JPH02246064A - ヘッド位置ずれ補正方法 - 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〕 本発明は磁気ディスク装置の高精度なヘッド位置決め制
御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御では、サーボ用
の特定のディスク媒体あるいはデータを書き込むディス
ク媒体の一部に磁気的な位置スケールを書き込み、これ
を基にしてヘッドの位置決め制御を５なう、この磁気的
な位置スケールは、たとえば白パターンと黒パターンと
いうようにパターンの異なる２つのトラックをディスク
媒体の半径方向に交互に配置したものであり、２つのト
ラックから再生される信号の振幅が等しくなる位置がヘ
ッドの位置決め基準位置である。

磁気的な位置スケールの書き込まれたサーボトラックの
所要の特性は、トラック幅が等しくかつ真円の基準位置
を与えることであり、このためサーボトラックへのパタ
ーンの書込みはディスク媒体を実装した後にレーザ位置
決め装置等の外部スケールを用いてヘッドを高精度に位
置決めしながら行なわれる。

しかしながら、ディスク媒体を支持している回転軸受や
ヘッドを支持しているジンバル、アクチュエータ等に機
構振動が存在するため、サーボトラックへのパターンの
書込み時に、これらの機構振動が転写され、回転に同期
した位置ずれを発生させている。

磁気ディスク装置の高トラツク密度化とともに注目をあ
びているヘッド位置ずれ補正方法は、このサーボトラッ
クの位置ずれを予め測定し記憶しておき、実際のヘッド
の位置決め制御の際にサーボトラックから再生された位
置信号の値に上記記憶した位置ずれ補正データを加えて
補正することにより、サーボトラックの位置ずれに係わ
らずトラック幅の等しい真円状の基準位置信号を与える
ことができる制御方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記位置ずれ補正に関する多くの特許文
献では、位置補正データの記憶保持方法は詳細に開示さ
れているものの、ＩＢＭから提出された特開昭５７−７
８６７９号公報に代表されるように、位置補正値の算出
方法においては「サーボヘッドを十分正確に位置決めし
て、サーボトラックの位置ずれを測定する」旨が開示さ
れているだけである。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、レーザ位置決めシステム等の外
部測長手段を用いることなく、かつ高精度にサーボトラ
ックの位置ずれ量を算出する方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明の第１の発明は
、Ｎ−１番目のサーボトラックとＮ番目のサーボトラッ
クとから得られる位置誤差信号の値ＸＮと、Ｎ番目のサ
ーボトラックとＮ＋１番目のサーボトラックとから得ら
れる位置誤差信号の値Ｘ。、、とを同時に復調し、Ｎ番
目のサーボトラックに関する所望の書込み位置と実際の
書込み位置とのずれを補正する位置ずれ補正値ＸＮ　　
、位置誤差信号の値ＸＮ＋ＸＨ＋１および基準トラック
間隔Ｘ０から、Ｎ＋１番目のサーボトラックの位置ずれ
補正値ＸＮ、’を ＸＮ＋１’　＝ＸＮ＋ＸＮ　−ＸＮ＋ｌ　　Ｘ（１とし
て算出するようにしたものである。

また、本発明の第２の発明は、１トラック間隔ずらして
配置した少なくとも２つのヘッド素子から成るマルチヘ
ッドを有しており、Ｎ−１番目のサーボトラックとＮ番
目のサーボトラックとから第１のヘッド素子を介して得
られる位置誤差信号の値Ｘ　（Ｎ）　ｌと、Ｎ番目のサ
ーボトラックとＮ＋１番目のサーボトラックとから第２
のヘッド素子を介して得られる位置誤差信号の値Ｘ（１
４１）Ｉとを同時に復調し、Ｎ番目のサーボトラックに
関する所望の書込み位置と実際の書込み位置とのずれを
補正する位置ずれ補正値ＸＮ’および位置誤差信号の値
Ｘ　（Ｎ）　Ｉｎ、　Ｘ　（Ｎｉｌ□から、Ｎ＋１番目
のサーボトラックの位置ずれ補正値Ｘ　Ｎ　＋　１′を
Ｘｅ＋＊＋　　−Ｘ　（Ｎ）　ｔ　＋　ＸＮ　　−Ｘ　
＜Ｎｉ＋＞２として算出するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によるヘッド位置ずれ補正方法においては、各ト
ラック幅は等しい値となる。

〔実施例〕

第１図に本発明の第１の発明の第１の実施例の原理説明
図を示す。第１図（ａ）はデータトラックの配置、山）
はサーボトラックの配置、（Ｃ）は位置誤差信号を示す
。磁気ディスク装置の主流である２相サ一ボ方式では、
第１図（ｂ）に示すように、２トラツク幅を有するＡ〜
Ｄの４つのサーボパターンが１トラツク幅ずつ位相をず
らして配置されており、これらのサーボパターンを約２
トランク幅を有するサーボヘッドで再生するように構成
されている。

サーボトラックの書込みは、Ｎトラック、Ｎ＋１トラツ
ク、Ｎ＋２）ラックの順に行なわれ、ヘッドの幅が１ト
ラツク幅よりも広いことからサーボトラックは重ね書き
されてゆく。

この結果、例えばＮ＋１番目のサーボトラック書込み時
に機構振動があると、図中の点線で示すようにサーボパ
ターンＤがΔＤだけ基準位置からずれた状態で書き込ま
れる。この場合、サーボパターンＢとＤによってサーボ
ヘッドをＳＨ３の状態に位置決めすると、Ｎ＋１番目の
データトラックに対してサーボヘッドが位置ずれを起こ
すことになる。

そこでＮ＋１番目のサーボトラックの所望の書込み位置
からのずれ（−Ｘ□、′）をサーボトラック書込み後に
測定しておき、サーボヘッドを第１図のＳＨ３で示す状
態のように位置決め制御する際に、Ｎ＋１番目のサーボ
トラックの所望の書込み位置からのずれ（Ｘｌ−１’　
）を補正した新たな位置誤差信号（ＸＭ＋Ｉ　＋　ＸＮ
や、′）を基準としてヘッドの位置決め制御を行なえば
、サーボヘッドは所望の位置を追従することになる。ま
た、このようにして修正された位置誤差信号群では、式
（１）に示すように、隣接した位置誤差信号の値どうし
が場所によらず基準トラック間隔Ｘ０の隔たりを有する
ことになる。

（ＸＨ＋ＸＮ’）　　　（ＸＮ、Ｉ＋ＸＮや＋’）＝Ｘ
ｏ・・・（１）ここで例えばＮ番目のサーボトラックの
所望の書込み位置からのずれ（ＸＮ’）が既知であれば
、サーボヘッドを第１図の５）１２のように位置決めし
、位置誤差信号ＸＨとｘＮ、ｌを同時に再生して、位置
誤差信号Ｘ　Ｈ＋　Ｈのずれ補正量（ＸＮ＋１　’　）
を式（２）のように求めることができる。

Ｘ１＋１　　’　　−Ｘｓ＋　Ｘｓ　　　　　　ＸＮ＋
ｔ　−Ｘｓすなわち、サーボパターンＡ、Ｃから得られ
る位置誤差信号の値ＸＮ（特性ｍｓｉ参照）と、サーボ
パターンＢ、Ｄから得られる位置誤差信号の値Ｘｗ−ｔ
（特性線Ｓ２参照）とを用いてサーボヘッドをＳＨ２の
ように位置決めし、この状態で２つの位置誤差信号ＸＮ
、ＸＯ、の差を基準トランク幅と比較すれば、位置誤差
信号ＸＯ１を与えるサーボパターンＤの位置ずれを検出
できる。なお、ラインＬＭ上のＸの値はＸイ＋ＸＮ　　
１ラインＬ　Ｎ　＊　１上のＸの値はＸＨ＋ｓ　＋　Ｘ
Ｎ＋１　’である。

このような方法を使用してサーボトラック間の位置ずれ
を検出し補正を行なうことにより、サーボトラックはＯ
トラックを基準として全て平行に書き込まれたのと等価
な状態になる。さらに、０トラツクで真円の位置基準が
得られるような学習制御を施した後に′全トラックに渡
って位置ずれ補正値を決めてやれば、全てのサーボトラ
ックが真円に書かれたのと等価な状態になる。すなわち
、この実施例により、磁気ディスク装置のサーボシステ
ムはサーボトラックライタの書込み精度に係わらず常に
高精度な位置誤差信号を提供できるようになる。

ただし、本実施例ではサーボヘッドをオフセットさせた
場合にも位置誤差信号の検出感度（特性線Ｓｌ、３２の
傾斜）が変化しないことが重要であり、このためには電
磁変換特性が局部的に変化しない媒体をサーボ面として
使用することが望ましい。

第２図に第１の発明の第１の実施例が適用される制御回
路を示す、第２図において、ｌは反転増幅器、２は加算
器、３は引算器、４は基準信号発生回路、５は欠番、６
はＡ／Ｄ変換器、７は周回メモリ、８はマイクロプロセ
ッサ、９は位置ずれ補正データ記憶回路、ｌＯはＤ／Ａ
変換器、１１は加算器、１２〜１９は欠番、２０〜２３
はセレクタである。

サーボヘッドの位置決め制御に用いる位置誤差信号は、
第２図に示すように、サーボパターンＡとＣ，ＢとＤか
ら復調される信号（第１図の特性線Ｓ１と８２に示す信
号）ａとｂの２通りがあり、通常のヘッド位置決め制御
においては所望のトラック番地に従って動作するセレク
タ２０によって２つの位置誤差信号のいずれかがその極
性を含めたかたちで選択され、ヘッドは位置誤差信号の
零点を目標として位置決めされる。一方、本実施例にお
ける位置ずれ補正値の検出においては、同時に再生され
ている２つの位置誤差信号の双方を用いてヘッドの位置
決め制御を行なう、このため、セレクタ２１によりヘッ
ドの移動方向に対して信号振幅の変化が等しくなるよう
に２つの位置誤差信号ａ、ｂの傾きを揃えるとともに、
加算器２によって位置誤差信号の値ａ１とｂｔの和信号
（ａ１＋ｂｌ）／２を生成して位置ずれ検出用位置信号
ｍとして出力し、ヘッドの位置決め制御に供する。なお
この場合、制御用のマイクロプロセッサ８から周回メモ
リ７を通してＤ／Ａ変換器１０にオフセット用の直゛流
電圧を発生させ、徐々にオフセットさせながらセレクタ
２２を切り替えれば、通常のオントラック制御から位置
ずれ検出のためのオフトラック制御にスムーズに移行さ
せることができる。

このようにして、サーボヘッドをオフトラック制御する
と、サーボヘッドは本来位置決めされる２つの位置誤差
信号の零点の中間位置に位置決めされる。この状態では
、２つの位置誤差信号が同時に再生されており、引算器
３によって第１図のヘッドの状ｖＲ８Ｈ１と状態ＳＨ３
との位置ずれが検出され、さらに基準信号発生回路４か
ら発生された基準トランク間隔ＸＯに相当する基準信号
が差し引かれて位置ずれ補正信号ｎとなる。この位置ず
れ補正信号ｎはＡ／Ｄ変換器６を通してデジタル化され
、周回メモリ７にディスクの回転に同期したかたちで取
り込まれる。この後マイクロプロセッサ８に取り込まれ
、位置補正データ記憶回路９から読み出されたＮトラッ
クの位置補正データと加え合わされ、Ｎ＋１）ラックの
位置補正データとして、位置補正データ記憶回路９に記
憶される。なお、位置補正データの記憶には、位置補正
データ記憶回路９を用いずに、特開昭５７−７８６７９
号公報や特願昭６３−２８７５８１号に開示されている
ように、ディスク媒体そのものを用いることもできる。

上記の操作をサーボヘッドを１トラック進めながら繰り
返すことにより、すべてのトラックに対する位置ずれ補
正値を算出することができる。

実際のヘッド位置決め制御の際には、位置補正データ記
憶回路９から取り出された位置補正データが周回メモリ
７に転送され、ディスク媒体の回転に同期したかたちで
Ｄ／Ａ変換器１０を通してアナログ化され、加算器１１
によってサーボヘッドから再生された位置誤差信号に加
えられる。そして、セレクタ２２から位置決め制御信号
ｐとして出力される。このように本実施例の位置ずれ補
正のための信号処理は極めて簡易である。

第３図に第１の発明の第２の実施例の原理説明図を示す
。第３図＋８）はデータトラックの配置、（ｂ）はサー
ボトラックの配置、（Ｃ）は位置誤差信号を示す０本実
施例ではサーボパターンに３相サ一ボパターン方式を用
いており、サーボパターンは３トラック幅に渡って書き
込まれている。また、これを約３トラツクのコア幅を有
するサーボヘッドで再生し、第３図のような位置誤差信
号を再生する（特性線８３〜Ｓ５参照）０本実施例では
約３トラツク幅に渡る幅広のヘッドを用いるため、第１
図の実施例と異なり、通常のオントラック状態で隣接し
た２つの位置誤差信号を同時に再生できる。

例えば、データのＮトラックに位置決めした状態５）１
４でＮ＋１トラツクでの位置誤差信号を再生し、あるい
はデータのＮ＋１トラツクに位置決めした状ＭＳＨ５で
Ｎ＋２トラツクでの位置誤差信号を再生して位置ずれ検
出に供することができる。

従って、位置ずれ検出のために特別な制御処理を必要と
しない、なお、第３図ではサーボヘッドは３個の位置誤
差信号をそれぞれの状態で検出するが、このうちの隣接
する任意の２個の信号を使用してヘッド位置ずれを補正
することになる。

第４図に第２の実施例が適用される制御回路を示す、第
４図において第２図と同一部分又は相当部分には同一符
号が付しである。本回路では、へラド位置決め制御用の
位置信号ａ、ｂ、ｃがセレクタ２３ａにより、また位置
ずれ検出用の位置信号ａ　＃　、　　ｂ　Ｉ　、　　ｃ
　’がセレクタ２３ｂにより常時選択されており、オン
トラック状態であれば、引算器３から常に位置ずれ信号
が出力されている。

この信号処理は第２図で説明したのと同様であり、ここ
ではその説明を省略する。

第５図に本発明の第２の発明の実施例の原理説明図を示
す０本実施例ではサーボパターンに第１図と同様の２相
サ一ボ方式を用い、サーボヘッドには２つのヘッド素子
をトラック幅に等しい間隔で配置したマルチヘッドを用
いる。２つのへラド素子のコア幅はサーボ面サーボ方式
では２相サ一ボ方式を適用して約２トラック幅とし、デ
ータ面サーボ方式では約１トラツク幅とする。また、位
置ずれ検出後も２つのヘッド素子を有効に利用するには
、１つのヘッド素子を約２トラツクのコア幅を有するサ
ーボ専用とし、他のヘッド素子を約１トラツクのコア幅
を有するデータ専用とする構成が有効であり、位置ずれ
検出の際に各ヘッド素子からの位置誤差信号の再生感度
が等しくなるように調整しておけば、データ面サーボ方
式でも、２相サ一ボ方式を使った高精度な位置決め制御
が可能になる。

第５図はサーボ面サーボ方式に適用した場合を示し、ト
ラック幅に等しい間隔で配置されたトラック幅の約２倍
のコア幅を有する２つのヘッド素子５ＨＩ１．５Ｈ１２
から成るサーボヘッド５Ｈ１０を用いる。そして、ヘッ
ド素子５Ｈ１、によってＮ番目のサーボトラックとＮ＋
１番目のサーボトラックとからＮ番目の位置誤差信号（
特性線Ｓ６に示す信号）ｄ、ヘッド素子５Ｈ１２によっ
てＮ＋１番目のサーボトラックとＮ＋２番目のサーボト
ラックとからＮ＋１番目の位置誤差信号（特性線Ｓ７に
示す信号）ｅを同時に復調する。

本実施例のサーボパターン配置は第１図の実施例と全く
同様であるが、ヘッド素子５Ｈ１、と５Ｈ１２で再生し
た場合、その隔たりは式（３）のように０となる。

（Ｘ（□ｌ）ｌ＋ＸＮ＋１’）　　　（Ｘｎ＋＊富）ま
＋ＸＮ＋ｔ’）＝０　・　・　・　・（３） ここで、例えばＮ番目のサーボトラックの所望の書込み
位置からのずれ（−Ｘｎ、ｔ’）が既知であれば、ヘッ
ド素子５）Ｉｌｌから構成される装置誤差信号Ｘ（Ｈ，
Ｉ）ｌとヘッド素子５Ｈ１２から構成される装置誤差信
号Ｘ□＋＋２□から、位置誤差信号Ｘｎｅｔのずれ補正
量（ｘｓ−ｚ’）を式（４）のように求めることができ
る。

Ｘゎ！′＝Ｘ（Ｎ。＋ｚ＋ＸＮ＊Ｉ　　　Ｘ工、！□・
・・（４）サーボパターンの位置ずれは、このようにし
て２つのヘッド素子５Ｈ１、および５Ｈ１２から復調さ
れた位置誤差信号の差から求められる。

本実施例の場合、２つの位置誤差信号Ｘ（Ｎ。１）。

Ｘ　ｏｉ＋ｚ＞ともに本来のヘッド位置決め状態で検出
されるため、媒体欠陥等により局部的に電磁変換特性が
変化している場合でも、全くその影響を受けない。すな
わち、予め媒体の電磁変換特性の変化を考慮したかたち
でサーボトラックの位置ずれを検出できるため、サーボ
面に電磁変換特性の優れた媒体を要求するまでもな（、
従来にない高精度な位置決め制御を実現できる。

第６図に第２の発明の実施例が適用される制御回路を示
す、同図において第４図と同一部分又は相当部分には同
一符号が付しである０位置誤差信号は２つのヘッド素子
５Ｈ１、および５Ｈ１２から各々２相分が再生され、こ
れの位置誤差信号ｄｅはセレクタ２３によりヘッドの移
動方向に対する傾きが揃えられる。そして、ヘッド素子
５Ｈ１１から復調された位置誤差信号（特性線Ｓ６に示
す信号）ｄがヘッド位置決め制御に供され、ヘッド素子
５Ｈ１２から復調された位置誤差信号（特性線Ｓ７に示
す信号）ｅが位置ずれ検出に供される。なお、本実施例
の場合、ヘッド素子５）（１１と５Ｈ１２とが予め基準
トラック幅分ずれているため、２つのヘッド素子から構
成される装置誤差信号Ｘｌｌ＋１１とＸ２．２の差から
直接サーボパターンの位置ずれを検出できる０本実施例
では位置ずれ検出のためにオフトラック制御を必要とし
ないばかりか、サーボ媒体の電磁変換特性のむらの影響
を全（受けないという特徴を有している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、Ｎ＋１番目のサーボトラ
ックの位置ずれ補正値Ｘ　Ｉｆ　＋　１′をＸＮ＋１　
’　＝　ＸＮ＋　ＸＮ　　　ＸＮ＋１　　ｘｌｌまたは ＸＯ、’　”Ｘ　（Ｎ目＋ＸＮ　　　Ｘ（Ｎ＋ｎ冨とし
て算出することにより、サーボトラック書込み時にヘッ
ド支持部やディスク媒体支持部の機構振動により生じた
サーボトラックの位置ずれを簡易かつ精度良く検出し、
位置ずれ補正を行なうことができる効果がある。この結
果、サーボトラックライタの書込み精度に係わりなく、
高精度なヘッドの位置決め制御を実現できる。また、レ
ーザ位置決めシステム等の外部測長手段を必要とせず、
位置ずれ補正値を位置決め制御系自身で測定できるため
、生産性が極めて高い。

本発明はサーボ面サーボ方式のみならず、セクタサーボ
等に代表されるデータ面サーボ方式にも適用可能であり
、トラック密度の向上とともにその効果が太き（なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明の第１の実施例を説明する
ための原理説明図、第２図は第１の発明の第１の実施例
が適用される制御回路図、第３図は第１の発明の第２の
実施例を説明するための原理説明図、第４図は第１の発
明の第２の実施例が適用される制御回路図、第５図は本
発明の第２の発明の詳細な説明するための原理説明図、
第６図は第２の発明の実施例が適用される制御回路図で
ある。 １・・・反転増幅器、２，１１・・・加算器、３・・・
引算器、４・・・基準信号発生回路、６・・・Ａ／Ｄ変
換器、７・・・周回メモリ、８・・・マイクロプロセッ
サ、９・・・位置ずれ補正データ記憶回路、ｌＯ・・・
Ｄ／Ａ変換器、１１・・・加算器、２０〜２３・・・セ
レクタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法にお
   いて、Ｎ−１番目のサーボトラックとＮ番目のサーボト
   ラックとから得られる位置誤差信号の値Ｘ＿Ｎと、Ｎ番
   目のサーボトラックとＮ＋１番目のサーボトラックとか
   ら得られる位置誤差信号の値Ｘ＿Ｎ＿＋＿１とを同時に
   復調し、Ｎ番目のサーボトラックに関する所望の書込み
   位置と実際の書込み位置とのずれを補正する位置ずれ補
   正値Ｘ＿Ｎ′、前記位置誤差信号の値Ｘ＿Ｎ、Ｘ＿Ｎ＿
   ＋＿１および基準トラック間隔Ｘ＿Ｏから、Ｎ＋１番目
   のサーボトラックの位置ずれ補正値Ｘ＿Ｎ＿＋＿１′を Ｘ＿Ｎ＿＋＿１′＝Ｘ＿Ｎ＋Ｘ＿Ｎ′−Ｘ＿Ｎ＿＋＿１
   −Ｘ＿Ｏとして算出することを特徴とするヘッド位置ず
   れ補正方法。
2. （２）磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法にお
   いて、１トラック間隔ずらして配置した少なくとも２つ
   のヘッド素子から成るマルチヘッドを有しており、Ｎ−
   １番目のサーボトラックとＮ番目のサーボトラックとか
   ら第１のヘッド素子を介して得られる位置誤差信号の値
   Ｘ＿（＿Ｎ＿）＿１と、Ｎ番目のサーボトラックとＮ＋
   １番目のサーボトラックとから第２のヘッド素子を介し
   て得られる位置誤差信号の値Ｘ＿（＿Ｎ＿＋＿１＿）＿
   ２とを同時に復調し、Ｎ番目のサーボトラックに関する
   所望の書込み位置と実際の書込み位置とのずれを補正す
   る位置ずれ補正値Ｘ＿Ｎ′および前記位置誤差信号の値
   Ｘ＿（＿Ｎ＿）＿１、Ｘ＿（＿Ｎ＿＋＿１＿）＿２から
   、Ｎ＋１番目のサーボトラックの位置ずれ補正値Ｘ＿Ｎ
   ＿＋＿１′を Ｘ＿Ｎ＿＋＿１′＝Ｘ＿（＿Ｎ＿）＿１＋Ｘ＿Ｎ′−Ｘ
   ＿（＿Ｎ＿＋＿１＿）＿２として算出することを特徴と
   するヘッド位置ずれ補正方法。