JPH02154380A - サーボ信号記録方法 - 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〕 この発明は、サーボ信号記録方法、特に磁気ディスク、
例えばハードディスクに好適なサーボ信号記録方法に関
する。

〔発明の概要〕

請求項（１）の発明は、サーボ信号記録方法に於いて、
ヘッドが設けられているヘッドアームを駆動するステッ
ピングモータのステップ回転角を測定してステップ回転
角の誤差を求め、ステッピングモータを、ステップ回転
角づつ回転駆動させると共に、ステップ回転角の誤差分
のみをマイクロステップ駆動で補正し、サーボ信号を一
定間隔でディスク面上に記録することにより、ディスク
のトラック間のピッチむらを解消できるようにしたもの
である。

請求項（２）の発明は、サーボ信号記録方法に於いて、
ボイスコイルモータを駆動させてヘッドが設けられてい
るヘッドアームを定速で移動させ、ヘッドアームの位置
を検出する位置検出器にょうて測定誤差を検出し、測定
誤差分を補正しつつボイスコイルモータを駆動させてサ
ーボ信号を一定間隔でディスク面上に記録することによ
り、ディスクのトラック間のピッチむらを解消できるよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

ハードディスクのトラッキングを行う方法が特開昭６３
−１５４９１６号公報に開示されている。この方法によ
れば、ボイスコイルモータを駆動させてヘッドアームを
移動させ、４相の光学センサを有する位置検出器によっ
てヘッドアームの位置を検出出力どして得ると共に、こ
の各相の検出出力の所定のレベルと、データトラックを
対応させることによってヘッドをトラッキング状態に位
置決めするものである。

このような従来の技術では、精度を出すことができない
ので、サーボ信号と上述の位置検出器を組み合わせたリ
ファレンスサーボ方式が提案されている。このリファレ
ンスサーボ方式は、ハードディスクの内周、外周の夫々
に於いて、サーボ信号が全周にわたって書き込まれてい
るリファレンストラックを４相に対応して備えており、
再生時、位置検出器でトラック位置を割り出してアーム
ヘッドを粗動させた後、このサーボ信号に基づいて微動
させることによりデータ信号上にヘッドを移動させてゆ
くものである。即ち、各相のリファレンストラックから
読み出されたサーボ信号に基づいて、内周側及び外周側
のリファレンストラックに対してジャストトラッキング
をするための補正信号を形成し、この補正信号を以て直
線補間することでデータトラックの信号を規定している
。このリファレンスサーボ方式＄、−咀、各相のリファ
レンストラックに対応してデータトラックが規定されて
おり、例えば４相の場合、Ａ相のリファレンストラック
に対しては、第１番目、第５番目、第９番目（以下略）
のデータトラックが対応し、Ｂ相のリファレンストラッ
クに対しては、第２番目、第６番目、第１０番目（以下
略）のデータトラックが対応している。尚、トラック位
置の割り出しには、上述の位置検出器だけでなく、ステ
・ンピングモータが用いられる場合もある。

上述のリファレンスサーボ方式により、位置検出器で割
り出されたトラックのセンターと、ハードディスク上の
データトラックのセンターが時間経過或いは環境の変化
により、ずれても補正することができ、データ信号の±
ｌｕｍ以内にヘッドを移動させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述のサーボ信号は、組立終了後、位置検出器
によって割り出されたリファレンストラックのセンター
に合わせて書き込まれる。従って、ハードディスクのト
ラック間のピッチ精度は、位置検出器のピッチ精度に依
存し、ピッチむらが生ずるという問題点があった。例え
ば、位置検出器のピッチ精度が±５％とすると、２０μ
ｍのトラックピッチに対し±１μｍのピッチむらが生ず
ることになる。この場合、サーボ信号は位置検出器に基
づいて書き込まれ、データ信号は上述の位置検出器及び
サーボ信号に基づいて書き込まれているために、サーボ
信号、データ信号の各トラックは位置検出器の有するピ
ッチむらを共に有していることになる。もし、ピッチむ
らが大きいと、クロストークが発生し易くなり、リード
／ライト特性が悪化してしまうという問題点があった。

もし、クロストークを防止するため、ガートバンドにマ
ージンをとると、狭トラツク幅化の妨げになるという問
題点があった。

従ってこの発明の目的は、ピッチむらを解消でき、正し
いピッチでサーボ信号を書き込めるサーボ信号記録方法
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項（１）の発明は、ヘッドが設けられているヘッド
アームを駆動するステッピングモータのステップ回転角
を測定してステップ回転角の誤差を求め、ステッピング
モータを、ステップ回転角づつ回転駆動させると共に、
ステップ回転角の誤差分のみをマイクロステップ駆動で
補正し、サーボ信号を一定間隔でディスク面上に記録す
るようにした構成としている。

請求項（２）の発明は、ボイスコイルモータを駆動させ
てヘッドが設けられているヘッドアームを定速で移動さ
せ、ヘッドアームの位置を検出する位置検出器によって
測定誤差を検出し、測定誤差分を補正しつつボイスコイ
ルモータを駆動させてサーボ信号を一定間隔でディスク
面上に記録するようにした構成としている。

［作用］ 請求項（１）についてニスチッピングモータのステップ
回転角を測定し、予めステップ回転角の誤差を求めてお
（。ステッピングモータを、ステップ回転角づつ回転駆
動させると共に、ステップ回転角の誤差分をマイクロス
テップ駆動で補正し、サーボ信号を書込むリファレンス
トラックの位置を設定する。そして、この位置にサーボ
信号を一定間隔でディスク面上に記録する。

従って、トラックのピッチむらを解消でき、正しいピッ
チでサーボ信号を記録できる。

請求項（２）について：ボイスコイルモータを駆動させ
てヘッドアームを定速で移動させる。この時、ヘッドア
ームの位置を位置検出器によって検出し、測定誤差を検
出する。この測定誤差分を補正しつつボイスコイルモー
タを駆動させ、サーボ信号を書込むリファレンストラッ
クの位置を設定する。この位置にサーボ信号を一定間隔
でディスク面上に記録する。

従って、トラックのピンチむらを解消でき、正しいピッ
チでサーボ信号を記録できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について第１図乃至第５図を
参照して説明する。この実施例は、固定磁気ディスク〔
以下、磁気ディスクと称する〕におけるサーボ信号の書
き込みにこの発明を適用したものである。

第１図乃至第３図にはこの発明の適用される磁気ディス
ク装置が示されている。

Ｙ字状のヘッドアーム１の一方の先端部に装着されたヘ
ッド２が、ボイスコイルモータ３により、回動軸４を中
心にして回動し、円板状の磁気ディスク５の半径方向〔
第１図中矢示Ｒ方向〕に移動する。ヘッドアームｌの他
方の先端部には光センサ方式の位置検出器６が設けられ
ている。

位置検出器６は、第２図で示されるようにセンサ７及び
スケール８からなる。

センサ７は、第２図で示されるように、例えばＬＥＤを
用いた発光部９と、透明ガラス部材等に５０μｍ幅のス
リットが１００μｍのピッチで形成されている第４図Ｂ
のようなレチクル１０と、フォトダイオードを用いた受
光部１１とから構成される。このセンサ７の内、発光部
９とレチクル１０が、例えばモールド等によって一体構
造とされヘッドアームｌに装着されている。

スケール８は、固定されており、第４図Ａで示されるよ
うに、例えば透明ガラス部材等にレチクルｌＯと同じパ
ターンのスリット８Ａが形成されている。このスケール
８の下方には上述の受光部１１が設けられている。換言
すれば、レチクル１０と受光部１１の間にスケール８が
配されている。

センサ７はヘッドアームｌと共に、第２図中矢示Ａ方向
に移動自在とされている。尚、上述のレチクルｌＯとス
ケール８の斜線部分は、金属蒸着によって形成される遮
光部分である。

ヘッドアーム１が移動することによって、スケール８及
びレチクルｌＯのスリットの重なり合った部分の開口が
変動し、受光部１１から三角波形の検出出力が得られる
ようにされている。

磁気ディスク５のトラック間隔が、例えば２５μｍの場
合、このトラック間隔はスケール８及びレチクル１０の
スリット間隔と比較して狭いため、第４図已に示される
ように各５０μｍ幅で且つ各１００μｍのピッチを有す
るスリット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ，１３Ｄを配列した
４つのレチクル１０ＡＳ　ＬＯＢ、ＩＯＣ，ＩＯＤが夫
々、２５μｍづつずれるように位置決めされる。

これにより、各レチクルｌ０Ａ−１０Ｄの下部に設けら
れた４個の受光部１１より、第５図Ａ〜第５図りに示さ
れるように互いに９０°づつ位相の異なる三角波形の検
出出力ＳＡ　ＳＳＢ　、５Ｃ１ＳＤが取出される。この
検出出力ＳＡ〜ＳＤは、３■から９ｖの間で電圧レベル
が周期的に上昇しそして減少するものである。検出出力
ＳＡ　−３Ｄが上昇して基準電圧（６■）を超える点Ｘ
Ａ、ＸＢ、ＸＣ，，ＸＤ（以下、これをトラッククロス
点と称する）が各トラックセンターに対応づけられてい
る。この検出出力５Ａ−３Ｄのトラッククロス点を用い
てヘッド２を目的のトラックの位置に持ち来たすことが
できる。尚、この実施例では、センサ７を移動させスケ
ール８を固定してトラックセンターの割り出しを行って
いるが、これに限定されるものでなく、スケール８を移
動させセンサ７を固定してもよい。

以下、上述の磁気ディスク装置にこの発明を適用した例
について説明する。

（Ａ）位置検出器６のピッチ測定時 第１図にて示されるように、定速移動命令ＣＣＭがマイ
クロコンピュータ１４のＣＰＵ１５からサーボコントロ
ーラー１６に供給される。この定速移動命令ＣＣＨに基
づいて、駆動信号がサーボコントローラー１６からボイ
スコイルモータ３に供給されると、ヘッドアーム１が、
回転している磁気ディスク５の半径方向Ｒに定速で移動
される。

ヘッドアームｌの移動時、位置検出器６からは、トラッ
ククロス点ＸＡ−ＸＤに達する毎に、トラッククロスパ
ルスＰＴＩ？がＣＰＵ１５に供給される。

また、タイミング信号がマイクロコンピュータ１４内の
タイマー１７からＣＰＵｆ　５に供給されている。

定速でヘッドアーム１を移動させた場合、移動に要した
時間と距離は比例す、るーので、トラックセンターに達
した時間間隔を測定することにより各相間の位置検出器
６におけるピッチが判る。

ＣＰＵ１５により、これらの時間測定及びデータの処理
が行われて、Ａ相Ｂ相間のピッチａ、Ｂ相Ｃ相間のピッ
チｂ、Ｃ相り相間のピッチｃ、Ｄ相Ａ相間のピッチｄが
夫々、求められる。ピッチａ、ｂ、ｃ、ｄは、位置検出
器６の持つ固有のピッチ精度によって各種の値をとる。

このようにして求められた位置検出器６のピッチのデー
タＤＴＰ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）がＣＰＵ１５からメモリ１
８に供給され、メモリ１日にて、データＤＴＰが保持さ
れる。尚、上述の測定は、磁気ディスク５の内周部、外
周部の適当な所で、夫々数十トラック分測定し、各相間
毎に平均化することで、測定精度をあげている。

（Ｂ）リファレンストラックにサーボ信号を書き込む時 この場合は、書き込もうとする４相の検出信号と対応す
る４本のリファレンストラックを、以下に示す補正量だ
けずらした位置に設定し、このリファレンストラックに
サーボ信号ＳＳを書き込む。

以下に補正量の求め方を示す。

位置検出器６のピッチの測定結果からどの程度の補正量
があればピッチむらを解消できるかが計算できる。各相
間、即ち、Ａ相Ｂ相間、Ｂ相Ｃ相間、Ｃ相り相間、Ｄ相
Ａ相間のピッチむらは、以下のようになる。

ピッチむ・らＡＢ＝ａ−（（ａ＋ｂ十ｃ＋ｄ）／４）ピ
ッチむらＢＣ＝ｂ−（（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４）ピッチ
むらＣＤ−ｃ　−（（ａ　＋　ｂ　＋　ｃ　＋ｄ）／４
）ピッチむらＤＡ”ｄ−（（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４）こ
こでＡ相を基準として固定し、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相のトラ
ックセンターをずらすことによって補正しようとする場
合、各相の補正量は、以下のようになる。

Ｂ相は、平均ピッチＸからピッチａを補正した位置に書
かれなければならない。従って、Ｂ相の補正量ΔＢは以
下の式であられされる。但し、Ｘ＝（（ａ　＋　ｂ　＋
　ｃ　＋　ｄ）／４））とする。

補正量ΔＢ＝（（ａ十り＋ｃ＋ｄ）／４））−ａＣ相は
、平均ピッチＸの２倍からピッチａ、　ｂを補正した位
置に書かれなければならない。従って、Ｃ相の補正量Δ
Ｃは次式であられされる。

補正量ΔＣ＝（（ａ　＋　ｂ　＋　ｃ　＋　ｄ）／２）
　−ａ　−ｂＤ相は、平均ピッチＸの３倍からピッチａ
、ｂ。

Ｃを補正した位置に書かれなければならない、従って、
Ｄ相の補正量ΔＤは次式で表される。

補正量ΔＤ＝ｄ−（（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４））ところ
で、最も望ましいのは、補正量の絶対値が一番小さくな
ることである。そのためには、最大の補正量となる項と
、最小の補正量となる項の正負が逆で、且つ絶対値が等
しくなっていれば良い。従って、上述の各相の補正量よ
りも更に、以下の量だけ動かせば良い。

ｍ−〔門＾ｘ（０，ΔＢ、ΔＣ５ΔＤ）＋ｍ１ｎ（０，
ΔＢ、ΔＣ１八〇））第６図には、各相の補正量の状態
が示されている。

図中、実線Ｌ１から左側が（十）、実線Ｌｌから右側が
（−）とされている。

第６図実線に示される補正量の最大値はΔＢ、最小値は
ΔＤとなる。上式に従って計算した値をΔｏｆとすると
、この値Δｏｆは全ての相に共通のオフセットとなる。

このオフセットを加えた位置が第６図−点鎖線Ｌ２にて
示されている。この場合の補正量のオフセットは、Ａ相
がΔｏｆＳＢ相がΔＢ＋ΔｏｆＳＣ相がΔＣ十Δｏｆ、
　Ｄ相がΔＤ−ΔＯｆとなる。

従って、各相の補正量をΔＡｔ、ΔＢ１、ΔＣ１、ΔＤ
１とすると、補正量は、以下のようになる。

ｗｉｎ（０，Ｘ−ａ、２Ｘ−ａ−ｂ、ｄ−Ｘ）　　］Δ
Ｂ１＝　−−（ＭＡＸ（０，Ｘ−ｂ、２Ｘ−ｂ−ｃ、ａ
−Ｘ）＋ｍ１ｎ（（ＬＸ−ｂ、２Ｘ−ｂ−ｃ、ａ−Ｘ）
　　）ｗｉｎ（０，Ｘ−ｃ、２Ｘ−ｃ−ｄ、ｂ−Ｘ）　
　）６口１＝　−−（ＭＡＸ（０，Ｘ−ｄ、２Ｘ−ｄ−
ａ、ｃ−Ｘ）＋ａ＋１ｎ（０，Ｘ−ｄ、２Ｘ−ｄ−ａ、
ｃ−Ｘ）　　）第３図は、上述のように２．尤ファレン
ストラックにサーボ信号を書き込む時の構成を示してい
る。

ＣＰＵ１５からサーボコントローラー１６に対し、移動
トラック数の命令ＣＴＣと、メモリ１８から読出された
データＤＴＰに基づいて計算された補正量のデータＤＣ
Ｏがサーボコントローラー１６に供給される。

サーボコントローラー１６では、移動トラック数の命令
ＣＴＣ及び補正量のデータＤＣＯと、位置検出器６から
の位置データＤＰＯに基づいて、駆動信号が形成され、
この駆動信号がボイスコイルモータ３に供給されヘッド
アーム１を回動させる。

ヘッドアームｌの回動によって、ヘッド２はリファレン
ストラックを、補正量だけずらした位置に設定し、この
リファレンストラックにサーボ信号ＳＳを書き込む、こ
の場合、サーボ信号ＳＳは、各相１本づつ、計４本が磁
気ディスク５の内周、外周に夫々、書かれる。内周のリ
ファレンストラックを書く時には内周部の測定値から得
られた補正量を用い、外周のリファレンストラックを書
く時には外周部の測定値から得られた補正量を用いる。

これにより、トラックのピッチむらが解消でき、サーボ
信号ＳＳを正しいトラックピッチにて書き込むことがで
きる。従って、データ信号のトラックのピッチむらも解
消でき正しいトラックピッチにて書き込むことができる
。

位置検出器６のピッチむらは、相間におけるバラツキが
大きいものの、同一の相関であればそれ程度化しないの
で、サーボ信号ＳＳの書き込まれるリファレンストラッ
クピッチむらを補正するだけでも有効である。

トラックのピッチむらが解消されるため、クロストーク
が発生せず、リード／ライト特性が向上する。また、ク
ロストークが発生しないため、より狭いトラックピッチ
が可能となりガートバンドのマージンをふやせる。更に
、位置検出器６のピッチ精度が粗くてもよいので、安価
にでき、狭トラックピッチ品を実現できる。

（Ｃ）変形例 この変形例は、ボイスコイルモータ３に代えてステッピ
ングモータを用いた場合である。

この場合には、エンコーダを用いてステッピングモータ
のステップ回転角を単品の状態で測定し、ステップ回転
角の誤差〔理想的な、即ち規定の回転角からのズレ〕を
予め求めでおく。そして、ステッピングモータを、ステ
ップ回転角づつ回転駆動させると共に、ステップ回転角
の誤差分のみをマイクロステップ駆動で補正し、サーボ
信号ＳＳを一定間隔でディスク面上に記録するものであ
る。

その他の内容は、ボイスコイルモータ３を用いた場合と
同様であり、重複する説明は省略する。

この実施例では、リファレンスサーボ方式を例に説明し
ているが、これに限定されるものでなく、セクターサー
ボ方式、或いはインデックサーボ方式であっても同様に
適用できる。この場合、各トラックに対して補正量を定
めることも可能である。

また、ピッチむらの測定は、ハードディスクドライブの
組立終了後だけでなく、位置検出器６単体で測定してお
くことも可能である。更に、この発明は、フロッピーデ
ィスクに対しても同様に適用できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、予め誤差〔ピッチむら〕を求め、そ
の誤差分を補正しつつサーボ信号を一定間隔でディスク
面上に記録しているので、ディスクのトラック間のピッ
チむらを解消できて正しいピッチでサーボ信号を書き込
むことができるという効果がある。従って、従来のよう
にディスク装置のトラックのピッチ精度が、位置検出器
のピッチ精度に依存することを解消できるという効果が
ある。ピッチむらを解消できるので、クロストークが発
生せず、リード／ライト特性を向上できるという効果が
ある。上述の効果により、より一層の狭トラツク化が実
現でき、ガートバンドのマージンを増やすことができる
という効果がある。そして、トラック位置割り出しのた
めの部品のピッチ精度が粗（でも良いので、安価にでき
、従来、トラック位置割り出しのための部品のピッチ精
度がネックとなって実現出来を力λった狭トラツク化ッ
チ品を実現できるといつ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は位置検出器の構成を示す断面図、第３図は一実施例を
示すブロック図、第４図は夫々スケール及びレチクルを
示す平面図、第５図は夫々位置検出器の検出出力を示す
説明図、第６図は補正量の計算のための説明図である。 図面における主要な符号の説明 １：ヘッドアーム、２：ヘッド、３：ボイスコイルモー
タ、５：磁気ディスク、６：位置検出器、ＳＳ　：サー
ボ信号、ＤＣＯ：補正量のデータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドが設けられているヘッドアームを駆動する
   ステッピングモータのステップ回転角を測定してステッ
   プ回転角の誤差を求め、 上記ステッピングモータを、上記ステップ回転角づつ回
   転駆動させると共に、ステップ回転角の誤差分のみをマ
   イクロステップ駆動で補正し、サーボ信号を一定間隔で
   ディスク面上に記録するサーボ信号記録方法。
2. （２）ボイスコイルモータを駆動させてヘッドが設けら
   れているヘッドアームを定速で移動させ、上記ヘッドア
   ームの位置を検出する位置検出器によって測定誤差を検
   出し、 上記測定誤差分を補正しつつ上記ボイスコイルモータを
   駆動させてサーボ信号を一定間隔でディスク面上に記録
   するサーボ信号記録方法。