JPH0217843B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気デイスク（以下デイスクと略称
する）を使用する磁気デイスク装置（以下デイス
ク装置と略称する）の磁気ヘツドの所定トラツク
センターからのトラツク半径方向のずれ量、即ち
オフトラツク量と偏心量の測定装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 デイスク装置のオフトラツク量測定方法として
は、従来、キヤツツ・アイと称するアライメント
デイスクを用いる方法が広く知られている。第１
図は、このキヤツツ・アイ・デイスクの記録パタ
ーンをモデル的に示したものである。０は、通常
の使用状態における回転中心であり、これより所
定量ずれた0′を中心としてＡ，B2本の同心円状
の連続したデータが記録されている。このデイス
クを正規の回転中心０を中心に回転させて再生ヘ
ツドＨで再生した場合の再生波形は第２図に示す
ように、デイスクの１回転で丁度猫の目に似た波
形が得られる。この再生出力電圧E_aとE_bの比は、
再生ヘツドＨの所定トラツク位置からのずれ量と
ともに一定の関係で変化するので、逆に、この
E_aとE_bの比よりオフトラツク量を測定すること
が可能となる。

しかしながら、このキヤツツ・アイ方式では、
使用したデイスクの磁性層の状態等による再生波
形の振幅変動（モジユレーシヨン）があつた場
合、たとえオフトラツクがなくとも再生波形振幅
E_aとE_bのバランスが狂つてくる。消去ヘツドが
常に記録データ上にあるため消去ヘツドがデータ
トラツクＡ，Ｂからの磁束を拾い、その一部が再
生ヘツドに回り込んで再生波形を乱すなどの問題
点がある。また、デイスク装置の中心精度に狂
い、即ち、偏心があつた場合も再生波形振幅E_a，
E_bがともに小さくなるだけでその比が変化しな
いため偏心量の測定はできない。

これらの問題点のため、キヤツツ・アイ方式に
よる測定精度には限界があり、測定精度は目視に
よる場合、±10μｍ〜±25μｍ程度とされている。

このため、デイスク装置の小型化、高記録容量
化に対応するには不十分なものになつてきた。

発明の目的 本発明の目的は、デイスク装置のトラツク半径
方向のオフトラツク量と偏心量を高精度に測定
し、測定値を表示することを可能とするオフトラ
ツク量測定装置を提供することである。

発明の構成 本発明のオフトラツク量測定装置は、所定トラ
ツクセンターを境にして少なくとも２組以上のバ
ースト状のデータブロツクがデイスクの内周およ
び外周方向に交互に記録された磁気デイスクを用
い、磁気デイスク装置の磁気ヘツド・増幅回路を
含む再生手段により再生された再生信号が供給さ
れ、この再生信号を直流化する交流−直流（AC
−DC）変換手段と、直流信号をアナログ−デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換しデータ化するＡ／Ｄ変換手
段と、再生信号よりデータブロツクの有無を検出
しデータ収集タイミング信号を発生するタイミン
グ検出手段と、所定トラツク上にバースト状のデ
ータとは異なる周波数で記録された標識マークを
用いて、所定トラツク位置のトラツクセンターを
境にしてデイスクの内周および外周方向に交互に
記録されたデータを識別するデータ識別手段と、
デイスクの内周および外周方向に記録されたデー
タの振幅比を算出する振幅比算出手段と、振幅比
をオフトラツク量に変換する振幅比−オフトラツ
ク量変換手段を備えて構成したものであり、これ
によりデイスク装置のオフトラツク量、および、
偏心量を高精度に測定できるものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第３図は、本発明のオフトラツク量測定装置に
使用するヘツド位置測定用デイスクの記録パター
ンを示したものである。中心を０とする所定トラ
ツクのトラツクセンターＮを境にして、Ｎを中心
に記録された標識マークI_xより始まるバースト状
のデータをデイスクの内周および、外周方向にそ
れぞれ交互にトラツク１周にわたつて記録してい
る。同図におけるR_wは、このデータを再生する
再生ヘツドＨのギヤツプ幅を示すものである。第
４図の１ａは、再生ヘツドＨが完全にオントラツ
クしている状態を示した図、１ｂは、その状態に
おける出力波形を示した図である。また、第４図
の２ａは、再生ヘツドＨがデイスクの内周側に約
１／４ヘツド幅だけオフトラツクした状態を示した
図であり、２ｂは、その状態における出力波形を
示した図である。

第３図，第４図のデータ番号D₁，D₂、及び、
D₃，D₄，…はそれぞれ対をなしており、再生ヘ
ツドＨのオフトラツク量によつてこれらのデータ
の出力レベルの相対比（E_i対E_p）も変化する。即
ち、再生ヘツドＨが完全にオントラツクしている
状態〔第４図の１ａ〕ならば、再生ヘツドＨは内
周側ブロツクと外周側ブロツクとを同じ幅だけ再
生するので、その出力レベルの相対比は等しくな
る〔第４図１ｂ〕。しかし、再生ヘツドＨがどち
ら側かにオフトラツクしていれば、そのオフトラ
ツクしている側のブロツクをより幅広く再生する
〔第４図の２ａ〕ので、その出力レベルの相対比
は、オフトラツクしている側のブロツクの方が大
きくなる〔第４図２ｂ〕。したがつて、この出力
レベルの相対比が、第２図で説明したキヤツツ・
アイのE_aとE_bの比に相当し、これがオフトラツ
ク量に相当する。よつて、トラツク１周中の各ポ
イントにおいてオフトラツク量が測定可能であ
る。

以上が本発明による磁気デイスク装置のオフト
ラツク量測定の原理である。次に、本発明による
上記オフトラツク量測定原理に基づくオフトラツ
ク量測定装置の実施例について説明する。

第５図は、デイスク装置からの再生信号を電気
的に処理し、最終的な出力として再生ヘツドのオ
フトラツク量と偏心量を表示できるようにした実
施例のブロツク図である。第５図において、１は
デイスク装置のヘツド再生回路系で、再生ヘツド
１Ａ、増幅器１Ｂ、ローパスフイルタ１Ｃとで構
成されている。２はデイスク装置の再生出力信号
を適切なレベルまで増幅する増幅器、３は交流の
再生信号を直流に変換するためのAC−DC変換回
路、４は不要な高周波成分を除去するためのロー
パスフイルタ、５は、AC−DC変換回路３で直流
に変換されたアナログ信号をマイクロコンピユー
タシステム８（以下、マイコンと略称する）で処
理するためのデイジタル量に変換するためのＡ／
Ｄ変換器である。また、６は位置測定用デイスク
に記録された標識マークを検出する回路、７は同
じくデータブロツクを検出するための回路であ
る。８はＡ／Ｄ変換器より取り込んだデータを演
算してオフトラツク量と偏心量を求めるためのマ
イコン、９は測定結果の表示部である。

第６図は、デイスク装置に偏心が認められる場
合の前記第５図の各ブロツクごとの出力波形を示
すものである。ａは前記増幅器２の出力、ｂは
AC−DC変換回路３の出力、また、ｃは標識マー
ク検出回路６の出力、ｄはデータブロツク検出回
路７の出力を示している。そして、ｅは各ブロツ
ク対によるオフトラツク量を表わしたものであ
る。

以上のように構成された実施例のオフトラツク
量測定装置について以下、その動作を説明する。
まず、デイスク装置のヘツド再生回路系１におい
て、再生ヘツド１Ａによりデイスクより再生され
た微弱な再生信号は、増幅器１Ｂによつて適切な
レベルまで増幅され、次段のローパスフイルタ１
Ｃによつて不要な高周波ノイズが除去される。磁
気デイスク装置ではヘツド再生回路系１の再生信
号は、微分回路によるピークデイテクタ、ゼロク
ロスコンパレータ等が行なわれ、最終的にデイジ
タル信号として出力されるが、アナログ信号が必
要なオフトラツク測定の場合は前記ローパスフイ
ルタ１Ｃからの出力を利用する。増幅器２は、
Ａ／Ｄ変換時の信号レベルが適切になるように信
号レベルを所定のレベルに保つ役目を果たす。デ
イスク装置に偏心がある場合の増幅器２の出力波
形は、第６図ａに示すように、デイスク１回転中
のオフトラツク量の個々に応じて内周側ブロツ
ク、および、外周側ブロツクで異なつた波形振幅
になる。次段のAC−DC変換回路３は、一種の包
絡線検波器であり、前記交流ブロツクデータを直
流に変換するものであるが、各々のブロツク波形
のピーク値に対して正確に追従するよう十分に応
答が早いことが要求される。本実施例では、高速
ピークホールド回路と、そのリセツト回路、及
び、高速サンプリング回路（いずれも図示せず）
を組み合わせ、これらのタイミングをコントロー
ルすることにより、その高速応答性を得ている。
第６図ｂは、AC−DC変換回路３で直流化された
再生信号を示している。ローパスフイルター４
は、直流化された再生信号に含まれる高周波成分
を取り除く。

第５図の標識マーク検出回路６とデータブロツ
ク検出回路７は、AC−DC変換された再生信号
〔第６図ｂ〕を適当なタイミングでＡ／Ｄ変換器
５によつてデイジタル量に変換し、マイコン８に
取り込むためのタイミングを形成するための回路
である。標識マーク検出回路６は、第３図に示し
た１トラツクの基準位置とするために所定トラツ
クセンターＮを中心に記録された標識マークI_xの
みに反応して、第６図ｃに示すようなパルス信号
を発生する。本実施例では、標識マークI_xとデー
タブロツクは記録周波数を変えて記録しており、
標識マーク検出回路６は標識マークI_xの周波数に
のみ反応するように構成してある。また、データ
ブロツク検出回路７は、標識マークI_xを含むトラ
ツク上に記録された全ての信号に反応して第６図
ｄに示すようなパルス信号を発生する。したがつ
て、マイコン８は、標識マーク検出信号ｃを検出
後、データブロツク検出信号ｄを検出する毎に
Ａ／Ｄ変換器５に対して適当なデイレイ時間を経
た後にＡ／Ｄ変換開始信号を与え、Ａ／Ｄ変換終
了後、その変換されたデイジタル量を取り込んで
いけば、内周側ブロツクおよび外周側ブロツクの
再生出力レベルが交互にデイジタル量で得られ
る。トラツク上に記録された標識マークI_xによつ
て、マイコン８は標識マークI_x以後のデータの順
番を管理することで取り込んだデータが内周側ブ
ロツクのものか、外周側ブロツクのものかを知る
ことができる。また、標識マークI_x以後から測定
を開始することで、常にトラツク上の同一点から
一周についてのオフトラツク量を測定することが
できる。

データブロツクを再生する再生ヘツドＨのオフ
トラツク量と再生波形振幅の関係は近似的に線形
であるとみなせる。この場合、再生ヘツドＨのオ
フトラツク量と位置測定用デイスクの内周側ブロ
ツク、外周側ブロツクの再生波形振幅の関係は第
７図のようになる。第７図は、ｘ軸にオフトラツ
ク量を、ｙ軸に再生ヘツドＨがオントラツクした
時の再生波形振幅で規格化した再生波形振幅をと
つてあり、y_iが内周側ブロツクの再生波形振幅、
y_pが外周側ブロツクの再生波形振幅を表わしてい
る。また、R_wは再生ヘツドＨのギヤツプ幅であ
る。オフトラツクの方向は、方向を外周側、
方向を内周側にとつてある。第７図においてy_iと
y_pはそれぞれ次の(1)式，(2)式で表わされる。ここ
でｘは、オフトラツク量を表わしている。

y_i＝−ｘ／R_w＋１／２（−１／２R_wｘ１／２R_w） ……(1) y_p＝ｘ／R_w＋１／２（−１／２R_wｘ１／２R_w）…
…(2) これより、内周側ブロツクの再生波形振幅y_iと
外周側ブロツクの再生波形振幅y_pの振幅比y_i／y_p
を求めれば次の(3)式のようになる。

y_i／y_p＝−２ｘ／Rw＋１／２ｘ／Rw＋１（−１／２R_w
ｘ１／２R_w）
……(3) (3)式を変形すると、次式が得られる。

ｘ＝１／２・１−yi／yo／１＋yi／yo・R_w（Ｏyi
１ Ｏyo１）
……(4) (4)式より明らかなようにオフトラツク量が内周
側ブロツクと外周側ブロツクの再生波形振幅比と
再生ヘツドのギヤツプ幅の関数として与えられる
ので、外部より入力された再生ヘツドのギヤツプ
幅に対応する信号（図示せず）と再生波形振幅比
をマイコン８で処理することでオフトラツク量を
求めることができる。本実施例では、入力された
ギヤツプ幅より(4)式を用いて振幅比とオフトラツ
ク量の換算表を作成し利用している。この原理よ
り各対ごとの再生波形振幅比を求めれば、トラツ
ク１周中の各ポイントにおけるオフトラツク量を
求めることができる。

なお、第６図ｅは、各ポイントにおけるオフト
ラツク量を表わしたものであり、方向がデイス
クの外周側へのオフトラツクを、方向がデイス
クの内周側へのオフトラツクを示している。デイ
スク装置に偏心が全くなく、かつ、完全にオント
ラツクしている場合は、各ブロツクの再生出力は
完全に等しくなり、したがつて、第６図ｅの出力
はゼロレベルになる。また、偏心はないがオフト
ラツクしている場合は、ｅは直流的なレベルとな
つて現われる。一方、デイスク装置に偏心があつ
た場合、デイスクの１回転にわたるオフトラツク
量の変化はｅに示すような交流的な変化となつて
現われるので、１回転にわたるオフトラツク量の
変化の最大値と最小値を検出することでデイスク
装置の偏心量を測定することが可能となる。そし
て、デイスクの１回転にわたつて測定されたオフ
トラツク量および偏心量は表示部９にて表示され
る。

マイコン８についてその動作を再度説明する。
マイコン８中の読取り専用メモリ（ROM）にあ
る第８図のフローチヤートで示すように、マイコ
ン８はステツプで標識マーク検出回路６によつ
て標識マークI_xを検出した後、ステツプでデー
タブロツク検出回路７によつてデータブロツクが
検出されたのを確認すると、ステツプでＡ／Ｄ
変換器に対して適当なデイレイ時間を経た後に
Ａ／Ｄ変換開始信号を与え、Ａ／Ｄ変換終了後、
そのデータを収集する。ここで収集されるデータ
は位置測定用デイスクの記録パターンより必ず内
周側ブロツクである。続いてマイコン８は、ステ
ツプ，で次のデータブロツクを検出し、デー
タを収集するが、同様に位置測定用デイスクの記
録パターンより、このデータは必ず外周側ブロツ
クのデータである。以上で一対の内周側ブロツク
データと外周側ブロツクデータの再生波形振幅が
得られる。次にステツプでその振幅比を求め、
ステツプで上記振幅比からオフトラツク量を求
め、オフトラツク量をランダムアクセスメモリ
（RAM）上に記憶しておく。振幅比からオフト
ラツク量への換算は前記(4)式を用いて作成した換
算テーブルを利用している。位置測定用デイスク
に記録されたデータブロツク数は予め決まつてい
るので、ステツプで波高振幅を測定したブロツ
ク数を計数することでマイコン８はデイスク１回
転分の測定を行なつたかどうかを判断することが
できる。ここで、ステツプからステツプは、
外周側ブロツクデータの収集から次の内周側ブロ
ツクが測定可能となるまでの時間内に行なわれな
ければならない事は言うまでもない。

デイスクの１回転について測定が終了したなら
ば、ステツプでステツプでRAM上に記憶し
た各ブロツク対個々によるオフトラツク量をデイ
スクの１回転について演算（例えば平均）して、
そのトラツクの平均オフトラツク量を求めてい
る。

なお、本実施例では測定開始のタイミング検出
にデイスク上に記録された標識マークを用いた
が、デイスク装置より出力されるインデツクス信
号を用いることもできる。

本実施例の機能をブロツク図で示すと第９図の
ようになる。再生手段１１は、第５図のデイスク
装置の再生回路系１に対応し、AC−DC変換手段
１２はAC−DC変換回路３に、Ａ／Ｄ変換手段１
３はＡ／Ｄ変換器５に対応し、タイミング検出手
段１４は、標識マーク検出回路６、データブロツ
ク検出回路７に対応する。データ識別及び振幅比
検出手段１５、振幅比−オフトラツク量変換手段
１６、デイスクの１回転についてのオフトラツク
量算出手段１７はマイコン８の機能でソフトウエ
ア的手段である。また、表示手段１９は表示部９
に対応している。

以上の構成により本実施例では、−1/2ギヤツプ
幅〜＋1/2ギヤツプ幅の範囲で±2μｍの精度での
オフトラツク量の測定を実現した。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ばデイスク装置の偏心とトラツク方向のずれ、即
ち、磁気デイスク装置のデイスクの偏心成分を除
いた１回転にわたる平均的トラツクずれ量（オフ
トラツク量）と偏心量を高精度に測定し、かつ、
オフトラツク量の数値表示も容易に行なうことが
できるものである。さらには、従来のキヤツツ・
アイ方式では不可能であつたデイスク装置の偏心
量の測定も実現できるものである。

また、実際の使用においてもデイスク装置の製
造時におけるトラツク位置調整、完成品のオフト
ラツク検査、さらには、ユーザーに対する保守点
検等においても極めて有力な装置となり得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のキヤツツ・アイ・デイスクの原
理を示すモデル図、第２図は第１図のキヤツツ・
アイ・デイスクの読み出し波形図、第３図は所定
トラツクセンターを境にしてバースト状のデータ
ブロツクを交互に記録した本発明に使用するデイ
スクのモデル図、第４図は第３図のデータブロツ
クと再生ヘツドがオントラツクしている状態なら
びにオフトラツクしている状態の模式図と再生波
形図、第５図は本発明の一実施例におけるデータ
ブロツクの再生信号から回路処理的手段によつて
最終的にオフトラツク量を得るためのブロツク
図、第６図は第５図の各部における出力波形と各
データブロツク対によるオフトラツク量を表わし
た図、第７図は本発明の一実施例に使用する再生
ヘツドのオフトラツク量と位置測定用デイスクの
内周側ブロツクと外周側ブロツクの再生波形振幅
の関係を示した図、第８図は本発明の一実施例に
使用するマイクロコンピユータシステムの機能を
説明するためのフローチヤート、第９図は本実施
例の機能を示したブロツク図である。 I_x…標識マーク、D₁〜D_o…データブロツク、
１…デイスク装置のヘツド再生回路系、２…増幅
器、３…AC−DC変換回路、４…ローパスフイル
ター、５…Ａ／Ｄ変換器、６…標識マーク検出回
路、７…データブロツク検出回路、８…マイクロ
コンピユータシステム、９…表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定トラツク位置のトラツクセンターを境に
   して少なくとも２組以上のバースト状のデータブ
   ロツクがデイスクの内周および外周方向に交互に
   記録された磁気デイスクを用い、磁気デイスク装
   置の磁気ヘツド・増幅回路を含む再生手段により
   再生された再生信号が供給され、この再生信号を
   直流化する交流−直流変換手段と、直流信号をア
   ナログ−デジタル変換しデータ化するアナログ−
   デジタル変換手段と、再生信号よりデータブロツ
   クの有無を検出しデータ収集タイミング信号を発
   生するタイミング検出手段と、所定トラツク上に
   前記バースト状のデータとは異なる周波数で記録
   された標識マークを用いて、所定トラツク位置の
   トラツクセンターを境にしてデイスクの内周およ
   び外周方向に交互に記録されたデータを識別する
   データ識別手段と、デイスクの内周および外周方
   向に記録されたデータの振幅比を算出する振幅比
   算出手段と、振幅比をオフトラツク量に変換する
   振幅比−オフトラツク量変換手段を備えた事を特
   徴とする磁気デイスク装置のオフトラツク量測定
   装置。