JP3340077B2 - サーボ制御方法及び情報記憶装置 - Google Patents
サーボ制御方法及び情報記憶装置Info
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Description
情報記憶装置に係り、特に、サーボ情報が位相の異なる
複数のポジション領域から構成されるサーボ情報に応じ
て位置情報を検出し、サーボ制御を行うサーボ制御方法
及び情報記憶装置に関する。磁気ディスク装置では磁気
ディスクに予め書き込まれたサーボ情報に基づいてヘッ
ドの位置ずれを検出し、トラッキング制御を行い、所望
の位置に情報の記録再生を行っている。
ブロック構成図を示す。従来の磁気ディスク装置1は、
主に、磁気ディスク2、スピンドルモータ3、磁気ヘッ
ド4、ヘッドアーム5、VCM6、ヘッドアンプ7、A
/D変換器8、サーボ回路9、ドライバ10、11、変
復調回路12、インタフェース回路13から構成され
る。
回転軸14に固定され、スピンドルモータ3によって、
回転される。磁気ディスク2には磁気ヘッド4が対向し
て配置される。磁気ヘッド4は、ヘッドアンプ7から供
給される記録信号に応じて磁気ディスク2を磁化するこ
とによって、情報を記録する。また、磁気ヘッド4は、
磁気ディスク2の磁化の変化に応じた電流を出力し、再
生信号を出力する。磁気ヘッド4は、ヘッドアーム5の
先端部に固定されている。
てVCM6に結合している。VCM6は、ヘッドアーム
5を磁気ディスク2の半径方向に揺動させる。ヘッドア
ーム5がVCM6により揺動されることにより磁気ヘッ
ド4が磁気ディスク2の半径方向に移動され、磁気ディ
スク2上の所望のトラックに追従される。磁気ヘッド4
は、ヘッドアンプ7に接続されている。ヘッドアンプ7
は、A/D変換器8から供給された記録信号を増幅して
磁気ヘッド4に供給するとともに、磁気ヘッド4で検出
された再生信号を増幅して、A/D変換器8に供給す
る。
給された記録信号をアナログ信号に変換してヘッドアン
プ8に供給するとともに、ヘッドアンプ8で増幅された
再生信号をディジタル信号に変換する。変復調回路12
は、インタフェース13から供給された情報により所望
の変調を行いA/D変換器8に記録信号として供給す
る。また、変復調回路12は、A/D変換器8から供給
された再生信号から元の情報を復調する。インタフェー
ス13は、磁気ディスク装置1に接続される上位装置と
の信号のやり取りを行う。
信号が供給され、再生信号中のサーボ情報に応じて磁気
ヘッド4の所定のトラックとの位置誤差を検出して、位
置誤差に応じたサーボ制御信号を生成し、ドライバ10
に供給する。ドライバ10は、サーボ回路9からのサー
ボ制御信号に応じてVCM6を制御する。また、サーボ
回路9は、ドライバ11を介してスピンドルモータ3を
制御する。
るサーボ情報は磁気ディスク2に予め記録されている。
次に、従来の磁気ディスク2のフォーマットについて説
明する。図2は従来の一例の磁気ディスクのフォーマッ
トを示す図である。磁気ディスク2には、スピンドルモ
ータ3の回転軸14から放射状にサーボ情報SBが形成
されている。磁気ディスク2には、サーボ情報SBの間
にデータが記録される。トラックTrはスピンドルモー
タ3の回転軸14に同心円状に形成される。
を示す図である。同心円状に形成されたトラックTrを
直線状にすると、図3に示すようにサーボ情報SBとデ
ータ領域Dとが交互に出現するようにフォーマッティン
グされている。サーボ情報SBは1本のトラックTrに
60〜80個配置される。次に従来のサーボ情報SBの
構成について説明する。
ットを示す図である。図4(A)はサーボ情報SBのパ
ターン、図4(B)〜図4(E)はトラックTr0〜T
r3での信号波形を示す。サーボ情報SBは3つのポジ
ション領域even1 、odd1、even2 から構成される。
位相がトラックTr0で図4(B)に示すように0°と
すると、トラックTr1では図4(C)に示すように+
90°、トラックTr2で図4(D)に示すように+1
80°、トラックTr3で図4(E)に示すように+2
70°、トラックTr4で元の0°となるように設定さ
れている。
ンの位相がトラックTr0を図4(B)に示すように0
°とすると、トラックTr1で図4(C)に示すように
−90°、トラックTr2で図4(D)に示すように−
180°、トラックTr3で図4(E)に示すように−
270°、トラックTr4で元の0°となるように設定
されている。
位相がトラックTr0で図4(B)に示すように0°と
すると、トラックTr1で図4(C)に示すように+9
0°、トラックTr2で図4(D)に示すように+18
0°、トラックTr3で図4(E)に示すように+27
0°、トラックTr4で元の0°となるように設定され
ている。
even1 、odd1、even2 の位相差に応じてトラックを識別
できる。図5は従来の一例の動作説明図を示す。図5に
示すようにトラックTr0でポジション領域even1 、od
d1、even2 の位相差が0°であれば、トラックTr0、
Tr2、Tr4であることが識別でき、ポジション領域
even1 、odd1、even2 の位相差が180°であれば、ト
ラックTr1、Tr3、Tr5であると識別できる。
even1 、odd1、even2 の再生信号の位相差を検出するこ
とによりヘッドのポジション、すなわち、ヘッドの走査
トラックを検出する。図6は従来の一例の動作説明図を
示す。従来サーボ回路9は、ポジションを図6に示すよ
うにポジション領域even1 、odd1、even2 のベクトルの
角度e1、o1、e2とすると、 Pos =(e1,e2)−o1 により算出する。なお、(e1,e2)は、e1とe2
との平均を示す。
ルo1の位相が0°、ベクトルe2の位相が0°であれ
ば、ポジションの位相は0°であるので、ヘッドは、基
準トラックTr0を走査していることが分かる。また、
ヘッドが基準トラックTr0から1トラック変位したト
ラックTr1を走査している場合には、基準トラックT
r0の位相に対してベクトルe1の位相は+90°、ベ
クトルo1の位相は−90°、ベクトルe2の位相が+
90°となる。よって、Pos の位相差は、+180°と
なるので、ヘッドは基準トラックTr0から1トラック
分ずれたトラックTr1に位置することが認識できる。
2トラック変位したトラックTr2を走査している場合
には、基準トラックTr0の位相に対してベクトルe1
の位相は、+180°、ベクトルo1の位相は−180
°、ベクトルe2の位相は+180°となる。よって、
Posの位相差は、0°となる。このため、基準トラック
Tr0走査時の位相差と区別ができないので、基準トラ
ックTr0から2トラック分ずれたトラックTr2に位
置することを判別できない。
3トラック変位したトラックTr3を走査している場合
には、基準トラックTr0の位相に対してベクトルe1
の位相は+270°、ベクトルo1の位相は−270
°、ベクトルe2の位相が+270°となる。よって、
Pos の位相差は、180°となる。このため、トラック
Tr1走査時の位相差と区別ができないので、基準トラ
ックTr0から3トラック分ずれたトラックTr3に位
置することは判別できない。
準トラックTr0から1トラック変位したときに位置を
検出できる。
ボ情報のポジション領域は、基準トラックからの位相差
が+90°及び−90°の2つの位相差しか持たないの
で、位相差から基準トラックからの位置情報を検出して
も、図6に示すように検出結果として0°と180°し
か得ることができず、1トラック分のずれしか検出でき
ない。よって、ヘッドが基準トラックから大きくずれた
場合などには、正しくサーボを掛けることができなかっ
た。
で、広範囲のずれを検出できるサーボ制御方法及び磁気
ディスク装置を提供することを目的とする。
方向に配列され、トラック間の位相が異なる複数のポジ
ション領域間の位相差とは異なるポジション領域を設
け、複数のポジション領域のうち所定のポジション領域
の再生信号に基づいてヘッドの速度の補正及び時間の補
正を行いつつ、複数のポジション領域の再生信号に基づ
いてヘッド位置を検出し、検出されたヘッド位置に基づ
いてヘッドが記録媒体上の所定のトラックを追従するよ
うにサーボ制御を行う。 また、このとき、ポジション領
域をトラック間の位相差が+90°である第1のポジシ
ョン領域、トラック間の位相差が−90°である第2の
ポジション領域、トラック間の位相差が+90°である
第3のポジション領域、トラック間に位相差が−90°
以下である第4のポジション領域から構成してなる。
をトラック毎に位相差が−112.5°に設定してな
る。本発明のよれば、サーボ情報を構成するポジション
領域をトラック間の位相が異なる少なくとも4つのポジ
ション領域から構成することにより、ポジション領域の
位相差から複数トラック分の範囲のトラックを識別する
ことができる。
情報のフォーマットを示す図である。図7(A)はサー
ボ情報のフォーマット、図7(B)〜図7(I)は各ト
ラックでの再生信号波形を示す。図7において図4と同
一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図1と同様であるので、その説明は省略する。本実施例
の磁気ディスク2に予め記録されるサーボ情報SBは、
図3に示すサーボ情報SBのポジション領域even1 、od
d1、even2 の後に、第4のポジション領域odd2を追加し
た構成とされている。
r0〜Tr7の間の位相差が例えば、−135°に設定
されている。なお、トラック間の位相差は−135°に
限られるものでなく、他に−112.5°とそしてもよ
い。信号パターンの位相がトラックTr0を図7(B)
に示すように基準トラックとし、位相0°であるとする
と、トラックTr1で図7(C)に示すように−135
°、トラックTr2で図7(D)に示すように−270
°、トラックTr3で図7(E)に示すように−405
°、すなわち、−45°、トラックTr4で元の−54
0°、すなわち、−180°、トラックTr5で図7
(F)に示すように−685°、すなわち、−45°、
トラックTr6で図7(G)に示すように−820°、
すなわち、−90°、トラックTr7で図7(H)に示
すように−955°、すなわち、−135°、トラック
Tr8で−1090°、すなわち、0°となるように設
定されている。
す。ポジション領域odd1の位相とポジション領域odd2の
位相との位相差を求めると、図8に示すように基準トラ
ックTr0の位相を0°とすると、基準トラックTr1
から1トラックずれたトラックTr1で位相差が45
°、基準トラックTr0から2トラックずれたトラック
Tr2で位相差が90°、基準トラックTr0から3ト
ラックずれたトラックTr3で位相差が135°、基準
トラックTr0から4トラックずれたトラックTr4で
位相差が180°、基準トラックTr0から5トラック
ずれたトラックTr5で位相差が215°、基準トラッ
クTr0から6トラックずれたトラックTr6で位相差
が260°、基準トラックTr0から7トラックずれた
トラックTr7で位相差が315°となる。
ション領域odd2の位相との位相差により、基準トラック
Tr0を含めて8トラックの識別が可能となる。図9は
本発明の一実施例の動作説明図を示す。サーボ回路9で
は、ポジション領域odd1とポジション領域odd2とのベク
トルをo1, o2とすると、位置情報pos をベクトルo
1とベクトルo2との位相差から識別する。
Tr0とすると、トラックTr0では、o1、o2はと
もに位相が0°であるので、ベクトルo1とベクトルo
2との位相差は0°となる。また、基準トラックTr0
から1トラックずれたトラックTr1では、o1の位相
が−90°、o2の位相が−135°であるので、ベク
トルo1とベクトルo2との位相差は+45°となる。
クずれたトラックTr2では、o1の位相が−180
°、o2の位相が−270°であるので、ベクトルo1
とベクトルo2との位相差は−90°となる。また、基
準トラックTr0から3トラックずれたトラックTr3
では、o1の位相が−270°、o2の位相が−405
°、すなわち、−135°であるので、ベクトルo1と
ベクトルo2との位相差は+135°となる。
クずれたトラックTr4では、o1の位相が−360
°、o2の位相が−540°すなわち、−180°であ
るので、ベクトルo1とベクトルo2との位相差は+1
80°となる。また、基準トラックTr0から5トラッ
クずれたトラックTr5では、o1の位相が−450
°、すなわち、−90、o2の位相が−685°、すな
わち、+45°であるので、ベクトルo1とベクトルo
2との位相差は−135°となる。
クずれたトラックTr6では、o1の位相が−540
°、すなわち、−180、o2の位相が−820°、す
なわち、+90であるので、ベクトルo1とベクトルo
2との位相差は−90°となる。また、基準トラックT
r0から7トラックずれたトラックTr7では、o1の
位相が−630°、すなわち、−180°、o2の位相
が−955°、すなわち、+135°であるので、ベク
トルo1とベクトルo2との位相差は−45°となる。
2との位相差によりトラックTr0〜Tr7の基準トラ
ックTr0を含む計8本のトラックを識別できる。しか
しながら、このとき実際には、ポジション領域odd1の位
相とポジション領域odd2の位相との位相差θには速度及
び時間のずれがあるので、速度補正及び時間補正を行う
必要がある。
いて説明する。なお、ここでは、速度補正成分Ve につ
いてはサーボ回路9で、予めオブザーバが持つ速度によ
って予め検出できる。また、時間補正成分Tについて
は、ポジション領域even1 、even2 の位相差φのsin
φ、cos φから求める。図10は本発明の一実施例の動
作説明図を示す。
位相を示すベクトルをe1、ポジション領域even2 の位
相を示すベクトルをe2とし、ベクトルe1、e2の大
きさをrとする。ここで、ベクトルe1とベクトルe2
との位相差がφであるとすると、sin φ、cos φは、そ
れぞれ次のように表せる。
行列Ve Tとすると、
の逆行列Ve T-1を求めると、逆行列Ve T-1は式
(1)から
は、
補正成分Ve 及び式(1)を代入することにより、時間
補正の逆行列T-1が求められる。次にポジション領域od
d1、odd2には次の式が成り立つ。
o は速度補正成分、Pos は位置情報、odd1、odd2はポジ
ション領域odd1、odd2のベクトルである。ポジション領
域odd1、odd2の位相差をθとすると、
Pos は、
時間補正とを列をかけることにより、位置情報pos
(3)を代入すると、
報pos が復調される。以上のように本実施例によれば、
トラック間の位相差が−135°のポジション領域odd2
を付加することにより、8トラックものずれを識別でき
るようになる。
示す。図11に示すように磁気ヘッド4が実線で示すよ
うな軌跡で走査を行う場合、従来1トラック分のずれし
か識別できなかったものが、各サーボ情報SB0〜SB
4で広域にわたって識別できるようになり、振動などに
より磁気ヘッド4が大きくずれても、その位置を識別で
き、よって、直ぐに元の位置に復帰させることができ
る。
適用した場合について説明したが、これに限られるもの
ではなく光ディスクなどにも適用可能である。
報を構成するポジション領域をトラック間の位相が異な
る少なくとも4つのポジション領域から構成することに
より、ポジション領域の位相差から複数トラック分の範
囲のトラックを識別することができ、位置検出の範囲を
拡大でき、サーボ制御を速く行うことができる等の特長
を有する。
図である。
す図である。
ある。
図である。
を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 各々複数のトラックを含んで設けられ、
サーボパターンが形成されたポジション領域間の該サー
ボパターンの位相差に基づいてヘッドのトラックずれを
検出し、該ヘッドが所定のトラックを追従するようにサ
ーボ制御を行うサーボ制御方法において、前記ポジション領域は、少なくとも4つのポジション領
域から構成され、 該少なくとも4つのポジション領域には、隣接するトラ
ック間におけるサーボパターンの位相差の絶対値が他の
ポジション領域とは異なる所定のポジション領域が設け
られ、 前記少なくとも4つのポジション領域のうち前記所定の
ポジション領域を除く他のポジション領域の再生信号に
基づいて前記所定のポジション領域の再生信号の速度補
正及び時間補正を行い、かつ、前記少なくとも4つのポ
ジション領域の再生信号の位相差に基づいて前記ヘッド
が所定のトラックを追従するようにサーボ制御を行うこ
とを特徴とするサーボ制御方法。 - 【請求項2】 前記ポジション領域は、第1〜第4のポ
ジション領域を有し、 前記第1のポジション領域は、トラック間の位相差が+
90°であり、 前記第2のポジション領域は、トラック間の位相差が−
90°であり、 前記第3のポジション領域は、トラック間の位相差が+
90°であり、 前記第4のポジション領域は、トラック間に位相差が9
0°以外の角度であることを特徴とする請求項1記載の
サーボ制御方法。 - 【請求項3】 前記第4のポジション領域は、トラック
毎に位相差が−135°であることを特徴とする請求項
2記載のサーボ制御方法。 - 【請求項4】 前記第4のポジション領域は、トラック
毎に位相差が−112.5°であることを特徴とする請
求項2記載のサーボ制御方法。 - 【請求項5】 前記ヘッドが前記ポジション領域を走査
したとき、検出したポジション領域の再生信号の位相差
に応じてヘッド位置を検出することを特徴とする請求項
1乃至4のいずれか一項記載のサーボ制御方法。 - 【請求項6】 各々複数のトラックを含んで設けられ、
サーボパターンが形成されたポジション領域間の該サー
ボパターンの位相差に基づいてヘッドのトラックずれを
検出し、該ヘッドが所定のトラックを追従するようにサ
ーボ制御を行う情報記憶装置において、隣接するトラック間におけるサーボパターンの位相差の
絶対値が他のポジション領域と異なる所定のポジション
領域を含む少なくとも4つのポジション領域が設けられ
た記録媒体と、 前記少なくとも4つのポジション領域のうち前記所定の
ポジション領域を除く他のポジション領域の再生信号に
基づいて前記所定のポジション領域の再生信号の速度 補
正及び時間補正を行い、かつ、前記少なくとも4つのポ
ジション領域の再生信号の位相差に基づいて前記ヘッド
が所定のトラックを追従するようにサーボ制御を行うサ
ーボ制御部とを有することを特徴とする情報記憶装置。 - 【請求項7】 前記記憶媒体に予め記録される前記ポジ
ション領域は、第1〜第4のポジション領域を有し、 前記第1のポジション領域は、トラック間の位相差が+
90°であり、 前記第2のポジション領域は、トラック間の位相差が−
90°であり、 前記第3のポジション領域は、トラック間の位相差が+
90°であり、 前記第4のポジション領域は、トラック間に位相差が9
0°以外の角度であることを特徴とする請求項6記載の
情報記憶装置。 - 【請求項8】 前記記憶媒体に予め記録される前記第4
のポジション領域は、トラック毎に位相差が−135°
であることを特徴とする請求項7記載の情報記憶装置。 - 【請求項9】 前記記憶媒体に予め記録される前記第4
のポジション領域は、トラック毎に位相差が−112.
5°であることを特徴とする請求項7記載の情報記憶装
置。 - 【請求項10】 前記ヘッドが前記ポジション領域を走
査したとき、検出したポジション領域の再生信号の位相
差に応じてヘッド位置を検出する位置検出手段を有する
ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項記載の
情報記憶装置。 - 【請求項11】 前記位置検出手段で検出される前記ヘ
ッド位置の検出信号は、速度補正量と時間補正量とを含
むことを特徴とする請求項6乃至10のいずれか一項記
載の情報記憶装置。
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