JP2616570B2 - サーボトラック書き込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスクに関し、特
に磁気ヘッドの位置決めに用いられるサーボ情報を磁気
記録媒体上に高精度に書き込み可能なサーボトラック書
き込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５を参照すると、従来のサーボトラッ
ク書き込み装置は、回転駆動するスピンドルモータ１０
１と、このスピンドルモータ１０１上に搭載され所定の
トラック位置にデータのみが書き込まれるデータ記録媒
体１０２と、このスピンドルモータ１０１上に搭載され
所定のトラック位置にサーボ情報のみが書き込まれるサ
ーボ情報記録媒体１０３と、このサーボ情報記録媒体１
０３の一方の面に位置付けられサーボ情報を書き込むサ
ーボヘッド１０４と、このサーボ情報記録媒体１０３の
他方の面に位置付けられ基準クロックを書き込むクロッ
クヘッド１０５と、サーボヘッド１０４を駆動してサー
ボ情報を書き込むサーボヘッド駆動機構１０６と、クロ
ックヘッド１０５を駆動して基準クロックを書き込み、
また書き込まれた基準クロックを読み出すクロックヘッ
ド駆動機構１０７と、サーボヘッド１０４およびクロッ
クヘッド１０５を所定のトラック位置に位置決めする位
置決め制御回路１０８と、サーボヘッド１０４およびク
ロックヘッド１０５にそれぞれ所定のサーボデータおよ
び基準クロックを送出する書込み制御回路１０９とを備
えている。

【０００３】ここで、基準クロックとはサーボ情報記録
媒体１０３の回転に同期し、かつ一回転当たりのクロッ
ク数に誤差がないクロック信号のことを指している。

【０００４】次に従来のサーボトラック書き込み装置の
動作について簡単に説明する。

【０００５】まず初めに、位置決め制御回路１０８は基
準となるトラック位置を示す位置信号をサーボヘッド駆
動機構１０６に供給する。このとき、サーボヘッド駆動
機構１０６はサーボヘッド１０４をサーボ情報記録媒体
１０３の一方の面の基準となるトラック位置に位置付け
る。続いて、クロックヘッド駆動機構１０７はクロック
ヘッド１０５をサーボ情報記録媒体１０３の他方の面の
最外周のトラック位置に位置付ける。このとき、クロッ
クヘッド駆動機構１０７は書込み制御回路１０９から基
準クロックを受信し、クロックヘッド１０５を介してサ
ーボ情報記録媒体１０３に基準クロックを書き込む。次
に、クロックヘッド駆動機構１０７はクロックヘッド１
０５を介してサーボ情報記録媒体１０３に書き込まれた
基準クロックを読み出し、基準クロックを再生する。よ
って、再生された基準クロックがサーボ情報記録媒体１
０３の回転に同期し、誤差の無い基準信号となるまでこ
の基準クロックの書き込み動作および読み出し動作を繰
り返す。このように所定の基準クロックの書き込み動作
が終了すると、書込み制御回路１０９はサーボデータを
順次サーボヘッド駆動機構１０６に供給する。このと
き、サーボヘッド駆動機構１０６はサーボ情報記録媒体
１０３上の基準となるトラック位置に位置決めされたサ
ーボヘッド１０４を用いてサーボデータを書き込む。そ
して、サーボヘッド１０９を所定量移動させて同様にし
て次のサーボデータを書き込む。このような動作を繰り
返し行うことにより、サーボ情報記録媒体１０３の全面
にサーボデータが順次書き込まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーボトラック書き込み装置はサーボ情報記録媒体
の回転に同期した基準クロックに基づいてサーボデータ
を書き込むため、サーボ情報記録媒体の回転数の変動、
すなわち媒体の円周方向の変動だけしか考慮していな
い。一般的に、スピンドルモータにより回転させられる
円盤形磁気記録媒体は機械的振動により半径方向にも変
位することがある。特に、高速回転するベアリング部材
の転動運動に起因する機械的振動によりスピンドルモー
タに不規則な軸ぶれが発生すると、サーボ情報記録媒体
にも半径方向に不規則な変位が発生してトラックピッチ
が変動する。それゆえ、サーボデータはサーボ情報記録
媒体上にふらつきながら書き込まれ、真円上に規則正し
く書き込むことが出来ない。そして、この真円からのズ
レ量は近年の高トラックパーインチ（ＴＰＩ）の磁気デ
ィスク装置においては無視出来ない量となっている。

【０００７】本発明の主な目的は、上記問題点を解決
し、スピンドルモータの軸ぶれによる媒体の半径方向の
不規則な変位を補正することにより、サーボヘッドを正
確に位置決めでき、より真円に近い状態でサーボデータ
を高精度に書き込みできるサーボトラック書き込み装置
を提供することにある。

【０００８】また本発明の他の目的は、上記問題点を解
決し、より真円に近い状態でサーボデータが書き込まれ
たサーボ情報記録媒体を用いることにより、トラックピ
ッチ変動を減少させ、データ読み出し時に隣接トラック
との干渉により生じる読み出しエラーを低減できるサー
ボトラック書き込み装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のサーボトラック
書き込み装置は、磁気記録媒体を回転させるスピンドル
モータと、上記磁気記録媒体に対してサーボデータの書
き込み／読み出しを行う磁気ヘッドを駆動する位置決め
機構とを有し、さらに上記磁気ヘッドのシーク方向にほ
ぼ一致する上記磁気記録媒体の半径方向の変位を測定す
る測定手段と、上記測定手段で所定回数測定された測定
値の平均値および上記平均値からの変位量を算出する算
出手段と、上記算出手段で得られた上記変位量に応じて
上記磁気ヘッドを移動させるための補正制御信号を上記
位置決め機構に出力する制御手段とを備えている。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１１】図１を参照すると、本発明の一実施例はス
ピンドルモータ１と、このスピンドルモータ１上に搭載
され所定のトラック位置にデータのみが書き込まれるデ
ータ記録媒体２と、このスピンドルモータ１上に搭載さ
れ所定のトラック位置にサーボ情報のみが書き込まれる
サーボ情報記録媒体３と、このサーボ情報記録媒体３の
一方の面に位置付けられサーボデータを書き込むサーボ
ヘッド４と、このサーボ情報記録媒体３の他方の面に位
置付けられ基準クロックを書き込むクロックヘッド５
と、サーボヘッド４の移動量を算出する位置検出機構６
と、クロックヘッド５を駆動して基準クロックを書き込
み、また書き込まれた基準クロックを読み出すクロック
ヘッド駆動機構７と、サーボヘッド４を所定のトラック
位置に位置決めする位置決め制御機構８と、位置決め制
御機構８との間で制御信号を送受信する位置決め制御回
路９と、サーボ情報記録媒体３のサーボヘッド４のシー
ク動作方向にほぼ一致する半径方向の変位を測定する変
位量測定装置１０と、この変位量測定装置１０で得られ
た測定量に応じてサーボ情報記録媒体３の半径方向の変
位量を算出する変位量算出装置１１と、この変位量算出
装置１１で得られた変位量に基づいて変位量の平均値お
よび現在の変位量の平均値からの偏差を算出する平均値
／補正量算出装置１２と、この平均値／補正量算出装置
１２からのデータに基づいて位置決め制御回路９に補正
制御信号を出力するサーボトラック書き込み制御回路１
３と、このサーボトラック書き込み制御回路１３からの
指示に応じてスピンドルモータ１を回転させるスピンド
ルモータ駆動回路１４とを備えている。

【００１２】次に、本実施例の動作について図面を参照
して説明する。

【００１３】サーボトラック書き込み制御回路１３は、
それぞれ位置決め制御回路９およびクロックヘッド駆動
機構７に対してサーボヘッド４およびクロックヘッド５
を所定のトラック位置に位置付ける指示を行う。このと
き、位置決め制御回路９は位置決め制御機構８および位
置検出機構６を介してサーボヘッド４を所定のトラック
位置に位置付けるとともに、クロックヘッド駆動機構７
はクロックヘッド５を所定のトラック位置に位置付け
る。サーボヘッド４およびクロックヘッド５がそれぞれ
サーボ情報記録媒体３の所定のトラック位置に位置決め
されると、サーボトラック書き込み制御回路１３はスピ
ンドルモータ駆動回路１４に対してスピンドルモータ１
を一回転させるよう指示を行う。これにより、スピンド
ルモータ１は回転を開始し、定常回転に達したならばそ
の回転数を維持する。スピンドルモータ１が回転したこ
とによりサーボ情報記録媒体３およびデータ記録媒体２
もスピンドルモータ１と同一の回転数で同様に回転す
る。スピンドルモータ１が定常回転に達した後、サーボ
トラック書き込み制御回路１３は平均値／補正量算出装
置１２に対して動作開始指示を行う。この動作開始指示
に応じて平均値／補正量算出装置１２は、変位量算出装
置１１および変位量測定装置１０を起動し、サーボ情報
記録媒体３の半径方向の変位の測定を開始する。

【００１４】一方、サーボトラック書き込み制御回路１
３は上述した動作開始指示と並行して、サーボデータを
書き込む際の基準となる基準クロックをサーボ情報記録
媒体３に対して書き込むようクロックヘッド駆動機構７
に指示する。これにより、クロックヘッド駆動機構７は
クロックヘッド５を介して基準クロックをサーボ情報記
録媒体３に書き込む。このとき、サーボトラック書き込
み制御回路１３はクロックヘッド駆動機構７の書き込み
動作を監視することにより基準クロックの書き込み終了
タイミングを判断する。

【００１５】ここで、変位量測定装置１０について幾つ
かの具体例を以下に示す。

【００１６】第１に、変位量測定装置１１をサーボ情報
記録媒体３の側面に向けて設置することにより半径方向
の変位量を測定する仕組みが考えられる。この場合、例
えば静電容量型センサをサーボ情報記録媒体３の側面に
向けて設置すれば半径方向の変位量を測定できる。変位
量測定装置１１で得られた測定データに基づいて変位量
算出装置１１が変位量を算出し、変位量算出装置１１で
得られた変位量に基づいて平均値／補正量算出装置１２
が補正量を算出してサーボトラック書き込み制御回路１
３に送出する。

【００１７】ここで、平均値および補正量の算出方法に
ついて説明する。まず、スピンドルモータ１の１分間当
たりの回転数を７２００（ｒｐｍ）、サンプリング周波
数を４０（ｕｓ）と仮定すると、１周で２０８個のサン
プルデータ（Ｘ1〜Ｘ208）を捕捉することができる。こ
れらサンプルデータの捕捉を１００回繰り返し行うこと
により平均値Ｘ1〜Ｘ208を求める。この平均値Ｘ1と現
在の測定値ｍ1との差分から変位量ｄ1を求める（｜ｄ1
｜＝平均値Ｘ1−ｍ1）。これを変位量ｄ2〜ｄ208につい
ても同様に行い、補正量ｃをｃx＝±ｄxから求める。た
だし、｜ｄ｜＝ａとする。

【００１８】サーボトラック書き込み制御回路１３は平
均値／補正量算出装置１２から得られた補正量に基づい
てヘッド移動量を計算し、位置決め制御回路９に対して
指示する。これにより、位置決め制御回路９は位置決め
制御機構８および位置検出機構６を介してサーボヘッド
４を駆動する。このような補正によりサーボ情報記録媒
体３の不規則な半径方向の揺らぎに対応してサーボヘッ
ド４を追従させることができ、その結果サーボ情報記録
媒体３とサーボヘッド４との相対的な位置の変動を減少
させることができる。また、この変位量ｄ1が一定値ａ
をしきい値としてｄ＞ａとなる場合には現トラック位置
における書き込み動作を中止し、１トラック前から再度
サーボデータを書き込む動作を行う。

【００１９】第２に、変位量測定装置１１をスピンドル
モータ１を構成するハブあるいはサーボ情報記録媒体３
の側面に向けて設置することにより半径方向の変位量を
測定する仕組みが考えられる。この場合、例えばレーザ
ードップラー振動計を用いることができる。このレーザ
ードップラー振動計はスピンドルモータ１を構成するハ
ブあるいはサーボ情報記録媒体３の側面に直接レーザー
光を照射し、その反射光を受光して振動計とハブあるい
は媒体の側面との間の距離の変動を測定する。これによ
り、スピンドルモータ１あるいはサーボ情報記録媒体３
の不規則な半径方向の変位量を測定できる。ここで、ス
ピンドルモータ１あるいはサーボ情報記録媒体３の側面
はレーザー光の反射が効率良く行われるように鏡面加工
しておけばよい。なお、この場合の平均値および補正量
は上述した算出方法と同様に求められる。

【００２０】第３に、サーボ情報記録媒体３上に光学的
なサーボマークを設け、このサーボマークを読み出して
位置誤差信号を求めることにより半径方向の変位量を測
定する仕組みが考えられる。この場合、予めサーボ情報
記録媒体３の所定の位置に図２に示される光学的な溝か
ら成るサーボ参照トラック１５をレーザー等により設け
る。このサーボ参照トラック１５を専用の読み出しヘッ
ド（図示せず）を用いて読み出し、位置決め制御回路９
で位置誤差信号を求める。なお、この読み出しヘッドは
サーボ参照トラック１５に予め位置付けられていて移動
することはない。得られた位置誤差信号からサーボトラ
ック書き込み制御回路１３は位置誤差信号の変化に応じ
てサーボ情報記録媒体３の半径方向の変位量ｄの平均値
および補正量を算出し、サーボヘッド４がサーボデータ
を書き込む際に補正量を位置決め制御回路９に送出す
る。また、変位量ｄが一定値ａをしきい値としてｄ＞ａ
となる場合には現トラック位置における書き込み動作を
中止し、１トラック前から再度サーボデータを書き込む
動作を行う。このような補正によりサーボ情報記録媒体
３の不規則な半径方向の揺らぎに対応してサーボヘッド
４を追従させることができ、その結果サーボ情報記録媒
体３とサーボヘッド４との相対的な位置の変動を減少さ
せることができる。

【００２１】図４を参照すると、磁気ディスク装置に本
発明のサーボトラック書き込み装置を適用した場合、位
置誤差信号はサーボデータにより生成されるからサーボ
ヘッド４の変位が位置誤差信号の変化として現れる。磁
気ディスク装置においては位置誤差信号の振幅が常に一
定の範囲内に存在する必要があり、図４に示すように±
Ｋ（Ｖ）を越えてはいけない。すなわち、上述した変位
量ｄに対応する一定値ａを適当に調節すれば位置誤差信
号の振幅を一定の範囲内に収めることができ、精度良く
位置決めを行うことが出来る。なお、Ｔは媒体の一回転
に要する時間を表している。

【００２２】サーボ情報記録媒体３に書き込まれたサー
ボデータは理想的にはスピンドルモータ１の回転中心を
中心とする同心円上に記録されるはずであるが、実際に
はスピンドルモータ１を構成するベアリング部材の転動
運動によりサーボ情報記録媒体３が半径方向に不規則な
変動をするため、理想的な円を描くことが出来ずふらつ
きながら記録される。すなわち、図３に示すように書き
込み開始点Ａと書き込み終了点Ｂとの間に非連続部分１
６が生じるため、再生される位置誤差信号に図４に示す
ような波形が現れる。しかし、上述した幾つかの手法を
用いてサーボヘッドの移動量を補正することによりこの
ような非連続部分を出来るだけ無くし、サーボデータを
出来るだけ真円に近づけてサーボ情報記録媒体３上に書
き込むことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではスピン
ドルモータの軸ぶれによる媒体の半径方向の不規則な変
動を補正することにより、媒体上にサーボヘッドを正確
に位置決めでき、より真円に近い状態でサーボデータを
高精度に書き込むことができる。

【００２４】また、本発明ではより真円に近い状態でサ
ーボデータが書き込まれたサーボ情報記録媒体を用いる
ことにより、トラックピッチ変動を減少させ、データ読
み出し時に隣接トラックとの干渉により生じる読み出し
エラーを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本実施例でサーボ情報記録媒体３に設けられた
サーボ参照トラック１５を示す説明図である。

【図３】サーボヘッド４の書き込み開始点、書き込み終
了点および非連続部分を示す説明図である。

【図４】図３に対応する位置誤差信号の波形図である。

【図５】従来のサーボトラック書き込み装置を示す構成
図である。

【符号の説明】

１ スピンドルモータ ２ データ記録媒体 ３ サーボ情報記録媒体 ４ サーボヘッド ５ クロックヘッド ６ 位置検出機構 ７ クロックヘッド駆動機構 ８ 位置決め制御機構 ９ 位置決め制御回路 １０ 変位量測定装置 １１ 変位量算出装置 １２ 平均値／補正量算出装置 １３ サーボトラック書き込み制御回路 １４ スピンドルモータ制御回路 １５ サーボ参照トラック １６ 非連続部分

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録媒体を回転させるスピンドルモ
   ータおよび前記磁気記録媒体に対してサーボデータの書
   き込み／読み出しを行う磁気ヘッドを駆動する位置決め
   機構を備えたサーボトラック書き込み装置において、 前記磁気ヘッドのシーク方向にほぼ一致する前記磁気記
   録媒体の半径方向の変位を測定する測定手段と、 前記測定手段で所定回数測定された測定値の平均値およ
   び該平均値からの変位量を算出する算出手段と、 前記算出手段で得られた前記変位量に応じて前記磁気ヘ
   ッドを移動させるための補正制御信号を前記位置決め機
   構に出力する制御手段とを備えたことを特徴とするサー
   ボトラック書き込み装置。
2. 【請求項２】 前記測定手段は前記磁気記録媒体の側面
   に設置された静電容量型センサであることを特徴とする
   請求項１記載のサーボトラック書き込み装置。
3. 【請求項３】 前記測定手段は前記磁気記録媒体または
   前記スピンドルモータの側面に直接レーザー光を照射し
   てその反射光により距離を求めるレーザードップラー振
   動計であることを特徴とするサーボトラック書き込み装
   置。
4. 【請求項４】 前記測定手段は前記磁気記録媒体上の所
   定のトラック位置に設けられ光学的な溝から成るサーボ
   マークと、前記サーボマークを検出し該サーボマークの
   位置変位を電気信号に変換した位置誤差信号を生成する
   信号生成手段とを備えたことを特徴とするサーボトラッ
   ク書き込み装置。