JPS62132276A - 磁気記録再生装置のスタテツクトラツキング方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、同心円状の複数の記録トラックを有する記録
媒体を用いた磁気記録再生装置のトラッキング方式に関
するものである。

〔発明の背景〕

外径路５ＱＩｍのフレキシブル磁気ディスクを用いて映
像信号を記録再生する電子カメラのヘッド位置決め方式
は通常ステッピングモータを用いたオープンループ制−
であり、隣接トラックへのヘッド移動後、数ステップか
けて信号出力が最大になる位置にヘッドを位置決めし、
Ｓ／Ｎ良（記録信号を再生して１品質の良い映像を得て
いる。このトラッキング方式を用いている例は特開昭５
９−２２６６号に開示されている「磁気記録再生装置」
がある。この装置のヘッド送り方式は］］的のトラック
までヘッドを高速で送り。

次に速度を下げて再生信号な包絡線検波して。

最大レベルを検出してその位置にヘッドを停止する方式
である。すなわちこの方式は微小ステツプ送りで現在位
置におけるへ・ンド出力電圧を記憶し０次に微小ステッ
プさせてヘッド出力を記憶し、前に記憶した出力電圧と
比較して、今回が太きければ更に同方向に微小ステップ
し同じ作業を繰返し、前回記憶電圧よりも今回記憶電圧
が低く′なるまで続ける。前回記憶電圧よりも今回配憶
電圧が低ければ、前回記憶電圧が最大値であると判断し
、前回位置まで逆戻りする。

このように比較回数が多いため、最大値を与える位置に
ヘッドを送るのに数百７Ｕかかつておリム次のトラック
の再生に時間がかかる欠点があった。

また、トラックずれを自動的に補正する方法として特開
昭５７−８８５７６号に開示されているヘッド位置決め
方法が提案されている。これは、フロッピーディスク中
の任意の１トラツクを横切る方向に、読み書きヘッドを
微小量移動させ。

この微小量移動に際して読み書きヘッドにより読み取ら
れる情報読取りの質レベルを、これが読み取られた読み
書きヘッドの位置と対応した所定のパターンに変換して
記憶部に変換していき、上記の微小量移動に係る所定範
囲での読み取りが終了のあと、上記パターン及び所定の
判別基槃に従って最適の読み書きヘッド位置を判別し、
この判別結果に基い℃、上記最適の読み書きヘッド位置
に読み書きヘッドを最終位置決めすることにより、フロ
ッピーディスクのトラックずれを自動的に補正する方式
である。第１４図。

第１５図を参照して以下、更に詳しく説明する。

なお、第１４図、第１５図はそれぞれ、トラ・ンクとヘ
ッドのとりうる相対位置の変化の様子を示した説明図で
ある。

さて、読み書きヘッド３１の微小移動量は第１４図に示
すように、内周側より位［ｆｌ）　、　ｔｉｌｌ　、　
（ｍｌとし、ホームポジションは（ｎ）であり、ホーム
ポジション（ＩＩ）に対して内外周側に微小量オフセラ
トスる。

ヘッド３ＨＩｌ＋は内周側の隣接トラック境界２７から
外周側の隣接トラック２Ｂまで任意の位置を取りうるが
第１４図では外周側隣接トラック境界２８に接している
場合を示す。トラック３０はへ・ンド３１と同様に内周
側の隣接トラック境界２７から外周側の隣接トラック境
界２８まで任意の位置を取りうる。ヘッド３１はトラッ
ク３０がどの位置にあろうとも少なくも３個所の位置移
動でトラック３０とカバーしなければならないため、ヘ
ッド３１が内周側にオフセットした場合（（■）の場合
）は内周側隣接トラック境界２７と層するかわずかにと
び出ることが必要とされ０反対に外周側にオフセットし
た場合（（ｎｕ）の場合）は、内周側の場合と同道のオ
フセットをし、隣接トラックへ犬芦（は１み出していた
。トラック３０位置を微小変化させた場合の各々のヘッ
ド位置（Ｉｌ　、　ＩＩ、（■）ておける出力を右に記
した。ケース５５および５６は最大出力を与える位置（
［１の場合が選択されるが、ケース５７の場合は育接ト
ランク５３をピックアップしている位置（皿の出力が最
大となり６位置（ＩＩＤが選択されて、ヘッド３１は隣
りのトラック５３を再生するという誤動作をおこす。ま
た第＋５図はヘッド３１が内周側の隣接トラック境界２
７に接している場合で、第１４図で説明ｌまた場合と同
様に、ケース６０で隣接トラック５４をピックアップし
℃いる位置（１）の出力が最大となり１位置（Ｉ）が選
択されて、ヘッド３１は隣りのトラック５４を再生する
という誤動作をおこすという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、既に記録されたデータトラック位置に
対して、再生時（読み出し時）のヘッド位置のずれを高
速かつ適正に補正して、実用的な信号レベルを得る磁気
記録再生装置のスタテックトラッキング方式を提供する
ことにある。

〔発明の概要］ 本発明は上記の目的達成のために、目的のトラックまで
は高速でヘッドをステップ送りさせ、目的のトラックに
ヘッドが到着すると、ヘッドを現在位置よりも内側およ
び外側に所定量（許容ヘッドオフトラック景）だけ微小
ステップさせ、現在位置と内側および外側に所定量ステ
・ツブさせた位置における再生信号レベルを各々記憶し
、記憶された３者のレベルを比較して、３者の内最大の
信号レベルを与える位置に再度ヘツドを所定量ステップ
移動してへ・ノドをその位置に固定して信号再生を行い
、ヘッドがトラ・ツクをトレースする割合が必要十分な
量であることを保証したスタテックトラッキング方式で
ある。

〔発明の実施例〕

以下０本発明の一実施例の動作原理を第１図乃至第５図
を参照して説明する。

第１図乃至第５図は何れもトラ・ツクとへ・ノドのとり
得る相対位置の変化を示した説明図である。ディスクに
記録されているデータトラ・ツク３０は、ヘッド３１に
対して矢印Ａの方向に移動する。ヘッド３１は図示せざ
るステ・ノピングモータにより階動的に送られ、目的と
するデータ・トラック３０にヘッド３１を位置ずける。

しかしながら、ディスクは温度および湿度により伸縮し
。

また１図示せざるディスクモータの軸にチャ・ソキング
するためチャッキング誤差による偏心カ生じ、トラック
３０の位置が変動していた。一方。

ヘッド３１の送り機構も加工精度があるため、ヘッド３
１を必ずしも理想トラック中心上に送ることができない
が、しかしある程度実用になる位置にヘッド３１を位置
決めできるよう、送り機構の加工精度を高めている。し
たがってデータトラ・ツク位置はディスクの伸縮と偏心
、ヘッド送り機構の精度により、ある誤差をもって位置
決めされてデータトラック３０が記録され、また再生さ
れることになる。この誤差をヘッド位置決め誤差（また
はヘッド位置決め精度）と呼び、記録再生装置により様
々な値を取り得る。しかし。

ディスク３８の互換性を保証する場合、このヘッド位置
決め誤差に上限が設けられる。すなわち、記録再生用と
して１個のヘッドのみしか有しない電子カメラ用の記録
再生装置の場合、ヘッド３１が位置決めできる範囲は隣
接トラックの境２７゜２８すなわちトラックとトラック
の中間点までである。中間点を越えてヘッドが位置決め
されると、隣りのトラックの信号を再生してＳ／Ｎ比が
悪（なるからである。したがって、ヘッド位置決め誤差
の上限、言いかえれば許容されるへ・ノド位置決め誤差
りは、トラックピンチをＰｔ、ヘンド幅をＷＨとして、
±Ｄ　＝　（ＰＬ　−ｗＨ）／２で与えられる。電子カ
メラの場合、　Ｐｔ＝　１００μｍ　、　ＷＨ＝６０ｔ
ｉｒｎであるから、　Ｄ　＝　（ｔｏｏ　−６０）／２
　＝　２０ｐｍとなる。また理想トラック中心Ｃ，Ｌ、
から隣接トランク境界まではＰｔ／２＝ｓｏμｍある。

第１図から第５図までは理想トラック中心Ｃ，Ｌ、に対
してデータトラック３０の位置が変化する様子を５段階
に分けて書いたものである。またヘッド３０の位置は第
１図中Ｂで示した状態であり、ヘッド３１の位置も左の
境界から右の境界までバラツク様子を５段階に代表させ
て書いたものである。

データトラック３０とへノド３１が理想トラック中心Ｃ
，Ｌ、に対して動（場合第１図から第５図のＢの位置の
ヘッド３１で示した。それぞれのケースについてｌから
２５まで番号をつけた。データトランク３０とヘッド３
１（Ｂで示す）との重なり量は再生トラック幅となるが
、その幅を１０μｍきざみでクラス分けした場合、各々
の再生トランク幅で発生する確率を第６図に示した。最
大確率の再生トラック幅は５０μｍであり、最悪ケース
は２０μｍが２回、すなわち８％発生する。また４０μ
ｍ゛未溝のケースは３０μｍの１６％と２０μｍの８％
で合計２４％、すなわち全体の１／４が４０μｍ未満の
再生トラック幅となる。電子カメラの場合、映像信号ゆ
え、　Ｓ／Ｎ比が「α接に画質の良１７悪しとなってあ
られれる。Ｓ／Ｎ比は再生トラ・ツク幅に比例し現在許
容できる最小の再生トラック幅は４０μｍと言われてい
るつしたがって、常に４０μｍ以上の再生トラック幅を
得る方法が必要となる。

許容ヘッドオフトランクｔは士り、すｔ、ｃわち士２０
μｍである。したがって記録されるトラ・ツク位置は理
想トラ・ツク中心Ｃ，Ｌ、に対して七り、すなわち±２
０μｍの精度で書かれることは前述したとおりである。

このために第１図のケース５と第５図のケース２１にお
いて再生トラ・ツク幅が。

２０μｍしかないという最悪ケースを生じて（・る。

最悪ケースの２０μｍを最小でも４０μｍにするには。

ヘッド３１を２０μｍ移動しなければならない。すなわ
ち許容オフトラック量りだけ移動すれば良し・ことがわ
かる。

第１図から第５図までに示したヘッド３１は。

初期位置Ｂに対して、外周側に許容オフトラック曾りだ
け微小ステツプさせて位＃Ａとし、同様に内周側に許容
オフトラックＨＤだけ微小ステップさせて位［Ｃとして
いる。ケースｌから２５までのヘッド３１の初期位＠Ｂ
に対して、内外周に距離りだげ移動したヘッド位置Ａお
よびＣな示［７た。位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける再生トラッ
ク幅を各々のケースの右側に示した。

第７図は本発明を実施した場合のヘッド制御部のブロッ
ク図である。同図において、信号の記録再生はヘッド３
１で行われ、再生された信号は増幅器３２で増幅され、
ＦＭ検波回路３３でキャ１、Ｊ　Ｔ　信号のエンベロー
プが検波され、　Ａ／Ｄ変換器３４でデジタル信号に変
換され、マイクロコンピータ３５で信号レベルの記憶と
レベル大小比較判別が行われ、最良ヘッド位置へのヘッ
ド移動指令が出され、ステップモータ３６疋よりヘッド
３１が許容オフトラック量りだけ内周または外周にステ
ップされる。マイクロコンピュータ３５における大小比
較判別のアルゴリズムを第８図に示す。

まず、初期位置（Ｂ）の信号レベル（ＶＢ）を記憶する
。次にヘッドを外周側に距離り移動して。

位置（Ａ＋における信号レベル（ＶＡ）を記憶する。

さらにヘッドを内周側に距離２Ｄ　（すなわち位置ｆＢ
）より内周側に距離Ｄ）移動して１位置（０における信
号レベル（ＶＣ）を記憶する。ついで、記憶された信号
レベル（ＶＡ）と（ＶＢ）とを比較して（ｖＡ）が大き
ければ、ヘッド３１を位置［Ａ）に移動して、信号再生
動作に入る。もし、信号レベル（ｖＡ）が（ＶＢ）と等
しいが小さい場合は、信号レベル（ＶＢ）と（Ｖｃ’）
の比較を行う。信号レベル（ＶＢ）が（Ｖｃ）より大な
らば、ヘッド３１を位置＋８＋に移動して信号再生動作
に入る。もし。

信号レベル（ＶＢ）が（ＶＣ）と等しいかまたは小さい
場合は、ヘッド３１の位置を（０においたまま信号再生
動作に入る。

信号レベル大小の比較判別は、１周全部に渡り記憶して
、大小判別するのが最も正確であるが、１周に渡る記憶
はデータ量が多（なるため記憶容量の大きなＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリー）が必要であり、実用的で
あるとは言えない。１回転中にトラック位置が変動する
のは、トラック３０が偏心しているからであって。

この偏心成分を除去してやればヘッド出力は一定値とな
り、少なくも１周１点におり°るサンプリングであって
もその値で正確な比較が可能である。偏心成分除去のた
めには、トラック３０を４以上の偶数等分し、少なくも
４点のサンプリング値を相加平均することにより、偏心
成分は相殺されて除去される。

第９図は４点のサンプリングのタイムチャートを示し、
マイクロコンピュータ３５はディスクの１回転につき１
個発生するＰＧパルスの立下りを検出し１次のＰＧパル
スの立下りを検出するまでの時間（１周期）Ｔをマイク
ロコンピュータ３５内蔵のタイマーで測定する。１周期
Ｔを４等分し１時間ｔ２を割り出す。マイクロコンピュ
ータ３５内には予めＰＧパルスの立下りを検出してから
第１回目のサンプリングを開始するまでの時間ｔ１がセ
ットされＰＧパルスの立下り検出後。

サンプリングを４回等間隔（ｔ２）で行い、各点ｓ１，
８２，８３　、Ｓ４にオけ６　出力（Ｖ＋　）、　（Ｖ
２　）。

（ｖ３）、（ｖＡ）を取込んで記憶し、相加平均して、
出力（Ｖｏ）（ただし、ｎ＝Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか）と
する。したがって、出力（Ｖｏ）は偏心の影響を排除し
であるため精度の高い値となっている。また、１周期Ｔ
は決まっているから１周期Ｔの測定は不必要の場合もあ
りうる。

前述の第８図のアルゴリズムにより信号レベルを判断し
てヘッド３１を移動させて信号再生した場合、その再生
トラック幅の確率分布をみたのが第１０図である。５０
μｍ以上が９２％、４０μｍが８％で、４０μｍ以下は
０である。すなわち、電子カメラに必要なＳ／Ｎ比を確
保するための最小の再生トラック幅４０μｍは確保され
、平均は５０μｍ以上であることがわかる。

次に、このようなアルゴリズムに適したヘッド送り機構
の正面図を第１１図に、また下面図を第１２図に示す。

これらの図を参照する。シャーシ４８の上にディスクモ
ータ４５を載置し、ディスクモータ４５の軸４０にはデ
ィスク３８が嵌装され回転される。ヘッド３１はキャリ
ッジ４９上に固着され、キャリッジ４９はシャーシ４８
に両端を固定されたガイドレール５０上を滑動する。軸
４０はシャーシ４８を貫通し１周辺に大ギヤ４２を有す
るカム体４１を可回転に支承している。カム体４１内に
はカム４７が配設され、カム４７の外周部に前記キャリ
・フジ４９に固着した駆動棒４６が当接する。キャリッ
ジ４９は弾性体５１により常に内周側に付勢されている
。シャーシ４８上にはステッピングモータ４４が固着さ
れ、ステッピングモータ４４にはピニオンギヤ４３が嵌
装されている。ピニオンギヤ４３は大ギヤ４２とかみ合
い、ステッピングモータ４４の回転をカム体４１に伝達
し、カム４７に当接する駆動棒４６を介して、キャリッ
ジ４９を平行移動させる。ピニオンギヤ４３と大ギヤ４
２との関係はｌ：１０となっており、減速比ｌ／１０で
ある。またカム４７）１１Ｊ＝アカムで、ステッピング
モータ４４が１０ステツプすると１トラック分（１００
／１ｍ）キャリッジ４９が移動する勾配となっている。

したがって。

許容オフトラ″ｌり肴Ｄ　（２０ｔｔｍ　）すなわちへ
゛・ド３１を位、’Ｉｎ　（Ｂ）から位置しく転）また
は（０へ移動させろため如は２ステツプであればよい。

ステッピングモータの駆動レートを５００ＰＰＳ（ｐｕ
ｌｓｅ　ｐｅｒ　５ｅｃｏｎｄ）とすると、１ステップ
当り’１ｒｎｒゆえ、２ステンプに必要な時間は・１ｍ
Ｓとなる。また、Ｖｅ接トチツクへの移動には１０ステ
７プかけているので、この時間は’ＩＱｍｓとなる。し
たがって、ヘッド３１す隣接トラックへ送ってから最良
位置を見つげて信号再生するまでに必要な時間は、隣接
トラックへの移動時間と、サンプリングするための３回
転分の時間および位置囚または（Ｃ１へ移動のための２
回転分の時間である。すなわち、　２０−＋−１６，７
Ｘ　（３＋　２　）＝　１０３．５＋ｎｚかかる。この
時間は、従来のトラッキング方式の約１／２程度であり
、高速化が図られている。また、第１３図に本磁気記録
再生装賃で甲いたステッピングモータの角度精度（単一
ピッチ誤差）を示す。本ステンピングモータはバイポー
ラ形の２相励磁刃式を採用している。ｌステップ毎の精
度は±１６％であるが、２ステツプ毎の精度は±４％で
ある。したがって、２，４，８．１０・・・の偶ステッ
プで用いれハ、安価なステッピングモータ４４を４倍の
高精度で用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘッドを初期位置より内周側および外
周側に許容ヘッドオフトラック量だけ２ステツプで移動
させ、初期位置と内周側および外周側のヘッド位置にお
けるデータトラック信号レベルをサンプリングし、記憶
し、大小の比較判別をさせ、最大レベルを与える位置に
ヘッドを移動させて信号再生動作に入る方式としたので
、従来時間の約１／２でかつ実用的な信号レベルを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図まではそれぞれ本発明によるトラッキ
ング方式を例示するためのトラ゛ツクとヘッドとの相対
位置関係及び信号サンプルを示す説明図、第６図は従来
のトラッキング方式による再生トラック幅の確率を示す
説明図、第７図は本発明を実施した磁気ディスク記憶装
置のヘノド制御部のブロック図、第８図は本発明実施時
のトラッキング動作の流れ図、第９図は本発明実施に際
しての信号取込みのタイムチャート、第１０図は本発明
のトラッキング方式による再生トラック幅の確率を示す
説明図、第１１図はスフ記憶装置の部分図、第１３図は
本発明を実施した磁気ディスク記憶装置に甲いたステッ
ピングモータの特性図、第１４図、第１５図はそれぞれ
トラックとヘッドのとりうる相対位置の変化の様子を示
した説明図である。 ３０・・・データトラック、３１・・・ヘッド。 ３２・・・増幅器、３３・・ＰＭ検波回路。 ３４・・・Ａ／Ｄ変換器。 ３５・・・マイクロコンピュータ。 ３６・・・ステ・ソピングモータ。 ３７・・ＰＧヨーク、３８・・・ディスク。 ４１・・・カム体、４２・・・大ギヤ。 ４３・・・ピニオンギヤ。 ４４・・・ステー’Ｉピングモータ。 ４６・・・駆動棒、４７・・・カム。 ４９・・・キーリッジ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ヘッドをデータトラックを横切る方向に移動させ、
   各トラックに対して位置決めする際、当該トラックに関
   する相次ぐ三つの位置において記録信号を前記ヘッドに
   より再生してサンプルとしてメモリに記憶しておき、該
   サンプルを相互に比較して最大値をとるサンプル位置に
   前記ヘッドを固定して位置決めし、トラッキングするよ
   うにした磁気記録再生装置のスタテックトラッキング方
   式において、前記相次ぐ三つの位置を、（現在位置−Ｄ
   ）、現在位置、（現在位置＋Ｄ）の３点とし、Ｄが磁気
   記録再生装置のヘッド位置決め精度で定まる目標位置か
   らのずれ寸法以上で、（トラックピッチ−記録再生ヘッ
   ドギャップ幅）／２以下の寸法であることを特徴とする
   磁気記録再生装置のスタテックトラッキング方式。