JPH0628791A

JPH0628791A - 磁気記録ヘッドの位置決め装置及びインデックスパルス発生器

Info

Publication number: JPH0628791A
Application number: JP32152891A
Authority: JP
Inventors: John J Kelly; ジョン・ジェイ・ケリー; Michael Mcgrath; マイケル・マクグラス; Harold Miyamura; ハロルド・ミヤムラ
Original assignee: BRIER TECHNOL Inc
Current assignee: BRIER TECHNOL Inc
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 1994-02-04
Also published as: EP0484907A2; EP0484907A3

Abstract

(57)【要約】【目的】可撓性ディスクドライブアセンブリにおいて
回転する磁性媒体の上に磁気記録ヘッドを位置決めする
ことの精度と信頼性を向上させる方法及び装置を提供す
る。【構成】トラックを位置決めする目的でトラック横切
り情報を提供するために、容量性変換器アセンブリを使
用する。容量性変換器方式は送信器と、受信器とを含
む。受信器はディスクドライブに装着され、読取り／書
込みヘッドキャリッジに装着された送信器に対しては固
定している。送信器と受信器の相対位置は、送信器信号
の位相を受信器の送信器誘導出力信号と比較することに
より確定される。送信器及び受信器において実現される
「くし形」パターンは、トラック横切りを指示する時間
一致ゼロ交差を発生させる。トラック位置決めパターン
とは別であっても良い特殊なシグナチュアパターンを使
用して、トラックゼロ位置を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可撓性ディスク記憶シ
ステム又はハードディスク記憶システムにおいて回転す
る磁性媒体の上に磁気記録ヘッドを位置決めし、その位
置を検出する分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピユータ又は他の情報システムの大
容量記憶装置を通常構成しているのは、剛性ディスク記
憶システム又は可撓性ディスク記憶システムなどの磁性
媒体記憶システムである。表面に磁性媒体層を有する回
転ディスクは、そのディスクの表面に情報を記憶すると
共に、表面から情報を検索するために使用される「読取
り／書込み」ヘッドによりアクセスされる。磁性媒体デ
ィスクに情報を記憶するときには、その表面を構成して
いる磁性粒子に磁束反転を誘起する。磁気読取り／書込
みヘッドがその磁束反転の上方を通過すると、ヘッドに
信号が発生し、その信号を復号して、情報を得ることが
できる。

【０００３】通常、データは磁気ディスクの表面にある
一連の螺旋状又は同心の「トラック」としてディスクに
記憶される。読取り／書込みヘッドは、トラックの中の
１本の上方に選択的に位置することができるように、デ
ィスクに沿って半径方向に往復移動する。１本のトラッ
クの上方の所定の位置に達すると、ヘッドはトラックが
その下方で回転する間はその場所にとどまるので、ヘッ
ドはトラックからデータを読取ること又はトラックにデ
ータを書込むことができる。

【０００４】可撓性磁気記憶システム間で可撓性媒体デ
ィスクを相互に交換できるようにするためには、データ
トラックの半径を標準化しなければならない。そのよう
にすれば、あらゆるディスクドライブが特定のトラック
番号ごとに等しい絶対半径でデータの読取りと書込みを
確実に行える。これは、データ記録ヘッドがディスクの
回転中心からある標準半径（「トラックゼロ」半径）に
位置しているときに、ヘッドの位置を検出するセンサを
使用することによって実行される。この半径は米国国立
規格協会（ＡＮＳＩ）により制定されている。

【０００５】データの読取りと書込みを有効に実行する
ためには、ヘッドに関するトラックの位置を知ることが
必要である。ヘッドがどのトラックの上方にあるかを知
ることに加えて、その特定のトラック上のどの場所にヘ
ッドが位置しているかを知ることが必要である。

【０００６】従来の技術では、個々のデータトラックの
位置を「推測位置」又は開ループ方式を使用して確定す
る。開ループ方式は、タスクのフィードバックを実行し
ない方式である。すなわち、いくつかの動作を実行する
場合、所望の結果が起こるという仮定を行う。読取り／
書込みヘッドの位置決めに関していえば、現時点である
特定のトラック（たとえば、５番のトラック）の上方に
位置している読取り／書込みヘッドが特定の距離を、す
なわち、特定の本数（たとえば、２５本）のトラックを
越えて移動した場合、ヘッドは所望の目的位置トラック
（たとえば、３０番のトラック）にあるものと仮定す
る。この方式は現在位置と所望の位置との相対距離に依
存するため、「相対位置決め方式」としても知られてい
る。従来の開ループ位置決め方式は、ヘッドを位置決め
する際に「ステッパモータ」に依存する。ステッパモー
タはヘッドキャリッジの直線運動を制御し、ヘッドをデ
ィスクのデータトラックを越えながら個々の増分ずつ変
位させてゆく。ステッパモータは、運動を終了するごと
に停止する戻り止め位置を複数有している。ステッパモ
ータは、１つの戻り止め位置から次の戻り止め位置へ移
動すると、読取り／書込みヘッドをトラック１本だけ動
かすように設計されている。ステッパモーメントを一定
の数の増分だけ動くように作動することにより、ヘッド
は一定の量だけ移動するのである。

【０００７】開ループ、すなわち、相対位置決め方式
は、ディスク上の少なくとも１つの場所、すなわち、一
般的に少なくとも１本のトラックがわかっており、その
位置をあらゆる相対運動の基準点として利用できること
が必要である。通常、トラック位置決めの基準としてト
ラックゼロ位置を使用する。

【０００８】従来の技術では、「アライメント用ディス
ク」を使用してトラックゼロの位置を定める。ディスク
ドライブを製造した後、１本のトラックの位置を識別す
る位置情報を含む「アライメント用ディスク」を差し込
む。通常ディスクの中心の近くである読取り／書込みヘ
ッドはその位置情報を読取って、トラックの中心を確定
的に識別することができる。ステッパモータを１つの戻
り止め位置に保持しておき、次いで、読取り／書込みヘ
ッドがそのトラックの中心に位置合わせされるまで、ス
テッパモータを回転させるか，又は直線運動させる。次
に、ステッパモータを所定の場所で係止する。

【０００９】続いて、キャリッジをその最大引込み位置
へ引戻し、読取り／書込みヘッドがトラックゼロ位置を
識別するまで、キャリッジをゆっくりと前進させる。こ
の時点で、「トラックゼロセンサ」として知られる手動
操作で調整自在のセンサを、通常は読取り／書込みヘッ
ドのキャリッジに取付けられているトラックゼロ識別マ
ーク（ＩＤマーク）とアライメントするように移動させ
る。トラックゼロセンサは光学センサであっても良く、
また、ＩＤマークは光学センサのビームを遮断するフラ
グであっても良い。センサを適正にアライメントしたな
らば、ねじなどによりセンサをその場所に手作業で係止
し、ねじ係止化合物を塗布する。このように、検出器の
手動操作による調整が必要であるため、製造工程はより
複雑になり、コストもかかる。

【００１０】その後、ディスクドライブを使用する際に
新たなディスクを差し込んだとき、各ディスクのトラッ
クゼロ半径を、トラックゼロセンサが読取り／書込みヘ
ッドのキャリッジにあるＩＤマークとアライメントされ
た箇所と一致するように設定する。従来の技術では、可
撓性媒体ディスクは位置情報を記憶していない。従っ
て、全ての半径方向位置情報は既に確定されているトラ
ックゼロ位置に対して確定される。

【００１１】上述のステッパモータは標準容量のフロッ
ピーディスクドライブ、すなわち、１メガバイト，２メ
ガバイト又は４メガバイトの容量を有するディスクに対
して読取り及び書込みを実行するディスクドライブに使
用される。２０メガバイト以上の記憶容量を有するディ
スクに読取り及び書込みを実行できる「大容量」ディス
クドライブもある。そのようなシステムの１つは、１９
８８年１１月１０日に出願され且つ本特許出願の譲受人
に譲渡されている名称「読取り／書込みメカニズムの位
置決め方法及び装置（ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａ
ｒａｔｕｓｆｏｒＰｏｓｉｔｉｏｎｉｇａＲｅ
ａｄ／ＷｒｉｔｅＭｅｃｈａｎｉｓｍ）」の米国特許
出願第０７／２６９，５８５号に記載されている。この
特許出願は、１枚の可撓性媒体ディスクの上に規定する
ことができるデータトラックの本数を標準フロッピーデ
ィスクドライブ方式と比べて大幅に増加させる新規なサ
ーボパターンを開示している。これにより、たとえば、
１枚のフロッピーディスクに４０メガバイトまでのデー
タを記憶できるフロッピーディスクドライブを実現する
ことが可能になる。

【００１２】本特許出願では、便宜上、１メガバイト，
２メガバイト又は４メガバイトのデータについて定様式
をもつフロッピーディスクに対し読取り及び書込みを実
行することができるフロッピーディスクドライブを「標
準ディスクドライブ」という。「標準フロッピーディス
ク」とは、１メガバイト，２メガバイト又は４メガバイ
トのデータについて定様式をもつフロッピーディスクで
ある。また、２０メガバイト以上のデータについて定様
式をもつフロッピーディスクに対し読取り及び書込みを
実行することができるフロッピーディスクドライブを
「大容量フロッピードライブ」という。「大容量フロッ
ピーディスク」とは、２０メガバイト以上のデータにつ
いて定様式をもつフロッピーディスクである。

【００１３】ここでいう大容量ドライブと標準フロッピ
ーディスクドライブは、共に、通常、３．５インチのフ
ロッピーディスク形状係数を使用するが、そのようなド
ライブは他の形状係数を使用しても良い。一般に、大容
量ディスクドライブは半径方向位置決めのためにステッ
パモータを使用しない。その代わりに、大容量ドライブ
では、「ボイスコイル」モータを使用して読取り／書込
みヘッドのキャリッジを位置決めする。大容量システム
は、たとえば、埋込みサーボ信号を読取ってトラック位
置情報を提供する閉ループサーボシステムである。ボイ
スコイルモータを使用して読取り／書込みヘッドを正確
に位置決めすることができるように、サーボ情報を使用
して位置信号を発生するのである。大容量とするために
はトラックの幅を狭くすることが必要であるので、従来
のディスクドライブの開ループ位置決め方式をそのまま
利用するのは不可能である。

【００１４】標準フロッピーディスクと大容量フロッピ
ーディスクの双方について読取り及び書込みが可能であ
る単一のディスクドライブを提供することが望ましい。
従って、サーボ情報を記憶している大容量フロッピーデ
ィスクと、サーボ情報が記録されていない標準フロッピ
ーディスクの上方にボイスコイルモータを使用して読取
り／書込みヘッドを位置決めすることができるヘッド位
置決め方式が要求される。

【００１５】従来の技術には、いくつかのヘッド位置決
め方式がある。たとえば、ハノン（Ｈａｎｎｏｎ）の米
国特許第４，８２３，２０５号には、ディスクの表面上
のサーボパターンを検出する容量性センサが記載されて
いる。このプローブはセンサとディスク表面との間のキ
ャパシタンス（容量）の変化を感知する。ハノンの容量
性センサヘッド方式は、ディスクの表面に規則的な間隔
をおいて設けられる導電パターンを利用する。

【００１６】ＩＢＭ技術開示公報（ＩＢＭＴｅｃｈｎ
ｉｃａｌＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ）第
２６巻第６号には、サーボシステムに使用される容量性
検出器の説明がある。この引例は、ディスクの表面に反
射パターン又は導電パターンを形成することを開示して
いる。導電パターンは容量として検出される。

【００１７】コッケ（Ｃｏｃｋｅ）の米国特許第４，５
８７，５７９号には、ディスク上に読取り／書込みヘッ
ドを位置決めするサーボシステムが記載されている。デ
ィスクは、光学的に又は容量として読取ることができる
一連の螺旋形サーボパターンを含む。位相感知方式を使
用して位置信号を取出せるように、位置パターンと、第
２の「基準」パターンの双方が設けられている。得られ
た位相情報を使用して、読取り／書込みヘッドの半径方
向位置を確定する。

【００１８】ゴトー（Ｇｏｔｏ）の米国特許第４，６３
９，９０６号は、ディスクの強磁性層にある複数の微細
な穴を容量として感知することにより読取り／書込みヘ
ッドの位置を取出すサーボ制御システムを開示してい
る。穴は、感知電極の半径方向位置を指示するパターン
を描いて配列されている。穴は、電極を使用してマイク
ロ波キャパシタンス測定を行うことにより検出される。

【００１９】クロンゲル（Ｋｒｏｎｇｅｌｂ）の米国特
許第４，７３７，８７７号には、光学的に又は容量とし
て感知しうるサーボパターンをディスクに設ける方法が
記載されている。この発明においては、ディスクに金属
薄膜を蒸着し、誘電体層で被覆する。

【００２０】上述の従来の方式は、いずれも、ディスク
の表面自体に利用できる位置情報が存在していない場合
に読取り／書込みヘッドを位置決めする方法を提供しな
い。

【００２１】インデックス検出ディスクの互換性はトラック位置決めの精度により影響
を受けるのみならず、インデックス位置決めの精度によ
っても左右される。可撓性ディスクにデータを記録する
ためのプロトコルによれば、磁性媒体の周囲にある特定
の位置に到達したときにそれを指示する検出器が必要で
ある。この位置をインデックス位置といい、これは読取
り／書込みヘッドがセクターゼロにあるデータを読取り
始めるか又はセクターゼロにデータを書込み始める場所
である。すなわち、インデックスは各データトラックの
「開始／終了線」である。

【００２２】ディスクが動作するには、磁性媒体の周囲
におけるインデックス位置の配置を指示する正確なタイ
ミングパルスが必要である。それらのパルスは磁気イン
デックスセンサ又は光学インデックスセンサにより発生
される。

【００２３】図１は、従来のスピンドルインデックスセ
ンサの平面図である。図１の可撓性ディスク４はスピン
ドル２により回転される。読取り／書込みヘッド位置決
めアセンブリ３を使用して、読取り／書込みヘッドを半
径方向に位置決めする。可撓性ディスク４は「インデッ
クス孔」と呼ばれる開口を有する。このインデックス孔
は、フロッピーディスクをディスクドライブに差し込む
たびにディスクがスピンドルに対して一定の位置関係を
とるように、突起部材に対して位置合わせされる。スピ
ンドルモータのハブには磁石６又は他の何らかのＩＤマ
ーカが装着されており、それが半径方向想像線７に沿っ
てインデックス孔５とアライメントするようになってい
る。インデックス孔５とＩＤマーカ６との間のこの半径
方向線７は、フロッピーディスクのインデックスを規定
するために使用される。ＩＤマーカ６及びそれに対応し
た半径方向想像線７が周期的に（１回転するごとに１
度）センサ１とアライメントするように、調整自在のセ
ンサ１は回転するディスクに隣接して装着される。

【００２４】スピンドル２が回転しているとき、磁石６
はインデックスセンサ１の脇を通過し、そこで、インデ
ックスパルスが発生する。このパルスは読取り／書込み
回路にタイミング情報を提供する。１つの可撓性ディス
クドライブに記憶されている情報を別のディスクドライ
ブにリードバックさせるためには、可撓性ディスク４の
ハブにあるインデックス孔５に関するインデックスパル
スの位置を標準化することが必要である。従来の技術に
よれば、ディスクドライブを製造した後にインデックス
アライメント用ディスクをドライブに差し込む。手動操
作により調整自在であるセンサ１は、インデックス孔が
読取り／書込みヘッド及びキャリッジにより規定される
半径方向線を通過する時点に対して所望の時点でインデ
ックスパルスが発生するように配置される。適切な位置
を確定した後、センサ１を手作業により所定位置に固定
する。

【００２５】従来のインデックス感知方式の欠点は、機
械的許容差に起因するインデックスセンサの周囲方向位
置の変動を補償するために手動操作による調整が必要な
ことである。この調整は製造工程の中で実行され、製造
をより複雑にするばかりでなく、製造コストをアップさ
せる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、可撓性ディスク記憶システムにおいて、インデック
スセンサの物理的場所の調整を不要にするようなインデ
ックス位置決め方式を提供することである。本発明の別
の目的は、精度を向上させ且つ製造がより簡単である可
撓性ディスク記憶システムの改良されたトラックゼロ検
出器を提供することである。本発明のさらに別の目的
は、ディスク記憶システムにおいて改良されたヘッド位
置決め方式を提供することである。本発明のさらに別の
目的は、標準フロッピーディスク並びに大容量フロッピ
ーディスクと共に使用可能である半径方向位置決め方式
を提供することである。本発明のさらに別の目的は、フ
ロッピーディスクドライブにおけるステッパモータをエ
ミュレートするためにボイスコイルモータを利用する手
段を提供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、可撓性ディス
クドライブアセンブリにおいて回転する磁性媒体の上に
磁気記録ヘッドを位置決めすることの精度と信頼性を向
上させる方法及び装置を提供する。本発明のディスクド
ライブは閉ループヘッド位置決め方式を実現する。トラ
ックを位置決めする目的で位置情報を提供するために、
容量性変換器アセンブリを使用する。容量性変換器を選
択したのは安価であり、電力消費量が少なく且つ摩擦も
少ないためであるが、誘導変換器や光学変換器などの他
の変換器を使用することができる。容量性変換器方式は
送信器と、受信器とを含む。受信器はディスクドライブ
のベース上において、読取り／書込みヘッドのキャリッ
ジに装着された送信器にすぐ隣接する場所に装着され
る。あるいは、受信器を読取り／書込みヘッドのキャリ
ッジに装着し、送信器をディスクドライブのベースに装
着することも可能であろう。送信器と受信器の相対位置
は、送信器信号の位相を受信器の送信器誘導出力信号と
比較することにより確定される。送信器及び受信器で実
現される「くし形」パターンは、位相整列及び相対位置
を指示する送信器及び受信器出力信号の時間一致ゼロ交
差を発生させる。トラック位置決めパターンとは別であ
っても良い特殊なシグナチュアパターンを使用して、ト
ラックゼロ位置を識別する。

【００２８】本発明は、ディスクドライブの組立て中及
び製造中にトラックゼロセンサとインデックス位置セン
サの手動操作による調整を実行することを不要にする方
法及び装置をさらに提供する。トラックゼロセンサとイ
ンデックス位置センサは、ディスクドライブの製造時に
固定される。従って、トラックゼロセンサ及びインデッ
クス位置センサのアライメントの誤差が生じると思われ
る。本発明では、そのようなアライメント誤差を識別
し、誤差を補償するためのオフセット修正係数を発生す
る。このオフセット修正係数を不揮発性メモリに記憶し
ておき、ディスクドライブの動作中、ディスクドライブ
の電子制御回路はこの係数を利用して、適切なドライブ
動作を確保する。ディスクドライブの組立て後、トラッ
クゼロ位置情報を含めたトラック位置情報を記憶してい
る特別のアライメント用ディスクをドライブに差し込
む。トラックゼロセンサがその最大出力を発生したとき
の半径をディスク上の実際のヘッド位置と比較する。

【００２９】この半径がアライメント用ディスクに見出
されるトラックゼロとは異なる場合、その差を使用して
オフセット値を発生する。このオフセット値を不揮発性
メモリに記憶しておき、ディスクドライブはそれ以降の
あらゆるゼロ復帰動作にオフセット値を使用する。この
トラックゼロアルゴリズムを利用することにより、トラ
ックゼロ検出器において使用する部品の数は少なくてす
むようになると共に、組立ての時間は短縮され、組立て
に要するコストも節減される。また、物理的調整は不要
になる。

【００３０】本発明の不揮発性メモリは、インデックス
センサの位置の機械的な調整と、その調整を行うために
必要とされる機械部品をも不要なものにする。インデッ
クス位置センサは、可撓性ディスクのハブにあるインデ
ックス孔の位置に先んじてインデックスパルスを発生す
るように、固定位置に装着される。インデックスマーク
を含むアライメント用ディスクをドライブに差し込む。
インデックスセンサのパルス発生時点と、ディスクのイ
ンデックスマークの出現時点とを比較する。電子タイミ
ング回路は適正な時点に至るまでインデックスパルスを
遅延し、そこで、読取り／書込み回路と、ホストシステ
ムとにパルスを発生する。要求される遅延の長さは、調
整不可能であるインデックスセンサと、アライメント用
ディスクのデータ領域に記録されているインデックスマ
ークとの時間差により確定される。この遅延を不揮発性
メモリに記憶しておき、ディスクドライブの動作中に使
用する。不揮発性メモリを各データトラックの厳密な位
置を記憶する目的で使用することもできる。これによ
り、高精度の変換器を使用する必要がなくなるので、大
幅なコストダウンが得られる。

【００３１】

【実施例】ディスクドライブアセンブリにおいて可撓性
ディスクの互換性の性能を向上させる方法及び装置を説
明する。これは、データヘッドに関するディスクの半径
方向及び接線方向の位置決めの精度と信頼性を向上させ
ることにより達成される。以下の説明中、本発明をさら
に完全に説明するために、インデックスパルスの時間遅
延，メモリの型などの特定の事項を数多く詳細に記載す
るが、そのような特定の詳細な事項がなくとも本発明を
実施しうることは当業者には明白であろう。また、場合
によっては、本発明を無用にあいまいにしないために周
知の特徴を詳細には説明しないことがある。

【００３２】本発明は、位相アライメント（相対位置）
情報をヘッド位置決め回路へフィードバックさせる変換
器を使用して、閉ループ位置決め方式を実行する。位相
アライメント（相対位置）情報を提供するために、容量
性変換器を利用する。容量性変換器は、変位を、制御回
路へ送信される送信器信号と受信器信号との位相アライ
メント変化に変換して、相対位置を確定する装置であ
る。変換器は、互いに容量結合すると共に互いに相対的
に移動される送信器と、受信器とを含む。送信器と受信
器の相対位置は、送信器信号の位相を受信器の送信器誘
導出力信号と比較することにより確定される。相対位置
を確定しうる精度は、送信器及び受信器の導電性素子を
どの程度まで精密に構成するかによって決まる。しかし
ながら、変換器の分解能はこの精度よりはるかに高いの
が普通である。

【００３３】容量性変換器による位置決めアセンブリ
は、標準フロッピーディスクと大容量フロッピーディス
クの双方をアクセスするために使用されるディスクドラ
イブにおいて利用されると特に有用である。そのような
ドライブは、半径方向の位置決めに際して、ステッパモ
ータではなくボイスコイルモータを使用する。従って、
ステッパモータに依存して、標準フロッピーディスクの
上に読取り／書込みヘッドを位置決めする従来の方法を
利用することはできない。本発明のシステムは、ボイス
コイルモータを標準フロッピーディスクの上に正確に位
置決めできるように位置情報を制御システムに供給する
手段である。標準フロッピードライブ又は固定媒体（ハ
ード）ディスクドライブにおいて本発明を採用すること
も可能である。

【００３４】本発明の好ましい実施例のブロック線図を
図２に示す。ホストインタフェース１０はマイクロプロ
セッサ１４に結合し、マイクロプロセッサ１４の命令を
制御する。マイクロプロセッサ１４はデータバス４８に
より目標位置レジスタ１６に結合している。目標位置レ
ジスタ１６の出力はヘッド位置検出ブロック１８に供給
される。このブロック１８はデジタル／アナログ変換器
２０に結合している。Ｄ／Ａ変換器２０の位置誤差信号
は、キャリッジ２６の機械的調整を制御するボイスコイ
ルモータ２４へ送信される。キャリッジ２６の端部に結
合するデータヘッド２８は、可撓性ディスク３０から情
報を読取る。キャリッジ２６には、容量性変換器の送信
器３２も結合している。可撓性ディスク３０に隣接して
装着されているインデックス検出器２９は、スピンドル
インデックス信号３１をインデックス遅延カウンタ３３
へ送り出す。インデックス遅延カウンタ３３は遅延イン
デックス信号３５をホストインタフェース１０と、マイ
クロプロセッサ１４とへ送信する。

【００３５】送信器３２は受信器３４に容量結合すると
共に、正弦・余弦発生器３６に結合している。正弦・余
弦発生器ブロック３６は基準信号３８をヘッド位置検出
ブロック１８へ戻す。受信器３４は位置信号４０をヘッ
ド位置検出ブロック１８へ出力する。受信器３４のトラ
ックゼロセンサ部分はトラックゼロ位置信号４２をトラ
ックゼロ復調器４４へ出力する。トラックゼロ復調器ブ
ロック４４は、データバス４８と、ＥＥＰＲＯＭメモリ
１２とに結合するＡ／Ｄ変換器４６に結合している。

【００３６】動作中、マイクロプロセッサ１４は、デー
タヘッド２８を不連続のステップを経て可撓性ディスク
３０の内径又は外径のいずれかに向かって移動させるよ
うにこの指令をホストインタフェース１０から受取る。
マイクロプロセッサ１４は目標位置レジスタ１６を変更
し、目標位置レジスタ１６は新たなデータヘッド位置に
関する情報をヘッド位置検出ブロック１８へ送信する。
この回路ブロックは、位置信号４０を使用して、現在ヘ
ッド位置を所望の位置と比較し、修正信号をデジタル／
アナログ変換器２０へ送信する。

【００３７】Ｄ／Ａ変換器の出力信号は位置誤差信号２
２であり、この信号はボイスコイルモータドライブ２４
により電流に変換される。この電流はボイスコイルに流
れて、キャリッジを必要な方向へ移動させる。キャリッ
ジ２６に装着されている送信器３２は、キャリッジと共
に受信器３４に沿って移動する。送信器３２は、ヘッド
位置検出ブロック１８に対する基準信号３８として使用
される正弦・余弦信号を出力する。受信器３４の出力位
置信号４０は送信器３２の正弦・余弦信号の重みつき和
である。送信器３２が受信器３４に沿って移動するにつ
れて、受信器信号は移動した距離に比例して移相する。
ヘッド位置検出ブロック１８は受信器の位相を基準信号
３８と比較し、新たな修正信号を発生する。このフィー
ドバックプロセスは、データヘッドがホストインタフェ
ース１０の指令に従った位置に到達するまで続く。

【００３８】容量性変換器の送信器／受信器パターンの
１例を図６に示す。本発明の好ましい実施例において使
用される変換器パターンは、導電経路１０１及び１０２
に結合する複数の介在配列する細長い導電性条片から構
成される交差「くし形」パターンである。出力信号は条
片の出力端子１０３及び１０４に供給される。介在配列
部材の間のピッチ「Ｐ」１０５は均一とすべきである。
送信器は整合するパターンを有し、送信器と受信器は互
いに相対的に移動する。本発明の位置変換器の動作は、
素子間の容量性結合に基づいている。送信器及び受信器
は互いに近接して位置しており、くし形パターン間のキ
ャパシタンスは、進んでゆくピッチ距離ごとにサイクル
が完了するたびに移動と共に周期的に変化する。

【００３９】送信器が端子１１４から１１７（図８）に
現われる位相角が９０度だけ離れている正弦信号と余弦
信号によって励起されると、受信器の端子１０１及び１
０２で誘導される信号は正弦波形となり、その波形の位
相は受信器と送信器との相対移動に伴って連続してシフ
トする。従って、送信器と受信器が互いに相対的に移動
すると、送信器信号と受信器信号とは周期的に位相アラ
イメント状態となる。希望に応じて、くし形パターンの
ピッチをトラックのピッチの所望の寸法と精密に整合す
るように選択しても良い。容量性変換器の送信器と受信
器は、１０５９５ＮｅｗＹｏｒｋ，Ｖａｌｈａｌｌ
ａ，９９ＷａｌｌＳｔｒｅｅｔのＦａｒｒａｎｄ
Ｃｏｎｔｒｏｌｓから市販されているが、他の適切な容
量性変換器メカニズムを本発明において利用することも
できる。

【００４０】ヘッド位置検出ブロック１８により発生さ
れる出力信号の図を図７に示す。ヘッド位置検出ブロッ
ク１８は容量性変換器アセンブリの周期的出力信号４０
を、トラック番号とキャリッジの変位との関係を表わす
線形信号に変換する。出力位置信号４０はヘッド位置検
出ブロック１８の理想の応答と出力を示す。この理想の
応答４０は、キャリッジの変位に伴って増加してゆく傾
きが一定の線である。出力信号４０の振幅を使用して、
読取り／書込みヘッドの位置を指示するトラック番号を
計算することができる。

【００４１】理想応答信号４０は、容量性変換器パター
ンの導電性部材のピッチ「Ｐ」が均一であり且つほぼ等
しい場合に発生される。ところが、製造時の制御に応じ
てピッチ「Ｐ」の不規則さが現われ、そのために、ピッ
チは送信器又は受信器の長さに沿って均一ではなくな
る。この場合、出力信号４１（図７）が発生する結果と
なる。出力信号４１は傾きの一定な信号ではなく、ピッ
チの不規則さに従って変化する。その結果、ヘッド位置
検出ブロック１８の実際の出力信号と、理想の出力との
誤差が現われる。図７に誤差４２として示すようなこの
誤差は正の方向であっても良いが、誤差４３のように負
の方向であっても良い。本発明は、変換器のピッチのの
不規則さとは無関係である位置決めシステムを構成する
ために、図２のＥＥＰＲＯＭメモリを利用する。これ
は、ディスクドライブの製造中に容量正性変換器アセン
ブリの出力を「特性づけ」することにより達成される。
図７は、ヘッド位置検出ブロック１８の出力と、容量性
変換器の送信器３２及び受信器３４の相対水平方向変位
との関係を示す。

【００４２】ディスクドライブの試作品を、ダイアルマ
イクロメータを装着した固定具に載置した。ダイアルマ
イクロメータのスピンドルはキャリッジ２６の背面に機
械的に結合しているので、マイクロメータのダイアルを
回すと、ディスクドライブのベースプレートに対するキ
ャリッジ２６の水平方向変位はマイクロメータの表示に
より正確に指示されるであろう。

【００４３】大容量モードの通常動作では（米国特許出
願第０７／２６９，５８５号を参照）、ヘッド位置検出
ブロック１８は、位置モードにあるとき、特定の半径方
向位置からのキャリッジの変位に正比例する８ビットの
２進数を発生する。マイクロプロセッサ１４により、２
進数が０となるこの「オントラック」位置を、キャリッ
ジを位置決めすることができるどのような任意の半径に
も設定できる。ヘッドを所望の半径に位置決めしたなら
ば、この位置からの偏差をヘッド位置検出ブロック１８
により２進数に変換する。Ｄ／Ａ変換器２０はこの数を
アナログ位置誤差電圧に変換し、この誤差電圧はボイス
コイルモータ及びドライブ２４にキャリッジを、誤差が
少なくなる方向へ移動させる。

【００４４】大容量モードにおいては、ヘッド位置検出
ブロック１８に対するデータはディスクの上面にあるサ
ーボヘッドと、下面にあるサーボヘッドの２つにより供
給される。それらのヘッドは事前に記録されているサー
ボパルスを検出する。低密度モードでは、受信器３４か
ら取出される基準信号３８と位置信号４０が同一の機能
を果たす。

【００４５】図７の出力は、ボイスコイルモータの接続
を遮断し、キャリッジがマイクロメータにより変位され
るにつれて２進数の値を記録してゆくことにより得られ
たものである。キャリッジをオントラック位置から．０
０１インチごとの増分で移動させた。図７のグラフによ
り示すように、２進数はキャリッジの変位に比例して増
加した。便宜上、読取られた２進値を１０進値に変換し
てから、図７を描いた。．００１インチ間隔の不連続の
読みをなめらかな曲線で結び、「実際応答」とラベル付
けした。直線により示す「理想応答」を比較のために実
際応答に重ね合わせた。

【００４６】ディスクドライブを製造した後、顧客への
販売用として出荷する前に、トラック位置情報を記憶し
ているアライメント用ディスクを差し込む。読取り／書
込みヘッドはその情報を読取って、ヘッド位置決め回路
に供給する。読取り／書込みヘッドをアライメント用デ
ィスクの全面に沿って移動させ、データトラックの精密
な位置を確定する。トラックごとに容量性変換器アセン
ブリの出力を取出し、トラックごとに実際の出力と理想
の出力とを比較する。この比較の結果がトラック位置ご
との（必要に応じた）オフセット値であり、その後、オ
フセット値を不揮発性メモリに記憶する。ドライブが実
際に動作しているとき、ディスク制御回路はそれらのオ
フセット値を利用して、読取り／書込みヘッドを精密に
位置決めすることができる。このシステムは、高精度の
容量性変換器を使用することを要求しないので、著しい
コストダウンを実現できる。

【００４７】オフセットは、ディスクドライブの製造中
に、アライメント用ディスクをディスクドライブに差し
込み、次に、トラックゼロ変換器センサが作動される
（変換器ゼロ位置）までヘッド／キャリッジアセンブリ
を移動させることにより確定される。変換器の位相アラ
イメントに注目する。次に、ヘッドが第１のトラック
（ディスクトラックゼロ）の中心の上に精密に位置決め
されるように、ヘッド／キャリッジを移動させる。ヘッ
ド／キャリッジの移動に伴う位相遷移の回数をカウント
する。変換器における新たな位相アライメントに注目
し、「変換器ゼロ位置」と「ディスクトラックゼロ」位
置とのオフセット（位相遷移の回数）を確定する。オフ
セットをＥＥＰＲＯＭに記憶する。ヘッド／キャリッジ
をトラックから隣接するトラックへと移動させてゆき、
オフセット（位相遷移）があれば、それを確定する。こ
のオフセット情報をＥＥＰＲＯＭに記憶する。ディスク
上の全てのトラックについて関連するオフセットを確定
し、記憶し終わるまで、この手順を繰り返す。

【００４８】このように、どのような型の位置変換器に
ついても、その非直線性をマッピングし、不連続の位置
ごとにオフセットを確定することにより非直線性を修正
できるであろう。後の位置決め動作での利用に備えて、
オフセットをメモリに記憶しておく。

【００４９】通常動作の間、ホストが特定のトラックへ
のアクセスを指令するたびに、マイクロプロセッサはそ
のトラックの個別トラック位置をＥＥＰＲＯＭから読取
る。変換器の特性づけは一度実行されるだけで良く、デ
ィスクドライブの寿命を通してその特性を不揮発性メモ
リにおいて利用することができる。このようなデータト
ラック半径の標準化のプロセスにより、様々に異なるデ
ィスクドライブの間で可撓性ディスクを互換性をもって
使用できるようになるのである。さらに、このプロセス
は容量性変換器に固有の不正確さをなくすと共に、性能
を劣化させずにはるかに経済的な部品を使用することを
可能にする。

【００５０】データトラックゼロの場合、その位置を確
定するために別個のプロセスとソフトウェアアルゴリズ
ムを使用する。トラックゼロを確定するためには独自の
シグナチュアが必要であるので、容量性変換器とは異な
るトラックゼロセンサが要求される。容量性変換器の受
信器は、トラックゼロのための別個の感知素子を含んで
いる。トラックゼロセンサを特性づけるために、トラッ
クゼロ位置が見出されるまで送信器を受信器に沿って移
動させて、トラックゼロセンサの出力信号の振幅を増加
させる。トラックゼロ位置を過ぎると、振幅は減衰す
る。図２を参照して説明すると、Ａ／Ｄ変換器４６は、
トラックゼロ復調器４４が受信するトラックゼロ信号４
２を繰り返しサンプリングする。マイクロプロセッサ１
４は最大振幅出力信号のときの半径を確定し、その位置
をホストインタフェース１０に報告する。容量性変換器
のこのトラック半径がアライメント用ディスクで見出し
た半径と異なる場合には、オフセット値を不揮発性メモ
リに記憶する。ディスクドライブはそれ以降のあらゆる
ゼロ復帰動作に際してこのオフセット値を使用する。

【００５１】トラックゼロへのゼロ復帰動作に関するフ
ローチャートを図３に示す。フローチャートに示す通
り、スタート時に、キャリッジが１００msecの遅延を経
て外径側に向かって移動するように、ボイスコイルモー
タをイネーブルする。データヘッドが外径に達すると、
マイクロプロセッサはＥＥＰＲＯＭから開始半径を読取
るが、これは振幅ピーク値を探索する時間を短縮するた
めである。ブロック５８では、キャリッジは開始半径に
位置決めされ、ブロック６０においては、キャリッジが
内径側に向かって２５０マイクロインチだけ移動する。
ピーク走査はブロック６２で始まる。Ａ／Ｄ変換器はト
ラックゼロセンサをサンプリングする。決定ブロック６
４において、現在振幅サンプルが先行サンプルより大き
いならば、先行サンプルを現在サンプルに置換える。い
ずれの場合にも、残ったサンプルをブロック６８へ送
り、そこで、キャリッジが２００００マイクロインチを
越える距離を移動したか否かを判定する。まだそれだけ
移動していないならば、プログラムはブロック６０に戻
って、走査を続ける。ブロック６８は、偽ピークが認識
されていないことを確認するためには必要である。走査
が完了したならば、ブロック７０で、キャリッジを最大
振幅サンプルが得られた位置へ戻す。この時点で、ブロ
ック７２はＥＥＰＲＯＭからトラックゼロオフセットを
読取り、ブロック７４で、キャリッジをオフセット位置
へ移動する。

【００５２】ブロック７６では、キャリッジがトラック
ゼロ半径に位置していることをホストに報知し、そこ
で、次のブロック７８においてゼロ復帰動作は完了す
る。オフセットは製造工程の間の変換器のアライメント
誤差を補償するために付加されるもので、これにより、
性能の劣化を回避しているのである。マイクロプロセッ
サが使用するピーク検出アルゴリズムは、偽の読みを回
避するためにいくつかの方法を使用する。雑音が原因と
なって起こる偽のピークの数を減らすため、いくつかの
読みを平均する。トラックゼロ位置は、ピークの頂上で
はなく、位置に関する電圧変化がより急速になるピーク
の負の傾きに位置するように規定される。さらに、ゼロ
復帰動作をスピードアップすると共に、いずれかの場所
で起こりうる偽のピークを回避するために、マイクロプ
ロセッサはトラックゼロの探索をディスクの外側１０パ
ーセントに限定する。

【００５３】典型的なトラックゼロ電圧出力のグラフを
図４に示す。このグラフに示すように、トラックゼロセ
ンサの最大振幅はほぼ１３番のトラックのところで得ら
れる。この誤差は、ディスクドライブ組立て時の機械的
許容差によるものであり、オフセットによりこの誤差を
補償する。また、偽のピークがデータトラック３６で発
生するのが示されている。

【００５４】再び図６を参照すると、図６には、トラッ
クゼロ変換器の１実施例が示されている。容量性変換器
の受信器アセンブリには、別個のパターン１０６が形成
されており、このトラックゼロパターン１０６は端子１
０７及び１０８を介して入力を受信する。トラックゼロ
受信器パターンはその両端部に介在配列部材から成る２
つの領域１０９Ａ及び１０９Ｂを有する。本発明の好ま
しい実施例において使用する送信器を図８に示す。送信
器１１０は、受信器のトラック位置決めパターンの上に
配設され、出力信号を発生するために使用される第１の
パターン１１１を含む。第２の領域１１２は図６の受信
器のトラックゼロパターンに対応して配設されており、
トラックゼロ位置を指示するために使用される。介在配
列パターン１０９Ａ及び１０９Ｂは、図８のパターン１
１３Ａ及び１１３Ｂの上を通過したときに出力信号を発
生する。図８の送信器１１０のパターンへの接続は端子
１１４〜１１７を介して行われる。

【００５５】インデックス位置再び図２に戻ると、スピンドルインデックスセンサ２９
は、ディスクの互換性を得るために必要とされるディス
クの正確な周囲位置を指示する。本発明のインデックス
感知方式は、ディスクドライブ製造中のインデックスセ
ンサの物理的調整を必要としない。本発明では、インデ
ックスセンサ２９の位置を許容しうる許容差をもって、
標準インデックス孔位置に先行するように任意に固定す
る。図２では、製造工程が終了した後にドライブにアラ
イメント用ディスクを差し込んである。インデックスセ
ンサ２９は信号３１をインデックス遅延カウンタ３３へ
出力し、そこで、データヘッド２８がアライメント用デ
ィスクのデータ領域に記録されているインデックスマー
クを読取っている間、インデックスパルスは遅延され
る。マイクロプロセッサ１４はスピンドルインデックス
パルスと、ディスクに記録されている磁気インデックス
との時間差を測定する。この遅延の長さを２進数に変換
し、ドライブに電力が印加されるたびにその２進数を使
用する。動作中、インデックス遅延カウンタ３３はカウ
ントダウンし、修正インデックスパルスをマイクロプロ
セッサ１４へ発生する。センサを物理的に調整する代わ
りに、不揮発性メモリに記憶されている調整自在の遅延
を使用することにより、インデックスパルスの標準化は
さらに迅速且つ正確に実行されるようになり、その一方
で、ドライブのいくつかの部品を使用しなくて済むよう
になる。

【００５６】図５は、本発明のディスクドライブにおけ
るインデックスセンサの平面図である。図１の場合と同
様に、可撓性ディスク４はスピンドル２により回転され
る。インデックス孔５はディスクをスピンドルと位置合
わせする。ハブに取付けられているＩＤマーカ６はディ
スク４と共に回転する。インデックスセンサ８は、可撓
性ディスク４のハブにあるインデックス孔５の位置によ
って与えられるパルスに先立ってインデックスパルスを
発生するように、固定位置に装着されている。可撓性デ
ィスク４にあるインデックス孔５は、スピンドル２に関
する磁性媒体の固定位置を規定する。インデックスセン
サ８の物理的な位置を調整する代わりに、ＥＥＰＲＯＭ
に記憶されている調整自在の時間遅延を使用するので、
センサの位置をインデックス孔に対して厳密に標準化す
ることは不要になる。

【００５７】本発明を可撓性媒体ディスクドライブと共
に使用する場合に関して説明したが、これは単なる１例
である。本発明をハードディスクドライブ又は光ディス
クドライブと共に使用することも可能である。以上、大
容量可撓性ディスク記憶システムにおいて容量の小さい
可撓性ディスクを使用できるようにする新規な半径方向
及び接線方向位置決め方式を説明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】可撓性ディスクドライブアセンブリにおける従
来のスピンドルインデックスセンサの平面図。

【図２】本発明の好ましい実施例を示すブロック線図。

【図３】本発明のトラックゼロへのゼロ復帰動作を示す
フローチャート。

【図４】本発明の典型的なトラックゼロ出力電圧とトラ
ック半径との関係を示すグラフ。

【図５】本発明のスピンドルインデックスセンサの平面
図。

【図６】本発明の変換器の受信器パターンを示す図。

【図７】本発明のヘッド位置決め回路の理想の出力と、
実際の出力とを示す図。

【図８】本発明の変換器の送信器パターンを示す図。

【符号の説明】

１０ホストインタフェース１２ＥＥＰＲＯＭ１４マイクロプロセッサ１６目標位置レジスタ１８ヘッド位置検出ブロック２０Ｄ／Ａ変換器２４ボイスコイルモータ２６キャリッジ２８データヘッド２９インデックスセンサ３０可撓性ディスク３２送信器３３インデックス遅延カウンタ３４受信器３６正弦・余弦発生器４４トラックゼロ復調器４６Ａ／Ｄ変換器４８データバス

フロントページの続き (72)発明者マイケル・マクグラスアメリカ合衆国 94566 カリフォルニア州・プレザントン・マルバシアコート・ 3126 (72)発明者ハロルド・ミヤムラアメリカ合衆国 95051 カリフォルニア州・サンタクララ・ワーバートンアヴェニュ・2446

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する磁性媒体の上に磁気記録ヘッド
を位置決めする装置において，データヘッドと；前記デ
ータヘッドに結合するキャリッジと；前記データヘッド
の下方にあり、複数本のトラックを有し、前記データヘ
ッドによりデータが回復されるディスクと；前記データ
ヘッドの目的位置を規定する目標位置決め手段と；変換
器から構成され、前記データヘッドの実際の場所を指示
する検出手段と；前記目標位置決め手段に結合し、前記
データヘッドの前記実際の場所を前記目的位置と比較す
る比較手段と；前記検出手段に結合し、前記変換器にお
ける偏差を補償するために変位オフセットを記憶するメ
モリ手段とを具備する装置。
【請求項２】回転する磁性媒体の上に磁気記録ヘッド
を位置決めする装置において，データヘッドと；前記デ
ータヘッドに結合するキャリッジと；前記データヘッド
の下方にあり、複数本のトラックを有し、前記データヘ
ッドによりデータが回復される可撓性ディスクと；前記
データヘッドの目的位置を規定する目標位置決め手段
と；前記キャリッジに結合する送信器と、受信器とを有
し、実際位置を表わし且つ前記変換器のパターンのピッ
チに従属する出力位置信号を供給する変換器と；前記受
信器及び前記目標位置決め手段に結合し、前記データヘ
ッドの実際の場所を目的位置と比較する比較手段と；前
記目標位置決め手段に結合し、前記ピッチパターンの偏
差を補償するために変位オフセットを記憶するメモリ手
段とを具備する装置。
【請求項３】可撓性ディスクドライブのハブに装着さ
れるスピンドルと；前記スピンドルに装着される可撓性
ディスクと；前記可撓性ディスクにあるインデックス孔
と；前記可撓性ディスクドライブの前記ハブに結合する
ＩＤマーカと；前記可撓性ディスクに隣接して装着され
るインデックスセンサと；前記インデックス遅延カウン
タに結合し、前記インデックスセンサの位置と前記イン
デックス孔との関係における調整自在の時間遅延を記憶
するメモリ手段とを具備するインデックスパルス検出
器。