ＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体
【課題】ＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体を提供すること。
【解決手段】トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、ＭＲ(Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ)ヘッド技術の発展に伴い、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)の保存密度は急激に増加しつつある。例えば、ディスク１枚当たり８０ＧＢｙｔｅのデータを保存可能な製品が開発された。このような製品のトラック密度は、９３，０００ＴＰＩ(Ｔｒａｃｋ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ)であって、トラック幅は０．２７μｍ程度である。さらに、ディスク１枚当たり１２０ＧＢｙｔｅのデータを保存できる製品が開発されると予測される。このように微小なトラック内において、ヘッドがデータを正確に記録／再生するためには、非常に精巧なヘッド位置制御技術が必要である。
【０００３】
ＨＤＤにおけるヘッド位置は、ヘッドが目標トラックの中心を正確に追従するように制御される。ところが、制御器がどんなに正確に制御しても、様々な外乱によって制御誤差が発生する。ＨＤＤの外乱は、ディスクの偏心により発生するＲＲＯ(Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ＲｕｎＯｕｔ：ＲＲＯ)と呼ばれる周期的な外乱(Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ)と、外部の衝撃によるディスクの振動により発生するＮＲＲＯ(Ｎｏｎ−Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ＲｕｎＯｕｔ)と呼ばれる非周期的な外乱(ｎｏｎ−ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ)とに区分される。
【０００４】
ここで、周期的という意味は、外乱の大きさ及び位相が周期的に変化すること、すなわち、外乱が周期的に発生し、かつディスクのサーボセクタに同期されていることをいう。ＲＲＯは、ディスクの中心がディスクの回転中心から離脱する偏心によって発生する。
【０００５】
特に、Ｏｆｆ−Ｌｉｎｅ Ｓｅｒｖｏ Ｗｒｉｔｉｎｇ方式を使用する場合、ＲＲＯはさらに明確に現れる。例えば、Ｏｆｆ−Ｌｉｎｅ Ｓｅｒｖｏ Ｗｒｉｔｉｎｇ方式を使用して９３，０００ＴＰＩの記録密度を有するＨＤＤのディスクを組立てた場合、２００トラック以上のＲＲＯ誤差が予想される。このようなＲＲＯ誤差は、ＨＤＤの性能を極度に低下させるため、補償対策が必要である。
【０００６】
図１は、トラック追従装置の構成を示すブロック図である。トラック追従状態におけるトラック追従装置は、図１に示すように簡略化されうる。図１において、Ｕｃは制御器１０２の制御出力、ｙはプラント１０４からの例えばヘッドの位置などの出力であり、ｄは外乱(ｄ＝ｄｒｒｏ＋ｄｎｒｒｏ)、そしてＰＥＳは、制御器１０２に入力される位置エラー信号(Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ：ＰＥＳ）である。
【０００７】
理想的なトラック追従状態で基準入力は０であるので、ＰＥＳは、外乱ｄによるものと見なされうる。図１に示されたトラック追従装置において、制御器１０２及びプラント１０４の伝達関数をそれぞれＣ(ｚ)及びＰ(ｚ)とすれば、ｎ番目のサーボサンプルにおけるＰＥＳ、すなわち、ＰＥＳ(ｎ)は、次の数式１で表現される。
【数１】
ここで、ｄ(ｎ)は、ｎ番目のサーボサンプルにおける外乱の大きさを表す。
【０００８】
数式１から反復的な外乱ｄｒｒｏ(ｎ）は、次の数式２で表現される。
【数２】
ここで、Ｓは、図１に示されたトラック追従装置の制御器１０２及びプラント１０４による敏感度関数であり、ＲＰＥＳは、ｄｒｒｏによるＰＥＳである。
【０００９】
数式２を参照すれば、ｄｒｒｏ(ｎ)は、ＲＰＥＳ(ｎ)、Ｐ(z)、そしてＣ(z)により決定され、ＲＰＥＳは、トラック追従状態でＰＥＳをサンプリングすることにより、そしてＰ(ｚ)及びＣ(ｚ)は、既知の値を使用することによりｄｒｒｏを求められるということが分かる。数式２を用いて、ｄｒｒｏ(ｎ)を算出するに当って、Ｐ(ｚ)及びＣ(ｚ)は既知の固定値であるので、ＲＰＥＳ(ｎ)を正確に測定する必要がある。すなわち、ＮＲＲＯによる影響を排除できるようにディスクの１回転ごとにＰＥＳを測定し、これをディスクの数回の回転にわたって平均することが必要である。
【００１０】
得られたｄｒｒｏからＲＲＯを補償するためのＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏ（図面ではｄｒｒоのｄの上部に「＾」を付して示している。）が得られた後、このＲｄｒｒｏは、図１のＲＲＯルックアップ（検索）テーブル１０６に保存される。ＲＲＯ（ｄｒｒｏ）を補償するためのＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏは、ＨＤＤのバーンインテスト工程により得られ、ディスクに保存される。ユーザーの環境でＨＤＤは、ディスクに保存されたＲｄｒｒｏを読み取り、図１のルックアップテーブル１０６に保存する。
【００１１】
図２は、ＲＲＯ補償値を算出する従来の方法を示すフローチャートである。
【００１２】
まず、ヘッドが目標トラックを追従するようにトラックの追従を行う(Ｓ２０２)。目標トラックを追従する間に平均ＰＥＳをサンプリングする(Ｓ２０４)。ＰＥＳは、サーボサンプルに相当する時間間隔でサンプリングされる。ＰＥＳは、ディスクが所定の回転数ほど回転する間に検出され、平均ＰＥＳであるＰＥＳＡＶＧが得られる。
【００１３】
数式２を使用してｄｒｒｏを算出する(Ｓ２０６)。ディスクが所定の回転数ほど回転する間、さらにｄｒｒｏを算出して、再算出されたｄｒｒｏにより以前のｄｒｒｏでのエラーを補正する(Ｓ２０８)。
【００１４】
Ｓ２０６過程で得られた最初のｄｒｒｏをｒｃｄ０とすれば、ｉ番目のサーボサンプルに対するｒｃｄ０(ｉ)は、次の数式３のように表現される。
【数３】
ここで、ｓｅｒｖｏ_ｓｅｃｔｏｒ_ｍａｘは、該当トラックのサーボセクタ数である。
【００１５】
Ｓ２０８過程で得られたｋ＋１番目の更新ステップにより得られるエラー補正されたｒｃｄｋ＋１(ｉ)は、次の数式４のように表現される。
【数４】
ここで、ｍは０≦ｍを満足する整数であり、更新次数を示す。
【００１６】
ＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを得る(Ｓ２１０)。図２に示すような従来のＲＲＯ算出方法は、ＰＥＳ信号を得るための時間及びＲＲＯ算出のために長い演算時間がかかるという問題点がある。平均ＰＥＳサンプリング過程(Ｓ２０４過程)で目標トラックの平均ＰＥＳを得るためには、ディスクを２回転〜４回転させなければならず、エラー補正過程(Ｓ２０８過程)でもやはり平均ＰＥＳサンプリング過程(Ｓ２０４過程)でのように同じ回数だけディスクを回転させなければならず、かつエラー補正過程(Ｓ２０８過程)を２回以上行わせてこそ満足な正確度を有するＲＲＯを算出できる。
【００１７】
すなわち、ＲＲＯを算出するためにディスクを２回以上回転させて平均ＰＥＳを得ることを複数回反復しなければならないため、ＲＲＯを算出するために長時間がかかる。ＲＲＯ補正値であるＲｄｒｒｏは、ディスク別、トラック別、セクタ別に得られる。ディスクのあらゆるトラックに対するｄｒｒｏを得るためには、１トラック当り所要時間と、ディスクの総トラック数とを乗じた時間がかかる。したがって、高密度ＨＤＤであるほどＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを算出するために長時間がかかり、これは、生産コストを増大させる要因となる。また、数式２は、周波数領域と時間領域との乗算、すなわち、コンボリューション演算であるので、数式２の計算に長時間がかかる。
【００１８】
一方、数式２におけるプラント１０４の伝達関数Ｐ(ｚ)は、モデリングによる値であるので、実際のプラントとモデリングされたプラントとの間に不一致が生じうる。同じ仕様で設計されたＨＤＤでさえ偏差は存在するので、プラント１０４の伝達関数Ｐ(ｚ)もそれぞれのＨＤＤごとに異なりうる。
【００１９】
従来のＲＲＯ算出方法によれば、ＨＤＤごとのＰ(ｚ)偏差が考慮されていないため、各ＨＤＤに合う正確なＲＲＯ補償値を得ることが困難である。
【００２０】
特許文献１、特許文献２などには、ＨＤＤそれぞれのＰ(ｚ)を考慮したＲＲＯ補償値の算出方法が開示されている。しかし、このような方法もコンボリューション演算を用いているので、ＲＲＯを算出するために長時間がかかる。
【特許文献１】米国特許第５，７９３，５５９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０６１，２００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、ＨＤＤのＲＲＯを算出するための時間を最小化することが可能な、新規かつ改良されたＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、前記ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程とを含むことを特徴とする、ＲＲＯ算出方法が提供される。
【００２３】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得るようにしてもよい。
【００２４】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と
をさらに含むようにしてもよい。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置で、反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値の算出方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と、前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程とを含むことを特徴とする、ＲＲＯ補償値の算出方法が提供される。
【００２６】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得るようにしてもよい。
【００２７】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と
をさらに含むようにしてもよい。
【００２８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を算出する方法を記録した記録媒体において、ヘッドが目標トラックを追従する間に目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯを算出する過程と
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体が提供される。
【００２９】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程とをさらに含むプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値を算出するプログラムが記録された記録媒体において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と、前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程とを含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体が提供される。
【００３２】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程とをさらに含むプログラムが記録されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によるＲＲＯ算出方法によれば、ＨＤＤのＲＲＯを算出するための時間を最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３６】
反復的であってＮ個のサンプルを有する時間領域の信号ｘ(ｎ)は、次の数式５のように０〜(Ｎ−１)個の周波数成分を有する離散フーリエ信号で表現される。
【数５】
ここで、ｎは０≦ｎ＜Ｎ−１の時間領域の整数変数であり、ｉは０≦ｉ<Ｎ−１である周波数領域の整数変数である。
【００３７】
一方、ｘ(ｎ)のｌ番目の周波数成分ｘｌ(ｎ)は、次の数式６のように表現される。
【数６】
ここで、Ｘ(l)＝Ｘｒ(ｌ)＋ｊＸｉ(ｌ)、Ｗ１(ｌ)＝２Ｘｒ(ｌ)、そしてＷ０(ｌ)＝−２Ｘｉ(ｌ)である。
【００３８】
数式５で、ｘ(ｎ)は、次の数式７のように表現される。
【数７】
【００３９】
ｑ＝１，２，…、ＮそしてＹｒ(０)＝０，Ｙｉ(０)＝０という条件下で回帰分析によってＸｒ及びＸｉは、次の数式８のように表現される。
【数８】
ここで、ｑは、０〜(Ｎ−１）の時間領域でのサンプルを保存するキューのインデックスであり、Ｙｒ及びＹｉは、キューに保存されたｘ(０)〜ｘ(Ｎ−１)個のサンプルに対して回帰分析して得られる値である。
【００４０】
数式８により次の数式９が得られる。
【数９】
数式８及び９を参照すれば、Ｎ個にサンプリングされた時間領域の信号ｘ(ｎ)をＮ個のキューに順次に入力し、Ｎ個のキューに保存されたサンプルを回帰分析することによって、反復的な時間領域の信号ｘ(ｎ)の周波数係数Ｘ(ｉ)が得られるということが分かる。
【００４１】
言い換えれば、時間領域のＰＥＳ(ｎ)をＮ個のキューに保存し、これを回帰分析することによって、ＰＥＳ(ｎ)の周波数係数、すなわち、ＲＲＯを周波数領域で表現するための周波数係数が得られるということを表す。
【００４２】
時間領域のＲＰＥＳ(ｔ)を周波数領域で表現すれば、次の数式１０のようである。
【数１０】
ここで、ｋは高調波の次数であり、Ωは基本角周波数である。７，２００ｒｐｍのＨＤＤにおける基本周波数は、ｆは１２０Ｈｚであり、基本角周波数は２πｆである。
【００４３】
また、ｗ０とｗ１は、周波数係数を示し、Ｔｓは、サーボサンプル間の時間間隔、すなわち、サンプリングタイムを示す。
ｗ０とｗ１は、数式５〜９を参照して説明したようにＰＥＳ(ｎ)を回帰分析することにより得られる。数式５〜９を参照すれば、ｓｉｎ及びｃｏｓ演算が大部分であり、また、ｓｉｎ及びｃｏｓ演算機能は、現在大部分のＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)で提供される機能であるので、ＲＲＯを示すための周波数係数を簡単に算出できる。
【００４４】
実際の適用においてａ〜ｂ次数の高調波が支配的であれば、必要なＲＰＥＳａｂ(ｎＴｓ）は数式１１のように表現される。
【数１１】
このような周波数選択性を用いてＲＲＯ補償のためのリソースを減らすことができる。
【００４５】
同様に、ＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを周波数領域で表現すれば、次の数式１２のようである。
【数１２】
【００４６】
ここで、ｖ０及びｖ１は、周波数係数を示し、ｗ０及びｗ１との関係は、次の数式１３のようである。
【数１３】
ここで、Ｓは、図１に示すようなトラック追従装置の敏感度関数であり、Ｓｒは、Ｓの実数成分であり、Ｓｉは、Ｓの虚数成分である。
【００４７】
数式１０〜１３を参照すれば、ＰＥＳ(ｎ)を回帰分析することによってｗ０及びｗ１を求め、ｗ０及びｗ１によってｖ０及びｖ１を（ｎＴｓ）求めば、Ｒｄｒｒｏ（ｎＴｓ）が求められるということが分かる。
【００４８】
ｗ０及びｗ１は、回帰分析により得られるので、ディスクの数回転に対して得られる平均ＰＥＳでなく、ディスクの１回転に対して得られるＰＥＳ(ｎ)だけでも高い正確性をもってＲＲＯを算出できる。平均ＰＥＳを使用すれば、正確度をさらに高めうる。
【００４９】
本実施形態によれば、ｗ０及びｗ１は回帰分析により得られるので、フーリエ変換を使用することに比べて、簡単で迅速にＲＲＯを示すための周波数係数が求められる。一方、ｖ０及びｖ１は、周波数領域での乗算によって求められるので、コンボリューション演算に比べて速い速度で演算できる。
【００５０】
一方、数式１３における敏感度関数Ｓは、周波数領域で得られたスカラー値である。敏感度関数Ｓは、ある周波数でのＰＥＳを該当周波数でのｄｒｒｏで割ることによって得られる。これは、従来の方法とは違って、実際の敏感度関数、すなわち実際のプラント伝達関数Ｐ(ｚ)を使用することを意味するので、本実施形態によれば、ＨＤＤの偏差に関係なく正確な敏感度関数を適用してＲＲＯ補償値を得ることができる。
【００５１】
図３は、本実施形態によるＲＲＯ補償値の算出方法を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ヘッドが目標トラックを追従するようにトラック追従モードを行う(Ｓ３０２)。
目標トラックを追従する間にＰＥＳをサンプリングする(Ｓ３０４)。ＰＥＳは、サーボサンプルに相当する時間間隔でサンプリングされる。
【００５３】
数式５〜９を用いてＮ個のＰＥＳサンプルから回帰分析によってＲＲＯを示すための、第１セットとしての周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を算出する(Ｓ３０６)。ここで、ｗ０は虚数成分の周波数係数の集合であり、ｗ１は実数成分の周波数係数の集合である。
【００５４】
ディスクが１回転する間、さらに第２セットとしての周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を算出し（Ｓ３０８）、後に算出された周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を用いて、最小平均エラーによって前に算出されたｗ０及びｗ１を補正する(Ｓ３１０)。
【００５５】
最小平均エラーによる補正は、次の数式１４のように表現される。
【数１４】
ここで、Ｎは目標トラックのセクタ数であり、ｍは更新次数を示す。
【００５６】
数式１０〜１３を用いてＲＲＯの補償値であるＲｄｒｒｏを算出する(Ｓ３１２)。Ｒｄｒｒｏをディスクに保存する。本出願人により出願された米国特許第６，０４９，４４０号明細書を参照すれば、Ｒｄｒｒｏをディスクのサーボセクタに記録することが開示される。
【００５７】
図４は、トラック追従においてＲＲＯ補償を適用しなかった場合の結果を示す波形図である。図４に示された方法は、図４を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が８．４であり、全体的に１４．０の標準偏差を有することが分かる。ここで、トラックは、全て５１２個のステップに分割され、標準偏差が１４ということは、トラック中心線から１４ステップ内でヘッドが追従していることを示す。
【００５８】
図５は、図４に該当する反復的な外乱の周波数係数を示すグラフである。図５における横軸は、高調波の次数を示す。ＲＲＯの基本周波数は、ＨＤＤの規定回転速度によって決定される。例えば、７，２００ｒｐｍで回転するディスクの場合、基本周波数は１２０Ｈｚである。
【００５９】
図６及び図７は、従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。図６及び図７には、ディスクの４回転に対して平均ＰＥＳを得て、かつ２回のエラー補正を行った結果を示す。
【００６０】
図６を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．５であり、全体的に１２．７の標準偏差を有することが分かる。すなわち、ＲＲＯ補償を適用することによって、ヘッドがトラック中心をさらに安定的に追従するということが分かる。また、図７を参照すれば、エラー補正を適用することによって、ＲＲＯ補償の効果が向上することが分かる。
【００６１】
図８及び図９は、本実施形態の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。図８及び図９には、ディスクの４回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わない結果を示す。
【００６２】
図８を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．４であり、全体的に１２．８の標準偏差を有することが分かる。図６及び図８を参照すれば、本実施形態によれば、エラー補正を行わなくても従来の方法に比べてＲＲＯ補償の効果が向上するということが分かる。
【００６３】
図１０及び図１１は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。図１０及び図１１には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わなかった場合の結果を示す。
【００６４】
図１０を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．５であり、全体的に１３．０の標準偏差を有することが分かる。図１０及び図８を参照すれば、本実施形態の方法において、さらに少ないディスク回転に対して平均ＰＥＳを得たことにもかかわらず、従来の方法と同じような性能を示すことが分かる。
【００６５】
図１２及び図１３は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。図１２及び図１３には、ディスクの２回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わない結果を示す。
【００６６】
図１２を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が６．７であり、全体的に１３．１の標準偏差を有することが分かる。図１２及び図１０を参照すれば、本実施形態の方法によりディスクの回転数に関係なく同じような性能を示すことが分かる。
【００６７】
図１４及び図１５は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１４及び図１５には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得て、１回のエラー補正を行った結果を示す。
【００６８】
図１４を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．２であり、全体的に１２．６の標準偏差を有することが分かる。図１４及び図６を参照すれば、本実施形態の方法によりさらに少ないディスク回転数によって平均ＰＥＳを得て、さらに少ない回数のエラー補正を行ったにもかかわらず、従来の方法より優れた性能を示すことが分かる。
【００６９】
図１６及び図１７は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１６及び図１７には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得て、ディスクの２回転に対して得た平均ＰＥＳによって１回のエラー補正を行った結果を示す。
【００７０】
図１６を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が４．８であり、１２．４の標準偏差を有することが分かる。図１６及び図１４を参照すれば、本実施形態の方法により、さらに少ないディスク回転数によりエラー補正を行ったにもかかわらず、性能の差がほとんどないことが分かる。
【００７１】
図１８及び図１９は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１８及び図１９には、ディスクの２回転に対して平均ＰＥＳを得て、ディスクの２回転に対して得たものにより１回のエラー補正を行った結果を示す。
図１８を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が４．９であり、全体的に１２．６の標準偏差を有することが分かる。図１８及び図１６を参照すれば、本実施形態の方法により、さらに少ないディスク回転数によってＲＲＯ補償値及びエラー補正を行ったにもかかわらず、性能の差がほとんどないことが分かる。
【００７２】
本発明は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータ(情報処理機能を持つ装置を何れも含む)が読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータが読み取り可能な記録装置の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えば、記録媒体関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】トラック追従装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＲＯ補償値を算出する従来の方法を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態によるＲＲＯ補償値の算出方法を示すフローチャートである。
【図４】トラック追従においてＲＲＯ補償を適用しない結果を示す波形図である。
【図５】図４に該当する反復的な外乱の周波数係数を示すグラフである。
【図６】従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図７】従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図８】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図９】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図１０】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。
【図１１】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。
【図１２】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１３】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１４】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１５】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１６】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１７】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１８】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１９】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、ＭＲ(Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ)ヘッド技術の発展に伴い、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)の保存密度は急激に増加しつつある。例えば、ディスク１枚当たり８０ＧＢｙｔｅのデータを保存可能な製品が開発された。このような製品のトラック密度は、９３，０００ＴＰＩ(Ｔｒａｃｋ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ)であって、トラック幅は０．２７μｍ程度である。さらに、ディスク１枚当たり１２０ＧＢｙｔｅのデータを保存できる製品が開発されると予測される。このように微小なトラック内において、ヘッドがデータを正確に記録／再生するためには、非常に精巧なヘッド位置制御技術が必要である。
【０００３】
ＨＤＤにおけるヘッド位置は、ヘッドが目標トラックの中心を正確に追従するように制御される。ところが、制御器がどんなに正確に制御しても、様々な外乱によって制御誤差が発生する。ＨＤＤの外乱は、ディスクの偏心により発生するＲＲＯ(Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ＲｕｎＯｕｔ：ＲＲＯ)と呼ばれる周期的な外乱(Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ)と、外部の衝撃によるディスクの振動により発生するＮＲＲＯ(Ｎｏｎ−Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ＲｕｎＯｕｔ)と呼ばれる非周期的な外乱(ｎｏｎ−ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ)とに区分される。
【０００４】
ここで、周期的という意味は、外乱の大きさ及び位相が周期的に変化すること、すなわち、外乱が周期的に発生し、かつディスクのサーボセクタに同期されていることをいう。ＲＲＯは、ディスクの中心がディスクの回転中心から離脱する偏心によって発生する。
【０００５】
特に、Ｏｆｆ−Ｌｉｎｅ Ｓｅｒｖｏ Ｗｒｉｔｉｎｇ方式を使用する場合、ＲＲＯはさらに明確に現れる。例えば、Ｏｆｆ−Ｌｉｎｅ Ｓｅｒｖｏ Ｗｒｉｔｉｎｇ方式を使用して９３，０００ＴＰＩの記録密度を有するＨＤＤのディスクを組立てた場合、２００トラック以上のＲＲＯ誤差が予想される。このようなＲＲＯ誤差は、ＨＤＤの性能を極度に低下させるため、補償対策が必要である。
【０００６】
図１は、トラック追従装置の構成を示すブロック図である。トラック追従状態におけるトラック追従装置は、図１に示すように簡略化されうる。図１において、Ｕｃは制御器１０２の制御出力、ｙはプラント１０４からの例えばヘッドの位置などの出力であり、ｄは外乱(ｄ＝ｄｒｒｏ＋ｄｎｒｒｏ)、そしてＰＥＳは、制御器１０２に入力される位置エラー信号(Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ：ＰＥＳ）である。
【０００７】
理想的なトラック追従状態で基準入力は０であるので、ＰＥＳは、外乱ｄによるものと見なされうる。図１に示されたトラック追従装置において、制御器１０２及びプラント１０４の伝達関数をそれぞれＣ(ｚ)及びＰ(ｚ)とすれば、ｎ番目のサーボサンプルにおけるＰＥＳ、すなわち、ＰＥＳ(ｎ)は、次の数式１で表現される。
【数１】
ここで、ｄ(ｎ)は、ｎ番目のサーボサンプルにおける外乱の大きさを表す。
【０００８】
数式１から反復的な外乱ｄｒｒｏ(ｎ）は、次の数式２で表現される。
【数２】
ここで、Ｓは、図１に示されたトラック追従装置の制御器１０２及びプラント１０４による敏感度関数であり、ＲＰＥＳは、ｄｒｒｏによるＰＥＳである。
【０００９】
数式２を参照すれば、ｄｒｒｏ(ｎ)は、ＲＰＥＳ(ｎ)、Ｐ(z)、そしてＣ(z)により決定され、ＲＰＥＳは、トラック追従状態でＰＥＳをサンプリングすることにより、そしてＰ(ｚ)及びＣ(ｚ)は、既知の値を使用することによりｄｒｒｏを求められるということが分かる。数式２を用いて、ｄｒｒｏ(ｎ)を算出するに当って、Ｐ(ｚ)及びＣ(ｚ)は既知の固定値であるので、ＲＰＥＳ(ｎ)を正確に測定する必要がある。すなわち、ＮＲＲＯによる影響を排除できるようにディスクの１回転ごとにＰＥＳを測定し、これをディスクの数回の回転にわたって平均することが必要である。
【００１０】
得られたｄｒｒｏからＲＲＯを補償するためのＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏ（図面ではｄｒｒоのｄの上部に「＾」を付して示している。）が得られた後、このＲｄｒｒｏは、図１のＲＲＯルックアップ（検索）テーブル１０６に保存される。ＲＲＯ（ｄｒｒｏ）を補償するためのＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏは、ＨＤＤのバーンインテスト工程により得られ、ディスクに保存される。ユーザーの環境でＨＤＤは、ディスクに保存されたＲｄｒｒｏを読み取り、図１のルックアップテーブル１０６に保存する。
【００１１】
図２は、ＲＲＯ補償値を算出する従来の方法を示すフローチャートである。
【００１２】
まず、ヘッドが目標トラックを追従するようにトラックの追従を行う(Ｓ２０２)。目標トラックを追従する間に平均ＰＥＳをサンプリングする(Ｓ２０４)。ＰＥＳは、サーボサンプルに相当する時間間隔でサンプリングされる。ＰＥＳは、ディスクが所定の回転数ほど回転する間に検出され、平均ＰＥＳであるＰＥＳＡＶＧが得られる。
【００１３】
数式２を使用してｄｒｒｏを算出する(Ｓ２０６)。ディスクが所定の回転数ほど回転する間、さらにｄｒｒｏを算出して、再算出されたｄｒｒｏにより以前のｄｒｒｏでのエラーを補正する(Ｓ２０８)。
【００１４】
Ｓ２０６過程で得られた最初のｄｒｒｏをｒｃｄ０とすれば、ｉ番目のサーボサンプルに対するｒｃｄ０(ｉ)は、次の数式３のように表現される。
【数３】
ここで、ｓｅｒｖｏ_ｓｅｃｔｏｒ_ｍａｘは、該当トラックのサーボセクタ数である。
【００１５】
Ｓ２０８過程で得られたｋ＋１番目の更新ステップにより得られるエラー補正されたｒｃｄｋ＋１(ｉ)は、次の数式４のように表現される。
【数４】
ここで、ｍは０≦ｍを満足する整数であり、更新次数を示す。
【００１６】
ＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを得る(Ｓ２１０)。図２に示すような従来のＲＲＯ算出方法は、ＰＥＳ信号を得るための時間及びＲＲＯ算出のために長い演算時間がかかるという問題点がある。平均ＰＥＳサンプリング過程(Ｓ２０４過程)で目標トラックの平均ＰＥＳを得るためには、ディスクを２回転〜４回転させなければならず、エラー補正過程(Ｓ２０８過程)でもやはり平均ＰＥＳサンプリング過程(Ｓ２０４過程)でのように同じ回数だけディスクを回転させなければならず、かつエラー補正過程(Ｓ２０８過程)を２回以上行わせてこそ満足な正確度を有するＲＲＯを算出できる。
【００１７】
すなわち、ＲＲＯを算出するためにディスクを２回以上回転させて平均ＰＥＳを得ることを複数回反復しなければならないため、ＲＲＯを算出するために長時間がかかる。ＲＲＯ補正値であるＲｄｒｒｏは、ディスク別、トラック別、セクタ別に得られる。ディスクのあらゆるトラックに対するｄｒｒｏを得るためには、１トラック当り所要時間と、ディスクの総トラック数とを乗じた時間がかかる。したがって、高密度ＨＤＤであるほどＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを算出するために長時間がかかり、これは、生産コストを増大させる要因となる。また、数式２は、周波数領域と時間領域との乗算、すなわち、コンボリューション演算であるので、数式２の計算に長時間がかかる。
【００１８】
一方、数式２におけるプラント１０４の伝達関数Ｐ(ｚ)は、モデリングによる値であるので、実際のプラントとモデリングされたプラントとの間に不一致が生じうる。同じ仕様で設計されたＨＤＤでさえ偏差は存在するので、プラント１０４の伝達関数Ｐ(ｚ)もそれぞれのＨＤＤごとに異なりうる。
【００１９】
従来のＲＲＯ算出方法によれば、ＨＤＤごとのＰ(ｚ)偏差が考慮されていないため、各ＨＤＤに合う正確なＲＲＯ補償値を得ることが困難である。
【００２０】
特許文献１、特許文献２などには、ＨＤＤそれぞれのＰ(ｚ)を考慮したＲＲＯ補償値の算出方法が開示されている。しかし、このような方法もコンボリューション演算を用いているので、ＲＲＯを算出するために長時間がかかる。
【特許文献１】米国特許第５，７９３，５５９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０６１，２００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、ＨＤＤのＲＲＯを算出するための時間を最小化することが可能な、新規かつ改良されたＲＲＯ算出方法、ＲＲＯ補償値の算出方法、及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、前記ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程とを含むことを特徴とする、ＲＲＯ算出方法が提供される。
【００２３】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得るようにしてもよい。
【００２４】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と
をさらに含むようにしてもよい。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置で、反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値の算出方法において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と、前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程とを含むことを特徴とする、ＲＲＯ補償値の算出方法が提供される。
【００２６】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得るようにしてもよい。
【００２７】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と
をさらに含むようにしてもよい。
【００２８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を算出する方法を記録した記録媒体において、ヘッドが目標トラックを追従する間に目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯを算出する過程と
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体が提供される。
【００２９】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程とをさらに含むプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値を算出するプログラムが記録された記録媒体において、ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と、前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程とを含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体が提供される。
【００３２】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と、前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程とをさらに含むプログラムが記録されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によるＲＲＯ算出方法によれば、ＨＤＤのＲＲＯを算出するための時間を最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３６】
反復的であってＮ個のサンプルを有する時間領域の信号ｘ(ｎ)は、次の数式５のように０〜(Ｎ−１)個の周波数成分を有する離散フーリエ信号で表現される。
【数５】
ここで、ｎは０≦ｎ＜Ｎ−１の時間領域の整数変数であり、ｉは０≦ｉ<Ｎ−１である周波数領域の整数変数である。
【００３７】
一方、ｘ(ｎ)のｌ番目の周波数成分ｘｌ(ｎ)は、次の数式６のように表現される。
【数６】
ここで、Ｘ(l)＝Ｘｒ(ｌ)＋ｊＸｉ(ｌ)、Ｗ１(ｌ)＝２Ｘｒ(ｌ)、そしてＷ０(ｌ)＝−２Ｘｉ(ｌ)である。
【００３８】
数式５で、ｘ(ｎ)は、次の数式７のように表現される。
【数７】
【００３９】
ｑ＝１，２，…、ＮそしてＹｒ(０)＝０，Ｙｉ(０)＝０という条件下で回帰分析によってＸｒ及びＸｉは、次の数式８のように表現される。
【数８】
ここで、ｑは、０〜(Ｎ−１）の時間領域でのサンプルを保存するキューのインデックスであり、Ｙｒ及びＹｉは、キューに保存されたｘ(０)〜ｘ(Ｎ−１)個のサンプルに対して回帰分析して得られる値である。
【００４０】
数式８により次の数式９が得られる。
【数９】
数式８及び９を参照すれば、Ｎ個にサンプリングされた時間領域の信号ｘ(ｎ)をＮ個のキューに順次に入力し、Ｎ個のキューに保存されたサンプルを回帰分析することによって、反復的な時間領域の信号ｘ(ｎ)の周波数係数Ｘ(ｉ)が得られるということが分かる。
【００４１】
言い換えれば、時間領域のＰＥＳ(ｎ)をＮ個のキューに保存し、これを回帰分析することによって、ＰＥＳ(ｎ)の周波数係数、すなわち、ＲＲＯを周波数領域で表現するための周波数係数が得られるということを表す。
【００４２】
時間領域のＲＰＥＳ(ｔ)を周波数領域で表現すれば、次の数式１０のようである。
【数１０】
ここで、ｋは高調波の次数であり、Ωは基本角周波数である。７，２００ｒｐｍのＨＤＤにおける基本周波数は、ｆは１２０Ｈｚであり、基本角周波数は２πｆである。
【００４３】
また、ｗ０とｗ１は、周波数係数を示し、Ｔｓは、サーボサンプル間の時間間隔、すなわち、サンプリングタイムを示す。
ｗ０とｗ１は、数式５〜９を参照して説明したようにＰＥＳ(ｎ)を回帰分析することにより得られる。数式５〜９を参照すれば、ｓｉｎ及びｃｏｓ演算が大部分であり、また、ｓｉｎ及びｃｏｓ演算機能は、現在大部分のＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)で提供される機能であるので、ＲＲＯを示すための周波数係数を簡単に算出できる。
【００４４】
実際の適用においてａ〜ｂ次数の高調波が支配的であれば、必要なＲＰＥＳａｂ(ｎＴｓ）は数式１１のように表現される。
【数１１】
このような周波数選択性を用いてＲＲＯ補償のためのリソースを減らすことができる。
【００４５】
同様に、ＲＲＯ補償値Ｒｄｒｒｏを周波数領域で表現すれば、次の数式１２のようである。
【数１２】
【００４６】
ここで、ｖ０及びｖ１は、周波数係数を示し、ｗ０及びｗ１との関係は、次の数式１３のようである。
【数１３】
ここで、Ｓは、図１に示すようなトラック追従装置の敏感度関数であり、Ｓｒは、Ｓの実数成分であり、Ｓｉは、Ｓの虚数成分である。
【００４７】
数式１０〜１３を参照すれば、ＰＥＳ(ｎ)を回帰分析することによってｗ０及びｗ１を求め、ｗ０及びｗ１によってｖ０及びｖ１を（ｎＴｓ）求めば、Ｒｄｒｒｏ（ｎＴｓ）が求められるということが分かる。
【００４８】
ｗ０及びｗ１は、回帰分析により得られるので、ディスクの数回転に対して得られる平均ＰＥＳでなく、ディスクの１回転に対して得られるＰＥＳ(ｎ)だけでも高い正確性をもってＲＲＯを算出できる。平均ＰＥＳを使用すれば、正確度をさらに高めうる。
【００４９】
本実施形態によれば、ｗ０及びｗ１は回帰分析により得られるので、フーリエ変換を使用することに比べて、簡単で迅速にＲＲＯを示すための周波数係数が求められる。一方、ｖ０及びｖ１は、周波数領域での乗算によって求められるので、コンボリューション演算に比べて速い速度で演算できる。
【００５０】
一方、数式１３における敏感度関数Ｓは、周波数領域で得られたスカラー値である。敏感度関数Ｓは、ある周波数でのＰＥＳを該当周波数でのｄｒｒｏで割ることによって得られる。これは、従来の方法とは違って、実際の敏感度関数、すなわち実際のプラント伝達関数Ｐ(ｚ)を使用することを意味するので、本実施形態によれば、ＨＤＤの偏差に関係なく正確な敏感度関数を適用してＲＲＯ補償値を得ることができる。
【００５１】
図３は、本実施形態によるＲＲＯ補償値の算出方法を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ヘッドが目標トラックを追従するようにトラック追従モードを行う(Ｓ３０２)。
目標トラックを追従する間にＰＥＳをサンプリングする(Ｓ３０４)。ＰＥＳは、サーボサンプルに相当する時間間隔でサンプリングされる。
【００５３】
数式５〜９を用いてＮ個のＰＥＳサンプルから回帰分析によってＲＲＯを示すための、第１セットとしての周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を算出する(Ｓ３０６)。ここで、ｗ０は虚数成分の周波数係数の集合であり、ｗ１は実数成分の周波数係数の集合である。
【００５４】
ディスクが１回転する間、さらに第２セットとしての周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を算出し（Ｓ３０８）、後に算出された周波数係数の集合ｗ０及びｗ１を用いて、最小平均エラーによって前に算出されたｗ０及びｗ１を補正する(Ｓ３１０)。
【００５５】
最小平均エラーによる補正は、次の数式１４のように表現される。
【数１４】
ここで、Ｎは目標トラックのセクタ数であり、ｍは更新次数を示す。
【００５６】
数式１０〜１３を用いてＲＲＯの補償値であるＲｄｒｒｏを算出する(Ｓ３１２)。Ｒｄｒｒｏをディスクに保存する。本出願人により出願された米国特許第６，０４９，４４０号明細書を参照すれば、Ｒｄｒｒｏをディスクのサーボセクタに記録することが開示される。
【００５７】
図４は、トラック追従においてＲＲＯ補償を適用しなかった場合の結果を示す波形図である。図４に示された方法は、図４を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が８．４であり、全体的に１４．０の標準偏差を有することが分かる。ここで、トラックは、全て５１２個のステップに分割され、標準偏差が１４ということは、トラック中心線から１４ステップ内でヘッドが追従していることを示す。
【００５８】
図５は、図４に該当する反復的な外乱の周波数係数を示すグラフである。図５における横軸は、高調波の次数を示す。ＲＲＯの基本周波数は、ＨＤＤの規定回転速度によって決定される。例えば、７，２００ｒｐｍで回転するディスクの場合、基本周波数は１２０Ｈｚである。
【００５９】
図６及び図７は、従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。図６及び図７には、ディスクの４回転に対して平均ＰＥＳを得て、かつ２回のエラー補正を行った結果を示す。
【００６０】
図６を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．５であり、全体的に１２．７の標準偏差を有することが分かる。すなわち、ＲＲＯ補償を適用することによって、ヘッドがトラック中心をさらに安定的に追従するということが分かる。また、図７を参照すれば、エラー補正を適用することによって、ＲＲＯ補償の効果が向上することが分かる。
【００６１】
図８及び図９は、本実施形態の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。図８及び図９には、ディスクの４回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わない結果を示す。
【００６２】
図８を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．４であり、全体的に１２．８の標準偏差を有することが分かる。図６及び図８を参照すれば、本実施形態によれば、エラー補正を行わなくても従来の方法に比べてＲＲＯ補償の効果が向上するということが分かる。
【００６３】
図１０及び図１１は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。図１０及び図１１には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わなかった場合の結果を示す。
【００６４】
図１０を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．５であり、全体的に１３．０の標準偏差を有することが分かる。図１０及び図８を参照すれば、本実施形態の方法において、さらに少ないディスク回転に対して平均ＰＥＳを得たことにもかかわらず、従来の方法と同じような性能を示すことが分かる。
【００６５】
図１２及び図１３は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。図１２及び図１３には、ディスクの２回転に対して平均ＰＥＳを得るが、エラー補正を行わない結果を示す。
【００６６】
図１２を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が６．７であり、全体的に１３．１の標準偏差を有することが分かる。図１２及び図１０を参照すれば、本実施形態の方法によりディスクの回転数に関係なく同じような性能を示すことが分かる。
【００６７】
図１４及び図１５は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１４及び図１５には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得て、１回のエラー補正を行った結果を示す。
【００６８】
図１４を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が５．２であり、全体的に１２．６の標準偏差を有することが分かる。図１４及び図６を参照すれば、本実施形態の方法によりさらに少ないディスク回転数によって平均ＰＥＳを得て、さらに少ない回数のエラー補正を行ったにもかかわらず、従来の方法より優れた性能を示すことが分かる。
【００６９】
図１６及び図１７は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１６及び図１７には、ディスクの３回転に対して平均ＰＥＳを得て、ディスクの２回転に対して得た平均ＰＥＳによって１回のエラー補正を行った結果を示す。
【００７０】
図１６を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が４．８であり、１２．４の標準偏差を有することが分かる。図１６及び図１４を参照すれば、本実施形態の方法により、さらに少ないディスク回転数によりエラー補正を行ったにもかかわらず、性能の差がほとんどないことが分かる。
【００７１】
図１８及び図１９は、本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。図１８及び図１９には、ディスクの２回転に対して平均ＰＥＳを得て、ディスクの２回転に対して得たものにより１回のエラー補正を行った結果を示す。
図１８を参照すれば、ＲＲＯによる標準偏差が４．９であり、全体的に１２．６の標準偏差を有することが分かる。図１８及び図１６を参照すれば、本実施形態の方法により、さらに少ないディスク回転数によってＲＲＯ補償値及びエラー補正を行ったにもかかわらず、性能の差がほとんどないことが分かる。
【００７２】
本発明は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータ(情報処理機能を持つ装置を何れも含む)が読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータが読み取り可能な記録装置の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えば、記録媒体関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】トラック追従装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＲＯ補償値を算出する従来の方法を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態によるＲＲＯ補償値の算出方法を示すフローチャートである。
【図４】トラック追従においてＲＲＯ補償を適用しない結果を示す波形図である。
【図５】図４に該当する反復的な外乱の周波数係数を示すグラフである。
【図６】従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図７】従来の方法によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図８】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図９】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す波形図である。
【図１０】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。
【図１１】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示す他の波形図である。
【図１２】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１３】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１４】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１５】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１６】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１７】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１８】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【図１９】本実施形態によって得られるＲＲＯ補償値を適用した結果を示すさらに他の波形図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、前記ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程と；
を含むことを特徴とする、ＲＲＯ算出方法。
【請求項２】
前記周波数係数の第１セットは、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって算出することを特徴とする、請求項１に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項３】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項４】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置で、反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値の算出方法において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と；
前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程と；
を含むことを特徴とする、ＲＲＯ補償値の算出方法。
【請求項５】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得ることを特徴とする、請求項４に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項６】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項７】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を算出する方法を記録した記録媒体において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯを算出する過程と；
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項７に記載の記録媒体。
【請求項９】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項７に記載の記録媒体。
【請求項１０】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値を算出するプログラムが記録された記録媒体において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と；
前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程と；
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
【請求項１１】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項１０に記載の記録媒体。
【請求項１２】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項１０に記載の記録媒体。
【請求項１】
トラックを有するディスクに作用する反復的な外乱であるＲＲＯを算出する方法において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされた位置エラー信号(ＰＥＳ)を周波数領域で分析して、前記ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットに基づいて前記ＲＲＯを算出する過程と；
を含むことを特徴とする、ＲＲＯ算出方法。
【請求項２】
前記周波数係数の第１セットは、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって算出することを特徴とする、請求項１に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項３】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項４】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置で、反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値の算出方法において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と；
前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程と；
を含むことを特徴とする、ＲＲＯ補償値の算出方法。
【請求項５】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して回帰分析を行うことによって周波数係数を得ることを特徴とする、請求項４に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項６】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のＲＲＯ算出方法。
【請求項７】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を算出する方法を記録した記録媒体において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯを算出する過程と；
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項７に記載の記録媒体。
【請求項９】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項７に記載の記録媒体。
【請求項１０】
ハードディスクドライブのヘッドを目標トラックに追従させるトラック追従装置における反復的な外乱を補償するためのＲＲＯ補償値を算出するプログラムが記録された記録媒体において、
ヘッドが目標トラックを追従する間に、目標トラックでサンプリングされたＰＥＳを周波数領域で分析して、ＲＲＯを示す周波数係数の第１セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットによって前記トラック追従装置の敏感度関数を算出する過程と；
前記敏感度関数及び前記周波数係数の第１セットに基づいてＲＲＯ補償値を算出する過程と；
を含むプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
【請求項１１】
前記周波数係数の第１セットを算出する過程は、Ｎ個またはＮ個以上のＰＥＳサンプルに対して、回帰分析を行うことによって周波数係数を得るプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項１０に記載の記録媒体。
【請求項１２】
さらに、前記目標トラックを追従し、前記位置エラー信号を周波数領域で分析して周波数係数の第２セットを算出する過程と；
前記周波数係数の第１セットと前記周波数係数の第２セットとの最小平均エラーによって、前記周波数係数の第１セットを補正する過程と；
をさらに含むプログラムが記録されたことを特徴とする、請求項１０に記載の記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１２２５８（Ｐ２００７−１２２５８Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８０４７６（Ｐ２００６−１８０４７６）
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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