JPH0287379A - 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］ 本発明は磁気ディスク装置のヘッド位置決め方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来の磁気ディスク装置のヘッド位置決め方式には１．
複数枚あるディスクの一面がサーボ専用になっており、
データヘッドはサーボヘッドに対して機構系により特定
の関係を保つ様に構成されているサーボ面サーボ方式と
、２．特開昭５２−８０８１４の様に、データ面にサー
ボ信号を共存する様に構成しデータヘッド自身により、
ヘット位置決めを行なうデータ面サーボ方式と、３．特
開昭５３−９５００５のように上記サーボ面のサーボ方
式とデータ面サーボ方式を併用した方式の３つの基本方
式が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術のサーボ面サーボ方式は、主流をなしてい
る技術であるが、データヘッドそのものの変化を検出し
ていないため、熱変位等に対して位置決め精度の向上が
難かしいという問題がある。

特開昭５２−８０８１４の様なセクターサーボ方式では
位置信号が間欠的であるため、シークの高速化やサーボ
の高帯域化等に問題があった。特開昭５３−９５００５
のサーボ面サーボ方式とデータ面サーボ方式の併用方式
では、データ面にサーボ信号を書き込むため、データ領
域が減少すること、サーボ信号をデータ面にも書き込む
ため。

製造コストの上昇になること、ヘッド切り換え後の部首
ずれ補正に時間がかかる等の問題があった。

本発明は、従来のサーボ面サーボ方式に大きな変更を持
ち込むことなく、 データヘッドの温度変化等による位置決め誤差を除くこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、データヘットの出力からデ
ータヘッドのオフトラック量を推定する手段を設け、そ
のオフトラック量を補正するためにサーボヘッドをオフ
セットする様に構成したものである。

さらに述べれば、データヘッドの出力からオフトラック
量を検出するために、データ中、あるいは、特定の箇所
に、位置検出のための特定のパターンを設けそのパター
ンの振巾路によりヘッド位置を検出する様に構成したも
のである。

さらに述へれば、上記データヘッドによる位置検出のた
めの信号振幅をトラック位置等の出力の違いを校正する
ために目標トラック近傍のヘッド出力を用いて校正する
ものである。

さらに述べれば、上記データヘッドによるオフトラック
量検出は目標トラックに到着する以前すなわちシーク中
に行なわれるので、ヘラ１ｚのアクセス時間の短縮のた
めにフオロイング動作に移る時にオフトラック量を見込
む様にしたものである。

さらに、多くのヘッドを有する装置のｌ＼ツド切り換え
後のヘッド移動時間の短縮のために、シーク中に、全デ
ータヘッドのオフトラック量を検出し、保存する様に構
成し、ヘッド切り換え時に当該オフトラック量をオフセ
ットするものである。

さらに、サーボ面サーボとデータ面サーボの併用の方式
の装置において、アクセス時間の短縮のためにシーク中
にデータヘッドとサーボヘッドとのオフトラック量を検
出し、シークモードからフオロイングへ移る時に、フィ
ードフォワード的にオフトラックするものである。

［作用コ データヘッドの出力からデータヘッドのオフトラック量
が判るので、従来のサーボ面サーボ方式の大巾の変更を
することなく、高精度位置決めができる。また、データ
ヘッドのオフトラック検出時に特定の箇所を決めること
により、隣接相互間を考慮できるので正確なオフトラッ
ク検出ができる。また、シーク中にオフトラック量が検
出できるので、フィードフォワード制御によりヘッドの
整定時間を短縮できるとともに、ヘット切り換え時にも
、切り換え時間の短縮ができる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明の実施例の概略構成を示す図である。

積層された磁気ディスク１の一面がサーボ専用ディスク
であり、サーボヘッド３により検出される位置情報を用
いて、データヘッド２を位置付ける。データヘッドとサ
ーボヘッドはキャリッジ５により機構的結びつけられて
いるが、温度変化。

温度分布等のために若干ずれる（例えば記録時と再生時
のオフトラック）。本発明は、データヘッドの上記オフ
トラック量に補正することを一つの目的にしている。以
下第１図の構成例を順次説明するが、まず、従来のサー
ボループについて説明する。フオロイングループにおい
ては、サーボヘッド３で再生された信号は、ポジション
複調器６により、位置誤差信号に直され、適当な補償を
補償器７により受けた後、パワーアンプ１２．ボイスコ
イルモーター４にフィードバックされトラック追従を行
なうループを構成する。途中、スイッチ１１は、速度ル
ープとフオロイングループの切り換えのためのものであ
り、制御信号Ａによって制御される。速度ループは、現
在トラックから別のトラックにヘッドを移動するための
ループである。まず、コントローラー（図示せず）から
の命令に基づいて、移動トラック数がカウンター９にセ
ットされると同時に、スイッチ１１が速度ループ系に切
り換わる。移動距離に応じて決められた速度で制御する
ためにカウンター９の値に応じて、速度ガイド発生器１
０により速度ガイド信号が発生され、速度との差信号が
パワーアンプにフィードバックされ、速度が速度ガイド
に一致するように目標トラックまで移動される。カウン
ター９の値は１トラツク移動する毎に滅しられ、目標ト
ラックに到着すると零になる。トラッククロスパルス発
生器１３は、位置誤差信号に基づいて１トラツク移動す
る毎にパルスを発生するものである。電子タコメーター
８は、ボイスコイルモーターへ流れる電流と位置情報に
より速度を検出するものであ企。以上従来技術の概略を
述べた。次に本発明の説明に移る。

本発明は、データヘッド２からの信号に基づいてデータ
ヘットのオフトラック量ヲ検出し、その誤差量に応して
、サーボヘッドをオフセットすることにある。従って、
まず、データヘッドのオフトラック検出について述べる
。データヘットの再生回路は、第３図に示す様に、プレ
アンプ２１で増ＩＪされた後、ＡＧＣ（オート　ゲイン
　コントロール）アンプ２２を一定振巾になる様にゲイ
ンを調節し、ＬＰＦ　（ローパスフィルター）２３を通
し、信号弁別系に入力される。本発明では、位置変化量
を信号の振１１に応答づけるため位置誤差検出時にはＡ
ＧＣ２２は単なるアンプとなる様にスイッチ２４のコン
トロール信号Ｃによりフィールドバック電圧をＶｃの一
定値とする。（データ検出時にはスイッチ２４を切り換
えてエンベロープ回路１５の出力をフィー（くバック信
号とする。）第２図には、ＡＧＬのフィードバック電圧
をＶｃにしたときの位置とエンベロープ回路出力（ＥＶ
）の関係を示している。この際、トラック間で信号が任
意のパターンに書かれていると、周期性が悪くなるので
、位置誤差検出時のパターンは、隣接トラック間を含め
て規則性のあるパターンにしておく。この件に関しては
後述する。また、位置誤差検出は、実際には、データ検
出の途中で検出するため、ある時間間隔で間欠的に行な
うのが、第２図では、説明のために連続信号で表わして
いる。以下、第２図を用いて、データヘットのオフトラ
ック検出について詳述する。第２図ではデータヘットの
エンベロープ変化（Ｅｖ）の他に、サーボヘッドから復
調した位置誤差信号（ｐｏｓ。

）も記述している。いま、サーボヘッドの目標トラック
をＸＴとすると（ＸＴ−１、）（ま目標トラックの１ト
ラック手前である。ここで、データヘッドのオフトラッ
ク量をΔＸとするとＥｖの出力の最大値はｘ７より図の
問題は、Ｅｖの最大値の位置をヘットが目標トランクに
到着するまでに推定することになる。次にこの推定の方
法を示す。Ｅｖの最大値近傍では位置の変化に対して非
常に鈍感であるので、直接最大値を検出する方法は精度
が悪い。また、目標トラック上で、最大値を検出するた
めには、ヘッドを前後にフォブリングする必要があるた
め、応答性が悪いという問題が生じる。

ここで提示する方法は、最大値の位置を直接検出するの
ではなく、かつ、目標トラック到着前すなわち、シーク
中にΔＸを推定する方法である。まず第２図に示した実
施例について説明する。実施例の着眼点は、目標トラッ
ク近傍のトラックの状態は目標トラックの状態とほぼ同
じであるということ、すなわち、第２図に示した例では
、１トラツク前のΔｘ　Ｔ　ｚΔＸと見なし、ΔＸ′　
を求めること、および、目標トラック到着以前のトラン
クであるので、ウオブリングする必要なく位置と出力の
関係が与えられるという点にある。（ＸＥ−１）を１ト
ラツク前のＥｖの最大値の位置とするとき、（ＸＥ−１
）に対して出力Ｅｖはほぼ対称的になるから、位置に対
する出力の変化が大きい同電圧位ｆｆ１ＸＢＩ　ＸＡを
求め（それぞれＶａ、Ｖ＾より位置に換算）（ｘＥ−１
）＝　（ＸＡ＋ＸＢ）／２として推定する。ＸＡ、Ｘ、
Ｂは（ＶＨ＋ＶＬ）／２の電圧の位置を示す。（Ｘ　Ｔ
−１）は、サーボヘッド位置であるから正確に判るので
、Δｘ’　＝　（ＸＥｌ）　　　（ｘｒ−１）として、
方向とオフセットの量を推定することができる（電圧の
形で表わすと△ｘｌ　＝　ＶＡ＋ＶＢ　）。上記検出方
法のハード構成例を第１図に示している。エンベロープ
回路１５、ＰＯ８復調器６のそれぞれの信号を適当な時
間間隔でＡ／Ｄ変換器１６でサンプリングして、２トラ
ック分程度のＥｖ、ＰＯ５信号をレジスター１８に取り
込みこの値に基づいて、演算器１９により、上述したよ
うにＶ　ＨＩ　Ｖ　Ｌ＋　Ｖ　Ｂ　（Ｘ　Ｂに対応）、
ｖ＾（ＸＡに対応）を計算で求めΔＸ　を推定する。プ
ロセッサー１７はカウンター９の値が例えば目標トラッ
クの２トラツク前に達すると上記動作を行なうごとく制
御するためのものであり、通常、１７，１８．１９を１
つのマイクロプロセッサ−で構成される。

また（ＸＥ−１）の検出の別のアルゴリズムもある。特
にＥｖの波形が非対象になる場合はＸ　Ａ　＋Ｘ８でＥ
Ｖに接線をそれぞれ引きＹの交点を（ＸＥ−１）と推定
する方法等が有効である。

以上データヘッドのオフトラック検出例について述べた
が、類似の方法についても説明しておく、第７図は、デ
ータヘットがオフトラックしているときのエンベロープ
変化の様子を示したものであり、上図は、実線でサーボ
ヘッドの位置を点線でデータヘットのオフトラック位置
を示し、下図は符号に対応したエンベロープの様子を示
している。

■はデータヘットのオフトラックがない場合であり、■
、■は一側に■は＋側にオフトラックしている。本方式
は例えば、サーボヘッドが目標トラック到着する前の適
当な位置イ　の点において、エンベロープ出力を検出し
、該出力の大きさからオフトラックｉを知るものである
。第８図は、第７図に対応しており、　イ　の場所では
、■〜■の全範囲にわたって、オフトラック量と出力Ｖ
Ｅが一対一に対応する様子を示したものである。従って
、前もって、エンベロープ出力の位置と出力の関係が判
かっていれば（前もって測定してメモリーにストアして
おく）、測定点を決める事（例えばイ　）によりオフト
ラック量を検出できる。

ただし、この場合に重要なことは、エンベロープ出力が
、ディスク位置ヘッドによらず一定になる様に規格化す
る必要がある。その方法として、目標トラック近傍の出
力、例えば、１１−ラック前のエンベロープの最大出力
を用いて規格化するのが好ましい。以上述べた方法は、
データヘットの出力の大きさすなわち、エンベロープを
用いる方法であったが、データヘッドの出力がエンベロ
ープ検出以外の方式についても適用できる。この例とし
て、サーボ面とデータ面サーボを併用した方式について
第５図を用いて説明する。本方式の場合。

データ面ヘッドの位置は、サーボヘッドと同様位置信号
が得られるので、サーボヘッドとデータヘソ１−の相対
的位置関係は第５図に示す関係になり、零クロス位置の
差としてΔＸが求まる。（Ｄ−ＰＯ３はデータ面ヘッド
、５−ｐｏｓはサーボヘッドの位置信号を表わす。）し
たがってこのΔＸには、サーボ信号書き込み時サーボデ
ィスクとデータ面サーボ信号の相対的位置ずれ量が含ま
れる。

これは、あくまでも、データ面サーボ信号を基準にデー
タを書くことを前提にしたからである。したがって、サ
ーボ面を基準に考えて、定常状態時のＤ−ＰＯ３と５−
ｐｏｓの差を前もって検出しておき、この状態をサーボ
ヘッドとデータヘッドの初期状態と考えれば、上記初期
誤差を差し引いたものが新たに生じた誤差になる。式で
表わせば、初期状態時へＸ、とじて、測定結果をΔＸと
すると、新たに生じた誤差ΔＸＮ＝ΔＸ−ΔＸ、となる
。

サーボ面サーボとデータ面サーボの併用方式で目標トラ
ックに到着部にデータヘッドのオフトラック量を知るこ
とのメリットについては、後述する。

次に、エンベロープ検出のためのエリアとデータフォー
マットの関係について述べる。

第４図は、ディスク装置に用いられているフォーマット
の例である。通常、アドレスエリアとデータエリアが１
つのセットになって、トラック上にくり返される。ただ
し、データ格納形式で、アドレスエリア、データエリア
の長さが一定のものと、データエリアの長さが可変のも
のとがある。

まず、固定長形式の場合は、インデックスを基準にして
、アドレスエリア、データエリアが固定されるので、例
えば第４図のＰＬＯ−Ａ、ＰＬＯ−Ｄの位置とサーボデ
ィスクのクロックから容易に特定できる。ＰＬＯ−Ａ、
ＰＬＯ−Ｄと表示している部位は、Ｐ　Ｌ　０（Ｐｈｏ
ｓｅ　Ｌｏｃｌｅ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の同調部で
あり−Ａ、−Ｄでアドレス部、データ部の区別をしてい
る。いま、このＰＬＯ−Ａ部をエンベロープ検出部位と
兼用する（ＰＬＯ−Ｄでも同じと、ＰＬＯ部は、通常正
弦波の様な周期パターンになっているためエンベロープ
の検出に向いているうえに、ＰＬＯ部が決まった間隔で
現われるので、上述した位置検出が容易に行なえること
になる。しかし、ここで一つの改良が必要である。トラ
ックを横切ってエンベロープを位置に対して感度よく検
出するためには、隣接トラック間で位相が１８０°異な
っているか、隣接部にパターンがないことが望ましい。

この磁化状態を第６図（１）、（２）に示す。書き込み
時のタイミングは、サーボディスクからのクロックによ
るので、一致さすことは容易である。従って奇、偶トラ
ックでの位相管理を新たに設けることが必要になる。

このライトデータ管理はディスクコントローラ上で行な
う。（記述していない。）次に可変調形式のものについ
て述べる。この場合、固定長形式と異なり、ＰＬＯの位
置は固定されないうえにＰＬＯ部をエンベロープ検出部
とするとデータ長が長くなると１位置検出精度が劣化す
る可能性が生じる。従って、可変調形式の場合は、トラ
ック上の複数の特定の部位をエンベロープ検出領域に指
定し、上述した第６図の様な記録パターンを作成する。

（例えば第４図をＥ部にエンベロープ検出領域を設ける
）ただし、この領域は、データの書き直し時には同時に
書き換えられる。以上、エンベロープ検出領域について
述べたが、固定長形式においても、エンベロープ検出領
域とＰＬＯ領域を兼用する必要はなく、新たにエンベロ
ープ検出領域を設けても良く、実施例に限定するもので
はない。

次ｔ；、本発明の適用方法について言及する。データヘ
ノ１（の再生信号のエンベロープからΔＸの値を知る方
式のものにおいては、エンベロープ検出部も書き直され
るので、もしオフトラック量検出に誤差があれば、書き
直す毎にオフトラック量が増大する危険性がある。この
危険性を防ぐために、次の３通りの方法がある。１．オ
フセットは再生時のみで記録時には行なわない。２．再
生時には検出したオフトラック量だけ（少なくても良い
）オフセットするが、記録時には、検出したオフトラッ
ク量より少ない量だけオフセットする。

３、オフトラック量がある一定値を越えたときだけ上記
、１，２の方法でオフセットする。

データ面サーボとサーボ面サーボ併用方式のものについ
ては、記録、再生に関係なく、データ面サーボ信号から
位置信号が得られるので上記問題は生しない。

最後に目標トラック到着前にデータヘットのオフトラッ
クｉを検出したあとの処理について第１図に戻って述べ
る。

演算器１９で、データヘッドのオフ１へランク量を検出
し、Ｄ／Ａ変換器２０でアナログ量に変換し、フオロイ
ングループに加える。その結果、速度ループからフオロ
イングループに切り換わると同時に、フィード・フォワ
ード的にオフセットされることになるのでセトリング時
間を短くすることができる。より積極的にオフセットさ
れることになるのでセトリング時間を短くすることがで
きる。より積極的にオフセットするために、第９図に示
すように適当な時間間隔でオフセット電圧を変える。ま
た、ヘッドが目標トラックに到着する前に、複数のデー
タヘットの各々のオフトラック量を検出することにより
、ヘッドを切り換え時に、第９図に示した様にフィード
フォワード的にオフセットすることができるので、ヘッ
ト切り換え時のオフセット整定時間を短くすることがで
きる。

［発明の効果］ 本発明によれば、サーボ面サーボ方式のディスク装置に
おいても、データヘットの位置ずれを補正できるので、
高精度データヘッドの位置決めができる。

また、データヘッドのオフセット量をシーク中に検出で
きるためオフセント除去のためのフィード・フォワード
ができるため、整定時間を短くすることができる。

また、同様にｌ＼ソ）・切り換え時においても、前もっ
て、オフセット量を検知できるので、オフセット整定時
間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２はデータ
フォーマット例を示す図、第５図はデータ而サーボ併用
装置のオフトラック検出例を示す図、第６図はエンベロ
ープ検出のためのパターン例を示す図、第７図はオフト
ラックとエンベロープ出力の関係を示す図、第８図は第
７図のオフｌ−ランク時のエンベロープ出力の位置との
関係を示す図、第９図はオフトラック除去のためのフィ
ード・フォワードオフセント電圧の例を示す図である。 １　・ディスク、２・・・データヘッド、３・・サーボ
ヘッド、４・・・ボイスコイルモーター、５・・・キャ
リッジ、６・・・ポジション復調器、７・・・補償器、
８・・・速度検出器、９・・・カウンター、１０・・速
度ガイド発生器、１１・・・アナログスイッチ、１２・
・パワーアンプ、１３・・・）・ランククロスパルス発
生層、１４・アンプ、１５・・エンベロープ回路、１６
・・・Ａ／Ｄ変換器、１７・・プロセッサー、１８　・
レジスタ１９・・演算器、２０・・Ｄ／Ａ変換器。 ＰＬθ−Ａ ＰＬｔｌ−Ｄ 第７目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーボ専用の磁気ディスクを有する磁気ディスク装
   置において、シーク中にデータヘッドのオフトラック量
   を検出することを特徴とする磁気ディスク装置。 ２、上記特許請求の範囲第１項において、フオロイング
   動作時に、検出されたオフトラック量に応じて、オフセ
   ットすることを特徴とする磁気ディスク装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、再生時のみオフセ
   ットすることを特徴とする磁気ディスク装置。 ４、上記特許請求の範囲第２項において記録時には、検
   出オフトラック量より少ない量だけオフセットすること
   を特徴とする磁気ディスク装置。 ５、特許請求の範囲第３項又は第４項において、オフト
   ラック量がある一定量を越えたときオフセットすること
   を特徴とする磁気ディスク装置。 ６、特許請求の範囲第１項において、データヘッドのオ
   フトラック検出方法として、記録パターンの出力、ある
   いは、エンベロープ出力等に基づいて、オフトラック量
   を推定することを特徴とする磁気ディスク装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、目標トラック近傍
   のトラックの出力あるいはエンベロープ等を用いて目標
   トラックのオフトラック量を推定することを特徴とする
   磁気ディスク装置。 ８、特許請求の範囲第１項において、データ面サーボ信
   号を有し、フオロイング時にフイードフォワード制御す
   ることを特徴とする磁気ディスク装置。 ９、特許請求の範囲第１項において、各データヘッドの
   オフトラック量をシーク中に検出しておき、ヘッド切り
   換え時に、フィード・フォワード的にオフセットするこ
   とを特徴とする磁気ディスク装置。 １０、サーボヘッドの位置信号復調器および、データヘ
   ッドからの信号により、データヘッドの位置信号を復調
   する複調器を有する磁気ディスク装置において、データ
   ヘッド、サーボヘッドの位置情報をそれぞれ格納するレ
   ジスターを有することを特徴とする磁気ディスク装置。