JP2995777B2

JP2995777B2 - ヘッドの位置決め方式

Info

Publication number: JP2995777B2
Application number: JP2021116A
Authority: JP
Inventors: 紀夫西田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JPH03225684A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば磁気ディスク装置においてセクター
サーボ方式で記録再生ヘッドのトラックの幅方向の位置
決めを行なう際に使用して好適なヘッドの位置決め方式
に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば磁気ディスク装置においてセクター
サーボ方式で記録再生ヘッドのトラックの幅方向の位置
決めを行なう際に使用して好適なヘッドの位置決め方式
に関し、記録媒体上に並列に形成されたトラックに沿っ
て次第に1/2トラックピッチずつ偏位させて４相の夫々
１トラックピッチ幅のバーストパターンを形成し、これ
ら４相の内の１組の逆相のバーストパターンからヘッド
によって再生した逆相の信号及び他の１組の逆相のバー
ストパターンからヘッドによって再生した逆相の信号よ
り互いに位相が1/2トラックピッチ異なる２相のトラッ
ク位置信号を生成し、これら２相のトラック位置信号の
一方における不感帯部分を他方のトラック位置信号によ
って補うことによって１トラックピッチ内でそのヘッド
の変位量に比例して変化する狭範囲トラック位置信号を
生成し、１トラックピッチ毎に階段状に変化するアドレ
ス信号とその狭範囲トラック位置信号とより１トラック
ピッチを超える範囲でそのヘッドの変位量に比例して変
化する広範囲トラック位置信号を生成し、この広範囲ト
ラック位置信号及びその狭範囲トラック位置信号を用い
てそのヘッドのその記録媒体上におけるトラックの幅方
向の位置決めを行なうことにより、位置決めサーボ機構
をより安定に動作させることができると共にアクセスタ
イムの短縮ができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の内の所謂ハードディスク装置は、
スピンドルに記録媒体としての磁気ディスクを１枚〜数
枚取付け、このスピンドルを回転させた状態で半径方向
に１対〜数対の記録／再生ヘッドを動かすことによりそ
れら磁気ディスクの所定部分で信号の記録又は再生を行
なう。それら磁気ディスクの１面は円周方向には例えば
50個のセクターに分割され、半径方向には例えば800本
のトラックに分割され、セクター番号及びトラック番号
（トラックアドレス）によって記録又は再生する領域を
指定することができる。

その磁気ディスク上の半径方向の記録／再生ヘッドの
位置決めを行なって、そのヘッドを所定のトラックアド
レスを有するトラックの中心軸上に保持するための制御
方法には、ステッピングモータによる開ループ制御とボ
イスコイルモータ（VCM）による閉ループ制御とがあ
る。前者はアクセスタイムが遅いため通常後者が使用さ
れるが、後者の場合、ボイスコイルモータ自体には位置
検出機能がないため、別途位置を検出するための機構が
必要である。そして、ボイスコイルモータによる閉ルー
プ制御方式はその位置検出の機構によって、位置検出に
外部センサーを用いる外部センサー方式、磁気ディスク
の一面に位置信号を記録してサーボ専用に用いるサーボ
面サーボ方式、磁気ディスクの全てにデータとサーボ用
位置信号（バーストパターンとして記録される信号）を
時分割で記録するセクターサーボ方式に分かれる。

これらの内で、外部センサー方式は磁気ディスク面に
対しては開ループ制御であるため、サーマルオフトラッ
ク等の補正が必要になると共に外部センサーの機構によ
り製造コストが高くなる。また、サーボ面サーボ方式は
磁気ディスクの一面全部がサーボ専用となってしまうの
で、磁気ディスクが１枚又は２枚程度のハードディスク
装置には実用的でない。一方、セクターサーボ方式には
上述の不都合は生じない。

第６図は従来のセクターサーボ方式が適用される磁気
ディスクの一面に形成されたサーボパターンを示し、こ
の第６図において、Ｒは半径方向、φは円周方向を示
し、この円周方向φに沿ってデータセクター（2A）及び
（2B）に挟まれる形でサーボセクター（１）が確保され
ており、データセクター（2A）及び（2B）には半径方向
Ｒに一定ピッチT_PでトラックアドレスがＮ−1,N,N＋1,
…のデータ記録用のトラックが形成されている。これら
のトラックアドレスがＮ−1,N,N＋1,…のトラックの中
心軸を夫々（3A），（3B），（3C），…とする。

サーボセクター（１）において、データセクター（2
A）との境界部から円周方向φに、半径方向Ｒに連続な
サーボ引込み用のパターンであるサーボヘッダ（４）及
び各トラックアドレスを示すアドレスパターン（５）が
形成され、このアドレスパターン（５）に続いてトラッ
ク中心軸（3A），（3B），（3C），…の間に１トラック
置きに幅T_W（T_W＜T_P）のＡ相バーストパターン（６）が
形成され、このＡ相バーストパターン（６）に続いてこ
のパターン（６）を半径方向Ｒに１トラックピッチT_Pだ
け偏位させた形で幅T_WのＢ相バーストパターン（７）が
形成され、このＢ相バーストパターン（７）からデータ
セクター（2B）との境界部にかけて半径方向Ｒに連続な
正規化用のＣ相バーストパターン（８）が形成されてい
る。バーストパターン（６），（７），（８）には夫々
円周方向φに所定ピッチで交流磁界が記録され、サーボ
ヘッダ（４）及びアドレスパターン（５）には夫々円周
方向φに所定パターンの磁界が記録されている。

（９）は記録／再生（R/W）ヘッドを示し、このヘッ
ド（９）はＲ方向に摺動自在に図示省略したヘッドポジ
ショナに支持されている。第６図例において、磁気ディ
スクを円周方向φの逆方向に一定の角速度で高速回転さ
せた場合のヘッド（９）による再生信号は、このヘッド
（９）が半径方向Ｒに沿って位置（10A）又は（10B）に
在るときに夫々第７図Ａ又はＢに示す如くなる。この第
７図Ａ及びＢの横軸は円周方向の角度軸φであるが、こ
の磁気ディスクを一定の角速度で回転させた場合には、
この横軸は時間軸ｔともみなすことができる。また、こ
の第７図Ａ及びＢにおいて、細線は実際の再生信号、太
線はこの再生信号の包絡線を示し、サーボヘッダ（４）
から再生された信号であるトリガー信号TSによって定ま
る時点t₀を基準としてそれぞれ時点t₁,t₂及びt₃におけ
る包絡線の振幅が夫々Ａ相バーストパターン（６）より
再生されたサーボ信号S_A,B相バーストパターン（７）よ
り再生されたサーボ信号S_B及びＣ相バーストパターン
（８）より再生された基準サーボ信号S_Cとみなされる。
また、アドレスパターン（５）に対応してアドレス信号
ADSが再生される。この場合、位置（10A）ではヘッド
（９）はパターン（６）とパターン（７）との中間を通
過するため第７図Ａにおけるサーボ信号S_A及びS_Bの値は
等しいが、位置（10B）ではヘッド（９）はパターン
（７）に寄っているため第７図Ｂにおけるサーボ信号S_A
の値はサーボ信号S_Bの値よりも小さくなっている。

その第７図におけるサーボ信号S_A及びS_Bをヘッド
（９）の半径方向Ｒの位置の関数としてトラック中心軸
（3B）を中心としてプロットしたものが夫々第８図Ｂ及
びＣであり、この第８図Ａには対応するヘッド（９）及
びバーストパターン（６），（７）の配置を示す。この
第８図において、磁気ディスクが円周方向φと逆方向に
高速回転し、ヘッド（９）が半径方向Ｒに比較的遅い一
定の速度Ｖで摺動するときには、第８図の横軸Ｒは時間
軸ｔとも考えることができる。

この従来例においては、トラック中心軸（3A），（3
B），（3C）のピッチT_Pとヘッド（９）及びバーストパ
ターン（６），（７）の夫々の幅T_WとはT_W＜T_Pの関係に
あるため、サーボ信号S_A及びS_Bは夫々位置Ｒに関してピ
ッチが2T_Pの三角波状の周期的信号になると共に、１ピ
ッチの中に幅W₁が２（T_P−T_W）の不感帯（35）及び（3
6）が含まれている。この不感帯を除去するために、そ
れらサーボ信号S_AとS_Bとは位相が180゜異なることを利
用して、次式によってトラック位置信号S_X（第８図Ｄ）
を算出する。

S_X＝（S_A−S_B）/S_C …（１）式（１）において、S_A−S_Bを基準サーボ信号S_Cで除算
するのは正規化を行なうためである。このトラック位置
信号S_Xはピッチ2T_Pで平均レベルが０の略三角波とな
り、サーボ信号S_A及びS_Bに見られる不感帯は解消されて
いるため、より高精度な位置情報が得られる。

一般にヘッド（９）を半径方向Ｒに摺動させて或る目
的アドレスを有するトラック上に位置させる場合には、
そのヘッド（９）を半径方向Ｒに所定の速度で移動する
ための速度サーボ機構及びそのヘッド（９）をその目的
アドレスを有するトラックのトラック中心軸上に固定す
るための位置サーボ機構が使用される。その速度サーボ
機構を動作させるための速度信号は第８図Ｄのトラック
位置信号S_Xを時間ｔで微分することによって得られる。
トラック位置信号S_Xを時間ｔで微分すると、第８図Ｅに
示す如く、バーストパターン（６）の中心の位置R₁から
正方向及びバーストパターン（７）の中心の位置R₂から
負方向には夫々値が負の曲線C₁及びC₂が得られる。これ
らの曲線C₁及びC₂の符号を反転して得られる実線の曲線
が速度信号V_Xとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、トラック位置信号S_Xのサーボ信号S_Aの
不感帯（35）及びサーボ信号S_Bの不感帯（36）に対応す
る領域での傾きの絶対値をV₁、それ以外の領域での傾き
の絶対値をV₀とすると、 V₁＝V₀/2 …（２）が成立するため、速度信号V_Xは第８図Ｅに示す如く不感
帯（35）及び（36）に対応する領域で大きく凹む如くな
る。即ち、従来例ではヘッド（９）が半径方向Ｒに一定
速度で移動しても得られる速度信号V_Xは最大レベルがV₀
且つ最小レベルがV₁の矩形波状に変化することになる。
従って、この速度信号V_Xを用いて速度サーボ機構を動作
させると、ヘッド（９）の半径方向Ｒの速度にムラが生
じ、結果として所望のアドレスを有するトラックへの高
速アクセス時のアクセスタイムを短縮できない不都合が
あった。

また、従来例では１トラックピッチT_P内でのトラック
位置信号S_Xもヘッド（９）の半径方向Ｒの位置に対して
完全には直線的な関係にないため、そのトラック位置信
号S_Xを用いて最終的にヘッド（９）を所望のトラックの
トラック中心軸上に位置させるための位置サーボ機構を
動作させた場合にも、位置決めが安定に行なわれない不
都合がある。

更に、従来例においては、第８図Ｅの曲線C₁及びC₂の
符号を反転するか否かをアドレスパターン（５）（第６
図参照）より再生された当該トラックのアドレスの偶奇
等によって判定しているが、反転のタイミングの調整に
手間取る不都合がある。

本発明は斯かる点に鑑み、位置決めサーボ機構（位置
サーボ機構及び速度サーボ機構）をより安定に動作させ
ることができ、結果としてアクセスタイムをより短縮で
きるヘッドの位置決め方式を提案することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるヘッドの位置決め方式は、記録媒体上に
並列に形成されたトラックに沿って次第に1/2トラック
ピッチ（T_P/2）ずつ偏位させて４相の夫々１トラックピ
ッチT_P幅のバーストパターン（30,31,32,33）を形成
し、この４相の内の１組の逆相のバーストパターン（3
0,31）からヘッド（11）によって再生した逆相の信号
U_P,U_Q及び他の１組の逆相のバーストパターン（32,33）
からヘッド（11）によって再生した逆相の信号U_A,U_Bよ
り互いに位相が1/2トラックピッチ（T_P/2）異なる２相
のトラック位置信号U_X,U_Yを生成し、この２相のトラッ
ク位置信号U_X,U_Yの一方における不感帯部分を他方のト
ラック位置信号によって補うことによって１トラックピ
ッチT_P内でそのヘッド（11）の変位量に比例して変化す
る狭範囲トラック位置信号S₁を生成し、１トラックピッ
チT_P毎に階段状に変化するアドレス信号N₁とその狭範囲
トラック位置信号S₁とより１トラックピッチT_Pを超える
範囲でそのヘッド（11）の変位量に比例して変化する広
範囲トラック位置信号S_Zを生成し、この広範囲トラック
位置信号S_Z及びその狭範囲トラック位置信号S₁を用いて
そのヘッド（11）のその記録媒体上におけるトラックの
幅方向（Ｒ方向）の位置決めを行なうようにしたもので
ある。

〔作用〕

斯かる本発明によれば、それら４相の内の他の１組の
逆相のバーストパターン（32,33）は例えば第４図Ａに
示す如く幅が夫々１トラックピックT_Pであるため、これ
らバーストパターン（32,33）を同一トラック上に配列
するとすれば、その同一のトラックの全長の領域に亘っ
て抜けがなくバーストパターンが存在することになる。
従って、これら逆相の信号U_A及びU_Bの和信号（U_A＋U_B）
はヘッド（11）の幅によって定まる一定の値となるた
め、この和信号（U_A＋U_B）を正規化用の信号として使用
することができ、別途正規化用の基準パターンを設ける
必要がない。一方、従来例では第８図に示す如く、逆相
のバーストパターン（6,7）を同一トラック上に配列し
ても、その同一トラックには抜けが生じるため、個々の
サーボ信号S_AとS_Bとの和信号（S_A＋S_B）は一定とならず
別途正規化用の基準パターン（８）が必要となる。

また、本発明によれば、互いに位相が1/2トラックピ
ッチ（T_P/2）異なる２相のトラック位置信号U_X,U_Yが生
成されるが、これら２相のトラック位置信号U_X,U_Yは不
感帯（ヘッド（11）の変位量に対して信号が比例しては
変化しない領域）の位置も互いに1/2トラックピッチだ
け異なっているため、これら２相のトラック位置信号
U_X,U_Yの内の夫々ヘッド（11）の変位量に対して信号が
比例して変化する部分を組合わせることにより、１トラ
ックピッチT_P内でそのヘッド（11）の変位量に比例して
変化する狭範囲トラック位置信号S₁が生成される。

また、例えば各トラック毎に付されたアドレスより形
成される信号である１トラックピッチT_P毎に階段状に変
化するアドレス信号N₁に、その狭範囲トラック位置信号
S₁を圧縮又は伸張した信号を加算することにより、その
アドレスが付された全トラックに亘り（即ち、１トラッ
クピッチT_Pを超える範囲で）その再生ヘッド（11）の変
位量に比例して変化する広範囲トラック位置信号S_Zが生
成される。

従って、例えばこの広範囲トラック位置信号S_Zを時間
で微分することによってヘッド（11）の速度に完全に比
例する速度信号が得られるため、この速度信号を用いて
速度サーボ機構を良好に動作させることができる。ま
た、所望のトラックのトラック中心軸の近傍にヘッド
（11）が達した後には、狭範囲トラック位置信号S₁を用
いて位置サーボ機構を動作させることにより、そのヘッ
ド（11）を所望のアドレスを有するトラックのトラック
中心軸上に良好に位置決めすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例につき第１図〜第５図を参照
して説明しよう。本例はハードディスク装置の磁気ディ
スク上で記録／再生ヘッドを半径方向（トラックの幅方
向）に位置決めする場合に本発明を適用したものであ
り、この第２図において第６図に対応する部分には同一
符号を付してその詳細説明は省略する。

第１図は本例のハードディスク装置の位置決め回路を
示し、この第１図において、（11）は記録／再生（R/
W）ヘッド、（12）はボイスコイルモータ（VCM）であ
り、このヘッド（11）をボイスコイルモータ（12）によ
って磁気ディスクの半径方向に移動させる。このヘッド
（11）より再生された信号を再生増幅器（13）を介して
包絡線検波器（14）、サーボヘッダ（15）及びアドレス
デコーダ（16）に供給し、サーボヘッダ検出器（15）に
て検出されるサーボセクターを示すトリガー信号TSをタ
イミング回路（17）に供給し、タイミング回路（17）は
そのトリガー信号TSによって定まる時点t₀を基準として
各種タイミングパルスを生成し、これらのタイミングパ
ルスをアドレスデコーダ（16）及びサンプル／ホールド
（S/H）回路（19A），（19B），（19P），（19Q）に供
給する。アドレスデコーダ（16）はその時点t₀から所定
時間経過後に再生信号よりアドレス信号ADSを抽出し
て、このアドレス信号ADSを位置検出回路（18）に供給
し、位置検出回路（18）はこのアドレス信号ADSをデコ
ードして、値がΔＮずつ階段状に変化すると共に現在そ
のヘッド（11）が位置しているトラックのアドレスに対
応する粗いトラック位置信号N₁（第５図Ｅ参照）を生成
する。

包絡線検波器（14）より出力される包絡線信号を共通
にサンプル／ホールド（S/H）回路（19A），（19B），
（19P），（19Q）に供給し、これらS/H回路（19A）〜
（19Q）は時点t₀を基準として夫々時点t₆,t₇,t₄及びt₅
にその包絡線信号を保持してサーボ信号U_A,U_B,U_P,及びU
_Qを得る。この場合、後述の如くサーボ信号U_AとU_Bとは
互いに位相が180゜異なると共に、サーボ信号U_PとU_Qと
は互いに位相が180゜異なる如くなされている。更に、
サーボ信号U_PとU_Aとは互いに位相が90゜異なる如くなさ
れている。

上述の如きサーボ信号U_A〜U_Qを得るための磁気ディス
ク上のサーボセクターにおけるサーボパターンの一例を
第２図に示し、この第２図において、データセクター
（2A）及び（2B）には半径方向Ｒに一定ピッチT_Pで並列
に（同芯円状に）トラックが形成されている。この磁気
ディスクを円周方向φと逆方向に一定の角速度で高速回
転すると共に、幅T_W（T_W＜T_P）のヘッド（11）を半径方
向Ｒの所定位置に移動させることにより、そのヘッド
（11）を所望のアドレスを有するトラックのトラック中
心軸（3A），（3B），（3C），…に沿って相対的に円周
方向φに駆動することができる如くなされている。

このデータセクター（2A）と（2B）との間のサーボセ
クター（１）において、データセクター（2A）との境界
部より円周方向φに順次、サーボヘッダ（SH）（４）、
例えば偶数アドレスのトラックのトラック中心軸（3
B），（3D），…に沿う幅がT_PのＰ相バーストパターン
（30）、奇数アドレスのトラックのトラック中心軸（3
A），（3C），…に沿う幅がT_PのＱ相バーストパターン
（31）、Ｐ相バーストパターン（30）を半径方向ＲにT_P
/2だけ偏位させたＡ相バーストパターン（32）及びＱ相
バーストパターン（31）を半径方向にT_P/2だけ偏位させ
たＢ相バーストパターン（33）を形成し、このＢ相バー
ストパターン（33）とデータセクター（2B）の境界部と
の間に各トラックのアドレス信号が記録されている夫々
幅がT_Pのアドレスパターン（34）を形成する。即ち、バ
ーストパターン（30）〜（33）は夫々半径方向に１トラ
ックピッチT_P置きに幅T_Pで所謂ベタ記録によって形成す
ると共に、Ｐ相バーストパターン（30）を基準とすると
他のバーストパターン（31），（32）及び（33）は半径
方向に夫々T_P,T_P/2及び−T_P/2だけ偏位させる如くな
す。この場合、バーストパターン（30）〜（33）の半径
方向Ｒのピッチは２トラックピッチ（2T_P）に等しいた
め、２トラックピッチ（2T_P）を360゜とした場合、バー
ストパターン（30），（31），（32），（33）の位相は
夫々０゜,180゜,90゜，−90゜になる。また、本例では
アドレスパターン（34）も所謂ベタ記録によって個々の
トラック用のアドレスパターンを夫々幅T_Pで記録してい
る。

第３図は第２図例のサーボパターンによるヘッド（1
1）からの再生信号の一例を示し、サーボヘッダ（４）
を再生して得られるトリガー信号TSによって定まる時点
t₀を基準として、順次時点t₄,t₅,t₆及びt₇でその再生信
号の包絡線の振幅を保持することによってサーボ信号
U_P,U_Q,U_A及びU_Bが得られる。磁気ディスクを円周方向φ
と逆方向に一定の角速度で高速回転した状態でヘッド
（11）を半径方向Ｒに移動させて、それらサーボ信号U_A
及びU_Bを半径方向の位置Ｒの関数としてプロットした線
図を第４図Ｂ及びＣに示し、第４図Ａには対応するサー
ボパターンを示す半径方向Ｒにヘッド（11）を一定速度
で移動するものとすれば、第４図の横軸の単位は位置Ｒ
及び時間ｔの何れでもよい。

本例では、個々のＡ相バーストパターン（32）の幅は
T_P、ヘッド（11）の幅はT_W（T_W＜T_P）と仮定されている
ため、サーボ信号U_Aには第４図Ｂに示す如く、ヘッド
（11）が変位しても信号が変化しない領域である幅W
₂（＝T_P−T_W）の不感帯（37A）及び（37B）が存在す
る。また、Ｂ相バーストパターン（33）によるサーボ信
号U_Bはサーボ信号U_Aを半径方向ＲにT_Pだけ移動させた信
号となり、サーボ信号U_A及びU_Bのピッチは２トラックピ
ッチ（2T_P）に等しいと共に、このサーボ信号U_Bにおけ
る不感帯（38A）及び（38B）は夫々サーボ信号U_Aにおけ
る不感帯（37A）及び（37B）と重なる。この場合、個々
のバーストパターン（32）及び（33）の半径方向Ｒの幅
は夫々T_Pであるため、ヘッド（11）が半径方向Ｒに移動
した場合、バーストパターン（33）または（32）のいず
れかを抜けなく再生することができる。従って、サーボ
信号U_A及びU_Bの和信号はヘッド（11）の幅T_Wによって定
まる一定の値U_Oとなる。従って、本例によればこのサー
ボ信号U_A及びU_Bの和信号U_Oを用いることによって信号の
正規化を行なうことができるので、別途正規化用の基準
バーストパターンを形成する必要がない利益がある。こ
のことは、サーボセクター（１）の長さを短縮でき、デ
ータをより多く記録できることを意味する。

第１図に戻り、サーボ信号U_A及びU_Bを演算回路（20）
に供給し、サーボ信号U_P及びU_Qを演算回路（21）に供給
し、これら演算回路（20）及び（21）は夫々次式に従っ
てトラック位置信号U_X及びU_Yを生成する。

U_X＝（U_A−U_B）／（U_A＋U_B） …（３） U_Y＝（U_P−U_Q）／（U_P＋U_Q） …（４）式（３）において差信号（U_A−U_B）を和信号（U_A＋
U_B）で除算するのは、和信号（U_A＋U_B）がヘッド（11）
の位置に依らず一定の値U_Oであることを用いて、信号U_X
を正規化するためであり、信号U_Xは第４図Ｄに示す如く
なる。また、サーボ信号U_P及びU_Qは夫々サーボ信号U_B及
びU_Aを半径方向ＲにT_P/2だけ移動させたものであるた
め、式（４）によって生成されるトラック位置信号U_Yは
第４図Ｅに示す如くトラック位置信号U_Xを半径方向Ｒに
−T_P/2（位相では−90゜）だけ移動させたものとなり、
トラック位置信号U_Yの不感帯の領域は信号U_Xにおける不
感帯の領域と重なることはない。

第１図において、（22）は補正回路を示し、この補正
回路（22）はそれら位相が90゜異なる２相のトラック位
置信号U_X及びU_Yより以下に示す不感帯が除かれた信号S₁
を生成する。この場合、トラック中心軸（3C）、（3B）
及び（3A）の半径方向Ｒでの位置を夫々R₃、R₀及びR₈、
サーボ信号U_Aの（即ちトラック位置信号U_Xの）一方の不
感帯（37A）の両端の位置をR₄及びR₅（R₄＜R₅）、他方
の不感帯（37B）の両端の位置をR₆及びR₇（R₅＜R₆＜
R₇）とすると共に、トラック位置信号U_x及びU_Yの最大値
及び最小値を夫々U_M及び−U_Mとする。また、領域R₄＜Ｒ
＜R₅の中点の位置をR₉、領域R₆＜Ｒ＜R₇の中点の位置を
R₁₀とすると、位置R₉及びR₁₀は夫々トラック位置信号U_Y
のゼロクロス点に相当すると共に線分▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼の長さは夫々
T_W/2となる。

第４図Ｄ及びＥの領域R₄≦Ｒ＜R₉においては、U_X＜０
且つ−U_M（T_P−T_W）/T_W≦U_Y＜０が成立し、領域R₉≦Ｒ
＜R₅においては、U_X＜０且つ０≦U_Y＜U_M（T_P−T_W）/T_W
が成立し、領域R₉≦Ｒ＜R₁₀及びR₁₀≦Ｒ＜R₇も同様にU_X
及びU_Yの値の範囲によって表わすことができるため、補
正回路（22）より出力される信号S₁は領域R₃≦Ｒ＜R₈の
中で次のように表わすことができる。但し、便宜上Ｆ＝U_M（T_P−T_W）/T_W …（５）と置く。

S₁＝U_X（U_X≦０且つU_Y＜−Ｆ） …（6A） S₁＝−U_M−Ｆ−U_Y ＝−U_M T_P/T_W−U_Y （U_X＜０且つ−Ｆ≦U_Y＜０） …（6B） S₁＝−U_M−Ｆ＋U_Y ＝−U_M T_P/T_W＋U_Y （U_X＜０且つ０≦U_Y＜Ｆ） …（6C） S₁＝U_X（Ｆ≦U_Y） …（6D） S₁＝U_M＋Ｆ−U_Y ＝U_M T_P/T_W−U_Y （U_X＞０且つ０＜U_Y≦Ｆ） …（6E） S₁＝U_M−Ｆ＋U_Y ＝U_M T_P/T_W−U_Y （U_X＞０且つ−Ｆ＜U_Y≦０） …（6F） S₁＝U_X（U_X≧０且つU_Y≦−Ｆ） …（6G）式（6A）〜（6G）の領域は夫々第４図Ｄ及びＥの領域
R₃≦Ｒ＜R₄、R₃≦Ｒ＜R₉、R₉≦Ｒ＜R₅、R₅≦Ｒ＜R₆、R₆
≦Ｒ＜R₁₀、R₁₀≦Ｒ＜R₇及びR₇≦Ｒ＜R₈、に対応する。
また、式（6A）及び（6G）は S₁＝U_X（U_Y≦−Ｆ） …（6H）とまとめることができる。

上述の式（6A）〜（6G）によって定まる信号S₁は、第
４図Ｆに示す如く、半径方向Ｒに対してピッチが2T_Pの
不感帯のない完全な三角波となる。また、長さが１トラ
ックピッチT_Pの領域R₉≦Ｒ＜R₁₀においては、ヘッド（1
1）の半径方向Ｒへの変位量に完全に比例して信号S₁は
変化するため、この信号S₁を狭範囲トラック位置信号S₁
と称する。

第１図に戻り、補正回路（22）より出力される狭範囲
トラック位置信号S₁をサーボ補償回路（23）及び速度信
号発生回路（24）に供給し、この速度信号発生回路（2
4）及び基準速度信号発生回路（25）の一方の入力端子
に位置検出回路（18）より出力される粗いトラック位置
信号N₁を供給し、その基準速度信号発生回路（25）の他
方の入力端子に目的アドレス設定回路（26）より出力さ
れる目的アドレス信号N₂を供給する。目的アドレス信号
N₂はヘッド（11）を移動させたいトラックのアドレスを
示すための値がΔＮずつ階段状に変化する信号である。
また、一方のトラック位置信号U_Yを図示省略した配線を
介して速度信号発生回路（24）及び基準速度信号発生回
路（25）に供給する。

サーボ補償回路（23）は所謂PID（比例、積分、微
分）制御によって狭範囲トラック位置信号S₁より位置サ
ーボ用の信号を生成し、この信号をスイッチ回路（28）
の一方の固定接点に供給する。基準速度信号発生回路
（25）は信号N₁とN₂との差信号（N₁−N₂）に応じて定ま
る基準速度信号V₂を減算器（27）の加算側入力端子に供
給すると共に、目的とするトラックに対して現在のヘッ
ド（11）の位置が±0.5トラック以内になったときには
制御信号Ｊを用いてスイッチ回路（28）の可動接点をサ
ーボ補償回路（23）側の固定接点に切換える如くなす。
現在のヘッド（11）の位置が目的とするトラックのトラ
ック中心軸（例えば第４図のトラック中心軸（3B））か
ら±0.5トラック以内になった場合には、信号N₁とN₂と
の差信号が０になると共に、第４図Ｅより明らかな如
く、トラック位置信号U_YがU_Y≧０を充足するようになる
ため、信号N₁とN₂との差信号及びトラック位置信号U_Yを
チェックすることによって、基準速度発生回路（25）は
ヘッド（11）の位置が目的とするトラックのトラック中
心軸に対して±0.5トラック以内になったか否かを確実
に識別することができる。

速度信号発生回路（25）は、先ず狭範囲トラック位置
信号S₁（第５図Ｂ）の内で半径方向Ｒに対して傾きが負
の部分の符号を反転して信号S₂（第５図Ｃ）を生成す
る。信号S₁の傾きが負の部分においては第５図Ａに示す
如くトラック位置信号U_Yの値が常に負になるためこの信
号U_Yをチェックすることによって狭範囲トラック位置信
号S₁の傾きの負の部分の符号を正確に反転することがで
きる。次に、速度信号発生回路（24）はその信号S₂の振
幅を粗いトラック位置信号N₁のステップ量ΔＮと同一に
なるように設定すると共に、その信号S₂の最小値が０に
なるようにオフセット信号を加えることによって、第５
図Ｄに示す信号S₃を生成する。そして、この信号S₃を粗
いトラック位置信号N₁に加算することによって第５図Ｅ
に示す信号S_Zを生成する。この信号S_Zは磁気ディスクの
半径方向Ｒの全領域において、ヘッド（11）の変位量に
完全に比例して変化する信号であるため、この信号S_Zを
広範囲トラック位置信号と称する。

最後に、基準速度信号発生回路（25）はその広範囲ト
ラック位置信号S_zを時間で微分（ソフトウェア上では
「差分」に相当する。）して速度信号V_zを生成し、この
速度信号V_zを減算器（27）の減算側入力端子に供給す
る。本例の広範囲トラック位置信号S_zは磁気ディスク上
の全領域においてヘッド（11）の変位量に完全に比例し
て変化する信号であるため、その信号S_zを微分して得ら
れる速度信号V_zはヘッド（11）の半径方向Ｒの移動速度
に完全に比例した信号となり、本例によれば速度サーボ
機能を極めて安定に動作させることができ、結果として
所望のアドレスを有するトラックへのアクセスタイムを
短縮できる利益がある。

第１図に戻り、その減算器（27）より出力される速度
差信号ΔＶ（＝V₂−V_z）をスイッチ回路（28）の他方の
固定接点に供給し、このスイッチ回路（28）の可動接点
に現われる信号を電力増幅器（29）を介してボイスコイ
ルモータ（12）に供給する。

第１図例のヘッド（11）を所望のアドレスを有するト
ラックのトラック中心軸上へ移動させる場合の全体の動
作につき説明するに、先ず目的アドレス設定回路（26）
よりその所望のアドレスに対応する目的アドレス信号N₂
を基準速度信号発生回路（25）に供給する。

そして、初期状態では粗いトラック位置信号N₁と目的
アドレス信号N₂とは大きく異なるため、基準速度信号発
生回路（25）はスイッチ回路（28）の可動接点を減算器
（27）側の固定接点に接続すると共に、基準速度信号V₂
を減算器（27）に供給する。また、速度信号発生回路
（24）からはヘッド（11）の速度に完全に比例する速度
信号V_zが減算器（27）に供給され、この減算器（27）よ
り速度差信号ΔＶがスイッチ回路（28）及び電力増幅器
（29）を介してボイスコイルモータ（12）に供給される
ため、ヘッド（11）はその基準速度信号V₂で定まる速度
で半径方向Ｒで目的アドレスのトラックの方向へ高速に
移動する。

次に、ヘッド（11）の位置が所望のアドレスのトラッ
クのトラック中心軸から±0.5トラックピッチ（±0.5T
p）以内の位置に達すると、基準速度信号発生回路（2
5）によってスイッチ回路（28）の可動接点がサーボ補
償回路（23）側へ切換えられるため、サーボ補償回路
（23）にて生成される位置サーボ制御用の信号がスイッ
チ回路（28）及び電力増幅器（29）を介してボイスコイ
ルモータ（12）に供給されて、ヘッド（11）は所望のア
ドレスを有するトラックのトラック中心軸上に静止す
る。この場合、本例によれば、第４図Ｆに示す如く、サ
ーボ補償回路（23）に供給される狭範囲トラック位置信
号S₁は、トラック中心軸（例えば（3B））から±0.5T_p
の範囲内ではヘッド（11）の変位量に完全に比例して変
化する信号であるため、位置サーボ制御をも極めて安定
に行なうことができる利益がある。

尚、第１図例はハードウェア回路で表現されている
が、これらは大部分マイクロコンピュータのソフトウェ
アによって置換えることができることは明らかである。

尚、本発明は上述実施例に限定されず、例えばフレキ
シブルディスクの記録再生装置に適用するなど、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは
勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、狭範囲トラック位置信号及び広範囲
トラック位置信号を適宜切換えて使用することにより、
位置決めサーボ機構を安定に動作させることができると
共に所望のトラックへのアクセスタイムを短縮できる実
用上の利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の位置決め回路を示す構成
図、第２図は一実施例の磁気ディスク上のサーボパター
ンを示す要部の線図、第３図は第２図例のサーボパター
ンから再生された再生信号を示す信号波形図、第４図は
狭範囲トラック位置信号S₁の生成過程の説明に供する線
図、第５図は速度信号V_zの生成過程の説明に供する信号
波形図、第６図は従来の磁気ディスク上のサーボパター
ンの要部を示す線図、第７図は第６図例のサーボパター
ンから再生された再生信号を示す信号波形図、第８図は
従来の速度信号V_Xの生成過程の説明に供する線図であ
る。（11）はヘッド、（20），（21）は夫々演算回路、（2
2）は補正回路、（23）はサーボ補償回路、（24）は速
度信号発生回路、（30）〜（33）は夫々バーストパター
ン、（34）はアドレスパターン、U_A,U_B,U_P,U_Qは夫々サ
ーボ信号、U_X,U_Yはトラック位置信号、S₁は狭範囲トラ
ック位置信号、S_Zは広範囲トラック位置信号、N₁は粗い
トラック位置信号である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に並列に形成されたトラックに
沿って次第に1/2トラックピッチずつ偏位させて４相の
夫々１トラックピッチ幅のバーストパターンを形成し、
該４相の内の１組の逆相のバーストパターンからヘッド
によって再生した逆相の信号及び他の１組の逆相のバー
ストパターンからヘッドによって再生した逆相の信号よ
り互いに位相が1/2トラックピッチ異なる２相のトラッ
ク位置信号を生成し、該２相のトラック位置信号の一方における不感帯部分を
他方のトラック位置信号によって補うことによって１ト
ラックピッチ内で上記ヘッドの変位量に比例して変化す
る狭範囲トラック位置信号を生成し、１トラックピッチ毎に段階状に変化するアドレス信号と
上記狭範囲トラック位置信号とより１トラックピッチを
超える範囲で上記ヘッドの変位量に比例して変化する広
範囲トラック位置信号を生成し、該広範囲トラック位置信号及び上記狭範囲トラック位置
信号を用いて上記ヘッドの上記記録媒体上におけるトラ
ックの幅方向の位置決めを行なうようにしたことを特徴
とするヘッドの位置決め方式。