JPH02304777A - 磁気デイスク装置の制御装置 - 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〕 本発明はセクターサーボ方式によって磁気ヘッドを目標
トラックに位置決めするための磁気ディスク装置の制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、サーボ面サーボ方式によって磁気ヘッド
を目標トラックに位置決めする磁気ディスク装置の制御
装置が代表的なものである。この方式において、サーボ
面のサーボ信号として数μｓ間隔のほとんど時間的に連
続した信号を用いるときは、制御装置も時間的に連続し
た信号を処理するアナログコントローラである場合が多
い。

したがって、サーボ信号の不正や読み取り誤り、コント
ローラに加わるノイズなどによって磁気ヘッドの位置が
一瞬異常値をとったとしても次の瞬間には正しい値に復
帰することが期待できる。したがって、この異常値にも
とづいて間違った操作量を出力したとしても、サーボ系
の応答は遅いので実際に磁気ヘッドを駆動するだけのパ
ワーにはなり得ない、このような点からサーボ面サーボ
方式は異常なサーボ信号に対しては比較的信頼性が高い
と言える。

一方、従来から特開昭６０−８４６０３号、あるいは特
開昭６３−１６３９０５号のようにサーボ系の異常状態
に対する対象が提案されているので、この考え方を磁気
ディスク装置に適用することは可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、セクタサーボ方式で磁気ヘッドを目標
トラックに位置決めする磁気ディスク装置に関して具体
的な課題を提示するものではない。

データ面に記録されたセクタサーボ信号は、数百μｓ間
隔の時間的に離散化された信号であるので、制御装置も
時間的に離散化された信号を処理するディジタルコント
ローラである場合が多い、したがって、サーボ信号の不
正や読み取り誤り、コントローラに加わるノイズなどに
よって磁気ヘッドの位置がサンプル時点において異常値
をとったとすると、次のサンプル時点まではその異常値
にもとづいた間違った操作量が出力されることになる。

サンプル周期はサーボ系の応答に比べてそれ程高くない
ので、実際に磁気ヘッドが駆動される恐れがある。この
ように、セクタサーボ方式は異常なサーボ信号に対して
信頼性が不足するという問題があった。

本発明の目的は、サーボ信号の不正や読み取り誤り、コ
ントローラに加わるノイズなどによってサーボ系が異常
な動作をしないようにした信頼性の高い磁気ディスク装
置の制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、セクタサーボ方式によって
磁気ヘッドを目標トラックに位置決めするようにした磁
気ディスク装置において、前回のサンプル時点における
位置、速度及び加速度にもとづいて現時点の位置の予測
値と判定値を計算し、現サンプル時点における位置とこ
の位置の予測値との差が判定値よりも大の場合には予測
値を現サンプル時点の位置として速度及び操作量を計算
するようにしたものである。

〔作用〕

本発明の磁気ディスク装置の制御装置においては、サー
ボ信号の不正や読み取り誤り、コントローラのノイズな
どによってサンプル時点において磁気ヘッドの位置が異
常値をとった場合には、前回のサンプル時点において位
置、速度及び操作量にもとづいて計算しておいた予にＮ
値を現サンプル時点の位置とする。それによって、現サ
ンプル時点における位置の異常値が補正されるので、は
ぼ正当な速度及び操作量が計算できる。したがって、磁
気ヘッドの位置が正しい値をとった場合と大差ない制御
を続行できるので、誤動作することがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を引用して説明する。

第１図は１本発明の磁気ディスク装置の制御装置の全体
構成を示すブロック図である。１は磁気記録するための
ディスク円板であり、各面はデータ信号を記録するため
の複数個の扇状のセクタ２に等間隔に分割している。セ
クタの境界には、トラック番号と呼ばれる半径方向の特
定の位置に磁気ヘッド４を位置決めするためのセクタサ
ーボ信号を予め記録したセクタサーボ信号部３を設けで
ある。この円板１はスピンドルモータ（ｗｉ示せず）に
よって、一定回転数で回転される。この円板１に対向す
る位置に浮上する磁気ヘッド４が設けられており、これ
によって所定のトラックからデータ信号及びサーボ信号
を読み杏きする。目標トラックに位置決めするためのセ
クタサーボ信号は１円板１上に数百μｓおきに離散的に
書き込まれているので、磁気ヘッド４で読み取られる信
号はサンプル時点毎にのみ存在する離散時間信号となる
。

この信号は、セクタサーボ信号復調回路５によって復調
されて、現サンプル時点の位置すなわちトラック番号が
求められる。磁気ヘッド４を目標トラックに移動させる
動作をシーク動作と呼ぶ。

シーク動作制御回路６においては、このトラック番号と
目標トラック番号を照合するこ、とによって、磁気ヘッ
ド４を目標トラックに移動し位置決めするための操作量
を計算する。このとき、現サンプル時点までのトラック
番号にもとづいて現時点の速度を計算し、この位置と速
度にもとづいた速度制御を行うことが普通である。この
操作量はパワーアンプ７において増幅され、ボイスコイ
ルモータ８に駆動電流が加えられる。この結果、キャリ
ジ９が移動し、磁気ヘッド４を目標トラックに位置決め
することができる。この位置フィードバック制御系は、
前述のようにサンプル時点毎の位置即チ、トラック番号
を用いているので、サンプル値制御系と呼ばれるもので
ある。

第１図の１６は予測位置判定値演算回路であり。

現サンプル時点の位置すなわちトラック番号、速度及び
加速度を用いて次のサンプル時点の位置を予測するとと
もに判定値を作成する機能を有する。

この位置の予測値及び判定値は、予測値判定値記憶回路
１７において、１時点後まで記憶される。

判定回路１８において次のサンプル時点においてこの記
憶された予測値とサンプルされた位置が参照され、この
差が判定値よりも大きい場合には、そのサンプル時点の
位置情報を異常と判定し記憶されている予測値をそのサ
ンプル時点の位置として速度及び操作量を計算するよう
にする。

１９は、この切換えのためのスイッチ機能を表わしてい
る。２０は、異常処理回路で判定値からはずれる現象が
何サンプル時点も続けて多く発生する場合もしくは判定
値からのずれが異常に大きい場合に、単なるサーボ信号
の不正や読み誤り、コントローラに対するノイズ以上の
致命的な障害と考えられるのでシーク動作の中止、位置
決めサーボ系の停止゛の処理をする機能を有している。

第２図は、セクタサーボ信号部３の信号の植成を示した
ものである。ギャップ部１１はデータ部１２とサーボ信
号部を区別するものである。マーク部１３は、以下に続
く部分の内容を示す、トラック番号部１４は、半径方向
の位置を特定するトラック番号を記録している。ポジシ
ョン信号部１５は、このトラック番号で示されるトラッ
クの中心において零となり、中心からのずれ址に応じた
大きさの信号が得られるものであり、トラック中心に磁
気ヘッドを位置決めし磁気記録信号の読み書きを高信頼
度で行うための位置信号を記録している。

トラック番号は、バイナリコードやプレーコードを用い
て符号化し、サンプル時点において不正や読み取り誤り
がないように工夫される。しかし、サーボ信号の不正や
読み取り誤り、磁気ヘッドや復調回路などに加わるノイ
ズ、スピンドルノ回転変動等によって、サンプル時点に
おいて異常値をとる可能性がある。

以下、本発明の制御装置の機能を、第３図及び第４図を
用いて、第１図の各回路と対応させて説明する。

（１）等速度予測方式 第３図（ａ）は、セクタサーボ信号復調回路５により得
られる位置Ｘを時間経過と共に示したものである。（ｋ
−２）、（ｋ−１）、ｋ・・・は各サンプル時点を表ね
しており、この時点の各位置をｘ　（ｋ−２）　、　ｘ
　（ｋ−１）　、　ｘ　（ｋ）とし矢印のように軌跡で
磁気ヘッドが移動しているとする。

現時点にの、前の時点（ｋ−１）において、に時点の位
置を予測位置判定値演算回路１６によって次のように予
測する。

ｘ（ｋ）＝ｘ（ｋ−１）＋ａ−２・ΔＴ　　　・（１）
ここで、ΔＴ　：サンプル時点間隔 υ−２：　　（ｉｃ−１）時点において計算された速度
であり第３図（ｂ）の ように推移する。後退差分で計 算する方式によれば１次式によ って求める。

また、判定値を次のように決める。

Ｅ（ｋ）＝α　υ−２・ΔＴ　　　　　　・・・（３）
ここで　α：１より大きい定数 定値記憶回路１７に記憶しておく。

なお（Ｒ−１）時点では、ｘ（ｋ−１）とυ−２にもと
づいて、シーク動作制御回路６は、操作量ｍ（ｋ−１）
を計算して出力する。そして、判定回路１８においては
、現サンプル時点ｋにおいて位置ｘ（ｋ）が得られたと
きに、これを予測値ｘ（Ｒ）と参照し、その差１　ｘ（
ｋ）〜Ｘ（ｋ）Ｉを求める。

この差が判定値Ｅ　（ｋ）よりも小さい場合には、サン
プル時点ｋにおいて得られた位置：ｃ（ｋ）は正常とし
、シーク動作制御回路６は上記と同じ処理を行う、しか
し、この差が判定値Ｅ　（ｋ）よりも大きい場合には、
サンプル時点ｋにおいて得られた位置ｘ　（ｋ　）を異
常とし、正しい位置として予測値ｘ（ｋ）を用いる。シ
ーク動作制御回路６においては、サンプル時点ｋにおけ
る速度は次のように計算される。

ΔＴ またこの速度υ−１と位１１！ｘ（ｋ）にもとづいて。

操作ｍ　ｍ　（ｋ　）を計算して第３図（Ｃ）のように
出力する。

（２）等加速度予測方式 第４図（ａ）はセクタサーボ信号Ｂｉ調回路５より得ら
れる位置Ｘを時間経過とともに示したものである。

現時点にの前の時点（Ｒ−１）において、ｋ時点の位置
を、予測位置判定値演算回路１６によって、次のように
予測する。

ｘ　（Ｒ）＝　ｘ　（Ｒ−１）＋　ｕ　−１ΔＴ　　　
　−（５）ここで、ΔＴ　：サンプル時点間隔 υ−１：（ｋ−１）時点において予測した速度であり、
第４図（ｂ）のよ うに推移する。

後退差分で計算する方式によれ ば次式によって求める。

υ−１＝υ−２＋ΔＴ（υ−２−υ−３）・・・（６）
ｕ−２＝−（ｘ（ｋ−１）、ｘ（ｋ　　２）：ｌ・・（
７）ΔＴ ｕ−３＝　　　（ｘ（ｋ　　２）　　ｘ（ｋ−３）〕・
＝（８）ΔＴ また判定値を次のように決める。

Ｅ（ｋ）＝β・υ−１ΔＴ　　　　　　　・・・（９）
ここで、β：１より大きい定数 定値記憶回路１７に記憶しておく。

なお（ｋ−１）時点では、ｘ（ｋ−１）とυ−２にもと
づいて、シーク動作制御回路６は、操作量ｍ（ｋ−１）
を計算して出力する。そして１判定回路１８においては
、現サンプル時点ｋにおいて位＠　ｘ　（ｋ　）が得ら
れたときに、これを予測値″ｘ−（ｋ）と参照し、その
差１　ｘ（ｋ）−ｘ（ｋ）Ｉを求める。

この差が判定値Ｅ　（ｋ）よりも小さい場合には、サン
プル時点ｋにおいて得られた位置Ｘ（ｋ）は正常とし、
シーク動作制御回路６は上記と同じ処理を行う、しかし
、この差が判定値ｘ（ｋ）よりも太きい場合には、サン
プル時点ｋにおいて得られた位！Ｘ（ｋ）を異常とし、
正しい位置として予測値？（ｋ）を用いる。シーク動作
制御回路６においては、サンプル時点ｋにおける速度は
（６）弐〜（８）式もしくは次のように計算される。

ｕ’　　　１＝　　　（”１（）ｊ）　　ｘ（ｋ　　１
））−（１０）ΔＴ またこの速度υ−１もしくはυ′−１と位置’；’　（
Ｒ）にもとづいて、操作１ｎ（ｋ）を計算して第４図（
Ｃ）のように出力する。

なお１以上の説明においては、磁気ヘッド４が等速度運
動あるいは等加速度運動をしていることを想定して位置
の予測値を求める方式を示した。

実際磁気ヘッドを目標トラックに移動させる過程では、
速度制御によって等速度運動や等加速度運動のほか速度
が急変するときもあるが、このようなときは位置の予測
が不正確になる恐れがあるので１本発明の適用をしない
かあるいは判定値を適宜選択する必要がある。

なお以上の説明で磁気ヘッドの位置として簡単のためト
ラック番号のみによって表わされるように説明したが、
第２図において説明したようにトラック番号とポジショ
ン番号を加えてより正確な位置を表現することができる
。

以上の実施例においては、各機能毎に異なった回路によ
って構成するものを示したが、セクタサーボ方式は本質
的にサンプル値制御であるので、これらをディジタルコ
ントローラとして実現することが可能である。この場合
には、第１図点線で囲んだ部分を全てマイクロコンピュ
ータとし、前述の機能を全てプログラム化する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サーボ信号の不正や読み取り誤り、コ
ントローラに対するノイズ等によってサーボ系が異常状
態になったとしても、現サンプル時点の位置の異常値が
過去の位置などにもとづいて補正されるので、はぼ正当
な速度や操作音が計算できる。したがって、磁気ヘッド
の位置が正しい値をとった場合と大差ない制御を続行で
きるので誤動作がなく、磁気ディスク装置の信頼性が大
幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の全体端成を説明する
ブロック図、第２図はセクタサーボ信号の構成を説明す
る図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）および第３図（ｃ）
は本発明の一実施例の機能を説明するタイムチャート、
第４図（ａ）、第４図（ｂ）および第４図（Ｑ）は本発
明の一実施例の機能を説明するタイムチャートである。 １・・・ディス、２・・・セクタ、３・・・セクタサー
ボ信号部、４・・・磁気ヘッド、５・・・セクタサーボ
信号後間回路、６・・・シーク動作制御回路、７・・・
パワーアンプ、８・・・ディスコイルモータ、１６・・
・予測位置判定値演算回路、１７・・・予測値判定値記
憶回路。 １８・・・判定回路、１９・・・切換スイッチ、２ｏ・
・・異ｆＪ　３　図（幻 １５°　３ＦｉＢ（ｂ〕 第　４　図（幻 覆　４　図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セクタサーボ方式によつて磁気ヘッドを目標トラッ
   クに位置決めするようにした磁気ディスク装置において
   、前回のサンプル時点における位置、速度及び加速度に
   もとづいて現時点の位置の予測値と判定値を計算する手
   段と現サンプル時点における位置とこの位置の予測値と
   の差が判定値よりも大の場合には予測値を現サンプル時
   点の位置として速度及び操作量を計算する手段を備えた
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御装置。