JPH01236480A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

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） 本発明はデジタルサーボ方式のアクセス制御を行う磁気
ディスク装置に関する。

（従来の技術） 従来から、装置本体内に収納されたリジットなディスク
に各種情報信号を螺旋状あるいは同心円状のトラックと
して記録する磁気ディスク装置が知られており、このよ
うな磁気ディスク装置において上記情報信号は、高速回
転される磁気ディスクの表面の径方向に移動される磁気
ヘッドによつて記録再生されるようになっている。

また、この磁気ディスク装置において、上記磁気ヘッド
は短時間で所定のトラックに正確にオントラックするよ
うに速度制御及び位置制御から成るアクセス制御がかけ
られる。

そして、そのようなアクセス制御を行う磁気ディスク装
置としては、本願出願人が先に出願した特願昭６０−８
２２１２号に記載されたようなものが知られている。

すなわち、第６図に示す如く磁気ヘッド１は、アクセス
モータ２の回転軸に取り付けられたピニオン３に噛合す
るラック４に配置されており、上記アクセスモータ２を
適宜回転駆動させることにより磁気ヘッド１をディスク
Ｄの径方向に移動させるようになっている。

また、上記アクセスモータ２の回転軸には円盤５が同心
状に取り付けられており、この円盤５の外周にはＳｆ！
とＮ＠が所定の微細ピッチで交互に着磁されている。

さらに、この円盤５の外周近傍には、そのような着磁部
と近接して対向するＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）６が
配設されており、上記アクセスモータ２の回転に伴ない
このＭＲ素子６はその零クロス点とトラックセンタとが
対応した第７図に示す如き正弦波状の検出出力を出力す
るようになっている。

そして、従来の磁気ディスク装置は、上述のような検出
出力を用いて上記磁気ヘッド１のディスク径方向におけ
る絶対位１や現在位置トラックと目標位置トラックとの
距離（トラック数）あるいは磁気ヘッド１の移動速度を
逐次検出するようになっており、このような検出結果に
基づいて現在位置から所定のトラック位置までは速度制
御を行なって高速で移動させ、その後速度制御から位置
制御に切り換えて磁気ヘッドを目標位置トラックに正確
にオントラックするように位置決めを行なうようになっ
ている。

（発明が解決すべき課題） ところで、従来の磁気ディスク装置においては、アクセ
ス制卸時における速度制御から位置制御への切り換えは
、一般に磁気ヘッド１が目標位置トラックセンタからｌ
／２トラツクだけ離れた位１に到達した時に行なわれる
。

そして、このように磁気へラド１が切り換え点に達した
ことは上記検出出力に基づいて検出される。

ところが、従来の磁気ディスク装置においては、環境温
度の変化によるサーマルオフトラックの発生により上記
検出出力の零クロス点と各トラックのトラックセンタと
が対応しなくなってしまう場合がある。

このため、上記の如き速度制御から位置制御への切り換
えタイミングを正確に検出することができなくなり、速
度制御から位１制御への正確な切り換えができなくなっ
てしまう。

そして、このように正確な切り換えができないと、上述
の如き従来の磁気ディスク装置では磁気ヘッドｌを目標
位置トラックのトラックセンタに位置決めするためのセ
トリング時間が長くなってしまったり、場合によっては
位置決めができなくなり、セトリングが不安定になって
しまうという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の如き実情に鑑みてなされたものであり、
安定したセトリングを実現することができる磁気ディス
ク装置を提供するこ“とを目的とする。

そして、本発明はこの目的を達成するために、磁気ヘッ
ドをディスクの径方向に移動させるヘッドアクチュエー
タと、上記ディスクに記録されたセクタサーボ信号を所
定のサンプリング周波数で検出するためのタイミング発
生回路と、検出されたセクタサーボ信号に基づいて上記
磁気ヘッドの位置を検出するとともに、この位置に基づ
いてこの磁気ヘッドの移動速度を検出する検出部と、上
記磁気ヘッドが目標位置トラックの所定範囲内に達した
時の位置及び移動速度に基づいて制動信号を生成すると
ともに、磁気ヘッドの目標位置トラックまでの距離に応
じて速度制御と位置制御とを切り換えて行う制御部と、
検出された上記セクタサーボ信号に基づいて位置制御時
におけるトラッキングサーボ信号を生成するサーボ部と
、このトラッキングサーボ信号及び上記制動信号に基づ
いて上記ヘッドアクチュエータを駆動させるアクチュエ
ータ駆動回路とを備え、上記磁気ヘッドが目標位置トラ
ックの所定範囲内に達して速度制御から位置制卸に切り
換わる時に、上記制動信号によって磁気ヘッドの移動速
度に所定の制動を加えるようにしたことを特徴とする磁
気ディスク装置を提供するものである。

（実施例） 以下、本発明に係る磁気ディスク装置の好適な実施例を
第１図ないし第５図を用いて詳細に説明する。

本実施例に係る磁気ディスク装置は第１図に示す如く複
数枚の磁気ディスクエ２を収納しており、これら磁気デ
ィスク１２には第２図に示す如く複数のセクタＳＥが順
次記録されて同心円状のトラックＴ。が形成されている
。

そして、各セクタＳＨの間には、磁気ディスク１２の径
方向に連なるヘッダ信号ＳＨが放射状に記録されている
。そして各セクタＳＥはサーボエリア、インデックスエ
リア及びデータエリアから構成されており、各エリアに
はサーボ信号ＳＡ。

ＳＳ、Ｓ　　、インデックス信号ＩＤ、デー−ＣＤ 夕信号Ｄａｔａが各々記録される。

また、上記サーボエリアは、磁気ディスク１２の径方向
に隣り合う２つのトラックＴ　　、　Ｔｎ＋１に亘り、
かつ互いに周方向にずれた４箇所に設けられており、こ
れらサーボエリアには上述の如く単一周波数のサーボ信
号Ｓ、５Ｓ ＡＢ’Ｃ・８０ がデータ記録再生用の磁気ヘッド１によって予しめ記録
される。

そして、本実施例におけるサーボ信号の配！は、トラッ
クＴ。を奇数トラックとすると、この奇数トラックＴ。

のトラックセンタＴｃにサーボ信号ＳＥが位置し、トラ
ックセンタＴＣから１／２トラック幅だけ外周側にサー
ボ信号Ｓ６、内周側にサーボ信号Ｓ、が各４位！するよ
うに記録される。

また、偶数トラックＴ。＋１の中心Ｔ、にサーボ信号Ｓ
Ａが位！し、１／２トラック幅だけ外周側にサーボ信号
Ｓ。、内周側にサーボ信号Ｓｃが各々位置するように記
録される。

上述の如き磁気ディスク１２へのデータ信号Ｄ　ａｔｅ
やサーボ信号ｓ、ｓｓ、ｓ　　等の八　　Ｂ’ＣＤ 授受は、各ディスク１２に対応した磁気へラド１１を介
して行われ、これら磁気へラド１１からの第３図（Ａ）
に示す如き再生出力はリードライトアンプ１３を介して
一般的なデータ処理回路１４に供給される。

このデータ処理回路１４は、再生出力中から必要なデー
タ信号Ｄ　ａｔｌｌｌやインデックス信号ＩＤを抽出し
て処理し、処理されたデータ等を図示しないインタフェ
ースブロックを介してホスト機器に供給する。

一方、上記リードライトアンプ１３から出力されるディ
スク２からの再生出力は、積分回路１５及びタイミング
発生回路１６に各々供給される。

−ここで、このタイミング発生回路１６には、第３図（
Ｂ）に示す如くヘッダ信号ＳＨに対応したデイレイドＦ
Ｃパルス（ＤＰＧ）が供給され、このデイレイドＦＧパ
ルスに基づいて上記再生出力中のヘッダ信号ＳＨとサー
ボ信号ＳＡとの間にある＃＃信号部分を検出して第３図
（Ｃ）に示す如きブランク検出信号を生成する。

そして、このタイミング発生回路１６は、このブランク
検出信号の立下りタイミグを基準として第３図（Ｄ）に
示す如きサーボゲートパルスＳａを生成する。

このサーボゲートパルスの出力タイミングは上記サーボ
信号ｓ、ｓｓｓ　　の各出力り＾　　８１　Ｃ′　Ｄ イミングと同期しており、再生出力から各サーボ信号ｓ
　　、ｓ　　、ｓ　　、ｓＤを抽出するために用Ａ　　
　　ＢＣ いられるとともに、このサーボゲートパルスは各セクタ
毎に生成され、セクタ周波数がサンプリング周波数ω、
（略３．４［ｋＨ２］）となる。

そして、このサーボゲートパルスは上記積分回路１５に
供給されるとともに、フラッシュ型のＡ／Ｄ（アナログ
−デジタル）変換器７と検出回路１８及びサーボ回路１
９に供給される。

そして、上記積分回路１５は、Ｍ３図（Ｅ）に示す如く
上述の如きサーボゲートパルスＳＧのパルス幅に対応し
た期間だけ上記各サーボ信号ＳＡ。

Ｓ　　Ｓ　　Ｓ　を積分する。

Ｂ’　　Ｃ’　　Ｄ ここで、上記各サーボ信号Ｓ、５Ｓ ＡＢ’Ｃ’ ＳＯは互いにディスク１２の径方向にずれているなめ磁
気へラド１１のオフトラック量に応じて各サーボ信号の
出力レベルは興なる。

よって、同じ積分期間で積分した各サーボ信号の積分値
のピークレベルは各々異なり、それらピークレベルの比
較を行う５とにより磁気へγド１１のオフトラック量を
求めることができる。

そこで、この積分回路１５は、上述の如きサーボ信号の
積分値のピークレベルをサンプリングし、第３図（Ｆ）
に示す如くサンプリングされたピークレベル値Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃ、Ｌｄを上記Ａ／Ｄ変換器１７に供給する。

そして、このＡ／Ｄ変換器１７は、上記ピークレベル値
をデジタル化して上記検出回路１８及びサーボ０諮１９
に供給する。

このサーボ回路１９は、供給された各サーボ信号ｓＡ、
ｓＢ、ｓｃ、ｓｏのピークレベル値り、。

Ｌ、Ｌ、Ｌｄに基づいて、磁気ヘッド１１のｃ オフトラック量を槽正するようなトラッキングサーボ信
号Ｓ１を生成し、このトラッキングサーボ信号Ｓ１をＤ
／Ａ　（デジタル−アナログ）変換器２１に供給する。

そして、このＤ／Ａ変換器２１にてアナログ化されたト
ラッキングサーボ信号Ｓ丁は、アクチュエータ駆動回路
２２を介して、上記磁気ヘッド１１を磁気ディスク１２
の径方向に駆動させるヘッドアクチュエータ２３に供給
され、このヘッドアクチュエータ２３は磁気ヘッド１１
をトラッキングサーボ信号Ｓｒに応じて駆動することに
よりオフトラックを補正する。

なお、上記サーボ回路１９は、上記磁気へラド１１が偶
数トラックをトレースしているときは、Ｗ　　＝Ｌ　　
−Ｌ　　　　　　・・・（１）Ｃｄ なる式で磁気ヘッドのオフトラック量である位置誤差Ｗ
ｎを算出する。

同様に、上記磁気ヘッド１１が奇数トラックをトレース
しているときは、 Ｗ　　＝Ｌｄ−ＬＣ・・・（２） なる式で位置誤差Ｗ。を算出する。

なお、上記磁気ヘッド１１がトレースしているトラック
が奇数トラックか偶数トラックであるかは、上記ピーク
レベル値Ｌ　とＬｂとをレベル比較することにより判別
することができる。

このような計算の結果、位置誤差Ｗ。は磁気へラド１１
のオフトラック量に応じて、第４図に示す如く各トラッ
クのトラックセンタＴＣを中心として略リニアに変化す
る。

そして、上記サーボ回路１９は、このような位置誤差を
０にするような前述の如きトラッキングサーボ信号を生
成し、生成されたトラッキングサーボ信号は位置制御時
に後述する制御回路２０から指令されてＤ／Ａ変換器２
１に出力される。

一方、上記Ａ／Ｄ変換器１７が出力するピークレベル値
り、、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄは検出回路１８にも供給され、
この検出回路１８はこれらピークレベル値に基づいて算
出される位置誤差に基づいて磁気へラド１１の位置を検
出する。

すなわち、この検出回路１８には磁気へラド１１が移動
を開始した段階で現在位置トラックと目標位置トラック
の各絶対位置データがメモリされ、磁気へラド１１の移
動に伴なう上記位置誤差の増減によって磁気ヘッド１の
絶対位置を検出し、さらに目標位置トラックまでの距離
を算出する。

また、この検出回路１８は、上述の如く検出される絶対
位１のサンプリング期間（１／ω、）での変動に基づい
て磁気へラド１の移動速度を算出する。

すなわち、１サンプリング期間における絶対位置の変動
がΔｔであった場合には、このサンプリング期間におけ
る磁気ヘッド１の平均移動速度はΔｔ・ωＳ十α（、α
は加速時あるいは減速時に応じた補正量）となる。

そして、この検出回路１８は、このように検出した磁気
へラド１１の目標位置トラックまでの距離及び移動速度
のデータを制御回路２ｏに供給する。

そして、本実施例においてこの制御回路１８は、上述の
如く算出される目標位置トラックまでの距離が所定の複
数トラック（ｎ）である場合、すなわち、バッファシー
タを行う場合には、まず速度制御を行ない、上記Ｄ／Ａ
変換器２０を介してアクチュエータ駆動回路２２に最大
速度信号を供給する。

これにより、この磁気ディスク装置における速度制御時
には、上記磁気へラド１１は高速で目標位置トラックに
向かって移動する。

なお、本実施例においては、磁、気ヘッド１１の目標位
置トラックまでの距離が上記所定の複数トラック（ｎ）
以下で１／２トラツクより大きい場合には、制御回路２
０内の速度制御テーブルメモリに基づいた速度制御信号
を上記Ｄ／Ａ変換器２１を介してアクチュエータ駆動回
路２２に供給する。

また、上記制御回路２０は、１サンプリング期間毎に離
散的に供給されるピークレベル値に基づいて上記検出回
路１３にて算出される目標位置トラックまでの距＾ｉが
１／２トラツク以内になった時に、速度制御を中止して
上記速度制御信号を停止するとともに、位置制御に切り
換える前にその時の目標位置トラックまでの正確な距離
及び移動速度に基づいて制動信号を生成し、この制動信
号を上記Ｄ／Ａ変換器２１を介してアクチュエータ駆動
図Ｈ１２２に供給する。

なお、上記検出回路１８が検出する、目標位置トラック
までの正確な距離とは、上記ピークレベル値がサンプリ
ング周期（１／ωＳ）毎の離散的なデジタル値であるた
め、磁気へラド１１が目標位１トラックから丁度１／２
トラツクＭれた位置に達したことは検出できず、そこで
１／２トラツク以内に達した後の最初のピークレベル値
に基づいて算出された目的位置トラックまでの距離をい
うものである。

また、上記制動信号は、磁気ヘッド１１が目標位置トラ
ックから１／２トラツク以内に達した時の目標位置トラ
ックまでの正確な距離が小さいほど大きく、またその時
の移動速度が大きいほど大きく設定され、磁気へラド１
１の移動速度が目標位置トラックのトラックセンタ近傍
にて位置制御可能な範囲の速度すなわち、大きすぎずか
つ小さすぎない速度となるように実験的に設定されてい
る。

これにより、この磁気ディスク装置によれば、磁気へラ
ド１１が目標位置トラックの１／２トラツク以内に達し
て速度制御から位置制御に切り替わる時に、この時の目
標位置トラックまでの正確な距離及びこの時の磁気へラ
ド１１の移動速度に応じて磁気へラド１１の移動に制動
をかけることができる。

よって、位置制御に切り換えらな時の移動速度が大きす
ぎて磁気へラド１１が目標位置トラックをオーバランし
てしまうことはない。

また、この時の移動速度が小さくなりすぎないように制
動をかけることによって、前述の如き位置制御における
セトリング時間が長くかかることもない。

そして、この制御回路２０は、上述の如く制動をかけ終
ると同時に上記サーボ信号１９にトラッキングサーボ信
号Ｓ１を出力させて位置制御を行なわせる。

次に、上述の如き構成の磁気ディスク装置の動作を第５
図に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、この磁気ディスク装置は、上記磁気ヘッド１１に
よってサーボ信号ＳＡ　、　Ｓａ　、　Ｓｃ　。

ＳＤを再生しくステップ１）、これらサーボ信号に基づ
いて上記サーボ回路１９で位置誤差に基づくトラッキン
グサーボ信号を生成するとともに、上記検出回路１８に
て同じく位置誤差等に基づいて磁気へラド１１の位置及
び移動速度を検出する（ステップ２）。

その後検出された磁気ヘッド１１の位置に基づいて目標
位置トラックまでの距離が算出され、上記制御回路２０
にてその距離が所定の複数トラック（ｎ）以上であるか
以下であるか判定される（ステップ３）。

そして、以上であった場合には、この制御回路２０は最
高速度信号を出力して磁気へノド１１の移動速度を最高
遠度に設定しくステップ４）、以下の場合には上記距離
が１／２トラック以上か以下かをさらに判定する（ステ
・ｙブ５）。

そして、以上の場合には速度制御テーブルメモリに基づ
いた速度制御信号を出力して（ステップ６）、所定の速
度に設定して速度制御を行う（ステップ７）。

一方、目標位置トラックまでの距離が１／２トラック以
内になった場合には上記制御回路２０にて上述の如き所
定レベルの制動信号を生成し、速度制御を中止するとと
もに（ステップ８）、この制動信号にて磁気へノド１１
の移動に制動をかける（ステップ９）。

その後、上記制御回路２０は上記サーボ回路１９からト
ラッキングサーボ信号ＳＴを出力させて位置制御を行な
い（ステップ１０）、磁気へノド１１を目標位置トラッ
クに位置決めする。

上述の如く、本実施例に係る磁気ディスク装置によれば
、バッファシーク時における速度制御と位置制御との間
で、磁気へノド１１の移動に制動をかけ、この制動を速
度制御から位置制御への切換え時における磁気へノド１
１の目標位置トラ・１りまでの距離及び移動速度に応じ
て適宜可変することにより、目標位置トラックのトラッ
クセンタ近傍での磁気ヘッド１１の移動速度を所望する
速度範囲内に制御することができる。

よって、位置制御により切り換えられた時の速度が大き
すぎて目標位置トラックをオーバランしたり、あるいは
この時の速度が小さすぎてセトリングに長時間を要する
等といった不都合を解消することができ、安定したセト
リングを実現することができる。

また、本実施例によれば、従来例の如き？ｖＩ　Ｒ素子
や着磁処理された円盤等の外部スクールが不要となるた
め、サーマルオフトラックも生ずることはない。

なお、本実施例では上記検出回路１８とサーボ回路１９
及び制御回路２０を各々独立した回路で構成したが、本
発明としてはこれらの回路１８゜１９．２０の各機能を
備えたマイクロコンピュータを用いてもよい。

そして、その場合には位置誤差の検出、あるいは磁気ヘ
ッド１１の位置や移動速度の検出は所定のプログラムに
基づく演算によって実行すればよい。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明は磁気ヘッドを
ディスクの径方向に移動させるヘッドアクチュエータと
、上記ディスクに記録されたセクタサーボ信号を所定の
サンプリング周波数で検出するためのタイミング発生回
路と、検出されたセクタサーボ信号に基づいて上記磁気
ヘッドの位置を検出するとともに、この位置に基づいて
磁気ヘッドの移動速度を検出する検出部と、磁気ヘッド
が目標位置トラックの所定範囲内に達した時の位置及び
移動速度に基づいて制動信号を生成するとともに、磁気
ヘッドの目標位置トラックまでの距離に応じてｉ度制御
と位置制御とを切り換えて行う制御部と、検出された上
記セクタサーボ信号に基づいて位置制御時におけるトラ
ッキングサーボ信号を生成するサーボ部と、このトラッ
キングサーボ信号及び上記制動信号に基づいて上記へ・
ノドアクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動回
路とを備え、上記磁気ヘッドが目標位置トラ・ンクの所
定範囲内に達して速度制御から位置制御に切り換わる時
に、上記制動信号によって磁気へ・ノドの移動速度に所
定の制動を加えるようにしたため安定したセトリングを
実現することができ、ひいては磁気ヘッドの確実かつ迅
速なアクセス制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気ディスク装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は磁気ディスクの信号フォーマッ
トを示す図、第３図は第１図に示す実施例における各部
の波形を示すタイムチャート、第４図は位置誤差と信号
フォーマットとの位置関係を示す図、第５図は動作状態
を示すフローチャート、第６図は従来の磁気ディスク装
置の要部を示す平面図、第７図はＩ’ｖｌ素子の検出出
力を示す波形図である。 １１・・・磁気ヘッド、１２・・・ディスク、１６・・
・タイミング発生回路、１８・・・検出回路（検出部）
、１９・・・サーボ回路（サーボ部）、２０・・・制御
回路（制御部）、２２・・・アクチュエータ駆動回路、
２３・・・ヘッドアクチュエータ。 窮４図 第７ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ヘッドをディスクの径方向に移動させるヘッドアク
   チュエータと、 上記ディスクに記録されたセクタサーボ信号を所定のサ
   ンプリング周波数で検出するためのタイミング発生回路
   と、 検出されたセクタサーボ信号に基づいて上記磁気ヘッド
   の位置を検出するとともに、この位置に基づいてこの磁
   気ヘッドの移動速度を検出する検出部と、 上記磁気ヘッドが目標位置トラックの所定範囲内に達し
   た時の位置及び移動速度に基づいて制動信号を生成する
   とともに、磁気ヘッドの目標位置トラックまでの距離に
   応じて速度制御と位置制御とを切り換えて行う制御部と
   、 検出された上記セクタサーボ信号に基づいて位置制御時
   におけるトラッキングサーボ信号を生成するサーボ部と
   、 このトラッキングサーボ信号及び上記制動信号に基づい
   て上記ヘッドアクチュエータを駆動させるアクチュエー
   タ駆動回路とを備え、 上記磁気ヘッドが目標位置トラックの所定範囲内に達し
   て速度制御から位置制御に切り換わる時に、上記制動信
   号によって磁気ヘッドの移動速度に所定の制動を加える
   ようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置。