JP2001084720A - サーボ装置、アクセス機構の制御方法、およびディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセス機構に加わる外乱の影響を低減し、
目標位置の追従精度を高くする。 【解決手段】 位置検知部２１によりアクセス機構２の
目標位置からの変位値ｐをサンプリングし、位置帰還演
算部２３により、上記の変位値ｐをもとに位置帰還値ｃ
を求め、位置帰還値ｃを更新するとともに、速度検知部
２２により、アクセス機構２の変位値ｐのサンプリング
タイミングを補間するタイミングで、ＶＣＭ電圧ｖをサ
ンプリングし、速度帰還演算部２４により、ＶＣＭ電圧
ｖをもとに速度帰還値ｆを求め、位置帰還値ｃの更新タ
イミングを補間するタイミングで、速度帰還値ｆを更新
し、位置帰還値ｃおよび速度帰還値ｆを加算した駆動電
流ｕ＝ｃ＋ｆによりアクセス機構２のＶＣＭ１０を駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータにより駆動
されるアクセス機構の位置を離散的に検知し、上記アク
セス機構を目標位置に追従させるサーボ装置およびアク
セス機構の制御方法、ならびにデータ記録媒体であるデ
ィスクにアクセスする上記アクセス機構と、このアクセ
ス機構をディスクの目標位置に追従させるサーボ手段と
を備えたディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置等のデータ記録装置では、
アクセス機構の位置を検知しながらアクセス機構を制御
することにより、データ記録媒体の目標位置にアクセス
機構を位置決めおよび追従させ、上記の目標位置にデー
タを書き込みまたは上記の目標位置に記録されているデ
ータを読み出す。

【０００３】ハードディスク装置をはじめとするディス
ク装置は、データ記録媒体であるディスクと、ボイス・
コイル・モータ（ＶＣＭ、直流モータ）を有し、アクセ
スアームの先端にデータ読み書きヘッドを実装し、上記
ＶＣＭにより上記ディスクの径方向に沿って駆動される
アクセス機構と、ディスク面にあらかじめ記録されてい
る位置情報（サーボ情報）の読み込み信号からアクセス
機構の目標位置からの変位を検知し、アクセス機構（の
読み書きヘッド）を目標トラック内の目標位置（トラッ
ク幅方向の目標位置）に位置決めおよび追従させるサー
ボ手段とを備えている。

【０００４】また、ディスク装置には、複数あるディス
ク面の内のあるディスク面の全領域に上記位置情報をあ
らかじめ記録した面サーボ方式のものと、それぞれのデ
ィスク面を、ユーザデータを記録するデータ領域と上記
位置情報をあらかじめ記録したサーボ領域とに区画した
セクタサーボ方式のものがある。

【０００５】セクタサーボ方式のディスク装置では、１
トラックの長さ方向に上記のデータ領域とサーボ領域と
が交互に配置されている。このセクタサーボ方式のディ
スク装置では、サーボ手段は、アクセス機構の目標位置
からの変位を離散的に検知（サンプリング）し、サンプ
リングした変位をもとにＶＣＭの駆動電流を制御し、ア
クセス機構を目標位置に追従させる（トラックフォロイ
ング）。上記サンプリングの時間間隔は、トラック内で
のサーボ領域の距離間隔とディスクの回転速度によって
決まる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年のディスク装置に
おいては、トラック幅を狭くすることによりデータ記録
の高密度化を図る傾向にある。しかしながら、トラック
幅が狭くなるほど、トラックフォロイング時のアクセス
機構（のヘッド）の目標位置からのずれに対する許容度
は厳しくなる。上記のずれは、主にアクセス機構に加わ
る外乱（外力）による生じる。上記外乱の影響を低減す
るためには、目標位置からの変位のサンプリング時間間
隔を短くする必要があるが、そのためには、ディスク面
にたくさんのサーボ情報を記録する必要があり、ユーザ
の使用できる領域（データ領域）が減ってしまう。

【０００７】本発明は、上記のような従来の課題を解決
するためになされたものであり、アクセス機構に加わる
外乱の影響を低減し、目標位置の追従精度を高くするこ
とができるサーボ装置およびアクセス機構の制御方法な
らびにディスク装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のサーボ装置は、アクセス機構の目標位置か
らの変位値を所定の時間間隔で離散的に検知する第１の
検知手段と、上記変位値をもとに上記第１の帰還値を計
算する第１の帰還手段と、アクセス機構の速度を含む物
理値を上記所定の時間間隔の間に少なくとも１回離散的
に検知する第２の検知手段と、上記速度を含む物理値を
もとに上記第２の帰還値を計算する第２の帰還手段と、
第１の帰還値および第２の帰還値に応じて前記モータを
駆動するモータ駆動手段とを備えた構成である。

【０００９】さらに具体的には、例えば、上記モータ
は、ボイスコイルを有する直流モータであり、上記モー
タ駆動手段は、第１の帰還値および第２の帰還値に応じ
て、上記ボイスコイルに流す電流を制御し、上記第２の
検知手段は、上記所定の時間間隔の間に上記ボイスコイ
ルの端子間電圧値をＮ（Ｎは１以上の任意の整数）回検
知し、上記第２の帰還手段は、上記端子間電圧値をもと
に、アクセス機構の速度変化量に比例する第２の帰還値
を計算する構成である。

【００１０】また、本発明のアクセス機構の制御方法
は、アクセス機構の目標位置からの変位値を検知し、こ
の変位値をもとに上記第１の帰還値を計算する第１のス
テップと、アクセス機構の速度を含む物理値を検知し、
この速度を含む物理値をもとに第２の帰還値を計算する
第２のステップとを含み、上記第１のステップを離散的
に実施するとともに、上記第１のステップの実施タイミ
ングを補間するタイミングで上記第２のステップを離散
的に実施し、第１の帰還値および第２の帰還値に応じて
前記モータを駆動するものである。

【００１１】また、本発明のディスク装置は、データの
記録媒体であるディスクと、モータにより上記ディスク
の上空を動き、上記ディスクにアクセスするアクセス機
構と、上記アクセス機構を目標位置に追従させるサーボ
手段とを備え、上記サーボ手段が、アクセス機構の目標
位置からの変位値を所定の時間間隔で離散的に検知する
第１の検知手段と、上記変位値をもとに上記第１の帰還
値を計算する第１の帰還手段と、アクセス機構の速度を
含む物理値を上記所定の時間間隔の間に少なくとも１回
離散的に検知する第２の検知手段と、上記速度を含む物
理値をもとに上記第２の帰還値を計算する第２の帰還手
段と、第１の帰還値および第２の帰還値に応じて上記モ
ータを駆動するモータ駆動手段とを有する構成である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態のディ
スク装置の構成を示すブロック図である。図１のディス
ク装置１００は、記録媒体である磁気ディスク（ハード
・ディスク）１と、ディスク１の上空を旋回し、ディス
ク１にアクセスするアクセス機構２と、ディスク１を回
転させるスピンドルモータ３と、ハード・ディスク・コ
ントローラ（ＨＤＣ：Hard Disk Controller）４と、ホ
スト装置と通信するためのホスト・インターフェース・
コントローラ（ＨＩＣ：Host Interface Controller）
５と、マイクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）
６と、メモリ７とを備えている。

【００１３】図２はディスク１の表面（ディスク面）の
構成図である。ディスク面は、データが記録されるデー
タ領域ＤＦと、位置情報があらかじめ記録されているサ
ーボ領域ＳＦとに区画されている。サーボ領域ＳＦは、
ディスク径方向に放射状に複数設けられており、サーボ
領域とサーボ領域の間の領域がデータ領域ＤＦになって
いる。また、ディスク面は、同心円状の多数のトラック
Ｔｒに区画されている。

【００１４】図３はディスク面に区画されたトラックＴ
ｒの構造図である。それぞれのトラックＴｒにおいて、
データ領域ＤＦは、多数のデータセクタＳｃに区画され
ている。これらのデータセクタＳｃは、トラックＴｒの
長さ方向に配置されている。それぞれのデータセクタＳ
ｃには、データ（ユーザデータ）が記録される。１個の
データセクタＳｃに記録されるデータ容量は、例えば５
１２［バイト］（＝２×１６²［バイト］）である。

【００１５】ディスク面のそれぞれのトラックＴｒに
は、トラック識別番号（トラックＩＤ）が付されてい
る。それぞれのトラックＴｒにおいて、あるサーボ領域
ＳＦと次のサーボ・フィールドＳＦの間には、数個（図
３では２個）のデータ・セクタＳｃが配置されている。

【００１６】ディスク面のそれぞれのサーボ領域ＳＦに
は、トラックＩＤ記録領域ＴＩＦと、バーストパターン
記録領域ＢＰＦとが設けられている。なお、いずれか１
本のサーボ領域ＳＦには、トラック開始位置を識別する
ためのパターンが記録されたトラック開始パターン記録
領域ＴＳＦが設けられている。

【００１７】それぞれのトラックＴｒ内のトラックＩＤ
記録領域ＴＩＦには、そのトラックの識別番号がグレイ
コード（巡回２進符号）によりあらかじめ記録されてい
る。また、バーストパターン記録領域ＢＰＦには、バー
ストパターンがあらかじめ記録されている。

【００１８】上記のバーストパターンは、ディスク半径
方向に沿ってそれぞれ配列されたバーストパターン列Ｂ
ＰＡ，ＢＰＢ，ＢＰＣ，ＢＰＤにより構成されている。
それぞれのバーストパターン列においては、信号が記録
された信号記録領域と、信号が記録されていない無信号
領域とが交互に配置されている。バーストパターン列Ｂ
ＰＡとＢＰＢは、メイン・バースト・パターンを構成し
ている。また、バーストパターン列ＢＰＣとＢＰＤは、
スレーブ・バースト・パターンを構成している。

【００１９】バーストパターン列ＢＰＡにおける信号記
録領域と無信号領域の境界、およびバーストパターン列
ＢＰＢにおける信号記録領域と無信号領域の境界は、ト
ラックＴｒの幅方向の中心に存在する。また、バースト
パターン列ＢＰＣにおける信号記録領域と無信号領域の
境界、およびバーストパターン列ＢＰＤにおける信号記
録領域と無信号領域の境界は、トラックＴｒの境界に存
在している。上記信号記録領域および上記無信号領域の
ディスク半径方向の寸法は、トラックＴｒの幅寸法に等
しい。バーストパターン列ＢＰＡの信号記録領域と、バ
ーストパターン列ＢＰＢの信号記録領域とは、互いに千
鳥配置されている。同じように、バーストパターン列Ｂ
ＰＣの信号記録領域と、バーストパターン列ＢＰＤの信
号記録領域とは、互いに千鳥配置されている。

【００２０】アクセス機構２は、ディスク１にデータを
書き込み、またはディスク１に記録されているデータを
読み出す読み書きヘッド８と、先端にヘッド８が実装さ
れ、ディスク１の径方向に旋回するアクセスアーム９
と、アクセスアーム９を動かすボイス・コイル・モータ
（ＶＣＭ）１０とを有する。

【００２１】図４はＶＣＭ１０のボイスコイルの回路モ
デル図である。ＶＣＭ１０のボイスコイル１０ａは、抵
抗Ｒ_VとインダクタンスＬ_Vと逆起電力との直列回路とし
てモデル化することができる。ボイスコイル１０ａに流
れる駆動電流をＵ、ボイスコイル抵抗Ｒ_Vの抵抗値を
ｒ_V、アクセス機構２の速度をω、ＶＣＭ１０の逆起電
力定数をｋ_e、ボイスコイル１０ａの端子間（図４の＋
ＳＥＮＳＥ端子と−ＳＥＮＳＥ端子の間、および＋ＣＯ
ＮＴＲＯＬ端子と−ＣＯＮＴＲＯＬ端子の間）の電圧を
Ｖ、駆動電流Ｕの変化により生じる逆起電力をΔＶ（＝
Ｌ_V（ｄＵ／ｄｔ））とすると、 Ｖ＝ｒ_VＵ＋ｋ_eω＋ΔＶ である。上記の式においてｋ_eωは、アクセス機構２の
運動により生じる逆起電力である。駆動電流Ｕを一定に
したとき、および駆動電流Ｕをステップ変化させてから
抵抗Ｒ_VとインダクタンスＬ_Vによる時定数よりも十分長
い時間経過したときには、ΔＶ＝０となり、上記の式
は、 Ｖ＝ｒ_VＵ＋ｋ_eω となる。

【００２２】また、アクセス機構２を固定し（例えば、
インナークラッシュストップにアクセス機構２を当接さ
せる）、ボイスコイル１０ａに一定の駆動電流Ｕを流し
た場合には、ω＝０であるから、 Ｖ＝ｒ_VＵ となる。

【００２３】ＨＤＣ４は、リード／ライト・モジュール
（ＲＷＭ）１１と、ディスク・サーボ・モジュール（Ｄ
ＳＭ）１２と、アクセス・サーボ・モジュール（ＡＳ
Ｍ）１３とを有する。ＲＷＭ１１は、ＭＰＵ６との協働
により、ディスク１に記録するデータ（書き込みデー
タ）をヘッド８のライトエレメントに送り、ヘッド８の
リードエレメントによるディスク１の読み込み信号から
ディスク１に記録されていたデータ（読み出しデータ）
を抽出する。また、ＤＳＭ１２は、ＭＰＵ６との協働に
より、スピンドルモータ３を駆動し、ディスク１の回転
を目標値に追従させる。ＡＳＭ１３は、ＭＰＵ６との協
働により、ＶＣＭ１０を駆動し、ディスク１内の目標ト
ラックをシークし、目標トラック内の目標位置にアクセ
ス機構２をポジショニングさせ、上記目標位置を追従さ
せる。

【００２４】メモリ７には、ＭＰＵ６により実行される
制御プログラム、およびＭＰＵ６がディスク装置１００
を制御するために必要なデータ、パラメータ、テーブル
等が記憶されている。上記の制御プログラムはメモリ７
内に設けられた不揮発性の記憶領域に記憶されている。
あるいは、上記の制御プログラムをディスク面のあらか
じめ確保された特別な領域に記録しておき、ディスク装
置１００が起動されたときに、上記の制御プログラムは
ディスク面の上記特別な領域からメモリ７の揮発性の記
憶領域に読み込まれる。

【００２５】ＭＰＵ６は、メモリ７の制御プログラムに
従ってＨＤＣ４およびＨＩＣ５を制御する。ＨＩＣ５お
よびＭＰＵ６は、ホスト装置から転送されたデータ（ラ
イトコマンド、リードコマンド、書き込みデータ、デー
タセクタの論理アドレス等）を受信する。また、ＨＩＣ
５およびＭＰＵ６は、ディスク１から読み出したデータ
をホスト装置に転送する。

【００２６】ＨＤＣ４およびＭＰＵ６は、ライトコマン
ドが入力されると、アクセス機構２をディスク１の目標
トラックにアクセスさせ、そのトラックのデータセクタ
にデータを書き込む。また、ＨＤＣ４およびＭＰＵ６
は、リードコマンドが入力されると、アクセス機構２を
ディスク１の目標トラックにアクセスさせ、そのトラッ
クのデータセクタに記録されているデータを読み出す。

【００２７】ＨＤＣ４のＡＳＭ１３およびＭＰＵ６は、
目標トラックを探し、アクセス機構２を目標位置に追従
させるアクセスサーボ部を構成している。アクセス機構
２の位置制御は、目標トラックを探し、目標トラック上
空にアクセス機構２のヘッド８を移動させるトラックシ
ーク手順と、目標トラックの幅方向の目標位置上空にヘ
ッド８をポジショニングさせ、追従させるトラックフォ
ロイング手順とにより構成される。

【００２８】図５はディスク装置１００におけるアクセ
ス・サーボ・ループ（アクセスサーボ部２０）のブロッ
ク図である。図５において、ＡＳＭ１３およびＭＰＵ６
により構成され、目標トラックを探し、アクセス機構２
を目標位置に追従させるアクセスサーボ部２０は、位置
検知部２１（第１の検知手段）と、速度検知部２２（第
２の検知手段）と、位置帰還演算部２３（第１の帰還手
段）と、速度帰還演算部２４（第２の帰還手段）と、加
算演算部２５と、ＶＣＭドライバ２６とを有する。この
アクセスサーボ部２０は、アクセス機構２の目標位置か
らの変位値ｐが０になるように負帰還をかける。

【００２９】位置検知部２１は、アクセス機構２の目標
位置からの変位値ｐ（ディジタル値）を離散的に検知す
る。この位置検知部２１は、アクセス機構２によるディ
スク面の読み込み信号Ｐ（アナログ信号）から位置信号
（トラックＩＤ信号およびバーストパターン信号）を時
間間隔Ｓでサンプリングし、この位置信号をもとにアク
セス機構２の目標位置からの変位値ｐを演算する。読み
込み信号Ｐには信号と上記の位置信号とが時系列的に混
在しているため、上記抽出した位置信号は離散的な信号
である。

【００３０】位置検知部２１は、バーストパターン列Ｂ
ＰＡ，ＢＰＢ，ＢＰＣ，ＢＰＤの読み込み信号のディジ
タル値をそれぞれａｄ，ｂｄ，ｃｄ，ｄｄとすると、メ
イン位置検知量ｍｐｅｓおよびスレーブ位置検知量ｓｐ
ｅｓを、それぞれ、 ｍｐｅｓ＝（ａｄ−ｂｄ）／（ａｄ＋ｂｄ） ｓｐｅｓ＝（ｃｄ−ｄｄ）／（ｃｄ＋ｄｄ） により計算し、ｍｐｅｓまたはｓｐｅｓから位置検知量
ｐｅｓを生成する。ｐｅｓは、それぞれのトラック内で
のヘッド８の位置を示す量であり、ヘッド８がトラック
中央に位置するとき０となり、トラック境界に位置する
とき最大または最小となる。

【００３１】そして、上記の読み込み信号から検知した
トラックＩＤと、位置検知量ｐｅｓと、目標トラックの
ＩＤと、目標トラック内の目標位置とにより、目標トラ
ックの目標位置からの変位値ｐを計算する。アクセス機
構２が目標位置を追従しているとき、ｐ＝０である。こ
こでは、変位値ｐの単位を［トラック（幅）］とする。
アクセス機構２が目標位置から１トラック幅ずれている
とき、ｐ＝１となる。また、アクセス機構２が目標トラ
ック内にあるとき、ｐ＜１である。

【００３２】速度検知部２２は、変位値ｐの検知タイミ
ングと同じタイミング、および変位値ｐの検知タイミン
グを補間するタイミングで、ＶＣＭ１０のボイスコイル
の端子間電圧（以下、ＶＣＭ電圧と称する）値ｖ（ディ
ジタル値）を離散的に検知する。この速度検知部２２
は、図４のように、ＶＣＭ１０のボイスコイル１０ａの
両端子に接続されており、ＶＣＭ電圧Ｖ（アナログ電
圧）を時間間隔Ｔ（＝Ｓ／３）でサンプリングし、ＶＣ
Ｍ電圧値ｖに変換する。従って、ｖ＝αＶ（αは定数）
である。ここでは、α＝１とする。また、以下の説明に
おいて、ＶＣＭ１０から速度検知部２２に入力されるＶ
ＣＭ電圧Ｖ、および速度検知部２２から速度帰還演算部
２４に入力されるＶＣＭ電圧値ｖを、単にＶＣＭ電圧ｖ
とも称する。

【００３３】位置帰還演算部２３、速度帰還演算部２
４、および加算演算部２５は、変位値ｐおよびＶＣＭ電
圧値ｖをもとに帰還値（駆動電流値）ｕ（ディジタル
値）を演算する。

【００３４】位置帰還演算部２３は、位置検知部２１か
ら入力された変位値ｐをもとに位置帰還値ｃを演算によ
り求め、加算演算部２５に入力する位置帰還値ｃを更新
する。この位置帰還演算部２３は、位置帰還値ｃ（第１
の帰還値）を時間間隔Ｓで更新する。なお、位置帰還演
算部２３での演算内容についてはあとで説明する。

【００３５】速度帰還演算部２４は、速度検知部２２か
ら入力されたＶＣＭ電圧値ｖをもとに速度帰還値ｆを演
算により求め、位置帰還値ｃの更新タイミングと同じタ
イミング、および位置帰還値ｃの更新タイミングを補間
するタイミングで、加算器２７に入力する速度帰還値ｆ
（第２の帰還値）を更新する。この速度帰還部２６は、
速度帰還値ｆを時間間隔Ｔ（＝Ｓ／３）で更新する。

【００３６】ＶＣＭ電圧値ｖをもとに演算された速度帰
還値ｆは、あとで説明するように、アクセス機構２の速
度の変化値に比例する。アクセスサーボ部２０では、速
度帰還演算部２４により、アクセス機構２の速度変化が
時間間隔Ｔで負帰還される。なお、速度帰還演算部２４
での演算内容についてはあとで説明する。

【００３７】加算演算部２５は、位置帰還部２３から入
力された位置帰還値ｃと、速度帰還部２６から入力され
た速度帰還値ｆとを加算し、駆動電流値ｕ＝ｃ＋ｆをＶ
ＣＭドライバ２４に入力する。加算演算部２５およびＶ
ＣＭドライバ２６は、位置帰還値ｃ（第１の帰還値）お
よび速度帰還値ｆ（第２の帰還値）に応じてＶＣＭ１０
を駆動するモータ駆動手段を構成している。

【００３８】ＶＣＭドライバ２６は、駆動電流値ｕに応
じて、ＶＣＭ１０の駆動電流Ｕ（アナログ電流）を制御
し、ＶＣＭ１０を駆動する。このＶＣＭドライバ２６
は、図４のように、ＶＣＭ１０のボイスコイル１０ａに
駆動電流Ｕを流し、駆動電流Ｕが駆動電流値ｕを追従す
るように、駆動電流Ｕを制御する。従って、Ｕ＝βｕ
（βは定数）である。ここでは、β＝１とする。また、
以下の説明において、加算演算部２５からＶＣＭドライ
バ２６に入力される駆動電流値ｕ、およびＶＣＭドライ
バ２６がＶＣＭ１０に流す駆動電流Ｕを、単に駆動電流
ｕとも称する。

【００３９】トラックシーク時およびトラックフォロイ
ング時において、アクセスサーボ部２０の構成を図５の
構成としてもよいが、トラックシーク時にはトラックフ
ォロイング時ほど精度の制御を必要としないため、演算
遅延時間を短縮し、ＭＰＵ６の演算負荷を低減するた
め、トラックシーク時には、アクセスサーボ部２０の構
成を図５よりも簡単にする。

【００４０】図６はトラックシーク時のアクセス・サー
ボ・ループ（アクセスサーボ部２０）のブロック図であ
る。なお、図６において、図５と同じものには同じ符号
を付してある。図６（ａ）のトラックシーク時のアクセ
スサーボ部２０は、図５のアクセスサーボ部２０におい
て、速度帰還演算部２４の動作を停止させ（速度帰還値
ｆ＝０）、位置帰還演算部２３による位置帰還値ｃを帰
還値（駆動電流値）ｕとしたものである。また、図６
（ｂ）のトラックシーク時のアクセスサーボ部２０は、
図５のアクセスサーボ部２０において、速度帰還演算部
２４の動作を停止させ（速度帰還値ｆ＝０）、位置帰還
演算部２３を帰還演算部２８としたものである。帰還演
算部２８は、変位値ｐのみをもとに帰還値（駆動電流
値）ｕを演算する。帰還演算部２８による演算は、位置
帰還演算部２３による演算よりも簡単にしてある。

【００４１】このように、アクセスサーボ部２０は、ト
ラックシーク時には、時間間隔ｓで変位値ｐをサンプリ
ングし、この変位値ｐをもとに位置帰還値ｃを演算し、
時間間隔Ｓで駆動電流値ｕ（＝ｃ）を更新する。また、
アクセスサーボ部２０は、トラックフォロイング時に
は、時間間隔Ｓで変位値ｐをサンプリングし、この変位
値ｐをもとに位置帰還値ｃを演算するとともに、時間間
隔Ｔ（Ｓ／３）でＶＣＭ電圧値ｖをサンプリングし、こ
のＶＣＭ電圧値ｖをもとに速度帰還値ｆを演算し、時間
間隔Ｔで駆動電流値ｕ（＝ｃ＋ｆ）を更新する。

【００４２】図７はアクセスサーボ部２０の動作を説明
するフローチャートである。アクセスサーボ部２０は、
ディスクアクセス（トラックシークおよびトラックフォ
ロイング）の前に、ステップＳ１において、ボイスコイ
ル抵抗Ｒ_V（図４参照）の抵抗値ｒ_Vを測定し、速度帰還
演算部２４での演算に用いる帰還定数Ｆ（測定されたボ
イスコイル抵抗値ｒ_Vにあらかじめ設定される定数）の
キャリブレーションをする。

【００４３】ボイスコイル抵抗値ｒ_Vは、例えば、以下
の手順により測定される。アクセス機構２を固定したま
ま（例えば、アクセス機構２をインナー・クラッシュ・
ストップに当接させたまま）、ＶＣＭドライバ２６によ
りＶＣＭ１０に一定の駆動電流Ｕ_cabを流し、ボイスコ
イル抵抗Ｒ_VとインダクタンスＬ_Vによる時定数よりも十
分長い時間経過してから、速度検知部２４によりＶＣＭ
電圧Ｖ_cabを測定する。アクセス機構２は停止している
ため、ボイスコイル抵抗値ｒ_V＝Ｖ_cab／Ｕ_cab（＝Ｆ）
である。上記のインナー・クラッシュ・ストップは、ア
クセス機構２のディスク内径側の旋回可能限界を決める
ものである。アクセス機構２は、上記のインナー・クラ
ッシュ・ストップに当接すると、それ以上ディスク内径
側に旋回できなくなる。

【００４４】次に、ステップＳ２において、図６のアク
セスサーボ部２０によるアクセス・サーボ・ループによ
り、目標トラックを探し、アクセス機構２を目標トラッ
クの上空にポジショニングさせる（トラックシーク）。
時間間隔Ｓでアクセス機構２の目標トラックの目標位置
からの変位値ｐをサンプリングし、この変位値ｐをもと
に時間間隔Ｓで駆動電流値ｕを更新することにより、変
位値ｐ＝０となるように負帰還をかけ、アクセス機構２
を目標トラックの上空にポジショニングさせる。

【００４５】トラックシークを終了したら、ステップＳ
３において、図５のアクセスサーボ部２０による制御に
切り換え、図５のアクセス・サーボ・ループにより、ア
クセス機構２を目標トラックの目標位置に追従させる
（トラックフォロイング）。時間間隔Ｓでアクセス機構
２の目標位置からの変位値ｐをサンプリングし、変位値
ｐをもとに位置帰還値ｃを演算するとともに、時間間隔
Ｔ（＝Ｓ／３）でＶＣＭ電圧値ｖをサンプリングし、変
位値ｐおよびＶＣＭ電圧値ｖをもとに速度帰還値ｆを演
算し、駆動電流値ｕ（＝ｃ＋ｆ）を時間間隔Ｔで更新す
ることにより、変位値ｐ＝０となるように負帰還をか
け、アクセス機構２を目標位置に追従させる。なお、ト
ラックシークを終了する直前に、図５のアクセスサーボ
部２０の帰還演算部２７をあらかじめ動作させ、上記制
御切り換えの準備をしておく。

【００４６】上記のステップＳ３は、ステップＳ４，Ｓ
５，Ｓ６のループにより実施される。ステップＳ４，Ｓ
５，Ｓ６について、図５および図８を用いて以下に詳細
に説明する。

【００４７】図８はトラックフォロイング時のアクセス
・サーボ・ループ（図５参照）のタイミングチャートで
ある。（ａ）は変位値ｐおよび位置帰還値ｃのタイミン
グチャート、（ｂ）はＶＣＭ電圧値ｖおよび速度帰還値
ｆのタイミングチャート、（ｃ）は駆動電流値ｕのタイ
ミングチャートである。

【００４８】図５、図７、図８において、Ｓは変位値ｐ
のサンプリング時間間隔であり、Ｔ（＝Ｓ／３）はＶＣ
Ｍ電圧値ｖのサンプリング時間間隔である。また、ｑＴ
は、変位値ｐがサンプリングされてから位置帰還値ｃが
更新されるまでの遅延時間であり、かつＶＣＭ電圧値ｖ
がサンプリングされてから速度帰還値ｆが更新されるま
での遅延時間である。

【００４９】変位値ｐのサンプリング時間間隔（従って
位置帰還値ｃの更新時間間隔）Ｓは、トラック内でのサ
ーボ領域の距離間隔とディスク１の回転速度により規定
される。これに対し、ＶＣＭ電圧値ｖのサンプリング時
間間隔（従って速度帰還値ｆの更新時間間隔）Ｔは、こ
こではＴ＝Ｓ／３としているが、任意に設定することが
可能である。また、ＶＣＭ電圧値ｖのサンプリングタイ
ミング（従って速度帰還値ｆの更新タイミング）も、任
意に設定することが可能である。ただし、ＶＣＭ電圧値
ｖのサンプリング時間間隔およびサンプリングタイミン
グについては、あとで説明するように、考慮すべき項目
がいくつかある。

【００５０】また、ｐ（ｎ）（ｎは０または正の任意の
整数）は時間ｔ＝ｎＳにサンプリングされた変位値ｐ、
ｃ（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋ｑＴ〜（ｎ＋１）Ｓ＋Ｔの間の位
置帰還値ｃである。

【００５１】また、ｖ₁（ｎ）はｔ＝ｎＳにサンプリン
グされたＶＣＭ電圧値、ｖ₂（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋Ｔにサ
ンプリングされたＶＣＭ電圧値、ｖ₃（ｎ）はｔ＝ｎＳ
＋２ＴにサンプリングされたＶＣＭ電圧値である。ま
た、ｆ₁（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋ｑＴ〜ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔ
の間の速度帰還値ｆ、ｆ₂（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋（１＋
ｑ）Ｔ〜ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔの間の速度帰還値ｆ、ｆ₃
（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔ〜（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴ
の間の速度帰還値ｆである。

【００５２】ｕ₁（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋ｑＴ〜ｎＳ＋（１
＋ｑ）Ｔの間の電流値ｕ、ｕ₂（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋（１
＋ｑ）Ｔ〜ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔの間の電流値ｕ、ｕ
₃（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔ〜（ｎ＋１）Ｓ＋ｑ
Ｔの間の電流値ｕであり、 ｕ₁（ｎ）＝ｃ（ｎ）＋ｆ₁（ｎ）…（１） ｕ₂（ｎ）＝ｃ（ｎ）＋ｆ₂（ｎ）…（２） ｕ₃（ｎ）＝ｃ（ｎ）＋ｆ₃（ｎ）…（３） である。

【００５３】図７のステップＳ４において、位置検知部
２１は、ｔ＝ｎＳに変位値ｐ（ｎ）をサンプリングし、
この変位値ｐ（ｎ）を位置帰還演算部２３に入力する。
位置帰還演算部２３は、変位値ｐ（ｎ）をもとに位置帰
還値ｃ（ｎ）を演算し、加算演算部２５に入力する位置
帰還値を、ｔ＝ｎＳ＋ｑＴにｃ（ｎ−１）からｃ（ｎ）
に更新し、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴまでｃ（ｎ）に保持
する（図８（ａ）参照）。

【００５４】また、速度検知部２２は、ｔ＝ｎＳにＶＣ
Ｍ電圧ｖ₁（ｎ）をサンプリングし、このＶＣＭ電圧ｖ₁
（ｎ）を速度帰還演算部２４に入力する。速度帰還演算
部２４は、ＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ）をもとに速度帰還値ｆ₁
（ｎ）を演算し、加算演算部２５に入力する速度帰還値
を、ｔ＝ｎＳ＋ｑＴにｆ₃（ｎ−１）からｆ₁（ｎ）に更
新し、ｔ＝ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔまでｆ₁（ｎ）に保持す
る（図８（ｂ）参照）。

【００５５】従って、加算演算部２５およびＶＣＭドラ
イバ２６は、駆動電流を、ｔ＝ｎＳ＋ｑＴにｕ₃（ｎ−
１）（＝ｃ（ｎ−１）＋ｆ₃（ｎ−１））からｕ₁（ｎ）
（＝ｃ（ｎ）＋ｆ₁（ｎ））に更新し、ｔ＝ｎＳ＋（１
＋ｑ）Ｔまでｕ₁（ｎ）に保持する（図８（ｃ）参
照）。

【００５６】次に、図７のステップＳ５において、速度
検知部２２は、ｔ＝ｎＳ＋ＴにＶＣＭ電圧ｖ₂（ｎ）を
サンプリングし、このＶＣＭ電圧ｖ₂（ｎ）を速度帰還
演算部２４に入力する。速度帰還演算部２４は、ＶＣＭ
電圧ｖ₂（ｎ）をもとに速度帰還値ｆ₂（ｎ）を演算し、
加算演算部２５に入力する速度帰還値を、ｔ＝ｎＳ＋
（１＋ｑ）Ｔにｆ₁（ｎ）からｆ₂（ｎ）に更新し、ｔ＝
ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔまでｆ₂（ｎ）に保持する（図８
（ｂ）参照）。

【００５７】従って、加算演算部２５およびＶＣＭドラ
イバ２６は、駆動電流を、ｔ＝ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔにｕ
₁（ｎ）（＝ｃ（ｎ）＋ｆ₁（ｎ））からｕ₂（ｎ）（＝
ｃ（ｎ）＋ｆ₂（ｎ））に更新し、ｔ＝ｎＳ＋（２＋
ｑ）Ｔまでｕ₂（ｎ）に保持する（図８（ｃ）参照）。

【００５８】次に、図７のステップＳ６において、速度
検知部２２は、ｔ＝ｎＳ＋２ＴにＶＣＭ電圧ｖ₃（ｎ）
をサンプリングし、このＶＣＭ電圧ｖ₃（ｎ）を速度帰
還演算部２４に入力する。速度帰還演算部２４は、ＶＣ
Ｍ電圧ｖ₃（ｎ）をもとに速度帰還値ｆ₃（ｎ）を演算
し、加算演算部２５に入力する速度帰還値を、ｔ＝ｎＳ
＋（２＋ｑ）Ｔにｆ₂（ｎ）からｆ₃（ｎ）に更新し、ｔ
＝（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴまでｆ₃（ｎ）に保持する（図８
（ｂ）参照）。

【００５９】従って、加算演算部２５およびＶＣＭドラ
イバ２６は、駆動電流を、ｔ＝ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔにｕ
₂（ｎ）（＝ｃ（ｎ）＋ｆ₂（ｎ））からｕ₃（ｎ）（＝
ｃ（ｎ）＋ｆ₃（ｎ））に更新し、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ＋
ｑＴまでｕ₃（ｎ）に保持する（図８（ｃ）参照）。

【００６０】次に、図７のステップＳ４に戻り、位置検
知部２１は、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓに変位値ｐ（ｎ＋１）を
サンプリングし、この変位値ｐ（ｎ＋１）を位置帰還演
算部２３に入力する。位置帰還演算部２３は、変位値ｐ
（ｎ＋１）をもとに位置帰還値ｃ（ｎ＋１）を演算し、
加算演算部２５に入力する位置帰還値を、ｔ＝（ｎ＋
１）Ｓ＋ｑＴにｃ（ｎ）からｃ（ｎ＋１）に更新し、ｔ
＝（ｎ＋２）Ｓ＋ｑＴまでｃ（ｎ＋１）に保持する（図
８（ａ）参照）。

【００６１】また、速度検知部２２は、ｔ＝（ｎ＋１）
ＳにＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ＋１）をサンプリングし、この
ＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ＋１）を速度帰還演算部２４に入力
する。速度帰還演算部２４は、ＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ＋
１）をもとに速度帰還値ｆ₁（ｎ＋１）を演算し、加算
演算部２５に入力する速度帰還値を、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ
＋ｑＴにｆ₃（ｎ）からｆ₁（ｎ＋１）に更新し、ｔ＝
（ｎ＋１）Ｓ＋（１＋ｑ）Ｔまでｆ₁（ｎ＋１）に保持
する（図８（ｂ）参照）。

【００６２】従って、加算演算部２５およびＶＣＭドラ
イバ２６は、駆動電流を、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴにｕ
₃（ｎ）（＝ｃ（ｎ）＋ｆ₃（ｎ））からｕ₁（ｎ＋１）
（＝ｃ（ｎ＋１）＋ｆ₁（ｎ＋１））に更新し、ｔ＝
（ｎ＋１）Ｓ＋（１＋ｑ）Ｔまでｕ₁（ｎ）に保持する
（図８（ｃ）参照）。

【００６３】このように、ｔ＝０，Ｓ，２Ｓ…に、変位
量ｐ（０），ｐ（１），ｐ（２）…がそれぞれサンプリ
ングされ、位置帰還値は、ｔ＝ｑＴ，Ｓ＋ｑＴ，２Ｓ＋
ｑＴ…に、それぞれｃ（０），ｃ（１），ｃ（２）…に
更新される。また、ｔ＝０，Ｔ，２Ｔ，Ｓ，Ｓ＋Ｔ，Ｓ
＋２Ｔ，２Ｓ…に、ＶＣＭ電圧ｖ₁（０），ｖ₂（０），
ｖ₃（０），ｖ₁（１），ｖ₂（１），ｖ₃（１），ｖ
₁（２）…がそれぞれサンプリングされ、速度帰還値
は、ｔ＝ｑＴ，（１＋ｑ）Ｔ，（２＋ｑ）Ｔ，Ｓ＋ｑ
Ｔ，Ｓ＋（１＋ｑ）Ｔ，Ｓ＋（２＋ｑ）Ｔ，２Ｓ＋ｑＴ
…に、それぞれｆ₁（０），ｆ₂（０），ｆ₃（０），ｆ₁
（１），ｆ₂（１），ｆ₃（１），ｆ₁（２）…に更新さ
れる。

【００６４】ＶＣＭ電圧ｖのサンプリングおよび速度帰
還値ｆの更新の時間間隔Ｔは、変位値ｐのサンプリング
および位置帰還値ｃの更新の時間間隔Ｓの１／３として
る。このため、ディスク装置１００では、従来のディス
ク装置の１／３の時間間隔で、駆動電流ｕを更新し、負
帰還をかけることができる。

【００６５】図９はアクセス機構２に外乱（外力）が加
わる場合の図５のアクセス・サーボ・ループのブロック
図である。図９において、ｅ（ｅ₁，ｅ₂，ｅ₃）は、ア
クセス機構２に加わる外乱を駆動電流の変動として表し
たものである。アクセス機構２には、ヘッド８とＨＤＣ
４の間にデータ伝送のために設けられたフレキシブルケ
ーブルによる外力等の外乱が加わる。外乱ｅは、上記フ
レキシブルケーブルによる外力等を電流に換算したもの
である。従って、外乱ｅの単位は駆動電流ｕと同じであ
る。なお、ｒは位置検知部２１で生じる可能性がある位
置検知誤差、ｍは位置帰還演算部２３でで生じる可能性
がある演算誤差である。誤差ｒおよびｍについてはあと
で説明する。

【００６６】ｅ₁（ｎ）をｔ＝ｎＳ〜ｎＳ＋Ｔの間に駆
動電流ｕに加わる外乱ｅ、ｅ₂（ｎ）をｔ＝ｎＳ＋Ｔ〜
ｎＳ＋２Ｔの間に駆動電流ｕに加わる外乱ｅ、ｅ
₃（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋２Ｔ〜ｎＳ＋３Ｔの間に駆動電流
ｕに加わる外乱ｅとする。図９では、ＶＣＭ１０に流れ
る駆動電流（ＶＣＭ電流）は、ｕ＋ｅとなり、ｔ＝ｎＳ
〜ｎＳ＋ｑＴの間ではｕ₃（ｎ−１）＋ｅ₁（ｎ）、ｔ＝
ｎＳ＋ｑＴ〜ｎＳ＋Ｔの間ではｕ₁（ｎ）＋ｅ₁（ｎ）、
ｔ＝ｎＳ＋Ｔ〜ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔの間ではｕ₁（ｎ）
＋ｅ₂（ｎ）、ｔ＝ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔ〜ｎＳ＋２Ｔの
間ではｕ₂（ｎ）＋ｅ₂（ｎ）、ｔ＝ｎＳ＋２Ｔ〜ｎＳ＋
（２＋ｑ）Ｔの間ではｕ₂（ｎ）＋ｅ₃（ｎ）、ｔ＝ｎＳ
＋（２＋ｑ）Ｔ〜（ｎ＋１）Ｓの間ではｕ₃（ｎ）＋ｅ₃
（ｎ）、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ〜（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴの間で
はｕ₁（ｎ）＋ｅ₁（ｎ＋１）、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴ
〜（ｎ＋１）Ｓ＋（１＋ｑ）Ｔの間ではｕ₁（ｎ＋１）
＋ｅ₁（ｎ＋１）となる。

【００６７】ディスク装置１００のようにＶＣＭ１０の
駆動電流ｕを制御し、外乱ｅが加わったときのアクセス
機構２の状態方程式は、アクセス機構２の目標位置から
の変位角度をθ、速度をω、イナーシャをＪ、トルク定
数をｋ_tとすると、

【００６８】

【数１】 となる。

【００６９】上記（４）式を離散化したものを考える。
ｐ₁（ｎ），ｐ₂（ｎ），ｐ₃（ｎ），ｐ₁（ｎ＋１）を、
それぞれｔ＝ｎＳ，ｎＳ＋Ｔ，ｎＳ＋２Ｔ，（ｎ＋１）
Ｓでのアクセス機構２の目標位置からの変位値（単位は
［トラック］）とする。ｐ ₁（ｎ）は位置検知部２１に
よりサンプリングされた変位値ｐ（ｎ），ｐ（ｎ＋１）
に対し、ｐ₁（ｎ）＝ｐ（ｎ）、ｐ₁（ｎ＋１）＝ｐ（ｎ
＋１）である。また、ω₁（ｎ），ω₂（ｎ），ω
₃（ｎ），ω₁（ｎ＋１）を、それぞれｔ＝ｎＳ，ｎＳ＋
Ｔ，ｎＳ＋２Ｔ，（ｎ＋１）Ｓでのアクセス機構２の速
度（単位は［トラック／サンプル時間］）とする。

【００７０】また、Ｃ＝ｋ_t／Ｊとし、θ_tを１トラック
分の角度（単位は［ｒａｄ／トラック］）とする。さら
に、

【００７１】

【数２】 とする。

【００７２】Ｙ₁（ｎ）とＹ₂（ｎ）（ｔ＝ｎＳとｔ＝ｎ
Ｓ＋Ｔ）の離散的な状態方程式は、 Ｙ₂（ｎ）＝Ａ_fＹ₁（ｎ）＋Ｂ_fｕ₁（ｎ）＋Ｃ_fｅ₁（ｎ）…（５ａ） となる。また、Ｙ₂（ｎ）とＹ₃（ｎ）（ｔ＝ｎＳ＋Ｔと
ｔ＝ｎＳ＋２Ｔ）の離散的な状態方程式は、 Ｙ₃（ｎ）＝Ａ_fＹ₂（ｎ）＋Ｂ_fｕ₂（ｎ）＋Ｃ_fｅ₂（ｎ）…（６ａ） となる。また、Ｙ₃（ｎ）とＹ₁（ｎ＋１）（ｔ＝ｎＳ＋
２Ｔとｔ＝（ｎ＋１）Ｓ）の離散的な状態方程式は、 Ｙ₁（ｎ＋１）＝Ａ_fＹ₃（ｎ）＋Ｂ_fｕ₃（ｎ）＋Ｃ_fｅ₃（ｎ）…（７ａ） となる。また、上記（１）〜（３）式を適用すると、上
記（５ａ）〜（７ａ）式は、それぞれ、 Y₂(n) =A_fY₁(n)+B_fc(n)+B_ff₁(n)+C_fe₁(n)…(5b) Y₃(n) =A_fY₂(n)+B_fc(n)+B_ff₂(n)+C_fe₂(n)…(6b) Y₁(n+1)=A_fY₃(n)+B_fc(n)+B_ff₃(n)+C_fe₃(n)…(7b) となる。上記（５ｂ）〜（７ｂ）式から、 p₂(n) =p₁(n)+ω₁(n)+a₁c(n-1)+a₂c(n)+a₁f₃(n-1)+a₂f₁(n)+a₃e₁(n)…(5c) p₃(n) =p₂(n)+ω₂(n)+a₁c(n) +a₂c(n)+a₁f₁(n) +a₂f₂(n)+a₃e₂(n)…(6c) p₁(n+1)=p₃(n)+ω₃(n)+a₁c(n) +a₂c(n)+a₁f₂(n) +a₂f₃(n)+a₃e₃(n)…(7c) ω₂(n) =ω₁(n)+b₁c(n-1)+b₂c(n)+b₁f₃(n-1)+b₂f₁(n)+b₃e₁(n)…(5d) ω₃(n) =ω₂(n)+b₁c(n) +b₂c(n)+b₁f₁(n) +b₂f₂(n)+b₃e₂(n)…(6d) ω₁(n+1)=ω₃(n)+b₁c(n) +b₂c(n)+b₁f₂(n) +b₂f₃(n)+b₃e₃(n)…(7d) である。上記（５ｃ）式のａ₁ｃ（ｎ−１）は位置帰還
演算部２３での計算遅延による項である。また、上記
（５ｃ）式のａ₁ｆ₃（ｎ−１）、上記（６ｃ）式のａ₁
ｆ₁（ｎ）、および上記（７ｃ）式のａ₁ｆ₂（ｎ）は、
速度帰還演算部２４での計算遅延による項である。

【００７３】上記（５ａ）〜（７ａ）式から、Ｙ
₁（ｎ）とＹ₁（ｎ＋１）（ｔ＝ｎＳとｔ＝（ｎ＋１）
Ｓ）の離散的な状態方程式は、 Y₁(n+1) =A_f ³Y₁(n)+A_f ²B_fu₁(n)+A_fB_fu₂(n)+B_fu₃(n)+A_f ²C_fe₁(n)+A_fC_fe₂(n)+C_fe₃(n) =D_fY₁(n)+F_fu₁(n)+G_fu₂(n)+B_fu₃(n)+H_fe₁(n)+I_fe₂(n)+C_fe₃(n)…(8a) となる。ただし、

【００７４】

【数３】 とする。上記（８ａ）式に上記（１）〜（３）式を適用
すると、 Y₁(n+1) =A_f ³Y₁(n)+(A_f ²+A_f+I)B_fc(n)+A_f ²B_ff₁(n)+A_fB_ff₂(n)+B_ff₃(n) +A_f ²C_fe₁(n)+A_fC_fe₂(n)+C_fe₃(n) =D_fY₁(n)+E_fc(n)+F_ff₁(n)+G_ff₂(n)+B_ff₃(n)+H_fe₁(n)+I_fe₂(n)+C_fe₃(n)…(8b) となる。ただし、

【００７５】

【数４】 である。上記（８ｂ）式から、 p₁(n+1)=p₁(n)+3ω₁(n)+a₄c(n-1)+a₅c(n)+a₄f₃(n-1)+a₆f₁(n)+a₇f₂(n) +a₂f₃(n)+a₈e₁(n)+a₉e₂(n)+a₃e₃(n)…(8c) ω₁(n+1)=ω₁(n)+b₄c₃(n-1)+b₅c(n)+b₄f₃(n-1)+b₆f₁(n)+b₇f₂(n)+b₂f₃(n) +b₈e₁(n)+b₉e₂(n)+b₃e₃(n)…(8d) となる。

【００７６】速度帰還演算部２４は、速度帰還値ｆ
₁（ｎ），ｆ₂（ｎ），ｆ₃（ｎ）を、それぞれ以下の演
算式、 f₁(n)=L[{v₁(n)-Fu₃(n-1)}-{v₃(n-1)-Fu₂(n-1)}]…(9a) f₂(n)=L[{v₂(n)-Fu₁(n)}-{v₁(n)-Fu₃(n-1)}]…(10a) f₃(n)=L[{v₃(n)-Fu₂(n)}-{v₂(n)-Fu₁(n)}]…(11a) により計算する。（９ａ）〜（１１ａ）式において、Ｌ
およびＦはあらかじめ設定され、速度帰還演算部２４に
記憶されている帰還定数である。帰還定数Ｌは、ここで
は、Ｌ＝−０．０５とする。また、Ｆは、図７のステッ
プＳ１で説明したように、あらかじめ測定したボイスコ
イル１０ａ（図４参照）の抵抗値ｒ_Vである。また、速
度帰還値ｆ₁（ｎ），ｆ₂（ｎ），ｆ₃（ｎ）の演算に用
いられる、過去のＶＣＭ電圧および過去の駆動電流値ｕ
（ｎ）は、速度帰還演算部２４に一時的に保持されてい
る。

【００７７】上記（９ａ）〜（１１ａ）式に上記（１）
〜（３）式を適用すると、 f₁(n)=L[v₁(n)-v₃(n-1)-F{f₃(n-1)-f₂(n-1)}]…(9b) f₂(n)=L[v₂(n)-v₁(n)-F{f₁(n)-f₃(n-1)+c(n)-c(n-1)}]…(10b) f₃(n)=L[v₃(n)-v₂(n)-F{f₂(n)-f₁(n)}]…(11b) となる。

【００７８】ボイスコイル１０ａ（図４参照）の抵抗Ｒ
_VとインダクタンスＬ_Vによる時定数がＶＣＭ電圧ｖのサ
ンプル時間間隔Ｔよりも十分に小さいものとすると、サ
ンプリングしたＶＣＭ電圧ｖ₃（ｎ−１），ｖ₁（ｎ），
ｖ₂（ｎ），ｖ₃（ｎ）は、それぞれ、 ｖ₃（ｎ−１）＝ｒ_Vｕ₂（ｎ−１）＋ｋ_eω₃（ｎ−１）…（１２） ｖ₁（ｎ）＝ｒ_Vｕ₃（ｎ−１）＋ｋ_eω₁（ｎ）…（１３） ｖ₂（ｎ）＝ｒ_Vｕ₁（ｎ）＋ｋ_eω₂（ｎ）…（１４） ｖ₃（ｎ）＝ｒ_Vｕ₂（ｎ）＋ｋ_eω₃（ｎ）…（１５） である。ただし、ｋ_eはＶＣＭ１０の逆起電力定数であ
る。

【００７９】上記（９ｂ）〜（１１ｂ）式に上記（１
２）〜（１５）式を適用すると、 ｆ₁（ｎ）＝Ｌｋ_e｛ω₁（ｎ）−ω₃（ｎ−１）｝…（９ｃ） ｆ₂（ｎ）＝Ｌｋ_e｛ω₂（ｎ）−ω₁（ｎ） ｝…（１０ｃ） ｆ₃（ｎ）＝Ｌｋ_e｛ω₃（ｎ）−ω₂（ｎ） ｝…（１１ｃ） となる。

【００８０】従って、ｆ₁（ｎ），ｆ₂（ｎ），ｆ
₃（ｎ）には、駆動電流項ｕ₃（ｎ−１），ｕ₁（ｎ），
ｕ₂（ｎ），ｕ₃（ｎ）は含まれず、ｆ₁（ｎ）はｔ＝
（ｎ−１）Ｓ＋２Ｔ〜ｎＳの間の速度変化値ω₁（ｎ）
−ω₃（ｎ−１）に、ｆ₂（ｎ）はｔ＝ｎＳ〜ｎＳ＋Ｔの
間の速度変化値ω₂（ｎ）−ω₁（ｎ）に、またｆ
₃（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋Ｔ〜ｎＳ＋２Ｔの間の速度変化値
ω₃（ｎ）−ω₂（ｎ）に、それぞれ比例定数Ｌｋ_eで比
例する値である。

【００８１】つまり、速度帰還演算部２４は、時間間隔
Ｔでのアクセス機構２の速度変化値に比例する速度帰還
値ｆ₁（ｎ），ｆ₂（ｎ），ｆ₃（ｎ）を演算し、このｆ₁
（ｎ），ｆ₂（ｎ），ｆ₃（ｎ）を時間間隔ＴでＶＣＭド
ライバ２６に帰還している。

【００８２】速度帰還演算部２４は、ｔ＝ｎＳにＶＣＭ
電圧ｖ₁（ｎ）が入力されると、あらかじめ保持してい
るＬ，Ｆ（＝ｒ_V）、および一時的に保持している過去
のＶＣＭ電圧ｖ₃（ｎ−１）、過去の駆動電流ｕ₃（ｎ−
１），ｕ₂（ｎ−１）を用い、上記（９ａ）式により、
速度帰還値ｆ₁（ｎ）を演算し、加算演算部２５に入力
する速度帰還値をｔ＝ｎＳ＋ｑＴにｆ₃（ｎ−１）から
ｆ₁（ｎ）に更新する。そして、ＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ）、
および加算演算部２５により更新された駆動電流ｕ
₁（ｎ）を、速度帰還値ｆ₂（ｎ）の演算のために一時的
に保持する。

【００８３】次に、速度帰還演算部２４は、ｔ＝ｎＳ＋
ＴにＶＣＭ電圧ｖ₂（ｎ）が入力されると、あらかじめ
保持しているＬ，Ｆ（＝ｒ_V）、および一時的に保持し
ている過去のＶＣＭ電圧ｖ₁（ｎ）、過去の駆動電流ｕ₁
（ｎ），ｕ₃（ｎ−１）を用い、上記（１０ａ）式によ
り、速度帰還値ｆ₂（ｎ）を計算し、加算演算部２５に
入力する速度帰還値をｔ＝ｎＳ＋（１＋ｑ）Ｔにｆ
₁（ｎ）からｆ₂（ｎ）に更新する。そして、ＶＣＭ電圧
ｖ₂（ｎ）、および加算演算部２５により更新された駆
動電流ｕ₂（ｎ）を、速度帰還値ｆ₃（ｎ）の計算のため
に一時的に保持する。

【００８４】次に、速度帰還演算部２４は、ｔ＝ｎＳ＋
２ＴにＶＣＭ電圧ｖ₃（ｎ）が入力されると、あらかじ
め保持しているＬ，Ｆ（＝ｒ_V）、および一時的に保持
している過去のＶＣＭ電圧ｖ₂（ｎ）、過去の駆動電流
ｕ₂（ｎ），ｕ₁（ｎ）を用い、上記（１１ａ）式によ
り、速度帰還値ｆ₃（ｎ）を計算し、加算演算部２５に
入力する速度帰還値をｔ＝ｎＳ＋（２＋ｑ）Ｔにｆ
₂（ｎ）からｆ₃（ｎ）に更新する。そして、ＶＣＭ電圧
ｖ₃（ｎ）、および加算演算部２５により更新された駆
動電流ｕ₃（ｎ）を、速度帰還値ｆ₁（ｎ＋１）の計算の
ために一時的に保持する。

【００８５】速度帰還値ｆの精度を高くするためには、
図７のステップＳ１で説明したボイスコイル抵抗値ｒ_V
の測定による帰還定数Ｆのキャリブレーションをある程
度の頻度で実施することが望ましい。ボイスコイル抵抗
値ｒ_Vは、環境温度等により経時変動するためである。
速度検知部２２はＶＣＭ電圧Ｖをディジタル値ｖに変換
するものであり、アクセス機構２を動かないようにして
おけば、ＶＣＭ電圧ｖと駆動電流ｕからボイスコイル抵
抗値ｒ_Vを演算により求めることができるので、ボイス
コイル抵抗値ｒ_Vを測定するための手段を新たに設ける
必要はない。

【００８６】ここで、ＶＣＭ電圧ｖのサンプリングタイ
ミング（従って速度帰還値ｆの更新タイミング）、およ
びＶＣＭ電圧ｖのサンプリング時間間隔（従って速度帰
還値ｆの更新時間間隔）について説明する。アクセス機
構２に加わる外乱の影響を低減するためには、ＶＣＭ電
圧ｖのサンプリングタイミングおよび速度帰還値ｆの更
新タイミングは、変位値ｐのサンプリングタイミングお
よび位置帰還値ｐの更新タイミングを補間するタイミン
グであることが必要である。つまり、変位値ｐがサンプ
リングされたあとから次にサンプリングされる前まで
に、ＶＣＭ電圧ｖがＮ（Ｎは１以上の任意の整数）回更
新され、位置帰還値ｃが更新されたあとから次に更新さ
れる前までに、速度帰還値ｆがＮ（Ｎは１以上の整数）
回更新されることが必要である。

【００８７】また、アクセス機構２に加わる外乱の影響
を低減するためには、速度以外の変動成分を含まない速
度帰還値ｆを演算できる範囲で、ＶＣＭ電圧ｖのサンプ
リング時間間隔（従って速度帰還値ｆの更新時間間隔）
Ｔを短くすることが望ましい。図４で説明したように、
ＶＣＭ１０のボイスコイル１０ａでは、アクセス機構２
の運動による逆起電力ｋ_eωの他に、駆動電流の変動に
よっても逆起電力ΔＶを生じる。サンプリング時間間隔
Ｔを短くするために、アナログ回路等によりＶＣＭ電圧
ｖを連続的に検知し、連続的に検知したＶＣＭ電圧ｖを
もとに速度帰還値ｆを連続的に変化させるような構成も
考えられるが、この場合には、検知されたＶＣＭ電圧ｖ
（従って速度帰還値ｆ）に、速度以外の変動成分である
上記の逆起電力ΔＶが常に含まれてしまい、上記外乱の
影響を低減することができなくなる。従って、速度帰還
値ｆが更新されてからＶＣＭ電圧ｖがサンプリングされ
るまでの時間間隔（１−ｑ）Ｔが、ボイスコイル抵抗Ｒ
_VとインダクタンスＬ_Vによる時定数よりも長くなるよう
に、サンプリング時間間隔Ｔを設定することが望まし
い。

【００８８】行列Ｚ₁（ｎ），Ｚ₂（ｎ），Ｚ₃（ｎ），
Ｚ₁（ｎ＋１），Ａ，Ｂ，Ｃを、

【００８９】

【数５】 とし、上記（５ｂ）〜（７ｂ）式に上記（９ｃ）〜（１
１ｃ）式を適用すると、 Z₂(n) =AZ₁(n)+Bc(n)+Cｅ₁(n)…(5e) Z₃(n) =AZ₂(n)+Bc(n)+Cｅ₂(n)…(6e) Z₁(n+1)=AZ₃(n)+Bc(n)+Cｅ₃(n)…(7e) となる。上記（５ｅ）〜（７ｅ）式から、 p₂(n) =p₁(n)+a₁₁ω₁(n)+(a₁₂+a₁d₁)ω₃(n-1)+a₁d₂ω₂(n-1) +a₁c(n-1)+a₂c(n)+a₃ｅ₁(n)…(5f) p₃(n) =p₂(n)+a₁₁ω₂(n)+(a₁₂+a₁d₁)ω₁(n) +a₁d₂ω₃(n-1) +a₁c(n) +a₂c(n)+a₃ｅ₂(n)…(6f) p₁(n+1)=p₃(n)+a₁₁ω₃(n)+(a₁₂+a₁d₁)ω₂(n) +a₁d₂ω₁(n) +a₁c(n) +a₂c(n)+a₃ｅ₃(n)…(7f) ω₂(n) =b₁₁ω₁(n)+(b₁₂+b₁d₁)ω₃(n-1)+b₁d₂ω₂(n-1)+b₁c(n-1)+b₂c(n) +b₃ｅ₁(n)…(5g) ω₃(n) =b₁₁ω₂(n)+(b₁₂+b₁d₁)ω₁(n) +b₁d₂ω₃(n-1)+b₁c(n) +b₂c(n) +b₃ｅ₂(n)…(6g) ω₁(n+1)=b₁₁ω₃(n)+(b₁₂+b₁d₁)ω₂(n) +b₁d₂ω₁(n) +b₁c(n) +b₂c(n) +b₃ｅ₃(n)…(7g) である。

【００９０】上記（５ｅ）〜（７ｅ）式から、Ｚ
₁（ｎ）とＺ₁（ｎ＋１）（ｔ＝ｎＳとｔ＝（ｎ＋１）
Ｓ）の離散的な状態方程式は、 Z₁(n+1)=A³Z₁(n)+(A²+A+I)Bc(n)+A²Cｅ₁(n)+ACｅ₂(n)+Cｅ₃(n)…(8e) となる。ただし、上記（８ｅ）式のＩは４行４列の単位
行列である。

【００９１】上記（８ａ）、（８ｂ）、または（８ｅ）
式は、外乱ｅ₁（ｎ），ｅ₂（ｎ），ｅ₃（ｎ）を受ける
場合の速度帰還値ｆの帰還ループを含んだアクセス機構
２の動作特性を表す式である。上記（８ａ）、（８
ｂ）、または（８ｅ）式を用い、よく知られたコントロ
ーラ設計法により、位置帰還演算部２３の演算内容を設
定すれば、適切なアクセス・サーボ・ループを構成する
ことができる。

【００９２】位置帰還演算部２３は、位置帰還値ｃ
（ｎ）を以下の演算式、 c(n)=k₁p(n)+k₂p(n-1)+k₃c(n-1)+k₄c(n-2)+k_ii(n)…(16a) により計算する。ただし、ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_iは
帰還定数である。また、ｉ（ｎ）は積分項であり、 ｉ（ｎ）＝ｉ（ｎ−１）＋ｐ（ｎ−１）…（１７ａ） である。

【００９３】ここで、ｒを位置検知部２１での位置検知
誤差とし、位置検知誤差ｒを生じた場合の変位値をｙと
する。この位置検知誤差ｒは、アクセス機構２と位置検
知部２１の間のケーブルや位置検知部２１が受ける電子
ノイズ、Ａ／Ｄ変換誤差、四則演算誤差などにより生じ
る可能性がある。また、ｔ＝ｎＳにサンプリングされた
変位値ｙをｙ（ｎ）とし、変位値ｙ（ｎ）に含まれる位
置検知誤差をｒ（ｎ）とする。位置検知誤差ｒ（ｎ）を
生じると、位置帰還演算部２３には、変位値、 ｙ（ｎ）＝ｐ（ｎ）＋ｒ（ｎ）…（１８） が入力されることになる。

【００９４】また、ｍを位置帰還演算部２３での演算誤
差とし、演算誤差ｍを生じた場合の位置帰還値をｚとす
る。この演算誤差ｍは、四則演算誤差などにより生じる
可能性がある。また、ｔ＝ｎＳ＋ｑＴに更新された位置
帰還値ｚをｚ（ｎ）とし、位置帰還値ｚ（ｎ）に含まれ
る演算誤差をｍ（ｎ）とする。演算誤差ｍ（ｎ）を生じ
ると、位置帰還演算部２３は、位置帰還値ｚ（ｎ）＝ｃ
（ｎ）＋ｍ（ｎ）を出力する。また、上記の位置検知誤
差ｒ（ｎ）および演算誤差ｍ（ｎ）をともに生じると、
位置帰還演算部２３は、入力された変位値ｙ（ｎ）をも
とに位置帰還値を演算し、位置帰還値、 ｚ（ｎ）＝ｃ（ｎ）＋ｍ（ｎ）…（１９ａ） を出力する。

【００９５】誤差ｒ（ｎ）およびｍ（ｎ）を生じた場合
には、上記（１６ａ）、（１７ａ）式の変位値ｐ（ｎ）
は上記（１８）式のｙ（ｎ）になるため、上記（１６
ａ）、（１７ａ）式は、それぞれ、 c(n)=k₁y(n)+k₂y(n-1)+k₃c(n-1)+k₄c(n-2)+k_ii(n)…(16b) ｉ（ｎ）＝ｉ（ｎ−１）＋y（ｎ−１）…（１７ｂ） となる。また、上記（１９ａ）に上記（１６ｂ）式を適
用すると、 z(n)=k₁y(n)+k₂y(n-1)+k₃c(n-1)+k₄c(n-2)+k_ii(n)+m(n)…(19b) となる。また、上記（８ｅ）式のｃ（ｎ）は、上記（１
９ｂ）式のｚ（ｎ）になる。

【００９６】上記（１６ｂ）式の帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ
₃，ｋ₄，ｋ_iは、よく知られたコントローラ設計法によ
りあらかじめ設定される。ここでは、最小定常分散法に
より、帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_iを設定する。
なお、最小定常分散法の詳細については、「「最小定常
分散法の提案」木坂正志著、電子情報通信学会論文誌Vo
l.J76-A No.3(1993)pp364-371)」を参照されたい。

【００９７】離散的な数列ｘ（ｘ（０）…ｘ（ｎ−
１），ｘ（ｎ），ｘ（ｎ＋１）…）の分散値をＥ
（ｘ²）と表記する。つまり、

【００９８】

【数６】 とする。

【００９９】外乱ｅ（ｅ₁（０），ｅ₂（０），ｅ
₃（０），ｅ₁（１），ｅ₂（１），ｅ₃（１）…ｅ₁（ｎ
−１），ｅ₂（ｎ−１），ｅ₃（ｎ−１），ｅ₁（ｎ），
ｅ₂（ｎ），ｅ₃（ｎ），ｅ₁（ｎ＋１）…）を分散値Ｗ
の白色ノイズとする。つまり、 Ｅ（ｅ₁ ²）＝Ｅ（ｅ₂ ²）＝Ｅ（ｅ₃ ²）＝Ｗ とする。

【０１００】また、位置検知誤差ｒ（ｒ（０）…ｒ（ｎ
−１），ｒ（ｎ），ｒ（ｎ＋１）…）を分散値Ｍの白色
ノイズとし、演算誤差ｍ（…ｍ（ｎ−１），ｍ（ｎ），
ｍ（ｎ＋１）…）を分散値Ｒの白色ノイズとする。つま
り、 Ｅ（ｍ²）＝Ｍ Ｅ（ｒ²）＝Ｒ とする。

【０１０１】上記の最小定常分散法は、アクセス機構２
の目標位置からの変位値ｐ₁の分散値Ｅ（ｐ₁ ²）および
速度ω₁の分散値Ｅ（ω₁ ²）を含む評価関数Ｈが最小に
なるように、帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_iを設定
する方法である。

【０１０２】上記の評価関数Ｈを、 Ｈ＝Ｅ（ｐ₁ ²）＋１００Ｅ（ω₁ ²）＋０．１Ｅ（ｉ²）…（２０） とする。

【０１０３】また、上記（８ｅ）式等に含まれているト
ルク定数ｋ_t、アクセス機構２の１トラック当たりの変
位角度θ_t，ＶＣＭ電圧のサンプリング時間間隔Ｔ，遅
延定数ｑの値を、それぞれ、 Ｃ＝ｋ_t／Ｊ＝０．００２／０．１×１０^-7＝２．０×
１０⁵ θ_t＝８．３×１０^-5［ｒａｄ／トラック］ Ｔ＝７．９３６５×１０^-5［ｓｅｃ］ ｑ＝０．５ とする。また、上記白色ノイズの分散値Ｗ，Ｍ，Ｒを、
それぞれ、 Ｗ＝０．０１ Ｍ＝０．０１ Ｒ＝１００ とする。また、速度帰還演算部２４の帰還定数Ｌを、 Ｌ＝−０．０５ とする。

【０１０４】上記（８ｅ）、（１６ｂ）、（１７ｂ）式
等を適宜用い、上記（２０）式の評価関数Ｈが最小とな
る帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_iを計算により求め
る。

【０１０５】ディスク装置１００の位置帰還演算部２３
について求められた解は、 ｋ₁＝−７．９０×１０^-3 ｋ₂＝ ６．２１×１０^-3 ｋ₃＝ ３．３１×１０^-2 ｋ₄＝−１．１９×１０^-2 ｋ_i＝−１．６２×１０^-4 となった。

【０１０６】位置帰還演算部２３は、ｔ＝ｎＳに変位値
ｃ（ｎ）が入力されると、あらかじめ保持している帰還
定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_i、および一時的に保持し
ている過去の位置帰還値ｃ（ｎ−１），ｃ（ｎ−２）、
積分項ｉ（ｎ）を用い、上記（１６ａ）式により、位置
帰還値ｃ（ｎ）を演算し、加算演算部２５に入力する位
置帰還値をｔ＝ｎＳ＋ｑＴにｃ（ｎ−１）からｃ（ｎ）
に更新する。そして、位置帰還値ｃ（ｎ）および積分項
ｉ（ｎ）から積分項ｉ（ｎ＋１）を計算し、位置帰還値
ｃ（ｎ）および積分項ｉ（ｎ＋１）を、位置帰還値ｃ
（ｎ＋１）の演算のために一時的に保持する。

【０１０７】ここで、速度検知部２２および速度帰還演
算部２４を設けない従来のディスク装置について説明す
る。図１０は速度検知部２２および速度帰還演算部２４
を設けない上記従来のディスク装置におけるトラックフ
ォロイング時のアクセス・サーボ・ループのブロック図
である。なお、図１０において、図５と同じものには同
じ符号を付してある。

【０１０８】図１０のアクセス・サーボ・ループの構成
は、ディスク装置１００のトラックシーク時のアクセス
・サーボ・ループ（図６参照）と同様である。図１０の
位置帰還演算部２９は、位置帰還演算部２３と同じよう
に、上記（１６ａ）、（１７ａ）式により位置帰還値ｃ
を演算する。ただし、帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ
_iの値は、位置帰還演算部２３とは異なる。

【０１０９】図１０において、ｕ（ｎ）はｔ＝ｎＳ＋ｑ
Ｔ〜（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴの間の駆動電流ｕである。ま
た、ｅ（ｅ₁，ｅ₂，ｅ₃）は、図９において説明した外
乱である。

【０１１０】従来のアクセス・サーボ・ループでは、Ｖ
ＣＭ電流ｕは、ｔ＝ｎＳ〜ｎＳ＋ｑＴの間ではｕ（ｎ−
１）＋ｅ₁（ｎ）、ｔ＝ｎＳ＋ｑＴ〜ｎＳ＋Ｔの間では
ｕ（ｎ）＋ｅ₁（ｎ）、ｔ＝ｎＳ＋Ｔ〜ｎＳ＋２Ｔの間
ではｕ（ｎ）＋ｅ₂（ｎ）、ｔ＝ｎＳ＋２Ｔ〜（ｎ＋
１）Ｓの間ではｕ（ｎ）＋ｅ₃（ｎ）、ｔ＝（ｎ＋１）
Ｓ〜（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴの間ではｕ（ｎ）＋ｅ₁（ｎ＋
１）、ｔ＝（ｎ＋１）Ｓ＋ｑＴ〜（ｎ＋１）Ｓ＋（１＋
ｑ）Ｔの間ではｕ（ｎ＋１）＋ｅ₁（ｎ＋１）となる。

【０１１１】従来のアクセス・サーボ・ループでのＹ₁
（ｎ）とＹ₁（ｎ＋１）（ｔ＝ｎＳとｔ＝（ｎ＋１）
Ｓ）の離散的な状態方程式は、 Y₁(n+1)=A_f ³Y₁(n)+(A_f ²+A_f+I)B_fu(n)+A_f ²C_fｅ₁(n)+A_fC_fｅ₂(n)+C_fｅ₃(n) =C_fY₁(n)+F_fu(n)+D_tｅ₁(n)+E_tｅ₂(n)+B_tｅ₃(n)…(18a) となる。上記（１８ａ）式にｕ（ｎ）＝ｃ（ｎ）を適用
すると、 Y₁(n+1)=A_f ³Y₁(n)+(A_f ²+A_f+I)B_fc(n)+A_f ²C_fｅ₁(n)+A_fC_fｅ₂(n)+C_fｅ₃(n) =D_fY₁(n)+E_fc(n)+H_fｅ₁(n)+I_fｅ₂(n)+C_fｅ₃(n)…(18b) となる。上記（１８ｂ）式から、 p₁(n+1)=p₁(n)+3ω₁(n)+a₄c(n-1)+a₅c(n)+a₈ｅ₁(n)+a₉ｅ₂(n)+a₃ｅ₃(n)…(1 8c) ω₁(n+1)=ω₁(n)+b₄c₃(n-1)+b₅c(n)+b₈ｅ₁(n)+b₉ｅ₂(n)+b₃ｅ₃(n)…(18d) となる。

【０１１２】上記（１８ａ）、（１８ｂ），（１８
ｃ）、（１８ｄ）式は、ディスク装置１００のアクセス
・サーボ・ループの上記（８ａ）、（８ｂ）、（８
ｃ）、（８ｄ）式に対応している。従来のＹ₁（ｎ＋
１）に、速度帰還値ｆによる項であるＦ_fｆ₁（ｎ）＋Ｇ
_fｆ₂（ｎ）＋Ｂ_fｆ₃（ｎ）を加えたものが、ディスク装
置１００のＹ₁（ｎ＋１）になっている。

【０１１３】また、上記（１８ａ）、（１８ｂ）式は、
上記（８ｅ）式において、Ｌ＝０にしたものに相当す
る。上記（１８ｂ）式を上記（８ｅ）に準じて書き換え
ると、 Z₁(n+1)=A_g ³Z₁(n)+(A_g ²+A_g+I)Bc(n)+A_g ²Cｅ₁(n)+A_gCｅ₂(n)+Cｅ₃(n)…(18e) となる。ただし、

【０１１４】

【数７】 である。

【０１１５】最小定常分散法による位置帰還演算部２３
の帰還定数の設定手順と同じ手順で、従来のディスク装
置の位置帰還演算部２９の定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ
_iを設定する。小定常分散法により、従来のコントロー
ラのフィードバック従来のディスク装置の位置帰還演算
部２９について求められた解は、 ｋ₁＝−６．５８×１０^-3 ｋ₂＝ ５．４４×１０^-3 ｋ₃＝−１．４７×１０^-2 ｋ₄＝ ３．６９×１０^-2 ｋ_i＝−１．４６×１０^-4 となった。

【０１１６】図１１はアクセス機構２に外乱ｅがステッ
プ的に加わった場合の本発明の実施の形態のサーボルー
プ（Ｌ＝−０．０５）によるフォロイング特性と従来の
サーボループ（Ｌ＝０）によるフォロイング特性のシュ
ミレーション結果を示す図である。図１１において、Ａ
は本発明の方法、Ｂは従来法である。また、横軸は時間
ｔ（単位は［ｓｅｃ］）であり、５Ｓ，１０Ｓ等のＳは
位置検知部２１による変位値のサンプリング時間間隔で
あるＳである。また、縦軸は外乱ｅによるアクセス機構
２（のヘッド８）の目標位置からの変位ｐ（単位は［ト
ラック］）である。この縦軸の変位ｐは、シュミレーシ
ョン値であり、位置検知部２１によるサンプリング値で
はない。

【０１１７】図１１のフォロイング特性のシュミレーシ
ョンでは、ｔ＜０において、外乱ｅが０であり、また目
標トラックの目標位置を変位ｐ＝０で追従しており、ｔ
＝０で外乱ｅが０から１にステップ変化し、ｔ＞０にお
いて、外乱ｅが１で一定であるものとしている。また、
誤差ｒおよびｍはともに０としている。

【０１１８】図１１において、本発明のサーボループ、
従来のサーボループともに、ｔ＝６Ｓあたりに位置ずれ
のピークがあるが、従来のサーボループでは位置ずれの
ピーク値は０．７５［トラック］程度であるのに対し、
本発明での位置ずれのピーク値は０．５５［トラック」
程度に抑えられている。さらに、従来のサーボループで
は、ｔ＝３５Ｓよりもあとまで位置ずれが０に収束して
いないのに対し、本発明のサーボループでは、ｔ＝３０
Ｓ以降で位置ずれが０に収束している。図１１から、本
発明のサーボループは、従来のサーボループよりも、外
乱ｅに位置ずれが少なく、外乱による影響を受けにくい
ことが判る。従って、本発明のサーボループを適用すれ
ば、よい高いトラック密度に対応することが可能とな
る。

【０１１９】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、アクセス機構２の変位値ｐをサンプリングする間に
ＶＣＭ電圧ｖを２回サンプリングし、変位値ｐをもとに
位置帰還値ｃを計算する間に、ＶＣＭ電圧ｖをもとに速
度帰還値ｆを２回計算し、位置帰還値ｃおよび速度帰還
値ｆを加算した駆動電流ｕ＝ｃ＋ｆによりＶＣＭを駆動
する構成としたことにより、アクセス機構２に加わる外
乱ｅの影響を低減し、目標位置の追従精度を高くするこ
とができる。これにより、トラック幅をより狭くするこ
とが可能となり、従ってデータ記録密度をより高くする
ことが可能となる。

【０１２０】なお、上記実施の形態では、位置帰還値ｃ
を更新するタイミングにおいても、速度帰還値ｆを更新
しているが、位置帰還値ｃを更新するタイミングでは、
速度帰還値ｆを更新しないようにしてもよい。

【０１２１】また、上記実施の形態では、速度帰還値ｆ
（第２の帰還値）を演算するためのもとになる物理値と
して、ＶＣＭ電圧を検知したが、上記の物理値はアクセ
ス機構の速度を含むものであればよい。

【０１２２】また、上記実施の形態では、速度帰還値ｆ
（第２の帰還値）は、アクセス機構の速度変化値に比例
するものであったが、速度帰還値ｆは、アクセス機構の
速度の速度に比例するものであってもよい。

【０１２３】また、上記実施の形態では、ＶＣＭ電圧ｖ
のサンプリング時間間隔Ｔを変位値ｐのサンプリング時
間間隔Ｓの１／３としたが、本発明は、サンプリング時
間間隔Ｓの間にＶＣＭ電圧ｖを少なくとも１回サンプリ
ングすればよい。従って、例えば、Ｔ＝Ｓとし、時間ｔ
＝Ｓ／２，Ｓ＋Ｓ／２…（ｎ−１）Ｓ＋Ｓ／２，ｎＳ＋
Ｓ／２，（ｎ＋１）Ｓ＋Ｓ／２…に、それぞれＶＣＭ電
圧ｖをサンプリングするようにしてもよい。

【０１２４】また、上記実施の形態に適用した本発明の
サーボ装置は、モータに発生している電圧を検知し、こ
の電圧をもとにモータの駆動電流を制御するものであっ
たが、本発明のサーボ装置は、モータに流れる電流を検
知し、この電流をもとにモータの駆動電圧を制御するも
のであってもよい。

【０１２５】また、図１２のように、アクセス機構２の
速度を検知する速度センサ３０を設け、アクセス機構２
の速度を直接検知する構成としてもよい。速度センサ３
０としては、例えば、速度検知コイル、ものの動きに応
じて静電容量が変化する手段により速度を検知するセン
サ、レーザー光照射により速度を検知するセンサなどが
ある。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アクセス
機構の変位値を離散的に検知する間に、アクセス機構の
速度を含む物理値を少なくとも１回離散的に検知し、ア
クセス機構の変位値をもとに第１の帰還値を計算する間
に、上記速度を含む物理値をもとに第２の帰還値を少な
くとも１回計算し、上記第１の帰還値および第２の帰還
値に応じて上記アクセス機構のモータを駆動することに
より、アクセス機構に加わる外乱の影響を低減し、目標
位置の追従精度を高くすることができる。これにより、
トラック幅をより狭くすることが可能となり、従ってデ
ータ記録密度をより高くすることが可能となるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のディスク装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】ディスク面の構成図である。

【図３】ディスク面に区画されたトラックの構造図であ
る。

【図４】ＶＣＭのボイスコイルの回路モデル図である。

【図５】本発明の実施の形態のディスク装置におけるア
クセス・サーボ・ループのブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態のディスク装置におけるト
ラックシーク時のアクセス・サーボ・ループのブロック
図である。

【図７】本発明の実施の形態のディスク装置におけるア
クセスサーボ部の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図８】本発明の実施の形態のディスク装置におけるト
ラックフォロイング時のアクセス・サーボ・ループのタ
イミングチャートである。

【図９】アクセス機構２に外乱（外力）が加わる場合の
図５のアクセス・サーボ・ループのブロック図である。

【図１０】従来のディスク装置におけるトラックフォロ
イング時のアクセス・サーボ・ループのブロック図であ
る。

【図１１】アクセス機構に外乱がステップ的に加わった
場合の本発明の実施の形態のサーボループによるフォロ
イング特性と従来のサーボループによるフォロイング特
性のシュミレーション結果を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態のディスク装置における
他のアクセス・サーボ・ループのブロック図である。

【符号の説明】

１ ディスク、 ２ アクセス機構、 ４ ハード・デ
ィスク・コントローラ（ＨＤＣ）、 ６ ＭＰＵ、 １
０ ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）、 １３ アク
セス・サーボ・モジュール（ＡＳＭ）、 ２０ アクセ
スサーボ部、２１ 位置検知部、 ２２ 速度検知部、
２３ 位置帰還演算部、 ２４ 速度帰還演算部、
２５ 加算演算部、 ２６ ＶＣＭドライバ、 ３０
速度センサ、 １００ ディスク装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D096 AA02 BB01 CC01 DD01 DD02 EE03 HH19 KK09 KK12 5H303 AA22 BB02 BB07 CC02 DD01 EE03 EE07 FF04 HH02 HH09 JJ01 KK02 KK12 KK17 MM05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより駆動されるアクセス機構を
   目標位置に追従させるサーボ装置において、 アクセス機構の目標位置からの変位値を所定の時間間隔
   で離散的に検知する第１の検知手段と、 上記変位値をもとに上記第１の帰還値を計算する第１の
   帰還手段と、 アクセス機構の速度を含む物理値を上記所定の時間間隔
   の間に少なくとも１回離散的に検知する第２の検知手段
   と、 上記速度を含む物理値をもとに上記第２の帰還値を計算
   する第２の帰還手段と、 第１の帰還値および第２の帰還値に応じて前記モータを
   駆動するモータ駆動手段とを備えたことを特徴とするサ
   ーボ装置。
2. 【請求項２】 上記モータ駆動手段は、第１の帰還値お
   よび第２の帰還値に応じて、上記モータの駆動電流を制
   御し、 上記第２の検知手段は、上記モータに発生している電圧
   を検知することを特徴とする請求項１記載のサーボ装
   置。
3. 【請求項３】 上記モータ駆動手段は、第１の帰還値お
   よび第２の帰還値に応じて、上記モータの駆動電圧を制
   御し、 上記第２の検知手段は、上記モータに流れる電流を検知
   することを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
4. 【請求項４】 上記第２の検知手段は、上記アクセス機
   構の速度を検知するための速度センサを有することを特
   徴とする請求項１記載のサーボ装置。
5. 【請求項５】 上記第２の帰還手段は、アクセス機構の
   速度または速度変化量に比例する第２の帰還値を求める
   ことを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
6. 【請求項６】 上記第２の検知手段は、上記速度を含む
   物理値を上記所定の時間間隔の間にＮ（Ｎは１以上の任
   意の整数）回検知し、上記第２の帰還手段は、上記所定
   の時間間隔に対応する時間間隔の間に上記第２の帰還値
   をＮ回計算することを特徴とする請求項１記載のサーボ
   装置。
7. 【請求項７】 上記モータは、ボイスコイルを有する直
   流モータであり、 上記モータ駆動手段は、第１の帰還値および第２の帰還
   値に応じて、上記ボイスコイルに流す電流を制御し、 上記第２の検知手段は、上記所定の時間間隔の間に上記
   ボイスコイルの端子間電圧値をＮ（Ｎは１以上の任意の
   整数）回検知し、 上記第２の帰還手段は、上記端子間電圧値をもとに、ア
   クセス機構の速度変化量に比例する第２の帰還値を計算
   することを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
8. 【請求項８】 あらかじめ設定された帰還定数をＬ、あ
   らかじめ測定された上記ボイスコイルの抵抗値をＦ、上
   記端子間電圧値のある検知時刻をｔ_k、時刻ｔ_kの１個前
   の端子間電圧検知時刻をｔ_{k ー 1}、時刻ｔ_kの次の端子間電
   圧検知時刻をｔ_k+1、時刻ｔ_k-1，ｔ_kでの上記第１の帰
   還値と上記第２の帰還値の加算値をそれぞれｕ_k-1，
   ｕ_k、時刻ｔ_k，ｔ_k+1に検知された上記端子間電圧値を
   それぞれｖ_k，ｖ_k+1、時刻ｔ_k，ｔ_k+1でのアクセス機構
   の速度をそれぞれω_k，ω_k+1、ｖ _k，ｖ_k+1をもとに求め
   られた第２の帰還値をそれぞれｆ_k，ｆ_k+1とすると、 上記第２の帰還手段は、 ｆ_k+1＝Ｌ［（ｖ_k+1−Ｆｕ_k）−（ｖ_k−Ｆｕ_{k ー 1}）］ なる演算により、アクセス機構の速度変化量ω_k+1−ω_k
   に比例したｆ_k+1を計算することを特徴とする請求項７
   記載のサーボ装置。
9. 【請求項９】 あらかじめ設定された帰還定数をｋ₁，
   ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_i、上記変位値のある検知時刻を
   ｔ_h、時刻ｔ_hの１個前の変位値検知時刻をｔ_h-1、時刻
   ｔ_hの次の変位値検知時刻をｔ_h+1、時刻ｔ_h-1，ｔ_hでの
   上記第１の帰還値をそれぞれｃ_h-1，ｃ_h、時刻ｔ_h，ｔ
   _h+1に検知された上記変位値をそれぞれｙ_h，ｙ_h+1、
   ｙ_h，ｙ_h+1をもとに求められた第２の帰還値をそれぞれ
   ｃ_h，ｃ_h+1とすると、上記第１の帰還手段は、 c_h+1=k₁y_h+1+k₂y_h+k₃c_h+k₄c_h-1+k_ii_h+1（i_h+1=i_h+y_h、i
   ₁=y₀） なる演算によりｃ_h+1を計算するものであり、 上記帰還定数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，ｋ_iは、最小定常分
   散法によりあらかじめ設定されたものであることを特徴
   とする請求項１記載のサーボ装置。
10. 【請求項１０】 モータにより駆動されるアクセス機構
    を目標位置に追従させるアクセス機構の制御方法におい
    て、 アクセス機構の目標位置からの変位値を検知し、この変
    位値をもとに第１の帰還値を計算する第１のステップ
    と、 アクセス機構の速度を含む物理値を検知し、この速度を
    含む物理値をもとに第２の帰還値を計算する第２のステ
    ップとを含み、 上記第１のステップを離散的に実施するとともに、上記
    第１のステップの実施タイミングを補間するタイミング
    で上記第２のステップを離散的に実施し、 第１の帰還値および第２の帰還値に応じて前記モータを
    駆動することを特徴とするアクセス機構の制御方法。
11. 【請求項１１】 上記モータは、ボイスコイルを有する
    直流モータであり、 上記モータ駆動手段は、第１の帰還値および第２の帰還
    値に応じて、上記ボイスコイルに流す電流を制御し、 上記第２のステップは、上記ボイスコイルの端子間電圧
    値を検知し、この端子間電圧値をもとに、アクセス機構
    の速度変化量に比例する第２の帰還値を計算するステッ
    プであり、 上記第１のステップを実施したあとから次に実施する前
    までに、上記第２のステップをＮ（Ｎは１以上の任意の
    整数）回実施することを特徴とする請求項１０記載のア
    クセス機構の制御方法。
12. 【請求項１２】 あらかじめ設定された帰還定数をＬ、
    あらかじめ測定された上記ボイスコイルの抵抗値をＦ、
    上記端子間電圧値のある検知時刻をｔ_k、時刻ｔ_kの１個
    前の端子間電圧検知時刻をｔ_k-1、時刻ｔ_kの次の端子間
    電圧検知時刻をｔ_k+1、時刻ｔ_k-1，ｔ_kでの上記第１の
    帰還値と上記第２の帰還値の加算値をそれぞれｕ_k-1，
    ｕ_k、時刻ｔ_k，ｔ_k+1に検知された上記端子間電圧値を
    それぞれｖ_k，ｖ_k+1、時刻ｔ_k，ｔ_k+1でのアクセス機構
    の速度をそれぞれω_k，ω_k+1、ｖ_k，ｖ_k+1をもとに求め
    られた第２の帰還値をそれぞれｆ_k，ｆ_k+1とすると、 上記第２のステップは、 ｆ_k+1＝Ｌ［（ｖ_k+1−Ｆｕ_k）−（ｖ_k−Ｆｕ_{k ー 1}）］ なる演算により、アクセス機構の速度変化量ω_k+1−ω_k
    に比例したｆ_k+1を計算することを特徴とする請求項１
    １記載のアクセス機構の制御方法。
13. 【請求項１３】 データの記録媒体であるディスクと、 モータにより上記ディスクの上空を動き、上記ディスク
    にアクセスするアクセス機構と、 上記アクセス機構を目標位置に追従させるサーボ手段と
    を備え、 上記サーボ手段は、 アクセス機構の目標位置からの変位値を所定の時間間隔
    で離散的に検知する第１の検知手段と、 上記変位値をもとに上記第１の帰還値を計算する第１の
    帰還手段と、 アクセス機構の速度を含む物理値を上記所定の時間間隔
    の間に少なくとも１回離散的に検知する第２の検知手段
    と、 上記速度を含む物理値をもとに上記第２の帰還値を計算
    する第２の帰還手段と、 第１の帰還値および第２の帰還値に応じて上記モータを
    駆動するモータ駆動手段とを有することを特徴とするデ
    ィスク装置。
14. 【請求項１４】 上記ディスクは、データを記録するデ
    ータセクタと、サーボ情報があらかじめ記録されている
    サーボセクタとが混在するものであり、 上記モータは、ボイスコイルを有する直流モータであ
    り、 上記モータ駆動手段は、第１の帰還値および第２の帰還
    値に応じて、上記ボイスコイルに流す電流を制御し、 上記第１の検知手段は、上記アクセス機構により上記所
    定の時間間隔で離散的に読み込まれる上記サーボ情報を
    もとに上記変位値を検知し、 上記第２の検知手段は、上記所定の時間間隔の間に上記
    ボイスコイルの端子間電圧値をＮ（Ｎは１以上の任意の
    整数）回検知し、 上記第２の帰還手段は、上記端子間電圧値をもとに、ア
    クセス機構の速度変化量に比例する第２の帰還値を計算
    することを特徴とする請求項１３記載のディスク装置。
15. 【請求項１５】 あらかじめ設定された帰還定数をＬ、
    あらかじめ測定された上記ボイスコイルの抵抗値をＦ、
    上記端子間電圧値のある検知時刻をｔ_k、時刻ｔ_kの１個
    前の端子間電圧検知時刻をｔ_k-1、時刻ｔ_kの次の端子間
    電圧検知時刻をｔ_k+1、時刻ｔ_k-1，ｔ_kでの上記第１の
    帰還値と上記第２の帰還値の加算値をそれぞれｕ_k-1，
    ｕ_k、時刻ｔ_k，ｔ_k+1に検知された上記端子間電圧値を
    それぞれｖ_k，ｖ_k+1、時刻ｔ_k，ｔ_k+1でのアクセス機構
    の速度をそれぞれω_k，ω_k+1、ｖ_k，ｖ_k+1をもとに求め
    られた第２の帰還値をそれぞれｆ_k，ｆ_k+1とすると、 上記第２の帰還手段は、 ｆ_k+1＝Ｌ［（ｖ_k+1−Ｆｕ_k）−（ｖ_k−Ｆｕ_{k ー 1}）］ なる演算により、アクセス機構の速度変化量ω_k+1−ω_k
    に比例したｆ_k+1を計算することを特徴とする請求項１
    ４記載のディスク装置。