JP2765266B2

JP2765266B2 - ヘッド位置認識方法、ヘッド速度演算方法及びヘッド移動速度制御装置

Info

Publication number: JP2765266B2
Application number: JP10779991A
Authority: JP
Inventors: 亮輔清水; 哲朗高岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH04337574A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転可能な記録媒体の任
意の情報トラックにデータヘッドをアクセスさせる時の
ヘッド位置認識方法、ヘッド速度演算方法及びヘッド移
動速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置では記録媒体一
面に書かれたサーボ情報を頼りに目標のデータトラック
へヘッドを位置決めするサーボ面サーボ方式が広く採用
されている。しかし、この方式ではサーボ面とデータ面
との信頼関係によりデータヘッドの位置決めを行なって
いるため、種々の環境変化、例えば装置内の温度変化な
どによりオフトラックが生じ易く本質的にトラック密度
を高めにくいという欠点があった。

【０００３】そこで、最近ではデータ面上にサーボ情報
を書き込み、記録再生時の信頼性を向上させるデータ面
サーボ方式が注目されている。その一つにセクタサーボ
方式がある。この方式はデータ面の各セクタの先頭に位
置決め用のサーボセクタを予め埋め込み形成しておき、
任意のデータトラックが選択された際にサーボセクタの
サーボ情報を基に各データトラックにヘッドを追従させ
るという方式である。ところが、この方式では、サーボ
セクタにはトラック追従制御のための情報しか無いた
め、ヘッドを高速で移動させるためには別途位置検出器
を設けるとか、ヘッド位置情報をサーボ面から供給しな
ければならないという欠点を有してる。また、サーボセ
クタのサーボ情報だけで高速アクセス時にも十分な位置
情報を得ようとすると、データセクタに対してサーボセ
クタの記録媒体面に占める割合が増加し、記憶容量が著
しく低下するという問題点を有している。

【０００４】そこで、サーボセクタ内にトラック番号を
コード化して記録しておき、この情報を基にヘッドのア
クセスを行なうという方式が提唱されている。（特開昭
５１−１３１６０７号公報）この方式は、シーク時にヘ
ッドが通過するトラックの位置情報（アドレス情報）を
離散的に得る事により、セクター間の平均的速度を求
め、指令速度と比較する事により速度制御を行ってい
る。そのため、機構的にも簡素で、かつ積層する記録媒
体枚数が少ない場合でもコストパーフォーマンスが良い
ので最近広く用いられている。

【０００５】又、トラックの位置情報（アドレス情報）
により、セクター間の平均的速度を求めて速度制御を行
っている方式（特開昭５１−１３１６０７号公報）の欠
点である速度制御特性を改善する方式も提案されている
（特願平２−３９９７９）。

【０００６】図９は、上記特願平２−３９９７９にて提
案されているサーボセクタの一具体例（サーボパター
ン）であり、回転可能な記録媒体上の情報トラックに予
め埋め込まれた離散的なサーボセクタを示している。２
はサーボセクタ、３はデータセクタである。このサーボ
セクタ２には、ＡＧＣ信号を得るためのバースト部１
８、サーボセクタを検出するためのイレース部１９、ト
ラックアドレス情報を得るためのサブトラックコード部
２０、追従制御時にデータヘッドのオントラックからの
位置ずれ情報を得る位置情報２１が設けられている。イ
レース部１９は記録媒体１の情報トラックにおいて最大
の消去時間を持つように、また、位置情報２１はバース
ト信号αとバースト信号βから構成され、データセクタ
３の各トラックに対して半トラックのずれを以て設定さ
れている。尚、サーボセクタ２には書き込みは禁止され
ている。

【０００７】さて、上記サブトラックコード部２０に
は、サブトラックコード部２０の始まりを示すシンクビ
ットＳ、ガードゾーン、データゾーンおよびデータゾー
ンの種類を判別する３つのダイビットパターンＡ、Ｂ、
Ｃ、からなるゾーン弁別部２０ａ、３トラックを周期と
する３位相のダイビットパターンＧ，Ｈ，Ｉからなる第
１のサーボパターン２０ｂ、１２トラックを周期とし、
かつ３トラックのずれを持つ２つのダイビットパターン
Ｄ，Ｅからなる第２のサーボパターン２０ｃ、６トラッ
クを周期とし第２のサーボパターンとの間で少なくとも
１．５トラックのずれを持つダイビットパターンＦから
なる第３のサーボパターン２０ｄが埋め込み形成されて
いる。

【０００８】データトラックに対して記録再生動作を行
う際には、サーボセクタ２に対してデータヘッド５は隣
接する２トラックにまたがって走行する。今、データヘ
ッド５が記録媒体上の第６番目のトラック位置にいたと
すると、データヘッド５が再生するする波形は図９に示
すようになる。すなわち、バースト部１８においては所
定の基準信号、イレース部においては無信号、そして、
サブトラックコード部２０においてはシンクビット位置
Ｓで、ゾーン弁別位置Ａ，Ｂ，Ｃで、第２のサーボパタ
ーン位置Ｄ，Ｅで、第３のサーボパターン位置Ｆで、第
１のサーボパターン位置Ｇ，Ｈ，Ｉで、さらに、位置情
報２１の位置ではバースト信号α位置及びバースト信号
β位置で、各々のサーボパターンに応じた信号を得る。
このとき、データヘッド５はサーボセクタ２において２
つのトラックに半分ずつまたがって走行することから、
片方にのみパターンが存在する場合、両側にパターンが
存在する場合と比べてその出力は約１／２になる。

【０００９】特願平２−３９９７９では、この再生波形
Ａ〜Ｉの内Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，を用いて１２トラ
ック周期のサーボパターンのどの位置にデータヘッドが
位置しているかを認識する方法及び装置を開示してい
る。まず、Ｄ，Ｅ，Ｆの２値化信号（例えばデータヘッ
ド５の場合は、Ｌ，Ｈ，Ｈ）を用いて、テーブル引き等
の手段によりデータヘッドの存在している位置を１２ト
ラックから３トラックにまで限定する。次にＧ，Ｈ，
Ｉ，の再生信号をピークホールドした後、Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞
Ｉ，Ｉ＞Ｇ、の２値化情報を（例えばデータヘッド５の
場合は、Ｈ，Ｌ，Ｈ）を作成する。そしてこの２値化信
号を用いて、テーブル引き等の手段により上記限定され
た３トラックから更にデータヘッドの存在する位置をト
ラック幅の１／２の領域にまで限定する。さらに、上記
Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ＞Ｇ、の２値化情報を基に、Ｇ，
Ｈ，Ｉのピークホールド値の最大と最小の値を示す信号
を選別する（例えばデータヘッド５の場合は、最大が
Ｇ、最小がＨ）。そして、最小のピーク値を示す信号
（例えばＨ）にピークホールド値が最大になった場合の
約半分の値のオフセットを加える。そして、再度ピーク
ホールド値が３つのピークホールド値の中で２番目の値
を示している信号（例えばＩ）と上記オフセットを加え
た信号（例えばＨ＋オフセット）とで、（Ｈ＋オフセッ
ト）＞Ｉの比較を行う。この、比較により、上記限定さ
れた１／２トラックから更にデータヘッドの存在する位
置をトラック幅の１／４の領域にまで限定する。結果、
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，信号を用いて、データヘッド
が１２トラック周期のサーボパターンのどの位置に置し
ているかをトラック幅の１／４の分解能で、４８（＝１
２＊４）分割したサブトラックコードにて認識する事が
可能となる。

【００１０】特願平２−３９９７９に示すヘッド位置決
め装置は、上記ヘッド位置情報認識方法を用いて、目標
トラックに対するヘッドの位置決め動作を行っている。
すなわち、目標トラックに対して速度制御を用いてヘッ
ド位置決め動作を行う場合、サーボセクタを通過する毎
に得られるサーボパターンからの再生信号より、ヘッド
が１２トラック周期のサーボパターンのどの位置に位置
しているかを認識する。そして、サーボセクタを通過す
る毎に、１サンプル前に検出したヘッドの位置と現在サ
ンプルしたヘッドの位置から、サンプル間のヘッドの移
動した距離を求め、そのヘッドの移動した距離をサンプ
ル周期で除算する事により、サンプル間のヘッドの平均
移動速度を求める。ヘッドを速度制御にて目標トラック
へ位置決めする際には、予め目標トラックとの相対的な
距離に応じて目標トラックに安定突入可能な目標速度が
サーボセクタ毎に指令される。よって、速度制御系は、
目標速度と上記サンプル間のヘッドの平均移動速度との
差を帰還する事により構成される。

【００１１】例えば、速度制御時に、１サンプル前のヘ
ッド位置が１２トラック周期のサーボセクタの中でサブ
トラックコード２の領域に位置しており、現在サブトラ
ックコード２０の領域に位置しているとする。すると、
その時のヘッドのサンプル間の平均移動速度Ｖは、１サ
ンプル前のサブトラックコードをＳＴＣｏ、現在サンプ
ルしたサブトラックコードをＳＴＣｎ、最も繰り返し周
期の長いサーボパターンのトラック繰り返し周期をＮ
（この場合Ｎ＝１２）、トラックピッチをＸtp、サーボ
セクタのサンプリング周期をＴS、とすると、（式１）Ｖ＝（ＳＴＣｎ−ＳＴＣｏ）＊（Ｎ＊Ｘtp／４８）／Ｔｓとなる。今仮に、Ｘtp＝１２μｍ、Ｔs＝３００μｓｅ
ｃとすると、Ｖ＝１８ｃｍ／ｓというヘッドの平均移動
速度が判明する。このようにして、ヘッドの平均移動速
度を求め、上記目標トラックまでの距離に応じた目標速
度と減算し、この値を帰還情報とする事により速度制御
系は構成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特願平２−３９９７９
のサーボパターンは、１２トラック周期で構成されてい
る。そのため、ヘッドのサーボセクタ間での移動距離が
１２トラックを越えるような場合には、ヘッドのサーボ
セクタ間での平均移動速度を正しく計算できない事にな
る。

【００１３】例えば、速度制御時で、高速走行時に１サ
ンプル前のヘッド位置が１２トラック周期のサーボセク
タの中でサブトラックコード２の領域に位置しており、
現在サブトラックコード３の領域に位置しているとす
る。すると、その時のヘッドのサンプル間の平均移動速
度Ｖは、本来サーボセクタ間での移動距離が４８サブト
ラックコード＋１＝４９サブトラックコードであるか
ら、Ｖ＝４９ｃｍ／ｓと検出されなければならない。

【００１４】しかしながら、式１を用いれば、Ｖ＝１ｃ
ｍ／ｓとなってしまう。すなわち、誤った速度検出にて
目標速度との誤差演算を行うため、速度制御系を正しく
構成できないばかりか、シークエラーを引き起こす原因
となる。よって、ヘッドのサーボセクタ間での移動距離
を１２トラックに制限すると、最高速度が低く抑えられ
る事となり、目標トラックまでのシーク時間を増大させ
てしまうという問題を抱えている。

【００１５】例えば、上記トラックピッチＸtp＝１２μ
ｍ、サンプル周期Ｔs＝３００μｓｅｃの場合、最高速
度Ｖmax＝４８ｃｍ／ｓとなる。通常、３．５インチハ
ードディスク装置の場合、平均アクセス時間十数ｍｓｅ
ｃの要求により最高速度は約１ｍ／ｓ程度に設定してあ
る。勿論、サンプル周期Ｔsを短くすれば最高速度を大
きくする事は可能であるが、記録媒体上のサーボセクタ
の占める割合が増大し、データの記録容量を少なくして
しまう。また、トラックピッチＸtpを大きくすれば、同
様に最高速度を大きくする事は可能であるが、記録媒体
上に設けるトラック数を減少させてしまいし、データの
記録容量を少なくしてしまう。よって、ヘッドのサーボ
セクタ間での移動距離を１２トラックに制限すること
は、シーク時のヘッド移動速度の検出範囲に大きな課題
が存在し、それが、ヘッド位置決め装置全体の性能を向
上する上で大きな問題となっている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のヘッド位置認識方法、ヘッド速度演算方法
及びヘッド移動速度制御装置は、以下のような方法ある
いは構成を備えている。

【００１７】すなわち、ヘッド位置認識方法は回転可能
な記録媒体の周方向にサーボセクタを離散的に形成し、
このサーボセクタは３トラックを周期とする少なくとも
３位相の第１のサーボパターンと、少なくとも２４トラ
ックを周期とし且つ互いに少なくとも６トラックのずれ
を持ち少なくとも２位相のパターンからなる第２のサー
ボパターンと、１２トラックを周期とし且つ互いに３ト
ラックのずれを持ち少なくとも２位相のパターンからな
る第３のサーボパターンと、６トラックを周期とし第３
のサーボパターンとの間で少なくとも１．５トラックの
ずれを持つ第４のサーボパターンとで構成され、前記記
録媒体上の４種類のサーボパターンから得られる再生信
号に従って、第２のサーボパターンを用いて多くとも１
０トラックの範囲にまで弁別し、第３と第４のサーボパ
ターンを用いて、３トラックの範囲にまで弁別し、第１
のサーボパターンを用いてヘッド位置を１トラック以下
の領域にまで弁別する方法である。

【００１８】また、ヘッド速度演算方法は複数の記録面
を備えた記録媒体のそれぞれの面の周方向に離散的なサ
ーボセクタを形成し、上記サーボセクタにはＮトラック
周期（Ｎは整数）のサーボパターンを設け、上記サーボ
パターンはＭ個（Ｍ≧Ｎ）のサブトラックコードで分割
され、サーボセクタを通過する毎にヘッドで時系列的に
検出されるサブトラックコードとＰ個前（Ｐは整数）に
通過したサーボセクタで検出されたサブトラックコード
との差分からヘッド移動距離を求め、ヘッド移動速度を
演算する際にＰ個前に通過したサーボセクタで演算され
たヘッド移動距離に第１のオフセットを加えた第１のヘ
ッド移動距離と、上記Ｐ個前に通過したサーボセクタで
演算されたヘッド移動距離から第２のオフセットを減じ
た第２のヘッド移動距離とを作成し、現在のサーボセク
タにて演算される上記ヘッド移動距離が、上記第１のヘ
ッド移動距離よりも大きいときは上記演算されたヘッド
移動距離からＭを減じた値を真のヘッド移動距離とし、
また、上記現在のサーボセクタにて演算されるヘッド移
動距離が、上記第２のヘッド移動距離よりも小さいとき
は上記演算されたヘッド移動距離にＭを加えた値を真の
ヘッド移動距離としてヘッド移動速度を演算する方法で
ある。

【００１９】さらに、ヘッド移動速度制御装置は回転可
能な記録媒体と、この記録媒体の周方向に形成された請
求項１記載のサーボセクタと、上記記録媒体の情報を少
なくとも再生可能なデータヘッドと、上記データヘッド
の再生信号から前記離散的なサーボセクタに含まれてい
るサーボ情報を取り出すサーボ情報復調手段と、上記デ
ータヘッドとトラックの相対的位置関係を請求項１記載
のヘッド位置認識方法に基づき情報トラック幅の１／
（２^N）まで微細に認識できるよう構成したヘッド位置
情報認識手段と、上記ヘッド位置情報認識手段の出力に
より目標トラックまでの距離に応じてトラックアクセス
速度指令を出力する速度指令手段と、上記ヘッド位置情
報認識手段の出力によりデータヘッドの記録媒体半径方
向の移動速度を算出する速度演算手段と、データヘッド
を上記記録媒体半径方向の任意の位置に移動させるポジ
ショナ手段とを備え、トラックアクセス制御は前記速度
指令手段と速度演算手段との速度誤差に基づく信号をポ
ジショナ手段に帰還するという構成を備えたものであ
る。

【００２０】

【作用】本発明のヘッド位置認識方法は、記録媒体上
の周方向に離散的なサーボセクタを埋め込み形成し、そ
のサーボセクタには２４トラックを周期とする４種類の
サーボパターンを設け、速度制御時に、ヘッドのサーボ
セクタ間での移動距離が２４トラックまでヘッドのサー
ボセクタ間での平均移動速度を正しく計算出来るよう構
成している。

【００２１】例えば、上記トラックピッチＸtp＝１２μ
ｍ、サンプル周期Ｔs＝３００μｓｅｃの場合、サーボ
パターンを少なくとも２４トラック周期とする事によ
り、最高速度Ｖmax＝９６ｃｍ／ｓとする事が出来る。
よって、サーボセクタ間でのヘッド移動距離算出限界が
向上し、速度検出範囲が従来方式の２倍にする事が可能
となる。結果、より高速で短時間のトラックシーク（ア
クセス）性能を実現することが可能になるという作用が
ある。

【００２２】又、本発明のヘッド速度演算方法は、Ｐ個
前に通過したサーボセクタから現在通過中のサーボセク
タまでのヘッド移動距離を基にヘッド移動速度を演算す
る方法であった、上記Ｐ個前に通過したサーボセクタで
演算されたヘッド移動距離に第１のオフセットを加えた
第１のヘッド移動距離と、上記Ｐ個前に通過したサーボ
セクタで演算されたヘッド移動距離から第２のオフセッ
トを減じた第２のヘッド移動距離とを作成し、現在のサ
ーボセクタにて演算されるヘッド移動距離が、上記第１
と第２のヘッド移動距離との間にないときは、上記演算
されたヘッド移動距離にＭを減じた値もしくはＭを加え
た値を真のヘッド移動距離としてヘッド移動速度を演算
する方法である。

【００２３】この方法は、サーボセクタが短い繰り返し
周期しかもたないサーボパターンで形成されていても、
以前演算したヘッド移動距離を基に現在のサーボセクタ
で求められるべき真のヘッド移動距離の範囲を推定し、
式１で演算されるヘッド移動速度を真のヘッド移動速度
となるよう補正する機能を有している。結果、サーボパ
ターンの繰り返し周期にヘッド移動速度の上限が制限さ
れることなくヘッド移動速度を演算できるため、より高
速で短時間のトラックシーク（アクセス）性能を実現す
ることが可能になるという作用がある。

【００２４】又、上記ヘッド位置認識方法とヘッド速度
演算方法を用いたヘッド移動速度制御装置は、離散的に
形成したサーボセクタに少なくとも２４トラックを周期
とする４種類のサーボパターンを設けたことによる速度
検出範囲の増大という利点と、サーボパターン繰り返し
周期に制限される事なくヘッド移動速度のダイナミック
レンジを拡大できるという利点を合わせ持っている。よ
って、より高速で短時間のトラックシーク（アクセス）
性能を実現することが可能になるという作用がある。

【００２５】

【実施例】以下本発明の一実施例のヘッド位置認識方
法、ヘッド速度演算方法及びヘッド移動速度制御装置つ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２６】図１は、本発明の一実施例における回転可
能な記録媒体１上の情報トラックに予め埋め込まれた離
散的なサーボセクタの一具体例（サーボパターン）であ
る。２はサーボセクタ、３はデータセクタである。この
サーボセクタ２には、ＡＧＣ信号を得るためのバースト
部１８、サーボセクタを検出するためのイレース部１
９、トラックアドレス情報を得るためのサブトラックコ
ード部２０、追従制御時にデータヘッドのオントラック
からの位置ずれ情報を得る位置情報２１が設けられてい
る。イレース部１９は記録媒体１の情報トラックにおい
て最大の消去時間を持つように、また、位置情報２１は
バースト信号αとバースト信号βから構成され、データ
セクタ３の各トラックに対して半トラックのずれを以て
設定されている。尚、このサーボセクタについて書き込
みは禁止されている。

【００２７】さて、上記サブトラックコード部２０に
は、サブトラックコード部２０の始まりを示すシンクビ
ットＳ、ガードゾーンとデータゾーン及びデータゾーン
の種類を判別する３つのダイビットパターンＡ、Ｂ、
Ｃ、からなるゾーン弁別部２０ａ、３トラックを周期と
する３位相のダイビットパターンＧ，Ｈ，Ｉからなる第
１のサーボパターン２０ｂ、２４トラックを周期としか
つ６トラックのずれを持つ２つのダイビットパターン
Ｍ，Ｎからなる第２のサーボパターン２０ｃ、１２トラ
ックを周期としかつ３トラックのずれを持つ２つのダイ
ビットパターンＤ，Ｅからなる第３のサーボパターン２
０ｄ、６トラックを周期とし第３のサーボパターンとの
間で少なくとも１．５トラックのずれを持つダイビット
パターンＦからなる第４のサーボパターン２０ｄが埋め
込み形成されている。

【００２８】ここで、図１では、２つのダイビットパタ
ーンからなる第２のサーボパターン２０ｃと第３のサー
ボパターン２０ｄ及び第４のサーボパターン２０ｄは第
１のサーボパターン２０ｂの片側に配置されているが、
第１、第２、第３、第４のサーボパターンは任意の順番
に形成されてもかまわない。そして、データトラックに
たいして記録再生動作を行う際には、サーボセクタ２に
対してデータヘッド５は隣接する２トラックにまたがっ
て走行する。

【００２９】今、データヘッド５が記録媒体上の第６番
目のトラック位置に位置していたとすると、データヘッ
ド５が再生するする波形は図２に示すようになる。すな
わち、バースト部１８においては所定の基準信号、イレ
ース部においては無信号、そして、サブトラックコード
部２０においてはシンクビット位置Ｓで、ゾーン弁別位
置Ａ，Ｂ，Ｃで、第２のサーボパターン位置Ｍ，Ｎで、
第３のサーボパターン位置Ｄ，Ｅで、第４のサーボパタ
ーン位置Ｆで、第１のサーボパターン位置Ｇ，Ｈ，Ｉ
で、さらに、位置情報２１の位置ではバースト信号α位
置及びバースト信号位置β位置で、各々のサーボパター
ンに応じた信号を得る。このとき、データヘッド５はサ
ーボセクタ２において２つのトラックに半分ずつまたが
って走行することから、片方のトラックにのみパターン
が存在する場合、両側にパターンが存在する場合と比べ
てその出力は約１／２になる。図２では位置Ｓ，Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｎ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｉで出力１、位置Ｄ，Ｈ
で出力０、バースト位置α、βで出力１／２となる再生
信号を得る。この再生信号はデータヘッド５の記録媒体
上のトラック位置によって変わることは言うまでもな
い。

【００３０】本発明では、このようにして得られる第１
から第４までのサーボパターン２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄ、２０ｅに従ってデータヘッド５の記録媒体に対する
トラック位置を次のようにして高精度に検出し、選択さ
れた目標トラックに対してシーク動作を行なってヘッド
位置決めが行なわれる。

【００３１】図３は、データヘッド５が図２に示すよう
なサーボセクタを記録媒体の内周から外周に向かって低
速移動させたときの再生波形の理想的な出力状態推移を
示している。図３における各再生信号の傾斜部は、デー
タヘッド５は有限の巾を持っているため、ヘッドが各ダ
イビットパターンを横切る際のヘッド巾に対するダイビ
ットパターンの占める割合に応じた出力値により定ま
る。また、図３における００から２３までの番号は図１
に示した２４トラック周期のトラック番号に対応し、ａ
からｘまでのアルファベットはデータトラックとは半ト
ラックピッチずれた２４トラック周期のサーボトラック
番号を示している。

【００３２】ここで、第２、第３及び第４のサーボパタ
ーンから得られる再生信号Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆは予め設
定されたレベルを境に２値化処理し、第１のサーボパタ
ーンから得られる再生信号Ｇ，Ｈ，Ｉは各々の再生出力
をピークホールドした後、各々の値を比較して２値化情
報とし、再生信号Ｍ、Ｎ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉより
の上記２つの２値化情報を第１番目の２値化情報とし、
次に上記第１番目の２値化情報の値にしたがって前記
Ｇ，Ｈ，Ｉ信号の内最も低い値をホールドしている信号
に予め設定したオフセットを付加して、対応する信号と
の比較を再度行って第２番目の２値化情報とし、上記第
１番目の２値化情報と第２番目の２値化情報とによりデ
ータヘッド５のサーボトラック上の位置をトラック幅の
１／（２²）まで微細に認識する。

【００３３】まず、第２のサーボパターンＭ，Ｎは、各
々２４トラックを周期とし、かつ６トラックのずれを持
ち、６トラックが相互に重なっており、その再生信号か
らＭ信号とＮ信号を得る。よって、再生信号が理想的で
あれば、Ｍ信号とＮ信号の再生出力だけで２４トラック
のうちの６トラックを限定することが可能である。しか
しながら、ヘッドには有限の巾が存在し再生出力がディ
ジタル的には変化しない点、再生波形が記録媒体やデー
タヘッドの応答特性に影響される点等から、限定可能な
トラックの領域は６トラックより広がる。すなわち、図
３に示すように２値化されたＭ信号とＮ信号だけで限定
できる領域は、それぞれの再生信号のＨからＬへの遷
移、及びＬからＨ信号への遷移を含めて７トラックとな
る。

【００３４】勿論、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周期を２
４トラックより大きくとれば、Ｍ信号とＮ信号によって
限定できるトラックの領域はひろがる。例えば、Ｍ信号
とＮ信号の繰り返し周期を３６トラックにし、９トラッ
クのずれを持ち９トラックが相互に重なる用構成すれ
ば、Ｍ信号とＮ信号だけで限定できるトラックの領域は
１０トラックとなる。尚、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周
期は、次なるＤ信号とＥ信号の繰り返し周期が１２トラ
ックであることより１２の倍数、例えば、４８とか６０
にすることも考えられる。しかしながら、Ｍ信号とＮ信
号の繰り返し周期を４８トラックにした場合、Ｍ信号と
Ｎ信号で限定できる領域がそれぞれの再生信号のＨから
Ｌへの遷移、及びＬからＨ信号への遷移を含めると１３
トラックとなってしまう。よって、次なるＤ，Ｅ，Ｆ，
信号を用いて更にヘッド位置の微細な認識を進める事が
できなくなる。結果、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周期は
３６トラックを限度とする。

【００３５】上記２値化された２４トラック周期のＭ信
号とＮ信号を用いて、２４トラックから７トラックまで
限定した後（３６トラック周期の場合は、３６トラック
から１０トラックまで限定できる）に、更にＤ，Ｅ，
Ｆ，信号を用いてサーボパターンに対するヘッドの位置
の限定を行う。

【００３６】第３のサーボパターンＤ，Ｅは、各々１２
トラックを周期とし、かつ３トラックのずれを持ち、３
トラックが相互に重なっており、その再生出力からＤ信
号とＥ信号を得る。よって、再生信号が理想的であれば
Ｄ信号とＥ信号の再生出力だけで１２トラックのうちの
３トラックを限定することが可能である。しかしなが
ら、ヘッドには有限の巾が存在し再生出力がディジタル
的には変化しない点、再生波形が記録媒体やデータヘッ
ドの応答特性に影響される点等からディジタル的に１２
トラックの中から３トラックを限定することは難しい。
そこで、６トラックを周期とし、ＤパターンもしくはＥ
パターンと１．５トラックの相互の重なりを持つ第４の
サーボパターンＦを設けた。そのため、第４のサーボパ
ターンＦは、Ｄ信号もしくはＥ信号の傾斜部において必
ず”Ｌ”レベルか”Ｈ”レベルとなる。

【００３７】以上、２４トラックを周期とするサーボセ
クタにおいて、サーボトラック毎にＭ信号、Ｎ信号、Ｄ
信号、Ｅ信号、Ｆ信号の２値化情報を（表１）に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】”＊”マークは、信号検出時のデータヘッ
ドの位置により２値化出力が”Ｌ”レベルになるか”
Ｈ”レベルになるか定まらない領域である。（表１）に
おいて理解できるように信号Ｄもしくは信号Ｅどちらか
のレベルが不定のときには、信号Ｆのレベルが”Ｌ”も
しくは”Ｈ”に確定しているよう構成されている。よっ
て、信号Ｍ、信号Ｎ、信号Ｄ、信号Ｅ、信号Ｆのレベル
が検出されれば、データヘッド５が２４トラックの内の
どの３トラック内に位置しているかを限定できる。

【００４０】尚、（表１）ではＭ信号、Ｎ信号を２４ト
ラック周期としているため、Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，の５
ビットで表される全ての場合（例えば、ＨＬＬＬＬ等）
が（表１）には存在していない。

【００４１】次に、第１のサーボパターンから得られる
再生信号Ｇ，Ｈ，Ｉより、上記限定された３トラック内
のどの位置にデータヘッド５が位置しているかを判定す
る。図４は図３と同様に、データヘッド５が図１に示す
ようなサーボセクタを記録媒体の内周から外周に向かっ
て低速移動させたときの信号Ｇ、信号Ｈ、信号Ｉの再生
出力の理想的な出力状態推移を示している。図４では、
データヘッド５が、サーボトラックｃからｇまでを移動
した状態を拡大して図示してあり、かつ信号Ｇ、Ｈ、Ｉ
を重ねて図示している。また、信号Ｇ、Ｈ、Ｉの出力の
ピーク値を規格化（最大を１とする）した状態で示して
いる。今、信号Ｍ、Ｎ、Ｄ、Ｅ、Ｆの検出コードが”
Ｈ””Ｌ””Ｈ””Ｈ””Ｌ”であるとすると、（表
１）から理解できるようにデータヘッドはサーボセクタ
内のトラックｄ、ｅ、ｆのどこかに位置していることに
なる。仮に信号Ｇ、Ｈ、Ｉからの再生信号のピーク値
が、図４に示すように各々２２、２３、２４であるとす
ると、Ｇ信号の値＞Ｈ信号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の
値、Ｉ信号の値＜Ｇ信号の値、となることがわかる。す
なわち、Ｇ信号の値＞Ｈ信号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号
の値、Ｉ信号の値＞Ｇ信号の値という比較を行なった場
合、その答えは、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｌ”となる。この
答えより、Ｇ、Ｈ、Ｉ各々のピーク値の大きさはＧ、
Ｈ、Ｉの順に大きいと判別される。結果、図４からもわ
かるように、データヘッドの位置は、Ｇ信号が最も大き
いということより、ｄ、ｅ、ｆの３トラックの内のｅト
ラック内に、かつ、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値より、ｅ２
（図４に図示）の領域に位置していることが判別する。

【００４２】次に、１番目の２値化情報（Ｍ信号、Ｎ信
号、Ｄ信号，Ｅ信号、Ｆ信号、Ｇ信号、Ｈ信号、Ｉ信号
が各々”Ｈ”、”Ｌ”、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｌ”、”
Ｈ”、”Ｈ”、”Ｌ”）に基づき、Ｇ、Ｈ、Ｉ信号の内
最もピーク値の低いＩ信号にオフセットを付加する。第
１回目のオフセット値は、Ｇ、Ｈ、Ｉの最大のピーク値
を１に規格化した場合、約0.5相当である。Ｉ信号に0.5
のオフセットを付加した後には、Ｉ信号のピーク値は、
図４において２４から２５の位置へ移動する。その後、
再度、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値、という比較を行なった
場合、その答えは、”Ｌ”となる。この答えの内、Ｈ信
号の値＞Ｉ信号の値（0.5のオフセット付加後）の比較
が、データヘッドのさらに詳しい位置を判別するために
有用である。つまり、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値（0.5の
オフセット付加後）の比較を行なった場合の答えが”
Ｈ”となれば、Ｈ信号のピーク値はＩ信号のピーク値よ
り0.5以上大きいことになり、答えが”Ｌ”となれば、
Ｈ信号のピーク値とＩ信号のピーク値の差は0.5より小
さいことになる。すなわち、データヘッドの位置は、上
記ｅ２の領域の内の前半部（ｅ０３）か後半部（ｅ０
４）かが判別できることになる。今回、Ｈ信号の値＞Ｉ
信号の答えは、”Ｌ”であるから、Ｈ信号のピーク値と
Ｉ信号のピーク値の差は0.5より小さいから、図４から
もわかるように、データヘッドの位置は、図４に示すｅ
２の領域の内のｅ０３の領域に位置していることが判別
する。このようにして、第２番目の２値化情報によりデ
ータヘッドのサーボセクタ内のトラックに対する相対的
位置関係が、トラック巾の１／（２²）まで詳細に判別
することが可能となる。

【００４３】さらに、Ｉ信号に-0.25のオフセットを付
加して、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値（0.5-0.25のオフセッ
ト付加後）の比較を行ない、第３番目の２値化情報を作
成すれば、データヘッドのサーボセクタ内のトラックに
対する相対的位置関係が、トラック巾の１／（２³）ま
で詳細に判別することが可能となる。

【００４４】以上のようにして、第Ｎ番目の２値化情報
に従って、Ｇ信号、Ｈ信号もしくはＩ信号に（式２） ±１／２^N で与えられるオフセットを付加することにより、データ
ヘッドのトラックに対する相対的位置関係が、トラック
巾の１／（２^N）まで詳細に判別することが可能とな
る。

【００４５】以上、サーボセクタにおける３トラック周
期のＧ信号、Ｈ信号、Ｉ信号による、Ｇ信号の値＞Ｈ信
号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値、Ｉ信号の値＞Ｇ信号
の値、の第１番目の２値化情報を（表２）にまとめる。
ここで、ａ〜ｌ、ａ１，ａ２〜ｌ１，ｌ２までのアルフ
ァベットは図４に示したものと同様である。尚、２値化
情報が”Ｈ””Ｈ””Ｈ”，もしくは”Ｌ””Ｌ””
Ｌ”となることは有り得ないので、表には存在しない。

【００４６】

【表２】

【００４７】例えば、（表１）よりデータヘッドはサー
ボセクタ内のトラックｄ、ｅ、ｆのどこかに位置してい
るとする。すると、図４で示した位置にデータヘッドが
位置しているならば、Ｇ＞Ｈ、Ｈ＞Ｉ、Ｉ＞Ｇの答は”
Ｈ””Ｈ””Ｌ”であるから（表２）よりデータヘッド
はｅ２の領域に位置していることが判別する。

【００４８】次に、トラック巾の１／４まで詳細に判別
する為に２番目の２値化情報を作成するが、どの信号に
オフセットを付加するかは（表３）に示すようになる。

【００４９】

【表３】

【００５０】１番目の２値化情報信号の内のＧ＞Ｈ、Ｈ
＞Ｉ、Ｉ＞Ｇが”Ｈ””Ｈ””Ｌ”であるならば、信号
Ｇ、Ｈ、ＩはＧ、Ｈ、Ｉの順にそのピーク値が大きいこ
とになり、オフセット（0.5）を付加するのは、Ｉ信号
となる。（表３）を用いると、Ｇ＞Ｈ、Ｈ＞Ｉ、Ｉ＞Ｇ
の答が”＊””Ｈ””Ｌ”の場合は、１回目のオフセッ
トを付加する信号名はＩ信号となっており上記結果と合
致しているのが分かる。よって、（表３）を用いれば、
１回目のオフセットを付加する信号名が判別する。さら
に、オフセットを付加したのち再度Ｇ＞Ｈ、Ｈ＞Ｉ、Ｉ
＞Ｇの比較を行うことにより、２番目の２値化情報が得
られ、トラック幅の１／（２²）までデータヘッドの位
置を判別することが可能となる。（表４）に２番目の２
値化情報による領域判別の結果を示す。尚、”＄”マー
クは、オフセットを付加した信号名、”＊”マークは、
関係無しの意味である。上記例の場合、２番目の意味あ
る２値化情報、すなわちＨ＞Ｉは”Ｈ”となるので、
（表４）よりデータヘッドはｅ０３領域に位置している
ことが判別する。

【００５１】

【表４】

【００５２】さらに、トラック幅の１／（２³）までデ
ータヘッドの位置を判別するためには、２番目の２値化
情報の答が”Ｈ”か、”Ｌ”かによって、１回目のオフ
セットを付加した信号にさらに２回目のオフセット0.25
を加えるか、また、0.25を減じるかに分かれる。また、
２番目の２値化情報を作成するために比較した他方に0.
25を付加しても良い。例えば、上記例の場合であれば、
0.5を付加したＩ信号のピーク値から0.25を減じた後、
再度Ｈ＞Ｉの比較を行うか、Ｈ信号に0.25を付加して再
度Ｈ＞Ｉの比較を行うことになる。答が、”Ｈ”ならば
ｅ０３領域の後半部、”Ｌ”ならばｅ０３領域の前半部
にデータヘッドが位置していることが判別し、トラック
幅の１／（２³）までデータヘッドの位置を判別するこ
とが可能となる。いずれにせよ、再生信号Ｇ、Ｈ、Ｉの
ピーク値の最も低い値を示すものに、再生信号の最大値
の±（１／（２^N））のオフセットを付加して、Ｇ＞
Ｈ、Ｈ＞Ｉ、Ｉ＞Ｇの比較を進めて行けば、トラック幅
の１／（２^N）までデータヘッドの位置を判別すること
が可能となる。

【００５３】以上の様にＭ信号とＮ信号を用いる事によ
り、位置認識のダイナミックレンジを２４トラック周期
に拡大する事ができる。Ｍ信号とＮ信号を３６トラック
周期に形成した場合は、微細な位置認識のダイナミック
レンジを３６トラックに拡大できる事は言うまでもな
い。

【００５４】よって、例えば上記トラックピッチをＸtp
＝１２μｍ、サンプル周期をＴs＝３００μｓｅｃとし
た場合、サーボパターンを少なくとも２４トラック周期
とする事により、最高速度Ｖmax＝９６ｃｍ／ｓとする
事が出来る。又、サーボパターンを少なくとも３６トラ
ック周期とする事により、最高速度Ｖmax＝１４４ｃｍ
／ｓとする事が出来る。よって、サーボセクタ間でのヘ
ッド移動距離算出限界が向上し、速度検出範囲が従来方
式の２倍もしくは３倍にする事が可能となり、高速で短
時間のトラックシーク（アクセス）性能を実現できる。

【００５５】又、上記最高速度を向上させることによっ
て高速で短時間のトラックシーク性能を実現するという
利点に比べて、特願２−３９９７９が提案しているサー
ボパターンに、サーボパターンＭ、Ｎを加えることによ
って生じるサーボ領域の増大という欠点は、無視できる
程度である。なぜならば、サーボパターンにＭ信号とＮ
信号を加える事により生じるデータ領域の縮小は、容量
換算でたかだか０．１〜０．２％程度であり、設計の中
で吸収できる範囲だからである。

【００５６】次に、本発明の速度演算方式について説明
する。図５は本発明の速度演算方式を説明したフローチ
ャートである。図５中、ヘッド移動速度をＶ、トラック
ピッチをＸtp、サーボセクタのサンプリング周期をＴ
S、サーボパターンの周期をＮ、上記Ｎトラック周期の
サーボパターンの刻みをＭ、Ｐ個前のサーボセクタのサ
ブトラックコードをＳＴＣｏ、（２＊Ｐ）個前のサーボ
セクタからＰ個前のサーボセクタまでのヘッド移動距離
をＸＳＴＣｏ、現在サンプルしたサブトラックコードを
ＳＴＣｎ、Ｐ個前のサーボセクタから現在のサーボセク
タまでの式１の計算によるヘッド移動距離をＸＳＴＣ
ｎ、Ｐ個前のサーボセクタから現在のサーボセクタまで
の真のヘッド移動距離をＲＸＳＴＣｎ、第１オフセット
をＡ＊Ｐ、第２オフセットをＢ＊Ｐとしている。

【００５７】まず、ステップＳ１００にてサーボセクタ
を通過する毎に、Ｎトラック周期のサーボパターンのど
の位置にヘッドが存在しているかを認識できるサブトラ
ックコードＳＴＣｎを検出する。すると、ステップＳ１
０１にて、現在のサーボセクタにて検出したサブトラッ
クコードＳＴＣｎとＰ個前のサーボセクタのサブトラッ
クコードＳＴＣｏとを引き算して、Ｐ個のサーボセクタ
間にヘッドの移動したヘッド移動距離ＸＳＴＣｎを求め
る。

【００５８】次に、ステップＳ１０２にて求めたヘッド
移動距離ＸＳＴＣｎ≧０かどうかを調べる。これは、Ｐ
個前のサーボセクタにて検出されたサブトラックコード
が大きな値で、現在検出されたサブトラックコードが小
さな値であった時に、ヘッド移動距離を負の値にしない
ためである。もし、ＸＳＴＣｎ＜０の場合は、上記単な
る引き算によって求めたヘッド移動距離を正の値にする
ためステップＳ１０３の操作、すなわちＸＳＴＣｎ＝Ｘ
ＳＴＣｎ＋Ｍの操作を行う。

【００５９】更に、ステップＳ１０１もしくはステップ
Ｓ１０３にて求めたヘッド移動距離が真のヘッド移動距
離の上限以内かどうかを、ステップＳ１０４にて弁別す
る。すなわち、この操作は、Ｐ個前のサーボセクタから
現在通過中のサーボセクタまでの真のヘッド移動距離
は、（２＊Ｐ）個前のサーボセクタからＰ個前のサーボ
セクタまでのヘッド移動距離ＸＳＴＣｏにヘッド移動用
アクチュエータの加速度とサーボセクタ間の周期によっ
て求められるヘッド移動距離変化分（Ａ＊Ｐ）を加えた
値以内であるという考えに基づいている。仮に、ＸＳＴ
Ｃｏ＋（Ａ＊Ｐ）≧ＸＳＴＣｎを満たしている場合は次
に進み、そうでない場合は、ＸＳＴＣｎからＭを減じた
後再度ステップＳ１０４の動作を繰り返す。

【００６０】そして、ステップＳ１０６では、ステップ
Ｓ１０１もしくはステップＳ１０３にて求めたヘッド移
動距離が真のヘッド移動距離の下限以上かどうかを弁別
する。すなわち、この操作は、ステップＳ１０４と同様
に、Ｐ個前のサーボセクタから現在通過中のサーボセク
タまでの真のヘッド移動距離は、（２＊Ｐ）個前のサー
ボセクタからＰ個前のサーボセクタまでのヘッド移動距
離ＸＳＴＣｏにヘッド移動用アクチュエータの加速度と
サーボセクタ間の周期によって求められるヘッド移動距
離変化分（Ｂ＊Ｐ）を減じた値以上であるという考えに
基づいている。仮に、ＸＳＴＣｎ≧ＸＳＴＣｏ−（Ｂ＊
Ｐ）を満たしている場合は次に進み、そうでない場合
は、ＸＳＴＣｎにＭを加えた後再度ステップＳ１０６の
動作を繰り返す。

【００６１】結果、ステップＳ１０６までを通過したヘ
ッド移動速度（ＸＳＴＣｎ）は、真のヘッド移動速度と
判定できるので、ステップＳ１０８にて真のヘッド移動
速度ＲＸＳＴＣｎとＸＳＴＣｎとを置き換える。そし
て、ステップＳ１０９にてヘッド移動速度を演算し、ス
テップＳ１１０で（２＊Ｐ）個前のサーボセクタからＰ
個前のサーボセクタまでのヘッド移動距離（ＸＳＴＣ
ｏ）と、上記現在の真のヘッド移動距離（ＲＸＳＴＣ
ｎ）とを来るべき次のサーボセクタにて再度ヘッド移動
速度演算するために入れ換える。

【００６２】以上が本発明のヘッド速度演算方法である
が、具体例にて更に詳細に説明する。例えば、１２トラ
ック周期（Ｎ＝１２）のサーボパターンを０から４７ま
での４８個の刻みのサブトラックコードで分割している
とする（Ｍ＝４８）。又、トラックピッチＸtp＝１２μ
ｍ、サンプル周期Ｔs＝３００μｓｅｃ、Ｐ＝１とす
る。すると、サーボパターンの周期は１４４μｍとな
り、１サブトラックコードは３μｍとなる。そして、ヘ
ッド移動用アクチュエータの加速度を最大２８Ｇとする
と、サーボセクタ間に移動可能なヘッド移動距離変化分
はほぼ１２．３μｍであり、ほぼ４サブトラックコード
に値する。よって、第１のオフセットＡ及び第２のオフ
セットＢは、余裕を考慮して６サブトラックコード程度
に設定する。

【００６３】今、仮に４５ｃｍ／ｓ程度の速度でヘッド
が移動していて、１サンプル前のヘッド位置が１２トラ
ック周期のサーボセクタの中でサブトラックコード２の
領域に位置しており、現在がサブトラックコード３の領
域に位置しているとする。すると、トラックピッチＸtp
＝１２μｍ、サンプル周期Ｔs＝３００μｓｅｃの場
合、式１を用いれば、Ｖ＝１ｃｍ／ｓとなってしまう。
しかしながら、通常、速度は滑らかに変化するはずであ
り、３００μｓｅｃ程度の短いサーボセクタ周期で、か
つ数十Ｇ程度の加速度でいきなり１ｃｍ／ｓになる事は
ありえない。そこで、図５にしめす速度検出方法を用い
る。ステップＳ１０１によりＸＳＴＣｎ＝１サブトラッ
クコードと演算され、ステップＳ１０４は、ＸＳＴＣｏ
＋Ａ（４５＋６）≧ＸＳＴＣｎ（１）となり条件を満た
しているのでステップＳ１０６へと進む。ステップＳ１
０６では、ＸＳＴＣｎ（１）≧ＸＳＴＣｏ−Ｂ（４５−
６）を満たしていないので、ステップＳ１０７ＸＳＴＣ
ｎ（４９）＝ＸＳＴＣｎ（１）＋Ｍ（４８）の操作を行
い、サブトラックコードでのヘッド移動距離ＸＳＴＣｎ
＝４９を得る。結果、ステップＳ１０８にてヘッド移動
速度４９ｃｍ／ｓという真のヘッド移動速度を得る事が
できる。

【００６４】また、仮に、９５ｃｍ／ｓ程度の速度でヘ
ッドが移動している場合であっても、ステップＳ１０６
の判定にてまずステップＳ１０７の操作を行い、ＸＳＴ
Ｃｎ＝４９となるが、再度ステップＳ１０６にて判定を
行うが、ＸＳＴＣｎ（４９）≧ＸＳＴＣｏ−Ｂ（９５−
６）となり、条件を満たしていないので更にもう一度ス
テップＳ１０７の操作を行う。結果、ステップＳ１０７
のＸＳＴＣｎ（９７）＝ＸＳＴＣｎ（４９）＋Ｍ（４
８）の操作がおこなわれ、ＸＳＴＣｎ＝９７を得る。結
果、ステップＳ１０９にてヘッド移動速度９７ｃｍ／ｓ
という真のヘッド移動速度を得る事ができる。

【００６５】また、負の速度に対してもステップＳ１０
４の判定とステップＳ１０５の操作を設ける事により対
応できる方法となっている。

【００６６】以上この方法は、サーボセクタが短い繰り
返し周期しかもたないサーボパターンで形成されていて
も、以前演算したヘッド移動距離を基に現在のサーボセ
クタで求められるべき真のヘッド移動距離の範囲を推定
し、演算されるヘッド移動速度を真のヘッド移動速度と
なるよう補正する機能を有している。結果、サーボパタ
ーンの繰り返し周期にヘッド移動速度の上限が制限され
ることなくヘッド移動速度を演算できるため、より高速
で短時間のトラックシーク（アクセス）性能を実現する
ことが可能になるという機能がある。

【００６７】また、時系列に検出するサブトラックコー
ドが、同様に回転している異なる記録再生面のサーボセ
クタからであっても上記ヘッド速度演算方法が有効であ
ることは言うまでもない。

【００６８】次に、上記説明してきた２４トラック周期
の４種類のサーボパターンを用いたヘッド移動速度制御
装置について説明する。

【００６９】図６は本発明の第１の実施例におけるヘッ
ド移動速度制御装置の基本ブロック図である。１は磁気
ディスクなどの回転可能な記録媒体で、スピンドルモー
タ（図示せず）によって回転する。２は記録媒体面に予
め埋め込まれた（記録された）２４トラック周期のサー
ボ情報を記録してある周方向に離散的なサーボセクタ、
３はデータを記録するデータセクタである。４は記録媒
体面に設けられた情報トラックである。５はこの情報ト
ラック上の情報を読み書き可能なデータヘッド、６はこ
のデータヘッドを選択された情報トラックに移動（アク
セス）させるＶＣＭポジショナ（ヴォイスコイルモー
タ）、７はデータヘッドからの再生信号を増幅する増幅
器、８は再生信号の中から離散的に存在するサーボセク
タを検出してその情報を抜き出すサーボ情報復調器、９
はデータヘッドの通過する情報トラック内の位置を±１
／２トラックのダイナミックレンジで検出するトラック
内位置デコーダ、１０は２４トラック周期もしくは３６
トラック周期のＭ信号からＩ信号までを用いてデータヘ
ッドの情報トラックに対する相対的位置関係をトラック
の幅の１／（２^N）まで認識判別するヘッド位置情報認
識装置、１１はデータヘッドを選択された情報トラック
に移動（アクセス）させるトラックアクセス制御時に、
目標トラックまでの距離もしくは目標トラックまでのト
ラック数に応じて目標速度を指令する速度指令器であ
る。通常速度指令器はＲＯＭテーブル等で実現される
が、目標トラックまでの距離もしくは目標トラックまで
のトラック数を計測する毎に関数演算して出力するもの
であっても良い。１２はデータヘッドがサーボセクタを
通過する毎に、ヘッド位置情報認識装置からの分解能の
高いヘッド位置情報を入力して上記ヘッド速度演算方法
に基づきデータヘッドの記録媒体半径方向の移動速度を
演算する速度演算手段、１３は上記速度指令器１１と速
度演算手段１２との出力を誤差演算する誤差増幅器であ
る。この誤差増幅器１３の出力は補償器１４、スイッチ
１６を介して、補償器１４の出力に応じてＶＣＭポジシ
ョナに電流を供給する電流ドライバ１７に供給されトラ
ックアクセス制御ループが構成される。また、選択され
た情報トラックにデータヘッドを追従させる追従制御ル
ープは、トラック内位置デコーダの出力を補償器１５、
スイッチ１６を介して電流ドライバ１７に供給する事に
より構成される。

【００７０】この図６の基本ブロック図から理解できる
ように本発明のヘッド位置認識方法及びヘッド速度演算
方法を備えたヘッド移動速度制御装置は、データヘッド
のトラックアクセス（シーク）における位置認識及び速
度制御の方法に関わっており、主には、記録媒体上の周
方向に離散的に埋め込まれた２４トラックもしくは３６
トラック周期のサーボパターンと、そのパターンよりデ
ータヘッドの通過するトラックの相対的位置関係をより
１トラック以下まで検出し、上記サーボパターンと速度
演算手段により実現されるヘッド移動速度制御装置に関
わっている。その結果、離散的に形成したサーボセクタ
に少なくとも２４トラックを周期とする４種類のサーボ
パターンを設けたことによる速度検出範囲の増大という
利点と、サーボパターン繰り返し周期に制限される事な
くヘッド移動速度のダイナミックレンジを拡大できると
いう利点を合わせ持っている。よって、より高速で短時
間のトラックシーク（アクセス）性能を実現することが
可能になる。

【００７１】図７は、本発明の一実施例におけるヘッド
移動速度制御装置のヘッド位置情報認識装置１０とサー
ボ情報復調器８をさらに詳しく説明したブロック図であ
る。データヘッド５によって記録媒体から検出した信号
は、プリアンプ７によって増幅した後、サーボセクタ２
の中に埋め込まれたバースト部１８等を用いて出力値を
規格化するＡＧＣアンプに伝えられる。サーボ情報復調
器１８は、ＡＧＣアンプ３８と、ＡＧＣアンプ３８によ
って規格化した信号を定められたしきい値にて２値化す
る２値化回路３９と、連続した２値化信号の中から最も
その間隔の長いイレース部１９をを見つけだすイレース
部検出器４０と、イレース部１９を検出すると同時にカ
ウンタをスタートして、サーボセクタ２に埋め込み形成
してあるサブトラックコード２０の信号Ａ〜Ｉ及びトラ
ック内位置情報を示すαバースト、βバーストを検出す
るためのゲートを発生し、かつデータセクタ３と次に来
るサーボセクタを判別するゲートを発生するセクタカウ
ンタ及びゲート発生器４１より構成されている。トラッ
ク内位置デコーダ９は、セクタカウンタ及びゲート発生
器４１よりゲート指令を受け、トラック内位置情報を示
すαバースト、βバーストだけをＡＧＣアンプより受取
り、（αバースト−βバースト）の演算を行って、追従
制御時にデータヘッドのトラック内位置を検出する。ま
た、ヘッド位置情報認識装置１０は、セクタカウンタ及
びゲート発生器４１よりゲート指令を受け、２値化回路
３９により２値化された信号のうち信号Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆの２値化情報を一時的に記憶しておく記憶回
路３６と、セクタカウンタ及びゲート発生器４１よりゲ
ート指令を受け、ＡＧＣアンプ３８によって規格化され
た信号のうち信号Ｇ、Ｈ、Ｉのピーク値を各々保持する
ピークホールダＧ２６、ピークホールダＨ２７及びピー
クホールダＩ２８と、ピークホールダＧ２６のピーク値
とピークホールダＨ２７のピーク値を比較する比較器２
９と、ピークホールダＨ２７のピーク値とピークホール
ダＩ２８のピーク値を比較する比較器３０と、ピークホ
ールダＩ２８のピーク値とピークホールダＧ２６のピー
ク値を比較する比較器３１と、比較器２９、３０、３１
の２値化情報を保持し記憶回路３６の２値化情報と併せ
て第１番目の２値化情報を構成する第１ラッチ３２と、
第１ラッチ３２の内容に応じてピークホールダＧ、Ｈ、
Ｉのどれに第１回目のオフセットを付加するかを（表
３）のデコード方式に従い決定するオフセットデコーダ
３３と、上記オフセットデコーダ３３の指令に従って所
定のオフセット値をピークホールダＧ、Ｈ、Ｉのどれか
１つに付加するオフセット付加器３４と、オフセット付
加器３４によりオフセットを付加されたピークホールダ
と対応するピークホールダとの比較結果を保持して第２
番目の２値化情報を形成する第２ラッチ３５と、さら
に、第２番目の２値化情報の結果にしたがって、第２回
目のオフセットを付加すべきピークホルダの選定と付加
すべき第２回目のオフセット値をオフセット付加器に指
令し、第２回目のオフセット値を付加したピークホルダ
と対応するピークホルダとの比較を行い、第３番目の２
値化情報を第３ラッチに形成し、さらに、上記動作を繰
り返して、第Ｎ番目の２値化情報を第Ｎラッチ３８に形
成し、結果上記第１ラッチから第Ｎラッチまでの２値化
情報を用いてデータヘッドのサーボトラックに対する相
対的位置関係をトラック幅の１／（２^N）まで詳細に判
別するヘッド位置情報判別要素３７とにより構成され
る。

【００７２】上記に述べた構成をすることにより、ヘッ
ド位置情報認識装置１０はデータヘッドのサーボトラッ
クに対する相対的位置関係をトラック幅の１／（２^N）
まで詳細に判別することが可能となる。よって、トラッ
クアクセス制御時に、データヘッドの移動速度を従来の
Ｎ倍の高い分解能で認識でき、精度の高い速度制御を可
能にする。尚、ヘッド位置情報判別要素３７は、（表
１）、（表２）、（表３）、（表４）を用いたデータヘ
ッドの位置判別をＲＯＭテーブル等を利用したハードウ
ェアで行っても良いし、また、μＣＰＵ等を利用したソ
フトウェアで行っても良い。

【００７３】尚、この時のヘッド位置情報判別要素３７
は、ＲＯＭテーブル等のハードウェアだけで構成する事
も可能であるが、１チップμＣＰＵ等のハードウェアと
ソフトウェアを用いて構成しても良い。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明のヘッド位置認識方
法は、記録媒体上の周方向に離散的なサーボセクタを埋
め込み形成し、そのサーボセクタには少なくとも２４ト
ラックを周期とする４種類のサーボパターンを設け、速
度制御時に、ヘッドのサーボセクタ間での移動距離が２
４トラックまでヘッドのサーボセクタ間での平均移動速
度を正しく計算出来るよう構成している。

【００７５】例えば、上記トラックピッチＸtp＝１２μ
ｍ、サンプル周期Ｔs＝３００μｓｅｃの場合、サーボ
パターンを少なくとも２４トラック周期とする事によ
り、最高速度Ｖmax＝９６ｃｍ／ｓとする事が出来る。
また、サーボパターンを３６トラック周期とする事によ
り、最高速度Ｖmax＝１４４ｃｍ／ｓとする事が出来
る。よって、サーボセクタ間でのヘッド移動距離算出限
界が向上し、速度検出範囲が従来方式の２倍もしくは３
倍にする事が可能となる。結果、より高速で短時間のト
ラックシーク（アクセス）性能を実現することが可能に
なるという作用がある。また、実施例の説明の中でも
述べたように、新たに追加したサーボパターンＭ、Ｎに
よって生じるサーボ領域の増大は、容量換算でたかだか
０．１〜０．２％程度であり、設計で吸収可能な範囲で
ある。

【００７６】本発明のヘッド速度演算方法は、Ｐ個前に
通過したサーボセクタから現在通過中のサーボセクタま
でのヘッド移動距離を基にヘッド移動速度を演算する方
法であった、上記Ｐ個前に通過したサーボセクタで演算
されたヘッド移動距離に第１のオフセットを加えた第１
のヘッド移動距離と、上記Ｐ個前に通過したサーボセク
タで演算されたヘッド移動距離から第２のオフセットを
減じた第２のヘッド移動距離とを作成し、現在のサーボ
セクタにて演算されるヘッド移動距離が、上記第１と第
２のヘッド移動距離との間にないときは、上記演算され
たヘッド移動距離にＭを加えた値を真のヘッド移動距離
としてヘッド移動速度を演算する方法である。

【００７７】この方法は、サーボセクタが短い繰り返し
周期しかもたないサーボパターンで形成されていても、
以前演算したヘッド移動距離を基に現在のサーボセクタ
で求められるべき真のヘッド移動距離の範囲を推定し、
式１で演算されるヘッド移動速度を真のヘッド移動速度
となるよう補正する機能を有している。結果、サーボパ
ターンの繰り返し周期にヘッド移動速度の上限が制限さ
れることなくヘッド移動速度を演算できるため、より高
速で短時間のトラックシーク（アクセス）性能を実現す
ることが可能になるという効果がある。

【００７８】又、上記ヘッド位置認識方法とヘッド速度
演算方法を用いたヘッド移動速度制御装置は、離散的に
形成したサーボセクタに少なくとも２４トラックを周期
とする４種類のサーボパターンを設けたことによる速度
検出範囲の増大という利点と、サーボパターン繰り返し
周期に制限される事なくヘッド移動速度のダイナミック
レンジを拡大できるという利点を合わせ持っている。よ
って、より高速で短時間のトラックシーク（アクセス）
性能を実現することが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるサーボセクタの
具体的サーボパターン図

【図２】図１のサーボセクタをデータヘッドが横切った
ときの再生波形図

【図３】同実施例におけるデータヘッドがサーボセクタ
上を低速移動したときの再生出力状態図

【図４】同実施例におけるデータヘッドがサーボセクタ
上を低速移動したときの信号Ｇ、信号Ｈ、信号Ｉの再生
出力状態図

【図５】本発明のヘッド速度演算方法を説明するフロー
チャート

【図６】本発明の第１の実施例におけるヘッド位置決め
装置の基本ブロック図

【図７】同実施例のサーボ情報復調器とヘッド位置情報
認識手段のブロック図

【図８】従来のサーボセクタの具体的サーボパターン図

【図９】図８のサーボセクタをデータヘッドが横切った
ときの再生波形図

【符号の説明】

１回転可能な記録媒体２サーボセクタ３データセクタ４情報トラック５データヘッド６ＶＣＭポジショナ８サーボ情報復調器９トラック内位置デコーダ１０ヘッド位置情報認識装置１１速度指令器１２速度演算手段１７電流ドライバ１８バースト部１９イレース部２０サブトラックコード２１位置情報２２再生信号Ｇのピークホルド値２３再生信号Ｈのピークホルド値２４再生信号Ｉのピークホルド値２５再生信号Ｉにオフセット0.5を付加した後のピー
クホルド値２６，２７，２８ピークホルダ２９，３０，３１比較器３２第１ラッチ３３オフセットデコーダ３４オフセット付加器３５第２ラッチ３７ヘッド位置情報判別要素３９２値化回路４０イレース部検出器４１セクタカウンタ及びゲート発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 21/08 G11B 21/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能な記録媒体の周方向にサーボセク
タを離散的に形成し、このサーボセクタは３トラックを
周期とする少なくとも３位相の第１のサーボパターン
と、少なくとも２４トラックを周期とし且つ互いに少な
くとも６トラックのずれを持ち少なくとも２位相のパタ
ーンからなる第２のサーボパターンと、１２トラックを
周期とし且つ互いに３トラックのずれを持ち少なくとも
２位相のパターンからなる第３のサーボパターンと、６
トラックを周期とし第３のサーボパターンとの間で少な
くとも１．５トラックのずれを持つ第４のサーボパター
ンとで構成され、前記記録媒体上の４種類のサーボパタ
ーンから得られる再生信号に従って、第２のサーボパタ
ーンを用いて多くとも１０トラックの範囲にまで弁別
し、第３と第４のサーボパターンを用いて、３トラック
の範囲にまで弁別し、第１のサーボパターンを用いてヘ
ッド位置を１トラック以下の領域にまで弁別するヘッド
位置認識方法。
【請求項２】第１、第２、第３及び第４のサーボパター
ンは、それぞれ少なくとも１つのダイビットパターンを
含んで形成される請求項１記載のヘッド位置認識方法。
【請求項３】複数の記録面を備えた記録媒体のそれぞれ
の面の周方向に離散的なサーボセクタを形成し、上記サ
ーボセクタにはＮトラック周期（Ｎは整数）のサーボパ
ターンを設け、上記サーボパターンはＭ個（Ｍ≧Ｎ）の
サブトラックコードで分割され、サーボセクタを通過す
る毎にヘッドで時系列的に検出されるサブトラックコー
ドとＰ個前（Ｐは整数）に通過したサーボセクタで検出
されたサブトラックコードとの差分からヘッド移動距離
を求め、ヘッド移動速度を演算する際にＰ個前に通過し
たサーボセクタで演算されたヘッド移動距離に第１のオ
フセットを加えた第１のヘッド移動距離と、上記Ｐ個前
に通過したサーボセクタで演算されたヘッド移動距離か
ら第２のオフセットを減じた第２のヘッド移動距離とを
作成し、現在のサーボセクタにて演算される上記ヘッド
移動距離が、上記第１のヘッド移動距離よりも大きいと
きは上記演算されたヘッド移動距離からＭを減じた値を
真のヘッド移動距離とし、また、上記現在のサーボセク
タにて演算されるヘッド移動距離が、上記第２のヘッド
移動距離よりも小さいときは上記演算されたヘッド移動
距離にＭを加えた値を真のヘッド移動距離としてヘッド
移動速度を演算するヘッド速度演算方法。
【請求項４】第１のオフセット及び第２のオフセット
は、ヘッド移動用アクチュエータの発生する加速度で加
減速した時のＰ個のサーボセクタ間に移動可能なヘッド
移動距離を基に作成する請求項３記載のヘッド速度演算
方法。
【請求項５】回転可能な記録媒体と、この記録媒体の周
方向に形成された請求項１記載のサーボセクタと、上記
記録媒体の情報を少なくとも再生可能なデータヘッド
と、上記データヘッドの再生信号から前記離散的なサー
ボセクタに含まれているサーボ情報を取り出すサーボ情
報復調手段と、上記データヘッドとトラックの相対的位
置関係を請求項１記載のヘッド位置認識方法に基づき認
識できるよう構成したヘッド位置情報認識手段と、上記
ヘッド位置情報認識手段の出力により目標トラックまで
の距離に応じてトラックアクセス速度指令を出力する速
度指令手段と、上記ヘッド位置情報認識手段の出力によ
りデータヘッドの記録媒体半径方向の移動速度を算出す
る速度演算手段と、データヘッドを上記記録媒体半径方
向の任意の位置に移動させるポジショナ手段とを備え、
トラックアクセス制御は前記速度指令手段と速度演算手
段との速度誤差に基づく信号をポジショナ手段に帰還す
る事により構成されたヘッド移動速度制御装置。
【請求項６】データヘッドとトラックの相対的位置関
係を情報トラック幅の１／（２^N）まで微細に認識でき
るよう構成したヘッド位置情報認識手段は、第１のサー
ボパターンそれぞれの再生信号振幅のピーク値をそれぞ
れ記憶する少なくとも２つのピークホルダ要素と、上記
少なくとも２つのピーク値をそれぞれ比較する少なくと
も１つの比較要素と、比較要素の出力を記憶して第１番
目の２値化情報を保持する第１ラッチ要素と、第１ラッ
チ要素の内容に応じてどのピークホルダ要素にオフセッ
トを加えるかを決定するオフセットデコーダ要素と、オ
フセットデコーダ要素の指令にもとずき所定のピークホ
ルダ要素にオフセットを付加するオフセット付加要素
と、オフセットを付加したピークホルダ要素と付加しな
いピークホルダ要素とを再度上記比較要素を用いて比較
し、その結果を一時的に記憶して第２番目の２値化情報
を保持する第２ラッチ要素と、第Ｎ番目までの２値化情
報をラッチするＮ個のラッチ要素と、上記第１ラッチ要
素から第Ｎラッチ要素までの内容を用いてデータヘッド
のトラックに対する相対的位置関係を情報トラック幅の
１／（２^N）まで検出するヘッド位置情報判別要素とに
より構成された請求項５記載のヘッド移動速度制御装
置。