JPS62189683A - デイスク・ドライブ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一般的には、アクチュエータ・アーム（キャ
リッジ）およびヘッド／アーム・スタック・アセンブリ
を有しハード・ディスク・スタックをスキャンする型式
のディスク・ドライブに関する。この型式の装置は、ア
メリカ合衆国特許出願番号第７８８．２８２号″Ａｐｐ
ａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒＤａｍｐ
ｉｎｇ　ｌ１ｅａｄ　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎｅｒｓ　ｆｏｒ
　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅｓ”（発明者Ｒｏｇｅｒ　Ｌ、
　Ｓｌｅｇｅｒ）に開示されている。

本発明はさらに詳細には、このようなディスク・ドライ
ブのヘッド・シーク動作を行う際、記憶ディスク上の選
択されたデータ・トラックにターゲント・ヘッドを位置
決め、センタリングし、ディスク・トラック上に符号化
された情報の望ましくない半径方向へのシフト、ヘッド
位置シフトのいずれか一方または両方を補償するための
構成を有するディスク・ドライブに関する。

〔従来技術およびその問題点〕

ディスク・ドライブのデータ・ヘッドの位置を制御する
ヘッド位置ぎめシステムは一般的に従来から知られてい
る。これについてはたとえばＨｅｗ−１ｅｔｔ　Ｐａｃ
ｋａｒｄ　Ｊｏｕｎａｌ、　Ｖｏｌ、３５．１１ｈ１　
＊　Ｊｏｎｕａｒｙ　１９８４を参照されたい。これら
のシステムは磁気ディスクの同心円状トラック上に符号
化されたサーボ・コードに基づいて動作する。このコー
ドはディスク動作においてヘッドをトラックにセンタリ
ングすること、および選択されたディスク上で読取りを
行うべく選択されたトラックへ中間にあるトランクを横
切ってヘッドを移動させること（シーク）の両方に用い
られる。このようなサーボ・システムはたとえばアメリ
カ合衆国特許第４．１１５．８２３号に開示されている
。

磁気ディスクのような記憶媒体のトランク上に符号化さ
れている情報は、経時変化、温度変化。

ショックなどのような周囲の状況のため、しばしば半径
方向にシフトする。この情報シフト　（相対シフト）の
問題は、ディスクの回転軸が傾斜したり、あるいはディ
スク・スタックのディスク表面がなす平面に対してアー
ム・スタックの回転軸傾斜することによっても起る。い
ずれの場合においても、変換器ヘッドと個々のディスク
の記録トランクとの間で相対移動がおこる。

ヘッド位置に対して符号化された情報の位置が上述のよ
うにシフトし、またディスクのサーボ専用トラック上の
各シリンダ対応サーボ・コードがトラック位置の基準を
示すコードと定義されるため、サーボ・コードはシフト
しているとは見なされないという事実により、次のよう
な問題が発生する可能性がある。すなわち、シークを始
める直前の専用ヘッド・トランク・センタリング・オフ
セット・エラーについて何らかの補償を行わないと、専
用変換器ヘッドのトラック・シーク運動の最後でトラッ
ク・カウント・エラーを起すことがある。もっとはっき
り言えば、シーク・サーボ・プロセッサは専用トラック
表面からの専用ヘッド位置オフセット情報を用いるから
、曖昧さのないサーボ駆動電圧を発生し、また目標とす
るトラックへのシークの開始後の最初のトラック交叉を
はたしてトラック交叉のひとつとして数えて良いのかと
いうことをはっきりと指示するためには、金属る専用ト
ラックの中心位置に対して専用ヘッド位置が内側か外側
のどちらにどれだけの距離ずれているかという点につい
ての正確な情報が必要である。

この種の問題を解決するために種々のアプローチがなさ
れた。アメリカ合衆国特許第４．１１５．８２３号によ
ってしめされるように、そのうちのいくつかはこの問題
に取り組んでいる。このアメリカ合衆国特許は、サーボ
・ヘッドからの電圧から取出される正規および直交位相
電圧を用いているが、そこでは直交位相位置エラー信号
を用いて、同相エラー信号の直゛線領域を±Ａトラック
の範囲から更に先まで広げる、本発明ではこのトラック
・オフセット分解能の範囲は３八トラツクより先、すな
わちほぼトラック間隔まるまるひとつに広げる改良を施
している。

〔発明の目的〕

本発明の目的はサーボ専用面を持ったディスク・ドライ
ブにおいて、良好な位置決めを行うことができる構成を
与えることにある。

〔発明の概要〕

本発明の一実施例においては、１トランク間隔つまり１
トラック分のオフセットの範囲内で、ディスク・ドライ
ブ（ファイル）の位置情報シフトを補償する、改良され
た装置が提供される。これを実現するため、ヘッド・シ
ーク動作の間に、符号化されている情報のこれらのシフ
トを補償してトラック・センタリング動作を行い、これ
と同時に分解能をトラックの中心の両側でほぼ丸々１ト
ラック間隔まで拡大することによってトラック／ヘッド
位置（シーク）分解能を改良する新規なシステムが提供
される。この情仰は、選択されたデ−タ・ヘッドを選択
されたデータ・トラックに正確に移動するのに必要であ
る。トラック追従モード、すなわちあるデータ表面であ
るデータ・ヘッド（現在使用中のヘッド）を用いた読取
りまたは書込みを行っている状態から、別のデータ表面
上の別のデータ・トラック上での別のデータ・ヘッド（
夫々ターゲット・トラックおよびターゲット・ヘッドと
呼ぶ）へ移動する状態へ切換わるにあたって、現在読み
書きされている現行データ・トラックが専用ヘッドとタ
ーゲット・トラックの間にある場合、専用トラック・オ
フセット情報を用いて現在のデータ・トラックからター
ゲット・トラックへ移動する際のトランク・カウントを
訂正する。この過程で、現行ヘッドはトラックの中心に
位置決めされているとみなされる。

現行ヘッドと専用ヘッドの間の位置オフセットは専用ヘ
ッドで検知される。独自の論理解釈を、専用ヘッドによ
って発生した、時間変化する、同相および直交位相信号
に施すことによって、このトラック・オフセットをトラ
ンクの中心の両側で１トラック間隔まで曖昧性なく決定
する。こうして決定されたトラック・オフセット・エラ
ーは、専用ヘッドがトラックの中心線のどちらの側にあ
るかを示し、またこのトラックの中心からの距離の大き
さを隣接するトラックの中心間の距離のＡの単位で示す
。

この正または負のトラック・オフセット信号はサーボ・
プロセッサに与えられる。オフセット・エラーを決定す
る基準となる専用トラックの中心は、新しいトラック位
置へのカウントが開始される基準つまりゼロ・カウント
位置であり、したがってこのトラックはカウントされて
はいけない。

したがって、実際には、しばしばトランク・カウント　
（ターゲット・アドレス）によって定められる新たなト
ラック位置すなわちターゲット・トラック位置への専用
へコードの移動は基準となる専用トランクからオフセッ
トした位置から始まるのであるが、この移動の方向によ
り専用ヘッドが基準となる専用ヘッドを交叉してしまう
場合には、第１回目のカウントを無視するか、指示され
たトラック・カウントに１カウントだけ加算するように
しておく。専用ヘッドの現行トラック位置からの新たな
すなわちターゲットとされたトラック位置へ至るまで専
用トラックをいくつ交叉するかという専用トラック・カ
ウントを用いて、新たな位置への移動を制御するための
サーボ電流指令を生成する。トラック交叉は専用ヘッド
によって検知され、トラック交叉カウントは指令された
トラック・カウントにいつ達したかを判断するのに用い
られる。この指令されたトラック・カウントはサーボ専
用面上のターゲット・トラック位置である。

サーボ専用面上のターゲット・トラックで専用ヘッドを
トラックにセンタリングした後、ターゲット・ヘッドの
トラック位置オフセットが参照される。このオフセット
から生成された方向信号をサーボ位置ループに導入する
。こうして、ターゲット・ヘッドは最終的なトラック・
センタリング位置に駆動される。

本発明の好適実施例の同相および直交位相信号の記録方
式においては、４相のサーボ・コードが専用ディスク上
に記録される。同相サーボ・コードは同心円トラック上
に記録され、直交位相サーボ・コードはトラックとトラ
ックの間毎にその間隔の中心に記録される。４つの相は
、トラック上およびトラックとトランクの間に、周囲に
間隔をおいて重ならない位置に繰返しパターンで交互に
記録される。このコード・パターンまたは間隔を用いて
、生成される同相および直交位相信号は、専用トラック
の中心に対する現在の専用ヘッド位置の専用ヘッド・オ
フセットの大きさと方向を示す情報を与える。同相信号
だけを用いたのでは、ヘッド位置がトラック中心からト
ラック間隔のＡよりも遠くにある場合、ヘッド位置を曖
昧さなしで示すことはできない。本発明の一実施例では
、特定のトラックのオフセット位置で専用ヘッドによっ
て生成される同相および直交位相信号の符号および大き
さを同時にまたは連続的に注目することによって、専用
トラック中心の両側でほぼ１トラック間隔に至るまで、
トラック・オフセットの量を曖昧性なく知ることができ
る。他のディスク上のデータ・トラックには、データ・
トラック中心の両側に、区切られて、はぼＡトラック間
隔でサーボ・コードが記録されている。これらのサーボ
・コードは、シーク後にトラック・センタリングを行っ
たりまたトラック追跡を行うため、データ・トラックの
中心を指示するために差動的に用いられる。

本発明の上記利点および新規な特徴は添付図面を参照し
た以下の説明によって良く理解されるであろう。

〔発明の実施例〕

第１図には、磁気ディスク・ドライブ等のディスク・ド
ライブの部分概略図が示されいる。このディスク・ドラ
イブはディスク回転軸の軸方向に平行面の配列の形で積
重ねされた複数枚のメモリ・ディスク１０．１２．１４
．１６および１８を有している。

メモリ・ディスク１８はサーボ用情報が書込まれている
専用ディスクで、他のメモリ・ディスク１０．１２゜１
４、１６はデータ・ディスクである。ヘッド２０はサー
ボ用の専用ヘッドである。データ用のヘッド２２は現在
勤作中のヘッドであ″す、データ用のヘッド２４は次に
使用されるヘッドすなわちターゲット・ヘッドである。

現在勤作中のヘッド２２はトラック追跡モードで動作す
るサーボによってデータ・トラックの中心に置かれる。

メモリ・ディスク１２および１６も読取り／書込ヘッド
を有しているが、これらは図面を簡単にするために第１
図では省略されている。専用ヘッド２０は、専用ディス
クである最下段のメモリ・ディスク１８上の左寄り　（
外周寄り）に示されるように配置される。これらのヘッ
ドはヘッド／アーム・スタック２８にマウントされまた
移動される。情報位置シフトの一形態を説明するため、
同図ではこのヘッド／アーム・スタック２８は幾分傾斜
した角度で配置されているように示されている。また同
図においては、これらヘッドはディスク・ドライブの他
の部分と同じ縮尺では描かれてはおらず、トラックとト
ラックとの間におけるヘッド位置がよくわかるように、
実際のヘッドよりトラック間隔に関して小さな幅を有し
ているように図示しである。

経時変化、衝撃、温度変化または図示したようなヘッド
／アーム・スタックの軸の傾斜、またディスク・スタッ
クの軸の傾斜のような要因のために、現行ヘッド２２が
データ・トラックの中心に置かれているとき、他の全て
のヘッドは夫々に対応するトラックからずれているすな
わちオフセットがあるかもしれない。専用ヘッド２０は
図示しているように対応する専用トラック中心の左（外
周側）にずれているかもしれず、またターゲット・ヘッ
ド２４はメモリ・ディスク１０上の対応するデータ・ト
ラックの右（内周側）にずれているかもしれない。シー
ク移動の開始前には、読取りや書込みを行っている現行
ヘッド２２は、データ・ディスク１４の対応データ・ト
ラック３０の中央に位置決めされている。専用ヘッド２
０と現行ヘッド２２の間の位置ずれすわちオフセットは
、専用ディスクＩ８のトラック中心２６に対する専用ヘ
ッド２０の位置ずれの大きさおよび方向として測定され
る。この測定は、現行ヘッドについてサーボ・トラック
追跡モードで動作している間に、専用ヘッド２０の出力
を用いて行われる。

第１図において初期オフセットと書かれている、専用ヘ
ッド２０とトランク中心２６間のオフセットを測定する
ことにより、この測定値をシーク動作の間の所望の調整
されたすなわち補償されたトラック・カウントを決定す
るのに用いる。第１図にはヘッドを４トラツク右、すな
わち内周側へ移動させる場合の典型的なシーク移動が示
されている。

シーク・モードのサーボ動作は、現在位置から特定のデ
ータ・ヘッド（ターゲット・ヘッドと呼ばれる）のター
ゲット位置へのトラック・カウントを含むターゲット・
アドレス・コマンドによって開始される。トラック中心
２６（ゼロ・カウント・トラック）が専門ヘッドとター
ゲット位置との間にある場合、１カウントがターゲット
・アドレスに加算される。このシーク動作において、専
用ヘッド位置の初期オフセットに基づいて、調整された
トラック・タウントを決定した後、ヘッド／アーム・ス
タック・アセンブリは第１図に示されるように右すなわ
ち内周側に移動される。この移動中ターゲット・アドレ
スはカウント・ダウンされる。そしてこれがゼロ・カウ
ントに近づくにつれてヘッド／アーム・スタック・アセ
ンブリは減速され、専用ヘッドは選択されたトラックの
中心近くでほぼ停止する。ここで、専用ヘッドについて
のトラック追跡モードが開始され、専用ヘッドが選択さ
れたトラックの中心に置かれる。この段階では、ターゲ
ット・ヘッドは対応するトラックに対して未知の位置オ
フセットを有している。専用ヘッドがこの位置にいった
ん落着くと今度は、サーボ動作はターゲット・ヘッド２
４をその入力として用いて、再びトラック追跡モードに
入る。ターゲット・ヘッド２４の未知の位置オフセット
は第１図においては、ターゲット・ヘッド２４がターゲ
ットであるデータ・ディスク１０のターゲット・トラッ
クの右手側（内側側）にあることで示される。

この未知のトラック・オフセット位置から、ヘッド／ア
ーム・スタック・アセンブリは左に移動され、図中で破
線表示したターゲット・ヘッドによってしめされるよう
に、ターゲット・ヘッド２４はその最終トラック中心位
置た移動される。

第２〜第７図は本発明の好適実施例の詳細を示す。第２
図は、専用ディスク上に磁気的に記録された、同相およ
び直交位相サーボ・コード（双ピッ）　（ｄｉｂｉｔ）
）の４相の磁気特性を示す。サーボ・トラック中心はＯ
および１として示されている。

同相トラック中心は同相サーボ・コード間の中心に置か
れ、それは、直交位相サーボ・コード（双ビット）が書
込まれる場所である。直交位相トラック中心は同相およ
びまたはサンプリングされる（データ）双ビットが書込
まれる場所である。４つの相はトラックに沿ってＡ、Ｂ
、ＣおよびＤで示されている。同相サーボ・コードはト
ランク中心に沿って繰返し位相位置に同心円状トランク
中心に記録される。こうして、同相サーボ・コード記録
はトラックＯ上では位相Ａで繰返され、トラック１上で
は位相Ｃで繰返される。位相Ａ同相サーボ・コード記録
は全て偶数番号トラックに現われ、位相Ｃ同相サーボコ
ード記録は全て奇数番号トラックに現れる。直交位相サ
ーボ・コードは、たとえばトラック１の両側にみられる
ように、同相サーボ・コードの中間で位相ＢおよびＤで
記録される。これらはまた、第２図の一番上と一番下に
描かれている位相りの直交位相記録で示されるように、
それぞれ位相ＢおよびＤで繰返し記録されている。

サーボ・コード（双ビット）の２つの相はまたデータ・
ディスクのデータ・トラックに沿って区分的に記録され
る。これらはそれぞれ、データ・トラック中心の両側に
となりの位相が来るように間隔をおいた関係で記録され
る。これらはデータ・ヘッドをトラックの中心に位置決
めするトラック追跡モードで用いられる。

専用磁気ヘッドが専用トラックの中心（同相トラック中
心、第２図参照）の直上に置かれると、専用ヘッドに誘
起される時間変化電圧はそのトラック中央位置を示す。

たとえば、ヘッド２０を同相トラック中心上で位相Ａか
ら、Ｃまで動かした時、第２Ａ図に示すように、この時
間変化電圧は比較的大きな振幅の直交位相に対応する電
圧の両側（前後）に、振幅が相等しい同相電圧のパター
ンが発生する。たとえば位置弁別器（第６図のトラック
追跡部）を用いてこの電圧を処理するとゼロ・サーボ電
圧が発生する。専用磁気ヘッドが回転しているディスク
上で第２図のトランクセンタのいずれかの側に半径方向
に移、動するにつれて、たとえばＡ−Ｃ等の、同相コー
ドの差分から誘導されたヘッド電圧により、これもまた
位置弁別器による処理の後、第３図に特徴が示されてい
る電圧がもたらされる。トラック中心の両側でのこの電
圧−距離特性はｚトラック・オフセット点の間でほぼ直
線である正および負の部分を有し、トラック位置オフセ
ットを決定する際その領域で有用である。

しかし、この点から先の部分のこの特性の非線型部では
曖昧性のないトラック・オフセット決定はうまくいかな
い。

専用磁気ヘッドがシーク・モードの動作の間に隣接トラ
ックを交叉して半径方向に移動する際、第４図に示され
るような同相および直交位相電圧波形が、専用ヘッドに
誘起された時間変化電圧から発生する。本発明に従って
達成された、トラ・ツク中央の両側でのほぼ全トラ・ツ
ク幅の分解能について説明する。トラック中心２６から
の距離を、トラック間隔のＡ毎に区切った領域（夫々ト
ラック間隔象限（ｑｕａｄｒａｎ　ｔ）と呼ぶ）を、ト
ラ・ツク中心の夫々の側について、＋１．　＋２．　＋
３．および＋４．−１．４−３および−４と重み付けし
て表わす（第１図及び第４図参照）。第４図の水平軸の
＋１〜＋４および−１〜−４の十符号、−符号の値は、
所与のトラ・ツク中心２６に対する専用ヘッドの上述の
ように設定された＋または−の方向のオフセットを示す
。第４図の電圧波形の垂直軸の＋１．＋２および−１，
−２なる重み付き表示は、同相および直交位相サーボ電
圧の別に設定された正および負のレベル（領域）を示す
。

所与のトラック中心２６についての専用ヘッドの位置オ
フセットを測定するためには、システムは現行ヘッドに
ついてトランク追従モード動作になければならない。す
なわち、このとき、現在のヘッドはトラックの中心にあ
る。たとえば、図示の例（第１図）で、専用ヘッドが−
１で示されるトラック間隔象限にあるが、どこで先ず第
４図の同相信号の電圧の大きさが読取られる。しかし、
同図で位置Ｙすなわち一１トラック象限における垂直軸
の電圧振幅−１は、−４トラツク象限である位置Ｘでの
同様の電圧振幅−１と区別がつかない。このトラック象
限の曖昧さを切分け、ヘッド位置が一４トラック象限で
なく一１トラック象限にあることを判定するためには、
＋２である位置Ｚでの直交位相信号振幅を次に参照する
。これにより、専用へ・ノドの正しい位置オフセットが
、トラック中心２６に対して一１トラック象限の線ＹＺ
にあるという情報を一義的に判定する。このＹＺ情報を
得ると、専用ヘッドが配置されている正しいオフセット
・トラック象限が決定される。

この情報は、次のヘッド・シーク移動において必要に応
じてトラック・カウントを調整するのに用いられる。し
たがって、専用ヘッドを第４図上で右に移動する必要が
あり、それによって、最初の、つまりゼロ・カウントの
トラック中心２６を交叉することになる場合、この最初
に検出されるトラック・カウントについては、たとえば
、ターゲット位置に到るための４トラツク・カウントに
、この余分なカウントに相当する５番目のカウントを加
えた５トラツク・カウントを用いるというようにして、
そのターゲット位置へのトラック交叉カウントを専用ヘ
ッドを用いてカウントする際に考慮しなければならない
。他方、専用ヘッドを第４図の左に移動させたい場合は
、専用ヘッドは同図に示すようなオフセット状況ではゼ
ロ・カウント・トラック２６を横断しない。この場合は
、トラック・カウントに対して何の補正も必要ない。

位置オフセットを決定する際の同相および直交位相電圧
レベルの論理解釈が第５図に示されている。第５図は割
当てられた直交電圧対割当てられた同相電圧の組合わせ
をマツピングすることにより、夫々同相および直交位相
信号の関連する対で表わされる、正および負のトラック
・オフセットを示す。第５図に示された１６個の欄の各
々の数および符号は専用ヘッドが置かれるオフセットの
象限を示す。たとえば同相および直交位相電圧の測定の
結果が、象限で夫々−１，＋２となると、この図の行と
列をたどれば、専用ヘッドが（−１）ヘッド・オフセッ
ト象限にいることがわかる。この状態の専用ヘッド位置
は第１図および第４図に示されている。次にさらに詳細
に説明するように、第５図のマツプに示されたディジタ
ル情報は、新ターゲット位置へのトラック・カウント（
ターゲット・アドレス）についての情報とともに処理さ
れる際、第６図のサーボ・プロセッサによって用いられ
、速度プロフィルおよびサーボ電流コマンドを生成、選
択して、専用ヘッドを指定されたターゲット位置へ駆動
する際、最適サーボ性能を発揮させる。

表！は、トラック・オフセット象限を決定するために同
相および直交位相信号から導かれた情報をシステムが処
理する態様を示す。全ての可能な組合わせが都合よく第
５図に示されていることから、第４図とともに第５図を
参照で−きる。表１では、直交位相電圧レベル叶の量子
化電圧間の１の補数−間が３に加算され、（３＋（−Ｍ
Ｍ））、　ｌ−ラック・オフセット象限数を得る。専用
ヘッド位置での同相電圧レベルの符号が象限数に付加さ
れ、象限の同定を完了する。表Ｉを参照し、第１図およ
び第４図の例を用いると、図示された専用ヘッド・オフ
セットでの直交位相電圧レベルは＋２である。＋２の２
の補数は（−ＱＭ）である−２である。そこで３＋（−
２）＝１となる。同相電圧レベルの一符号を付加すると
、象限−１となる。詳細は表■から明らかであろう。

第４図における直交位相−同相の重なりは、同相測定値
＋１．−１と関連して直交位相測定値＋１．−１によっ
て、および同相測定値＋２．−２に関連した直交位相測
定値＋２．−２によって指示される象限で生じる。これ
らは特定の重複を弁別することによってサーボ・プロセ
ッサ４日で取扱われて特定の象限を示す。たとえば、直
交位相−２および同相−２はオフセット象限−４と判定
される（第５図参照）。

直交位相＋２および同相−２は象限＋２と判定される。

他は第５図に示されている。

表゛■ （１１（２１’（３１（４１ 同相測定の符号を（３＋（−ＭＭ））に付加して象限を
得る。

表Ｉにおいて、次の規則が適用される。

１、　　Ｑ旧よ指定電圧レベル１および２で表わされた
直交電圧測定値（符号十人きさ）である。

ここでＡトラックより小さい場合に相当する出力は１に
、またＡトラックより大きい場合に相当する出力は２に
割当て（量子化）されている。

２、　　ＭＳは叶の符号のディジタル化で、＋ならば１
１−ならば０と表わしている。

つまり量子化大きさである。

４、　　ＭＳが（＋）のときは、財の各ビット毎に１−
０．０−１として１の補数をとる。

５．２の補数として一問を再評価（ｒｅ−ｓｔａｔｅ）
して表■の第（５）欄を得る。

６、　　（３＋（−ＭＭ））を計算して第（６）欄を得
、同相電圧の符号を付加してオフセットの実際の象限を
得る。

本発明を実施するサーボ・システムは第６図のブロック
図に示されている。共通部分を共有する２つの別々の制
御システムがヘッドの位置を制御するのに用いられる。

一方は、トランク追従モードで用いられ、サーボ・トラ
ックの中心に選択データ・ヘッドを維持する線型位置制
御システム（精密位置サーボ）である。これはアナログ
位置ループである。他方は、シーク・モード中に用い第
６図の線型位置制御システムは、シーク移動の最後で、
専用ヘッド、次にターゲット・ヘッドをトラックの中心
に位置決めし、ターゲット・ヘッドのようなデータ・ヘ
ッドを、データの読取りまたは書込みの間、トラックの
中心に保持するために用いられる。この線型システムは
、スイッチＳ１によって選択的に接続されるトラック追
跡部３２または５４；補償器３６およびフィード・フォ
ーワード・ネットワーク３８を含む位置補償ステージ３
４；低域フィルタ４０．ノツチ・フィルタ４１．電力増
幅器４３を含み、スイッチ５２が閉じられたときサミン
グ・ジャンクション４６を介して位置補償ステージ３４
から出力を受けるフィルタ増幅ネットワーク３９および
アクチュエータ４２を備えている。トラック追跡部は位
置弁別器および位相同期ループを含む。

アクチュエータ４２は、ヘッド／アーム・スタック・ア
センブリ２８がマウントされるアーム・スタック・キャ
リッジ４４を駆動する可動部材を有する磁気ドライバで
よく、この磁気ドライバによって位置ループが閉じられ
る。データ・トラック追跡部３２の入力回路はスイッチ
ング回路（ここでスイッチＳ３として示されている）に
よって現行ヘッド２２またはターゲット・ヘッド２４に
選択的に結合される。

シーク・モードでは、ホスト・コンピュータ４９による
要求はドライブ・コントローラ５０によって処理されて
、移動すべき距離の形態でコントローラ・インタフェー
ス５２によってサーボ・プロセッサ４８に至るように結
合される。ここでスイッチＳ２が開いて、サーボ・プロ
セッサはシークを制御する。サーボ・プロセッサの制御
の下にＮＡＣＣまたはＰＡＣＣにより負または正の加速
指令電流をシークのパンパン（オンオフ）制御（ｂａｎ
ｇ−ｂａｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ）に、すなわち１個以上
のトラック交叉のために用いられる。ターゲット・アド
レス　（トラック・カウント）によって定義される移動
距離はシーク運動が開始する以前にいつもわかっている
。サーボ・プロセッサ４８はアメリカ合衆国カリフォル
ニアタ 州すンヅ・クララのＩｎｔｅ１社によって製造されたモ
デル８０５１でよいが、他のものでもよい。速度変換器
は設けられていない。サーボ・プロセッサは、トラック
交叉検出器５６によって供給されるトラ・ツク交叉情報
だけに基づいて、アクチュエータ４２の運動を制御する
のに用いられる。ここではパンパン・サーボ制御が利用
される。アクチュエータに指令される加速は、オンかオ
フかのどちらかである。

以下に示す表■は、トラック追跡モードの動作およびシ
ーク・モードの動作における様々な機能フェーズでのサ
ーボ・プロセッサの機能を理解するのに有用である。

表■ ａ、　Ａ／Ｄ変換器から　　ａ、以前には「ターゲット
の直交位相電圧　　　・ヘッド」であった現行および符
号　　　　　ヘッド２２は、以前のター（専用ヘッド）
　　　　ゲット・ヘッド・センタリング以来、データ・
ト ｂ、　Ａ／Ｄ変換器から　　　ラック追跡部３２に接続
さの同相電圧およ　　　れたままになっている。

び符号 （専用ヘッド＞　　　　ｂ、　　以前のターゲット・ヘ
ッド・センタリング以来、 ｃ、　　）ラック交叉　　　データ・トラック追跡部信
号ゼロ　　　　　　３２と補償ネットワークはスイッチ
Ｓ２を介してフィ ルタ／増幅器ネットワー ク３９に接続されている。

ａ、　シーク・モー　　ａ、　シーク・モードを用いド
を開始したド　　　てスイッチＳ２を開き、ドライブ・
コント　　　ラック追跡器を位置ルーローラからのタ　
　　ブから切離す。

−ゲット・アト　　ｂ、将来使う時に備えて、レス　　
　　　　　　データ・トラック追跡部をスイッチＳ３で
ターゲラ ｂ、　　）ラック交叉　　　ト・ヘッドに接続する。

検出器からのトｃ０表Ｉより、専用ヘッドラック交叉信
号　　　におけるトラック・オフセット象限を測定する
。

ｃ、　Ａ／Ｄ変換器から　　ｄ、　ホスト・コンピュー
タのＡ／Ｄ信号　　　　　から与えられたターゲット・
アドレス・カウント をゼロ・トラック交叉に 基づき、必要であれば補 正する。

ｅ、　ターゲット・アドレス ・カウントを用いてシー ク・モードのための電流 の指令を発生し、ＮＡＣＣま たはＰＡＣＣを付勢して電流 指令を電力増幅器へ送る。

ｒ、　　＋−ラック交叉について の同相信号または直交位 相信号の大きい方を選ん でトラック・カウントを 開始し、同相信号が小さ くなったときは直交位相 信号でトラック・カラン トを行う。

ｇ、トラック交叉間の経過 時間を用いて速度プロワ ィールと比較した移動速 度を判定しサーボのパル ス幅変調制御に使用する。

ｈ、　所要トラック交叉のカ ラント値を用いて駆動電 圧の極性を切換えて減速 を開始し、速度プロフィ ールをなぞる。

ｉ、　所要トラック交叉のカ ラント値を用いて専用へ ラドがターゲット・アド レスに到ったことを判定 する。

トー・・り゛　モード−シーク′の、　へ・・ド入−力
　　　　　　　　　　分−作 ａ、到達したター　　ａ、到達したターゲット・ゲット
・アドレ　　　アドレスを用いてスイツス　　　　　　
　　　チＳ１を操作して補償器を専用トラック追跡部に
接 す、　　トラック交叉　　　続し、スイッチＳ２を操作
（１ゼロ　　　　　　して線型位置ループを閉じ、これ
により専用ヘラ Ｃ０専用ヘッドか　　　ドのトラック・センタリらのＡ
／Ｄ入カ　　　　ングを行う。

ａ、オフ・トラフ　　ａ、　オフ・トラック検出器り検
出器３５から　　　からの出力を用いていつ出力は専用
／サ　　　ヘッドが静定して読出しンプル・ヘッド　　
　／書込み動作を開始できがトラック上に　　　るかを
判定する。

あることを示す。

ｂ、　　）ラック交叉 信号ゼロ トラ・・り゛　モード−′−へ・・ド このトラック追跡モードでは、サーボ・プロセッサはス
イッチＳ１．　Ｓ２およびＳ３を動作させてデータ追跡
部３２を以前にはターゲット・ヘッドであった現行ヘッ
ド２２にすでに接続しておいである。上記した線型位置
制御システムを準備しく閉じて）、現行ヘッドをそのト
ラックの中央に保持するように働かせる。ターゲット・
トラック追跡部の位置オフセット出力に応答するオフ・
トラック検出器３５の出力はサーボ・プロセッサによっ
て処理される。サーボ・プロセッサはドライブ・コント
ローラと連絡し、線型位置制御ループに入っているヘッ
ドがトラックの中心に位置決めされているかどうかを示
す。

トランク追跡モードでは、トラック追跡部はトラック中
心に対してのヘッドの位置を表わす出力を発生する。位
置補償ステージ３４は、トラック追跡部の出力に応答し
て、予め選択されたボール・ゼロを有する所望の伝達関
数をもった２段リード・フィルタ補償ネットワーク　（
ｔｗｏ　ｓｔａｇｅ　１ｅａｄｆｉｌｔｅｒ　ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ）として機能する。

フィードフォワード・ネットワーク３８は、所望のター
ゲット・トラック上のターゲット・ヘッドの最終設定時
間を短くするため、補償器３６と並列に接続される。ス
テージ３６およびフィードフォワード・ネットワーク３
８内のフィルタ補償技術は当業者には周知のものである
から、その回路の詳細は説明しない。しかし、これらの
ネットワークの回路の詳細および特性をさらに議論する
ためには、”Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ　Ｆｅｅｄｆｏｒｗａ
ｒｄ　Ｃａｎ　Ｒｅｄｕｃｅ　５ｅｒｖｏ　Ｓｅｔｔ−
１ｉｎｇ　Ｔｉｍｅ”と題するＣｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍａｒｃｈ１９７８、５３ｐ以下の
Ｒｏｎ　Ｐａｌｍｅｒによる論文を参照するのがよい。

シーク・モード−１へ・ド シーク・モード動作では、サーボ・プロセッサ４８はホ
スト・コンピュータ４９がらのターゲット・アドレスを
有している。補償ステージ３４はサーボ・プロセッサに
よってサーボ位置ループがら切離される。スイッチｓ２
は今や開いている。サーボ・プロセッサの制御下にある
スイッチＳ１は、この後で専用ヘッドをトラックの中心
に位置決めするためのトラック追跡の準備のために、専
用トラック追跡部５４を補償器ステージ３４に接続する
。

シーク運動は、象限オフセント決定の後サーボ・プロセ
ッサによって開始される。たとえば、現行ヘッド２２に
ついてのトラック追跡動作の間に専用ヘッド２０に誘起
された電圧に応答する専用トラック追跡部５４は位置弁
別器として働き、トラック中心２６の左または右への専
用ヘッド・オフセットを示す同相および直交位相電圧を
発生する。これらの電圧の大きさおよびこれらの関係は
トラック・オフセットの関数である。このトラック追跡
動作の間にサーボ・プロセッサ４８は制御回路６２を介
して専用トラック追跡部のフェーズ・ロック・ループを
制御し、第２図に示される位相ＢおよびＤにロックする
。それによって直交位相電圧は専用トラック追跡部から
Ａ／Ｄ変換器に結合される。この時点では、検知される
べきトラック交叉はない。

Ａ／Ｄ変換器の出力はサーボ・プロセッサに結合された
正または負の量子化された電圧レベル（−１−、−２゜
＋１．　＋２）である。次に、サーボ・プロセッサは制
御回路６２を介して、量子化された正または負の同相電
圧をサーボ・プロセッサに供給するＡ／Ｄ変換器に同相
電圧を結合する。表Ｉの論理に従って、専用ヘッドのオ
フセット象限を決定する。

ドライブ・コントローラ５０からサーボ・プロセッサが
受けるターゲット・アドレスおよび運動方向は、任意の
データ・ディスク上の現行トラック位置からのトラック
カウントおよび運動方向として、たとえば、サーボ・プ
ロセッサのカウントダウン・カウンタ（図示せず）とし
て実現されたサミング・ジャンクションに入れられる。

ここでは、サーボ・プロセッサは上述の非線型位置制御
ループの一部を構成する。このループに含まれているの
は、専用ヘッド２０．専用トラック追跡部５４、トラッ
ク交叉検出器５６、Ａ／Ｄ変換器６４、サーボ・プロセ
ッサ４８、フィルタ／増幅器ネットワーク３９および、
アーム・スタック・キャリッジ４４とヘッド／アーム・
スタック・アセンブリ２８を介して専用ヘッド２０に機
械的に結合されてループを閉じるアクチュエータ４２で
ある。シーク・モードの動作には２つのサーボ移動が存
在する。一方は開ループ移動であり、他は閉ループ移動
である。シークのうちの開ループ部分はヘッドをある速
度と位置に加速する。これらは、シークのうちの閉ルー
プ部分が最終速度ウィンドウ内にまで持っていけるよう
な速度および位置である（第７図参照）。

開ループ移動の間に、アクチュエータ電流のオンおよび
オフ期間は、負の加速電流指令ＮＡＣＣ−または正の加
速電流指令ＰＡＣＣによって制御され、これらの期間は
これまでに移動した距離（つまり交叉したトラック数）
に基ついている。加速および惰行トラック数は当初の走
行すべき距離および利用可能なトラックの総数に基づい
ている。理論的には、トラック・カウントで表現された
走行すべき距離の最初の半分の間に全力加速電流を与え
、シークの後半については最終加速が０トラック／秒と
なるように全力減速電流とするように指令するだけでよ
い。加速電流がターン・オフされ、減速電流が与えられ
るトラックまたは時点をターン・アラウンド点とよぶ。

開ループ移動の結果、ヘッドは当初の走行すべき距離に
基づいたトラックに置かれ、閉ループ部が速度の制御を
行うことができるような速度ウィンドウの範囲内で動い
ている。

シークの閉ループ部分は開ループ部分で達成された初期
速度および位置を知り、その速度を速度プロフィール上
に引寄せる。最終速度ウィンドウは、閉ループ移動が実
際の速度をシークの最後で所望のプロフィルにどの位良
く収束させるかの関数である。

速度フィードバックは、走行すべき距離に対しての所定
速度のプロフィールに従う時間（１／速度）フィードバ
ック・ループに基づいている。（第７図参照）。このル
ープへの入力は、トラ・ツク交叉とトラック家来の間で
測定された時間であるか、または走行すべき距離が２０
１−ラックよりも多ければ、５トラツクを交叉する間で
測定された時間である。この情報を用いて、直前のトラ
ック交叉時間を移動距離に対してのトラック交叉とトラ
ック交叉との間の所望時間の表と比較する。減速パルス
はサーボ・プロセッサによって指令され、フィードバッ
ク・ループを閉じる。

短距離シーク　（２０トラック未満）は、距離を用いず
、加速がどの位長く行われるかを定める別のルーチンに
よって処理される。このようなことを行う理由は、トラ
ンク交叉の回数が少ないので、この場合でもこちらの方
を採用した場合には分解能が不充分となるからである。

実際、８トラック未満の長さのシークは、フィードバッ
ク分解能を欠いているため各長さ毎に別個のこのような
ルーチンを用いる。

サーボ・プロセッサのディジタル・カウンタはターゲッ
トへの現在の距離が常に保持されている。

専用トラック・オフセット象限を有しているサーボ・プ
ロセッサは今や、トラック・カウントを補償して、現在
のオフセット位置からターゲット位置への運動の方向が
基準トラック２６（これはゼロ・カウントトラックであ
る）を交叉することになる場合、カウンタに１カカント
を加える。個々のカウントの増加距離の合計で表わされ
る、ターゲットへの初期カウントは、速度プロフィール
を決定（選択）する際サーボ・プロセッサによって用い
られるファクターであるところの走行すべき距離を表す
。サーボ・プロセッサはコード化された所望の速度プロ
フィールをプログラマブル・リード・オンリ・メモリ　
（図示せず）内に有する。

サーボ・プロセッサは表■にみられるような電流指令Ｎ
ＡＣＣまたはＰＡＣＣを選択することによってシーク運
動を開始する。こうしてサーボは上述したように開ルー
プを加速する。通常、サーボ・プロセッサは回路６２を
介して専用トラック追跡部５４からの直交位相信号を選
択してトラック交叉信号を発生する。しかし、この信号
がその時の専用ヘッド・オフセントの値のために比較的
小さい、あるいはゼロに近いレベル（たとえば、象限の
外縁（−２）または象限の内縁（−３）の近く）にある
場合、サーボ・プロセッサはその位置の同相信号を用い
て動作を開始し、同相信号が消失するときに直交位相信
号に切換える。トランク・カウンティングは常に直交位
相信号の制御の下で起る。第７図に示すように、ターゲ
ット・アドレス最大トラック・カウントに近付けていく
と、ヘッド速度はピークに達する。ヘッド速度がこの速
度に達すると、トラック交叉によるカウント・ダウンに
より最小トラック・カウントに達する゛までヘッド速度
は一定のま＼である。この時点でサーボ・プロセッサは
ＮＡＣＣおよびＰＡＣＣにより指令電流を切換え、減速
を行う。第７図に示されるように、比較的少ないカウン
トに対しては、減速が開始されるまでにサーボが最大速
度に達することはない。

トー・りｔ　−１へ、ド カウント・ダウン・カウンタにおける最小（ゼロ）カウ
ントまたはそれ以前の時点で、サーボ・プロセッサはス
イッチＳ１を動作させ専用トラック追跡部（位置弁別器
）５４を補償ステージ３４に接続する。その時、速度は
０に近い。サーボ位置ループは線型制御システムの一部
として専用位置弁別器に接続され、専用ヘッドは専用タ
ーゲット・トランクの中心に置かれる。

−・・り゛　　−一゛・ト・ヘッド トラック交叉検出器からの信号はゼロとなり、オフトラ
ック検出器３５の出力はオン・トラックを表わす。この
情報を用いてサーボ・プロセッサはスイッチＳ１を動作
させ、　（サンプリングされた）データ位置弁別器つま
りトラック追跡部３２をサーボ位置ループの補償器３４
に接続する。サーボ・プロセッサ（表■参照）はドライ
ブ・コントローラ６０を、データ・トラック追跡器３２
への入力としてターゲット・ヘッド２４へ前取って接続
しておく。

ターゲット・ヘッド２４の制御下でトラック追跡が開始
されターゲット・ヘッドをトラックの中心に位置決めす
る。ヘッドが中心に置かれたときのオフ・トラック検出
器３５の出力は、読取りまたは書込み動作を開始できる
という表示として用いられる。ヘッドが読取りまたは書
込み動作の間にトラックからずれた場合、オフ・トラン
ク回路出力はその動作を停止させる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明により、確実なシーク動作
を行うディスク・ドライブが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヘッドとトラックと
の位置関係を説明するための図、第２図は本発明の一実
施例において用いられる４相サーボ・コードの磁化反転
の一例を説明する図、第２Ａ図は第２図に示される４相
サーボ・コードによってヘッドに生起する電圧の一例を
示す図、第３図は、ヘッド・オフセットと位置弁別器の
出力電圧との関係を示す図、第４図は回転しているディ
スク上で専用ヘッドをディスクの半径方向に動かした際
に生起する電圧に基づいて得られる同相および直交位相
電圧を示す図、第５図は量子化された同相電圧レベルお
よび直交位相レベルからトラック・オフセットを示す象
限を得るための図、第６図は本発明の一実施例中のサー
ボ機構を説明する図、第７図はシーク制御に用いられる
速度プロフィールの一例を説明する図である。 １０、１２．１４．１６．１８：メモリ・ディスク、２
０゜２２．２４：ヘッド、２８：ヘッド／アーム・スタ
ック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 データ・ヘッドが関連付けられ複数のサーボ・トラック
   にサーボ・コードが記録されているデータ・メモリ・デ
   ィスクと、 専用ヘッドが関連付けられ複数の専用サーボ・トラック
   に専用サーボ・コードが記録されている専用ディスクと
   、 前記データ・ヘッドと前記専用ヘッドを機械的に結合す
   る手段と、 前記データ・ヘッドを前記サーボ・トラックにセンタリ
   ングする手段と、 前記データ・ヘッドがトラックにセンタリングされてい
   る間に前記専用ヘッドに誘導される電気信号に応答して
   互いに直交する位相関係にある第１および第２の時間変
   化電気信号を発生する手段と、 前記サーボ・トラックに対応する専用トラックに対して
   の前記専用ヘッドの特定のトラック・オフセット位置に
   おける前記時間変化電気信号の大きさに応答して前記専
   用トラックに対しての前記専用ヘッドのトラック・オフ
   セット位置を判定する手段 とを設けてなるディスク・ドライブ。