JPH076527A - ディスク記憶装置のサーボ情報方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の部分Ａ〜Ｄからなるサーボ情報SIにより
ディスク１の面内のヘッド３の位置検出の精度を高めな
がらサーボ情報SIの書き込みに要する面積を減少させ
る。 【構成】サーボ情報SIの部分Ａ〜Ｄを各トラックＴと中
心位置を合わせかつ互いにトラックピッチずつずれた径
方向位置に書き込まれる部分ＡとＢからなる第１部分対
C1と, 中心位置を各トラックＴから半トラックピッチず
つずらせかつ互いにトラックピッチずつずれた径方向位
置に書き込まれる部分ＣとＤからなる第２部分対C2とに
区分し、第１部分対C1の書き込み領域の周方向長さを第
２部分対C2の書き込は領域の周方向長さより短く設定
し、各部分Ａ〜Ｄを読み取る際のアナログな読取信号値
を保持する時定数を両部分対C1とC2の領域の周方向長さ
にほぼ比例させて設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固定ディスク装置等のデ
ィスク記憶装置に対しヘッドのディスク上の径方向位置
を検出するためディスクに所定コードパターンで書き込
まれる複数の部分からなるサーボ情報の書き込みおよび
読み取り方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】小径のディスク内に多数のトラックを高
密度で設定して各トラックにデータを高密度で記録する
小形かつ大容量のディスク記憶装置では、データ読み書
き用のヘッドのディスク内の径方向位置を極力正確に制
御する必要があるため、周知のようにディスクにそのフ
ォーマッティングに先立って参照情報を書き込むことに
よりトラックを設定し、データを読み書きする際に必ず
この参照情報をヘッドを介して読み取ることによりその
位置を検出した上で、その結果に基づきヘッドをサーボ
操作系を介してクローズドループ制御により位置制御す
る。

【０００３】この参照情報にはヘッドがどのトラック上
にあるかを検出するためのトラック番号を表す照合情報
と各トラックの近傍についてヘッドの位置を検出するた
めのサーボ情報とがふつう含まれ、前者の照合情報を読
み取りながらヘッドを所望のトラックの付近まで移動操
作した後に、後者のサーボ情報を読み取りながらそのト
ラックの中心にヘッドを正確に位置制御する。かかるヘ
ッドの移動操作と位置制御を円滑に進めるために、参照
情報はディスク面内の周方向に分布した複数の個所に書
き込まれるのが通例である。本発明はかかる参照情報中
の精密なヘッド位置制御用のサーボ情報を書き込みかつ
読み取る方式に関する。

【０００４】サーボ情報は所定のコードパターン，ふつ
う０と１のごく単純なコードの繰り返しでそれぞれ書き
込まれる複数個，ふつうは４個のサーボ情報部分からな
り、これらの部分をヘッドで読み取った信号値からヘッ
ドのトラック中心からの位置ないしずれを検出する。サ
ーボ情報のこれらの部分の読取信号は90度ずつ位相が異
なるいわば４相の電圧であって、それらのアナログ値の
大小関係からヘッドのトラック中心からの位置ずれを容
易かつ正確に検出できる。なお、これら４個の読取信号
のアナログ値はディジタル値にそれぞれＡＤ変換した後
にディスク記憶装置内の制御プロセッサに与えられ、そ
れによりヘッドの位置がサーボ操作系を介して精密に補
正制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ディスク面内のトラッ
ク設定と各トラック内のデータ記録を高密度化するため
ヘッドの位置制御の精度を高めるには参照情報，とくに
サーボ情報をディスクの周方向に分布したできるだけ多
数の個所，望ましくはデータの記録単位としてのセクタ
ごとに書き込む必要があるが、参照情報の書き込み個所
数を増やすと当然ながらその書き込みに要する面積が増
加するので、トラックあたりのセクタ数にもよるが貴重
なトラック面積の５〜15％もがそのために食われてしま
い、データ記録容量の点でかなりのマイナス効果にな
る。

【０００６】また、参照情報ないしサーボ情報の各書き
込み領域の周方向長さを短縮すればこのマイナス効果を
軽減できるが、もちろんこれにも限界があって領域長を
ある限度以下に短縮するとサーボ情報を読み取ったアナ
ログ値の精度，従ってヘッド位置の検出精度が低下して
来るほか、とくに読取信号にパルス状のノイズが僅かで
も混入するとこの精度低下が一層著しくなる傾向があ
る。

【０００７】本発明の目的はかかる問題点を軽減して、
ディスクのデータ記録容量の低下を最低に抑えながらト
ラック上のヘッド位置の検出精度を高く維持できるディ
スク記憶装置のサーボ情報方式を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記の目
的は、ヘッドのディスク面内の径方向位置を検出するた
めのサーボ情報が各トラックと中心位置を合わせてかつ
互いにトラックピッチずつずれた径方向位置に書き込ま
れる第１部分対と，中心位置を各トラックから半トラッ
クピッチずらせかつ互いにトラックピッチずつずれた径
方向位置に書き込まれる第２部分対とを備えてなり、第
１部分対の書き込み領域の周方向長さを第２部分対の書
き込み領域の周方向長さよりも短く設定し、各サーボ情
報部分を読み取る際のアナログな読取信号値を保持する
時定数を第１および第２部分対の領域の周方向長さにほ
ぼ比例して設定することによって達成される。

【０００９】本発明においてもサーボ情報を従来と同様
に０と１のごく単純なコードの繰り返しパターンで書き
込むことでよく、上記構成中の第１部分対の書き込み領
域の周方向長さは第２部分対の書き込み領域の周方向長
さの２分の１以下に設定するのがよい。また、本発明で
も参照情報としてこのサーボ情報を照合情報とともに書
き込むのがよく、この照合情報の書き込みパターンを改
良することにより第１部分対の書き込み領域の周方向長
さをさらに短縮し、さらにはその長さを０に，つまり第
１部分対を省略することも可能である。また、本発明で
はサーボ情報の読取信号がもつアナログ値の精度を高め
るために、サーボ情報部分を読み取ったアナログな読取
信号値を保持する時定数を第１および第２部分対の各サ
ーボ情報部分の周方向長さに相当する読み取り時間の50
〜90％に，望ましくは70〜85％に設定するのが有利であ
り、これによって混入ノイズが読取信号に与える悪影響
も減少させることができる。

【００１０】

【作用】本発明では、複数の部分からなるサーボ情報を
読み取った例えば前述の４相の読取信号の中で位相が互
いに 180度異なる読取信号がヘッドの位置の検出に最も
便利な点に着目して、複数のサーボ情報部分を前項の構
成にいうようトラックと中心位置を合わせてかつ互いに
トラックピッチずれた径方向位置に書き込まれる第１部
分対と，中心位置を各トラックから半トラックピッチず
らせてかつ互いにトラックピッチずれた径方向位置に書
き込まれる第２部分対とに区別して各対の部分の読取信
号に 180度の位相差をもたせ、またサーボ情報の第２部
分対の読取信号からヘッドのトラック中心からのずれを
検出できるのに対し、第１部分対の読取信号からはトラ
ック相互間付近のヘッドの位置だけを検出できるので、
第２部分対の読取信号のアナログ値には高い精度が必要
であるが、第１部分対の読取信号のアナログ値の精度は
それより低くてよい点に着目して、第１部分対の書き込
み領域の周方向長さを第２部分対より短く, 例えば半分
以下に設定してサーボ情報の書き込みに必要なディスク
面積を減少させる。

【００１１】さらに本発明では、両部分対の書き込み領
域の周方向長さがこのように異なる場合でもそれらの読
取信号のアナログ値の精度にあまり大きな差が出ないよ
う、前項の構成にいうようにサーボ情報部分を読み取る
際のアナログな読取信号値を保持する時定数を両部分対
の領域の周方向長さにほぼ比例させて設定する。この時
定数を各サーボ情報部分の読み取り時間のふつうは50〜
90％の範囲内で適切に設定することにより、第１部分対
の長さを縮めてもその読取信号のアナログ値の精度は大
きくは低下せず、第２部分対の読取信号のアナログ値の
精度が従来より高まるのでその書き込み領域の周方向長
さを短縮でき、さらにサーボ情報部分の相互間にふつう
置かれる隙間も短縮できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１に本発明によるサーボ情報方式の実施に関連
するディスク記憶装置の構成例およびディスク面にサー
ボ情報を含めて参照情報を書き込む要領例を示し、図２
にサーボ情報の読み取り用回路の構成例の概要を示し、
さらに図３にこの図２の読取回路の動作に関連する主な
信号の波形例を示す。

【００１３】図１(a) のディスク記憶装置の構成図にお
いて、その左上部に簡略に示されたディスク１は通常の
スピンドルモータ２により定速駆動され、サーボ情報を
含む参照情報RIをその周方向に分布した数十個の個所に
書き込むことによって多数のトラックＴが設定されてお
り、この実施例ではトラックＴのセクタＳごとに参照情
報RIが書き込まれている。読み書き用のヘッド３は揺動
アーム４に支承され、ボイスコイルモータ等のアクチュ
エータ５によってディスク１上の径方向位置が操作され
る。アクチュエータ５の駆動回路６は制御データDcを制
御プロセッサ20から受けるＤＡ変換回路部6aとサーボ駆
動回路部6bとからなる。

【００１４】複数個のヘッド３と接続された通例のリー
ドライト回路７は制御プロセッサ20から受けるヘッド選
択指令HSで指定されるヘッドをリードライト指令RWに応
じて読み取りないしは書き込み状態に置き、それから出
力されるアナログ波形の読取信号RSａは信号処理回路８
により所定の変調方式の読取信号RSに変換された上でエ
ンコーダ・デコーダ回路９に与えられ、それによってデ
コードされたパルス列信号Spがデータプロセッサ10に与
えられる。データプロセッサ10はデータの読み書き用で
あり、パルス列信号Spをデータに変換してＲＡＭ11に一
時記憶した上で内部バス12とインタフェース回路13と外
部バス14とを介して図示しない計算機に送り、あるいは
逆の経路でＲＡＭ11に受けたデータをパルス列信号Spに
変換してエンコーダ・デコーダ回路９に与え、それをエ
ンコードした書込信号WSをリードライト回路７を介して
ヘッド３に送らせる。データプロセッサ10と内部バス12
を介して連系動作する制御プロセッサ20にはヘッド制御
手段21がそのソフトウエアとして装荷されている。

【００１５】図１(b) のディスク１の要部展開図に示す
よう、トラックＴに割り込むように書き込まれた参照情
報RIには照合情報IDとサーボ情報SIが含まれ、かつそれ
らに先行してイレーズ部ERが置かれる。ディスク１は矢
印Ｒで示す方向に回転され、イレーズ部ERは通例のよう
に参照情報RIの始まりを示すためなにも書き込まずに残
される狭い領域である。このイレーズ部ERに続く照合情
報IDは各トラックＴに対応する位置に書き込まれ、これ
には周知のようにヘッド３が移動中でも容易に読み取れ
るよう隣合うトラックの相互間では１ビット分のコード
しか異ならないいわゆるグレーコードが用いられる。

【００１６】サーボ情報SIは図１(b) の例ではＡ〜Ｄを
付して示した４個のサーボ情報部分からなり、それらの
相互間には図のように狭い隙間が周方向に置かれる。本
発明ではこれらサーボ情報部分Ａ〜Ｄの内の各トラック
Ｔと中心位置を合わせてかつ互いにトラックピッチずつ
径方向にずれた位置に書き込まれる部分ＡおよびＢを第
１部分対C1とし、中心位置を各トラックＴから半トラッ
クピッチずらせてかつ互いにトラックピッチずつ径方向
にずれた位置に書き込まれる部分ＣおよびＤを第２部分
対として、第１部分対C1の書き込み領域の周方向長さを
第２部分対C2の書き込み領域の周方向長さより短く, こ
の実施例では約半分に設定する。なお、トラックＴの相
互間には径方向に若干の隙間ｇが置かれるに対し、周知
のようにサーボ情報部分Ａ〜Ｄは径方向の隙間なしに図
示のようにトラックピッチと同じ径方向のサイズで書き
込まれる。

【００１７】このサーボ情報SIを図のようにトラックＴ
の中心上に置かれたヘッド３で読み取ったアナログな読
取信号RSａの波形を図３(a) に示す。図のTa〜Tdはそれ
ぞれサーボ情報部分Ａ〜Ｄの読み取り時間である。この
ヘッド３の位置における読取信号RSａの振幅は部分Ａで
最大, 部分Ｂで０, 部分ＣおよびＤで最大値の半分とな
るが、ヘッド３の位置がトラックＴの中心から僅かでも
ずれると部分ＣとＤの読取信号RSａの振幅が互いに異な
って来る。このため、部分ＣとＤからなる第２部分対C2
はヘッド３のトラックＴの中心からのずれの検出に用い
られる。また、ヘッドが図１(b) に3aで示すトラック相
互間の位置にあると、部分ＡとＤの読取信号RSａの振幅
が同じになるので、部分ＡとＤからなる第１部分対C1は
トラック相互間付近にあるヘッド3aの位置の検出に用い
られる。

【００１８】以上のような図１(b) の参照情報RIを読み
取るために、図１(a) に示すようにリードライト回路RW
からアナログな読取信号RSａを受ける読取回路30を設け
る。図ではブロックで示されたこの読取回路30は、参照
情報RIのイレーズ部ERを検出するタイミング検出部31
と, 照合情報IDを読み取る照合情報読取部32と, サーボ
情報SIを読み取るサーボ情報読取部33とからなり、タイ
ミング検出部31から指定されるタイミングで照合情報読
取部32とサーボ情報読取部33とが動作するようになって
いる。図２はこれらの内の本発明に最も関連の深いサー
ボ情報読取部33の回路構成例の概要をタイミング検出部
31とともに示すものである。

【００１９】図２の上部に示されたタイミング検出部31
はそのイレーズ部検出部31ａにより読取信号RSａからイ
レーズ部ERを検出した上で、サーボ情報読取部33に対し
動作タイミングを入力指令Siと出力指令Soによって順次
指定するようになっており、これを受けるサーボ情報読
取部33はサーボ情報部分Ａ〜Ｄに対応して４個の保持回
路と１個のＡＤ変換回路からなるが、保持回路はほぼ同
構成なので図には第１部分対C1の部分Ａ用と第２部分対
C2の部分Ｃ用のみを示す。

【００２０】図のように各保持回路は入力指令Siにより
オンする入力スイッチ33ａと, 読取信号RSａを受けるト
ランジスタ34と, その出力側に接続されたキャパシタ35
と,その電圧を受けるボルテージフォロワ接続された演
算増幅器36と, 出力指令Soによりオンする出力スイッチ
33ｂとを備え、読取信号RSａをそれぞれ入力指令Siで指
定される図３(a) に示す時間Ta〜Tdの間だけ受けてその
波形中のピーク電圧の図２ではSaやScで示すアナログ値
をキャパシタ35と演算増幅器36により保持しておき、出
力指令Soに応じアナログ値をＡＤ変換回路37に順次与え
てディジタルな読取データDrの形で図１(a) のヘッド制
御手段21に出力させる。

【００２１】本発明では前述のようにサーボ情報SIの第
１部分対C1の書き込み領域の周方向長さを第２部分対C2
の書き込み領域の周方向長さよりも短く設定し、かつそ
れに応じて各サーボ情報部分Ａ〜Ｄの読取信号RSａのア
ナログ値を保持する時定数をそれらの書き込み領域の周
方向長さにほぼ比例させて設定する。この実施例では部
分Ａの書き込み領域の周方向長さが部分Ｃの場合の約半
分なので、サーボ情報読取部33内の保持回路のアナログ
値Saの保持動作の時定数をアナログ値Scを保持する場合
のほぼ半分に設定する。この時定数は例えば各トランジ
スタ34のベース抵抗34ａにより設定でき、図の抵抗値rl
が抵抗値r2のほぼ半分にされる。

【００２２】前述の図３(a) の読取信号RSａの波形例に
対応して、図３(b) 〜(e) にサーボ情報読取部33により
サーボ情報部分Ａ〜Ｄを読み取った時のアナログ値Sa〜
Sdの波形をそれぞれ示す。図にはサーボ情報読取部33内
の保持回路の第１部分対C1と第２部分対C2のサーボ情報
部分に対する動作時定数がそれぞれt1とt2で示されてい
る。図の例では部分Ｂを読み取ったアナログ値Sbは０で
あるが、部分Ａを読み取ったアナログ値Saは短い時定数
t1で早く立ち上がり、部分ＣやＤを読み取ったアナログ
値ScやSdは長い時定数t2で緩やかに立ち上がっている。

【００２３】これらの時定数t1やt2は図３(a) に示す各
部分Ａ〜Ｄの読み取り時間Ta〜Tdの50〜90％の範囲内,
望ましくは長いめの70〜85％の範囲内に設定するのが有
利であり、これらの適切な設定によって第１部分対C1の
書き込み領域の周方向長さを短縮してもその部分ＡやＢ
を読み取ったアナログ値SaやSbの精度を実用上支障が出
ない程度に維持できる。一方、書き込み領域の周方向長
さが大な方の第２部分対C2の部分ＣやＤを読み取ったア
ナログ値ScやSdの精度は従来より高まるので、それらの
書き込み領域の周方向長さを従来の20％程度は短縮で
き、さらには部分Ａ〜Ｄの相互間にふつう置かれる周方
向の隙間も従来の各部分と同程度から半分以下に短縮す
ることができる。

【００２４】上述の効果から、本発明方式では部分Ａ〜
Ｄを読み取ったアナログ値Sa〜Sdの精度を充分高く保ち
ながらサーボ情報SIの書き込み領域の長さを従来の約半
分に短縮できる。また、上述のように時定数t1やt2を読
み取り時間Ta〜Td内で長めに設定することによりノイズ
の悪影響を防止できる。すなわち、例えば図３(a) の読
み取り時間Tb内について示すように短いパルスないしス
パイク状のノイズＮが混入しても、それをアナログ値Sb
として保持する動作時定数t1がそれよりかなり長く設定
されているから、混入ノイズＮによる誤差となるアナロ
グ値Snは図示のようにごく僅かで済む。

【００２５】以上のようにしてサーボ情報読取部33内に
保持されるサーボ情報部分Ａ〜Ｄを読み取った図３(b)
〜(e) のアナログ値Sa〜SdはＡＤ変換回路37によりそれ
ぞれディジタルなデータDa〜Ddに順次変換され、これら
を読取データDrとして受ける図１(a) の制御プロセッサ
20内のヘッド制御手段21はこれらデータDa〜Ddから，と
くに第２部分対内の部分ＣとＤを読み取ったデータDcと
Ddから各トラックＴの中心からのヘッド３のずれを検出
し、それを補正するように制御データDcを駆動回路６に
送ってアクチュエータ５を介してヘッド３を常にトラッ
クの中心に置くように制御する。なお、第１部分対C1の
部分ＡとＢを読み取ったデータDaとDbはヘッド３のトラ
ック相互間付近の位置検出に用いるが、照合情報IDから
トラック番号を読み取る照合情報読取部32を２個の隣接
トラックの番号を読み取れるよう構成すれば、第１部分
対C1を省略してしまうことも可能である。この場合は参
照情報IDを相互間に径方向隙間なく書き込んでおくのが
有利である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明では、ヘッド
のディスク内の径方向位置を検出するためディスク面に
複数の部分からなるサーボ情報を所定のコードパターン
で書き込むに際し、サーボ情報の複数個の部分を各トラ
ックと中心位置を合わせ互いにトラックピッチずつずれ
た径方向位置に書き込まれる第１部分対と，中心位置を
各トラックから半トラックピッチずらせ互いにトラック
ピッチずつずれた径方向位置に書き込まれる第２部分対
とに区分した上で、(a) サーボ情報の第１部分対の書き
込み領域の周方向長さを第２部分対の書き込み領域の周
方向長さより短く, 例えば半分以下に設定することによ
り、サーボ情報の書き込みに要するディスク面積を従来
より減少させ、ディスク記憶装置の記憶容量をその分増
加させることができ、(b) サーボ情報部分を読み取った
アナログ値の保持動作の時定数を第１および第２部分対
の書き込み領域の周方向長さにほぼ比例させて設定する
ことにより、第１部分対の書き込み領域の周方向長さを
縮めてもその読取信号のアナログ値の精度を実用上充分
な程度に保つことができ、(c) サーボ情報の第２部分対
を読み取ったアナログ値の精度が従来より高まることを
利用して第２部分対の書き込み領域の周方向長さを短縮
し、さらにサーボ情報部分の相互間に置かれる周方向の
隙間も短縮することにより、サーボ情報の書き込みに要
するディスク面積を一層減少させることができる。

【００２７】また、サーボ情報部分を読み取ったアナロ
グ値を保持する時定数を第１および第２部分対の各サー
ボ情報部分の周方向長さに相当する時間の50〜90％, と
くに長めの70〜85％に設定する態様では、(d) サーボ情
報の読取信号に混入するノイズの悪影響を抑制してサー
ボ情報の検出精度を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーボ情報方式に関連するディスク記
憶装置の構成例とディスク面に本発明方式によりサーボ
情報を書き込む要領例を示し、同図(a) はディスク記憶
装置の構成回路図、同図(b) はディスク面の要部拡大展
開図である。

【図２】参照情報の読取回路のサーボ情報読取部の構成
例をタイミング検出部とともに示す回路図である。

【図３】図２のサーボ情報読取部の動作に関連する主な
信号を示し、同図(a) はサーボ情報のアナログな読取信
号の波形図、同図(b) 〜同図(e) はそれぞれサーボ情報
部分Ａ〜Ｄを読み取ったアナログ値Sa〜Sdの波形図であ
る。

【符号の説明】

１ ディスク ３ ヘッド 10 ディスク記憶装置のデータプロセッサ 20 ディスク記憶装置の制御プロセッサ 30 参照情報読取回路 31 参照情報読取回路のタイミング検出部 32 参照情報読取回路の照合情報読取部 33 参照情報読取回路のサーボ情報読取部 Ａ〜Ｄ サーボ情報部分 C1 第１部分対 C2 第２部分対 ER 参照情報中のイレーズ部 ID 参照情報中の照合情報 Ｎ ノイズ RI サーボ情報を含む参照情報 RSａ アナログな読取信号 SI サーボ情報 Ｔ トラック t1 第１部分対を読み取ったアナログ値を保持する
時定数 t2 第２部分対を読み取ったアナログ値を保持する
時定数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドのディスク面内の径方向位置を検出
   するためディスクに所定のコードパターンで書き込まれ
   る複数個の部分からなるサーボ情報の方式であって、サ
   ーボ情報が各トラックと中心位置を合わせかつ互いにト
   ラックピッチずつずれた径方向位置に書き込まれる第１
   部分対と，中心位置を各トラックから半トラックピッチ
   ずらせかつ互いにトラックピッチずつずれた径方向位置
   に書き込まれる第２部分対とを備えてなり、第１部分対
   の書き込み領域の周方向長さを第２部分対の書き込み領
   域の周方向長さよりも短く設定し、各サーボ情報部分を
   読み取る際のアナログな読取信号値を保持する時定数を
   第１および第２部分対の領域の周方向長さにほぼ比例し
   て設定するようにしたことを特徴とするディスク記憶装
   置のサーボ情報方式。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方式において、第１部分
   対の書き込み領域の周方向長さを第２部分対の書き込み
   領域の周方向長さの２分の１以下に設定するようにした
   ことを特徴とするディスク記憶装置のサーボ情報方式。
3. 【請求項３】請求項１に記載の方式において、サーボ情
   報部分を読み取ったアナログな読取信号値を保持する時
   定数を第１および第２部分対の各サーボ情報部分の周方
   向長さに相当する時間の50〜90％に設定するようにした
   ことを特徴とするディスク記憶装置のサーボ情報方式。