JPH01155573A - 磁気ヘツド位置決め用サーボパターン形成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置等の磁気ヘッド位置決め方
式に使われている位置決め用サーボ信号の形成方式に係
り、特に、２相サ一ボ信号を用いた磁気ヘッド位置決め
方式におけるサーボ信号形成方式に関する。

〔従来の技術〕

一般に、磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置決
め方式では、一部小型の装置を除いて、予めディスク面
上に記録されたサーボパターンをサーボヘッドで読み出
して得られた信号（以下サーボ信号と呼ぶ）に基づいて
、位置決めが行われる。この場合、サーボ信号からサー
ボヘッドの位置（基準からのずれた量）を表わすポジシ
ョン信号（以下位置信号と呼ぶ）を生成し、位置信号が
０になるようにフィードバック制御を行いヘッドの位置
決めを行う。

従って、サーボ信号としては、ヘッドの位置に比例した
量を生成できるものでなければならない。

この条件を満たすサーボパターンとしては、ダイビット
信号、変形ダイビット信号、２相サーボパターン等があ
り、ディスク装置に用いられてきた。

以下、この中で、従来から用いられて来た２相パターン
と、その復調方式（位置信号の生成）について述べる。

上記の２相サーボパターンを用いた磁気ヘッド位置決め
サーボ方式については、“Ｉ　Ｂ　Ｍ　Ｔｅｃｈｎ１ｃ
ａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ”
＋　　ｖｏｌ、　　２１＋　　Ｎｏ。

２．　ｐｐ　８０４−８０５に紹介されており、この文
献に示されているように、サーボ情報として、クワッド
・バースト・パターン（Ｑｕａｄ　−Ｂｕｒｓｔ　　Ｐ
ａｔｔｅｒｎ　）が用いられる。このパターンは、サー
ボ信号読取用磁気ヘッドの位置が変っても、変位量に比
例した位置信号（ポジション信号）が得られる特徴があ
る。

第３図に、上記文献に示されている２相サーボパターン
を示す。同図［ａ）はサーボディスク上のトラックパタ
ーンで、横軸はトラックの長平方向、縦軸はトラックの
幅方向を示し、又、同図（ｂ）はサーボトラックパター
ンの読出し波形である。

同図（ａ）に示すように、２相サーボパターンは、次々
の４本のトラック７．８，９．１０にそれぞれ記録され
た４種の信号を１組とする信号パターンがディスクの円
周方向（トラック長手方向）及びディスクの半径方向（
トラックの幅方向）に繰返されることによって構成され
る。ここでは、トラック７と８に跨って形成された信号
パターンをＡの正相（Ａ、）信号パターン、トラック８
と９に跨って形成された信号パターンをＢの正相（Ｂ、
）信号パターン、トラック９と１０に跨って形成された
信号パターンをＡの負相（Ａｌｌ）信号パターン、トラ
ック１０と７に跨って形成された信号パターンをＢの負
相（ＢＨ）信号パターンと呼ぶ。

ＡＰ＋　　Ｂｙ、ＡＭ、ＢＨの各パターンは、順に位相
がずれて配列されている。Ｓは各トラックに共通のシン
クロ・パルスである。なお、図示しないデータディスク
上のデータトラックピッチは、サーボトラック７．８，
９，１０．−・−の幅と同一であり、図のように、トラ
ック幅の２倍の幅を有するサーボヘッド１が丁度隣り合
う２つのトラック（例えば８と９）上に正確に跨る位置
に来たときに、データヘッド（図示せず）がデータトラ
ックの真上に位置決めされる関係になっている。

今、この２相サーボパターンを、トラック８と９に跨る
位置のサーボヘッド１により読み出すと、その読み出さ
れたサーボ信号Ｘは第３図（ｂｌの１１に示す波形にな
る。なお、後記のように、サーボ信号読み取り回路には
、サーボヘッドの読み取り巻線の両端の端子からの正極
性の信号部と負極性の信号ｙを差動的に処理する回路が
用いられるが、ここでは、その一方の読み出し信号Ｘに
ついてのみ説明し、他方の信号ｙについては同様である
ので説明を省略する。サーボ信号波形１１は、シンクロ
パルスＳに対応する同期信号２と、Ａ、パターンに対応
するＡ４部３と、Ｂ、パターンに対応する８４部４と、
ＡＮパターンに対応するＡ一部５と、Ｂ、パターンに対
応するＢ一部６との、５ブロツクから構成される。

第４図は、上記サーボ信号ｘ＋３’により、サーボヘッ
ド１の位置を示す位置信号を生成する一般的な回路構成
、第５図は、第４図の回路の各部における信号波形を第
４図と同一符号で示す。この図により、２つの位置信号
、すなわち、ヘッドの位置ずれに応じた大きさと方向を
表わしトラックずれかないとき０レベルとなる位置信号
（この場合、Ａの位置信号）と、トラックずれかないと
き、１つの極性のレベルとなる位置信号（この場合、Ｂ
の位置信号）とを作る過程を説明する。第４図で、１１
Ｔは前記サーボ信号Ｘすなわち】１の入力端子、１２Ｔ
は前記サーボ信号ｙすなわち１２の入力端子、１３は全
波整流器、１４と１４゛は積分器、１５ＴはＡの位置信
号１５の出力端子、１６ＴはＢの位置信号１６の出力端
子、１７は同期信号検出回路、１８はＰＬＬ　（位相ロ
ックループ）回路である。

サーボ信号１１及び１２からなる差動信号は、端子１１
Ｔ及び１２Ｔから全波整流器１３に入力される。サーボ
信号１１．１２は、また、同期信号検出回路１７に入力
されて、同期信号１９　（第３図の同期信号２に相当）
が取出される。同期信号１９はＰ　Ｌ　Ｌ回路１８に供
給され、ここで、同期信号１９　（同期信号部２）に同
期したＡクロック信号２０とＢクロック信号２２、並び
に、余波整流器１３の機能をオン／オフするためのＡゲ
ート信号２１とＢゲート信号２３を作成する。

Ａ位置信号は次のようにして生成される。ずなわち、Ｐ
ＬＬ回路１８から出力されるＡゲート信号２１によりサ
ーボ信号１１のＡ１部及びＡ一部の区間を抽出すると共
に、Ａクロック信号２０　ニより、この区間のＡ゛部を
正側に、Ａ一部を負側（；全波整流すると、２４に示す
波形の全波整流された信号（および、波形２４を反転し
た波形２５）が得られる。波形２４．２５をそれぞれ積
分器１４゜１４”で積分することでＡ゛部とＡ一部とを
平均化した直流レベルとなり、これを差動増幅器３０に
加えることでＡ位置信号１５が得られる。この例では、
全波整流器１３の同じ出力端子２４にＡ゛部とＡ一部を
互いに逆極性で取り出しているが、出力端子２４にＡ゛
部を、出力端子２５にＡ一部を、同極性で別々に取り出
しそれぞれ積分器１４゜１４°で積分してから、増幅器
３０で差動的に加えても、同様に、Ａ位置信号が得られ
る。

同様にして、端子１６ＴにＢ位置信号を得ることができ
る。なお、２６はＢ＋部とＢ一部とに対応する信号であ
る。第３図のような位置にサーボヘッドがある場合、Ａ
位置信号１５はほぼＯ■、Ｂ位置信号１６は正のある値
となる。位置信号は、下式で求められる。

Ａ位置信号＝Ａ”部の積分値−Ａ一部の積分値Ｂ位置信
号＝Ｂ”部の積分値−Ｂ一部の積分値このようにして、
サーボヘッド１が、トラック７と８．８と９．９と１０
．１０と７のいずれに跨るかに応じて、Ａ位置信号とＢ
位置信号の組合せに４つの場合（Ａ位置信号が０でＢ位
置信号が正又は負、並びに、Ｂ位置信号が零でＡ位置信
号が正又は負）が生じる。以上のようにして２つの位置
信号が得られるので、２相サーボパターンと呼ばれる。

今、サーボヘッド１が第６図で矢印の方向に進むとする
と、Ａ位置信号１５とＢ位置信号１６は位相が９０°ず
れたものとして得られる。位置ずれ量と位置信号の大き
さが比例するのは、一般に位置信号がＯＶＯ付近である
。通常、位置信号のピーク値の２／３まで比例するとい
われている。

２相サーボパターンは、２つの位置信号を組合せて、常
時ずれ量と位置信号の比例する部分を得ることができる
。又、速度信号は位置信号を微分したものを主にして得
ることができるので、アクセス制御が有利であるといわ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術におけるサーボパターンの問題点を第７図
（ａ）、　ｆｂ）により説明する。第７図（ａ）に示す
サーボ信号１１を復調する場合、Ａ゛部３全波整流され
る部分を拡大してみると、第７図（ｂ）のようになる。

すなわち、サーボ信号１１のＡ゛部３対して、このＡ１
部を抽出するためのＡゲート信号２１と、正方向に全波
整流するためのＡクロック信号２０は、図の点線に示す
ようなタイミング関係で一応、遅れなく全波整流回路１
３に加わるが、全波整流回路１３内部の回路素子等の特
性の影響を受けるために、実質的に整流回路１３に対し
てゲート信号及びクロック信号として働くタイミングは
、図の実線に示すように若干遅れる。

このようなゲート信号やクロック信号の遅延により、Ａ
＋部の整流波形２８の一部に誤差部分２９が生じる。こ
の誤差部分２９は、Ｂ゛部の一部が混入したものである
。整流波形２８に誤差が生じると、積分値の差で作る位
置信号に差が生じ、位置決めに誤差が発生する。位置決
めが狂うと、トラックピッチが狂ってきて、データの読
み取りマージン（エラー率）が少なくなったり、読み取
り不能になる場合すら生じる。上記従来技術では、この
ような問題点について何も考慮されていない。

このような誤差を回避する方法としては、回路素子スピ
ードを上げることが考えられるが、回路素子スピードに
は限界があるし、又、速度の速い素子は高価である。

誤差を回避する他の方法として、パターンのクロック間
隔をあけて、サーボ信号の周波数（通常は１０ＭＨｚ程
度、１クロック周期は１００ｎｓ程度）を下げることが
考えられる。周波数を下げることは、ヘッドが位置決め
された状態のときは差し支えないが、ヘッドが移動する
ときにはトラックを横切る時間が短いため（通常、１ト
ラツクを横切る時間は１０μｓ程度）、位置信号の復調
に必要なＡ゛部３Ｂ＋部４．　Ａ一部５．及びＢ−部６
を、トラック横断中に十分に取り込むことができない。

つまり、短い時間内にＡ４部乃至Ｂ−部を正確に取り込
むためには、Ａ゛部乃至Ｂ゛部のそれぞれに含まれるク
ロック数（バーストサイクル数）が最低４〜５個必要だ
からである。このように、クロック周波数を下げる方法
にも限界がある。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、クロック周波数を低くすることなく、高速位置決め
ができ、サーボ信号から位置信号を作成する際に誤差が
入り込むことなく、高精度の位置決めができる磁気ディ
スク等のヘッド位置決めサーボ方式におけるサーボパタ
ーン形成方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の磁気ヘッド位置決め
用のサーボパターン形成方式は、サーボディスク面の相
つぐトラックに、その長平方向に対し順に位置をずらし
ながら一定長の４種のバースト（正のＡ相Ａｐ、正のＢ
相ＢＰ＋負のＡ相Ａ、。

及び負のＢ相Ｂｐからなるクワッド・バースト・パター
ン）を記録することを繰り返して、２相サ一ボ信号パタ
ーンを形成するに際し、前記４種のバーストの各相互間
に前記トラックの長平方向に沿って所定長の無記録部（
無信号部）を設けるように構成する。

〔作用〕

ヘッド位置決めの際、上記従来技術で述べたのと同様に
して、前記４種のバーストがサーボ信号としてサーボヘ
ッドにより読み取られる。読み取られたサーボ信号は全
波整流回路に加えられ、ここで、シンクロパルスに基づ
いて作られたＡ、　　Ｂクロック信号及びＡ、Ｂゲート
信号により全波整流された後、積分回路を経て、Ａ位置
信号、Ｂ位置信号として取り出される。

この際、上記構成によれば、前記４種の各バーストの間
に所定長の無記録部を設けたので、たとえ全波整流の際
にゲート遅延やクロック遅延などの回路遅延があっても
、整流出力に隣りのバーストによる成分が混入するおそ
れはなくなり、誤差の発生を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図および第２図によって説
明する。

第１図（ａｌは、本実施例によるサーボディスク上のト
ラックパターン、第１図（ｂｌは該トラックパター：／
の続出し波形である。第３図（ａｌ、　（ｂｌと同じ名
称の部分には同一符号を付してあり、１はサーボヘッド
であり、トラック７〜８にはＡの正相信号Ａ１、トラッ
ク８〜９にはＢの正相信号Ｂ１、トラック９〜１０には
Ａの負相信号ＡＭ、トラック１０〜７にはＢの負相信号
ＢＮの各バースト・パターンが記録されている。Ｓは同
３ｔＪ］信号である。

本実施例では、隣り合う各バースト間（Ａ、とＢ。

間、Ｂ、とＡＮ間、Ａ、とＢＮ間）に所定長の無記録部
（無信号部）Ｇを設けた点が、第３図ｆ８）と相違して
いる。

第１図ｆｂｌで、１１はハース１〜パターンの読出し波
形で、２はその同期信号部、３はＡ、に対応するＡ゛部
、４はＢ、に対応するＢ゛部、５はＡｏに対応する八一
部、６はＢ８に対応するＢ一部である。本実施例におけ
る位置信号復調回路は、ブロック図として第４図と同様
である。全波整流回路１３の出力２４は第１図に示すよ
うに、Ａ・部を正側に、Ａ一部を負側に全波整流した波
形、出力２６はＢ゛部を正側に、Ｂ一部を負側に全波整
流した波形、出力２５．２７は、出力２４．２６の反転
波形である。あるいは、出力２４にＡ”）出力２５にＡ
−、出力２６にＢ”、出力２７にＢ−をいずれも同極性
で取り出してもよい。

第１図から明らかなように、各バースト間に無信号部Ｇ
が設けられているため、整流出力２４゜２６中に誤差部
が混入することはない。本実施例で用いるＡ、Ｂゲート
信号及びＡ、Ｂクロック信号としては、従来技術の場合
と同一幅のものでも効果があるが、更に動作を確実にす
るため、第２図のような波形とするのが望ましい。

第２図の実施例で、１１はサーボ信号Ｘ、２０はＡり１
コツクイ３号、２１はＡゲート信号、２３はＢゲート信
号、２４は整流出力ＡＰ及びＡ。、２６はＢ、及びＢＮ
である。本実施例では、従来技術と異なって、Ａゲート
２１及びＢゲート２３のゲート幅が、第１図におけるＡ
”　３．Ａ−５，Ｂ”　４．及びＢ−６の幅に制限され
た幅となっているので、全波整流回路１３の各出力２４
．２６中に、回路遅延に基づく誤差が混入するおそれは
全くない。

又、第２図の実施例における整流出力２４はゲート２１
のＨレベル期間で、信号１１とクロック２０の積の出力
として（信号１１とクロックの極性が同じなら正、異な
れば負の出力として）取り出される結果、Ａ、は正側に
ＡＭは負側になる。

同様に、出力２６は、ゲート２３のＨレベル期間で、信
号１１とクロック２０の積の出力としてＢ゛は正側、Ｂ
−は負側に取り出される。従って、この実施例によれば
、Ａ相Ｂ相共、共通のクロック２０を使うことができる
。

（発明の効果〕 以上詳しく述べたように、本発明のヘッド位置決め用サ
ーボ信号形成方式によれば、クワッド・バースト・パタ
ーン形民の２相サーボパターンを形成する際に、隣り合
うバースト間に所定長の無記録部（無信号区間）を設け
たので、これを読み出し全波整流して位置信号を形成す
るときに、誤差が混入するおそれがなくなり、その結果
、ヘッド位置決めサーボが高精度に行われる等、優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による２相サーボパターン及
びその読出し波形の説明図、第２図は本発明の一実施例
による２相サーボパターンの位置信号復調動作を説明す
るためのタイミング図、第３図は従来の２相サーボパタ
ーンの説明図、第４図は一般的な位置信号復調回路の構
成図、第５図は第４図の各部における波形図、第６図は
磁気ヘッドが移動しているときの位置信号の状態図、第
７図は従来の２相サーボパターンの欠点の説明図である
。 １−−−−−−−−サーボヘッド、２−−−−−−−−
シンク部、３・−・−・Ａ１部、４・−・・８４部、５
−−−−−−・Ａ一部、６−・・−・−Ｂ−部、７−・
−・Ａ、相、８−・−・−Ｂ、相、９−・−・−・・Ａ
、相、１０−−−−−Ｂ　Ｎ相、１１−＝−＝−サーボ
信号Ｘ、１２−・・・−サーボ信号ｙ、１３・−・−全
波整流器、１４．１４’−・・−・積分器、１５・−・
−Ａ位置信号、１６−−−−−−−　Ｂ位置信号、１７
−・−・−・−同期検出回路、１８・・−・ＰＬＬ回路
、１９−・−・−３ＹＮＣ信号、２０・−・・・−Ａク
ロック、２１−・・−Ａゲート、２２・−−−−−−Ｂ
クロック、２３−・−・−Ｂゲート、２４・−・−整流
ＡＰ、２５・−・−・整流ＡＭ−２６・−−−−−一整
流ＢＰ、２７−・−−−−一整流ＢＮ、２９−−−−−
−一誤差部、３０・−・・・・−差動増幅器。 ＝　　　８　に　円　　＆　　胃 ４　　Ｂ １５　肩 □□□□１１，５　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　−−−一一騎吻一閉曲一一い、工、１、ゆ、５１
□、１１第７１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サーボディスク面の相次ぐトラックに、その長手方
   向に対し順に位置をずらしながら一定長の４種のバース
   トを記録することを繰返して、２相サーボパターンを形
   成する磁気ヘッド位置決め用サーボパターン形成方式に
   おいて、前記４種のバーストの隣り合う相互の間に所定
   長の無信号部を設けたことを特徴とする磁気ヘッド位置
   決め用サーボパターン形成方式。