JPH04155678A - サーボライタ装置 - 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、隣接トラック間のサーボパターン信号の位
相精度を向上させるサーボライタ装置に関する。

［従来の技術］ 磁気ディスク装置は、高速回転する円板形の磁性記録媒
体上を磁気ヘッドが走査しながら情報の書込み及び読出
しを行なう、このような磁気ディスク装置を高密度化す
るため、サーボライタ装置で磁気ヘッドの位置制御信号
即ちサーボパターン信号を磁性記録媒体上に高精度に書
込むようにしている。

従って、磁気ディスク装置を高密度化するためには、サ
ーボパターン信号を所定の位置に高精度でかつ正しく書
込まなければならない。特に、記録媒体上のサーボパタ
ーン信号の同期マークがトラック間相互に整列している
ことを特徴とするサーボパターン信号の場合には、１ｉ
ｊ１１！トラック間のサーボパターン信号の厳密な位相
合わせが必要である。何故ならば、このような装置でサ
ーボパターン信号の位相にズレが生した場合には、磁気
ディスク装置はサーボパターンを認識するための同期マ
ークを検知できなくなってしまうからであこのため、従
来のサーボライタ装置では、隣接トラック間のサーボパ
ターン信号の位相合わせを厳密に行なっている。

この従来のサーボライタ装置のブロック図は、第１１図
に示すようなものであり、その構成は次のようになって
いる。

サーボライタ装置は記録媒体３１を回転させるためのス
ピンドル３２を有し、このスピンドル３２の回転軸は回
転方向で高剛性なカップリング３３によりクロック信号
の発生手段を構成するロータリーエンコーダ３４と結合
され、ロータリーエンコーダ３４をスピンドル３２と一
体化することで、記録媒体３１の回転をロータリーエン
コーダ３４に高精度に伝達している。又、スピンドル３
２の回転軸はフライホイールを兼ねるプーリ３５と弾性
を有するベルト３６でモータ３７と連結され、このモー
タ３７の回転による振動をロータリーエンコーダ３４や
スピンドル３２に伝達しないようにしている。

記録媒体３１には磁気ヘット３８によりサーボパターン
信号を書込む。この磁気ヘット３８はへットキャリッジ
３９に取付けられており、磁気ヘット３８及びヘットキ
ャリッジ３９は一軸ステージ４０により前後の８Ｕがな
される。また、ロータリーエンコーダ３４はクロック信
号の発生手段を構成するＰＬＬ４１に接続している。こ
のＰＬＬ４１はサーボパターン信号を発生させるパター
ン発生回路４２に接続しており、ロータリーエンコーダ
３４の回転ムラから生ずる位相差を調整したクロック信
号を送っている。パターン発生回路４２はサーボパター
ン信号の書込手段を構成するリードライト回路４３を介
して磁気ヘット３８にサーボパターン信号を送り、同信
号の記録媒体３１への書込を行なう。このパターン発生
回路４２はマイクロコンピュータ４４に接続しており、
サーボパターン信号の書込指令を受ける。マイクロコン
ピュータ４４はステージコントローラ４５を介して一軸
ステージ４０に接続しており、磁気ヘッド３８の位置を
制御する。

ところで、このようなサーボライタ装置では、ロータリ
ーエンコーダ３４自身に偏心がある場合はもちろん、ロ
ータリーエンコーダ３４には偏心がなくとも記録媒体３
１を回転させるスピンドル３２に偏心がある場合にはカ
ップリング３３を通してロータリーエンコーダ３４に回
転軸振れが発生する。このような回転軸撮れには回転に
同期する周期成分と、回転に同期しない非周期な成分と
があるが、ロータリーエンコーダ３４の回転軸振れに非
周期成分が存在すると、書込時のサーボパターン信号の
１ｌＪｌ接トラシトラック相がズレる原因となる。

従って、従来のサーボライタ装置では、非周期な回転軸
振れを防止するため、偏心量の少ない高精度で高価なス
ピンドルやロータリーエンコーダを選択して使用してい
た。

［発明が解決しようとするａｍコ しかし、このような偏心量の少ない高精度で高価なスピ
ンドルやロータリーエンコーダを用いても、ロータリー
エンコーダの回転軸を接続する際に生ずる微小なガタま
でなくすことは難しく、サーボパターン信号の位相精度
を上げることは難しかった。

又、高精度で高価なロータリーエンコーダ等を用いるた
め、サーボライタ装置が高価になるという欠点を有して
いた。

この発明は従来のサーボライタ装置の上２己の欠点を解
消するもので、サーボパターン信号の位相ズレの原因と
なるロータリーエンコーダの発生するパルスに含まれる
回転軸振れの非周期成分を検出し、この非周期成分を基
にロータリーエンコーダが発生するパルスを補正するこ
とにより、高価なロータリーエンコーダを用いなくとも
隣接トラック間での位相ズレが少ないサーボパターン信
号が得られ、安価で高精度な機能を有するサーボライタ
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するため、この発明は、ロータリーエン
コーダが発生するパルスを基に回転同期クロック信号を
得て、記録媒体にサーボパターン信号を書込むサーボラ
イタ装置において、前記ロータリーエンコーダの回転軸
振れの非周期成分を前記ロータリーエンコーダが発生す
るパルスから検出する手段と、前記検出した回転軸振れ
の非周期成分を基に前記ロータリーエンコーダが発生す
るパルスを補正する手段と、この補正後のパルスを基に
新たな回転同期クロック信号を得てサーボパターン信号
を記録媒体に書込む手段とを備えることを特徴としてい
る。

［作用］ この発明のサーボライタ装置は、ロータリーエンコーダ
の回転軸振れに含まれる非周期成分をこのロータリーエ
ンコーダが発生するパルスから検出するとともに、この
検出した回転軸振れの非周期成分を基にロータリーエン
コーダが発生するパルスを補正する。そして、この補正
したパルスを基に新たな回転同期クロック信号を得て、
サーボパターン信号を記録媒体に書込む。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添付図面により説明する。

第１図はサーボライタ装置の概略図である。

サーボライタ装置は記録媒体１を回転させるためのスピ
ンドル２を有し、このスピンドル２の回転軸は回転方向
で高剛性なカップリング３によりクロック信号の発生手
段を構成するロータリーエンコーダ４と結合され、ロー
タリーエンコーダ４をスピンドル２と一体化することで
、記録媒体１の回転をロータリーエンコーダ４に高精度
に伝達している。又、スピンドル２の回転軸はフライホ
イールを兼ねるプーリ５と弾性を有するベルト６でモー
タ７と連結され、モータ７の回転による振動をロータリ
ーエンコーダ４やスピンドル２に伝達しないようにして
いる。

記録媒体１には磁気ヘッド８によりサーボパターン信号
を書込む。この磁気ヘッド８はへラドキャリッジ９に取
付けられており、磁気ヘッド８及びヘッドキャリッジ９
は一軸ステージ１０により前後の移動がなされる。

また、ロータリーエンコーダ４はパルス補正回路１１を
介してクロック信号の発生手段を構成するＰＬＬＩ　２
に接続している。ＰＬＬＩ　２はサーボパターン信号を
発生させるパターン発生回路１３にクロック信号を送る
。パターン発生回路１３はリードライト回路１４を介し
て磁気ヘッド８にサーボパターン信号を送り、同信号の
記録媒体１への書込を行なう、パターン発生回路１３は
マイクロコンピュータ１５に接続され、サーボパターン
信号の書込指令を受ける。マイクロコンピュータ１５は
ステージコントローラ１６を介して一軸ステージ１０に
接続しており、磁気ヘッド８の位置を制御する。

ここで使用するロータリーエンコーダ４の構造を第２図
に示す。

ロータリーエンコーダ４の本体４１には回転軸４２がボ
ールベアリング等の軸受４３で支持され、この回転軸４
２に回転スリット板４４が固定して取り付けられている
。この回転スリット板４４にはパターンが刻まれており
、この回転スリット板４４に対向して設けられている投
光用光源４Ｓの光を受けて前記パターンに対応した光を
透過する。この回転スリット板４４の前記投光用光源４
５の反対側には、多相列のスリット４６ａ〜４６Ｃを穿
設している固定スリット板４６が固設されており、更に
このスリット４６ａ〜４６ｃに対応して受光センサ４フ
ａ〜４７ｃが配設されている。

回転中の回転スリット板４４を透過した光は、固定スリ
ット板４６の各相のスリット４６ａ〜４６Ｃを通過し、
各相毎のパターンの光を受光センサ４７ａ〜４７ｃに送
る。これにより各相に対応したパルス列が受光センサ４
７ａ〜４７ｃから出力される。このパルス列はパルス補
正回路１１に入力される。

次に、パルス補正回路１１の構成を説明する。

パルス補正回路１１は、ロータリーエンコーダ４が出力
するパルスを人力し非周期成分をパルス時間間隔として
検出するエツジ時間差検出回路１７と、ロータリーエン
コーダ４が出力するパルスを基に非周期成分を検出する
ための基準となる基準パルスを発生する基準パルス発生
回路１８と、エツジ時間差検出回路１７によりパルス時
間間隔として検出された非周期成分をアナログ値に変換
する積分回路１９と、この積分回路１９から出力された
アナログ値と前記ロータリーエンコーダ４が出力するパ
ルスとを基に補正パルスを発生させる補正パルス発生回
路２０とからなっている。

このサーボライタ装置における回転軸振れの非周期成分
の検出について、第３図乃至第８図に基づいて説明する
。

第３図及び第４図は回転軸の振れかない場合であり、第
５図及び第６図は回転軸に周期的な振れがあった場合、
第７図及び第８図は回転軸に非周期的な振れがあった場
合である。

第３図、第５図及び第７図において、符号Ｃは回転軸に
振れがない場合のロータリーエンコーダ４の回転軸４２
０回転中心点を示している。これに対し、第５図におけ
る符号りは回転軸４２に周期的な振れが生した時の同回
転中心点を示しており、第７図における符号Ｅは非周期
的な振れが生した時の同回転中心点を示している。又、
ロータリーエンコーダ４は回転中心の内側から２相、Ｂ
相、Ａ相のスリットパターンを有しており、投光用光源
４５が発する光を受ける受光センサ４７８〜４７ｃはラ
インＣＦ上にある。

第３図のように回転軸４２に振れがない場合には１回転
中心は点Ｃにあり、２相、Ｂ相、Ａ相とも受光センサ４
７ａ〜４７ｃと各相のスリットパターンの相対的位置関
係は当然変動していない。

従って、各相の出力パルスも相対的な時間の変動は生し
ない。この時のＡ相及びＢ相の所定の回転位置における
特定パルス間の発生タイミングを第４図を用いて説明す
る。第４図において、Ａ相の特定パルスの立ち上がり（
ａ）から、これに対応するＢ相の特定パルスの立ち上が
り（ｂ）に要する時間Ｔ＝Ｔｎは、回転軸４２に軸振れ
がない場合には常に一定である。

又、第５図のように、回転軸４２に周期的な振れがある
場合には、回転中心は４．（から周期的に点りに６勤す
る。この場合にあっても受光センサ４７ａ〜４７ｃはラ
インＣＦ上にあるため、本来受光センサ４７ａ〜４７ｃ
が検知すべき所定の回転位置即ちラインＤＧ上からズし
た位置で、それぞれ各相のスリットパターンを検出する
ことになる。この場合、受光センサ４７ａ〜４７ｃと各
相のスリットパターンの相対的位置関係は周期的に変動
する（例えばＡ相及びＢ相間では角度θ１）ことになり
、各相の出力パルスも周期的に相対的な時間の変動が生
ずることになる。

この時のＡ相及びＢ相の特定パルス間の発生タイミング
は、回転軸４２に軸振れがない場合に比べ、第６図に示
すようにＡ相の特定パルスの立ち上がり（Ｃ）からこれ
に対応するＢ相の特定パルスの立ち上がり（ｄ＞に要す
る時間Ｔが前記角度θ１に相当する時間ΔＴ１だけズレ
ＴｚＴｎ−ΔＴ１となる。しかし、この回転軸４２の軸
振れは周期的なものであるため、何回転してもＣＤ＝−
定であり、ΔＴ１も常に一定となる。

ところが、第７図のように回転軸４２に非周期的な振れ
がある場合には、回転中心は点Ｃから非周期的に点已に
移動する。この場合にあっても前述の周期的な振れがあ
る場合と同様に、Ａ相の受光センサ４７ｃ及びＢ相の受
光センサ４７ｂがそれぞれのスリットパターンを受光す
るタイミングは相対的に角度０２分だけズレることにな
る。この時のＡ相及びＢ相の特定パルス間の発生タイミ
ングは、回転軸４２に軸振れがない場合に比へ、第８図
に示すようにＡ相の特定パルスの立ち上がり（６）から
これに対応するＢ相の特定パルスの立ち上がり（ｆ）に
要する時間Ｔが前記角度０２分に相当する時間ΔＴ２だ
けズレることになる。

即ち時間Ｔ＝Ｔｎ−ΔＴ２となる。ところが、この回転
軸４２の軸振れは非周期的なものであるため回転する毎
にＣＥ間の距離やＣから見たＥの方向が変わり、４丁２
もその都度変わる。従って、時間Ｔも変動することにな
る。このように、各回転毎に特定パルスの立ち上がりに
要する時間Ｔが変動する場合、その時間Ｔの変動幅が軸
振れの非周期成分を表わしている。

次に、この実施例における非周期成分の補正を第９図を
用いて説明する。

第９図に示すように、ロータリーエンコーダの１回転目
、２回転目・・・の各回転毎に、Ａ相パルス、Ｂ相パル
スが出力される。

この第９図において、（１）はロータリーエンコーダの
所定の回転位置におけるＡ相パルスの発生タイミングを
示し、（２）はＡ相の特定パルスに対応するＢ相パルス
の発生タイミングを示し、（３）はＡ相のこの特定パル
スの発生タイミングを基に基準パルス発生回路１８で発
生させた基準パルスを示す。

（３）における前記基準パルスのパルス幅δの決め方は
、Ａ相パルスに対応するＢ相パルスの正規の発生タイミ
ング位置を基準として決めてもよいし、両パルスを何回
か繰返して発生させてデータを取り、その場合のＡ相パ
ルスの立ち上がりに対するＢ相パルスの立ち上がりに要
する平均時間を基準パルス幅δとしてもよい。

このようにして定めた基準パルスの立ち下がりとＢ相パ
ルスの立ち上がりエツジをエツジ時間差検出回路１７で
比較する。この両者間に時間差が生じている場合には、
そのエツジ時間差ｘ１を非周期成分（４）として検出し
、積分回路１９によりアナログ値に変換する。

次に、Ａ相パルスの立ち上がりに対して一定時間ｙずら
した位置を設定する。この位置が補正パルスの基準位置
となるもので、−点鎖線で示す位置である。この基準位
置からエツジ時間差ｘ１を用いて補正パルスを補正パル
ス発生回路２０から発生させる。この補正パルスの立ち
上がりを、第９図の（５）に示す。補正パルスは基準位
置よりもｚｗａｘｌだけずらして立ち上げる。このＺの
値は前ｇ己エツジ時間差ｘ１の出方により符号が異なる
。例えば第９図の１回転目の（２）のようにＢ相パルス
が基準パルスと重複する場合には、前記基準位置から所
定時間遅らせて補正パルスを発生させるが、２回転目の
（２）の場合のようにＢ相パルスか基準パルスと重複し
ないで遅れて立ち上がる場合には、そのエツジ時間差ｘ
２を基に（５）に示すように前記基準位置から所定時間
Ｚ＝ａｘ２早めて補正パルスを発生させる。この時の補
正パルスの立ち上がりが、Ｂ相パルスの立ち上がりより
遅れるように前記基準位置を設定しなければならない。

これを、第１０図に基づき説明する。第１０図（２）は
Ｂ相パルスにおける非周期成分の最長時間立ち上がり（
ｇ）を示す、この時第１０図（４）に示すエツジ時間差
×３を基に前記基準位置から所定時間ｚ＝ａｘ３早めて
補正パルスを発生させるが、この補正パルスの立ち上が
り（ｈ）が必ず（８）より遅くなるように基準位置を定
めなければならｔｚい。

なお、ａの値は第７図に基づき次のように設定される。

エツジ時間差Ｘは非周期成分を表わすため、第７図にお
いてはＡ相及びＢ相間の相対角度０２分に相当する時間
ΔＴ２を示す、従って、回転軸中心からＡ相スリットパ
ターンまでの距離をＲＡ　とし、回転周期をＴとすると
、 次に、Ａ相の本来のパルス検出位置（ＥＨ上）と実際の
検出位置（ＣＦ上）との円周上のズレ量をｙ＾とし、Ｈ
ＥＧ＝θ、回転軸中心からＢ相スリットパターンまでの
距離をＲＥ　とすると、θは微小であるため近似的に次
式が成り立つ。

Ｘ＾＋ｙＡ４Ｒ＾　・ｔａｎθ 次に、ｙ＾を時間ΔＴＡに直すと 従って、ＲＡ及びＲＢが既知であればＡ相の位相のズレ
量ΔＴＡは、結局時間ΔＴ２が検出されれば求まること
になる。同様にして、Ｂ相におけるΔＴ８も求めると これらのことから各相の補正倍率ａは、Ａ相の場合はａ
＝ＲＢ／（Ｒ＾−ＲＢ）となり、Ｂ相Ｏ場合は！１−Ｒ
＾／（Ｒ＾−ＲＢ）となることが才かる。

以上のようにして求めた補正倍！ｌａを使用し１発生さ
せた補正パルスを基準として新たな基準ピロツク信号を
作成する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明はロータリーエンコーダの発す
るパルスから、サーボパターン信号の６相ズレの原因と
なるロータリーエンコーダノ回亀軸振れの非周期成分を
抽出し、この非周期成分奄基にロータリーエンコーダが
発生するパルスを補正することにより、高価なロータリ
ーエンコータを用いなくとも隣接トラック間での位相ズ
レが４ないサーボパターン信号が得られ、安価で直積用
な機能を有するサーボライタ装置を得ることがてきる。

【図面の簡単な説明】

′ｔＳ１図はこの発明のサーボライタ装置の概叫図、第
２図はこの実施例における光学式ロータ）　　　リーエ
ンコーダの構造図、第３図、第５図及び第〕　　　７図
はこのロータリーエンコーダの回転軸振れの原理を示す
原理図、第４図、第６図及び第８図はロータリーエンコ
ーダの各相の特定パルス間の発生タイミングを説明する
説明図、第９図及び第１０図はパルスの非周期成分の補
正方法の説明図、第１１図は従来のサーボライタ装置の
概略図である。 図中符号４はロータリーエンコーダ、１１はパルス補正
回路、１３はパターン発生回路、１４はリードライト回
路、１７はエツジ時間差検出回ｊ　　　路、１８は基準
パルス発生回路、１９は積分回路、２０は補正パルス発
生回路である。 特　許　出　願　人　　　　コニカ株式会社亡［北 ヂ”−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータリーエンコーダが発生するパルスを基に回転同期
   クロック信号を得て、記録媒体にサーボパターン信号を
   書込むサーボライタ装置において、前記ロータリーエン
   コーダの回転軸振れの非周期成分を前記ロータリーエン
   コーダが発生するパルスから検出する手段と、前記検出
   した回転軸振れの非周期成分を基に前記ロータリーエン
   コーダが発生するパルスを補正する手段と、この補正後
   のパルスを基に新たな回転同期クロック信号を得てサー
   ボパターン信号を記録媒体に書込む手段とを備えること
   を特徴とするサーボライタ装置。