JPS6171480A

JPS6171480A - 磁気ヘツドの位置決め方式

Info

Publication number: JPS6171480A
Application number: JP19320784A
Authority: JP
Inventors: Juko Sugaya; 寿鴻菅谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-04-12

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】〔発明の技術分野〕本発明は、磁気ディスク装置のヘッド位置決め方式に関
わり、特にインデックスサーボ方式の一つであるデジロ
ツタ・サーボ方式の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、ディスク記録媒体の高記録密度化技術の進展と相
まって、各種のヘッド位置決め方式が提案されているが
、中でも、インデックス・サーボ方式と呼ばれる方式が
注目されている。

この方式は、エンベデッド・サーボ方式の一種で、ディ
スク記録媒体のデータ面の各トラックの一箇所（インデ
ックス領域）に、予めサーボ情報を埋め込んでおき、こ
のサーボ情報を用いて熱的オフトラック等を修正して、
正確なヘッドの位置決めを行なうものである。

ところで、最近、このインデックス・サーボ方式の一つ
として、ディジロック・サーボ方式と呼ばれる方式が開
発された。この方式は、サーボ噴域内に第８図に示すよ
うなサーボパターンを形成するようにしている。すなわ
ち、第８図においてサーボ領域１には、周方向に隣接さ
せて第１のパターン２ａおよび第２のパターン２ｂが形
成されている。第１のパターン２ａは、図中矢印で示す
磁気ヘッドの移動の向きの上流側から下流側にかけて、
例えば第ｎデータトラック（奇数トラック）３から、こ
の第ｎデータトラック３にガードトラック４を介してデ
ィスク内周側で隣接する第ｎ＋１データトラック５に至
るまで、１トラックピッチ幅の単位記録ビットを徐々に
ずらして形成された単位パターン６を、ディスク外周側
から同内周側にかけて１トラックピッチおきに配置して
形成されている。また、第２のパターン２ｂは、上記第
１のパターン２ａを周方向に１度１トラックピッチ分だ
けずらして形成されたものである。

いま、図示しない磁気ヘッドが図中Ｐ１で示す第ｎ−１
データトラツク（偶数トラック）７上を図中矢印の向き
に走行したとする。このようなオントラック状態で得ら
れる磁気ヘッドからの信゛号は、第９図（ａ）に示すよ
うに、第１のノ＼ターン２ａ上ではその振幅が直線的に
増加し、第２の１＜ターン２ｂ上ではその振幅が直線的
に減少する信号である。一方、同Ｐ２で示す第ｎトラッ
ク（奇数トラック）３上を図中矢印の向きに走行した場
合、磁気ヘッドからの信号は、第９図（ｂ）に示すよう
に、第１のパターン２ａ上ではその振幅が直線的に減少
し、第２のパターン２ｂ上ではその振幅が直線的に増加
するものとなる。

そして、このように、オントラック状態では、奇数トラ
ック、偶数トラック共に第１のパターン２ａで得られる
信号（Ａ信号）と第２のパターン２ｂとで得られる信号
（Ｂ信号）の振幅は、両パターン２ａ、　２ｂの境界線
Ｃを境にして左右対称となる。

しかし、磁気ヘッドが内外周のいずれかにずれてオフト
ラック状態になると、Ａ信号とＢ信号の振幅は、非対称
となる。したがって、例えば、磁気ヘッドの出力信号を
適当なしきい値レベルＴＨで２ｆｉｉ化し、境界線Ｃを
境にした２つのパルス群のパルス数をカウントし、その
差が零になるように磁気ヘッドの位置を調整すれば、正
確なトラッキング制御を行なうことができる。

このデジロック・サーボ方式は、磁気ヘッドの読取信号
に対しピークホールドやＡ／Ｄ変換等の処理が不要で、
２値化回路、カウンタなど極めて簡単な回路構成で磁気
ヘッドの正確な位置決めを行なえることが大きな特徴で
ある。

ところが、上述した従来のデジロック・サーボ方式では
、Ａ信号とＢ信号とを区別するのに、両パターンの境界
線Ｃを検出する必要があった。すなわち、奇数トラック
では、第９図（ｂ）に示すように、中心付近の信号レベ
ルが零となるため、Ａ信号と８信号とを容易に分離する
ことができる。

しかしながら、偶数トラックでは、同図（ａ）に示すよ
うに、Ａ、Ｂ両信号は連続してしまうため、分離が困難
である。

これに対し従来は、磁気ヘッドがサーボ領域を通過する
時間を測定し、その時間の半分の時間を境にカウンタを
切換えるなどの方法が講じられていた。

しかし、実際の磁気ディスク装置では、ディスクの回転
変動が存在するため、この様な方法では、Ａ信号とＢ信
号とを正確に分離したとは言い難かった。この誤差を吸
収するには、サーボパターンの記録ピッチを回転変動に
対し十分に長く設定することが考えられるが、サーボパ
ターンの記録ピッチを長くとることはサーボ領域の拡大
化、換言すればデータ領域の狭小化につながるために好
ましくない。しかも、記録ピッチを長くすると、結局、
回転変動分もその分だけ大きくなってしまうという不具
合があった。

また、このような方法では、サーボパターンの形成され
た領域を磁気ヘッドが通過するのに要する時間の測定に
、カウンタやその他の回路を新たに付加しなければなら
ず、回路構成および信号処理の複雑化を招くという欠点
もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、高精度な磁気ヘッドの位置決め
が可能で、しかも回路構成および信号処理の簡単化が図
れる磁気ヘッドの位置決め方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、デジロック・サーボ方式にあって、ディスク
記録媒体上に埋め込み形成されたサーボパターンを構成
する第１および第２のパターンを以下の様に形成したこ
とを特徴としている。

すなわち、第１のパターンは、前記ディスク記録媒体の
周方向へ特定の向きで移動しながら、特定のデータトラ
ックからこれとディスク内周側で隣接するデータトラッ
クに至るまで単位記録ビットを徐々にずらして形成され
た単位パターンをディスク外周からディスク内周にかけ
て１トラックピッチおきに形成してなるものであり、第
２のパターンは、前記周方向の特定の向きへ移動しなが
ら、前記特定のデータトラックからこれとディスク外周
側で隣接するデータトラックに至るまで単位記録ビット
を徐々にずらして形成された単位パターンをディスク外
周からディスク内周にかけて１トラックピッチおきに形
成してなるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来のデジロック・サーボ方式の利点
を何等損なわずに、次のような特有の効果を得ることが
できる。つまり、この発明においては、第１のパターン
と第２のパターンとの境界部分で、記録ビットがいわゆ
る千鳥状に配置されることになるので、両パターンの境
界部分では、磁気ヘッドの読取信号の振幅が大きく変動
する。

これは、オントラック状態で最も顕著となる。このため
、！！気ヘッドの読取信号を所定のしきい値レベルで２
値化すれば１９両パターンで得られるパルス群を、明確
に２つに分離させることができる。

すなわち、本発明によれば、格別な回路手段は使用せず
、単にサーボパターンに工夫を加えるのみよって、第１
のパターンで得られる信号と、第２のパターンで得られ
る信号とを分離させることができるので、回路構成、信
号処理の？！雑化を招くことなしに、高精度な磁気ヘッ
ドの位置決めが可能になる。さらには、このような２つ
の信号の分離は、ディスクの回転変動を回答考慮するこ
となしに行なえるので、データ記録ピッチを十分に詰め
ることによってサーボ領域の狭小化が図れ、結局、デー
タ領域の利用効率の向上化を図ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明をインデックスサーボ方式
に適用した実施例について説明する。

第１図（ａ）は、本実施例の方式に使用されるディスク
記録媒体１０を示す図である。このディスク記録媒体１
０は、その片面または両面に、データ記録領域１１が形
成されたものである。データ記録領域１１は、例えばデ
ータが２５６Ｂの場合、周方向に３２個のデータセクタ
を有している。データ記録領域１１の周方向の特定位置
（インデックス部分）には、ギャップ１３を介してサー
ボ領域１４が形成されている。このサーボ領域１４には
、後述するところのサーボパターンが形成されている。

サーボ領域１４に形成されるデータの記録ピッチは、サ
ーボ領域１４以外のデータ記録領域１１に形成されるデ
ータの記録ピッチの２倍となっている。ギャップ１３は
、ディスク記録媒体１０の回転変動を吸収する部分で、
いわゆる４Ｅパターンが形成されている。

サーボパターンは、第１図（ｂ）に示すように、Ａ情報
を担う第１のパターン２１ａと、Ｂ情報を担う第２のパ
ターン２１ｂとをディスクの周方向に隣接させて構成さ
れる。これら各パターン２１ａ　、　２１ｂは、それぞ
れ例えば１トラックピッチ幅のダイビットパターンから
なる１６＠の単位記録ビット２２をディスクの周方向に
連続記録して形成されたものである。そして、第１のパ
ターンは、図中矢印で示すディスク記録媒体に対する磁
気ヘッドの移動の向きの上流側から下流側にかけて、例
えば第ｎデータトラック（奇数トラック）２３からガー
ドトラック２４を介して第ｎ＋１データトラック２５に
至るまで上記単位記録ビット２２を徐々にずらして形成
された単位パターン２６を、ディスク外周から内周にか
けて１トラックピッチおきに形成したものである。一方
、第２のパターン２１ｂは、同上流側から下流側にかけ
て、例えば第ｎデータトラック２３からガードトラック
２７を介して第ｎ−１データトラツク２８に至るまで上
記単位記録ビット２２を徐々にずらして形成された単位
パターン２９を、ディスク外周から内周にかけて１トラ
ックピッチおきに形成したものである。つまり、これら
第１および第２のパターン２１ａ　、　２１ｂは、境界
線Ｃを介してそれぞれの傾斜の向きを異ならせ、かつそ
れぞれの単位パターン２６．２９を、千鳥状に配置した
ものである。

このように構成されたサーボ領域１４において、いま例
えば図中Ｐ３で示す第ｎ−１データトラツク（偶数トラ
ック）２８上を磁気ヘッドが図中矢印の向きに相対移動
しているとする。この場合には、磁気ヘッドは、第ｎ−
ｉデータトラック２８上に存在するＡ、Ｂ情報台わせて
３２個の全ての単位記録ビットを読込むので、Ａおよび
Ｂ情報から磁気ヘッドが読取るＡ信号およびＢ信号は、
第２図（ａ＞に示すように、振幅値が零から同じ量だけ
直線的に増加する。そこで、これらＡ、Ｂ信号を、例え
ば両信号の最大振幅レベルの１／２のしきい値レベルＴ
Ｈで２値化すれば、両信号のそれぞれ後半部分でパルス
群が生成される。そして、これら各パルス群の間には、
パルス間隔よりも十分に長い零レベル部分が存在するの
で、たとえばパルス間隔よりも少し長い時定数を持つワ
ンショット回路やカウンタなどを使用して、両者を完全
に分離させることができる。このように磁気ヘッドがオ
ントラック状態にあれば、第２図に示す如く、Ａ信号、
Ｂ信号共に８ａ１のパルスを得ることができる。

次に、磁気ヘッドが１１５トラック幅だけ内周側にずれ
た第１図Ｐ４の位置にある場合について考える。この場
合には１．磁気ヘッドは、Ａ情報の一部しか読取らない
が、Ｂ情報については、オントラック位置よりも大きな
振幅レベルで全単位記録ビット２２を読取る。したがっ
て、第３図に示すように、Ａ信号と８信号とはアンバラ
ンスな信号となり、これをしきい値レベルＴＨで２値化
すると、Ａ信号からは５個のパルス、Ｂ信号からは１１
個のパルスからなる２つの信号群が得られる。そして、
これら２つの信号群の間にもパルス間隔よりも十分に長
い零レベル部分が存在するので、両　。

者を上記同様２つに分離させることができる。

同様に、磁気ヘッドが第１図Ｐ５の位置を矢印の向きに
走行している場合、つまり第ｎデータトラック（奇数ト
ラック）２３にオントラックしている場合には、磁気ヘ
ッドは、Ａ、Ｂ情報の全てを読取るので、第４図に示す
ように、Ａ、Ｂ信号共に最大振幅から振幅零に直線的に
減少する。したがって、これら信号をしきい値レベルＴ
Ｈで２値化すれば、８個のパルスからなる２つの分離さ
れたパルス群が生成されることになる。

また、磁気ヘッドがこれより２１５トラック幅だけ外周
側にずれた第１図Ｐ６に示す位置を走行している場合に
は、磁気ヘッドは、Ａ情報の一部しか読取らないが、Ｂ
情報については、オントラック位置よりも大きな振幅レ
ベルで全単位記録ビット２２を読取る。したがって、第
５図に示すように、Ａ信号と８信号とはアンバランスな
信号となり、これをしきい値レベルＴ）−１で２値化す
ると、Ａ信号からは２個のパルス、Ｂ信号からは１４個
のパルスからなる２つの信号群が得られる。そして、こ
れら２つの信号群の間にもパルス間隔よりも十分に長い
零レベル部分が存在するので、両者を上記同様２つに分
離させることができる。

このように、奇数トラック、偶数トラック共にオントラ
ック状態では、２つのパルス群のパルス数は同数であり
、オフトラックの程度が増すにつれて、両パルス数の差
が増加する。すなわち、第３図の例では、その差が６で
あり、第５図の例では、その差が１２であり、後者の例
の方がトラックずれの程度が大きいことを示している。

そして、Ａ信号から得られるパルス数 −Ｂ信号から得られるパルス数の演算を行ない、その演算結果の符号がトラックずれの
向きを表わすことになる。この場合には、偶数トラック
と奇数トラックとでは、同一の向きにオフトラックした
時、その符号が逆になる。

磁気ヘッドが偶数トラック付近にあるか、奇数トラック
付近にあるかは、次の方法によって簡単に判別できる。

すなわち、サーボ領域１４を検出した後、パルス間隔よ
りも長い期間（例えばパルス間隔の２倍程度）内にパル
スが存在すれば奇数トラックであり、同じく存在しなけ
れば偶数トラックである。

次に、このような位置決め方式を実現するためのサーボ
システムの構成例についてて、第６図を参照して説明す
る。

第６図において、ディスク記録媒体１０がディスク記録
装置に装着されると、磁気ヘッド３１は、上記ディスク
記録媒体１０のデータ記録領域１１からデータを読込む
。磁気ヘッド３１の出力信号は、Ｒ／Ｗアンプ３２によ
って所定レベルまで増幅され、２値化回路３３によって
２値化される。この時、磁気ヘッド３１の出力信号のレ
ベルに変動があっても、Ａ、Ｂ信号から得られるパルス
数の差情報には影響を与えないので、信号レベルを正確
にコントロールする必要はない。

２値化回路３３の出力信号は、インデックスパルス発生
回路３４およびカウンタ３５に導入されている。

インデックスパルス発生回路３４は、サーボ領域１４を
検出してインデックスパルスを発生させるものである。

サーボ領域１４とそれ以外の領域との区別は、次のよう
にして行われる。すなわち、サーボ領域１４内に形成さ
れるデータの記録ピッチを１Ｂとすると、他のデータ記
録領域１１での記録ピッチは１／２Ｂである。したがっ
て、たとえば３／４Ｂの時定数を持つリトリガラブル・
ワンショット回路に前記２値化回路３３の出力パルスを
送出すれば、サーボ領域１４以外の領域では、ワンショ
ット回路の出力は常にハイレベルであり、サーボ領域１
４ではロウレベルに変化する。したがって、ロウレベル
に変化する点を検出すれば、サーボ領域１４の開始点を
見つけることができる。また、２Ｂ以上ハイレベルが続
いていることを検出すれば、サーボ領域１４の終了点を
見つけることができる。これによってサーボ領域１４の
開始点および終了点を知らせるインデックスパルスが生
成される。また、サーボ領域１４内のＡ情報とＢ情報も
、ロウレベルが２Ｂ以上続いているか否かで簡単に検出
することができる。なお、このようにしてサーボ領域１
４を検出する方式は、−例であって、たとえばモータか
ら同期信号を取出すようにしても良い。

カウンタ３５は、Ａ情報およびＢ情報が１６個の単位記
録ビット２２からなるので、４ビツトのカウンタを使用
する。カウンタ３５では、前述した２つのパルス群のぞ
れぞれのパルス数をカウントし、その結果をμＣＰ　Ｕ
　３６に順次出力する。

なお、フロッピーディスク装置のように、回転数が遅い
場合には、カウンタ３５を用いずに、μＣｐ　ＩＪ　３
６でカウントさせるようにしてもよい。また、インデッ
クスパルス発生回路３４の一部の機能をμＣＰ　Ｕ　３
６に肩代わりさせるようにしてもよい。

μＣＰ　Ｕ　３（３は、カウンタ３５からのＡ、Ｂの２
つの計数値の減算を行なって、その結果から、マイクロ
ステップコントローラ３７にコントロールデータを出力
する。マイクロステップコントローラ３７は、コントロ
ールデータに従ってポジショナ−３８のステップモータ
の各相電流を変化させる。これによって、磁気ヘッド３
１は微小駆動され、磁気ヘッド３１の正確な位置決めが
なされる。

このように、本実施例によれば、偶数トラック、奇数ト
ラックを問わず、Ａ信号から得られるパルス群と、Ｂ情
報から得られるパルス群とを十分に分離させることがで
きるので、回路構成、信号処理の簡単化を図ることがで
きる。したがって、安価のサーボシステムを提供するこ
とができる。

また、このようにサーボパターンの工夫によって２つの
パルス群を分離できるので、ディスク記録媒体の回転変
動に対しても正確なサーボ情報を得ることができる。こ
の例の場合、１１５トラック幅のオフトラックで６パル
スの差が生じたことから、原理的にはトラック幅の１／
３０まで精度良く磁気ヘッドの位置決めを行なうことが
できる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、上記実施例では、インデックス・サー
ボ方式に本発明を適用した例について説明したが、例え
ば、Ｍ７図に示すように、データ記録領域４１を周方向
に複数のデータセクタ４２に分割し、各データセクタ４
２間にサーボセクタ４３を設けるようにしたセクタ・サ
ーボ方式に本発明を適用することも可能である。また、
サーボパターンは、第１図（ｂ）に示すものを１トラッ
クピッチ分ずらしたパターンを用いるようにしても、第
１のパターン２１ａと第２のパターン２１ｂとを入れ換
えたパダ−ンを使用するようにしてもよい。

サーボパターンの記録幅も１トラックピッチに限定され
ず、例えば１トラック幅であってもよい。

また、サーボパターンを構成する単位記録ビットの数や
、磁気ヘッドの出力信号を２値化する際のしきい値レベ
ルＴＨも目的とする精度に応じた最も適切な値に設定す
れば良い。さらには、この発明は、ハードディスク装置
、フロッピーディスク装置を問わず適用可能であること
は言うまでもない。

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気ヘッドの位置決め
方式に使用されるディスク記録媒体を示す図であり、同
図（ａ）は全体図、同図（ｂ）はサーボパターンを示す
拡大図、第２図乃至第５図は同方式によるサーボ情報の
生成方法を説明するための波形図、第６図は同方式を実
現するためのサーボシステムの構成を示すブロック図、
第７図は本発明の他の実施例で使用されるディスク記録
媒体を示す図、第８図は従来のデジロツタ・サーボ方式
に使用されるサーボパターンを示す図、第９図は同サー
ボパターンから得られる信号を示す波形図である。１．１４・・・サーボ領域、２ａ、　２１ａ・・・第１
のパターン、２ｂ、　２１ｂ・・・第２のパターン、３
．５．２３．２５・・・データトラック、４．−２４．
２７・・・ガードトラック、６、２６．２９・・・単位
パターン、１１．４１・・・データ記録領域、１３・・
・ギャップ、２２・・・単位記録ビット、４２・・・デ
ータセクタ、４３・・・サーボセクタ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第３図巨第４図第５図２イη１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１４イη０第６図第８図第９図（ａ）　　　　　　　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディスク記録媒体上のデータ記録領域に、周方向
に隣接する第１および第２のパターンからなるサーボパ
ターンを埋め込み形成し、前記第１および第２のパター
ンを磁気ヘッドが読み取って得られた２つの信号群を所
定のしきい値レベルで２値化して２つのパルス群を得る
とともに、これらパルス群の各パルス数をそれぞれ計数
し、両計数値の差情報から前記磁気ヘッドの前記ディス
ク記録媒体上における位置を決定するようにした磁気ヘ
ッドの位置決め方式において、前記第１のパターンは、
前記ディスク記録媒体の周方向へ特定の向きで移動しな
がら特定のデータトラックからこれとディスク内周側で
隣接するデータトラックに至るまで単位記録ビットを徐
々にずらして形成された単位パターンをディスク外周か
らディスク内周にかけて１トラックピッチおきに形成し
てなるものであり、前記第２のパターンは、前記周方向
の特定の向きへ移動しながら前記特定のデータトラック
からこれとディスク外周側で隣接するデータトラックに
至るまで単位記録ビットを徐々にずらして形成された単
位パターンをディスク外周からディスク内周にかけて１
トラックピッチおきに形成してなるものであることを特
徴とする磁気ヘッドの位置決め方式。
（２）前記サーボパターンは、そのデータ記録ピッチが
前記サーボパターン以外の前記データ記録領域における
データ記録ピッチよりも大きく形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッドの位置
決め方式。