JPH0337875A - データ記録再生装置のヘッド駆動制御装置 - Google Patents

データ記録再生装置のヘッド駆動制御装置

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JPH0337875A
JPH0337875A JP1172299A JP17229989A JPH0337875A JP H0337875 A JPH0337875 A JP H0337875A JP 1172299 A JP1172299 A JP 1172299A JP 17229989 A JP17229989 A JP 17229989A JP H0337875 A JPH0337875 A JP H0337875A
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JP
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head
track
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mode
data recording
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Shunji Kitamura
喜多村 俊二
Katsuhiko Kaida
海田 克彦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
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    • G11B5/59611Detection or processing of peak/envelop signals
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B21/02Driving or moving of heads
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  • Signal Processing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、例えばハードディスク装置等のデータ記録再
生装置のヘッド駆動制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、例えばハードディスク装置(HD D)では、第
9図に示すように、複数のディスクである記録媒体Ml
−M8はスピンドル軸IOに固定されており、このスピ
ンドル細工0の駆動により、回転運動するように構成さ
れている。各記録媒体Ml−M8のそれぞれ両面に対応
して、複数のデータヘッドH1〜H15及びサーボヘッ
ドSが設けられている。各ヘッドH1〜H15,Sは、
キャリッジ11に取り付けられたヘッドアーム穴1〜A
9により支持されている。キャリッジ11は、ボイスコ
イルモータの駆動力により、各ヘッドH1〜1(15,
8を記録媒体M1〜M8の半径方向ヘシークさせるよう
に移動する。
サーボヘッドSは、記録媒体M4の一方面に予め記録さ
れたサーボ情報を読出し、サーボ系回路へ出力する。サ
ーボ系回路は、サーボヘッドSからのサーボ信号に基づ
いてサーボヘッドSを目標位置までシークし、その中心
に位置決めする制御を行なう。このサーボヘッドSに追
従して、各データヘッドH1〜H15は記録媒体Ml−
M8の半径方向ヘシークし、リードライトすべき目標ト
ラックに位置決めされることになる。
ところで、HDDが設置された環境温度の変化により、
第10図に示すように、サーボヘッドSの位置に対して
、データヘッドH1〜H15の位置が変動するオフトラ
ック現象(熱オフトラック現象)が発生する。このオフ
トラック現象により、データヘッドH1−H15のオフ
トラック量(位置ずれ量)がトラック幅の10%〜15
%程度になると、確実なデータの再生が不可能になる。
具体的には、第13図に示すように、記録媒体Mlの所
定のトラックT「に正確にデータが記録されている場合
に、ヘッドH1がLlだけトラックセンタからオフトラ
ックした状態で、そのトラックTrからデータの読出し
動作を実行する場合である。この場合、データの読出し
可能な許容オフトラックm L Cを実験的に求めるこ
とができる。
したがって、熱オフトラックmLlが許容オフトラック
121 L cの範囲内であれば、ヘッドH1によるデ
ータの読出し動作は可能となる。
ここで、第14図に示すように、ヘッドH1が許容オフ
トラックRL Cに相当する量だけオフトラックした状
態で、トラックT「にデータを記録した場合を想定する
。この場合、データの読出し動作時に、熱オフトラック
現象が発生すると、ヘノドHtは最大2Lcmだけオフ
トラックし、トラックTrからデータを正確に再生する
ことは不可能となる。このような事実から、データの記
録時における許容オフトラックmLνは、データの読出
し時の許容オフトラックmLr(Lc)のほぼl/2程
度が適正である。
従来では、データ記録再生時に、許容オフトラック量を
ほぼ「l/2・Lc Jに固定化し、この許容オフトラ
ック量を越える熱オフトラック量が発生した場合には、
いわゆるデータ面サーボ情報を利用したヘッド位置決め
制御動作(データ面サーボ方式)が実行されている。デ
ータ面サーボ情報は、データ面(記録媒体M4の一方面
であるサーボ面を除く各記録媒体Ml−M8の両面)に
記録されたサーボ情報である。
(発明が解決しようとする課8) 従来では、データ記録再生時に、予め設定された許容オ
フトラック量を越える熱オフトラック量が発生した場合
には、常にデータ面サーボ方式により、ヘッド位置決め
制御動作が実行されて、オフトラックの修正がなされて
いる。ヘッド位置決め制御動作では、微小距離ではある
が、キャリッジ11を移動させる必要がある。このため
、ヘッド位置決め制御動作に要する処理時間が全体的に
多大となり、HDD等を使用したシステムのスルーブツ
トが低下する問題がある。
本発明の目的は、熱オフトラック現象が発生した場合に
、キャリッジを移動させて、オフトラックの修正に必要
なヘッド位置決め制御動作を実行する処理時間を全体的
に短縮化できるようにして、データ記録再生システムの
スループットを向上スることができるデータ記録再生装
置のヘッド駆動制御装置を提供することにある。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段と作用) 本発明は、ヘッド位置決め制御手段によりヘッドが目標
トラックまでシークした際のオフトラック量を算出する
オフトラック量算出手段及びヘッドによるデータ記録モ
ード又はデータ再生モードに応じて、オフトラック量算
出手段により算出されたオフトラック量及び各モード別
に予め設定される各許容オフトラック量とを比較し、こ
の比較結果によりヘッドのオフトラック量が許容範囲内
であれば該当するデータ記録モード又はデータ再生モー
ドを実行し、比較結果が許容範囲外であれば該当するデ
ータ記録モード又はデータ再生モードの実行を禁止する
制御手段とを備えた装置である。
このような構成により、データ記録モード及びデータ再
生モードのそれぞれに応じて異なる許容オフトラック量
に基づいて、データ記録再生動作を制御することにより
、オフトラックの修正に必要なヘッド位置決め制御動作
を実行する処理時間を全体的に短縮化できる。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第1図は
本発明の第1の実施例に係わるHDDに使用される装置
の構成を示すブロック図である。第1図に示すように、
同実施例の装置には、ヘッド(データヘッドH1−H1
5の一つ)のリード/ライト制御を行なうヘッド制御回
路12、ローパスフィルタ(LPF)13及びピーク検
出回路i5が設けられている。ヘッド制御回路12は、
ヘッドから出力されるサーボ信号(データ面サーボ情報
)を増幅して、L P F 13へ出力する。LPF1
3はサーボ信号から高域ノイズを除去し、ピーク検出回
路i5へ出力する。ここで、通常のデータ再生時には、
L P F 13は通常データの読出し信号をリード系
回路14へ出力する。ピーク検出回路i5は、L P 
F 13から出力されるサーボ信号のピーク値(レベル
)をホールドする回路である。
A/D変換回路16はピーク検出回路15でホールドさ
れたサーボ信号のピーク値をディジタルデータに変換し
、マイクロプロセッサ(CPU)17に出力する。CP
U17はピーク検出回路15からのピーク値に基づいて
、ヘッド駆動制御を行なう制御回路である。アンド回路
22は、第1の入力端子にはコントローラ(HDC)1
9からのライトデータWDが人力されて、第2の入力端
子にはアンド回路23からのライト信号WSが入力され
る。コントローラ19からのライトデータWDはレシー
バ20に受(Hされて、このレシーバ20からアンド回
路22へ転送される。アンド回路23は、第1の入力端
子にはコントローラ19からのライトゲートWGが人力
されて、第2の入力端子にはCPU17からのライト許
可信号WEが人力される。コントローラ19からのライ
トゲートWGはレシーバ20に受信されて、このレシー
バ20からアンド回路23へ転送される。
アンド回路22からのライトデータWD及びアンド回路
23からのライト信号WSはそれぞれへ、ソド制御回路
12に出力される。
一方、インバータ24はCPU17からのライト許可信
号WEを反転し、D型フリップフロップ(DFF)25
のデータ入力端子りに出力する。フリップフロップ25
は、クロック端子CLKにライトゲートWGが入力され
て、CPUl7からのライト許可信号WEがフォールス
(faulse)であれば、フォールト([’ault
 )信号Fをドライバ21を介してコントローラ19に
出力する。フリップフロップ25のクリア端子CLHに
は、コントローラ19からのフォールトクリア信号FC
が人力されている。
次に、同実施例の動作を説明する。先ず、り一ド/ライ
トすべき目標トラック(目標シリンダ)が訣定されると
、サーボ制御回路18により、キャリッジ11が駆動制
御されて、サーボヘッドSが記録媒体M4の半径方向ヘ
シークする。このサーボヘッドSに追従して、データヘ
ッドH1〜H15がシークし、選択されたデータヘッド
が目標トラックに位置決めされることになる(第9図を
参@)。
ここで、熱オフトラック現象により、第10図に示すよ
うに、サーボヘッドSに対して、データヘッドH1〜H
15がオフトラックすることがある。
通常では、データ面サーボ方式により、牛ヤリッジ11
を移動制御して、データヘッドのオフトラックを修正す
る。データ面サーボ方式゛では、第2図に示すように、
トラックのデータフォーマットにおいて、例えばセクタ
の先頭部(ギャップに相当するデータ面サーボエリア)
に予めサーボ情報(Servo Data)が記録され
ている。
データ面サーボエリアには、N3図に示すように、2相
のAパターン及びBパターンからなるサーボ情報が記録
されている。データヘッドH1〜H15は、データ面サ
ーボエリアでサーボ信号を読出し、ヘッド制御回路12
へ出力する。この場合、第3図及び第4図に示すように
、ヘッドの位置1〜3に応じて、ヘッドからの読出し信
号のレベルが異なる。即ち、ヘッドがトラックの中心に
位置する場合には(ヘッド位置1)、第4図(a):こ
示すように、Aパターン及びBパターンに対応する信号
レベルのピーク値は同値となる。このヘッド位置1に対
して、ヘッドがヘッド位置2にオフトラックすると、同
図(b)に示すように、Aパターンに対応するピーク値
の方がBパターンに対応するピーク値より大きくなる。
また、ヘッド位置3の場合には、同図(C)に示すよう
に、ヘッド位置2の場合とは逆に、Bパターンに対応す
るピーク値の方がAパターンに対応するピーク値より大
きくなる。
したがって、ヘッドがデータ面サーボエリアからサーボ
信号を読出した際に、Aパターン及びBパターンに対応
する各ピーク値を比較することにより、ヘッドがいずれ
の方向に、どの程度のオフトラック量(距M)だけオフ
トラックしているかを検出することができる。Aパター
ン及びBパターンに対応する各ピーク値をP^ pBと
した場合に、オフトラック量りは、 L−C・ (P^ −pg)          ・・
・ (1)となる。ここで、Cはサーボ信号のピーク値
の差を距離に変換するための定数であり、実験や理論に
より設定される。
そこで、本発明では、CPU17は、サーボ制御回路1
8からのセクタパルスのタイミングに基づいて、ピーク
検出回路15から出力される各ピーク値PA、pBをA
/D変換回路16を通じて人力する。
CPU17は、前記式(1)に基づいて、データヘッド
の現時点での熱オフトラックQLを算出する。
ここで、データ5己録モード(ライトモード)では、C
PU17は算出した熱オフトラックff1L及びデータ
の記録時における許容オフトラックHL vとを比較す
る。許容オフトラックff1Lνは、前記のように、デ
ータの読出し時の許容オフトラック量Lcの172の「
1/2・Lc」である。比較結果が許容オフトラック量
LV未満であれば(L<Lv)、CPU17はライト許
可信号WEを出力する。これにより、コントローラミ9
からライトモートWGが出力されると、アンド回路23
はライト信号WSをヘッド制御回路12へ出力する。一
方、アンド回路22は、アンド回路23からのライト信
号WSに応じて、コントローラ19からのライトデータ
WDをヘッド制御回路12へ出力する。データヘッドは
、ヘッド制御回路12のライト制御に応じて、ライトデ
ータWDに基づいたデータ書き込み動作を目標トラック
に対して行なう。
比較結果が許容オフトラックffi L vを越える場
合(L>Lw)には、CPU17はライト許可信号WE
をフォールスにするため、ヘッドによるデータの書き込
み動作は禁止となる。この場合、CP U 17からの
ライトモードのフォールト信号は、インバータ24を通
じてフリップフロップ25にセットされる。このため、
フリップフロップ25からフォールト信号Fが、ドライ
バ21を介してコントローラ19へ転送される。CP 
U 17は、サーボ制御回路18を通じて、キャリッジ
11を移動制御して、データヘッドのオフトラックを修
正し、目標トラックの中心に位置決めさせることになる
一方、データ再生モード(リードモード)では、CPU
17は算出した熱オフトラックmL及びデータの再生時
における許容オフトラックm L cとを比較する。比
較結果が許容オフトラックfit L cを越える場合
(L>Lc)には、CPU17はリード/ライト(R/
W)許可信号をフォールスにして、コントローラ19へ
出力する。これにより、コントローラ19はHDDに対
して、データ記録再生動作を禁止する。CPU17は、
サーボ制御回路18を通じて、キャリッジ11を移動制
御して、データヘッドのオフトラックを修正し、目標ト
ラックの中心に僚置決めさせることになる。
比較結果がrl/2 ・Lc <L<Lc Jの場合に
は、CPU17はR/W許可信号を出力するが、ライト
許可信号WEをフォールスにする。このため、データリ
ードモードでは、第2図に示すように、リードゲートR
Gに応じて、目標トラックのアドレス(ADDRESS
)及びデータ(DATA)の読出し動作は可能である。
一方、ライト許可信号WEはフォールスとなるため、フ
リップフロップ25からはフォールト信号Fが出力され
て、コントローラ19へ転送される。これにより、コン
トローラ19は、データライトモードに移行した場合に
、データの書込み動作が禁止されて、データが記録され
ていないことを確認することができる。この場合、CP
U17がキャリッジ11を移動制御してデータヘッドの
オフトラックを修正することにより、比較結果がrL<
1/2・LcJになった時点で、CPU17はライト許
可信号WEを出力する。また、比較結果がrL<1/2
・LcJの場合には、CPU17はR/W許可信号及び
ライト許可信号WEの両方を出力する。したがって、デ
ータ記録再生動作は正常に実行されることになる。
このようにして、データヘッドが目標トラックまでシー
クしてデータ記録再生動作を実行する際に、熱オフトラ
ック現象によるオフトラック量とデータ記録再生の各モ
ードにおける許容オフトラック量との比較結果に応じて
、データ面サーボ方式によるキャリッジの移動制御を実
行するか否かを判定する。したがって、ヘッドのオフト
ラック量がデータ記録モードにおける許容オフトラック
量を越える場合でも、データ再生モードにおける許容オ
フトラック量未満であれば、キャリッジのP8動制御に
よるオフトラックの修正をすることなく、データの読出
し動作を実行することができる。
これにより、オフトラック現象が発生した場合に、キャ
リッジを移動させて、オフトラックの修正に必要なヘッ
ド位置決め制御動作を実行する処理時間を全体的に短縮
化することができることになる。
第5図は本発明の第2の実施例に係わるブロック図であ
る。第2の実施例では、例えば電気的に信号の書込み、
消去の可能なE2FROMからなるメモリ30が設けら
れている。メモリ30には、選択回路31からの選択信
号とCPU17により選択されたヘッド番号との関係テ
ーブルが記録される。
第2の実施例では、メモリ30には、第6図に示すよう
に、CPUl7からのヘッド選択信号CHD2°〜CH
D23に対するヘッド番号(物理的位置番号N o )
が対応するテーブルが初期設定されている。これにより
、CPUl7からアドレスの最上位ビットが「0」で、
下位ビットがCHD2’〜CHD23の信号が出力され
ると、選択回路31の一方31aにより、メモリ30に
格納された第6図のテーブルが検索される。次に、CP
U17は各ヘッドH1−H15の熱オフトラック量を算
出する。即ち、CPU17は、前記第1の実施例と同様
に、サーボ制御回路18からのセクタパルスのタイミン
グに基づいて、ピーク検出回路15から出力される各ピ
ーク値pA、pBをA/D変換回路16を通じて入力す
る。そして、CPU17は、前記式(1)に基づいて、
データヘッドの現時点での熱オフトラックmLを算出す
る。
CP U 17は、第6図のテーブルを利用して各ヘッ
ドH1−H15の熱オフトラック量を算出することによ
り、例えば第7図に示すようなテーブルを作成する。こ
こで、テーブルにおいて、例えば許容オフトラック量が
2μmの場合に、ヘッドH5とH6、HIOとHILH
14とH15の各隣接ヘッド間のオフトラック量の誤差
が許容範囲外である。
そこで、CPU17は、各隣接ヘッド間のオフトラツク
量の誤差を許容範囲内になるように、論理的ヘッド番号
(LHI〜L H15)を設定したテーブルを作成する
。この論理的ヘッド番号(LHI〜L H15)が、コ
ントローラ19により指定されるヘッド番号HD2°〜
HD23に対応する。即ち、コントローラ19からのヘ
ッド番号HD2°〜HD23が選択回路3Iの他方31
bにより選択されると、メモリ30には、CPU17に
より、第8図に示すようなテーブルが格納される。
具体的には、コントローラ19から論理的ヘッド番号L
HI〜LH15に対応するヘッド番号HD2°〜HD2
3が順次出力されると、メモリ30から第8図のテーブ
ルに基づいて、HD2°〜HD2’のコードで指定され
る物理的ヘッド番号(Hl−Hl5)がヘッド制御回路
12へ出力される。
これにより、大量のデータが同一コマンドにより転送さ
れる場合、即ちヘッドが論理的に順次大きい方にアクセ
スされる場合に、隣接ヘッド間のオフトラック量の誤差
(オフセット量)が許容値以内になることが保証される
ことになる。したがって、第2の実施例では、連続的に
データをリード/ライトする場合に、隣接ヘッド間のオ
フトラック量を許容範囲内とするヘッド切換えが可能と
なる。言替えれば、隣接ヘッド間のオフトラック量が許
容範囲外の場合には、記録媒体が1回転する期間に、デ
ータ面サーボ方式により所定のヘッドの位置決め制御を
行なう必要があるが、第2の実施例ではそのような位置
決め制御動作を省略することが可能となる。
第11図は本発明の第3の実施例に係わるキャリッジ機
構の構成を示す側面図である。第3の実施例では、サー
ボヘッドSを支持するヘッドアームAIOの長さが、各
データヘッドH1−Hloを支持するヘッドアームA1
〜A6の長さより短くなるように構成されている。これ
により、サーボヘッドSを支持するヘッドアームAIO
を従来と同様の剛性を保持して小型化し、固有振動数を
高く維持することが可能となる。このため、ヘッド位置
決め制御動作の際に、サーボヘッドSが振動するような
事態を防止し、しかもヘッドアームALUの軽量化によ
り高速シーク動作を実現することができる。
ここで、ヘッド位置決め制御動作では、第12図に示す
ように、記録媒体の中心aの延長線上に位置するサーボ
エリアをサーボヘッドSがシークし、このサーボヘッド
Sに追従してデータヘッドH1−HIOがデータエリア
をシークする。サーボヘッドを支持するヘッドアーム及
びデータヘッドを支持するヘッドアームとは所定の角度
αを持って、キャリッジ11に取り付けられている。こ
の様な構造により、サーボヘッドを支持するヘッドアー
ムか角度θたけシークすると、これに追従してデータヘ
ッドを支持するヘッドアームが角度θだけシークする。
即ち、サーボヘッドとデータヘッドとは同期制御されて
、高速にシークすることになる。
第3の実施例では、サーボヘッドを支持するヘッドアー
ムを短縮することにより、サーボ面のサーボ情報の記録
密度(TPI)が高くなる。しかし、サーボ情報のTP
Iは通常のデータのTPIの1/2であるため、記録密
度が2倍になっても、それ程問題とはならない。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、第1に、データヘ
ッドが目標トラックまでシークしてデータ記録再生動作
を実行する際に、熱オフトラック現象によるオフトラッ
ク量がデータ記録再生の各モードにおける許容範囲外の
場合のみ、データ面サーボ方式によるキャリッジの移動
制御を実行する。したがって、結果的に、オフトラック
の修正に必要なヘッド位置決め制御動作を実行する処理
時間を全体的に短縮化できるため、データ記録再生シス
テムのスループットを向上することができる。
第2に、連続的にデータをリード/ライトする場合に、
隣接ヘッド間のオフトラック量が許容範囲外の場合のみ
、記録媒体が1回転する期間に、データ面サーボ方式に
より所定のヘッドの位置決め制御を行なう。したがって
、結果的に、オフトラックの修正に必要なヘッド位置決
め制御動作を実行する処理時間を全体的に短縮化できる
ため、データ記録再生システムのスルーブツトを向上す
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わるヘッド駆動制御
装置の構成を示すブロック図、第2図は同実施例の動作
を説明するためのタイミングチャート、第3図は同実施
例の動作を説明するための概念図、第4図は同実施例の
動作を説明するためのヘッドの出力波形図、第5図は本
発明の第2の実施例に係わるヘッド駆動制御装置の構成
を示すブロック図、第6図乃至第8図はそれぞれ第2の
実施例の動作を説明するためのテーブルを−示す図、第
9図、第10図、第13図、第14図はそれぞれ従来の
方式を説明するための図、第11図及び第12図はそれ
ぞれ本発明の第3の実施例を説明するための図である。 Hl−Hl5・・・データヘッド、S・・・サーボヘッ
ド、12・・・ヘッド制御回路、15・・・ピーク検出
回路、17・・・CP U、 22.23・・・アンド
回路、25・・・フリップフロップ、 30・・・メモリ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記録媒体に予め記録されたサーボ情報に基づいて
    ヘッドを目標トラックに位置決めするためのヘッド位置
    決め制御手段と、 このヘッド位置決め制御手段により前記ヘッドが前記目
    標トラックまでシークした際のオフトラック量を算出す
    るオフトラック量算出手段と、前記ヘッドによるデータ
    記録モード又はデータ再生モードに応じて、前記オフト
    ラック量算出手段により算出された前記オフトラック量
    及び各モード別に予め設定される各許容オフトラック量
    とを比較し、この比較結果により前記ヘッドのオフトラ
    ック量が許容範囲内であれば該当するデータ記録モード
    又はデータ再生モードを実行し、前記比較結果が許容範
    囲外であれば該当するデータ記録モード又はデータ再生
    モードの実行を禁止する制御手段とを具備したことを特
    徴とするデータ記録再生装置のヘッド駆動制御装置。
  2. (2)記録媒体に予め記録されたサーボ情報に基づいて
    複数のヘッドを目標トラックに位置決めするためのヘッ
    ド位置決め制御手段と、 このヘッド位置決め制御手段によりシークされた前記ヘ
    ッドの前記目標トラックに対するオフトラック量を算出
    するオフトラック量算出手段と、このオフトラック量算
    出手段により算出された各ヘッドのオフトラック量に基
    づいて、隣接ヘッド間のオフトラック量が予め設定され
    る許容オフトラック量以下になるように、前記各ヘッド
    の物理的位置関係に対する論理的位置関係情報を生成す
    る論理的ヘッド情報生成手段と、 この論理的ヘッド情報生成手段により生成された前記論
    理的位置関係情報と前記物理的位置関係情報との関係を
    示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、 前記複数のヘッドからデータの記録再生を行なうヘッド
    を選択する際に、前記テーブル記憶手段に記憶された前
    記テーブルに基づいて、前記ヘッドの選択順位を決定す
    るヘッド選択手段とを具備したことを特徴とするデータ
    記録再生装置のヘッド駆動制御装置。
JP1172299A 1989-07-04 1989-07-04 データ記録再生装置のヘッド駆動制御装置 Pending JPH0337875A (ja)

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