JPS641869B2 - - Google Patents

Description

技術分野 本発明はデータ情報及びサーボ情報がセクタよ
り成る平行なトラツクに配列されているセクタ・
サーボを使用するデータ記憶装置更に具体的には
１つのトラツク位置から他のトラツク位置にトラ
ンスジユーサ組立体を移動させるための探索制御
システムに関する。

背景技術 回転データ記憶装置のためのセクタ・サーボは
周知であるがあまり使用されてはいない。1981年
６月26日に出願された米国特許出願第277764号
（米国特許第4400747号）に開示されている４トラ
ツク幅の捕獲領域及び３トラツク幅の線形捕獲領
域は本発明の実施のために使用可能である。従来
のセクタ・サーボ・システムは専用のサーボ表面
から得られる位置誤差信号をシミユレートするた
めに発生されたサーボ情報を使用する如き制御技
術を使用している。連続したシミユレート・サー
ボ情報の使用はサーボ信号を発生するという余分
の段階を必要とするという欠点がある。又、これ
らの段階は必要とされる回路の複雑さ及びコスト
を増大し、おそらく信頼性を減少する。

本発明の開示 本発明は、従来技術に比して簡単であり、低コ
ストで実施可能なセクタ・サーボ探索（シーク）
制御装置を提供するものである。

概略的に述べると、本発明のセクタ・サーボ探
索制御装置は、各セクタ時間においてトランスジ
ユーサ組立体が存在すると予測されるトラツクの
型を近似位置信号と位置誤差信号とを結合して、
実際の位置を表わす実際位置信号を生じ、相次ぐ
２つのセクタ時間における実際位置信号に基いて
セクタ時間の当りのトランスジユーサ組立体の移
動距離及び速度を反映する距離／速度信号を生
じ、この距離／速度信号を利用してトランスジユ
ーサ組立体を駆動する構成を採用している。そし
て、近似位置信号は、１つ前のセクタ時間におけ
る実際位置信号と距離／速度信号との和に基いて
得られる。

更に、後で詳しく述べる実施例に則して述べる
と、近似位置信号を生じる手段は、実際位置信号
と距離／速度信号との和を予測位置信号として生
成し、この予測位置信号に丸め処理を施すことに
よつて近似位置信号を生じるようになつている。
又、実際位置信号を生じる手段には、セクタ時間
において位置誤差信号を得るための基になるサー
ボ・セクタが適正に検出されないセクタ時間にお
いて、誤動作を防ぐために、予測位置信号を実際
位置信号として生じる手段も含まれる。この手段
を用いれば、幾つかのセクタ時間にわたつてサー
ボ・セクタが検出されない状況にも十分に対処す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセクタ時間位置の予測と位置誤差信号
を使用して実際の現在の位置を得るための修正手
段を示したブロツク図である。第２図は探索動作
及び駆動制御中の残りのトラツク数の記録手段を
示した図である。第３図は加速値及び減速値を示
した図である。第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、
第４Ｄ図及び第４Ｅ図は探索制御技術の各段階を
示した流れ図である。第５図は４つの隣接するト
ラツクの１つを同定しながらトラツクの中心線か
らのトランスジユーサの変位を示す位置誤差信号
を生じるセクタ・サーボ技術を示した図である。

本発明を実施するための最良モード 第１図を参照するに、アナログ位置誤差信号
（PES）がＡ／Ｄ変換器１０に導入され、ここで
時刻T0にこの値が５ビツト・レジスタ１１中に
ラツチされる。レジスタ１１の出力は選択回路１
２に入力され、通常この回路の出力となる。しか
しながら、もしセクタが見失われた事を示して、
セクタ不明線１４上に信号が現われると、誤差の
修正を阻止するために選択回路１２の出力は、５
個のゼロ・ビツトとなる。

前のサイクル（セクタ時間）において得られた
予測位置信号（予測トラツク位置信号とも呼ぶ）
は、前のサイクルのT5時刻にレジスタ１５にラ
ツチされている。この予測位置信号は、回路１７
における打切り（切り捨て）を含む丸め処理によ
つてトラツクの型を示す整数にされ、回路１７の
出力レジスタにラツチされる。なお、丸められた
予測位置信号は、トランスジユーサ組立体が存在
すると予測される位置のトラツクの型だけを示す
ので、近似位置信号とも呼ばれる。出力レジスタ
からの２本の線１８はシステムに利用可能なトラ
ツクの型を示している。選択回路２０は通常バス
２２上の出力として回路１７の丸められたトラツ
クの型の出力を選択するが、セクタ信号が存在し
ない事を示すセクタ不明線１４が付勢される時
は、選択回路２２はバス２３からの最後の予測位
置信号を選択する。選択回路１２及び２０の出力
はT1時刻に加算器２５において合計されバス２
６に実際の位置信号を生ずる。これは通常丸めら
れた予測位置信号に誤差信号値を加えて正しい現
在位置を与える５ビツト出力であり、最上位の２
ビツトがトラツクの型を示し、残りの３ビツトが
トラツク幅の1/8インクレメント単位の偏差を示
している。セクタ不明が示される時のバス26上の
加算器の出力はレジスタ１５の未修正の最後の予
測位置信号である。

T2時刻に、減算器２８はレジスタ２９に記憶
されている最後のサイクルで得られた実際位置信
号をバス２６上の現在の実際位置信号から減算す
る。T3時刻に、このセクタ中の速度を表わすΔX
値がレジスタ３０中にラツチされる。T4時刻に
加算器３２は実際の位置と速度（これは１つのセ
クタに対してトランスジユーサが１セクタ時間に
移動した距離を示す）を加算して、バス３３上に
予測位置信号を与える。同様にT4時刻に２の補
数回路３４は選択回路３５に負の入力を与える。
T5時刻に方向信号によつて速度の絶対値が選択
され、バス３７上に出力を与え、又バス３３上の
値が回路１５の出力レジスタにロードされる。

第２図に示された如く、横切られるべきトラツ
クの数は回路４０によつて12ビツトの出力レジス
タ４１にロードされる。探索中の各セクタ・サイ
クル中、第１図のバス３７から延長しているバス
４６上の距離もしくはΔXは回路４３によつてレ
ジスタ４１中の現在の値から減算され、T6時刻
に差がレジスタ４４中にラツチされ、レジスタ４
１が探索中に残されているトラツクの現在値を含
む。レジスタ４４の出力は第３図の減速曲線４７
の値を反映した減速表４５をアクセスして、バス
４８上に１セクタ当りの所望の速度を生ずる。
T7時刻に比較回路５０は実際の速度と所望の速
度のどちらが大きいかを決定する。T8時刻に生
じる線５１上の方向信号に応じてMPLX回路は
線５３又は５４上に順方向駆動もしくは逆方向駆
動信号を生じる。もし順方向及び逆方向駆動線が
共に同じレベルにあると、アクチユエータ・キヤ
リツジは１セクタ分惰力滑行される。第１図及び
第２図に示された時刻T0乃至T8は連続したもの
である。

第３図はトランスジユーサ・ヘツド支持キヤリ
ツジによつて多重トラツク探索中に達成される加
速値及び減算値を示す曲線である。Ｘ軸上の「横
断すべきトラツク数」は探索中に横切られるトラ
ツク数を示す。Ｘ軸から延出している曲線群５５
は所望の速度に到達する迄各セクタ時間中に順方
向駆動力を印加する事によつて発生された加速時
の速度を表わすトラツク探索の選択された長さか
ら最大加速曲線を示している。探索シーケンスが
或る加速曲線に従つている限り、確立された減速
曲線４７の1/8の速度（トラツク／セクタ）に達
する迄は、各相次ぐセクタ中全順方向駆動力が供
給される。曲線４７上もしくは曲線４７の下の1/
８トラツク／セクタ内にある時には駆動力は印加
されず、速度が曲線４７を越える時は、次のセク
タ中減速力が印加される。最大減速曲線５７は、
目標のトラツクを通り越すような事が避けられな
ければならないような場合に越えてはならない速
度の値である。

多重線探索の各セクタ時間中には、次の事柄が
生ずる。最後のセクタの実際の位置は次のセクタ
の予測位置を確立するために１セクタ当りの速度
が加えられ、これに3/8トラツク値が加えられ、
この合計が打切られて丸められた整数のトラツク
の型が得られる。このトラツク値は５ビツト・デ
イジタル数であり、ここで２つの最上位のデイジ
ツトが４つのトラツク型の１つを示し、３つの最
下位のデイジツトが１つのトラツクの幅の1/8単
位でトラツクの中心線からのデイジタル的偏位を
示している。従つて01011は隣接トラツク型２に
向つて3/8トラツクだけ偏位れた型１のトラツク
を表わす。次に位置誤差信号が上述のトラツクの
型を表わす整数に加えられる。この合計は４トラ
ツク・ブラケツト内のトランスジユーサ・ヘツド
の実際の位置を示す。１セクタ中の最大の速度は
１セクタ当り約0.05トラツクであるから、誤差も
しくはいくつかのセクタ信号が順次失われた結
果、計算された位置が４つの型より成るトラツク
群の外になる事はほとんどあり得ない。セクタの
不明信号が受取られる時、予測セクタ位置修正回
路は脱勢され、予測されたセクタ位置がこのセク
タ時間中代りにゲートされる。さらに位置誤差信
号が脱勢され、０の修正値がゲートされる。従つ
てセクタ不明信号が存在する時には、予測された
位置が使用され、各セクタ中の最後の正確な速度
値によつて修正される。この手順に従う事によ
り、トランスジユーサ位置が決定され、横断トラ
ツク数レジスタの計数は毎秒略4000回更新され
る。

上述の技法は高速度が必要とされる時はハード
ウエア論理回路を使用し、又低速度でよい場合に
はコントローラ若しくはプロセツサを使用して実
施され得る。第４Ａ図乃至第４Ｅ図の流れ図は初
期設定後の探索動作の各セクタ時間中に生ずるデ
ータ処理のシーケンスを示す。このシーケンスに
導入すると、直ちにセクタ不明の発生が決定され
る。もし予定の時間中にセクタ同定信号が受取ら
れないと、セクタが不明であるとの決定がなされ
て、未修正の予測位置信号が使用され、これはそ
の後のセクタ時間中に正確なセクタ信号が生じる
まで修正されない。正確なセクタ信号が生じると
きには、そのとき検出される誤差信号に基いて、
最後の正しいセクタ時間の後の複数のセクタにお
いて生じた偏倚に対する修正が行われることにな
る。

もしセクタ信号が正しく感知されると、通常の
手続きが行われ感知された位置誤差信号（PES）
がゲートされ、丸められた予測位置信号、即ち近
似位置信号に加えられて、実際位置信号をもたら
す。この現在の実際位置信号から前のセクタで得
られた実際位置信号を減じることにより、ΔX即
ち速度値が与えられる（接合子Ａ）。ΔXは１つ
のセクタ時間に対するセクタ当りの速度であるか
ら、この値は又最後のセクタ時間もしくはセクタ
信号サンプル時間以降にトランスジユーサ組立体
が移動されるトラツクの数で表わした距離を示
す。

もし順方向探索がトラツクの型の信号が増加す
る方向に行われるならば、どの様な処置も必要と
されない。もし探索が反対方向に行われるなら
ば、ΔXは２の補数演算を使用して反転される
（第４Ｂ図）。もしΔXが負の値であると、これは
誤り状態と見做され、システムはこの値を無視
し、過去の位置を現在の位置として再記憶する。
ΔXには０値がロードされ、同じ方向の駆動力が
印加され、接合子Ｄに進む。もし負のΔX値によ
つて誤り状態が示されなければ、このΔX値は
「横断すべきトラツク数」（TTG）レジスタから
減算される。

次にシステムは次の１つのセクタの駆動期間中
にトランスジユーサ組立体を移動させるために駆
動力を印加すべきか、どの方向に印加すべきかを
決定する。もし探索中、横断すべき残りのトラツ
ク数が255以上である時は、所望の速度として最
大速度がロードされる（接合子Ｃを介して第４Ｃ
図参照）。もし横断すべきトラツクの数が1.25以
下である時は最終のトラツクの型がトラツク型出
力上に与えられ（接合子Ｆを介して第４Ｅ図参
照）、整定シーケンスが呼出され、制御がトラツ
ク追跡システムに戻されてトランスジユーサがト
ラツクの中心線上に位置付けられる様になる。も
し残りのトラツク数が255を越えず、もしくは
1.25以下でもないと、現在の「横断すべきトラツ
ク数」位置に対して所望のトランスジユーサ組立
体の速度を与える表の値が得られる（接合子Ｂを
介して第４Ｃ図参照）。もし速度（ΔX）が所望
の速度よりも大きければ、反対方向の駆動力もし
くは減速力が印加される。もしこの速度が所望の
速度に等しいか、もしくは1/8トラツク／秒以内
の値分だけ小さいと、トランスジユーサ組立体は
１セクタ時間内惰性で滑行させられる。もし速度
が所望の速度よりも１セクタ当り1/8トラツク分
だけ大きいと、同一方向に即ち加速駆動力が印加
され、第４Ｃ図の接合子Ｄに進む。所望の速度と
の間に1/8トラツク／セクタ以下の不感帯を設定
する事によつて、トランスジユーサ組立体は減速
中の時間の大部分が滑行可能になる。1/8トラツ
ク／セクタは小さい値ではあるが、１セクタ・パ
ルスによつて与えられる加速もしくは減速の約３
倍である。これによつて所望の速度プロフイール
を保持する際にしばしば方向を変える様にモータ
にパルスを与える必要性が減少される。

本発明の実施例におけるトラツク型の数は４つ
でありトランスジユーサ組立体のトラツク位置は
５ビツトで同定される。最小位の３ビツトがトラ
ツク・ピツチの1/8単位でトラツクの型からの偏
差を示している。２つのより高位のビツトがトラ
ツクの型を示している。８ビツト・バイトの最後
の即ち最上位の３ビツトはトラツクの型からの桁
上げを示している。４つのトラツクの型の群の１
つから他の型へと進む場合には３つの最上位ビツ
ト中の数がインクレメントもしくはデクレメント
される。順方向探索条件において（第4D図）、ト
ラツクの型からのあふれの中に８以上の値が現わ
れると、計数４が引かれる。同様に、もしトラツ
クの型の計数からのあふれの中に−８以下の計数
が現われると、計数４が加えられる。

この事は１つのトラツクから他のトラツクへト
ランスジユーサが移動する時に、トラツク位置を
同定するレジスタ中の５ビツト部分が不正確にな
るのを防止する。

最後に（第４Ｅ図接合部Ｅ）ΔXもしくはセク
タ時間の移動距離が実際の値に加えられ、予測位
置レジスタ中に記録される。予測位置信号に3/8
トラツク値を加えてから打切りを行う丸め処理に
よりトラツクの型の値が得られる。これによつて
次のセクタ感知信号の受取りに対する準備がなさ
れる。次のセクタ感知信号が受取られると第４Ａ
図で始まるシーケンスが繰返される。このシーケ
ンスは相継ぐセクタが現われる時に毎秒3000回以
上も生ずる。

第５図は４つのトラツク型の１つを同定し、同
時に同定されたデータ・トラツクの型の中心線か
らのトランスジユーサの変位を示すアナログ位置
誤差信号を生ずるセクタ・サーボ・フオーマツト
を示す。図示された如く、データ・トラツクは型
、、及びより成り、データ・トラツクの
中心線は２つのサーボ・トラツク間の境界線と一
致する。トランスジユーサ・ギヤツプ６１が失印
の方向に移動する時、タイミング・マークは或る
セクタの存在を示し、、このタイミング・マーク
にはサーボ情報が続く。トランスジユーサ・ギヤ
ツプ６１は型３のトラツク上にあるが中心線か隣
接する型のトラツクに向つて変位されている。
サーボ・セクタ上を通過中、トランスジユーサは
第５図の右側の曲線に示された如く、ローブ時刻
２，３にアナログ信号を読取る。ローブ時刻２及
び３のパルスの振幅が等しければ、トランスジユ
ーサは型のトラツクの中心線上にある。ローブ
の振幅のアナログ差がデータのトラツクの中心線
からの変位の量及び方向を示す位置誤差信号であ
る。ローブ時刻１及び４の各々における信号は型
のトラツク、ローブ時刻１及び２の信号は型
のトラツクを示し、ローブ時刻３及び４における
信号は型のトラツクの位置に関する情報を与え
る。単一の大きな振幅のローブ時刻信号はトラン
スジユーサの位置が２つのデータ・トラツクの中
心線の中間にある事を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一連のトラツクの型を定義し、捕獲領域を形
   成し、電磁アクチユエータによつて駆動されるト
   ランスジユーサ組立体によつてアクセスされるサ
   ーボ・データを含む複数のセクタに分けられてい
   るトラツク上に情報が記録されているデータ記憶
   装置において、或るトラツク位置から他のトラツ
   ク位置へ上記トランスジユーサ組立体を移動させ
   るセクタ・サーボ探索制御装置であつて、 上記トランスジユーサ組立体が相次ぐセクタの
   それぞれの上に存在する各セクタ時間において、
   上記サーボ・データを検出することに基いて、関
   連するトラツクの中心線を基準とする上記トラン
   スジユーサ組立体の位置のずれを表わす位置誤差
   信号を生じる手段と、 上記トランスジユーサ組立体が各セクタ時間に
   おいて存在すると予測されるトラツクの型を示す
   近似位置信号を生じる手段と、 上記位置誤差信号と上記近似位置信号とを加算
   して、各セクタ時間における上記トランスジユー
   サ組立体の実際の位置を表わす実際位置信号を生
   じる手段と、 相次ぐ２つのセクタ時間における上記実際位置
   信号に基いてセクタ時間当りの上記トランスジユ
   ーサ組立体の移動距離及び速度を反映する距離／
   速度信号を生じる手段と、 上記距離／速度信号を利用して上記トランスジ
   ユーサ組立体を駆動する手段とを有し、 上記近似位置信号を生じる手段が、当セクタ時
   間より１つ前のセクタ時間における上記実際位置
   信号と上記距離／速度信号との和に基いて当セク
   タ時間で用いる上記近似位置信号を生じるように
   なつている セクタ・サーボ探索制御装置。 ２ 上記近似位置信号を生じる手段が、当セクタ
   時間より１つ前のセクタ時間における上記実際位
   置信号と上記距離／速度信号とを加算して予測位
   置信号を生じる手段及び該予測位置信号を最も近
   いトラツクの型を示すように丸めて上記近似位置
   信号を生じる手段を有し、且つ 上記実際位置信号を生じる手段が、サーボ・デ
   ータの適正な検出ができないセクタ時間において
   は、上記近似位置信号と上記位置誤差信号との加
   算を行わずに、上記予測位置信号を上記実際位置
   信号として生じる手段を含む 特許請求の範囲第１項記載のセクタ・サーボ探索
   制御装置。