JPH01119971A - トラッキング制御装置 - Google Patents

トラッキング制御装置

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JPH01119971A
JPH01119971A JP62276877A JP27687787A JPH01119971A JP H01119971 A JPH01119971 A JP H01119971A JP 62276877 A JP62276877 A JP 62276877A JP 27687787 A JP27687787 A JP 27687787A JP H01119971 A JPH01119971 A JP H01119971A
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disk
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慶一 田口
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薫 柳本
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    • G11B21/10Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 △、産業上の利用分野 本発明は、ディスクから再生されたサーボ信号に基づき
ヘッドを微動制御させてトラッキングを行わせるトラッ
キング制御装置に関する。
B9発明の概要 本発明は、ディスクから再生されたサーボ信号に基づく
トラッキング誤差データに応じてヘノiを微動制御する
ことによりトラッキングを行わせるトラッキング制御装
置において、現在のトラッキング誤差データをディスク
回転の1周後のへンド微動制御に用いることにより、デ
ィスクの偏心や変形に対しても良好なトラッキングを行
わせるものである。
C1従来の技術 ディスク状記録媒体の記録密度、特にトラック宙度を上
げるためには、記録再生ヘッドのトラッキング精度を高
めることが必要とされるが、このトラッキング精度を高
めるために、ディスク状記録媒体側にトラッキングサー
ボ用の信号を予め記録しておき、いわゆる閉ループサー
ボによりヘッドのトラッキング動作を行わせることが提
案されている。
第7図は、上述のようなトラッキングサーボ用の信号を
可撓性磁気ディスクl(いわゆるフロッピィディスク)
に予め記録しておく記録フォーマットの一例を示してい
る。この第7図において、可撓性磁気ディスク1には、
ディスクの回転方向(矢印R方向)に沿って、上記サー
ボ信号が記録されたサーボ領域Sと、−Cのデータが記
録されるデータ領域りとが交互に配列されている。デー
タ領域りのデータ記録パターン3が記録形成される各記
録トラック下の中心(図中−点鎖線)は、ディスク径方
向(矢印A方向)に所定ピッチpで複数本が同心円状に
配列されており、またサーボ領域Sのサーボ信号記録パ
ターン2(具体的には後述するように2.及び21o)
は、該パターン2の中心が上記データ記録トラックTの
tp心に対して矢印へ方向に半ピツチ(p/2)だけず
れた位置に配設されるように、予め記録形成されている
この場合、記録トラックTを走査するヘッドは、該記録
トラックTに対して両側に半ピツチずつずれて配置され
る一対のサーボ信号記録パターン2を略々半幅分ずつ同
時に走査するから、これらの各サーボ信号の再生レベル
の比率等に応じてトラッキング位置情報が得られる。
ここで図中の各サーボ領域Sには、先頭位置にサーボ領
域識別のための[D信号パターン21.が記録形成され
、このサーボ10信号パターン210に続いてサーボバ
ースト信号パターン2sが記録形成されている。このサ
ーボバースF 信号パターン2.は、2トラック周期で
ヘッド、走査方向の位置が互いにずれて形成されており
、これによってヘッドのトラックずれの向きがわかるよ
うになっている。また、データ記録領域りの先頭位置に
は、データ領域のセクタ識別のためのセクタrD信号パ
ターン4が記録形成されている。
なお、データ領域りの記録パターン3.4は、上記トラ
ックとンチpよりも短い記録幅WDを有し、隣接トラッ
クの記録パターン3.4との間に隙間、いわゆるガート
バンドを設けるようにして、クロストーク等の悪影響を
防止している。これに “対して、サーボ領域Sのサー
ボ信号記録パターン2(2,及び2.、)については、
記録幅をトラックピッチpよりも短くしてディスク径方
向(矢印へ方向)の隣りの記録パターン2の間に隙間を
設けると、この隙間上を磁気ヘッドが走査してこの隙間
からノイズが再生されるとともにサーボ信号再生レベル
が低下しSN比が劣化するため、サーボ信号記録パター
ンP、の記録幅W、が上記トラックピッチpと同程度か
それ以上となるように形成している。
ここで上述の磁気ディスク1としては、例えば中心位置
に金属製のハブ(芯金)6を有する3、5インチタイプ
のフロッピィディスクであって、これに数Mバイトから
十数Mバイトのデータを記録可能とする場合を想定して
いる。このようなサーボ信号が予め記録されたフロンビ
イディスクに対して所望のI・ラックをアクセスする際
には、先ず記録再生ヘッドを目的トラックの近傍にまで
JIJ、械精度のみによる比較的ネ■い精度でf多動(
111!J+ )させ、次に目的トラックに正確に位置
決めするするとともにトラッキング制御するような、少
なくとも二段階の制御n動作が行われる。前音の動作は
、通常のフしトノビイディスクのヘッド送り機構等の粗
動毅構によるヘッド移動距離の機械的な制御動作であり
、いわゆるオープンループ制御であるのに対して、後者
の高↑I7度な位置決め及びトラッキング動作は、上述
したようなトラッキングサーボ情報を読み取り、該サー
ボ情報に応じてヘッドを微動制御するようないわゆるク
ローズトループ制御によって行われるものである。従っ
て、これらを糸■み合わせることで、例えばディスク片
面当たり240トラ・ンクから320トラック、あるい
はこれ以上のトラックに対して磁気ヘッドをトラッキン
グさせることが可能となる。
D6発明が解決しようとする問題点 ところで、特にフロッピィディスクに上述のような記録
フォーマットを施してトラッキング制御を行おうとする
場合を考慮すると、フロッピィディスクはディスク記録
再生装置に対して着脱自由であることから、ディスクの
チャッキング条件等により偏心重が大きく変動し、また
ディスク自体の性質上、温度、湿度変化等に対して伸縮
や変形が大きい。このため、ディスク上の記録トラック
自体が理想的なトラック中心からずれることになり、例
えばセクタサーボでトラッキング誤差データを得て、そ
の時点で誤差を修正しようとしても、トラックずれの方
向や量が大きく変化しているため、これに追従させるこ
とが困難である。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、ディスクのトラック位置自体がずれているような場合
のトラッキング制御を高精度に行わせ得るようなトラッ
キング制御装置の提供を目的とする。
E1問題点を解決するための手段 本発明に係るトラッキング制御装置は、上述の問題点を
解決するために、再生ヘッドによりディスクから再生さ
れたサーボ信号に基づき、ディスク上のトラック位置に
対するヘッド位置のずれとしてのトラッキング誤差を検
出するトラッキング誤差検出部と、現在のへラド位置を
検出するヘッド位置検出手段と、このヘッド位置検出手
段からのヘッド位置データと上記トラッキング誤差検出
部からのトラッキング誤差データとを加算する加算手段
と、この加算手段からの出力を上記ディスクの回転の1
周分だけ遅延させる遅延手段と、この1周分の遅延手段
からの遅延データと上記ヘッド位置検出手段からのヘッ
ド位置データとの差に応じて上記ヘッドを微動制御する
手段とを具備して成ることを特徴としている。
F1作用 ディスク回転の1周前のトラッキング誤差データを現在
のヘッド位置の微動制御に用いているため、ディスク上
の実際のトラック位置が大きく変化している場合でも、
高精度でトラッキング制御を行うことができる。
G、実施例 第1図は本発明の一実施例となるトラッキング制御装置
の概略構成を示すブロック回路図であり、上述した第7
図の記録フォーマット、すなわち、第2図にトラック方
向を直線的に展開して概略的に示すような記録フォーマ
ットを有するフロッピィディスクの記録再生装置に本発
明を適用した例を示している。ここで、第2図のサーボ
傾城SにはサーボID信号パターン21D及びサーボバ
ース1〜信号パターン2.が記録形成され、データ領域
りにはデータ記録パターン3及びセクタID信号パター
ン4が記録形成されていることは、第7図とともに説明
した通りである。
この第1図において、磁気へラド11からの再生信号は
、記録再生アンプ12において増幅されフィルタにかけ
られた後、エンヘロープ検波回路13及びサーボID検
出回路14に送られる。この場合、第2図に示すような
記録フォーマントのサーボ領域S近傍におけるエンヘロ
ープ検波回路13からの出力信号波形は例えば第2図の
エンベロープ波形ENのように表れ、このエンベロープ
検波出力はA/D変換器15に送られる。サーボID検
出回路14からの出力信ZSIDについては、第2図に
示すように上記サーボID信号パターン2+nを検出し
た時点でパルスl’slが出力され、これがタイミング
制御回路16に送られる。タイミング制御回路16は、
このサーボID検出パルスps+oを基準として、磁気
ヘッドが上記サーボバースト信号パターン2sを走査す
るタイミングでサンプリングパルスをA/D変換器15
に送り、上記エンベロープ波形ENのレベルL+ 、L
z をサンプリングしてラッチ回路17にラッチする。
ラッチ回路17からの各レベルLl、Lxは減算器18
に送られて減算が行われることにより、ヘッドのトラッ
キング誤差データ L+  Lxが得られる。ただし、
実際のサーボ動作におけるトラッキング誤差データとし
ては、上記減算器1日からの出力に乗算2″&19にて
係数aが乗算されたものが使用される。そこで、エンヘ
ロープ検波回路13から乗算器19までの構成を、トラ
ッキング誤差データの検出部と見ることができる。この
乗算器19からの誤差データa(LI L2)は、ヘッ
ド位置検出回路20からの出力hdpと加算器21にお
いて加算され、加算出力a (L +  L2) +t
+dρは、ディスク回転の1周分の遅延時間を存する遅
延回路22に送られる。ところで、上記サーボ領域Sは
セクタ毎に設けられており、加算器21からの出力はセ
クタ毎に更新されるから、遅延回路22としては、1周
のセクタ数に等しい段数のシフトレジスタ、あるいはい
わゆるFIFO(ファーストイン・ファーストアウト)
メモリを用いればよい。従って、遅延回路22からの出
力は、1周前の1つ前のセクタについての上記加算出力
となり、これが比較器23に送られて上記ヘッド位置検
出回路20からの出力hdpと比較される。この比較器
23からの出力は、トラッキングサーボ系の位相制御回
路24を介してトラッキング微動制御回路25に送られ
る。トラッキング微動制御回路25は、上記磁気ヘッド
11を例えばトラック中心に対して微動させるアクチュ
エータ(ステッピングモータやリニアパルスモーク等)
を駆動側?11するためのものである。なお、トラック
ジャンプ等のヘッドの粗動制御は他の回路系及び駆動機
構により行われるため、図示せず説明を省略する。
このような構成を有するトラッキング制御装置の動作に
ついて以下説明する。
先ず、本発明実施例におけるトラッキング制御動作の基
本原理は、現在のトラッキング誤差データを1周後のヘ
ッド位置制御に用いることである。
これを第3図とともに説明すると、この第3図には、デ
ィスクの1回転毎に得られるインデックスパルスIXP
が示されており、ディスクの偏心や変形等により生ずる
トラックずれについてのディスクの回転に応じたトラッ
ク位置を示している。この第3図中のトラック位置とは
、ディスク回転に伴う基準となるヘッド軌跡(理想的な
トラック中心)に対する現実の記録トラックの径方向の
位置を示すものであり、ディスク回転の第n同口と第n
+−1同口とで一致しているものとする。これに対して
、磁気ヘッドとトラックとの間のずれ量、いわゆるトラ
ッキング誤差は、ディスクの回転に応じてセクタ毎に検
出される。いま、第i番目のセクタにおける上記トラッ
ク位置をt「ρ(1)とし、ディスク回転の第n同口で
第i番目のセクタにおける磁気ヘッド位置(上記理想的
なトラック中心に対するヘッド位置)をhdp(i、n
)とするとき、第n同口で第i番目のセクタにおける上
記トラッキング誤差は、Lrp(i) −hdp(i 
、 n)にて表される。この第n同口、第1番セクタで
のトラッキング誤差データに基づいて、次の第n−1−
1同口、第1番セクタでのヘッド位置hdp(i、 n
+1)が、例えばとなるように磁気ヘッドを微動制御す
る。なお、この0式の左辺は、第n+1同口、第1番セ
クタにおける磁気ヘッドの制御目的位置を示すものであ
るが、上記トラッキング微動制御回路25及びアクチュ
エータの特性がリニアであれば現実のへノド位置として
も差し支えないため、hdp(i、n+1)にて示して
いる。ここで上記■弐を変形して、hdp(i、n+1
)= (1−a)hdp(i、n>+a−Lrp(i)
=(1−a)”hdp(i、n−1)−1−a(1+(
1−a))trp(i)= (1−a)’hdp(i、
n−2) +a(1+(1−a)+(1−a)”) t
rp(i)−(1−a)”’hdp(i、0) + a (1+ (1−a)+ (1−a) !+−・
+ (1−a) ’) trp (i)ここでn−+■
とすると、 hdp(i、oo) =a −trp(i)1−(1−
a) = trp(i)     (ただしQ<a<1)とな
る。すなわち、Q<a<1であれば、上記0式のヘッド
微動制御を行うことにより最纒的にはhdpがtrpに
一致することになる。ここで、上820式において、右
辺の第1項は1周前のヘッド位置、第2項は1周前のト
ラッキング誤差を表す。
なお、ヘッドの目的位置を第n周目の第1番セクタにつ
いて求めると、上記0式は、 hdp (i 、 n) −hdp (i 、 n−1
)+a(trp(i) −hdp(i、n−1))  
・−・■となることは勿論である。
以上のような制御動作を、磁気ヘッドが第n周目に第1
番セクタを走査している時点に着目して説明すると、第
1図の乗算器19からのトラッキング誤差データa(L
+  Lz)は、上記a(trp(i) −hdp(i
、n))に相当する。そして、ヘッド位置検出回路20
からは現在のヘッド位置データhdp(i、n)が与え
られるから、加算器21からは次の第n+1同口の制御
目的ヘッド位置データhdρ(i、n+1)に相当する
hdp(i、n) +a(trp(i)−hdp(i、
n))が得られる。ここで、1周分遅延回路22からは
、1周前(第n−1同口)で次のセクタ(第n+1番)
における加算データ、すなわち hdp(i+I、n−1)+a(trp(n+1)  
hdp(n+1.n−1))が、項第0同目の次の第n
+1番セクタの制御目的へンド位置データhdp(n+
1.n)として出力される。
従って、次の第n+1番セクタの走査を開始する際には
、現在のヘッド位置hdp(i、n)から制御目的へン
ド位置hdρ(n+1.n)まで(41気ヘツドを微動
制御してやればよいから、この間のヘッド移動距離に相
当するhdp(i+l、n)−hdp(i、n)を比較
器23により求めて、位相制御回路24を介しトラッキ
ング微動制御回路25に送っている。また、比較器23
からのヘッド移動量データ(正負方向を含む)をヘッド
位置検出回路20に送り、正負の極性を考慮して累積的
に加算(累加)することにより、現在のヘッド位置を求
めている。
なお、トラッキング制御開始時のように1周分の上記ト
ラッキング誤差データがl;積されていない状態におい
ては、従来と同様なトラッキング制fffI動作を行わ
セればよく、例えばサーボ信号を再生して得られるトラ
ッキング誤差データに応じて直ちにヘッドを微動制御し
、トラッキング誤差が所定範囲内に入った時点から該誤
差データを書込むように(3JJ:延させて次の周から
用いるように)する。この場合、本発明実施例の制御動
作が開始されるのは1周後となるが、この間もトラッキ
ングp+”を差に応じてヘッドの微動制御は行われる。
次に、以上のような本発明実施例によるトラッキング制
御動作を行った場合の実際のトラックずれ量を、従来例
との比較のもとに説明する。
すなわち、第4図は従来構成を用いてトラッキング制m
を行った場合のトラック位置とヘッド位置との関係(第
4凹入)及びトラッキング誤差量(第4図B)を示して
おり、これに対して、第5図は本発明実施例の構成を用
いてトラッキング制御を行った場合のトラック位置とヘ
ッド位置との関係(第5図A)及びトラッキング誤差量
(第5図B)を示している。ここで、第4図A、第5図
Aの各波形図において、ディスク回転に応じた基準とな
るヘッド軌跡(理想的なトラック中心)に対し、ディス
ク上に記録形成されているトラック位置の変化を図中の
破線で示し、トラッキング制御された磁気ヘッドの位置
の変化を図中の実線で示している。
これらの第4図A、Bと、第5図ASBとを比較すると
、第4図の場合にはトラ、り位置に対するヘッド位置の
追従性が悪く、ディスク回転の何同口になっても同じよ
うなトラッキング誤差が生しているのに対し、第5図の
本発明実施例によれば、ディスク回転の第2同口以降の
ヘットの追従性が大幅に改善されており、トラッキング
誤差が激減していることが明らかである。
ところで、以上の説明においては、説明を簡略化するた
めに、同一トラック上を連続してヘラ1゛が走査する場
合を想定しているが、同じディスク上で、−のトラック
の1周にわたるトラック位置のずれの形態は、他のトラ
ックにおいても同(・ηなトラック位置すれとなって表
れる。従って、トラックジャンプ等により他のトラック
に移動した場合でも、サーボ信号を連続して検出してい
れば、異なるトラック間の上記l・ランキング誤差デー
タを連続して用いることができる。この場合、第6図に
示すように、ジャンプした先のトラックの第1番セクタ
についてのヘッド位置データと、ジャンプ前のトラック
の同し第1番セクタについてのヘッド位置1−夕との差
が、トラックジャンプを行った際の粗動装置の停止位置
誤差dに相当し、この差dを上記ジャンプした先のトラ
ックにおけるバイアス(あるいはオフセット)値として
、以後の各セクタについてもこのバイアス値を付加して
制御目的ヘッド位置を求めることにより、トラックジャ
ンプ時におけるサーボの安定化(あるいはセトリング)
を速くすることが可能となる。
なお、本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば可撓性の磁気ディスクの他に、硬質の磁気
ディスクや、光学的あるいは磁気光学的なディスク状記
録媒体に本発明を適用してもよい。この他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が可能であ
る。
IT、発明の効果 従来のトラッキング制御によれば、サーボ信号を再生す
ることではその時点のトラッキング誤差データが得られ
るのみであり、この誤差を少なくする方向にヘッドを微
動制御しても、ディスク上のトラック位置自体がセクタ
毎に変化している場合にはヘッドの移動方向にトラック
が位置するとは限らず、精度のよいトラッキング動作を
実現することは困難であった。
これに対して本発明のトラッキング制御装置によれば、
ディスク上のトラック位置は、ディスク回転の1周の間
には変化するものの、その様子は第n同口と第n+1同
口とで略々同じであることに着目し、第n同口のトラッ
キング誤差量+aを用いて第n+1同口のヘッド位置の
微動制御を行わせることにより、比較的筒車な構成で精
度の高いトラッキング制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となるトラッキング制御装置
の概略構成を示すブロック回路図、第2図はディスク上
に記録されたサーボ信号の検出動作を説明するための図
、第3図はトラッキング制御動作の基本原理を説明する
ための波形図、第4図は従来例のトラッキング制御を行
った場合のトラック位置とヘッド位置との関係(第4図
A)及びトラッキング誤差量(第4図B)を示す波形図
、第5図は本発明実施例の構成を用いてトラッキング制
御を行った場合のトラック位置とヘッド位置との関係(
第5図A)及びトラッキング誤差量(第5図B)を示す
波形図、第6図はトラックジャンプ動作時のトラッキン
グ制御動作を説明するための図、第7図はディスク記録
フォーマットの一例を示す概略平面図である。 l・・・・・・・・・・磁気ディスク S・・・・・・・・・・サーボ領域 D・・・・・・・・・・データ領域 11・・・・・・・・磁気ヘッド 13・・・・・・・・エンベロープ検波回路14・・・
・・・・・サーボrD検出回路18・・・・・・・・減
算器 19・・・・・・・・乗算器 20・・・・・・・・ヘッド位置検出回路21・・・・
・・・・加算器 23・・・・・・・・比較器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 再生ヘッドによりディスクから再生されたサーボ信号に
    基づき、ディスク上のトラック位置に対するヘッド位置
    のずれとしてのトラッキング誤差を検出するトラッキン
    グ誤差検出部と、 現在のヘッド位置を検出するヘッド位置検出手段と、 このヘッド位置検出手段からのヘッド位置データと上記
    トラッキング誤差検出部からのトラッキング誤差データ
    とを加算する加算手段と、 この加算手段からの出力を上記ディスクの回転の1周分
    だけ遅延させる遅延手段と、 この1周分の遅延手段からの遅延データと上記ヘッド位
    置検出手段からのヘッド位置データとの差に応じて上記
    ヘッドを微動制御する手段とを具備して成るトラッキン
    グ制御装置。
JP62276877A 1987-10-31 1987-10-31 トラッキング制御装置 Expired - Lifetime JP2551043B2 (ja)

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AU24011/88A AU630335B2 (en) 1987-10-31 1988-10-18 Tracking servo control for disc drive
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