JPH04268269A - 磁気ヘッド位置決め方法及び磁気ディスク装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ヘッドの位置決めに
セクタサーボ方式を用いる磁気ヘッド位置決め方法及び
磁気ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置として使用
される磁気ディスク装置においては小型コンピュータの
普及に伴い装置寸法の小型化が進展しており、磁気ヘッ
ドの位置決め方式も小型化に適した方式が各種開発実用
化されている。その代表的なものとしてサーボ面サーボ
方式とデータ面サーボ方式とが挙げられる。サーボ面サ
ーボ方式が磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ信号を
記録するために磁気ディスクの１面を占有するのに対し
、各セクタ間にサーボ信号を記録するセクタサーボ方式
はサーボ領域の占有率が少ないため磁気ディスク収納枚
数の少ない装置において多く採用されている。

【０００３】以下ディスク面上に記録されたセクタサー
ボ・パタンについて説明する。図７は従来のサーボセク
タ近傍の磁化パタンを示す図である。２７は先行するデ
ータセクタ、２８はデータ記録時の回転変動を吸収する
ための信号が記録されているギャップ部で、ギャップ部
２８は後続するサーボセクタの信号を読み取るためのＡ
ＧＣフィールドを兼ねている。２９は所定の区間磁化反
転のない無データ部、３０は磁化をトラックの横断方向
に連続してセクタ先頭検出用信号が記録されているセク
タ先頭検出部である。無データ部２９において磁気ヘッ
ドの再生出力が所定の時間発生しない状態が続いた後、
セクタ先頭検出部３０による再生出力が発生するとサー
ボセクタの先頭であることが認識される。３１はトラッ
ク番号等の情報をグレイコード化した信号が記録された
トラックデータ部、３２ａ，３２ｂはそれぞれ１トラッ
ク毎に交互に記録されたバースト信号が記録されている
バースト位置信号部である。

【０００４】データセクタはいずれも先頭にＩＤ領域を
持ち、トラック番号，ヘッド番号およびセクタ番号がデ
ータフォーマット時に記録されている。ゆえにトラッキ
ングを行っている間はＩＤ領域を読むことによってトラ
ック位置を知ることができる。しかしシーク時にはデー
タセクタ内の情報の読み取りは不可能であり、サーボセ
クタの情報のみを利用することになる。

【０００５】図８は従来の磁気ディスク装置の磁気ヘッ
ド位置決め制御部のブロック図である。図８において１
０はディスクからデータの記録再生を行う複数の磁気ヘ
ッド、１１は複数の磁気ヘッド１０の内一つの磁気ヘッ
ドを選択して再生出力を増幅するヘッドアンプ、１２は
ヘッドアンプ１１で増幅された再生出力をデジタルパル
ス信号に変換するリードパルスディテクタである。１３
はセクタ先頭検出回路であり、リードパルスディテクタ
１２から出力されたデジタルパルスの中にセクタ先頭検
出用信号があるかどうかを判定し、もしデジタルパルス
の中にセンタ先頭検出用信号を検出したらセクタ先頭検
出パルスを発生する。

【０００６】１４はヘッドアンプ１１で増幅されたバー
スト位置信号３２ａ，３２ｂそれぞれの再生出力の出力
レベルの差を検出し、そのレベル差に応じた信号を出力
する位置誤差検出回路、１５は位置誤差検出回路１４か
らの信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変
換器、１６はマイクロコンピュータ、１７はマイクロコ
ンピュータ１６から出力されたデジタル信号をアナログ
信号に変換するデジタルアナログ変換器、１８はデジタ
ルアナログ変換器１７からのアナログ信号に従いボイス
コイルモータ１９を駆動するボイスコイルモータドライ
バ、３３はリードパルスディテクタ１２から出力された
デジタルパルス信号の内トラックデータ３１からのデジ
タルパルスを入力してトラック番号に変換してマイクロ
コンピュータ１６に出力するトラックデータデコーダ、
３４は位置誤差検出回路１４及びトラックデータデコー
ダ３３及びセクタ先頭検出回路１３の動作タイミングを
制御するゲート生成回路である。

【０００７】以上の様に構成された磁気ディスク装置に
ついて以下磁気ヘッドのトラッキング時及びシーク時の
各部の動作を説明する。

【０００８】まずマイクロコンピュータ１６はヘッドア
ンプ１１に磁気ヘッド選択信号を送る。選択された磁気
ヘッドの再生出力はヘッドアンプ１１を通して増幅され
、リードパルスディテクタ１２によりデジタルパルスに
変換される。セクタ先頭検出回路１３は無データ部２９
とセクタ先頭検出部３０が磁気ヘッドによって再生され
るのを監視しており、セクタ先頭検出部３０に相当する
デジタルパルスを検出して直ちにセクタ検出パルスを発
生する。ゲート生成回路３４はそのセクタ検出パルスを
もとにセクタ先頭検出用信号に後続するトラックデータ
及びバースト位置信号の検出タイミングを決定し、タイ
ミングゲート信号を生成してそれぞれ位置誤差検出回路
１４およびトラックデータデコーダ３３に送る。また。 ゲート生成回路３４は前記のセクタ検出パルスをもとに
次のサーボセクタのセクタ先頭検出用信号の検出時刻を
推定し、その時刻の前後に若干の時間余裕を持たせたタ
イミングゲート信号を生成してセクタ先頭検出回路１３
に送り、セクタ先頭の誤検出を防いでいる。

【０００９】磁気ヘッドを所望のトラック上に移動させ
ようとする時において位置誤差検出回路１４は選択され
た磁気ヘッドの目標トラック中心からの位置誤差を検出
し、アナログデジタル変換器１５を通してマイクロコン
ピュータ１６に出力する。マイクロコンピュータ１６は
前記の位置誤差をもとにデジタルアナログ変換器１７及
びボイスコイルモータドライバ１８を通してボイスコイ
ルモータ１９を駆動し、磁気ヘッドを動かして位置誤差
を修正する。

【００１０】シーク時においてマイクロコンピュータ１
６はトラックデータデコーダ３３から入力された現在の
トラック番号から目標トラック番号を差引いて残差トラ
ック数を得、この残差トラック数をもとにマイクロコン
ピュータ１６の内蔵のメモリを参照して目標速度を得る
。また、トラックデータデコーダ３３から入力された現
在のトラック番号及び過去のトラック番号から現在の磁
気ヘッドの移動速度を計算し、前記の目標速度と現在の
磁気ヘッドの移動速度との差すなわち速度誤差をもとに
デジタルアナログ変換器１７及びボイスコイルモータド
ライバ１８を通してボイスコイルモータ１９を駆動し、
磁気ヘッドを動かして速度誤差を修正する。残差トラッ
ク数が減少するに従い前記の目標速度は減少し、残差ト
ラック数０の時目標速度も０となるように設定してある
ために磁気ヘッドは目標トラックにおいて静止する。シ
ーク終了後は磁気ヘッドが目標トラックの中心に対して
位置誤差をもつため、トラッキング動作へ移行して前記
位置誤差の修正を行う。前記位置誤差が十分小さくなっ
たことをマイクロコンピュータ１６が認識して後にデー
タセクタの記録再生が可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の構成
では図７に示す様にサーボセクタにおけるトラックデー
タ３６の占める割合は大であり、サーボセクタの増大に
よってデータの容量の低下を招いている。またデータ容
量の確保のため１トラック当たりのセクタ数を少なめに
設定する必要があり、それがサーボサンプル周波数を低
下させるため充分なサーボ性能を得ることができない原
因となっている。

【００１２】本発明は前記従来の課題を解決しようとす
るもので、サーボセクタの長さを従来に比して短くして
トラック当たりのセクタ数を上げ、データ容量を高める
と同時にサーボサンプル周波数を上げてサーボ性能をも
高めることの可能な磁気ヘッド位置決め方法及び磁気デ
ィスク装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、磁気ディスクのセクタの先頭に設けられたセクタ先
頭検出部を磁気ヘッドが読みだした時の回転位相を求め
、その回転位相により磁気ヘッドの磁気ディスク半径方
向の位置を判断する。

【００１４】

【作用】このような構成により、トラックデータを用い
ずにヘッドの磁気ディスクの半径方向の位置を検知する
ことができる。

【００１５】

【実施例】図１および図２は本発明の一実施例による磁
気ディスク装置の平面図である。図１および図２におい
て１はデータの記録および再生を行うデータヘッド、２
はデータヘッド１を支持するフレクシャ、３はフレクシ
ャ２を支持するアーム、４はアーム３に直結された可動
コイルを有するボイスコイルモータ、５は磁気ディスク
で、磁気ディスク５は反時計方向に回転する。６は磁気
ディスク５の回転位相を検出するための固定されたクロ
ックヘッド、７はクロックヘッド６を支持するフレクシ
ャである。８はトラックの横断方向に連続して記録され
たセクタ先頭検出用信号部を摸式的に線で表したもので
、実際には１トラック当たりのセクタ数と同数のセクタ
先頭検出用信号が存在するがここでは１本のみ図示する
。図１において９はデータヘッド１のシーク軌道を示し
ている。

【００１６】セクタ先頭検出用信号の検出と回転位相の
検出によるトラック位置判定の原理を説明する。図１で
はデータヘッド１は比較的外周側のトラック上に位置決
めされており、データヘッド１がセクタ先頭検出用信号
部８を再生する瞬間の磁気ディスク５の回転位相状態を
示している。図２においてデータヘッド１は比較的内周
側のトラック上に位置決めされ、データヘッド１がセク
タ先頭検出信号部８を再生する瞬間の磁気ディスク５の
回転位相状態を示している。図１と図２における磁気デ
ィスク５の回転位相は明らかに異なっており、磁気ディ
スク５が反時計方向に回転することから図２の状態は図
１の状態に比べて時間的に遅れていることがわかる。こ
のような時間のずれは図１および図２に示すようにデー
タヘッド１およびフレクシャ２がアーム３の長手方向に
対して傾けて取り付けてあるために、データヘッド１の
ギャップの方向に沿って記録されているセクタ先頭検出
用信号部８の方向とシーク軌道の接線方向とが異なるこ
とに起因する。以上のようにデータヘッド１が存在する
トラックの位置によって磁気ディスク５の回転位相は異
なるため、逆に磁気ディスクの回転位相を検出すること
によりトラックの位置を知ることができる。

【００１７】図３は本発明の一実施例による磁気ディス
ク装置の制御回路のブロック図である。図３において１
はデータヘッド、１１はヘッドアンプ、１２はリードパ
ルスディテクタ、１３はセクタ先頭検出回路、１４は位
置誤差検出回路、１５はアナログデジタル変換器、１６
はマイクロコンピュータ、１７はデジタルアナログ変換
器、１８はボイスコイルモータドライバ、１９はボイス
コイルモータであり、これらは従来の構成と同じである
。２０は位置誤差検出回路１４及びセクタ先頭検出回路
１３の動作タイミングを制御するゲート生成回路である
。６は予め記録されたクロック信号を再生するクロック
ヘッド、２２はクロックヘッド６用の再生専用ヘッドア
ンプ、２３はクロック用のリードパルスディテクタであ
る。２４はクロックを計数するカウンタ、２５はカウン
タ２４をリセットするリセットパルス発生器、２６はカ
ウンタ２４の値を保持するラッチである。

【００１８】図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（
ｅ）はそれぞれ各部の出力信号を表した波形図である。 図４（ａ）はクロックヘッド６の再生波形、図４（ｂ）
はクロック用のリードパルスディテクタ２３の出力波形
（以下クロックパルスと略す）、図４（ｃ）はリセット
パルス発生器２５の出力（以下リセットパルスと略す）
、図４（ｄ）はデータヘッド１の再生波形、図４（ｅ）
はセクタ先頭検出回路１３の出力波形（以下セクタパル
スと略す）である。

【００１９】図４を用いてトラック位置検出の方法を説
明する。クロックヘッド６は常に磁気ディスク上に記録
され、図４（ａ）に示すクロック信号を再生しており、
これを受けてクロック用のリードパルスディテクタ２３
は図４（ｂ）に示すクロックパルスを出力している。ク
ロックパルスにはセクタ間の時間長と等しい間隔でクロ
ックの欠損部が設けてあり、リセットパルス発生器２５
がこの欠損部を検出して図４（ｃ）に示すリセットパル
スを発生する。セクタ先頭検出回路１３はデータヘッド
１の図４（ｄ）に示す再生波形からリードパルスディテ
クタ１２を通してセクタ先頭検出用信号部８をデータヘ
ッド１が再生して得られたセクタ先頭検出用信号を検出
して図４（ｅ）に示すセクタパルスを出力する。カウン
タ２４は図４（ｂ）に示すクロックパルスを計数し図４
（ｃ）に示すリセットパルスによってリセットされる。 ラッチ２６は図４（ｅ）に示すセクタパルスが入力され
た瞬間のカウンタ２４の出力値を保持しマイクロコンピ
ュータ１６に出力する。ラッチ２６の出力値は図４（ｃ
）に示すリセットパルスの発生から図４（ｅ）に示すセ
クタパルスの発生までにカウントされるクロック数を示
している。図５にトラック位置とラッチ２６が出力する
クロック数との関係を示す。ラッチ２６が出力するクロ
ック数は外周トラックから内周トラックに向かうにつれ
て一様に増加するため、逆にクロック数からトラック位
置を求めることができる。即ちマイクロコンピュータ１
６はラッチ２６より入力した値をもとに、内蔵のメモリ
に予め記憶されているクロック数とトラック位置との変
換テーブルを参照し、トラック位置を検出する。

【００２０】シーク時においては前記のトラック位置検
出方法によって各セクタ毎に得られたトラック位置をも
とに速度情報および目標速度が生成されるのを除けば従
来例に示したものと同様の制御を行う。従来用いられて
いるトラックデータによるトラック位置検出の分解能が
１トラックピッチであるのに対し、本発明の実施例にお
けるトラック位置検出方法の分解能は図４（ｂ）に示す
クロックパルスの周波数が高い程、また磁気ヘッドのシ
ーク方向に対する取り付け角度の傾きが大きい程高くな
り、１トラックピッチよりもさらに細かい分解能を持つ
ことが十分可能である。このためシーク制御においては
従来と同等以上の制御性能が得られる。トラッキング時
の制御方法は従来例と同様である。

【００２１】図６は本発明の実施例におけるサーボセク
タ近傍の磁化パタンを示す図である。なお、図６におい
て番号で示した各要素は図７に示した同一番号の要素と
同一のものである。本発明で利用するサーボセクタは基
本的にはセクタ先頭検出用信号とトラック毎に交互に記
録されたバースト位置信号だけでよく、従来例で用いら
れているトラックデータを必要としない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、セクタの先頭にセクタ先頭検
出部を設けた磁気ディスクと、磁気ディスクの回転に同
期して基準信号を発生する信号発生手段を備え、基準信
号を発生した時と磁気ヘッドによってセクタ先頭検出部
を読み出した時との時間差を測定し、その時間差によっ
て磁気ヘッドの浮上位置を判断することにより、トラッ
クデータを用いずにヘッドの浮上位置を検知することが
できるので、サーボセクタの長さを短縮せしめ１トラッ
ク当たりのセクタ数を増加させて磁気ディスク装置の記
憶容量を上げることができる。また、それによりサーボ
情報のサンプル周波数も上昇し、サーボ性能を高めるこ
とができる。また、サーボ性能をさらに向上させるため
に、セクタ当りの記憶容量を減らして１トラック当りの
セクタ数を一層増大させた場合にもサーボセクタの長さ
があまり負担とならないなど、設計時の自由度が従来例
に比して高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気ディスク装置を
示す平面図

【図２】本発明の一実施例における磁気ディスク装置を
示す平面図

【図３】本発明による磁気ディスク装置の一実施例にお
ける磁気ヘッド位置決め制御回路のブロック図

【図４】
（ａ）はクロックヘッドの再生波形を示す図（ｂ）はク
ロック用のリードパルスディテクタの出力波形を示す図 （ｃ）はリセットパルス発生器の出力波形を示す図（ｄ
）はデータヘッドの再生波形を示す図（ｅ）はセクタ先
頭検出回路の出力波形を示す図

【図５】トラック位置と
ラッチが出力するクロック数との関係を示す図

【図６】本発明による磁気ディスク装置の実施例におけ
るサーボセクタの磁化パタンを示す概念図

【図７】従来
の磁気ディスク装置のサーボセクタの磁化パタンを示す
概念図

【図８】従来の磁気ディスク装置における磁気ヘッド位
置決め制御回路のブロック図

【符号の説明】

１　　データヘッド ５　　磁気ディスク ６　　クロックヘッド １３　　セクタ先頭検出回路 １４　　位置誤差検出回路 １６　　マイクロコンピュータ ２４　　カウンタ ３２　　データセクタ ２９　　無データ部 ３０　　セクタ先頭検出部 ３１　　トラックデータ部 ３２　　バースト位置信号部 ３３　　トラックデータデコーダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスクの記録領域内のセクタの先頭
   にセクタ先頭検出部を設け、前記磁気ディスクから磁気
   ヘッドが前記セクタ先頭検出部を読みだした時の回転位
   相を算出し、前記セクタ先頭検出部を読みだした時の回
   転位相により前記磁気ヘッドの磁気ディスク半径方向の
   位置を判定することを特徴とする磁気ヘッドの位置決め
   方法。
2. 【請求項２】磁気ディスクの記録料域内のセクタの先頭
   にセクタ先頭検出部を設け、前記磁気ディスクから磁気
   ヘッドが前記セクタ先頭検出部を読みだした時と、基準
   信号との時間差を測定し、前記時間差によって前記磁気
   ヘッドの磁気ディスク半径方向の位置を判定することを
   特徴とする磁気ヘッドの位置決め方法。
3. 【請求項３】記録領域内のセクタの先頭にセクタ先頭検
   出部を設けるとともに記録領域外に欠損部を有したクロ
   ック信号部を設けた磁気ディスクと、前記磁気ディスク
   を回転させる駆動手段と、前記記録領域に対向して前記
   セクタにデータの記録再生を行なう第１のヘッドと、前
   記記録領域外に対向して前記クロック信号部を読み出す
   第２のヘッドと、前記第１のヘッドによって前記セクタ
   先頭検出部を読み出した時と前記第２のヘッドによって
   前記欠損部を読み出した時との間に前記クロック信号部
   を幾つ読みだしたかをカウントする手段と、そのカウン
   ト数を基に第１のヘッドの磁気ディスク半径方向の位置
   を判断する手段とを備えたことを特徴とする磁気ディス
   ク装置。