JP2512413B2 - サンプル値制御型磁気ヘッド位置決め制御方法 - Google Patents

サンプル値制御型磁気ヘッド位置決め制御方法

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JP2512413B2
JP2512413B2 JP4244583A JP4244583A JP2512413B2 JP 2512413 B2 JP2512413 B2 JP 2512413B2 JP 4244583 A JP4244583 A JP 4244583A JP 4244583 A JP4244583 A JP 4244583A JP 2512413 B2 JP2512413 B2 JP 2512413B2
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進 長谷川
義文 溝下
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Fujitsu Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks

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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はセクターサーボ方法を行う磁気ディスク装置
のサンプル値制御型磁気ヘッド位置決め制御方法に関す
る。
(2) 技術の背景 セクターサーボ方法とは磁気ヘッド位置決めのための
サーボ位置信号が専用のサーボ面になく、データディス
ク面をいくつかのセクターに分け、各セクターに分散し
て記録されているサーボ位置信号を用いて磁気ヘッドの
位置決めを行う方法である。この方法においてはサーボ
位置信号が連続的に得られずサンプル値となる。その場
合のサンプリング周期Tsは、Ts=1/(F・N)で表わさ
れる。ここにFはディスク回転数、Nはセクター数であ
る。第1図には磁気ディスクに記録された位置信号の態
様が示される。図において磁気ヘッド1はデータディス
ク面の各セクターにあるサーボ位置信号ゾーン上に位置
する時以外は位置誤差信号を得ることができず、従って
前述したようにサンプル値としての信号が得られること
になる。サーボ位置信号はデータトラックに対してトラ
ック幅方向に1/2ピッチずれて記録されている。前記位
置誤差信号は第1図において磁気ヘッド1が矢印で表わ
される磁束反転の点を通過する時に得られる2個の位置
パルスの差から作られる。すなわち磁気ヘッド1がディ
スクの半径方向に移動すると、磁気ヘッド1がデータト
ラック上にある時は2個の位置パルスの記録位置から等
距離にあるから2個の位置パルスの出力は等しく、互に
打消して位置誤差信号は「0」となり、磁気ヘッド1が
トラックとトラックの中間にある時は一方の位置パルス
の出力が大きくなり位置誤差信号は最大となる。第2図
はこの様子を図解したものであって、磁気ヘッドが等速
度で半径方向に移動した場合の位置誤差信号と時間の関
係を示す特性図である。横軸は時間t、縦軸は位置誤差
信号電圧Eである。この図はサーボ位置信号が連続的に
得られると仮定した場合のもので、セクターサーボ方法
の場合には前述したように得られる位置誤差信号は離散
的であり、実際の制御には例えば第3図に示されるよう
なサンプル周期Tsでサンプルホールドされた位置信号を
用いることになる。第2図中t=N,N+1,…の時間にお
いて磁気ヘッドがそれぞれのトラックの中心に位置して
いることを表す。
上述の磁気ヘッドの位置決め制御に必要な位置誤差信
号は、実際には第2図の波線2で表わされるように磁気
的干渉によってピークが丸くなり、非直線部分と直線部
分に別れている。非直線部分の信号は当然誤差が大き
く、またトラックとトラックの境の部分でもあるので、
特にセクターサーボ方法の場合にはトラック番号の読み
とりの誤りも起りやすい。実際に正しい位置誤差信号が
復調される区域(直線部分)は第2図に示されるよう
に、トラック幅をLとするとトラック中心から±L/4の
範囲でしかない。
(3) 従来技術と問題点 前述の磁気ヘッド位置決め制御方法において、従来、
実際にセクターサーボ方法におけるトラックのシーク制
御を速度制御で行なおうとする場合には第4図に示され
るようなサーボ回路が用いられている。磁気ヘッド3お
よび復調回路4により得られる位置信号は差分機能回路
5によって差分され速度信号となる。一方指令速度値は
目標トラック指示回路6の出力と位置信号との差から関
数発生器7によって作られる。指令速度値と速度信号値
との差がエラー信号として位相補償回路8および電力増
幅器9に送られる。
前述のサーボ回路によると、前述した位置誤差信号の
不確実性が位置誤差信号の微分または差分によって得ら
れる速度信号の誤差に大きく影響し、安定した高速制御
の大きな障害となっている。
(4) 発明の目的 本発明の目的は、前述の従来方法の回路における問題
点にかんがみ、磁気ヘッド速度が位置情報の時間差分に
よって計算される速度信号の誤差と同程度に減速される
迄は所定の速度カーブに沿って移動させ、それ以降は位
置情報を選択して使用することによって位置制御を行う
という構想に基づき、不確実性が含まれる位置信号を用
いた場合においても、高速で安定したオーバーシュート
の起らない磁気ヘッド位置決め制御方法を得ることにあ
る。
(5) 発明の構成 本発明においては、磁気ディスク装置の現在トラック
から目標トラックへ磁気ヘッドを高速に移動させる際に
位置情報が離散的にしか得られずその位置情報にある一
定の不確実さが含まれる場合におけるサンプル値制御型
磁気ヘッド位置決め制御方法において、該磁気ヘッドの
速度が位置情報の時間差分によって計算される速度信号
の誤差と同程度に減速されるまでは所定の速度カーブに
沿って前記磁気ヘッドを移動させ、それ以降は磁気ヘッ
ドがディスクの半径方向のどこの位置にあるかによって
位置情報を選択して使用し、該選択された位置情報によ
って位置制御を行い磁気ヘッドを目標トラックに位置決
めすることを特徴とするサンプル値制御型磁気ヘッド位
置決め制御方法が提供される。
(6) 発明の実施例 本発明の一実施例としてのサンプル値制御型磁気ヘッ
ド位置決め制御方法を行うサーボ回路の構成を示すブロ
ック回路図が第5図に示される。このサーボ回路は磁気
ヘッド3、復調回路4、差分機能回路5、目標トラック
指示回路6、関数発生器7、位相補償回路8、電力増幅
器9、判定回路10、選択回路11、および加算器12および
13を具備する。本回路は第4図の回路と比較して、判定
回路10および選択回路11が追加されている点が異なるの
みである。
磁気ディスクの各セクターに記録された位置信号は磁
気ヘッド3によって読出され、復調回路4で復調され、
差分機能回路5および加算器12へ加えられる。復調され
た位置信号は差分機能回路5によって差分され速度信号
となり加算器13へ加えられる。目標トラック指示回路6
には磁気ヘッドが到達すべきトラックの位置信号が設定
されており、この信号は加算器12に加えられ、前記復調
された位置信号との差が求められる。この差の信号は判
定回路10に供給され、あらかじめ定められた限界位置Xp
に達しているか否かを判定され、達していなければ差の
信号が関数発生器7へ供給され、達していれば選択回路
11へ供給される。そして、限界位置Xpに到達後、位置制
御を行なう場合には、第2図のピーク2の丸みの部分の
位置信号は使用せず、選択された異なる位置信号が制御
に用いられ安定化される。関数発生器7は第6図に示さ
れるようなカーブの関数を発生する。すなわち、横軸の
値として加算器12の出力に対応する距離(X)が与えら
れると上記カーブによって決定される縦軸の速度(V)
に対応する電圧が加算機13に加えられる。加算器13にお
いては、差分機能回路5によって作られた速度信号値と
関数発生器7からの指令速度値との差が求められ、速度
誤差信号(A)となる。速度誤差信号は選択回路11を通
り位相補償回路8および電力増幅器9を介して磁気ヘッ
ド3を駆動する。加算器12の出力に対応する距離が前述
の限界位置Xpより小さくなった時は加算器12の出力は位
置誤差信号(B)として選択回路11を介して位相補償回
路8へ加えられ、電力増幅器9を介して磁気ヘッド3を
目標トラックの位置へと駆動する。
前述の限界位置Xpは、第6図のカーブによって横軸か
ら対応する縦軸の値を求めると、磁気ヘッドの速度が後
述する△ε/Tsに達した場合に相当し、これは磁気ヘッ
ドの速度が位置情報の時間差分によって計算される速度
信号の誤差と同程度に減速されたことになる。以下これ
について説明する。
今、得られる位置信号に含まれる誤差をεとすると、
各サンプル時i=1,2,…に得られる位置信号はXi±εi,
Xi+1±εi+1,Xi+2±εi+2,…で表わされる。こ
の場合εは最大1/2トラックの大きさであると考えられ
る。次に以上の位置信号を各サンプル周期Tsごとに差分
して得られる速度信号は、 で表わされる。ここで△εは最大1/2トラック程度であ
り速度信号の精度は上式右辺第2項の程度と考えられ
る。
トラックシーク制御を速度制御で行なおうとする場合
には、磁気ヘッドの現在位置と目標位置の差Xに対応し
た或速度カーブを設定し、磁気ヘッドの速度をその速度
カーブに沿って制御し磁気ヘッドを目標トラックに位置
決めする。その場合減速加速度αが一定とすると速度カ
ーブは で表わされる(第6図)。通常はこの速度カーブをその
まま用いれば良いが、前述したように差分によって得ら
れる速度信号の誤差の程度まで速度が減速された後では
速度のみの制御では安定な制御は不可能となる。この限
界位置Xpは、Xp=(△ε/Ts)2/(2・α)で与えられ
る。
本実施例においては、磁気ヘッドが目標トラックのXp
だけ手前に到達するまでは速度カーブに沿った制御を行
い、以後は位置制御を行うよう判断回路10および選択回
路11を用いて構成する。
限界位置Xpに磁気ヘッドが達した後は速度△ε/Tsを
有する磁気ヘッドを目標トラックに到達するまで位置制
御によって減速することは前述したが、この場合、トラ
ックの境に磁気ヘッドが位置する時には得られるサンプ
ル位置信号に誤差が含まれる可能性が大きいので、この
サンプル位置信号は制御に用いない方が望ましい。この
ため選択回路11には磁気ヘッドのディスクの半径方向の
位置によってサンプル位置信号を選択する機能を有し、
サンプルされた位置信号を使用する。例えば、トラック
幅の1/2で飽和させた信号を使用する。
本発明の変形例としては次のものが考えられる。すな
わちサーボ回路にマイクロプロセッサを導入し、第5図
における差分機能回路5、目標トラック指示回路6、判
断回路10、関数発生器7、および選択回路11の機能を1
つのマイクロプロセッサに分担させることが考えられ
る。減速カーブの値はマイクロプロセッサ内のメモリに
蓄積される。
(7) 発明の効果 本発明によれば、不確実性が含まれる位置信号を用い
た場合においても、高速で安定したオーバーシュートの
起らない磁気ヘッド位置決め制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の背景技術を説明するための磁気ディス
クに記録された位置信号を説明する図、第2図および第
3図は本発明の背景技術を説明するための位置誤差信号
と時間の関係を説明する特性図、第4図は従来形のサー
ボ回路のブロック回路図、第5図は本発明の一実施例と
してのサンプル値制御型磁気ヘッド位置決め制御方法を
行うサーボ回路のブロック回路図、および第6図は第4
図および第5図の回路で用いられる速度制御における位
置と速度の関係を示す特性図である。 1,3……磁気ヘッド、4……復調回路、5……差分機能
回路、6……目標トラック指示回路、7……関数発生
器、8……位相補償回路、9……電力増幅器、10……判
定回路、11……選択回路、12,13……加算器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ディスク装置の現在トラックから目標
    トラックへ磁気ヘッドを高速に移動させる際に位置情報
    が離散的にしか得られずその位置情報にある一定の不確
    実さが含まれる場合におけるサンプル値制御型磁気ヘッ
    ド位置決め制御方法において、該磁気ヘッドの速度が位
    置情報の時間差分によって計算される速度信号の誤差と
    同程度に減速されるまでは所定の速度カーブに沿って前
    記磁気ヘッドを移動させ、それ以降は磁気ヘッドがディ
    スクの半径方向のどこの位置にあるかによって位置情報
    を選択して使用し、該選択された位置情報によって位置
    制御を行い磁気ヘッドを目標トラックに位置決めするこ
    とを特徴とするサンプル値制御型磁気ヘッド位置決め制
    御方法。
  2. 【請求項2】前記位置情報の選択には、誤差の含まれる
    可能性の大きいサンプル位置信号は磁気ヘッド位置決め
    制御に用いずに、選択回路において選択された位置信号
    を使用する特許請求の範囲第1項に記載のサンプル値制
    御型磁気ヘッド位置決め制御方法。
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