JPS6361477A - 磁気デイスク装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、目標データトラックに対する磁気ヘッドの
位置制御を行う場合等に用いて好適な磁気ディスク装置
に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、磁気ディスクのデータ領域に基準サーボト
ランクを円周をなすように設け、上記基準サーボトラッ
クに関連してオフトラック量を記憶し、磁気ヘッド移動
の際はヘッド位置検出手段による位置決めを行った後上
記記憶しておいたオフトラック量だけ上記磁気ヘッドを
偏移させるようにした磁気ディスク装置において、各温
度でのトラックに対するオフトラック量の傾きを記憶し
、温度センサにより温度を検出し、その温度に対応した
上記トラックに対するオフトラック量の傾きに基づいて
上記基準サーボトラックに関連したオフトラック量を補
正して、ジャストトランクすることにより、磁気ヘッド
の移動時間を早くできるようにすると共にデータトラッ
クでは全周にデータを書き込むことができ、また、どの
データトラツクでもオフトラック量を零にして精度の良
いトラッキングができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、目標のデータトラックに対して磁気ヘッドを位置
制御するサーボ方式には種々の方法が提案されており、
例えばセクタサーボ方式やサーボ面サーボ方式もその一
例である。

セクタサーボ方式は特開昭５１−８１６０３号公報の第
２図にも記載されているように、磁気ディスク上に多数
のデータトラックが配置され、更にデータトラックの円
周上で１区間にサーボトラックが存在するように配置さ
れているものである。

また、サーボ面サーボ方式は、特開昭５１−８１６０３
号公報の第１図にも記載されているように、所定の間隔
をもって積層された複数個の磁気ディスクのうち、１枚
の磁気ディスクの１面金面にわたってサーボトラ、りを
配置したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、セクタサーボ方式の場合、セクタ毎に１回の
制御をかけるためそのセクタがきてサーボ信号を読み取
るまでの回転待ち時間が必要となり、この結果ヘッドの
移動時間が長くなる欠点があった。

また、データトラックの円周上で１区間にサーボトラン
クを配するようにしているのでトラック全周にデータを
書くことができず、サーボパターンをうめ込む余地を作
っておく必要があった。

また、サーボ面サーボ方式の場合、１枚の磁気ディスク
の１面が全てサーボトラックに利用されるので、データ
トラックから見て磁気ディスクの利用効率が悪い欠点が
あった。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、ヘッドの移
動時間を短くすることができると共にトラック全周にデ
ータを書き込むことができ、またサーボトラック専用に
磁気ディスクの１面の全部を用いることのない利用効率
のすぐれたしかも精度のよいトラッキングが可能な磁気
ディスク装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による磁気ディスク装置は、磁気ディスク＜１
＞のデータ＠域Ｚ１〜Ｚｎに基準サーボトラックＴ　Ｒ
Ａ　−Ｔ　ＲＤを円周をなすように設け、上記基準サー
ボトラックに関連してオフトラツ・り量を記憶し、磁気
ヘッド移動の際はヘッド位置検出手段（２，５）による
位置決めを行った後上記記憶しておいたオフトラック量
だけ上記磁気ヘッドを偏移させるようにした磁気ディス
ク装置において、各温度でのトラックに対するオフトラ
ック量の傾きを記憶し、温度センサ（２０）により温度
を検出し、その温度に対応した上記トラ・ツクに対する
オフトラック量の傾きに基づいて上記基準サーボトラッ
クに関連したオフトラック量を補正するように構成して
いる。

〔作用〕

磁気ディスク（１）を複数個のデータ領域ｚ１〜Ｚｎに
分割する。そして、これ等データ領域毎に夫々ヘッド位
置検出手段（２，５）の出力信号の周期性に対応した複
数個の基準サーボトランクＴＲＡ〜ＴＲＤを円周をなす
ように設ける。つまり、例えばヘッド位置検出手段の出
力信号の周期性が９０°ずつシフトした４相であれば、
４本の基準サーボトラックを全周にわたって設ける。そ
して、データ領域毎に基準サーボトラックに関連してオ
フトラック量、つまりヘッド位置検出手段の出力が零と
なる磁気ヘッドの位置とサーボ信号で位置決めした時の
位置との差をマイクロプロセッサ（８）のメモリに記憶
する。また、温度センサ（２０）により温度を検出し、
その温度に対応した予め記憶されているトラックに対す
るオフトラック量の傾きに基づいて上述の基準サーボト
ラックに関連したオフトラック量を補正する。そして、
続出し／書込みのために磁気ヘッドを移動する際はヘッ
ド位置検出手段によりその出力が零となるように磁気ヘ
ッドの位置決めを行った後上述の如（補正したオフトラ
ック量だけ磁気ヘッドを偏移させてジャストトランクさ
せる。これにより磁気ヘッドをデータトランクに対して
正確に位置決めすることができ、磁気ヘッドの移動時間
を短（することができると共にトラック全周にデータを
書き込む、二とができ、磁気ディスクの利用効率を向上
できる。また、どのデータトラックでもオフトラック量
を零にして精度の良いトラッキングができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第７図に基づいて
詳しく説明する。

第１図は本実施例の回路構成を示すもので、同図におい
て、（１）は記録媒体としての磁気ディスクであって、
この磁気ディスク（１１の全トラックは第２図に示すよ
うに、ｎ個のデータ領域Ｚｌ、Ｚ２・・・Ｚｎに分割さ
れ、そのｎ個のデータ領域ＺＬ、Ｚ２　　・・・Ｚｎの
中に夫々位置検出信号がか＼れたデータトラックとは別
のサーボ専用の基準サーボトランクＴＲ１１ＴＲ２・・
・ＴＲｎが、位置検出手段としての光学センサ（２）の
周期性に応じた本数だけ複数個設けられる。

いま、光学センサ（２）が例えば第４図に示すような９
０°ずつ位相のずれた４相の出力信号ＳＡ。

ＳＲ，ｓｃ、ｓｏを発生し、夫々の信号は・ｔトラック
の周期を有するものとすると、各データ領域にはその同
期性に対応して第３図に示すように４個の基準サーボト
ランク’ｒ’　ＲＡ　Ｉ　　ＲＲＢ　、　　Ｔ　Ｒ，Ｃ
及びＴ　ＲＤが設けられ、各基準サーボトラックＴ　Ｒ
Ａ　−Ｔ　ＲＤは夫々■と■の２つのトラックから成る
。そして基準サーボトラックＴ　ＲＡ　−Ｔ　ＲＣＩの
両側にはデータトラックＴＤ八、　ＴＤＲＩ　ＴＤＣ及
びＴ’ｏｏが設けられる。

これらＴ　ＤＡ　、　　Ｔ　ｏｓ　、　　Ｔ　ｏｃ　、
　　Ｔ　ｏｏは光学センサ（２）からの４相の出力信号
Ｓ　Ａ　Ｉ　Ｓ　［１１Ｓ　ｃ　、Ｓ　１１に夫々対応
しており、信号Ｓへの零クロス点のうち右上がりの点が
データトランクＴＤＡ（ここでいう’Ｔ’ｏＡは１本の
データトラックを示すものではなく、４トランク周期で
繰り返される複数本のトラック群を表わす、）のトラッ
クセンタに対応し、同様に信号Ｓ　Ｒ、Ｓ　Ｃ＋　　Ｓ
　Ｄの零クロス点のうち右上がりの点が夫々データトラ
ックＴ　ＤＲ、Ｔ　ｏｃ　、　　Ｔ’　ｏｏのトラック
センタに対応している。なお基準サーボトランクＴ　Ｒ
Ａ　”　Ｔ　ＲＤの■、■のトラック幅はデータトラッ
クＴ　ＤＡ　％　Ｔ　ＤＤのトラック幅に略等しいもの
とされている。

（３）は光学センサ（２）と共にアーム（４）に取付け
られ、磁気ディスク（１）の各トラックを走査する磁気
ヘッド、（５）は光学スケール、（６）はアクチュエー
タモータである。光学センサ（２）は複数個、この場合
４（固の受光素子とその前面に設けられ夫々９０°ずつ
の位相差を有するレティクル素子とから成り、これに対
応して光学スケール（５）の反対側に１個の発光素子（
図示せず）が設けられている。モータ（６）によりアー
ム（４）を移動させることによりこれに取付けられた光
学センサ（２）が光学スケール（５）上をこれに沿って
移シ」すると共に光学センサ（２）の移動に伴って磁気
ヘッド（３）が（ａ気ディスク＋１）上を移動する。

アーム（４）の移動にともなって夫々のレティクル素子
のスリットと光学スケール（５）のスリットとが一致、
不一致を繰り返し、４個の受光素子からは上述の出力信
号ＳΔ、ＳＲ，ＳＣ＋　　ｓＤが出力される。

光学センサ（２）の出力は光学信号処理器（７）に供給
されて増幅される等のｆｇ号処理を受けてマイクロプロ
セッサ（８）に供給される。このマイクロプロセッサ（
８）には磁気ヘッド（３）が１トランクを走査する毎に
１個のパルス信号が光学信号処理器（７）より供給され
る。

また光学信号処理！（７１の出力信号が引算器（９）の
一方の入力側に供給されると共に周波数−電圧変換回路
（１０）に供給され、ご−で周波数信号より電圧信号に
変換され速度情報として引算器（１１）の一方の入力側
に供給される。

（１２）はＤ／Ａ変換器であって、こ＼でマイクロプロ
セッサ（８）からの出力信号がディジタル信号よりアナ
ログ信号に変換され、この変換されたアナログ信号が引
算器（９）及び（１１）の他方の入力側に供給される。

引算器（９）及び（１１）では肉入力の引算が行われ、
引算器（９）から位置制御信号が発生され、引算器（１
１）からは速度制御信号が発生され、夫々スイッチ回ｌ
１ｌ（１３）の接点ａ及びｂに供給される。

スイッチ回路（１３）はマイクロプロセッサ（８）から
の位置／速度切換え信号により切換えられ、スイッチ回
路（１３）が接点ａ側に接続されると動作モードは位置
制御モードとなり、接点す側に接続されると動作モード
は速度制御モードとなる。

スイッチ回路（１３）を通った各制御信号はモータ駆動
回路（１４）に供給され、このモータ駆動回路（１４）
からの駆動信号によりモータ（６）が駆動制御される。

また、磁気ヘッド（３）が基準サーボトラックを走査中
にサーボ信号がサーボ信号処理器（１５）に供給され、
こ＼で基準サーボトラックの■と■の両トラックから検
出された信号の差が検出され、Ａ／Ｄ変換器（１６）で
アナログ信号よりディジタル信号に変換されマイクロプ
ロセッサ（８）に供給される。

また、マイクロプロセッサ（８）に対して装置内に取付
けられた温度センサ（２０）と、この温度センサ（２０
）の出力を増幅する温度センサ処理器（２１）と、この
温度センサ処理器（２１）の出力をアナログ信号よりデ
ィジタル信号に変換してマイクロプロセッサ（８）に供
給するＡ／Ｄ変換器（２２）が設けられる。

また、マイクロプロセッサ（８）は後述されるように、
夫々の温度でのトラックに対するオフトラック量の傾き
を情報としてそのメモリ　（図示せず）に予め記憶して
いる。

次にこの第１図の回路動作を説明する。

電源オン時はまず各データ領域に設けられた基準サーボ
トラックＴＲ１，’ｒＲ２，・・・Ｔ　Ｒｎへ（Ｄ’、
ｔ−ツク命令マイクロプロセッサ（８）より順次出力さ
れ、マイクロプロセッサ（８）からの位置／速度切換え
信号によりスイッチ回路（１３）が接点す側に接続され
、速度制御モードとされる。マイクロプロセッサ（８）
よりＤ／Ａ変換器（１２）に対して速度基準値が与えら
れ、これに対応したＤ／Ａ変換器（１２）からの出力信
号が引算器（１１）の他方の入力端に供給される。これ
と同時に光学センサ（２）の出力信号が光学信号処理器
（７）を介して周波数−電圧変換回路（１０）に供給さ
れ、この変換回路（ｌＯ）からの速度信号が引算器（１
１）の一方の入力側に供給され、先の速度基準値に対応
した信号と引算される・そしてその誤差電圧がモータ駆
動回路（１４）を介してモータ（６）に供給されてこれ
を回転させ・これに伴ってアーム（４）に取付けられた
磁気ヘッド（３）を第１番１」の基準サーボトランク、
例えばデータ領域Ｚ１のＴＲＡへ近づける。そしてトラ
ックパルスを順次計数して目標の基準サーボトランク内
に磁気ヘッド（３）を追い込む。

次にマイクロプロセッサ（８）からの位置／速度切換え
信号によりスイッチ回路（１３）が接点ａ側に切換えら
れ、位置制御モードとされる。マイクロプロセッサ（８
）よりＩ）　／　Ａ変史器（１２）に対して位置基準値
が与えられ、これに対応したＤ／Ａ変換器（Ｉ２）から
の出力信号が引′！Ｊ器（９）の他方の入力側に供給さ
れるが、この時位置基準値とし°ζは最初は０が与えら
れる。これと同時に光学センナ（２）の出力信号が光学
信号処理器（７）を介して引３９：器（９）の一方の入
力側に供給され、先の位置基準値に対応した信号と引算
されるが、この光学信号処理器（７）では、４つの基準
サーボトラック’ｒ’ＲＡ、　Ｔ’ＲＢ。

ＴＲＣＩＴＲＤのうちどのトラックがシーク命令の対象
となっているかにより、光学センサ（２）からの４相の
出力信号のうちから１−）の出力信号を選択している。

そしてその誤差電圧がモータ駆動回路（１４）を介して
モータ（６）に供給されてこれを回転させ、これに伴っ
てアーム（４）に取付けられた磁気ヘッド（３）を移動
させ誤差電圧が零になるところ即ち、シーク命令が出さ
れた基準サーボトラック上に磁気ヘッド（３）を静止さ
せるが、これは磁気ディスク（１）、アーム（４）、光
学スケール（５）の温度膨張等の変化により、トラック
センタとは一致しない。

その後磁気ディスク（１）に記録されているサーボ信号
を磁気ヘッド（３）で検出し、サーボ信号処理器（１５
）で信号処理した後Ａ／Ｄ変換器（１６）に供給してア
ナログ信号よりディジタル信号に変換してマイクロプロ
セッサ（８）に供給し、実際の基￥−号一ボトラックの
トラックセンタとのズレを計算する。

マイクロプロセッサ（８）では光学センタの位置つまり
光学センサ（２）の出力が零となる磁気ヘッド（３）の
位置と、サーボ信号で位置決めした時の位置つまり基準
サーボトラック■、■の検出出力が零となる磁気ヘッド
（３）の位置との差であるオフトラック量を求め、マイ
クロプロセッサ（８）のメモリに格納する。

同時に第２〜第４番目の基準サーボトランクに付いても
オフトラック量を求め、更にｎ（ＩＩの全てのデータ領
域の基準サーボトラックに付いてオフトラック量を求め
、マイクロプロセッサ（８）のメモリに格納する。

読取り７Ｍ込みのためのシーク時には光学センサ（２）
からの出力信号により、指定されたデータトラックに磁
気ヘッド（３）を移動後、移動後の１−ラックが１〜ｎ
のどのデータ領域に属し、また４トラック周期の何番目
の周期にあるかを、マイクロプロセッサ（８）で計算し
、予めメモリに記憶しておいたオフトラック量から該当
するオフトラック量を読み出す。そして、オフトラック
量の位置基準値をマイクロプロセッサ（８）からＤ／Ａ
変換器（１２）に与え、Ｄ／Ａ変換器（１２）の出力信
号を引算器（９）、スイッチ回路（１３）の接点ａ側を
介してモータ駆動回路（１４）に供給し、その駆動信号
によりモータ（６）を回転させてアーム（４）を微小偏
移させ、光学信号のセンタつまり光学センサ（２）の出
力が零となる位置からオフトラック量分だけ磁気ヘッド
（３）を移動させ、ジャストトラックさせる。

更に周囲温度等の変化によりオフトラック量は変化する
のでマイクロプロセッサ（８）のメモリに記憶するオフ
トラック量は次の２通りの場合、基準サーボトラックを
再度アクセスして更新させる。

■　目的のデータトラックヘシークしようとしたとき、
そのデータトラックが属するデータ領域へ過去ある一定
時間以上シークしていなかった場合、目的のデータトラ
ックが属する基準サーボトラックをアクセスしてサーボ
信号より記憶すべきオフトラック量を更新してから目的
のデータトラックへ磁気ヘッド（３）を移動させ、更新
したオフトラック量だけ磁気ヘッド（３）を微小偏移さ
せ、ジャストトラックさせる。

■　同一のデータトラックにある一定時間以上位；８決
めされていた場合、そのデータトラックの属するデータ
領域の基準サーボトラックをアクセスしてサーボ信号よ
りオフトラック量を更新していたデータトラックへ戻り
、更新したオフトラック量だけ光学信号のセンタで位置
決めされる位置より磁気ヘッド（３）を微小偏移させ、
ジャストトラックさせる。

ある一つのデータ領域の基準サーボトラックでのオフト
ラック量を更新させるには次の２通りがある。

■　１つのあるデータ領域の中の４本の基準サーボトラ
ックを全てアクセスしてサーボ信号よりオフトラック量
を計算して更新する方法である。

■　もう１つはあるデータ領域の４本の基準サーボトラ
ックのうち代表の１基準サーボトランクをアクセスして
、オフトラック量を更新する方法である。その際、その
代表の基準サーボトラックの記憶してあった旧オフトラ
ック量とアクセスして新たに得られたオフトラック量と
の差を計算してそのデータ領域中の差の基準サーボトラ
ックのオフトラック量にその計算した差を加えて更新す
る。

さて、上述の方法だとオフトラック量をデータ領域は基
準サーボトラックのオフトラック量で代表して補正して
いるので、磁気ディスク（１１の外周から内周にかけて
温度によってトラックに対するオフトラック量の傾きが
変化する場合、第５図に示すようなオフトラック量ｏｆ
ｔｒが各データ領域７１〜Ｚ５の端で残ることになる。

すなわち、第５図において、代表的にデータ領域２１〜
Ｚ５のみを示しているが、こ−で、ａ１〜ａ５は基準サ
ーボトラックを用いて補正後のオフトラック量の変化を
示すもので、基準サーボトラックの位置では実質的にオ
フトラック量は零であるも、データ領域の端に向うに従
ってオフトラック量は増大し、各データ領域２１〜Ｚ５
の端では最大のオフトラック１ｏｆｔｒが残っているこ
とがわかる。このオフトラック量ｏｆｔｒは充分許され
る量であれば何も問題ないが、更にこのオフトラック量
も無くしたい場合は工夫を要する。

そこで、本実施例では夫々の温度でのトランクに対する
オフトラック量の傾きをマイクロプロセッサ（８）のメ
モリに予め記憶しておき、温度センサ（２０）で装置内
の温度を検出し、この温度に対応する上述の記憶してお
いたトラックに対するオフトラック量の傾きを呼び出し
、このトラックに対するオフトラック量の傾きに基づい
て演算を行って、基準サーボトラックに関連して求めた
オフトラック量を補正することによりどのデータトラン
クでもオフトラック量をは！゛零とすることができるよ
うにする。

それには、先ず、マイクロプロセッサ（８）のメモリに
、第６図に示すように夫々の温度におけるトランクに対
するオフトラック量の傾きを情報として記憶しておく。

第６図は代表的に５０℃と５℃の場合のトラックに対す
るオフトラック量の傾き８５ｏ＋　　８５を示しており
、こ＼で矢印ａはトラックの距離、矢印すはオフトラッ
ク量の変化分を表わしており、このトラックの距離とオ
フトラック量の変化分よりトラックに対するオフトラッ
ク量の傾きａｓＯ＋３５を求め、これ等を情報としてマ
イクロプロセッサ（８）のメモリに予め記憶しておくわ
けである。

次に温度センサ（２０）により装置内の温度を検出し、
この温度情報を処理器（２１）及びＡ／Ｄ変換器（２１
）を介してマイクロプロセッサ（８）に供給する。例え
ば装置内の温度が５０℃と判定されると、マイクロプロ
セッサ（８）では５０℃におけるトラ・ツクに対するオ
フトラック量の１頃きａ１５０を基に目標トラックでの
オフトラック量を計算できる。

すなわち、第７図に示すように、目標トラックと目標ト
ラックの属するデータ領域の基準サーボトランクとの間
のトラック数をｔとし、また目標トラックがｍ周期（上
述では４周期）の何番目かをマイクロプロセッサ（８）
で判定し、若しＥ周期口とした場合目標トランクの属す
るデータ領域での１番目の基準サーボトラックでのオフ
トラック量０ＦＴｊ！　１とすると、目標トラックでの
オフトラック量ＯＦＴは、 ＱＦＴ＝　０ＦＴｊ！　ｔ　＋　ａ　ｓｏ　Ｘ　ｔとな
る。

従って目的のトラックへ磁気ヘッド（３）を移動させた
後光学センサ（２）の零クロス点で位置決めされる位置
より、上述の如く求めたオフトラック量ＰＦＴだけ磁気
ヘッド（３）を微小移動させ、ジャストトラックさせる
。

これによりどのデータトラックでもオフトラック量をは
り零とすることができ、精度のよいトラッキングが可能
となる。

なお、上述の実施例では光学センサより４相の出力信号
を得るのに受光素子４個を設けた場合であるが、２個の
受光素子を設け、残りの２つの出力信号は２個の受光素
子の出力信号をインバータを介して得るようにしてもよ
い。

また、磁気ディスクが複数枚設けられる場合、上述の如
く個々の磁気ディスクに基準サーボトラックを設けても
よいし、或いは例えば中央部に配される磁気ディスクに
のみ基準サーボトラックを設け、残りの上下の磁気ディ
スクのデータトラックのアクセスは中央部に配される磁
気ディスクの基準サーボトラックを利用するようにして
も、よい。

〔発明の効果〕

上述の如くこの発明によれば、ヘッド移動時には予め記
憶しておいたオフトラック量を補正してジャストトラッ
クさせるため、どのデータトラックでもオフトラック量
をはり零にして精度の良いトラッキングを行うことがで
き、しかもサーボ信号を読み取るまでの時間を無くする
ことができ、ヘッドの移動時間を速くすることができる
。また、データトラックにはサーボパターンがないので
全周にわたってデータを書くことができ、磁気ディスク
の面の利用効率の向上を図ることができる。

更に夫々のデータ領域でのオフトラック量を光学センサ
の４相の出力信号に対応して４つの基準サーボトラック
を設け、別々に補正できると共に周期性のある位置検出
手段の出力信号の周期性のバラツキも補正することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
〜第７図はこの発明を説明するための図である。 （１）は磁気ディスク、（２）は光学センサ、（３）は
磁気ヘッド、（５）は光学スケール、（６）はアクチュ
エータモータ、（７）は光学信号処理器、（８）はマイ
クロプロセッサ、（９Ｌ　　（１１）は引算器、（１０
）は周波数−電圧変換回路、（１２）はＤ／Ａ変換器、
（１３）はスイッチ回路、（１４）ばモータ駆動回路、
（１５）はサーボ信号処理器、（１６）　、　　（２２
）はＡ／Ｄ変換器、（２０）は温度センサ、（２１）は
温度センサ処理器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ディスクのデータ領域に基準サーボトラックを円周
   をなすように設け、 上記基準サーボトラックに関連してオフトラック量を記
   憶し、 磁気ヘッド移動の際はヘッド位置検出手段による位置決
   めを行った後上記記憶しておいたオフトラック量だけ上
   記磁気ヘッドを偏移させるようにした磁気ディスク装置
   において、 各温度でのトラックに対するオフトラック量の傾きを記
   憶し、 温度センサにより温度を検出し、 その温度に対応した上記トラックに対するオフトラック
   量の傾きに基づいて上記基準サーボトラックに関連した
   オフトラック量を補正するようにしたことを特徴とする
   磁気ディスク装置。