JPH0416872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は記録媒体に埋め込み形成されたサーボ
信号を読出して高精度にヘツドの位置決めを行い
得るヘツドの位置決め方式に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、磁気デイスク装置等では、デイスク板の
一面に書込まれたサーボ情報を読取り、上記デイ
スク板のデータ面におけるヘツドの位置決めを行
うサーボ面サーボ方式が広く採用されている。し
かし、この方式では装置内に生じる温度勾配によ
つてサーボ面とデータ面との間の熱的オフトラツ
クが生じ易く、本質的にトラツク密度を高めるこ
とができないと言う問題がある。そこで最近では
デイスク板のデータ面に、例えば領域を定めてサ
ーボ情報を書込み、あるいは埋込み形成してヘツ
ドの位置制御を行なわしめる所謂埋込み形サーボ
等と称されるデータ面サーボ方式が注目されるよ
うになつてきている。この方式によれば、従来の
記録媒体やヘツドをそのまま用い、僅かの電気回
路を追加するだけで熱的オフトラツクの問題を招
くことのないヘツドの位置決めを行い得る。しか
も、データセクタに対するサーボセクタの割合い
が一般に１割以下と少ない為に、特にデイスク板
が１〜２枚の装置や、デイスク板が所謂カートリ
ツジ式の装置に好適である。

ところが、このサーボ方式では、ヘツド位置を
検出する為のサーボ情報がサーボセクタでしか得
られない為に、ヘツドを高速移動させた場合に上
記サーボ情報が得られなくなる事態が生じる。こ
のとき、ヘツドを目標トラツクに正確に位置決め
することが難しくなると言う不具合が生じる。こ
れに対処すべく、本発明者らは、サーボ情報とし
て多相サーボパターンを用い、これによつて得ら
れる第１の信号群と、その信号群間の和と差をと
つて求められる第２の信号群とを用いてヘツドの
存在するトラツク区間を求め、上記第２の信号群
から得られる上記トラツク区間内におけるヘツド
位置とから、デイスク板に対するヘツドの現在位
置を高精度に検出する方式を先に提唱した。

即ち、第１図に例示するように、デイスク板上
にデータセクタ１とサーボセクタ２とを設け、こ
のサーボセクタ２に２相変形ダイビツトパターン
３およびクロツク用およびAGC信号用の同期信
号４をそれぞれ埋込み形成し、ヘツド５にてこれ
らの信号３，４を読出して位置検出を行わしめる
ものである。このとき、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
に示される位置にヘツド５が存在するとき、これ
によつて読出されるサーボ信号波形は第２図ａ〜
ｄにそれぞれ示すようになる。尚、第２図中Ｓは
同期信号波形、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ位置検
出の為の信号位置を示している。

しかして今、上記の如く読出される信号から第
１の信号群として位置信号Ｘ，Ｙを Ｘ＝Ａ−Ｂ Ｙ＝Ｃ−Ｄ として求め、これらの信号Ｘ，Ｙの和と差とから
なる第２の信号群 Ｕ＝Ｘ＋Ｙ Ｖ＝Ｘ−Ｙ をそれぞれ求めると、これらの信号Ｘ，Ｙ，Ｕ，
Ｖはヘツド位置に応じて第３図に示すように変化
する。従つて信号Ｘ，Ｙの正・負・零の判定を行
えばヘツドが存在するトラツク区間L₀，L₁，L₂，
L₃を正確に求めることができ、更にこの判定さ
れた区間におけるヘツド位置をその区間において
直線的に変化する信号Ｕ，Ｖの値から、例えば t₀＝Ｖ／ａ＋0.5 なる演算を行うことによつて正確に求めることが
できるので、移動前の既知なるヘツド位置を加え
ることによりヘツドの現在位置を正確に検出する
ことが可能となる。但し、上記式においてt₀は区
間L₀における位置を示し、ａは信号Ｘの振幅、
つまりトラツク幅に相当するものである。

かくして、上記の如く簡易にして且つ正確に検
出されるヘツドの現在位置情報を用いることによ
つて、ヘツドの移動速度制御と位置制御とによ
り、上記ヘツドを目標トラツクに対して正確に位
置決めすることが可能となる。

〔背景技術の問題点〕

ところがヘツドのコア幅は、従来一般にデータ
のオーバーライトモジユレーシヨンを避ける為に
デイスクにおけるトラツクピツチより狭く設定さ
れている。即ち、サーボセクタに記録されるサー
ボパターンは、上記トラツクピツチいつぱいに記
録されているのに対して、データセクタにおける
データの記録再生はトラツクピツチより狭いコア
幅のヘツドを用いて行われる。この為、このコア
幅の狭いヘツドを用いて読出されるサーボ信号か
ら求められる第１の信号群つまり位置信号Ｘ，Ｙ
は第４図に示すように平坦部が長いものとなり、
この結果これらの信号Ｘ，Ｙの和と差をとつて求
められる信号Ｕ，Ｖは、判定された区間に対応す
る領域において直線的にならなくなつてしまう。
つまり第４図に示すように段部を有するレベル変
化を示す信号となる。この為、前述した式で示さ
れる位置検出処理をそのまま行うと、大きな誤差
が生じ、この結果正確な位置決め制御ができなく
なると言う不具合がある。また、信号状態によつ
ては、０レベルに生じる段部において、或る位置
範囲に亘つて位置検出ができなくなること、つま
り検出不能帯が生じる虞れも生じた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、トラツクピツチ
よりも狭いコア幅のヘツドを用いた場合であつて
も高速に、しかも正確にヘツドの位置決めを行う
ことのできる実用性の高いヘツドの位置決め方式
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は記録媒体の複数相のサーボパターンか
ら得られる第１の信号群（位置信号）と、これら
の第１の信号群間の和と差をとつて求められる第
２の信号群とを用いてヘツドが存在するトラツク
区間を判定し、更にこのトラツク区間におけるヘ
ツド位置を求めるとき、上記トラツク区間におけ
る第２の信号群の変化が直線的になるべく、例え
ばテーブルを用いたり、非線形処理する等して補
正し、この補正された信号を用いて位置検出を行
わしめるようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、ヘツドのコア幅がト
ラツクピツチよりも狭い場合であつても、常に正
確に、且つ高速にヘツドの位置決めを行うことが
可能となり、また簡単な信号処理だけでこれを達
成し得る。故に実用上多大なる効果を奏する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

本発明は、第１図に示すようにサーボセクタ２
に埋込み形成されたサーボパターンを読出し、そ
のサーボ信号から第１の信号群としての位置信号
Ｘ，Ｙを得ると共に、これらの信号Ｘ，Ｙの和と
差をとつて求められる第２の信号群Ｕ，Ｖとを
得、これらの信号Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖからヘツドが存
在するトラツク区間およびそのトラツク区間にお
けるヘツド位置を求める際、各トラツク区間にお
ける第２の信号群Ｕ，Ｖの変化が概ね直線となる
べく補正するものである。即ち、ヘツドが区間
L₀に存在する場合、この区間L₀における信号Ｖ
の変化は第５図に実線で示すように大きな曲りを
持つものとなつている。そして、上記区間L₀に
おける信号Ｖの値νは、 ν＝ｆ（t₀） として示されるように、ヘツド位置t₀の関数とし
て与えられる。然し乍らこの関数ｆは、ヘツドの
コア幅とトラツクピツチとが等しいときのような
１次関数とはなつていない。従つて、この関係を
直線的なもの、つまり１次関数的に補正する為に
は、その本来の求めたい信号をとしたとき、 ＝αf^-1（ν） なる補正演算を実行すればよい。但し、αは適当
な係数である。このような補正処理を行えば、位
置検出の為の信号は第５図に破線で示すよう
に、区間L₀において直線となり、ここにその正
確な位置検出を行うことが可能となる。

そこで今、信号Ｘ，Ｙから求められる信号Ｕ，
Ｖの各トラツク区間における曲りの部分に着目す
ると、その曲りの度合いはヘツドのコア幅とトラ
ツクピツチとの関係によりほぼ決定されるものと
考えられる。従つて、仕様によつて定まる上記ヘ
ツドのコア幅とトラツクピツチとの関係からヘツ
ド位置t₀と信号の値νとの関係を示す関数ｆを推
定し、その逆関数f^-1を補正関数とすればここに
信号Ｖの曲りを補正し、区間内における信号変化
を直線化することが可能となる。

また別の手段としては、ヘツドをトラツク上で
実際に移動させ、これによつて求められる信号
Ｕ，Ｖの値と、このときのヘツド位置を他の計測
法、例えばレーザ干渉計等を用いて測定した値と
の対応テーブルを作成する。その後、この対応テ
ーブルを用いてサーボパターンから求められる信
Ｕ，Ｖの値を対応変換することによつて曲りの補
正を行うことができる。

第６図は上述したテーブルを作成して信号補正
を行い、ヘツドの位置制御を行う実施例方式を適
用した磁気デイスク装置の概略構成図である。図
中１０はフロツピー磁気デイスク等からなる回転
記録媒体であり、そのデータ面の所定領域に設け
られたサーボセクタには第１図に示すようにして
サーボパターンが埋込み形成されている。そし
て、この回転記録媒体１０は、図示しない駆動機
構により、所定速度で回転駆動されるようになつ
ている。しかして、この記録媒体１０に対して、
後述するアクチユエータ機構１７により支持され
たヘツド１１が、トラツクと直交する方向に移動
制御されて設けられている。このアクチユエータ
機構１７を制御して前記回転記録媒体１０に対す
るヘツド１１の位置決めが行われる。

しかしてヘツド１１により、記録媒体１０のサ
ーボセクタから読出されるサーボ信号はバツフア
アンプ１２を介してピークホールド回路１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに供給される。これらの
ピークホールド回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄは後述するマイクロコンピユータ２０により
タイミング制御されて、各位置検出タイミング
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおけるサーボ信号のピーク値を
それぞれ検出している。つまり、これらのピーク
ホールド回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに
てサーボ信号がサーボデコードされている。これ
らのピークホールド回路１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄの出力信号を受ける差動増幅器１４
ａ，１４ｂは、各信号間の差分として、前述した
位置信号Ｘ，Ｙをそれぞれ求めている。つまり、
差動増幅器１４ａにて、 Ｘ＝Ａ−Ｂ なる位置信号Ｘが、また差動増幅器１４ｂにて Ｙ＝Ｃ−Ｄ なる位置信号Ｙが求められている。そして、これ
らの信号Ｘ，Ｙはアナログ・スイツチ１５を介し
て交互に選択され、Ａ／Ｄ変換器１６にてデイジ
タル変換されたのち前記マイクロコンピユータ２
０に読込まれている。また前記アクチユエータ機
構１７によつて求められるヘツド１１の位置情報
は、バツフアアンプ１８からＡ／Ｄ変換器１９を
介して、マイクロコンピユータ２０に入力される
ようになつている。尚、このアクチユエータ機構
１７によるヘツド１１の位置情報は、光学式微小
距離測定装置等を併用して高精度に求められるも
のである。

しかしてマイクロコンピユータ２０はこれらの
信号情報を得て、前記位置信号Ｘ，Ｙから信号
Ｕ，Ｖを生成すると共に、その信号値に対するア
クチユエータ機構１７からの信号によつて、信号
間の対応関係を示す補正テーブルを作成し、これ
を記録する。尚、この補正テーブルの作成は、装
置の起動時に行うようにすればよい。その後、マ
イクロコンピユータ２０は、第７図にその一例を
示す制御フローに従つて、ヘツド１１の記録媒体
に対する位置決め制御を実行する。

マイクロコンピユータ２０は、シーク命令が与
えられると、先ず現在のヘツド位置と設定された
目標トラツクの情報とから、上記目標トラツク迄
の距離（トラツク数）を計算し、また目標トラツ
クに対するヘツドの移動方向を判定する。この判
定方向に応じて前記アクチユエータ機構１７に対
して、Ｄ／Ａ変換器を介してヘツドの移動に必要
な正あるいは負の電流を供給し、その制御モード
を速度制御に設定する。

この状態でヘツド１１によりサーボセクタ２を
検出したら、サーボ信号から得られる位置信号
Ｘ，Ｙをそれぞれ読込む。そして、これら信号
Ｘ，Ｙの正・負・零の判定から、ヘツド１１が位
置するトラツク区間L₀〜L₃を検出する。その後、
上記位置信号Ｘ，Ｙから上記判定された区間に対
応して信号Ｕ，Ｖを求め、先に求められた補正テ
ーブルを用いて上記信号Ｕ，Ｖを補正し、区間内
における信号変化が直線となるようにする。そし
て、この補正された信号，を用いて、上記区
間内におけるヘツド位置を求め、前記判定された
区間の情報および、移動前のヘツド位置の情報と
からヘツド１１の記録媒体１０に対する現在位置
を求める。

しかるのち、このようにして求められたヘツド
１１の現在位置と前記目標トラツクの情報から、
目標トラツク迄の距離（トラツク数）を計算し、
その距離が予め定められた範囲内、例えば0.5ト
ラツク未満であるか否かを判定する。そして、
0.5トラツク以上の距離を隔てている場合には、
前記ヘツド位置の変化からヘツド１１の移動速度
を求め、その移動速度を適宜目標速度に合わせて
コントールして、前記ヘツド１１の現在位置の検
出を繰返えす。

このようにして、ヘツドの現在位置が、目標ト
ラツクに対して0.5トラツク以内の位置に達した
ときには、制御モードを位置制御に切換え、その
トラツク区間において前記位置信号Ｘ，Ｙを用い
てヘツド１１を位置決めする。これによつてヘツ
ド１１は目標トラツクに対して正確に位置決めさ
れることになる。

以上のように、本発明方式によれば、トラツク
ピツチに比してヘツドのコア幅が狭く、これによ
つて位置検出の為の信号が判定区間において曲り
部分を有している場合であつても、これを上記判
定された区間において直線化補正したのち位置決
めに用いるので、常に正確に、しかも安定にヘツ
ド１１の位置決めを行い得る。しかも多相サーボ
パターンを用いていることにより、ヘツドを高速
移動させ乍ら、上述した正確な位置決めを簡易に
行うことができ、その実用的利点は絶大である。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えばサーボパターンとして２相以上のパ
ターンを用いることも可能であり、信号の補正関
数も別の手段により求めてもよい。また信号Ｘ，
Ｙ自体を補正し、これによつて区間L₀〜L₃にお
ける信号Ｕ，Ｖを直線化するようにしてもよい。
要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーボパターンの一例を示す図、第２
図ａ〜ｄはヘツド位置に対応した読出しサーボ信
号を示す図、第３図はサーボ信号から求められる
位置信号Ｘ，Ｙおよび第２の信号Ｕ，Ｖを示す
図、第４図はヘツドのコア幅がトラツクピツチよ
り狭い場合に得られる信号Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖの波形
図、第５図は本発明方式の原理を説明する為の信
号図、第６図は本発明の一実施例方式を適用した
磁気デイスク装置の概略構成図、第７図は位置決
め制御の処理フローの一例を示す図である。 １０…記録媒体、１１…ヘツド、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ…ピークホールド回路、１４
ａ，１４ｂ…差動増幅器、１７…アクチユエータ
機構、２０…マイクロコンピユータ、Ｘ，Ｙ…第
１の信号群（位置信号）、Ｕ，Ｖ…第２の信号群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体上の所定領域に埋込み形成されたＮ
   相のサーボパターンをヘツドにより読出して得ら
   れる第１の信号群と、これらの第１の信号群間の
   和と差をとつて求められる第２の信号群とを用い
   て前記ヘツドの前記記録媒体に対する存在区間を
   検出し、この存在区間における前記ヘツドの現在
   位置を上記第２の信号群を用いて検出してヘツド
   の位置決めを行うに際し、 前記存在区間に対応した前記第２の信号群の信
   号変化が略々直線状になるように補正した上でヘ
   ツドの現在位置を求めることを特徴とするヘツド
   の位置決め方式。 ２ 各存在区間における第２の信号群の信号変化
   の直線的補正は、第１の信号群から第２の信号群
   を求める際に非線形演算処理を施して行われるも
   のである特許請求の範囲第１項に記載のヘツドの
   位置決め方式。 ３ 各存在区間における第２の信号群の信号変化
   の直線的補正は、ヘツドを移動したときにサーボ
   パターンから求められる信号値と実際に計測され
   るヘツド位置との関係を予め登録した対応テーブ
   ルを参照して行われるものである特許請求の範囲
   第１項に記載のヘツドの位置決め方式。