JPS583155A - ヘツド位置決め制御方式 - 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】 本発明はヘッド位置決め制御方式、特に所定のデータト
ラックに位置決めされるヘッドの位置すれが％Ｆクラッ
ク幅超えてもこれを補正しうるヘッド位置決め制御方式
に関する。

従来、ディスク装置のデータ面のデータトラックにヘッ
ドを位置決めするのにデータ面とは別個のサーブ面に予
め書込まれているサーフＩ？信号を読取ってヘラＰの位
置決め制御に用いる手段が採られていた。しかし、トラ
ック密度が高まるにつれて温度によるオフトラック等の
影響が無視し得ない問題となって浮び上がって来るに及
んで、これを克服するべくデータ面内のデータトラック
に位置決め情報（サーぎ情報）を予め書込んでおき、ヘ
ッドのデータ）ラックへの位置決めに際してその情報を
読取ってヘッドを位置決めせんとするデータトラックに
ヘッドを正確に位置決めしようとする方式（セクターサ
ーボ制御方式）が採用されるに至っている。特に、大型
ディスク装置ではデータトラックへのアクセスをサーブ
面から読取ったサー？信号により行い、その後のトラッ
ク追従制御をセクターサーボ信号で行うのが簡便な方法
である。しかしながら、小型のディスク装置、とりわけ
ディスク枚数か−、二枚である装置において、サーフ＋
？面に一記録面を使用してしまうことは情報量の関係か
ら無駄なことである。

また、上述のセクターサーボ情報を用いたとしても、従
来のセクターサーボ情報の特性上１オフトラツク量が士
％トラック幅より小さい場合にはその微小位置制御を首
尾よく遂行し得るのであるが、オフトラック量が士％ト
ラック幅以上に大きくなって来ると、従来のセクターサ
ーボ情報のみではその制御が不能となってしまう。この
ような事情はパルスモータを用いての開ループ制御を行
なっているフロッピーディスク装置では顕著になる傾向
を有する。このフロッピーディスク装置での開ループ制
御の大要は第１図に示すように、ヘッド（、）を位置決
めせんとするトラックの番号を一致回路（ｂ）に入力す
るとパルスゲ−）　（ａ）が開き、このゲートを経てト
ラック番号に相当するパルス数が送られるとで数回路（
ｂ）から一致出力が出てパルスゲート（ｃ）が閉じられ
るまで前進又は後退の信号と制御パルスがパルスモータ
制御回路（ｄ）へ送られてノｅＡ／スモータ（θ）を駆
動してヘッドアーム（ｆ）に取付けられているヘラＩ’
　（ａ）を目的のトラックに位置決めする如きものであ
る。この開ループ制御ではオフトラック補正が不可能で
ある。このようなフロッピーディスク装置に上述したセ
クターサーボ制御方式を取り入れてトラック密度の増大
に対処しようとしても、フロッピーディスクの性質上そ
の偏心等の制御を首尾よく行えないならば、トラック密
度の増大は望むべくもない。というのは、フロッピーデ
ィスク装置におけるフロッピーディスクの偏心は数十μ
ｍ　にもなることが確認されており、これに機械的な誤
差を考慮に入れると、媒体の偏差値は６０μｍ　以上と
なるからである。従って、このような状況の中で従来の
セクターサーボ制御方式によりヘッドの位置決め制御を
行なったとしても士％トラック幅以内の制御しか出来な
いとすると、トラックピッチは最小でも１２０μｍ　と
なり、約２００　ＴＰ、ｉのトラック密度を有する装置
しか実現出来ない。

本発明は上述したような従来方式の有する欠５一 点を解決すべく創案されたもので、その目的はオフトラ
ック量が士％トラック幅を超えてもヘッドのトラックへ
の正確な位置決め制御をなしうるヘッド位置決め制御方
式を提供することにある。

本発明はアドレス信号に応答してヘッドを目的トラック
に対゛し予め決められた位置に位置決めした後、ヘッド
の位置決め制御をアドレス信号による位置決め制御から
ヘッド位置決め制御信号による位置決め制御に切換えて
やれば、オフトラック量の大小に拘わらず、ヘラＰを目
的トラックに首尾よく位置決めし得ることを見出して完
成するに至ったものである。

以上添付図面を参照しながら、本発明の一実施例を説明
する。

第２図は本発明方式を実施するゾルツク構成図を示す。

（１）はヘッドで、このヘッドは前置増幅器（２）を経
てセクタ信号復調回路（８）へ接続されている。この回
路（８）は第３図及び第４図に示されるように、ディス
ク（以下、フロッピーディス６− りについて説明する）に記録されているアドレス信号及
びトラック位置決め信号を各別に線（４）、（５）上に
発生する。この、ヘッド（１）から線（５）上にトラッ
ク位置決め信号を発生する信号回路系かヘラＰ位置決め
信号発生回路（６）である。

第３図及び第４図において、（７）がデータ信号記録領
域で、（８）はセクターサーゼ信号記録領域である。領
域（８）にはトラックアドレス部（８ａ）とサンプルサ
ーヂ信号（トラック位置決め信号）部（８日）とに分け
られている。領域（８ａ）も又領域（８８）もその信号
記録部分は第４図に示すように平行２本線部（Ｄ、）、
（Ｄ、）、（Ｄ、）・・・・・・及び（Ａ）　、（Ｂ）
（グイビット）で表わされており、ヘッド（１）が第４
図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）又は（θ）に位置
決めされて上記各信号記録部分を読取るとき第５図の（
５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（δ
−５）に示すような信号（それぞれ第４図の（ａ）、（
ｂ）、（Ｃ）、（、Ｌ）、（ｅ）に対応）が発生し、ト
ラック位置決め信号としては第６図に示すような、目的
トラックの予め決められた位置例えば中心に関して予め
決められた特性例えば奇関数的特性の信号が線（５）上
に発生される。下表はトラック数が１６の場合に対する
アドレスコードをグレイコ−）”（Ｇｒａｙ　ｃｏａｅ
　）で示す０ セクタ信号復調回路（３）から出力されるアドレス信号
（ｋ）は線（４）を経てトラック検出回路（９）の一方
の入力へ送り込まれ、回路（９）の他方の入力へは目的
トラック信号（目的トラック番号）（、）がパルスαＯ
を経て送り込まれるように構成されている。トラック検
出回路（９）は５つの出力信号線α◇、■、α→、αゆ
、及び（２）を有しており、線αη上に信号ｋが信号（
−）より小さいことを表わす信号（ｋ（ｎ）を発生し、
線υ上に信号（ｋ）が信号（ｎ）より１だけ小さいこと
、即ち目的トラックのアドレスより１だけ小さいことを
表わす信号（Ｐ−１）を発生し、線α■上にアドレス信
号（ｋ）が目的トラック信号（ｈ）に一致したこと、即
ちヘッドが目的トラック上に位置していることを表わす
信号（Ｐｏ）を発生する。また、線αゆに信号体）が目
的トラック信号（ｔｌ）より１だけ大きいことを表わす
信号（Ｐ＋１）を発生し、線α０に信号体）が目的トラ
ック信号＠）より大きいことを表わす信号（ｋ・＞ｎ）
を発生する。このトラック検出回路（９）の内のその再
入力から線（ハ）までの信号９− 回路系が目的トラック検出回路となる。

上記各線眞、Ｑ３、θ３、αゆ、及びａｏは駆動装置（
以下、パルスモータについて述べる）制御論理回路αＱ
へ接続されると共に該回路αのへは又駆動パルスを供給
する線αηが接続されている。

パルスモータ制御論理回路αＱは第７図に示すよう番Ｑ
線αη上の駆動パルスがアンドゲート（ト）の出力信号
によりゲート制御されるアンドゲート員を経てゲートさ
れ、オア回路（１）を経て線ａａ上の信号（ＰＯ）によ
りゲート制御されるアンドゲート（２υの入力へ供給さ
れて前進方向制御パルスを線（２２）上に発生する。こ
の回路系のアンドゲート（ト）はその正転入力に線αｐ
が、又その逆転入力に線０が接続されている。

また、前進方向制御パルスを発生させる回路系として、
線αηを分周回路Ｇ２■の入力に接続し、その出力をア
ンドグー）　（２４）を経てオア回路翰の入力へ接続さ
れている。この回路系のアンドグー）　ｃ２４）の入力
へ線α３が接続されている。

線＋２５）上に後退制御パルスを発生する回路系１０− は前進制御パルスを発生する回路系と対称的に構成され
ており、この対称をなす各素子には（り記号を付してそ
の説明を省略する。

パルスモータ制御論理回路αｅの出力線２２）、（２句
は）ξルスモータ制御回路（２６）の人力へ接続されて
いる。この回路Ｃりへは又線（５）、α］が接続され、
その出力は線■６ａ）を経てパルスモータ０６ｂ）へ接
続されている。回路■６）の詳細は第８＠に示されてい
る。

第８図において、線（２２）、（２５）、α→は励磁相
制御回路（２７）へ接続され、その出力はパルスモータ
の各励磁制御回路（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｃ３）、（Ｃ
４）へ接続されている（７モルスモータを４相とした場
合）。これらの回路（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｃ３）、（
Ｃ４）は同一構成であるので、第１相の回路（Ｃ１）に
ついて説明すると、励磁相制御回路Ｃηの出力は増幅器
■８）を経て切換回路■９）の一方の入力へ接続されて
いる。切換回路（２９）の他方の人力へは演算増幅器（
３０）を介して線（５）が接続されている。そして、切
換回路１２９）は線０３上の信号（Ｐｏ）によって上記
一方の入力から上記他方の入力への切換えを生せしめる
ように構成されている。

上述の、ｅルスモータ制御論理回路顛から上述の一方の
入力までの回路系が目的トラックへの駆動制御回路を構
成している。

切換回路（２９）の出力は第１相巻線（１１）に流れる
電流を制御する制御素子例えばＮＰＮ型トランジスタ（
Ｔｌ）のゲートへ接続されている。

他の相は第１相と同一構成なので、構成素子には当該相
に対応する添字を付してその説明を省略する。

上述した回路構成の下での本発明の動作過程を説明する
。

ヘッド（１）から読取られるアドレス信号（ｋ）がセク
タ信号復調回路（８）で復調される。この復調は第５図
に示されるように、読取られた信号を予め決められたス
ライスレベル例えば５０％ノスライスレベルでスライス
するようにして行われる。このような５０％のスライス
レベルで読取られた信号のスライスを行えば、第５図の
ようなアドレス信号記録形式の場合、は寸士％トラック
幅の範囲内でアドレス信号を復調することが出来る。こ
のことは後述するヘッド位置決め信号の読取り信号との
関係で本発明の重要な特徴となる。

このようにして、読出されたアドレス信号は線（４）を
経てトラック検出回路（９）へ供給されて該回路でそこ
へ供給された目的トラック信号（＝）との関係が調べら
れる。

この関係が信号（ｋ　＜　ｎ　）を発生させるものであ
ると、第９図の（９−５）に示すように線αυ、Ｃ３、
αｅ１α◆及び（１Ｇのうちの線αｐのみがハイレベル
となっている。

従って、パルスモータ制御論理回路α→のアンド回路（
ト）から出力が出て線αカを経て送られて来る短い周期
のパルスがアンドゲートＱ呻を経てオア回路（ホ）を通
過して開となっているアンドゲート■１）を通って線■
２）上に出力される。

１３− 他方、切換回路（２９）は線α→上の信号がローレベル
にあるから励磁相制御回路■ηの出力を制御素子（Ｔ１
）、（Ｔ２）・・・等へ接続するように切換えられてい
る。

従って、線の２）を経て励磁相制御回路■ηへ供給され
る短い周期のパルスで各損券１（７１）、（／２）・・
・を附勢することになるから、ヘッドは急速に目的トラ
ックの方へ移動させられてし１　く　。

このようにして、第９図に示すように、目的トラック（
ｎ）から１つ手前のトラック（ｎ−１）に到達すると、
トラック検出回路（９）から線αのに加えて線αａにも
ハイレベルの（ｉ号（Ｐ−１）が発生する。これにより
、分周回路（２のを通って長い周期となった駆動パルス
（＋　５ｔｅｐ　ｐｕｌｓθ）のみがアンドゲートＧ２
４）からオア回路−、アンドゲート■ｌ）を経て＃　（
２２）上に出力される。そして、励磁相制御回路Ｃηを
経て制御素子（ＴＩ）等へ供給されるから、ノぐルスモ
ータは低速度で回転され、ヘッドをゆっくりと目的トラ
１４− ツクの方へ接近させていく。従って、制御の確実性が得
られる。

このような動作はヘラＰ（１）が目的トラックから上述
のような（ｎ　−１）のトラックの方へ変位したときに
も生ずる。従って、ヘラＰが士％トラック幅よりも大き
くずれて来たとしても、そのヘッドを目的トラックの方
へ復帰させ得る。

上述のような目的トラックへの緩速な移動が進行してい
き、遂いには目的トラック上にヘラＰ（１）が部分的に
、上記例示のスライスレベルでは％トラック幅より多く
、位置させられると、目的トラックのアＰレス信号が線
（４）を経てトラック検出回路（９）へ供給される。従
って、この時刻から、線Ｏａ上に信号（、Ｐｏ）が発生
する。

これにより、／ソルスモータ制御論理回路αＯの動作は
停止せしめられる。換言すれば、それまで遂行されてい
たディジタル的な閉ループ制御は終了させられる。

これと同時に、ヘッド（１）によって読取られるヘッド
位置決め信号が信号（ＰＯ）のハイレベルに応答して切
換えられた切換回路（２Ｑ）を経て制御素子（Ｔ１）等
へ供給されてヘッド位置決め信号の電圧値に応じた電流
１．ｅルスモータの励磁巻線に流す。これを第８図及び
第１０図を参照して説明すると、第８図に示す如手相の
パルスモータが２相励磁であり、このモータの励磁相が
（１１）と（１３）とであるときヘッド（１）が第１０
図の目的トラック（０）の位置となる状態を想定した場
合、もしヘッド（１）が第１０図の（Ｎ）の位置にあっ
たとすると、ヘッド（１）を目的トラック（０）の方へ
移動させるべくヘッド位置決め信号の電圧値に応じて励
磁巻線（１１）の励磁電流を励磁巻線（１３）の励磁電
流より寺大きくする。また、ヘッド（１）が第１０図の
（Ｐ）の位置にあったときには上記両巻線に流れる電流
値を逆にする。

上述の制御に供されるヘッド位置決め信号は第６図に示
す如きサンプルサーボ信号部（８Ｂ）にグイビットの（
Ａ）　、’（Ｂ）で表わされるように記録され、サンプ
ルサーボ信号部（８８）の（Ａ）でヘッド（１）に誘起
された信号電圧（ＶＡ）から（Ｂ）でヘッド（１）に誘
起された信号電圧（ＶＢ）を差引いた電圧（ＶＡ−Ｖｎ
）（第６図参照）となって線（５）上に出力されて来る
ものである。

そして、このヘツｒ位置決め信号によるヘツｒ位置決め
制御はアナログ的な閉ループ制御となり為その信号値を
小さくする方向にヘッド（１）を移動させる。従って、
信号（Ｐｏ）が発生した当初には大きかったオフトラッ
ク量は小さくなっていき、遂には、ヘッド位置決め信号
値が予め決められた値例えば零になる。かくして、ヘッ
ドは目的トラックへの駆動制御回路から発生される信号
によって目的トラックに部分的に位置決めさられた後、
ヘッド位置決め信号発生回路（６）から発生される信号
によって目的トラックの所定の位置例えば目的トラック
の中心に正確に位置決めし得る。

このような位置決めは信号がｎ　（ｋとなる状況から開
始された場合にも、は〈同様であるの１７− で、その説明は繰返えさない。

上記実施例においては、フロッピーディスク等のフレキ
シブルディスクについて説明したがアルミ基板を用いた
磁気ディスク装置、或いは光デイスク装置にも本発明を
応用ＬＨ来る。アドレスコードとしては、グイレコーＰ
の外、）々イナリーフード、或いはＢＣＤコーＰであっ
てもよい。また、ヘッド位置決め信号はグイビットで構
成される外、周波数の異なる信号をトラックに交互に記
録し、これら信号の成分差を検出してヘッド位置決め信
号としてもよい。

また、トラック検出方法として、目的トラックの前後１
トラックの信号を利用しているがオフ）ラックカ大きい
場合、或いはパルスモータの速度が速く、オーノセーシ
ュートが大きくなって制御が困難になって来る場合には
検出範囲を±２トラック若しくはそれ以上に広げること
も可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のよ
うな効果が得られる。

１８− ■　オフトラック量が十％トラック幅よ♂失きくなって
もこれを確実に補正しうる。

■　オフトラック量によって制限されてしまう記録密度
を大幅に増大させ得る。

■　目的トラックの手前で速度を落してヘッドを目的ト
ラック上へ移動させるから制御の確実性が得られる等で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の図、第２図は本発明装置のブロック
図、第３図はデータ信号記録領域及びセクターサーブ信
号記録領域を示す図、第４図は第３図の詳細図、第５図
は第４図に示す、各記４、ｔ、゛ 縁領域から読取られた信号波形図、第６図、°はセクタ
ーサーブ信号記録領域から読取られた信号の処理波形図
、第７図はパルスモータ制御論理回路図、第８図はパル
スモータ制御回路図、第９図はヘッドの位置と各種信号
波形図との関係を示す図、第１０図はヘッドがトラック
に対してとりうる関係を示す図である。 図中、１はヘッド、会はアドレスを発生する線、５はヘ
ッド位置決め信号を発生する線、８１Ｌはトラックアド
レス部、８８はサンプルサーゼ信号（トラック位置決め
信号）部、１２は信号（Ｐ−１）を発生する線、１３は
信号（Ｐｏ）を発生する線、１４−は信号（Ｐ＋１）を
発生する線、１６はパルスモータ論理制御回路、２６は
・ぞルスモータ制御回路、２９は切換回路、２６ｂはパ
ルスモータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）トラックのためのアドレス信号及び′トラック位置
   決め信号を記録し、これら信号をヘラｒで読取り、その
   読取り信号に応答する駆動手段により上記ヘッドを目的
   トラック上に位置決めするヘツＰ位置決め制御方式にお
   いて、上記ヘッド位置決め信号として、上記ヘラＰによ
   る読取り信号特性がトラックの予め決められた位置から
   、上記トラックの側縁より予め決められた距離だけ離れ
   る位置まで、予め決められた特性となる信号を記録し、
   読取られるアドレス信号に応答して上記予め決められた
   距離だけ離れる位置にヘッドが上記駆動手段により位置
   決めされて上記ヘツＰ位置決め信号が読取られ始めると
   その信号値を上記予め決められた位置と所定の関係にな
   る位置で発生する出力となるよう上記ヘッド位置決め信
   号で上記駆動手段を制御することを特徴とするヘツＰ位
   ′箇決め制御方式。 ２）上記ヘッド位置決め信号の読取り特性を奇関数的特
   性にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ヘッド位置決め制御方式。 ３）上記ヘッド位置決め信号をデータトラック内に記録
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のヘッド位置決め制御方式。 ４）上記駆動手段の駆動部を電気的、ｅルスモータとし
   、上記ヘッド位置決め信号の読取り値に応じて上記電気
   的ノξルスモータの励磁電流を変えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載のヘッド
   位置決め制御方式。