAと、操作量（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された操作量−（１−Ｆ）・ｕMAとを加算して、加算結果を操作量ｕMA2として出力する。この操作量ｕMA2は、次式（２）
ｕMA2＝Ｆ・ｕMA−（１−Ｆ）・ｕMA （２）
のように表される。加算器２４４から出力される操作量ｕMA2は、マイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる。
【００４４】
上述の説明から明らかなように、加算器２４３からマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる操作量ｕMA1は、マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）２３から出力される操作量ｕMAに等しい。一方、加算器２４４からマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる操作量ｕMA2は、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１を通過した成分Ｆ・ｕMAと、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２を通過した成分（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された成分−（１−Ｆ）・ｕMAとを、加算（重畳）した成分である。
【００４５】
本実施形態で想定している、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２の特徴は、前述の説明から明らかなように、以下の通りである。
（１）帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で通過させる周波数の成分は、ディスク１１のディスク面１１-1（トラッキング面）とディスク面１１-2（非トラッキング面）とで同相の位置誤差を抑圧する成分である。したがって、ディスク面１１-2での上記同相の位置誤差を抑圧するためには、以下に示す条件１を満たす必要がある。この条件１は、操作量ｕMA2が、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で通過させられた周波数の成分を、極性が反転されない状態で含むことである。
【００４６】
（２）帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させる周波数（特定周波数）の成分は、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで逆相となる位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-1での位置誤差）を抑圧する成分である。したがって、ディスク面１１-2での上記逆相の位置誤差を抑圧するためには、以下に示す条件２を満たす必要がある。この条件２は、操作量ｕMA2が、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させられた周波数の極性が反転された成分を含むことである。
【００４７】
本実施形態において、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で除去される成分の周波数、及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させる成分の周波数は、いずれも、ディスクフラッタに起因する位置誤差の周波数に設定されている。このため、上記操作量ｕMA2、即ち加算器２４４からマイクロアクチュエータ１５-2に与えられる操作量ｕMA2は、上記式（２）からも明らかなように、条件１及び２を満足する。つまり、本実施形態においてサーボコントローラ２０は、以下に述べる特徴を有する操作量ｕMA2を生成することができる。第１は、操作量ｕMA2が、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで同相となる、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-2での位置誤差）を抑圧するための周波数成分を含むことである。第２は、操作量ｕMA2が、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで逆相となる、ディスクフラッタに起因する位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-2での位置誤差）を抑圧するための周波数成分を含むことである。
【００４８】
前述したように、操作量ｕMA2はマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる。一方、操作量ｕMA1はマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる。つまりサーボコントローラ２０は、操作量ｕMA1に基づいてマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1を制御すると同時に、操作量ｕMA2に基づいてマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2を制御する。これにより、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上で、それぞれヘッド１２-1及び１２-2を、相対位置が同一の目標位置に高精度に位置付けることができる。
【００４９】
本実施形態では、上述のような操作量ｕMA1及び操作量ｕMA2の生成が、上記特許第４２２７１１１号公報にも記載されているバンクライト方式のセルフサーボライトに適用される。このセルフサーボライトにおいて、ディスク１１のディスク面１１-1は、トラッキング面（より詳細には、トラッキング面で且つサーボライト面）として用いられるものとする。一方、ディスク１１のディスク面１１-2は、サーボライト面（より詳細には、非トラッキング面で且つサーボライト面）として用いられるものとする。この場合、ディスク面１１-1（トラッキング面）でのヘッド１２-1の位置ずれは勿論、ディスク面１１-2（サーボライト面）でのヘッド１２-2の位置ずれを効果的に低減でき、サーボライト品質改善に寄与できる。
【００５０】
なお、もし本実施形態と異なって、単に操作量ｕMAの極性が反転された操作量を操作量ｕMA2として用いるならば、上記条件２は満たすものの、上記条件１は満たさない。この場合、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2で逆相の位置誤差は、ディスク面１１-1及び１１-2の双方で抑圧されるものの、ディスク面１１-1及び１１-2で同相の位置誤差は、ディスク面１１-2で増大する。つまり、ディスク面１１-2（サーボライト面）でのヘッド１２-2の位置ずれが増大する。
【００５１】
［変形例］
次に、上記実施形態の変形例について図面を参照して説明する。
この変形例の特徴は、サーボコントローラ２０の構成を簡略化した点にある。
【００５２】
まず、上記式（２）は、次式（３）
ｕMA2＝（２Ｆ−１）・ｕMA （３）
のように表すことができる。
【００５３】
ここで、Ｇ＝２Ｆ−１とするならば、式（３）は、次式（４）
ｕMA2＝Ｇ・ｕMA （４）
のように表すことができる。
【００５４】
式（４）は、操作量ｕMAに基づく操作量ｕMA2の生成を、１つのフィルタだけで実現できることを示す。一方、式（１）は操作量ｕMAを、そのまま操作量ｕMA1として用いることができることを示す。上記実施形態の変形例では、これらの点を考慮して、サーボコントローラ２０のフィルタ部が構成される。
【００５５】
図３は上記実施形態の変形例で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図である。図３において、図２と等価な要素には同一参照符号を付してある。
図３に示すサーボコントローラ２０が、図２に示すサーボコントローラ２０と相違する点は、フィルタ部２４に代えてフィルタ部２８が用いられることである。
【００５６】
フィルタ部２８は、フィルタ２８１及び２８２を備えている。フィルタ２８１は、マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成された操作量ｕMAを操作量ｕMA1としてそのまま通過させる。操作量ｕMAと操作量ｕMA1との関係は、上記式（１）から明らかなように、ｕMA＝１・ｕMA1＝ｕMA1である。フィルタ２８１は、この操作量ｕMAと操作量ｕMA1との関係の理解を容易にするために導入された仮想的なフィルタであり、物理的には不要である、
一方、フィルタ２８２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分の極性が反転された操作量を操作量ｕMA2として出力する。つまりフィルタ２８２は、操作量ｕMAの特定周波数以外の成分は通過させる。
【００５７】
図３に示す構成のサーボコントローラ２０によって、上記実施形態と同様に、前述した条件１及び２を満たす操作量ｕMA2を生成することができる。しかも、フィルタ部の構成を簡略化できる。
【００５８】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減できる、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法を提供することができる。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１１…ディスク、１１-1…ディスク面（第１の面）、１１-2…ディスク面（第２の面）、１２-1…ヘッド（第１のヘッド）、１２-2…ヘッド（第２のヘッド）、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１４…主アクチュエータ（ＶＣＭアクチュエータ、ＰVCM）、１５-1…マイクロアクチュエータ（ＰMA1、第１のマイクロアクチュエータ）、１５-2…マイクロアクチュエータ（ＰMA2、第２のマイクロアクチュエータ）、１６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１７…ドライバＩＣ、１９…主コントローラ、２０…サーボコントローラ、２１…加算器、２２…減算器、２３…マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）、２４…フィルタ部、２５…マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）、２６…加算器、２７…ＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）、２８…フィルタ部、２４１…帯域除去フィルタ、２４２…帯域通過フィルタ、２４３…加算器（第１の加算器）、２４４…加算器（第２の加算器）、２８２…フィルタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、周知のように、磁気ディスクを記録媒体として備えている。以下の説明では、磁気ディスクを、単にディスクと表記する場合もある。ディスクの例えば両面には、サーボデータ（サーボパターン）が記録されている。サーボデータは、ヘッドを目標位置に位置付けるために用いられる。
【０００３】
近年の磁気ディスク装置は、サーボデータを、当該磁気ディスク装置自身がディスクの両面にライトする機能（いわゆるセルフサーボライト機能）を有している。セルフサーボライトは、一般に次のように実行される。まず、ディスクが第１の面及び第２の面を備えており、第１の面には原サーボデータが記録されているものとする。また、第１の面及び第２の面に対応して、それぞれ、第１のヘッド及び第２のヘッドが配置されているものとする。この場合、第１の面に記録されている原サーボデータに基づいて、第１のヘッドが目標位置に位置付けられる（トラッキングされる）。つまり、第１の面がトラッキング面として用いられる。この状態で、第１のヘッド及び第２のヘッドにより、それぞれ、第１の面及び第２の面に、同時にサーボデータが書き込まれる。トラッキングに用いられない第２の面を、非トラッキング面またはサーボライト面と呼ぶ。また、ディスクのそれぞれの面に同時にサーボデータが書き込まれるセルフサーボライトは、バンクライト方式サーボライトと呼ばれる。
【０００４】
また近年は、ディスクのそれぞれの面に対応付けられたマイクロアクチュエータ（微動マイクロアクチュエータ）を備えた磁気ディスク装置も出現している。各マイクロアクチュエータは、主アクチュエータ（粗動アクチュエータ）と異なり、対応するヘッドを他のヘッドから独立して微動させることが可能である。このため、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置では、ディスクの第１の面（トラッキング面）に対応するマイクロアクチュエータ（第１のマイクロアクチュエータ）に第１の操作量を与える一方、当該ディスクの第２の面（非トラッキング面）に対応するマイクロアクチュエータ（第２のマイクロアクチュエータ）に、第１の操作量とは異なる第２の操作量を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，０２７，２５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、第１及び第２のマイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置において、第１及び第２のマイクロアクチュエータは独立して駆動される。そのため、第１及び第２のマイクロアクチュエータには、それぞれ独立に第１及び第２の操作量が与えられる。
【０００７】
ここで、バンクライト方式サーボライトのように、ディスクの両面に同時にデータを書き込むものとする。このような場合、第１の操作量の極性を反転した操作量を第２の操作量として用いるならば、ディスクの第１の面及び第２の面で逆相の位置誤差を抑圧することが可能となる。但し、ディスクの第１の面及び第２の面で同相の位置誤差は、第２の面で増大する。
【０００８】
そこで、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減することが要求されている。
【０００９】
本発明の目的は、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減できる、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、磁気ディスク装置は、ディスクと、第１及び第２のマイクロアクチュエータと、サーボコントローラとを具備する。前記ディスクは、第１の面及び第２の面を備える。前記第１のマイクロアクチュエータは、前記第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる。前記第２のマイクロアクチュエータは、前記第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる。前記サーボコントローラは、前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態の変形例で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態につき図面を参照して説明する。
図１は実施形態に係る磁気ディスク装置の典型的な構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示す磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤと称する）は、ディスク（磁気ディスク）１１と、ヘッド（磁気ヘッド）１２-1及び１２-2と、スピンドルモータ（以下、ＳＰＭと称する）１３と、主アクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2と、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）１６と、ドライバＩＣ１７と、ヘッドＩＣ１８と、主コントローラ１９とを備えている。
【００１４】
ディスク１１は、上側のディスク面（第１の面）１１-1と、下側のディスク面１１-2とを備えた磁気記録媒体である。ディスク面１１-1及び１１-2は、データが磁気記録される記録面をなしている。ディスク１１はＳＰＭ１３によって高速に回転させられる。ＳＰＭ１３は、ドライバＩＣ１７から供給される駆動電流（または駆動電圧）により駆動される。
【００１５】
ヘッド（第１のヘッド）１２-1はディスク１１のディスク面１１-1に対応して配置され、ヘッド（第２のヘッド）１２-2はディスク１１のディスク面１１-2に対応して配置されている。つまりヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれディスク面１１-1及び１１-2に対応付けられている。ヘッド１２-1及び１２-2は、いずれも図示せぬリード素子及びライト素子を備えている。ヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれ、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2へ／からのデータの書き込み／読み出しに用いられる。図１の構成では、単一枚のディスク１１を備えたＨＤＤを想定している。しかし、ディスク１１が複数枚積層配置されたＨＤＤであっても構わない。
【００１６】
主アクチュエータ１４は、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2にそれぞれ対応付けられたアーム１４０-1及び１４０-2を備えている。ヘッド１２-1及び１２-2は、それぞれ、主アクチュエータ１４のアーム１４０-1及び１４０-2から延出したサスペンション１４１-1及び１４１-2の先端（より詳細には、サスペンション１４１-1及び１４１-2の先端に備えられたヘッドスライダ）に取り付けられている。
【００１７】
サスペンション１４１-1（より詳細には、サスペンション１４１-1とヘッドスライダとの間）には更に、ヘッド１２-1に近接してマイクロアクチュエータ（第１のマイクロアクチュエータ）１５-1が取り付けられている。同様に、サスペンション１４１-2には、ヘッド１２-2に近接してマイクロアクチュエータ（第２のマイクロアクチュエータ）１５-2が取り付けられている。マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2は、主コントローラ１９からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕMA1及びｕMA2（より詳細には、操作量ｕMA1及びｕMA2によってそれぞれ指定される、例えば駆動電圧）に応じて互いに独立に駆動する。これによりマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2は、対応するヘッド１２-1及び１２-2を微動させる。
【００１８】
主アクチュエータ１４は枢軸１４２の回りで回動自在に支持されている。主アクチュエータ１４は、ＶＣＭ１６を備えている。ＶＣＭ１６は、主アクチュエータ１４の駆動源である。ＶＣＭ１６は、主コントローラ１９からドライバＩＣ１７を介して与えられる操作量ｕVCM（より詳細には、操作量ｕVCMによって指定される、例えば駆動電流）に応じて駆動して、主アクチュエータ１４を枢軸１４２の回りに回動させる。つまりＶＣＭ１６は、主アクチュエータ１４のアーム１４０-1及び１４０-2を、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2の半径方向に同時に移動させる。これによりヘッド１２-1及び１２-2も、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2の半径方向に移動させられる。
【００１９】
ドライバＩＣ１７は、主コントローラ１９の制御に従い、ＳＰＭ１３と、ＶＣＭ１６（つまり主アクチュエータ１４）と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とを駆動する。ヘッドＩＣ１８は、ヘッド１２-1または１２-2により読み出された信号（リード信号）を増幅する。ヘッドＩＣ１８はまた、主コントローラ１９から転送されるライトデータをライト電流に変換してヘッド１２-1または１２-2に出力する。
【００２０】
主コントローラ１９は、例えばマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）、メモリ等を含む複数の要素が単一チップに集積されたシステムＬＳＩによって実現される。主コントローラ１９は、ディスク１１を高速回転させるために、ドライバＩＣ１７を介してＳＰＭ１３を制御する。
【００２１】
主コントローラ１９は、ディスクコントローラとしても機能する。主コントローラ１９は、当該主コントローラ１９とホストとの間で信号を授受する。具体的には、主コントローラ１９は、ホストからホストインタフェース２００を介して転送されるコマンド（ライトコマンド、リードコマンド等）を受信する。主コントローラ１９はまた、ホストと当該主コントローラ１９との間のデータ転送を制御する。主コントローラ１９はまた、ディスク１１と当該主コントローラ１９との間のデータ転送を制御する。
【００２２】
主コントローラ１９はリード／ライトチャネルとしても機能する。主コントローラ１９は、ヘッドＩＣ１８から出力されるリード信号をデジタルデータに変換し、このデジタルデータからリードデータを復号する。主コントローラ１９は、上記デジタルデータからヘッド１２-1または１２-2の位置決めに必要なサーボデータを抽出する。主コントローラ１９ははまた、ライトデータを符号化する。
【００２３】
主コントローラ１９はサーボコントローラ２０を備えている。サーボコントローラ２０は、ヘッド１２-1及び１２-2を、それぞれディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上の目標位置に位置付けるために、ドライバＩＣ１７を介してＶＣＭ１６を制御する。ここで、ＶＣＭ１６を制御することは、当該ＶＣＭ１６を備えた主アクチュエータ１４を制御することと等価である。そこで以下の説明では、主アクチュエータ１４をＶＣＭアクチュエータ１４と表記し、サーボコントローラ２０が、当該ＶＣＭアクチュエータ１４を制御するものとする。主コントローラ１９は更に、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を微調整するために、それぞれドライバＩＣ１７を介してマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を独立に制御する。
【００２４】
図２は本実施形態で適用されるサーボコントローラ２０の典型的な構成を示すブロック図である。図２に示すサーボコントローラ２０は、ディスク１１のディスク面（第１の面）１１-1がトラッキング面として使用される特定モードに適合する構成を有している。より具体的には、サーボコントローラ２０は、上記特定モードにおいて、ディスク１１のディスク面（第１の面）１１-1及びディスク面（第２の面）１１-2に、サーボデータを同時に書き込むバンクライト方式サーボライトに適合する構成を有している。ここでディスク面１１-1には、例えば特許第４２２７１１１号公報に記載されているような原サーボデータが記録されているものとする。
【００２５】
サーボコントローラ２０は、ディスク面１１-1に記録されている原サーボデータに基づいて、ヘッド１２-1及び１２-2を目標位置に位置付けるために、ＶＣＭアクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とを制御する、いわゆる２段アクチュエータフォロイング制御系を構成する。つまりサーボコントローラ２０は、ディスク面１１-1をトラッキング面として用いてＶＣＭアクチュエータ１４を制御することにより、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を粗調整する。サーボコントローラ２０はまた、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を個々に制御することにより、ヘッド１２-1及び１２-2の位置を微調整する。
【００２６】
このように、ＶＣＭアクチュエータ１４と、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2とは、２段アクチュエータフォロイング制御系における制御対象である。そこで図２では、ＶＣＭアクチュエータ１４がＰVCMのように表記され、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2が、それぞれＰMA1及びＰMA2のように表記されている。
【００２７】
サーボコントローラ２０は、減算器２２、マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）２３、フィルタ部２４、マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）２５、加算器２６、及びＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）２７を備えている。
【００２８】
図２において、加算点２１における記号ｙは、トラッキング面に対応するヘッド１２-1の位置（ヘッド位置）を示す。ここで、ＶＣＭアクチュエータ（ＰVCM）１４の変位をｙVCMとし、トラッキング面に対応するマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1の変位をｙMAとする。この場合、変位ｙVCMと変位ｙMAとの和（ｙVCM＋ｙMA）が、ヘッド位置ｙとして観測される。。
【００２９】
減算器２２は、ヘッド位置ｙの目標位置ｒからの差分を偏差ｅ（＝ｒ−ｙ）として算出する。マイクロアクチュエータ制御器２３は、偏差ｅに基づいて、マイクロアクチュエータ１５-1に与えられるべき操作量（第３の操作量）ｕMAを生成する。
【００３０】
フィルタ部２４は、操作量（第３の操作量）ｕMAを操作量（第１の操作量）ｕMA1としてそのまま出力し、操作量（第３の操作量）ｕMAの特定周波数の成分の極性が反転された操作量を操作量（第２の操作量）ｕMA2として出力する。操作量ｕMA1及びｕMA2は、それぞれマイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2を駆動するのに用いられる。フィルタ部２４は、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１と、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２と、加算器２４３と、加算器２４４とを備えている。
【００３１】
帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１は、操作量ｕMAから特定周波数の成分を除去する。操作量ｕMAから特定周波数の成分が除去された操作量（第４の操作量）を、操作量Ｆ・ｕMAのように表記する。帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分を通過させる。操作量ｕMAの特定周波数の成分が通過された操作量（第５の操作量）を、操作量（１−Ｆ）・ｕMAのように表記する。
【００３２】
加算器（第１の加算器）２４３は、帯域除去フィルタ２４１によって出力される操作量Ｆ・ｕMAと帯域通過フィルタ２４２によって出力される操作量（１−Ｆ）・ｕMAとを加算する。加算器２４３の加算結果は操作量ｕMA1として用いられる。加算器（第２の加算器）２４４は、上記操作量Ｆ・ｕMAと、上記操作量（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された操作量−（１−Ｆ）・ｕMAとを加算する。加算器２４４の加算結果は操作量ｕMA2として用いられる。なお、加算器２４４に代えて、操作量Ｆ・ｕMAから操作量（１−Ｆ）・ｕMAを減算する減算器を用いることも可能である。
【００３３】
マイクロアクチュエータモデル２５は、フィルタ部２４によってマイクロアクチュエータ１５-1に与えられる操作量ｕMA1に基づいて、当該マイクロアクチュエータ１５-1の変位を取得する。加算器２６は、減算器２２によって算出された偏差ｅにマイクロアクチュエータモデル２５によって取得された変位を加算する。ＶＣＭアクチュエータ制御器２７は、ＶＣＭアクチュエータ１４に与える操作量ｕVCMを、加算器２６の出力に基づいて生成する。このように、２段アクチュエータのフォロイング制御系では、マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）２５によって求められた変位が偏差ｅに加算され、その加算結果が、ＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）２７に入力される。つまり２段アクチュエータのフォロイング制御系では、非干渉型の制御系が構成される。
【００３４】
次に、第１の実施形態の動作について、ディスク１１のディスク面１１-1がトラッキング面として使用される特定モードに適用されるバンクライト方式サーボライトを例に説明する。ここでは、特に、マイクロアクチュエータ１５-1及び１５-2にそれぞれ与えられる操作量ｕMA1及びｕMA2の生成について説明する。操作量ｕMA1及びｕMA2は、バンクライト方式サーボライトにおいて、ヘッド１２-1及び１２-2を、それぞれディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上の目標位置に高精度に位置付けるのに用いられる。
【００３５】
まず、マイクロアクチュエータ制御器２３は、マイクロアクチュエータ１５-1に与えられるべき操作量ｕMAを、偏差ｅに基づいて生成する。マイクロアクチュエータ１５-1は、トラッキング面として用いられているディスク１１のディスク面１１-1に対応する。操作量ｕMAは、ディスク面１１-1（トラッキング面）に対応するヘッド１２-1を目標位置に位置付ける際の、ディスクフラッタ（ディスクフラッタ外乱）に起因する位置誤差（つまり、トラッキング面での位置誤差）を抑圧する特定周波数の成分を含む。このため、特定周波数は、ディスクフラッタに起因する位置誤差の周波数（以下、位置誤差のフラッタ成分と称する）にほぼ一致する。
【００３６】
位置誤差のフラッタ成分は、ディスク１１の共振特性及びディスク１１の回転速度などで決まる。ディスク１１の共振特性は、当該ディスク１１の、材料、寸法及び拘束条件（押さえ方）などで決まる。位置誤差のフラッタ成分は、２．５インチＨＤＤまたは３．５インチＨＤＤのような一般的なＨＤＤでは、例えば、１ｋＨｚ〜数ｋＨｚにまたがって分布している。また、１ｋＨｚ〜数ｋＨｚの周波数範囲において、周波数の低い例えば１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの成分は、他の周波数の成分よりも大きい。
【００３７】
このため本実施形態において、マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成される操作量ｕMAは、ディスクフラッタに起因するトラッキング面での位置誤差を抑圧する特定周波数の成分として、ヘッド位置決めに影響の大きい、例えば１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの範囲の周波数成分を含む。ここで、ディスクフラッタに起因する位置誤差は、上記特許第４２２７１１１号公報にも記載されているように、ディスク１１のディスク面１１-1（トラッキング面）と、ディスク１１のディスク面１１-2（非トラッキング面）とで逆相となる。
【００３８】
また、操作量ｕMAは、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差を抑圧する、上記特定周波数とは異なる周波数の成分も含む。ディスクフラッタ以外の外乱としては、ディスク１１の偏心（ディスク偏心）及び流体起因力などが知られている。流体起因力は、ディスク１１の回転に伴って発生する空気の流れが制御対象に作用する力である。これら、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差のうち、ヘッド位置決めに影響の大きい外乱に起因する位置誤差の周波数の成分は、上記特定周波数の成分とは異なる。例えば、ディスク偏心、或いは流体起因力に起因する位置誤差の周波数の成分は、１ｋＨｚよりも低い。ディスク偏心、或いは流体起因力のような、ディスクフラッタ以外にヘッド位置決めに影響の大きい外乱に起因する位置誤差は、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2で同相となる。
【００３９】
マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成された操作量ｕMAは、フィルタ部２４の帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２にそれぞれ入力される。
【００４０】
帯域除去フィルタ２４１は、操作量ｕMAから上記特定周波数（本実施形態では、１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の成分を除去する。つまり帯域除去フィルタ２４１は、操作量ｕMAの特定周波数を除く周波数成分を通過させる。これにより帯域除去フィルタ２４１から、操作量Ｆ・ｕMAが出力される。
【００４１】
一方、帯域通過フィルタ２４２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分を通過させる。つまり帯域通過フィルタ２４２は、操作量ｕMAから特定周波数を除く周波数成分を除去する。これにより帯域通過フィルタ２４２から、操作量（１−Ｆ）・ｕMAが出力される。
【００４２】
加算器２４３は、操作量Ｆ・ｕMAと操作量（１−Ｆ）・ｕMAとを加算して、加算結果を操作量ｕMA1として出力する。この操作量ｕMA1は、次式（１）
ｕMA1＝Ｆ・ｕMA＋（１−Ｆ）・ｕMA
＝１・ｕMA
＝ｕMA （１）
のように表される。加算器２４３から出力される操作量ｕMA1（＝操作量ｕMA）は、マイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる。
【００４３】
一方、加算器２４４は、操作量Ｆ・ｕMAと、操作量（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された操作量−（１−Ｆ）・ｕMAとを加算して、加算結果を操作量ｕMA2として出力する。この操作量ｕMA2は、次式（２）
ｕMA2＝Ｆ・ｕMA−（１−Ｆ）・ｕMA （２）
のように表される。加算器２４４から出力される操作量ｕMA2は、マイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる。
【００４４】
上述の説明から明らかなように、加算器２４３からマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる操作量ｕMA1は、マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）２３から出力される操作量ｕMAに等しい。一方、加算器２４４からマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる操作量ｕMA2は、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１を通過した成分Ｆ・ｕMAと、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２を通過した成分（１−Ｆ）・ｕMAの極性が反転された成分−（１−Ｆ）・ｕMAとを、加算（重畳）した成分である。
【００４５】
本実施形態で想定している、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２の特徴は、前述の説明から明らかなように、以下の通りである。
（１）帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で通過させる周波数の成分は、ディスク１１のディスク面１１-1（トラッキング面）とディスク面１１-2（非トラッキング面）とで同相の位置誤差を抑圧する成分である。したがって、ディスク面１１-2での上記同相の位置誤差を抑圧するためには、以下に示す条件１を満たす必要がある。この条件１は、操作量ｕMA2が、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で通過させられた周波数の成分を、極性が反転されない状態で含むことである。
【００４６】
（２）帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させる周波数（特定周波数）の成分は、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで逆相となる位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-1での位置誤差）を抑圧する成分である。したがって、ディスク面１１-2での上記逆相の位置誤差を抑圧するためには、以下に示す条件２を満たす必要がある。この条件２は、操作量ｕMA2が、帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させられた周波数の極性が反転された成分を含むことである。
【００４７】
本実施形態において、帯域除去フィルタ（Ｆ）２４１で除去される成分の周波数、及び帯域通過フィルタ（１−Ｆ）２４２で通過させる成分の周波数は、いずれも、ディスクフラッタに起因する位置誤差の周波数に設定されている。このため、上記操作量ｕMA2、即ち加算器２４４からマイクロアクチュエータ１５-2に与えられる操作量ｕMA2は、上記式（２）からも明らかなように、条件１及び２を満足する。つまり、本実施形態においてサーボコントローラ２０は、以下に述べる特徴を有する操作量ｕMA2を生成することができる。第１は、操作量ｕMA2が、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで同相となる、ディスクフラッタ以外の外乱に起因する位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-2での位置誤差）を抑圧するための周波数成分を含むことである。第２は、操作量ｕMA2が、ディスク１１のディスク面１１-1とディスク面１１-2とで逆相となる、ディスクフラッタに起因する位置誤差（より詳細には、ディスク面１１-2での位置誤差）を抑圧するための周波数成分を含むことである。
【００４８】
前述したように、操作量ｕMA2はマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2に与えられる。一方、操作量ｕMA1はマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1に与えられる。つまりサーボコントローラ２０は、操作量ｕMA1に基づいてマイクロアクチュエータ（ＰMA1）１５-1を制御すると同時に、操作量ｕMA2に基づいてマイクロアクチュエータ（ＰMA2）１５-2を制御する。これにより、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2上で、それぞれヘッド１２-1及び１２-2を、相対位置が同一の目標位置に高精度に位置付けることができる。
【００４９】
本実施形態では、上述のような操作量ｕMA1及び操作量ｕMA2の生成が、上記特許第４２２７１１１号公報にも記載されているバンクライト方式のセルフサーボライトに適用される。このセルフサーボライトにおいて、ディスク１１のディスク面１１-1は、トラッキング面（より詳細には、トラッキング面で且つサーボライト面）として用いられるものとする。一方、ディスク１１のディスク面１１-2は、サーボライト面（より詳細には、非トラッキング面で且つサーボライト面）として用いられるものとする。この場合、ディスク面１１-1（トラッキング面）でのヘッド１２-1の位置ずれは勿論、ディスク面１１-2（サーボライト面）でのヘッド１２-2の位置ずれを効果的に低減でき、サーボライト品質改善に寄与できる。
【００５０】
なお、もし本実施形態と異なって、単に操作量ｕMAの極性が反転された操作量を操作量ｕMA2として用いるならば、上記条件２は満たすものの、上記条件１は満たさない。この場合、ディスク１１のディスク面１１-1及び１１-2で逆相の位置誤差は、ディスク面１１-1及び１１-2の双方で抑圧されるものの、ディスク面１１-1及び１１-2で同相の位置誤差は、ディスク面１１-2で増大する。つまり、ディスク面１１-2（サーボライト面）でのヘッド１２-2の位置ずれが増大する。
【００５１】
［変形例］
次に、上記実施形態の変形例について図面を参照して説明する。
この変形例の特徴は、サーボコントローラ２０の構成を簡略化した点にある。
【００５２】
まず、上記式（２）は、次式（３）
ｕMA2＝（２Ｆ−１）・ｕMA （３）
のように表すことができる。
【００５３】
ここで、Ｇ＝２Ｆ−１とするならば、式（３）は、次式（４）
ｕMA2＝Ｇ・ｕMA （４）
のように表すことができる。
【００５４】
式（４）は、操作量ｕMAに基づく操作量ｕMA2の生成を、１つのフィルタだけで実現できることを示す。一方、式（１）は操作量ｕMAを、そのまま操作量ｕMA1として用いることができることを示す。上記実施形態の変形例では、これらの点を考慮して、サーボコントローラ２０のフィルタ部が構成される。
【００５５】
図３は上記実施形態の変形例で適用されるサーボコントローラの典型的な構成を示すブロック図である。図３において、図２と等価な要素には同一参照符号を付してある。
図３に示すサーボコントローラ２０が、図２に示すサーボコントローラ２０と相違する点は、フィルタ部２４に代えてフィルタ部２８が用いられることである。
【００５６】
フィルタ部２８は、フィルタ２８１及び２８２を備えている。フィルタ２８１は、マイクロアクチュエータ制御器２３によって生成された操作量ｕMAを操作量ｕMA1としてそのまま通過させる。操作量ｕMAと操作量ｕMA1との関係は、上記式（１）から明らかなように、ｕMA＝１・ｕMA1＝ｕMA1である。フィルタ２８１は、この操作量ｕMAと操作量ｕMA1との関係の理解を容易にするために導入された仮想的なフィルタであり、物理的には不要である、
一方、フィルタ２８２は、操作量ｕMAの特定周波数の成分の極性が反転された操作量を操作量ｕMA2として出力する。つまりフィルタ２８２は、操作量ｕMAの特定周波数以外の成分は通過させる。
【００５７】
図３に示す構成のサーボコントローラ２０によって、上記実施形態と同様に、前述した条件１及び２を満たす操作量ｕMA2を生成することができる。しかも、フィルタ部の構成を簡略化できる。
【００５８】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ディスクの第１の面がトラッキング面として使用される場合に、当該ディスクの第２の面の位置誤差も低減できる、マイクロアクチュエータを備えた磁気ディスク装置及び同装置におけるマイクロアクチュエータ制御方法を提供することができる。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１１…ディスク、１１-1…ディスク面（第１の面）、１１-2…ディスク面（第２の面）、１２-1…ヘッド（第１のヘッド）、１２-2…ヘッド（第２のヘッド）、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１４…主アクチュエータ（ＶＣＭアクチュエータ、ＰVCM）、１５-1…マイクロアクチュエータ（ＰMA1、第１のマイクロアクチュエータ）、１５-2…マイクロアクチュエータ（ＰMA2、第２のマイクロアクチュエータ）、１６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１７…ドライバＩＣ、１９…主コントローラ、２０…サーボコントローラ、２１…加算器、２２…減算器、２３…マイクロアクチュエータ制御器（ＣMA）、２４…フィルタ部、２５…マイクロアクチュエータモデル（ＭMA）、２６…加算器、２７…ＶＣＭアクチュエータ制御器（ＣVCM）、２８…フィルタ部、２４１…帯域除去フィルタ、２４２…帯域通過フィルタ、２４３…加算器（第１の加算器）、２４４…加算器（第２の加算器）、２８２…フィルタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び第２の面を備えたディスクと、
前記第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる第１のマイクロアクチュエータと、
前記第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる第２のマイクロアクチュエータと、
前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与えるサーボコントローラと
を具備する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記サーボコントローラは、前記第３の操作量の前記特定周波数の成分の極性を反転した操作量を前記第２の操作量として出力するフィルタを備えている請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記第３の操作量の前記特定周波数の成分は、前記第１の面で前記第２の面とは逆相の位置誤差を抑圧する成分を含み、前記第３の操作量の前記特定周波数を除く周波数の成分は、前記第１の面で前記第２の面と同相の位置誤差を抑圧する成分を含む請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記特定周波数の成分は、ディスクフラッタに起因する抑圧されるべき周波数成分である請求項３記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記特定モードが、バンクライト方式のサーボライトのために設定される請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記第１のヘッドの位置の目標位置からの偏差に基づいて前記第３の操作量を生成するマイクロアクチュエータ制御器を更に具備する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記サーボコントローラは、
前記第３の操作量から前記特定周波数の成分を除去することにより第４の操作量を出力する帯域除去フィルタと、
前記第３の操作量の前記特定周波数の成分を通過させることにより第５の操作量を出力する帯域通過フィルタと、
前記第４の操作量と前記第５の操作量とを加算することにより、前記第１の操作量を出力する第１の加算器と、
前記第４の操作量と、前記第５の操作量の極性が反転された第６の操作量とを加算することにより、前記第２の操作量を出力する第２の加算器と
を具備する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
ディスクの第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる第１のマイクロアクチュエータと、前記ディスクの第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる第２のマイクロアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、前記第１のマイクロアクチュエータ及び前記第２のマイクロアクチュエータを制御するためのマイクロアクチュエータ制御方法であって、
前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量を生成し、
前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える
マイクロアクチュエータ制御方法。
【請求項１】
第１の面及び第２の面を備えたディスクと、
前記第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる第１のマイクロアクチュエータと、
前記第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる第２のマイクロアクチュエータと、
前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量が生成された場合、前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与えるサーボコントローラと
を具備する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記サーボコントローラは、前記第３の操作量の前記特定周波数の成分の極性を反転した操作量を前記第２の操作量として出力するフィルタを備えている請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記第３の操作量の前記特定周波数の成分は、前記第１の面で前記第２の面とは逆相の位置誤差を抑圧する成分を含み、前記第３の操作量の前記特定周波数を除く周波数の成分は、前記第１の面で前記第２の面と同相の位置誤差を抑圧する成分を含む請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記特定周波数の成分は、ディスクフラッタに起因する抑圧されるべき周波数成分である請求項３記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記特定モードが、バンクライト方式のサーボライトのために設定される請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記第１のヘッドの位置の目標位置からの偏差に基づいて前記第３の操作量を生成するマイクロアクチュエータ制御器を更に具備する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記サーボコントローラは、
前記第３の操作量から前記特定周波数の成分を除去することにより第４の操作量を出力する帯域除去フィルタと、
前記第３の操作量の前記特定周波数の成分を通過させることにより第５の操作量を出力する帯域通過フィルタと、
前記第４の操作量と前記第５の操作量とを加算することにより、前記第１の操作量を出力する第１の加算器と、
前記第４の操作量と、前記第５の操作量の極性が反転された第６の操作量とを加算することにより、前記第２の操作量を出力する第２の加算器と
を具備する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
ディスクの第１の面に対応付けられた第１のヘッドを、第１の操作量に応じて微動させる第１のマイクロアクチュエータと、前記ディスクの第２の面に対応付けられた第２のヘッドを、第２の操作量に応じて微動させる第２のマイクロアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、前記第１のマイクロアクチュエータ及び前記第２のマイクロアクチュエータを制御するためのマイクロアクチュエータ制御方法であって、
前記第１の面がトラックキング面として使用される特定モードにおいて、前記第１のマイクロアクチュエータに与えられるべき第３の操作量を生成し、
前記第３の操作量を前記第１の操作量として前記第１のマイクロアクチュエータに、前記第３の操作量の特定周波数の成分の極性が反転された操作量を前記第２の操作量として前記第２のマイクロアクチュエータに、それぞれ与える
マイクロアクチュエータ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３８１４０（Ｐ２０１２−１３８１４０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８８３１（Ｐ２０１０−２８８８３１）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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