JP2712187B2 - アライメント・ディスク - Google Patents

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上
にアジマス線０の角の第１のバースト信号記録部分と、
上記アジマス角０のバースト信号記録部分をちゅしんと
して、ヘッドの走査方向に沿った前後位置の一方に設け
られたアジマス角＋αを有する第２のバースト信号記録
部分と、上記第１のバースト信号記録部分を中心とし
て、ヘッドの走査方向に沿った上記前後位置の他方に設
けられたアジマス角−αを有する第３のバースト信号記
録部分を設けるとともに、バースト信号の記録アジマス
角αとしては、磁気ヘッドのアジマス角の角度変化に対
する再生出力レベルの変化が大きく、かつ線形性のよい
角度70′近傍を選定することにより、アジマス角の検査
・調整の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 と表わされる。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、2
0μｍ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、アジマス調整信号パターン23としては、再生
出力レベルをある程度大きく得るために、すくなくとも
一部、例えば上記部分A₂、A₃の記録アジマス角αをなる
べく小さく（40′程度）設定しているが、この記録アジ
マス角が小さい範囲では、磁気ヘッドMHのアジマス角の
変化に対する 出力レベルの変化の割合が小さく、非線
形的である。このため、アジマス角の測定精度や調整精
度に限度があり、検査・調整工程の自動化にも悪影響を
与えることになる。このようなアジマアス調整信号パタ
ーンに関する問題点は、例えば特開昭61−45409号公報
に記載された両面ヘッドドライブ用アライメントディス
クにおいても同様に生じている。 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、アジマス角の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
を達成するために、ディスク上の基準となるトラック中
心線上に設けられたアジマス角０の第１のバースト信号
記録部分と、上記アジマス角０のバースト信号記録部分
を中心として、ヘッドの走査方向に沿った前後位置の一
方に設けられたアジマス角＋αを有する第２のバースト
信号記録部分と、上記第１のバースト信号記録部分を中
心として、ヘッドの走査方向に沿った上記前後位置の他
方に設けられたアジマス角−αを有する第３のバースト
信号記録部分とを有し、上記アジマス角αは、70′に設
定されることを特徴としている。 F.作用 アジマス測定用バースト信号パターン中の上記アジマ
ス角が±αのバースト信号記録部分は、磁気ヘッドのア
ジマス角の変化に応じて再生レベルが大きく変化し、し
かも線形性が良好であるため、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。さ
らに、上記アジマス測定用バースト信号パターンを複数
設けて、各パターンの再生信号を加算処理することによ
り、全体的な出力レベルの低下を防止できる。 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、上記各種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表すものであり、
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、このとみ
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。この点も考慮して、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′、−7
0′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できる。 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′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
例数値が得られ、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、アジ
マス測定用バースト信号パターンとして、３本のパター
ン部分A₊（アジマス角＋α）、A₀（アジマス角−α）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70′近傍に設定することに
より、再生出力レベルが大きく、ヘッドのアジマス角に
関わらず略一定の再生出力を得ることができるアジマス
角０との再生出力レベルについての比較が簡略化され、
アジマス角の測定精度が高まり、アジマス調整を容易化
することが可能となる。 さらに、アジマス測定用バースト信号パターンのアジ
マス角は、従来のように２種類ではなく、αの１種類に
なったので、検査角の自由度が上がり、また、３本のパ
ターンになることで記録スペースが小さくなる。 さらに、従来の偏心した２本のトラックを用いるもの
に比べて、信号書込みペーストが少なくて済み、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り、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。

【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ず、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 (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ディスク上の基準となるトラック中心線上に設けら
   れたアジマス角０の第１のバースト信号記録部分と、 上記アジマス角０のバースト信号記録部分を中心とし
   て、ヘッドの走査方向に沿った前後位置の一方に設けら
   れたアジマス角＋αを有する第２のバースト信号記録部
   分と、 上記第１のバースト信号記録部分を中心として、ヘッド
   の走査方向に沿った上記前後位置の他方に設けられたア
   ジマス角−αを有する第３のバースト信号記録部分とを
   有し、 上記アジマス角αは、70′に設定されること を特徴とするアライメント・ディスク。