JPH03176873A - 磁気ヘッドのトラック追従制御装置 - 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］ この発明はセクタサーボ方式を用いた磁気ディスク装置
における磁気ヘッドのトラック追従制御装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 磁気ディスク装置においては、セクタサーボ方式と呼ば
れる磁気ヘットの制御方式が実用化されている。セクタ
サーボ方式とは、磁気ディスク面」二のデータトラック
を複数個のセクタに分割してその各々のセクタごとに磁
気ヘッドを制御するための情報（サーボ情報）を配置し
て、このサーボ情報を読取って磁気ヘッドの制御を行う
方式である。

第４図は、例えばＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ　
ＯＮＭＡＧＮＥＴＩＣ３，ＶｏＬ、ＭＡＧ−１７，Ｎ０
１４．　ＪＵＬＹ１９８１、、　ｐ、１３９６−１４０
２に掲載された論文ｒＨＩＧＨＴＲＡＣＫ　ＤＥＮＳＩ
ＴＹ　ＦＯＲＭＡＧＮＥＴｌ、ＣＤＩＳＫ一 ＤＲＩＶＥ　　ＷＩＴＨＡＮ　　”ＥＭＢＥＤＤＥＤ　
　５ＥＲＶＯ”ＰＯ８ＩＴＩＯＮＩＮＧ　ＳＹＳＴＥＭ
Ｊにて開示された、従来のセクタサーボ方式におけるサ
ーボ情報を示す説明図、第５図は同論文に記載された従
来の磁気ヘッドのトラック追従制御装置を示すブロック
線図である。

第４図において、（１）は磁気ディスク面上のデータト
ラック領域であり、扇形状にＳ。、Ｓｌ、Ｓ　ｎ−１の
ｎセクタに分割されている。Ｓｌはセクタ番号ｉのセク
タであることを示す。（２）は各セクタの記憶されるべ
きデータが収納される領域（以下データエリアという）
、（３）は磁気ヘッドの位置決め制御のための情報が記
録されている領域（以下サーボエリアという）、矢印Ｒ
は磁気ディスクの回転方向を示している。（４）は磁気
ディスクの半径方向に移動可能な磁気ヘッドの書込み読
取りギャップ（以下ヘッドギャップという）で、それの
直下を１＠次Ｓ１にて示される各セクタが通過し。

その瞬間に各々の情報の書込み又は読取りが行われる。

（５）はデータトラック、（６）はそれの中心線３− で、データトラック（５）はほぼ均一の幅で同心円状に
形成されており、データの書込み読取り時にはこのデー
タ１−ランク（５）の中心線（６）上をヘッドギャップ
（４）の中心点が少い誤差で追従することが望ましい。

サーボエリア（３）は、サーボエリア検出マーカ（ＺＢ
）、同期及びゲイン調整部（ＺＰＡ）、トラックアドレ
ス部（ＺＡＤ）及び位置誤差検出部（ｚＰＯ８）で構成
され、トラック追従制御時には、この位置誤差検出部（
Ｚｌ）Ｏ５）から読取られた信号をもとにして磁気へツ
ー・と１へラックとの位置誤差ＸＥか検出される。第５
図において、Ｘ丁はトラック変位、Ｘ■１は磁気ヘッド
の磁気ディスクの半径方向の位置変位、（７）は位置誤
差ＸＥを電気信号ｅＰに変換する信号処理回路、（８）
は系の安定化のために位置誤差信号ｅｐに位相補償を行
ない駆動信号ｅｐに変換する補償回路、（９）は磁気ヘ
ッドの位置決めのための駆動機構で、磁気ヘットを駆動
信号ｅＯに応じて磁気ディスク半径方向の内周側又は外
周側へ向って移動させる。

上記サーボエリア（３）は各セクタごとに設けられてい
るため、トラックの長さ方向（磁気ディスク円周方向）
に対しては不連続に形成されている。

従って位置誤差信号ｅｐは１番目のセクタ情報を検出し
た後火の（ｉ＋１）番目のセクタ情報が人力されるまで
の期間はこれを保持する必要があり、第５図で示した信
号処理回路（７）を含む位置誤差検出器（１０）はサン
プルホールドの機能を含むものであり、第５図の制御系
はサンプル値制御系となる。サンプル値制御では、所定
のサーボ帯域ｆｃに対してサンプリング周波数ｆｓは１
０倍程度かそれ以上とするのが望ましいといわれている
。従ってトラック追従性能向上のためにサーボ帯域を拡
大しようとすると、サンプリング周波数を上げねばなら
ないが、データ記録フォーマット上の制限からこれをあ
まり大きくすることができない。

サンプリング周波数を上げずにサーボ帯域を拡大するた
めに、上述の各セクタごとのサーボ情報に加えて補助的
な制御用情報を用いるトラック追従制御装置が、例えば
特開昭５９−１７５０７０号公報、あるいは特開昭５２
−１５３０９号公報に開示されている。

５ 磁気ヘッドの位置情報を得るための補助手段として前者
は光学エンコーダを用いており、後者は複数の磁気ディ
スク面のうちの一面をサーボ情報専用面として用いてい
る。第６図はこれら従来のトラック追従制御装置を示す
ブロック線図で、図において、（１１）は磁気ヘッド位
置センサで、これと図示されていない光学エンコーダ又
はサーボ情報専用面との組合せにより磁気ヘッド変位Ｘ
Ｈを電気的に変位信号ｅＨとして検出する。この変位信
号ｅＨは上記位置誤差信号ｅ、と異なり連続的な信号で
ある。従って、この変位信号ｅＨの高周波成分を用いる
ことによってトラック追従制御ループの広帯域化をはか
ることができ、位置誤差信号ｅｐを低域フィルタ（１３
）を通過させた後の信号と、変位信号ｅＨを高域フィル
タ（１２）を通過させた後の信号とを加算点（１４）で
合成して補償回路（８）へと送っている。

第６図に示すトラック追従制御装置では磁気ヘッド変位
ＸＨから磁気ヘッド位置センサ（１１）、高域フィルタ
（１２）を経由するパスはマイナーループ６ として構成されているが、近年の磁気ディスク装置の小
形化、軽量化指向によりトランク追従制御系に対する外
部入力の考慮が必要となってきている。すなわち、磁気
ヘッド位置の参照基準とすべき光学エンコーダそのもの
が外部振動等によって変位してトラック追従性能に対し
て影響を及ぼす事態が発生する。第７図はこのような光
学エンコーダ変位ＸＯを考慮した従来のトラック追従制
御装置を示すブロック線図で、図では入力がトラック変
位ｘＴと光学エンコーダ変位Ｘｏの２系統となっており
、それぞれの入力に応じたトラック追従性能の確保が必
要である。第８図及び第９図はこの１〜ラツク追従制御
系の開ループ伝達特性を示す。

光学エンコーダ変位Ｘｏが比較的大きな場合（例えば装
置に振動が加わったような場合）には、トラック変位Ｘ
Ｔはほぼ光学エンコーダ変位Ｘ。に等しいと見ることが
できるので、位置誤差検出器（１０）および低域フィル
タ（１３）を含む経路と磁気ヘッド位置センサ（１１）
および高域フィルタ（１２）を含む経路とは合成され、
その時の開ループ伝達特性が第７ ８図である。一方、光学エンコーダ変位ＸＯが小さい場
合にはこれを無視して考えることができ、第６図に示し
たようなマイナーループを含むトラック追従制御系とな
って第９図に示す開ループ伝達特性を得る。制御装置の
設計上は、両特性は−致することが望ましいが、要求性
能を満たすべく各部の調整を行った結果、両特性は一致
しなくなる場合が起こる。この場合にはどちらか一方を
主、他方を従として設Ｈ１を進め、補償回路（８）の特
性をその主たるものに合わせて設定される。第８図及び
第９図に示した開ループ伝達特性では第８図の特性すな
わち光学エンコーダ変位Ｘ。が大きい時のトラック追従
制御特性に合わせたものに設定される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の磁気ヘッドのトラック追従制御装置は以上のよう
に構成されているので、光学エンコーダ等の磁気ヘッド
変位手段自体の変位Ｘｏを考慮した場合の２通りの１〜
ラツク追従制御系の双方同時に十分な伝達特性を実現す
るのが難しいという間８− 照点があった。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、想定される２通りのトラック追従制御系の双方に対
して十分な伝達特性を有する磁気ヘッドのトラック追従
制御装置を得ることを目的この発明に係る磁気ヘッドの
トラック追従制御装置は、１−ラック変位Ｘアと磁気ヘ
ッド位置Ｘ１１との位置誤差信号ｅＰを検出する位置誤
差検出手段と、位置誤差信号ｅＰの低周波成分と磁気ヘ
ッド変位信号ｅｌ＋の高周波成分とを合成する加算手段
間の経路に、この加算手段以降に設けられた第１の補償
回路とは別に、位置誤差信号の位相補償を行なう第２の
補償回路を挿入したものである。

［作　用］ この発明における磁気ヘッドのトラック追従制御装置は
、上記のように第２の補償回路を設けることにより、上
述のような２通りのトラック追従制御系に対してそれぞ
れ独立に位相進み補償を与えるように設定され、十分な
伝達特性が実現される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すブロック線図で、図にお
いて、（７）は信号処理回路、（８）は従来例の補償回
路に相当する第１の補償回路、（９）は磁気ヘッド駆動
機構、（１０）は位置誤差検出手段を構成する位置誤差
検出器、（１１）は図示されていない光学エンコーダと
の組合せにより磁気ヘッド変位検出手段を構成する磁気
ヘッド位置センサ、（１２）は高域フィルタ、（１３）
は低域フィルタ、（１４）は加算手段を構成する加算点
で、以上は第７図に示す従来例と同様のものである。（
１５）は、位置誤差検出器（１０）と低域フィルタ（１
３）間に挿入され、位置誤差信号ｅＰの位相補償を行な
う第２の補償回路である。

即ち、この発明では第１の補償回路（８）と第２の補償
回路（１５）の２つの補償回路を用い、それらがそれぞ
れ加算点（１４）から後に１個と、位置誤差１０− ＸＥの発生部である位置誤差検出器（１０）から加算点
（１４）までの間に１個を配置したことを特徴としてい
る。

第２図及び第３図はこの実施例による磁気ヘッドのトラ
ック追従制御装置における開ループ伝達特性図で、第２
図は光学エンコーダ変位Ｘｏが比較的大きい場合のもの
、第３図は光学エンコーダ変位ＸＯが無視しうる程度に
小さい場合を示している。両図で示した２つの角周波数
（ω０、ωＥ）に対して、上記の第１の補償回路（８）
と第２の補償回路（１５）のそれぞれにより位相補償が
与えられている。

第２図に示した開ループ伝達特性では、角周波数ω０の
ときにループゲインが０デシベルとなるので、この角周
波数のときに十分な位相余裕が得ら九るように第１の補
償器１＆　（８）により位相補償が与えられている。し
かし、第３図に示した開ループ伝達特性ではゲイン特性
が異るためループゲインは角周波数がωＥのときにＯデ
シベルとなる。

従って第１の補償回路（８）による補償のみでは十分な
位相余裕が確保できなくなるため第２の補償回路（１５
）にて位相進み補償を与えて十分な位相余裕を確保する
。

なお、上記実施例では、補助的な磁気ヘッド変位検出手
段が光学エンコーダであるものとして説明したが、他の
補助手段、例えば専用サーボ面や磁気スケールのような
ものであってもよい。

［発明の効果］ 以」二のようにこの発明によれば、２人力系の磁気ヘッ
ドのトラック追従制御装置に対して２個の補償回路を用
い、１個を位置誤差ＸＥの発生点である位置誤差検出手
段と、磁気ヘン１〜変位信号との加算手段間の経路に設
置し、他の１個を加算手段以降に設置したので、２通り
のトラック追従制御系に対してそれぞれ十分な伝達特性
に調整可能な磁気ヘッドのトラック追従制御装置が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック線図、第２
図及び第３図はこの発明の一実施例における開ループ伝
達特性図、第４図は従来のセクタサーボ方式におけるサ
ーボ情報を示す説明図、第５図、第６図及び第７図は従
来の磁気ヘッドの１〜ラツク追従制御装置を示すブロッ
ク線図、第８図及び第９図は従来例における開ループ伝
達特性図である。 図において、（１）はデータトラック領域、（２）はデ
ータエリア、（３）はサーボエリア、（８）は補償回路
（第１の補償回路）、（９）は駆動機構、（１０）は位
置誤差検出器（位置誤差検出手段）、（１１）は磁気ヘ
ッド位置センサ（磁気ヘッド変位検出手段）、（１２）
は高域フィルタ、（１３）は低域フィルタ、（１４）は
加算点（加算手段）、（１５）は第２の補償回路である
。 図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気ディスクデータ面の各セクタ毎のサーボ領域から得
   られるサーボ情報により、磁気ヘッド変位とトラック変
   位との誤差を検出する位置誤差検出手段、上記磁気ディ
   スクデータ面以外の任意の場所に設置された、磁気ヘッ
   ドの変位を検出する補助的な磁気ヘッド変位検出手段、
   上記位置誤差検出手段からの位置誤差信号の低周波成分
   を取出す低域フィルタ、上記磁気ヘッド変位検出手段か
   らの磁気ヘッド変位信号の高周波成分を取出す高域フィ
   ルタ、これら両フィルタからの信号を入力してこれらの
   合成信号を出力する加算手段、この加算手段からの合成
   信号を入力し系の位相補償を行うための補償回路、及び
   この補償回路からの信号に応じて上記磁気ヘッドを移動
   させる磁気ヘッド駆動手段を備えた磁気ヘッドのトラッ
   ク追従制御装置において、上記位置誤差検出手段と上記
   加算手段間の経路に、位置誤差信号の位相補償を行なう
   第２の補償回路を挿入したことを特徴とする磁気ヘッド
   のトラック追従制御装置。