JPH0273576A - デイスク装置のヘッド位置決め方式 - 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、サーボ制御部を有するディスク装置のヘッド
位置決め方式に係り、特に、位置決め時のヘッド暴走を
防止するようにしたディスク装置のヘッド位置決め方式
に関する。

［従来の技術］ サーボ制御部を有する磁気ディスク装置のヘッド位置決
め方式としては、従来から、サーボ面サーボ方式による
ものと５例えば、米国特許第４．６９９，００４号明細
書や米国特許筒４，４２４．５４３号明細書等により提
案されているような、データ面サーボ方式（セクタサー
ボ方式など）によるものとがある。サーボ面サーボ方式
は、−面全体にサーボ情報のみ記録された一枚の磁気デ
ィスク（サーボディスク）を用いて、複数のデータ磁気
ディスクのすべてに対するヘッド位置決めおよびトラッ
キングサーボを行なうもので、１つのサーボ情報が他の
すべてのデータディスクに兼用されるため、各データデ
ィスクは全面をデータ用に使うことができ、データ記録
量を増大できる利点があるが、サーボディスクとデータ
ディスク間の位置ずれが起き易い問題がある。

一方、セクタサーボ方式では、各磁気ディスクのデータ
エリア（トラック）を円周方向に分割した各セクタ毎に
、先頭にサーボ情報を記録し次いでデータ情報を記録し
、この一定周期（セクタ間隔）毎に得られるサーボ情報
を用いて、ヘッド位置決めおよびトラッキングサーボを
行なうもので、サーボ情報とデータ情報が同一ディスク
同一トラック上に記録されているため、上記サーボ面サ
ーボ方式におけるような位置ずれの問題は生じない利点
がある。

しかし、上記従来のセクタサーボ方式では、データエリ
アの外側と内側に外周ガードバンドと内周ガードバンド
を設け、これらのガードバンドを如何に検出し、またそ
の際ヘッドを如何に制御するかについて論じられていな
い。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のセクタサーボ方式では、セクタ間隔等、一定
周期で得られるサーボ情報を用いてヘッド位置決め制御
およびトラッキングサーボを行なっているが、データエ
リアの外側および内側にある外周ガードバンドおよび外
周ガードバンドの保護エリアの検出の仕方や、それによ
るヘッド制御の仕方について、配慮がされておらず、ガ
ードバンドの検出が迅速にできないため、ヘッドがガー
ドバンドを越えて暴走したり、衝突したりするという問
題があった。

例えば、通常のトラック−周当りのセクタ数が４０程度
の場合、セクタ間隔は４００μｓ程度となり、サーボ情
報もこの４００μｓの間隔で得られることになるが、デ
ィスク−面当りのトラック数を１０００本、トラックピ
ッチを２０μｍ程度、外周ガードバンド幅を４０〜５０
トラツク（８００〜１０００μｍ）、ヘッド位置決め速
度を０．８ｍ／　ｓ　ｅ　ｃとすると、１セクタ間隔（
４００μｓ）中にヘッドが横切るトラック数（ヘッド移
動距離）は、１６本程度（３２０μｍ）に達し、外周ガ
ードバンド幅（４０〜５ｏトラツク）に比べて無視でき
ない大きさとなる。この結果、ヘッドがデータエリアか
ら外周ガードバンドに達したとき、もしも、この達した
ことを上記のセクタ間隔毎に現れるサーボ情報を用いて
検出しようとすると、サーボ情報によるガードバンドの
検出が遅れ、これに制御応答時間も加わって、ヘッドを
直ちに停止しまたは引き戻すことができず、その結果、
ヘッドの暴走や衝突が発生するという問題が発生するも
のである。また、ガードバンド幅を広くとれば、この問
題はある程度防ぐことができるが、特に外周の記録再生
特性の優れた多数のトラックを外周ガードバンドのため
に用いるのでは、その分記憶データ容量が少なくなり、
得策ではない。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、セクタサーボ方式等のデータ面サーボ方式を用いた
ディスク装置のヘッド位置決め方式において、ヘッドが
データエリア外のガードバンドエリアに来たことの検出
をできる限り早く行ない、それによって、ヘッドの暴走
や衝突を防止することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため１本発明のディスク装置のヘッ
ド位置決め方式は、データ面サーボ形式（セクタサーボ
形式やインデクスサーボ方式）のディスク記録媒体を用
い、該ディスク記録媒体のデータ記録エリアの外側およ
び内側に外周ガードバンドおよび内周ガードパントを設
け、このガードバンドに、前記データ記録エリアにおけ
るサーボ情報の周期（即ち、セクタ周期）よりも短い周
期をもって、該ガードバンドを検出する（該ガードバン
トにヘッドが来たことを検出する）ためのサーボ情報を
記録する構成としたことを特徴とする。

また、ヘッドが内周または外周ガードバンド上に来たと
き、その上のサーボ情報を検出して、その検出によって
ヘッドを停止しまたはデータ記録エリアへ引き戻す手段
を設ける。

なお、データ記録エリアには、サーボ情報、ＩＤ部、お
よびデータ部の繰り返しパターンが一定周期（セクタ周
期）で書かれているが、これに対し、ガードバンドでは
、ＩＤ部およびデータ部を省き、サーボ情報のみを例え
ば１０倍ないし数１０倍の密度で操り返し記録すること
により、その周期をデータ記録エリアにおける周期（セ
クタ周期）に比べて十分に短縮される。

［作用］ 上記構成に基ずく作用を説明する。

データエリアの一定周期（セクタ周期）のサーボ情報に
対し、ガードバンド上のサーボ情報の周期は異っている
ので、この周期の違いにより、ガードバンドエリアだと
いうこと（ヘッドがガードバンドに入ったこと）を検出
することができる。

また、ガードバンド上のサーボ情報は、データ記録エリ
アでのサーボ情報に比べてごく短い周期であるので、ヘ
ッドがガードバンドに入ったことの検出は即時に行なわ
れ、この結果、ヘッドがガードバンドを突き抜けて暴走
や衝突を起すことが回避される。

ちなみに、セクタ周期が約４００μｓの場合、従来技術
では、ヘッドがガードバンドに入ってからそのことが検
出されるまでに、最悪４００μｓかかるが、本発明のよ
うに例えば１０分の１ない゛し数１０分の１の短い繰り
返し周期のサーボ情報をガードバンド領域に用いた場合
、その１０分の１以下（４０Ｉｉｓ以下）で検出できる
。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

まず、ディスク装置の全体構成を第２図より説明する。

ディスク装置は、情報の記憶媒体である１枚以上の円板
（磁気ディスク）ｌ、それを即動するスピンドルモータ
２、情報の読み書きを行うヘッド３、それをヘッド駆動
系と結ぶアーム４、これらキャリッジを即動するボイス
コイル型モータ（ＶＣＭ）５からなる機構系（第２図で
は、機構系のカバー及びフレームは省略されている）、
ベース６、並びに、上位ホストとのインターフェース及
びデータ転送を制御するコントローラ系回路、ヘッドの
位置決めを制御するサーボ系回路、円板を定常回転させ
るスピンドルモータ駆動系回路、上位ホストの情報（デ
ータ）と円板上の記録情報の交換を行うリード／ライト
系回路、及びこれら回路をコントロールするマイコン（
マイクロコンピュータ）から成る制御基板（ＰＣＢ）７
より構成される６ 回路系全体のブロック図を第３図に示す。

第３図において、３０〜３３はホストとのインターフェ
ース制御及びデータ転送制御回路（３０はインタフェー
スコントローラ、３１はバッファラム、３２はＤＭＡコ
ントローラ、３３はストレジコントローラ）、３４．３
５はホストデータ及びディスク上のデータの交換を行う
エンコーダ／デコーダ及びそれに用いる同期信号を発生
するＶＦＯ１３６，３７はリードデータの増幅を行うＡ
ＧＣ（オートマチイックゲインコントロール）アンプ、
及びアナログ波をデジタル化するパルスディテクタ、３
８〜４１はディスク面上のサーボデータを復調する回路
（３８はサーボ発生コントローラ、３９はグレイコード
発生器、４０はポジション発生器、４１はＡ／Ｄコンバ
ータ）、４２゜４３はマイコンが出力するデータにより
ＶＣＭ５を即動する回路（４２はＤ／Ａコンバータ、４
３はＶＣＭ睡動回動回路５０はスピンドルモータを定常
回転させる開動回路、４４は規定の電源電圧を供給する
電源回路、並びに、４５は、これらの回路をコントロー
ルするマイコンである。

第４図は、従来技術によるサーボ方式の説明図である。

ここで、第３図、第４図により、通常のヘッド位置決め
サーボ系の全体の流れを説明する。４６は情報を記憶す
るディスク（実際は１枚以上のデイスク）であるが、デ
ィスク面上には複数本の同心円状のトラックが割当てて
あり、更にトラックは複数のセクタに分割されている。

各セクタの一部（先頭）にはヘッド位置決めに用いられ
るサーボ情報が間歇的に記憶されているエリアがある。

ヘッド４７はこのセクタごとにあるサーボ情報により、
他トラツクへの位置決め（シーク動作）、および、トラ
ック内におけるトラック中底）への位置決め（フォロー
イング動作）を行う。セクタ毎にあるサーボ情報エリア
（サーボ情報部）にはトラック番号を示すグレーコード
４８とそのトラックからの位置ずれ量を示すバーストパ
ターン４９とがある。このグレーコード４８とバースト
パターン４９の詳細は、第８図に示される。なお、６９
は、サーボ情報部に続くデータエリアである。

次に、ヘッド位置決め動作時におけるマイコン処理の概
要を説明する。（第３図参照）上記フォローイング動作
時、セクタ毎に得られるバーストパターンの電圧レベル
はＡＧＣアンプ３６により増幅され（なお、サーボ復調
タイミング発生器（サーボ発生コントローラ）３８によ
りＡＧＣアンプのゲイン調整機能は抑制されている）位
置情報復調器４０により目標トラックからのずれ量を表
わす信号とされ、Ａ／Ｄコンバータ４１しこよりデジタ
ル化され、マイコン４５はそのデジタル値に基づき、ヘ
ッド位置決めのための制御量を出力する。

上記シーク時、セクタ毎に得られるグレーコードはＡＧ
Ｃアンプ３６により増幅され（前記同様ゲイン調整機能
は抑制されている）、パルスディテクタ３７によりデジ
タル化され、グレーコード復調器３９によりトラック番
号を示す値に復調される。マイコンは前記グレーコード
及び前記デジタル化された位置ずれ量からヘッドの現在
位置を認識し、前回のサーボ情報（１つ前のセクタ、同
一トラックとは限らない。）から得た現在位置との差よ
り、ヘッド移動の速度を算出する。そして、目標とする
速度の差より制御量を出力する。

次に、従来のディスク面上に書かれているサーボパター
ンの一例を第８図に示す。通常各セクタの開始部には、
セクターサーボ部７７があり、続いて、ＩＤ部とデータ
部６９が続き、最後にギャップ部７８で１セクタ分を終
了する。このサーボ部７７の詳細は、データの書かれて
いない（または、オールＩＩ　ＯＩＩパターンのごとき
イレーズパタンからなる）ＤＣイレーズ部７ｏ、特定の
パターンが書かれ、サーボ部の開始を示すアドレッシン
グマーク部（ＡＭ部）７１、シリンダ情報（絶対トラッ
ク番号）の書かれているＣＹＬ　（シリンダ）部７２（
グレーコードと呼ばれるパターンが使われることが多い
）、位置決め情報の書かれているバーストパターン７３
．７４，７５．７６　（トラック中心に対し、各々、適
当に半径方向にずれている）等で構成される。

なお、バーストパターン７３〜７６を用いてヘッドのト
ラックずれを検出する方法はよく知られているので、詳
細は省略するが、−例を述べると、ヘッドが第０．２，
４，６．８・・・・・・トラック（シリンダ）の真上に
来れば、Ｂ位置信号７４の振幅が最大、Ｄ位置信号７６
の振幅が最小、ＡとＣ位置信号の振幅が最大値の半分と
なる略正弦波形が再生され、ヘッドが第１．３，５．７
トラツクの真上に来れば、信号りが最大、信号Ｂが最小
、信号ＡとＣが半分となる略正弦波形が再生され、ヘッ
ドが第０と１トラツクの中間に来れば、信号Ｃが最大、
信号Ａが最小、信号ＢとＤが生方となる略正弦波が再生
され、ヘッドが第１と２トラツクの中間に来れば、信号
Ａが最大、信号Ｃが最小、信号ＢとＤが半分となる略正
弦波が再生される。

そこで、これらの波形のトラックずれ量に対する出力が
直線的に変化する部分を用いて、ずれ量の大きさと方向
を表わす信号を得る。

ここで、セクターパルス６７の検出の仕方について示す
と、通常、データ検出回路では、何らかの信号が入って
いるが、セクタの開始部で、ある数以上の無信号（ＤＣ
イレーズ部）が続くと、それを検出することができる。

そして、続く特定パターンのアドレッシングマーク７１
があることを確認して、セクタの開始と認識し、ＤＣ−
ＡＭ検出信号６８（第８図）がＨ−）Ｌとなる。そして
、一定区間のサーボ部７７の終了を確認後（タイマー処
理してもよい）信号６８がＬ−＋Ｈとなる。その変化を
とらえて、信号６７（セクターパルス）が出力される。

このセクターパルス６７により、通常のデータのリード
、ライト処理がなされる。

前述したように、データ面サーボ方式ではサーボ情報は
各セクタの先頭でしか得られないため、キャリッジを制
御するタイミングもセクタの時間間隔（第４図の８０１
通常３ｏＯ〜６ｏＯμｓ程度で、モータの回転数、１セ
クタ当りのデータ容量、セクタ数等により変る）でしか
行えない。通常のリート／ライト動作では、その時間間
隔を考慮して制御しているからよいが、万一の異常時発
生で、ヘット４７がデータエリアからはずれたガードバ
ンドエリアに入っても同じように、３００〜６００μｓ
の時間間隔でしか異常エリアに入ったことを検出できず
、異常処理が遅れてしまう。

その為に、ガードバンドエリアを広くとったり、最悪の
場合ヘッドの衝突が生じたり、外部に飛び出したりする
。

そこで、本発明はこのガードバンドエリアの検出をでき
るだけ早く行い、適切な処理を迅速に行うことを目的と
している。

本発明の一実施例を第１図により説明する。ディスク面
上には、通常のデータを書き込むデータエリア５２の半
径方向両側に、内周ガードバンドエリア５３と、外周ガ
ードバンドエリア５４を設ける。そのデータエリア５２
のトラック構造は、第４図の４８．４９．６９で示し、
またその詳細を第８図で示した構造と同じである。しか
し、そのガードバンドエリア５３または５４には、第４
図で示したサーボ情報部子データエリア６９のうちのデ
ータエリア６９を省略して、サーボ情報部４８．４９と
ギャップ７８のみのくり返しパターンを連続して書いて
おく。（もちろん、ギャップ７８を省き、サーボ情報部
のみのくり返しでもよい。）この詳細を第９図に示す。

サーボ部のくり返しが書かれている。これによって、Ｄ
Ｃイレーズ部７０とアドレッシングマーク７１の検出に
よってセクタパルス６７が出力されるが、その周期は第
３図で示した周期８０に対し、第１図に示すように周期
８ｏの１０分の１ないし数１０分の１程度の短い周期８
１で出力される。（この周期８１は、サーボデータ部の
数を任意にすることによって、つまり、ギャップ７８の
長さによって変えることができる）この周期の違いを検
出することにより５ガードバンドエリアと認識すること
ができる。検出回路の一実施例を第５図に示す、第５図
の検出回路は第３図のサーボ発生コントローラ３８の中
に含まれている。第６図には、通常のデータエリアのタ
イミングチャートを、第７図には、ガードバンドエリア
のタイミングチャートを示す。

第５図および第６図で、通常時の説明を行うと、セクタ
パルス検出器６ｏによって、セクタの開始を示すセクタ
パルス５５が出力される。このセクタパルス５５は、第
９図のセクタパルス６７でもよいし、パルス６８の立下
りに相当するパルスであってもよい。この信号５５がラ
ッチ６１のｃｋ端子に印加されることにより信号５７が
出力される。一方、信号５５によりカウンタ６２がクリ
アされ、該カウンタ６２に印加されるクロック信号によ
り、一定時間後にクリアタイミング発生器６３からクリ
ア信号５６が出力され、これにより信号５７がクリアさ
れる。その為、アンド回路６４は動作せず、ラッチ回路
６５．６６には入力がないので、ガードバンドを示す信
号５８．５９は変化せず、データエリアにあることを示
す。

次に、ガードバンドに入った場合を第５図、および第７
図により説明する。セクタパルス５５によりラッチデー
タ５７が出力される所までは通常と同一である。しかし
、時間間隔８１が短いパルス５５が入ってくるため、カ
ウンタ６２がクリアされる。その為クリア信号５６が破
線で示した部分で出力されない為、５７の信号は出力さ
れたままとなる。その結果、６４のＡＮＤ回路が動作し
、信号５７と５５の論理和によりラッチ回路６５゜６６
が作動し、ガードバンドエリアを示す信号５８゜５９が
該ラッチ６５．６６から出力される。ヘッド４７が、引
き続いてガードバンドエリアにおればデータ５８．５９
は出力されたままであるが、その後に、データエリアに
戻った場合には、クリア信号５６が出力される為、ラッ
チ６６の出力５８はクリアされる。ただし、ガードバン
ドエリア信号５９は、−度山力されると、外部より（Ｍ
ＰＵからでもよい。）リセット信号が入るまで保持され
る。これは、信号５９は、−度ガードバンドエリアに入
ったらラッチされるので、異常を示す割込み信号として
（ＭＰＵに知らせる為等）用いられるからである。それ
に対し、信号５８は、今、ヘッドがどこにいるかを示す
為に用いることができる。

以上のようにして、ヘッドがアウターまたはインナーの
ガードバンドエリアに突入したことが検出されると、そ
の検出信号（ガードバンドエリア信号）５９（又は５８
）がマイクロコンピュータに入力され、マイクロコンピ
ュータは、直ちに、ヘッド駆動モータＶＣＭ５を動作し
て、ヘッドを停止させるか、データエリアまで引戻すよ
うに制御する。

本実施例によれば、データ面サーボにおいてのインナー
ガードバンド、アウターガードバンドの検出を通常のセ
クタ時間間隔８０よりも短い間隔８１で行うことができ
る。その為オーバーシュート等を早く検出し、異常処理
を行うことができるので、ガードバンドエリアを少なく
でき、データ面の有効活用や、ＴＰＩ（トラック密度）
の低減ができる。また、磁気ヘッドの衝突の防止や軽減
ができ、信頼性も向上できる。

また、要は、ＤＣＣｌ３ＦＡＭ部７１との短周期の繰り
返しがあれば、ガードバンドは検出可能。

であり、ガードバンド上でのトラッキングサーボは必す
しも必要でないから、本実施例の他に、ガードバンド部
は、ＤＣイレーズ７０とＡＭマーク７１と、ギャップ７
８の連続したくり返しのみとして、バーストパターン等
は省略してもよい。この場合は、ＣＹＬやバーストパタ
ーンがないので。

サーボトラックライタ（ＳＴＷ）が簡単になり、また、
異常状態（オーバシュート）の検出がより早くできると
いう利点がある。

また、外周ガードバンドのサーボ情報と内周がガードバ
ンドのサーボ情報の記録形式（符号形式など）を異なら
しめることにより、ヘッドが外周と内周のいずれに来た
かを区別して検出することもできる。

また、セクタサーボ方式にかえて、インデクスサーボ方
式（トラックの一周毎にその始点を示すインデクスの記
録されたディスクを用いるもの）にも適用できる。

［発明の効果］ 以上詳しく述べたように、本発明のディスク装置のヘッ
ド位置決め方式によれば、内周または外周のガードバン
ド上のサーボ情報をデータ記録エリア上のサーボ情報に
比べて短い周期としたことによって、ガードバンドの検
出がより早くできるので、ヘッドの移動時のオーバシュ
ートを減らし、その暴走や衝突を防止し、信頼性を向上
することができる。また、ガードバンド領域を減らして
もヘッドの暴走や衝突の危険がなくなるので、その分デ
イスク記録媒体のデータ記録エリアを増すことができる
等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すディスク記録媒体の構
成図、第２図はディスク装置の全体構成図、第３図は本
発明の適用される制御回路のブロック図、第４図は従来
のセクタサーボ方式の概要を説明するためのディスク記
録媒体の構成図、第５図は本発明の一実施例の適用され
る回路図、第６図は第５図のデータエリア部での動作を
示すタイムチャート、第７図は第５図のガードバンドエ
リア部での動作を示すタイムチャート、第８図は一般的
なセクタサーボ方式におけるデータ記録エリアのフォー
マット図、第９図は本発明の一実施例におけるガードバ
ンドエリアのフォーマット図である。 １・・・・・・円板、２・・・・・・スピンドルモータ
、３゜４７・・・・・・ヘッド、４・・・・・・キャリ
ッジ、５・・・・・ＶＣＭ、６・・・・・・ベース、７
・・・・・・ＰＣＢ、３８・・・・サーボ発生コントロ
ーラ、３９・・・・・グレーコード発生器、４０・・・
・・・位置信号発生器、４８・・・・・・グレーコード
、４９・・・・・・バーストパターン、５２・・・・・
・データエリア、５３・・・・・・内周ガードバンド、
５４・・・・・・外周ガードバンド、５５．６７・・・
・・・セクタパルス、５８．５９・・・・・・ガードバ
ンドエリア信号、６０・・・・・セクタパルス検出器、
６１・・・・・・カウンタ、６３・・・・・・クリアタ
イミング発生器、６１，６５゜６６・・・・・・ラッチ
回路、６４・・・・・・ＡＮＤ回路、８０゜８１・・・
・・・セクタパルス間隔（周期）、７０・・・・ＤＣイ
レーズ、７１・・・・・・アドレッシングマーク、７２
・・・　ＣＹＬ　（シリンダ）情報、７３，７４゜７５
．７６・・・・・・バースト信号（位置信号）、６９・
・・・・・データエリア部。 仁！ 宕う 図 第４図 ？、　、ｌ′Ｉ＝ｉ、ｉ　号邪 第６図 第 図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ記録エリアにおけるトラックの周方向に所定
   周期でサーボ情報を記録したディスク記録媒体を用い、
   ヘッドにより前記データ記録エリアからデータとサーボ
   情報を再生し、再生サーボ情報によりヘッドの位置を制
   御するディスク装置のヘッド位置決め方式において、前
   記ディスク記録媒体のデータ記録エリアの外側および内
   側に外周ガードバンドおよび内周ガードバンドを設け、
   前記外周および内周ガードバンドには、前記所定周期よ
   りも短い周期をもつて、該ガードバンドを検出するため
   のサーボ情報を記録したことを特徴とするディスク装置
   のヘッド位置決め方式。 ２、前記内周または外周ガードバンド上のサーボ情報を
   検出する手段と、該検出する手段によりサーボ情報が検
   出されたとき、ヘッドを停止するか前記データ記録エリ
   ア側に引き戻す制御手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載のディスク装置のヘッド位置決め方式。 ３、前記内周または外周ガードバンド上にサーボ情報の
   みを記録したことを特徴とする請求項１記載のディスク
   装置のヘッド位置決め方式。 ４、前記内周ガードバンドと前記外周ガードバンドとで
   、サーボ情報の記録形式を異ならしめたことを特徴とす
   る請求項１記載のディスク装置のヘッド位置決め方式。