JP2526922B2

JP2526922B2 - アライメント・ディスク

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Publication number: JP2526922B2
Application number: JP62217454A
Authority: JP
Inventors: 英晴山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPS6460808A

Description

【発明の詳細な説明】以下の順序で本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例Ｇ−1.一実施例の概略構成（第１図）Ｇ−2.動作説明（第２図〜第６図）Ｇ−3.他の実施例 H.発明の効果 A.産業上の利用分野本発明は、ディスク装置のヘッドのトラッキング位置
やアジマス角等の検査・調整を行うために用いられるア
ライメント・ディスクに関する。

B.発明の概要本発明は、ディスク上の基準となるトラック中心線の
外周側部分と内周側部分とを有するバースト信号パター
ンを、ディスクの回転中心軸を中心として180°の角度
位置で対応させてパターン対となし、このパターン対の
各パターンについての上記外周側部分と内周側部分との
ヘッド走査方向に沿った順序が互いに逆となるように形
成することにより、このパターン対の各パターンからの
再生信号を加算して偏心量測定を可能とし、精度向上を
図ったものである。

C.従来の技術一定の規格の下に市場に供給される複数のディスク駆
動装置間のいわゆる互換性を確保するために、装置製造
時や出荷時等に、ヘッドのトラッキング位置、アジマス
角や、回転軸の偏心等の検査・調整が必要とされるが、
この検査・調整工程において、一般にいわゆるアライメ
ント・ディスクが用いられる。

第７図は、このようなアライメント・ディスクの従来
例を示している。

この第７図において、アライメント・ディスク20に
は、所定の基準となるトラック中心線21上にインデック
ス・タイミング調整信号パターン22及びアジマス調整信
号パターン23が記録形成され、回転中心軸Q₀より所定距
離εだけ偏心した点Q₁を中心とする２本の偏心トラック
・パターン26、27が記録形成されている。これらの２本
の偏心トラック・パターン26、27の各径r₁、r₂は、上記
基準トラック中心線21の径をr₀、トラック幅をＷ、トラ
ック間隔を2cとするとき、それぞれ r₁＝r₀−（W/2＋ｃ） r₂＝r₀＋（W/2＋ｃ）となっており、各トラック・パターン26、27にはバース
ト信号が記録されている。また、第７図中のアジマス調
整信号パターン23としては、ディスク回転方向（矢印Ｒ
方向）の逆方向、すなわちヘッド移動方向に沿って順
に、−βアジマス部分A₁、＋αアジマス部分A₂、−αア
ジマス部分A₃及び＋βアジマス部分A₄の４つの部分から
成り、これらの各部分A₁〜A₄は、それぞれのアジマス角
を−β、＋α、−α及び＋βとしてバースト信号が記録
されており、部分A₂（あるいはA₃）のアジマス角αを、
部分A₁（A₄）のアジマス角βより小さく（｜α｜＜｜β
｜）設定している。例えば、アジマス調整信号パターン
の各部分A₁〜A₄のアジマス角を、それぞれ、−70′、＋
40′、−40′、＋70′としている。

このような信号パターンが記録形成されているアライ
メント・ディスク20をディスク駆動装置の磁気ヘッドMH
により再生したときの出力信号のエンベロープ（包絡
線）波形を第８図に示す。この第８図において、上記イ
ンデックス・タイミング調整信号パターン22に対応する
部分Ｂ、上記アジマス調整信号パターン23の各部分A₁〜
A₄に続いて、上記各トラック・パターン26、27を再生し
て得られた信号波形Ｄが配されており、この信号波形Ｄ
は２つの山の部分Da、Dbを有している。これらの山の部
分Da、Dbの各ピークPa、PbのレベルLa、Lbは、ヘッドMH
が正常にトラッキングするときに互いに等しく（La＝L
b）表れるが、ヘッドMHが径方向にずれているときに
は、第８図の破線に示すように異なって（La≠Lb）表れ
る。この場合の磁気ヘッドMHの径方向のずれ量（いわゆ
るオフ・トラック量）Δｒは、ただし、Wrは磁気ヘッドMHのトラック幅Ｃはラッピン
グ定数と表される。なお、3.5インチ・マイクロ・フロッピィ
・ディスクで135TPI（トラック・パー・インチ）タイプ
の場合、上記Wr、Ｃの各標準値はそれぞれ130μｍ、20
μｍとなる。

次に、上記第８図中のインデックス・タイミング調整
信号パターン部分Ｂ及びアジマス調整信号パターンの各
部分A₁〜A₄を拡大して第９図に示している。この第９図
は、上記磁気ヘッドMHが０アジマスのときを示してお
り、各部分A₁、A₄のレベルL₁、L₄が互いに等しくなると
ともに、各部分A₂、A₃のレベルL₂、L₃が互いに等しくか
つ上記レベルL₁、L₄より大きく（L₁＝L₄＜L₂＝L₃）なっ
ている。ここで、アジマス検査・調整しようとする磁気
ヘッドMHの検査角δは、 δ＝（α−β）/2 となるから、例えば、α＝40′、β＝70′に設定するこ
とで、検査角δを15′とすることができる。そして、磁
気ヘッドMHのアジマス角が上記検査角δのとき、上記信
号パターン23の部分A₁（あるいは部分A₄）のレベルが部
分A₂（あるいは部分A₃）のレベルに等しくなり、これを
検査者等がオシロスコープ等で目視確認することができ
るようになっている。

D.発明が解決しようとする問題点ところで、このような従来のアライメント・ディスク
においては、第８図に示す再生出力波形の各ピーク部分
Pa、Pbの波形形状が不安定であり、アライメント・ディ
スクの歩留りが悪く、また、検査・調整工程の自動化を
図る際に、ピーク位置の検出のための波形シークが困難
であると同時に、ディスク上でのトラック・パターン2
6、27の占有面積（トラック径方向の幅）が広く必要と
され、しかも偏心検出が困難であるという欠点を有す
る。これらは特に3.5インチ型ディスク等のように記録
密度の高いディスクに適用しようとする際に大きく問題
とされるものである。

そこで、特開昭61-45409号公報に記載された技術にお
いては、トラック径調整信号として、規定の調整信号ト
ラック中心線から幾何学的に交番に内周側と外周側へと
延びて配置された当該内周側信号と外周側信号とを一対
として、４〜96対を、中心軸に関して中心対称に配置し
たパターンのアライメント・ディスクを用いている。し
かしながら、この先行技術によれば、回転中心軸の偏心
を検出しようとする場合の再生信号出力レベルが充分に
得られず、偏心検出精度に限度が生ずる。

本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑みて成された
ものであり、測定精度が高くとれ、検査・調整工程の自
動化に適し、3.5インチ・タイプのディスク等のような
ディスクの高密度化に伴う再生出力エンベロープ波形の
品質低下をカバーできるのみならず、回転軸の偏心の検
出が高精度に行い得るようなアライメント・ディスクの
提供を目的とするものである。

E.問題点を解決するための手段本発明に係るアライメント・ディスクは、上述の目的
と達成するために、ディスク上の基準となるトラック中
心線よりも外周側の部分と内周側の部分とを有するバー
スト信号パターンを、ヘッド走査方向に沿って複数個設
けるとともにディスクの回転中心軸を中心として180°
の角度位置で対応させてパターン対となし、このパター
ン対の一方のパターンの上記外周側部分が他方のパター
ンの上記内周側部分に、上記一方のパターンの上記内周
側部分が上記他方のパターンの上記外周側部分に、それ
ぞれ対応するように形成して成ることを特徴としてい
る。

F.作用 180°の角度で対応するパターン対の一方のパターン
の外周側部分の再生信号と、他方のパターンの内周側部
分の再生信号とは、偏心方向に応じて同じ極性の向きに
レベル変化するから、これらの各再生信号を加算するこ
とができ、実質的に偏心検出精度を高めることができ
る。

G.実施例Ｇ−1.一実施例の概略構成（第１図）第１図は、本発明に係るアライメント・ディスクの一
実施例を示している。この第１図に示すアライメント・
ディスク10において、一定の基準となるトラック中心線
11上には、ディスク回転の基準角度位置決定や基準レベ
ル決定等のためのインデックス・バースト信号パターン
12と、磁気ヘッドMHのアジマス角を検査・調整するため
のアジマス測定用バースト信号パターン13とがそれぞれ
所定位置に記録形成されている。また、上記トラック中
心線11より外周側の部分及び内周側の部分から成る径方
向位置（トラッキング位置）測定用のバースト信号パタ
ーン14が、ヘッド走査方向に沿って複数個設けられてい
る。

第１図中のインデックス・バースト信号パターン12と
しては、ディスク10を略々16等分する各境界位置に16個
のパターン12₀〜12₁₅をそれぞれ設けているが、少なく
とも２個のパターン12₀、12₈を設ければ足りる。アジマ
ス測定用バースト信号パターン13は、ディスク回転方向
（矢印Ｒ方向）の逆方向、すなわちヘッド移動方向に沿
って順に、＋αアジマス部分A₊、０アジマス部分A₀及び
−αアジマス部分A_-の３つの部分から成り、それぞれの
アジマス角が＋α、０及び−αとなっている。このよう
なアジマス測定用バースト信号パターン13が複数個、例
えば２個（第１図中の13₀、13₈）、互いに180°の角度
をもって設けられている。

次に、各径方向位置（トラッキング位置）測定用バー
スト信号パターン14は、それぞれ上記トラック中心線11
より外周側の部分ｇ及び内周側の部分ｈを有しており、
これらの各バースト信号パターン14は、偶数個、例えば
14個設けられて、２個毎にパターン対（７対）をなすよ
うになっている。ここで、上記パターン対をなす各パタ
ーンは、アライメント・ディスク10の回転中心軸15を中
心として互いに180°の角度位置に配されており、一方
のパターンの外周側の部分ｇは他方のパターンの内周側
の部分ｈに対応し、一方のパターンの内周側の部分ｈは
他方のパターンの外周側の部分ｇに対応するように配設
形成されている。すなわち、第１図中の任意のパターン
対、例えばパターン14₁、14₉から成るパターン対につい
て見るならば、パターン14₁の外周側の部分g₁に対して1
80°をなす角度位置にパターン14₉の内周側の部分h₉が
配設されており、また、パターン14₁の内周側の部分h₁
に対して180°をなす角度位置にパターン14₉の外周側の
部分g₉が配設されている。従って第１図の例では、図中
右半分のパターン14₁〜14₇については、ヘッドMHの走査
方向（矢印Ｒの逆方向）に沿って外周側部分ｇ、内周側
部分ｈの順に配されているのに対し、図中左半分のパタ
ーン14₉〜14₁₅については、上記ヘッド走査方向に沿っ
て内周側部分ｈ、外周側部分ｇの順に配されている。

Ｇ−2.動作説明（第２図〜第６図）上述のようなアライメント・ディスク10の各バースト
信号パターンを磁気ヘッドMHにより再生して得られる出
力信号エンベロープ（包絡線）波形の一例を第２図に示
す。この第２図の例は、第１図の磁気ヘッドMHのトラッ
キング軌跡16が偏心しているときの波形を示しており、
この第２図の波形の各部Ｂ、Ａ、ｇ、ｈは、それぞれ第
１図の記録パターンの各部Ｂ、Ａ、ｇ、ｈに対応してい
る。

このような再生出力信号に基づいて、ヘッドのトラッ
キング位置（ディスク径方向の位置）を検査・調整する
ことについて説明する。

この第２図の再生出力信号において、上記バースト信
号パターン14の各外周側部分g₁〜g₁₅の出力レベルV_g1〜
V_g15の全体的な出力V_out及び各内周側部分h₁〜h₁₅の出
力レベルV_h1〜V_h15の全体的な出力V_inは、 V_out＝V_g1＋V_g2＋…＋V_g7 ＋V_g9＋V_g10＋…＋V_g15 V_in＝V_h1＋V_h2＋…＋V_h7 ＋V_h9＋V_h10＋…＋V_h15 となる。また、 V_g1＋V_g9＝V_g2＋V_g10＝… …＝V_g7＋V_g15≡V_Cout V_h1＋V_h9＝V_h2＋V_h10＝… …＝V_h7＋V_h15≡V_Cin となる関係があるから、内周側、外周側の各出力は、上
記７対の信号出力による加算平均で、偏心はキャンセル
された状態で出力が均一化される。

そして、上記外周側の出力と内周側の出力との比較結
果として、あるいは、（V_out‐V_in）/7＝V_Cout‐V_Cout≡ｄとおくとき、ｋ＞１（あるいはｄ＞０）で外周側にオフ
・トラックの状態、ｋ＝１（ｄ＝０）でオン・トラック
状態、またｋ＜１（ｄ＜０）で内周側にオフ・トラック
の状態を、それぞれ示すことになる。

従って、上記各値ｋやｄは機械的偏心の影響は受け
ず、かつ全周の信号が平均化され、より高精度のトラッ
キング位置調整が可能となる。

次に、機械の回転軸の偏心量を検出する場合には、上
記バースト信号パターン14の上記各対について、回転中
心軸15を中心として互いに180°の角度位置をもって配
される部分の各出力レベルを加算し、一対のパターンに
対して得られる２つの加算出力の差を求め、各対の差の
絶対値のうち最大のものを求めることにより、偏心量を
検出することができる。すなわち、上記第１図、第２図
の例のように、バースト信号パターン14が７対記録形成
されているアライメント・ディスク10の場合には、（V_g1＋V_h9）−（V_h1＋V_g9）＝２ε_1-9 （V_g2＋V_h10）−（V_h2＋V_g10）＝２ε_2-10 （V_g3＋V_h11）−（V_h3＋V_g11）＝２ε_3-11 （V_g4＋V_h12）−（V_h4＋V_g12）＝２ε_4-12 （V_g5＋V_h13）−（V_h5＋V_g13）＝２ε_5-13 （V_g6＋V_h14）−（V_h6＋V_g14）＝２ε_6-14 （V_g7＋V_h15）−（V_h7＋V_g15）＝２ε_7-15 のような７個の偏心量ε_1-9〜ε_7-15を得ることができ
る。

ここで、偏心の方向が第１図に示すように略々図中上
方向を向いている場合には、各偏心量の絶対値｜ε_1-9
｜〜｜ε_7-15｜は、｜ε_7-15｜＞｜ε_6-14｜＝｜ε_1-9｜＞｜ε_5-13｜＝｜ε_2-10｜＞｜ε_4-12｜＝｜ε_3-11｜となり、これらの差の絶対値のうち最大のもの、すなわ
ち｜ε_7-15｜を偏心量として採用する。

次に、上記アジマス測定用バースト信号パターン13を
再生して得られる出力波形の各部A₊、A₀及びA_-について
説明する。

第３図は、上記第２図の波形のうちのアジマス測定用
バースト信号の正側部分を取り出して示すものであり、
０アジマス部分A₀の前後に＋αアジマス部分A₊及び−α
アジマス部分A_-が配されている。この第３図において
は、再生用の磁気ヘッドのアジマス角が０の場合の波形
部分A₀のレベルをL₀とし、波形部分A₊及びA_-のレベルを
共にl₀とするとき、再生ヘッドのアジマス角が−δ（δ
はアジマス検査角）のときの波形部分A₀及びA_-のレベル
が互いに等しくl₁となるように設定しており、このとき
波形部分A₊のレベルはl₂となる。なお、再生ヘッドのア
ジマス角が＋δのときには、波形部分A₀及びA₊のレベル
が互いに等しくl₁となり、波形部分A_-のレベルがl₂とな
る。ここで、L₀とl₁との差をε_０、l₁とl₀との差を
ε_１、l₀とl₂との差をε_２としている。

ところで、一般にアジマス角がｘのときの再生レベル
ｆ（ｘ）は、トラック幅をＷ、記録波長をλとすると
き、である。従って、上記l₀、l₁及びl₂は、 l₀＝ｆ（α） l₁＝ｆ（α−δ） l₂＝ｆ（α＋δ） ε_０＝ｆ（δ）となり、０アジマス部分A₀のバースト信号レベルL₀とし
ては、 L₀＝l₁＋ε_０＝ｆ（α−δ）＋ｆ（δ）に設定すればよい。

ところで、アジマス角と再生出力レベルとの間には、
第４図に示すような関係があり、アジマス角が例えば数
十分程度までの小さい間はレベルは大きいが角度変化に
対するレベル変化が小さく、アジマス角が70′（分）程
度と大きくなるとレベルは小さくなるが角度変化に対す
るレベル変化が大きくなる。この点を考慮して、本発明
実施例においては、アジマス測定用バースト信号パター
ン13の各部A₊、A_-のアジマス角を、それぞれ＋70′、−
70′としている。

このように、上記角度αを70′に設定した場合には、
第５図に示すように、上記磁気ヘッドMHのアジマス角が
−δとなるとき、部分A_-のレベルと部分A₀のレベルとが
互いに等しくl₁となる。また、第６図に示すように、磁
気ヘッドMHのアジマス角が＋δとなるとき、部分A₊のレ
ベルと部分A₀のレベルとが互いに等しくl₁となる。従っ
て、目視確認や自動計測等により、部分A_-あるいはA₊の
レベルが、部分A₀のレベル以下となっている間は、上記
磁気ヘッドMHのアジマス角が上記検査角の−δ〜＋δの
範囲内に収まっていることを判別する。

ここで、上記検査角δの具体例として、５′、10′、
15′に設定する場合のそれぞれ上記各レベルL₀、l₀〜l₂
及びε_０〜ε_２の具体的な数値を第１表に示す。

この第１表において、レベルl₀は、上記磁気ヘッドMH
のアジマス角が０のときの上記各部分A₊、A_-の再生出力
レベルであり、アジマス角が−δとなったときの上記各
部分A_-、A₊の各再生出力レベルl₁、l₂と上記レベルl₀と
の差が、それぞれε_１、ε_２である。上記バースト信号
パターン23の各部分A₊、A_-のアジマス角を上記70′とし
た場合には、これらのレベル差ε_１、ε_２の絶対値が大
きく（すなわち検出感度が高く）、しかも角度の正負方
向に対して対称的に（ε_１＝ε_２となるように）表れ、
レベル変化が線形的であるから測定が高精度かつ容易に
行える。

これに対して、上記各部分A₊、A_-のアジマス角を、例
えば40′に設定した場合には、第２表に示すような具体
的数値が得られ、また、例えば60′に設定した場合に
は、第３表に示すような具体的数値が得られる。

これらの第２表、第３表において、先ずアジマス角を
40′とした第２表の場合には、上記各レベル差ε_１、ε
_２の絶対値が小さく（すなわち検出感度が低く）、角度
変化に対するレベル変化が非線形的で、ε_１≠ε_２とな
る。また、アジマス角を60′とした第３表の場合には、
上記各レベル差ε_１、ε_２の絶対値は比較的大きくとれ
るものの、角度変化に対するレベル変化が非線形的で、
ε_１とε_２とが対称的に表れない。

ところで、再生出力レベルに注目すると、アジマス角
を70′とした場合には、全体的な信号レベルが上記40′
や60′等の場合に比べて低くなるが、上記アジマス測定
用バースト信号パターン23をディスク上に複数組設ける
ことにより、これらの各バースト信号パターン23の再生
信号を加算処理することで必要な出力レベルを得ること
ができる。

Ｇ−3.他の実施例なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば、１本のトラック中心線に対するアジマス
測定用バースト信号パターンや径方向位置測定用バース
ト信号パターンの個数等は必要に応じて任意に設定でき
る。また、２本以上のトラック中心線を設けて、これら
のトラック中心線に対する各種バースト信号の記録パタ
ーンを異ならせるようにしてもよい。この他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である
ことは勿論である。

H.発明の効果本発明に係るアライメント・ディスクによれば従来の
偏心した２本のトラックを用いるものに比べて、信号書
込みスペースが少なくて済み、高密度記録のディスクに
最適であり、再生出力波形のピーク点検出が不要となっ
て信号処理が容易化し、専用のトラック・パターン書込
機が不要となる。また、全周信号の平均値化が可能なの
で、波形品質をあまり厳しくしないで済む。さらに、ト
ラッキング位置（径方向位置）調整と偏心測定とが同時
に可能であるのみならず、180°の角度で対応するパタ
ーン対の一方のパターンの外周側部分の再生信号と、他
方のパターンの内周側部分の再生信号とは、偏心方向に
応じて同じ極性の向きにレベルが変化するから、これら
の各再生信号を加算することができ、実質的に偏心検出
精度を高めることができる。

さらに、アジマス測定用バースト信号パターンとして
は、３本のパターン部分A₊（アジマス角＋α）、A₀（ア
ジマス角０）及びA_-（アジマス角−α）を用い、部分A₊
（あるいはA_-）の再生出力レベルが部分A₀の再生出力レ
ベルに一致するときの磁気ヘッドのアジマス角を検査角
とするとともに、上記αとしては、角度変化に対するレ
ベル変化が大きくかつ線形性の良好な角度、例えば70′
近傍、に設定することにより、アジマス角の測定精度を
高め、アジマス調整を容易化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となるアライメント・ディス
クを示す概略平面図、第２図は第１図のディスクを再生
して得られる再生出力信号波形を示す波形図、第３図は
第２図中のアジマス測定用バースト信号を取り出して示
す模式図、第４図はアジマス角と再生出力レベルとの関
係を示すグラフ、第５図及び第６図はアジマス角がそれ
ぞれ−δ及び＋δのときのアジマス測定用バースト信号
と磁気ヘッドMHとの関係を説明するための模式図、第７
図はアライメント・ディスクの従来例を示す概略平面
図、第８図は第７図のディスクを再生して得られる再生
出力波形を示す波形図、第９図は第８図中のアジマス調
整信号部分を取り出して示す模式図である。 10……アライメント・ディスク 11……トラック中心線 12……インデックス・バースト信号パターン 13……アジマス測定用バースト信号パターン A₊……アジマス角＋αの部分 A₀……アジマス角０の部分 A_-……アジマス角−αの部分 14……径方向位置測定用バースト信号パターンｇ……外周側部分ｈ……内周側部分 15……回転中心軸 16……磁気ヘッドのトラッキング軌跡 MH……磁気ヘッド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク上の基準となるトラック中心線よ
りも外周側の部分と内周側の部分とを有するバースト信
号パターンを、ヘッド走査方向に沿って偶数個設けると
ともに２個毎にディスクの回転中心軸を中心として互い
に180°をなす角度位置で対応させてパターン対とな
し、このパターン対の一方のパターンの上記外周側部分が他
方のパターンの上記内周側部分に、上記一方のパターン
の上記内周側部分が上記他方のパターンの上記外周側部
分に、それぞれ180°の角度で対応するように形成して
成ることを特徴とするアライメント・ディスク。