JPH0695378B2 - 位置情報検出信号発生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録再生装置において、情報記録再生ヘ
ツドを磁気媒体上へ形成された所望のトラツクと対向し
て位置決めを行なうために用いる位置情報信号を発生す
る方法に関するものである。

〔従来の技術〕

大量の情報を記録する磁気デイスク，フロツピーデイス
ク等、磁気ヘツドを記録媒体上へ形成した複数のトラツ
ク中、所望のトラツクと対向して位置決めを行なう装置
においては、記録容量を大とするためトラツクの形成状
況を高密度とするのが有効であり、この目的上磁気ヘツ
ドの位置決めを正確に行なわねばなうず、この位置決め
は記録媒体上の各トラツクに対し磁気ヘツドの位置決め
を行なうためのサーボ用信号を書き込んでおき、データ
情報の記録再生を行なう際はこのサーボ用信号に基づい
て磁気ヘツドの位置制御を行なうための位置情報信号を
発生し、この信号に応じて磁気ヘツドが隣接するトラツ
クに対し半分ずつ対向する状態として制御を行なつてい
る。

したがつて、この位置決め制御が行なわれた後にデータ
情報の記録再生が行なわれるため、データ情報は、サー
ボ用信号とはトラツク幅の半分だけトラツク幅方向へ偏
位した位置に記録されるものとなつており、この目的に
用いるサーボ用信号を書き込む方法としてはトリビツ
ト，ダイビツト，変形ダイビツト等、各種の方法が提案
されている。

第９図はトリビツトの場合の記録状況を示し、幅Ｗを有
するトラツク１_１〜１_４が隣接して配置されており、こ
れらの各トラツク１_１〜１_４には情報を記録再生する方
向へ周期Ｔのシンクビツト２が記録され、奇数番目のト
ラツク（以下、奇数トラツクと称する）１_１,1_３は、シ
ンクビツト２から情報の読み出し方向へT/3離れた位置
に位置制御用ビツト（以下、奇数トラツクにおけるこの
ビツトを奇数位置ビツトと称する）３が記録され、偶数
番目のトラツク（以下、偶数トラツクと称する）１_２,1
_４は、シンクビツト２から情報の読み出し方向へ2T/3離
れた位置に位置制御用ビツト（以下、偶数トラツクにお
けるこのビツトを偶数位置ビツトと称する）４が記録さ
れ、各々がN,Sにより示す磁化極性となつている。

第10図は第９図の磁化パターンを読み出した際の波形図
であり、（ａ）は磁気ヘツドが奇数トラツク１_１,1_３上
に位置したときの読み出し波形を示し、ローレンツ状の
弧立波形が時刻ｔ＝0,t＝T/3,t＝Ｔにおいて磁化極性に
応じて読み出されている。（ｂ）は磁気ヘツドが偶数ト
ラツク１_２,1_４と奇数トラツク１_１,1_３との中間に位置
したときの読み出し波形であり、時刻ｔ＝0,t＝T/3,t＝
2T/3,t＝Ｔにおいて同様にローレンツ状の孤立波形とし
て読み出されている。（ｃ）は磁気ヘッドが偶数トラツ
ク１_２,1_４上に位置したときの読み出し波形を示し、時
刻ｔ＝０とｔ＝2T/3,t＝Ｔにおいて同様に、ローレンツ
状弧立波形が読み出されている。

第11図は、第10図の各波形から磁気ヘツドとトラツクと
の相対位置関係を示す位置信号を抽出するために用いる
ゲート信号を示し、（ａ）は、奇数位置ビツト３が存在
するT/3を中心とし、シンクビツト２及び偶数位置ビツ
ト４の読み出し波形を含まない程度により前後の所定時
間「Ｈ」（高レベル）を持続する奇数ゲート信号，
（ｂ）は、偶数位置ビツト４が存在する2T/3を中心と
し、シンクビツト２及び奇数位置ビツト３の読み出し波
形を含まない程度により前後の所定時間「Ｈ」を持続す
る偶数ゲート信号であり、これらは、周期Ｔ毎に発生す
るシンクビツト２（このビツトは磁気ヘツドがいかなる
トラツク位置に存在しても、常に一定のレベルとして読
み出される）の読み出し波形を負レベルによりスライス
して基準パルスを発生し、これに基づき位相同期回路，
遅延素子，論理回路等の組み合わせによつて発生する。

また、トラツク１_１〜１_４から読み出された信号は、偶
数ゲート信号（ａ），奇数ゲート信号（ｂ）が「Ｈ」の
間にオンとなる二つのアナログスイツチへ与えられ、他
方のアナログスイツチの出力には奇数位置ビツト３の読
み出し波形が送出され、他方のアナログスイツチの出力
には偶数位置ビツト４の読み出し波形が送出されるた
め、各アナログスイツチの各出力は、対応して設けたピ
ークホールド回路において各々のピーク値がホールドさ
れ、磁気ヘツドとトラツク１_１〜１_４の相対位置変化に
応じて第12図（ａ）に示すものとなり、奇数位置ビツト
３に対応する信号は点線により示すとおり、偶数位置ビ
ツト４に対応する信号は実線により示すとおりに変化す
る。

このため、これら二つのピークホールド出力信号の差を
求めることにより、第12図（ｂ）に示す位置検出信号が
得られる。

したがつてこの位置信号（ｂ）は磁気ヘツドが偶数，奇
数トラツクの中間に位置したときに零となり、いずれか
一方へ偏位するのに応じて正負いずれかのレベルを示す
三角波状信号となり、この位置信号のレベルが零となる
方向へ制御すれば磁気ヘツドの位置決めが行なわれる。

他の方法としては、第13図に示すとおり、奇数トラツク
１_１,1_３に周波数_１の正弦波を、偶数トラツク１_１,1
_４に周波数_１とは異なる周波数_２の正弦波を記録す
る２周波方式と称するものがあり、この場合は、磁気ヘ
ツドの読み出し波形が次式により与えられる。

Ｓ（ｔ）＝Asin2π_１ｔ＋Bsin2π_２ｔ ……（１） このため、Ｓ（ｔ）へ次式により示す二つのリフアレン
ス信号を各個に乗算すると、 ｒ_１（ｔ）＝sin2π_１t,r2（ｔ）＝sin2π_２ｔ……
（２） 次式の信号が得られる。

Ｓ（ｔ）ｒ_１（ｔ）＝A/2−（A/2）cos4π_１ｔ ＋（B/2）cos2π（_１−_２）ｔ −（B/2）cos2π（_１＋_２）ｔ ……（３） Ｓ（ｔ）r2（ｔ）＝B/2−（b/2）cos4π_２ｔ ＋（A/2）cos2π（_１−_２）ｔ −（A/2）cos2π（_１＋_２）ｔ ……（４） したがつて、これらの信号を（_１−_２）より低いカ
ツトオフ周波数のフイルタを介し、低域成分を抽出する
と、（１）式のA,Bに対し、A/2とB/2との値を有する直
流成分が得られ、この二つの直流成分の差を求めれば第
12図（ｂ）に示す位置信号が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第９図の方法では、偶数トラツク１_２,1_４と奇
数トラツク１_１,1_３の位置情報を時分割により分離して
おり、第13図の方法によつては周波数分割により分離し
ているため、位置信号の再生上時分割的手法では正確な
タイミング信号発生回路が必要となり、周波数分割的手
法では、周波数及び位相の一致した正確なリフアレンス
信号を発生する回路および乗算回路が必要であり、これ
らの回路を構成するとき、装置が大規模な場合は実装ス
ペース，価格等が特に大きな問題とはならないが、小径
の磁気記録媒体を用いる低価格な小形デイスク装置等で
は、実装スペースが大幅に増大し、かつ、高価となり、
経済性が劣化する問題を生ずる。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の問題を解決するため、本発明はつぎの手段により
構成するものとなつている。

すなわち、上述の位置情報検出信号発生方法において、
奇数トラツクと偶数トラツクの各々に対し、そこからロ
ーレンツ状弧立波形半値幅0.05〜0.7倍の期間を有し、
かつ、相互に干渉しない２ビツトパターンを読み出せる
記録を行ない、読み出された信号をピークホールドした
ものと、読み出された信号の反転した信号をピークホー
ルドしたものとの差を求めるものとしている。

〔作用〕

したがつて、ピークホールド回路および減算器等による
簡単な回路構成により目的を達成することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図によつて本発明の詳細を説明す
る。

第１図は磁気媒体の磁化状況を示す図であり、5,6は奇
数トラツク１_１,1_３へ形成された第１および第２の磁化
区間、7,8は偶数トラツク１_２,1_４へ形成した第３およ
び第４の磁化区間を示し、磁化区間5,8は矢印により示
す信号を記録再生する方向へＮ極からＳ極の順位により
磁化され、磁化区間6,7はこれと反対方向へ磁化されて
おり、磁化区間5,7は信号記録再生方向長が後述するロ
ーレンツ状弧立波形半値幅の略半分として定められ、磁
化区間6,8は信号記録再生方向長がローレンツ状弧立波
形半値幅の略５倍程度として定められ、同一トラツクか
ら読み出された信号が相互に干渉を生じないものとして
あり、これらの磁化区間５〜８を記録により配置した偶
数トラツク１_２,1_４と奇数トラツク１_１,1_３とを、磁化
区間５の最後部と磁化区間７の最前部あるいは磁化区間
５の最前部と磁化区間７の最後部とが信号記録再生方向
へ同一タイミングにより読み出される位置に配置し、か
つ、交互に隣接させ、磁気媒体９を構成している。

第２図は、第１図の各トラツクに対する記録および再生
状況を示し（ａ）は第１図から順位2k−１（但し、ｋは
正の整数）の奇数トラツク１およびこれと隣接する順位
2kの偶数トラツク１と各磁化区間を抽出した図であり、
奇数トラツク１（2k−１）に示す磁化区間5,6を形成す
るには第２図（ｂ）に示す信号により磁化を行ない、偶
数トラツク１（2k）に示す磁化区間7,8を形成するには
第２図（ｃ）に示す信号によつて磁化を行なえばよく、
これによつて記録した情報を磁気ヘツド10が奇数トラツ
ク１（2k−１）上に位置するとき読み出した信号を示せ
ば（ｄ）、奇数トラツク１（2k−１）と偶数トラツク１
（2k）の両方へ磁気ヘツド10が均等に対向するときの読
み出し信号を示すと（ｅ）、磁気ヘツド10が偶数トラツ
ク１（2k）上に位置するときに読み出した信号を示せば
（ｆ）のとおりになり、信号（ｅ）は、奇数トラツク１
（2k−１）から読み出されるときの（ｄ）による正から
負に変化する２ビツトパターンと、偶数トラツク１（2
k）から読み出されるときの（ｆ）による負から正に変
化する２ビツトパターンとの和となる。

このため、磁気ヘツド10が奇数トラツク１（2k−１）上
に位置するときは（ｄ）に示す波形が得られ、偶数トラ
ツク１（2k）上に位置するときには（ｆ）に示す波形が
得られるのに対し、磁気ヘツド10が奇数トラツク１（2k
−１）と偶数トラツク１（2k）との両方へ均等に対向す
るときは（ｅ）に示すとおり、（ｄ）に示す波形に対し
略半分の振幅を有する波形と、（ｆ）に示す波形に対し
略半分の振幅を有する波形との合成波となり、この場合
では負のピークを有する信号が得られる。

第３図は、第２図の信号から位置情報検出信号を発生す
る回路のブロツク図を示し、11は非反転出力および反転
出力を送出する差動増幅器、12はピークホールド回路で
あり、同回路11は第４図に示す構成となつており、12_１
はダイオード、12_２はコンデンサ、12_３は定電流回路で
ある。

第５図は、動作状況を示す波形図であり、（ａ）の奇数
トラツク１（2k−１）から読み出される信号は、前述の
とおり短い方の磁化反転区間５の信号記録再生方向長が
ローレンツ状弧立波形半値幅に対し略半分の場合、各々
の磁化反転部位から読み出されるローレンツ状弧立波形
が互に干渉し（ｂ）のものとなり、磁気ヘツド10が奇数
トラツク１（2k−１）と偶数トラツク１（2k）とに均等
に対向するときに読み出される信号は同図（ｃ）のもの
となるため、（ｂ）の正および負のピーク値をそれぞれ
２とすると、（ｃ）の正ピーク値は２の1/2が生じて
１、負ピーク値は両トラツク分の２となり、磁気ヘツド
10が奇数トラツク１（2k−１）と偶数トラツク１（2k）
とに均等に対向するときの波形は、正の部分のピーク値
が負の部分のピーク値の２分の１程度になる。

第６図は、これらの状況を示す図であり、（ａ）のとお
り、ローレンツ状弧立波形半値幅に対し略半分の磁化反
転区間５を距離Ｌとして配されたトラツクを互に隣接さ
せ、磁気媒体９が構成されており、この上を磁気ヘツド
10がトラツクのＷ幅方向に変位したとき、磁気ヘツド10
から読み出される信号は（ｂ）〜（ｆ）に示すものとな
る。

すなわち、（ｂ）〜（ｆ）は、（ａ）に示す磁気ヘツド
10が中央のトラツク上に位置するときをｙ＝０とし、こ
れを基準としてトラツク幅Ｗの４分の１ずつを磁気ヘツ
ド10が変位し、ｙ＝W/2,W/4,0,−W/4,W/2となつたとき
の各条件と対応している。

ここにおいて、第６図における正のピーク値V₊,負のピ
ーク値V_-は、（ｂ）〜（ｆ）から明らかなとおり次式に
より与えられる。

I.−W/2≦ｙ≦０のとき V₊＝2M ……（５） V_-＝Ｍ・y/（W/2）＋2M ……（６） II.0≦ｙ≦W/2のとき V₊＝−Ｍ・y/（W/2）＋2M ……（７） V_-＝2M ……（８） 第７図は、各ピーク値V₊,V_-をホールドしたときの状況
を示す図であり、（ａ）は、磁気ヘツド10をトラツクの
幅Ｗ方向に変位させたとき、磁気ヘツド10から読み出さ
れた波形から正のピーク値をホールドした特性を示し、
（ｂ）は読み出し信号の位相を反転した信号から正のピ
ーク値をホールドした特性を示しており、（ａ）に示す
信号と（ｂ）に示す信号との差を求める演算の結果を示
せば（ｃ）の特性となり、この特性は磁気ヘツド10の位
置をy,出力信号のレベルをVpとすると次式により与えら
れる。

Vp＝V₊−V_-＝−（2M/W）・ｙ ……（９） すなわち、（９）式では、磁気ヘツド10が正規の位置決
め状態となるｙ＝０において、出力Vpが零となり、か
つ、傾斜が2M/Wにより示される直線となる。

このため、第７図（ｃ）に示す特性が得られれば、Vpを
位置検出信号として用い、これを零となる方向へ制御を
行なうことにより、磁気ヘツド10を各トラツク上へ正確
に位置決めすることができる。

したがつて、第１図のとおりに記録したサーボ用信号を
磁気ヘツド10により読み出し、読み出した信号を第３図
の回路によつて処理すると、ピークホールド回路12から
送出される信号は第７図（ａ），（ｂ）のものとなり、
（ａ）を差動増幅器11の非反転入力端子へ与えると共
に、（ｂ）を反転入力端子へ与え、これらの差を減算器
としての差動増幅器11により求めると、第７図（ｃ）に
示す信号が得られる。

なお、第１図に示す磁化区間5,7は、信号記録再生方向
長がローレンツ状弧立波形半値幅の略半分となつている
が、現実には使用する部品の材質，機器の構造等によつ
て最適値があり、一般的には、この長さがローレンツ状
弧立波形半値幅の0.5〜0.7倍のときに、読み出される信
号の正と負とのピーク値の比が最大となるため、状況に
応じてこの長さを選定すればよい。

また、以上は、水平記録媒体とリングヘツドとを記録媒
体９および磁気ヘツド10として用いた水平記録の場合で
あるが、垂直記録媒体と単磁極ヘツド等の垂直記録用ヘ
ツドによる垂直記録を用いても同様であり、この場合
は、垂直記録の磁化パターンを磁気媒体の一方の面から
見た第８図のとおりになり、反対側の面すなわち紙面裏
側の面では同図と逆極性に磁化され、これらの磁化状況
を単磁極ヘツド等の垂直記録用ヘツドにより読み出した
波形は第２図（ｄ）に示したものと同様になるため、そ
の後の波形処理は第３図の回路により同様に行なえばよ
い等、種々の変形が自在である。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、磁気
ヘツドにより読み出した信号のピーク値を各個にホール
ドすることにより、磁気ヘツドの位置決め制御を行なう
ことができるため、複雑な回路が不要となり、装置の形
状を小形化できると共に、低価格により構成することが
容易となり、各種の磁気記録再生装置において顕著な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の実施例を示し、第１図は磁
化区間の配列状況を示す図、第２図は第１図に示す磁化
区間を形成するための信号および読み出した信号の波形
図、第３図は処理回路のブロツク図、第４図は第３図に
用いるピークホールド回路の一例を示す回路図、第５図
は磁化配置の一部および読み出し信号波形を示す図、第
６図は各トラツクから得られる信号の波形を示す図、第
７図はピークホールド回路の出力信号特性およびこれら
の差信号の特性を示す図、第８図は他の実施例による磁
化状態を示す図、第９図以降は従来例を示し、第９図は
磁化状況を示す図、第10図は第９図の磁気媒体から読み
出した信号の波形図、第11図は第10図に示す信号を処理
するゲート信号の波形図、第12図は位置信号の特性を示
す図、第13図は他の信号書き込み方法を示す図である。 １_１〜１_４……トラツク、５〜８……磁化区間、10……
磁気ヘツド、11……差動増幅器、12……ピークホールド
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気媒体上に形成した複数のトラックに記
   録された磁化状況を、トラックに沿った信号記録再生方
   向へ相対的に移動する磁気ヘッドにより読み出し、これ
   によって得られるローレンツ状弧立波形を含む信号に基
   づき前記磁気ヘッドのトラック幅方向の位置情報を示す
   信号を発生する位置情報検出信号発生方法において、 前記磁気媒体上の信号記録再生方向にローレンツ状弧立
   波形半値幅の0.5〜0.7倍の長さを有する所定方向に磁化
   された第１の磁化区間と、この第１の磁化区間とは磁化
   方向が反対の第２の磁化区間とを、信号記録再生方向に
   交互に配置して第１のトラックを形成し、 前記第１および第２の磁化区間と各々磁化方向を反対と
   した第３および第４の磁化区間を、前記第１のトラック
   を隣接した状態により、信号記録再生方向に交互に配置
   して第２のトラックを形成し、 かつ、前記第１および第３の磁化区間を、第１の磁化区
   間の最後部と第３の磁化区間の最前部あるいは第１の磁
   化区間の最前部と第３の磁化区間の最後部とが信号記録
   再生方向に同一タイミングにより読み出される位置に配
   置し、 前記第２および第４の磁化区間長を同一トラックから読
   み出した信号が相互に干渉を生じない長さとし、 前記磁気媒体から読み出した信号およびこの信号の位相
   を反転した信号の各ピーク値を各個にホールドして第１
   および第２の読み出し信号を発生し、 これら第１の読み出し信号と第２の読み出し信号との差
   を求めることにより、前記位置情報を示す信号を発生す
   る ことを特徴とする位置情報検出信号発生方法。