JP2713259B2 - トラックピッチ変動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置 - Google Patents

トラックピッチ変動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置

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JP2713259B2
JP2713259B2 JP7213456A JP21345695A JP2713259B2 JP 2713259 B2 JP2713259 B2 JP 2713259B2 JP 7213456 A JP7213456 A JP 7213456A JP 21345695 A JP21345695 A JP 21345695A JP 2713259 B2 JP2713259 B2 JP 2713259B2
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JP
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track
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magnetic disk
track pitch
frame
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行正 杉本
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NEC Corp
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トラックピッチ変
動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置に関し、特にト
ラックのセンターラインを規定するサーボパターンの構
成に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、磁気ディスク装置のデータを記録
するシリンダ(トラック)は、同心円状に数百〜数千並
べられている。データの読み書きを行う磁気ヘッドがこ
のトラックの中心線上から平均トラックピッチの15%
程度以上ずれると、読み取り誤りが急増するため、磁気
ヘッドがトラック上に高精度で位置決めするようにサー
ボ系を設計する必要がある。
【0003】磁気ディスク装置の位置信号は、位置決め
情報を記録したサーボ面のサーボパターンをサーボヘッ
ドで読み出してデモジュレータで復調することによって
生成される。この位置信号の示すトラックと隣接トラッ
クとのトラックピッチが均一でなくピッチに広狭の変動
があると、ピッチの詰まったトラック間で許容できるオ
フトラック量が減り、読み取りエラーが生じやすくな
る。
【0004】磁気ディスク装置の記録密度は年々向上し
ており、トラックピッチは益々高精度を要求されるよう
になってきている。
【0005】従来、磁気ディスク装置のサーボパターン
の代表的なものとしては、2相モディファイドダイパル
スパターンがある。この2相モディファイドダイパルス
パターンは、ダイパルス(もしくはダイビット)と呼ば
れる磁化反転対を基本要素として構成されている。その
一例を図5(a)に示す。図中、縦線は磁化反転を表わ
し、隣接した2本がダイパルスになる。
【0006】1つのサーボフレームには、トラックを横
断する方向に各トラック共通に2連発のダイパルスから
なるsync部があり、その後にA相,B相,C相,D
相の位置情報を配置している。そして、Sync部の第
1のパルスをIDパルス,第2のパルスをシンクパルス
と呼び、2発が連続して存在すれば同期信号と認識され
る。また、IDパルスをわざと抜いて一周の始点を示す
インデックスを符号化して埋め込んでいる。
【0007】この従来最もよく用いられてきた2相モデ
ィファイドダイパルスパターンを磁気ヘッドで読み出し
た場合に得られる信号は、前後左右にあるダイパルスパ
ターン間の波形干渉のため振幅が変化し、また、その信
号のベースラインも直線ではなくなって若干のうねりを
生じる。
【0008】デモジュレータは、読み出した信号の中の
A,B,C,D相の片側のピーク振幅を別々に取り出
し、半径方向の位置が互いに重ならない対の中で差を取
り(すなわち、C−A,D−Bを取り)、2組の互いに
90度位相のずれた位置信号を生成する。これらの位置
信号は、上記の波形干渉による振幅変化とベースライン
のうねりとにより、それぞれ異なるオフセットを生じ、
トラックセンターの位置が理想位置からずれることがあ
る。
【0009】トラックセンターに対応するサーボパター
ンには並び方に4種類あり、4トラック周期で繰り返
す。すなわち、図5(a)に示すトラック0,1,2,
3は互いに異なるが、トラック0とトラック4は同じパ
ターン配置である。そして、パターンの並び方で波形干
渉が異なるため、トラックセンターのずれ量が変わり、
トラックピッチに4トラック周期の広狭を生じることに
なる。また、図5(b)は、ゲート信号の波形図を示
す。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】4トラック周期のトラ
ックピッチの変動があると、トラックピッチの詰まった
トラック間で読み取りエラーが生じ易くなり、磁気ディ
スク装置の信頼性が低下するという欠点がある。
【0011】本発明の目的は、このサーボパターンの配
置の相違から生じる磁気記録の相互干渉による4トラッ
ク周期のトラックピッチの変動を完全になくし、信頼性
の高い磁気ディスク装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに異なる
連続した4つのサーボフレームの円周方向の繰り返しで
構成されるサーボパターンを記録した磁気ディスク媒体
と、前記4つのサーボフレームに1組ずつもしくは複数
個からなるバーストの形で出現時間順(円周方向順)に
A,B,C,D4相の位置情報として互いに半径方向に
オフセットして配置されたダイパルスと、前記4つのサ
ーボフレームに同期情報であるシンクパルスと前記4つ
の位置情報とを含み、いずれトラックも同じ組み合わ
せのサーボパターンが同じ順番で出現するようにしたこ
とを特徴とする。
【0013】また、前記4つのサーボフレームは、互い
にA,B,C,D4相の位置情報の半径方向の配置全体
をトラック幅の1〜3倍だけシフトした関係になるよう
に配置されて成ることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0015】図1(a)は、本発明の一実施の形態を示
すサーボパターンの図である。図1(a)を参照する
と、水平方向の破線はトラックのセンターラインを示し
ている。また、サーボヘッドの幅はトラックピッチの2
倍弱である。そして、左から順にフレーム1,フレーム
2,フレーム3,フレーム4と呼ぶことにする。さら
に、A,B,C,D相の半径方向の配置(図では上下方
向)を見ると、フレーム2はフレーム1を1トラックピ
ッチ幅だけトラック番号0,1,2,3,4,…の増え
る方向に(図の下方向に)シフトした配置になってい
る。同様に、フレーム3はフレーム2のシフトしたもの
であり、フレーム4はフレーム3のシフトしたものであ
る。そして、フレーム4をもう1トラック幅だけ同じ方
向にシフトすると、フレーム1と同じ配置に戻る。
【0016】このような配置にすると、フレーム1にお
いて、半径方向に周期的に現われる4つのトラックセン
ター位置のパターンと同じパターンが、1つのトラック
の連続する4つのフレームに現われるようになる。すな
わち、1つのトラックセンターライン上で、4つのフレ
ームのパターンはすべて異なり、4通りのパターンにな
る。しかも、開始パターンはシフトするものの、どのト
ラック上でも同じ4通りのパターンが、同じ順に現われ
て繰り返されることがこの図から判る。
【0017】次に、図2にサーボヘッドがトラック0の
フレーム1上を通過したときのサーボ信号波形(読み出
し波形)を示す。図2によれば、真のトラックセンター
上にサーボヘッドがあると、A相がD相よりも沈み込む
傾向を生じることが判る。
【0018】続いて、図3に、このサーボ信号を復調す
るデモジュレータ回路を示す。
【0019】図3を参照すると、サーボヘッド1で読み
出したサーボ信号は、プリアンプ2で増幅されAGCア
ンプ(AGC)3に入力される。AGCアンプ3の出力
は、4チャンネルのピーク検出器(PKD)4,5,
6,7とシンクディテクタ(SYNC DET)10と
に導かれる。これらのピーク検出器4,5,6,7は、
4相の位置情報の半径方向のオフセット量に対応して使
われ、フレーム1でA相のピークを取り出したチャンネ
ル1のPKD4は、フレーム2ではC相を、フレーム3
ではD相を、フレーム4ではB相をそれぞれ処理するよ
うにロジック回路を構成しなければならない。
【0020】これは半径方向のオフセット量の同じ位置
情報が、この順にフレーム内の相を変えて現われるため
である。複雑なようでもサーボパターンを図1(a)の
ように構成することを前提にすれば、デコードロジック
に要求される検出相の入れ替えがどのようになるかの判
断は、当業者には容易である。
【0021】図1(b)にそのゲート信号を示す。図1
(b)を参照すると、G1,G2,G3,G4は、図3
に示す同名称の信号にそれぞれ対応している。ピーク検
出器4,5,6,7の出力PD1〜PD4は、従来の2
相モディファイドダイパルスパターンの場合と同様に、
2つづつ組み合わせてその差を取る。すなわち、PD2
−PD1およびPD4−PD3という演算が差動増幅器
8,9で行われる。それらの出力は、連続する4フレー
ムを周期とするうねりを持っているので、ローパスフィ
ルタ(LPF)13,14でそのうねり分をそれぞれカ
ットし、2組の互いに90度位相のずれた位置信号N,
Qを生成する。図4にローパスフィルタ13,14の出
力信号の波形を示す。
【0022】ここで、サーボフレームの周期は2μse
cであり、4フレームでは8μsecとなるので、うね
りの周波数は125kHz以上である。したがって、そ
の1/10程度のカットオフ周波数の2次以上のローパ
スフィルタを使えば、うねり分を十分除去できる。
【0023】なお、ピーク検出器4,5,6,7の4つ
の出力の和をフィードバックして基準電圧Vrefと比
較し、AGC(自動利得調整)動作を行う点は、従来と
同様である。
【0024】次に、シンクディテクタ10は、同期パル
スを検出しPLO11のクロックをサーボフレームに同
期させる。サーボフレームに同期したPLO11のクロ
ックからピーク検出器のゲート信号G1〜G4をタイミ
ング発生器12でつくる。G1〜G4のタイミングは、
図1(a)に対応させて図1(b)に示した。
【0025】なお、G1〜G4とフレーム1〜フレーム
4との対応は、SYNC部に埋め込んだインデックスを
検出し、そのタイミングを基準に同期を取れば可能であ
る。これは当業者には明らかであろう。
【0026】復調した位置信号をローパスフィルターに
通すと、うねり成分が除去され波形干渉によるオフトラ
ック分は平均化される。そして、平均化されるとDCオ
フセット分はゼロにならずに残るが、たとえ残ったとし
ても、どのトラックに位置決めしても同じパターンが現
われるため、残留するDCオフセット分は、隣接トラッ
ク間で等しくトラックピッチは狂わない。
【0027】一方、特開平3−207010号公報に
は、本発明に類似した方式が開示されているが、図6に
そのパターンを示す。
【0028】この方式は、波形干渉によるオフセットを
連続4フレーム内で打ち消し合わせて平均をゼロにしよ
うとするものである。しかし、あるトラックがA−Bと
B−Aとからトラックセンターの位置信号を生成する
と、その隣のトラックは、C−DとD−Cとからトラッ
クセンターの位置信号を生成というように、位置信号生
成に使う相が隣接トラック間で異なるため、トラックピ
ッチ変動の打ち消しは完全ではないものと思われる。
【0029】本発明の原理はそれとは異なり、どのトラ
ックでも同じオフセットになるようにサーボパターンを
構成することにより、波形干渉の影響を均一にしトラッ
クピッチには影響しないようにするものである。すなわ
ち、どのトラックでも同じ組み合わせのパターンが同じ
順番で現われるため、磁気記録の波形干渉によるトラッ
クピッチ変動をより完全になくすことができる。
【0030】なお、磁気記録の波形干渉以外に、4チャ
ンネルのピーク検出器の相互のばらつきによるオフセッ
トでもトラックピッチの広狭を生じるが、これは磁気デ
ィスク媒体のコンタクトスタートストップゾーンに、A
BCD相が同じパターンを書いておき、その場所での2
つの位置信号N,Qのオフセットを測ってオフセットの
キャリブレーションを行うことで打ち消し可能である。
【0031】さらに、前述の特開平3−207010号
公報で開示されたものと同様に、位置決めに使う位置信
号を常に同一のピーク検出器の組から出すように、G1
〜G4の内容を目標トラックによって入れ替える方法に
より、回路のばらつきを除去してもよい。
【0032】また、本発明による一実施の形態では、位
置情報A,B,C,Dが1組ずつのダイパルスで構成さ
れているが、複数個の組からなるバーストパターンであ
っても同じ効果があることは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ど
のトラックでも同じオフセットになるようにサーボパタ
ーンを構成し、波形干渉の影響を均一になるようにした
ので、磁気記録の波形干渉による隣接トラック間のトラ
ックピッチの広狭のばらつきがなくなり、高信頼性の磁
気ディスク装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】分図(a)は本発明の一実施の形態を示すサー
ボパターンを示す図であり、分図(b)はデモジュレー
タ回路のゲート信号の波形図である。
【図2】本発明のトラック0,フレーム1における読み
出し信号の波形図である。
【図3】本発明を実現するデモジュレータ回路の構成を
示すブロック図である。
【図4】図3のデモジュレータ回路の出力信号を示す波
形図である。
【図5】従来の2相モディファイドダイパルスパターン
およびゲート信号の波形図である。
【図6】他の従来のサーボパターンの一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 サーボヘッド 2 プリアンプ 3 AGCアンプ(AGC) 4,5,6,7 ピーク検出器(PKD) 8,9 差動増幅器 10 シンクディテクタ(SYNC DET) 11 位相同期発振器(PLO) 12 タイミング発生器 13,14 ローパスフィルタ(LPF)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる連続した4つのサーボフレ
    ームの円周方向の繰り返しで構成されるサーボパターン
    を記録した磁気ディスク媒体と、前記4つのサーボフレ
    ームに1組ずつもしくは複数個からなるバーストの形で
    出現時間順(円周方向順)にA,B,C,D4相の位置
    情報として互いに半径方向にオフセットして配置された
    ダイパルスと、前記4つのサーボフレームに同期情報で
    あるシンクパルスと前記4つの位置情報とを含み、いず
    トラックも同じ組み合わせのサーボパターンが同じ
    順番で出現するようにしたことを特徴とするトラックピ
    ッチ変動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】 前記4つのサーボフレームは、互いに
    A,B,C,D4相の位置情報の半径方向の配置全体を
    トラック幅の1〜3倍だけシフトした関係になるように
    配置されて成ることを特徴とする請求項1記載のトラッ
    クピッチ変動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置。
JP7213456A 1995-08-22 1995-08-22 トラックピッチ変動の打ち消しが可能な磁気ディスク装置 Expired - Lifetime JP2713259B2 (ja)

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