JPH0250550B2 - - Google Patents

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JPH0250550B2
JPH0250550B2 JP59051302A JP5130284A JPH0250550B2 JP H0250550 B2 JPH0250550 B2 JP H0250550B2 JP 59051302 A JP59051302 A JP 59051302A JP 5130284 A JP5130284 A JP 5130284A JP H0250550 B2 JPH0250550 B2 JP H0250550B2
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JP
Japan
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phase
pattern
track
servo
signal
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JP59051302A
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Yuujin Atsukusumea Furederitsuku
Uinari Korinzu Deebitsudo
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPH0250550B2 publication Critical patent/JPH0250550B2/ja
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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
    • G11B5/54—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 into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/10—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • G11B21/106—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following on disks
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G11B5/59605—Circuits
    • G11B5/59616—Synchronisation; Clocking
    • G—PHYSICS
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    • G11B5/59627—Aligning for runout, eccentricity or offset compensation

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はトランスジユーサ位置づけに関するも
のであり、具体的には回転記録媒体上のデータ・
トラツクに対するアクセス及び追従のための位相
変調サーボ方式に関する。
［従来技術］ トランスジユーサの位置を決定する従来技術
は、予め決められたトラツク中心線からの半径方
向変位を表わす信号を発生するため複数の隣接サ
ーボ・トラツクからの信号の振幅測定に基づくも
のであつた。トラツク密度が増すにつれて、この
技術は捕捉領域のトラツクの数を増し且つ更に精
密なトラツク識別を可能にするためダイイビツト
からトリビツト、ペンタビツトへとサーボ・フオ
ーマツトが改善されて行つた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしこれらの従来技術では何れもサーボ信号
窓中に生じるランダムな電気的ノイズの結果とし
て誤りを生じ易かつた。そこでこの問題を軽減す
るため、真の値に似したもつと一様な値を得るよ
うに平均化した冗長信号をサーボ・フオーマツト
に使うことがあつた。
［問題点を解決するための手段］ サーボ情報はサーボ・パターン内の幾つかの一
定周波数フイールドの位相で符号化される。直線
的な位相変化が最適であるが、実際上の制約か
ら、直線的変化の関係に近似したパターンを使わ
ざるを得ないことがある。磁気デイスク記録の分
野では、通常の磁気記録ヘツドで書込み可能なパ
ターンを用い、トランスジユーサの半径位置で位
相の直線的変化を近似させるようにトラツク当り
一定量Ｎだけ各フイールドの位相が変わる。読み
書きヘツド及びデータ・チヤネルの周波数応答が
位置誤差信号に影響を与えないようにするため、
全ての可変位相サーボ・フイールドを同じ周波数
で書き込む。各フイールド内のサイクルの数は適
当でよいが、サイクルの数が多ければ多くの遷移
に亘つて位相測定を平均化しノイズ信号の影響を
減少することが可能になる。
位相は360゜を法として（モジユロ360゜で）測定
される。所与のフイールドの位相はＭ本のトラツ
ク毎に360゜変化する。同じサーボ・パターン及び
復調装置を用いて粗、中、細の位置解像度を得る
ために、異つたＭの値を有する幾つかのフイール
ドを使つてもよい。
このサーボ・パターンは従来のサーボ・パター
ンよりもトラツク形成に依存するススクイズの影
響を受けにくい。トリビツト・サーボ・パターン
の奇数番トラツク又は偶数番トラツクに書込まれ
た信号の異つた周波数及び位相内容は、隣り合つ
たトラツク間に予想外の量のスクイズを生じさせ
る。ペンタビツト・サーボ・パターンは夫々異つ
た周波数及び位相内容の４つのトラツク形式を持
つ。
周波数応答のヘツド間変動及びトラツクずれ読
取りが、これらのパターンではスクイズしにくく
する。位相変調サーボ・パターンでは、ヘツドの
周波数応答が位置誤差信号に第１順位で影響しな
いように、サーボ信号は単一の周波数で符号化さ
れる。更にそのサーボ・パターンの各フイールド
に対する前後関係は、読み書きギヤツプの側方か
らのトラツクずれ読取りが隣り合つたトラツク間
にスクイズを生じないように各トラツク位置毎に
等しくする。トラツクずれ読取りの振幅は周波数
が高くなるにつれて急速に減少するので、トラツ
クずれ読取りに起因するスクイズ効果を最少化す
るには可成りの高い周波数で数多くのサイクルを
用いるのが有利であることは明白である。
特定形式の読み書き記録ヘツドは１つのトラツ
クよりも広い領域に亘つてデイスク上に書かれた
低い周波数の信号を読取ることができるので、規
則正しいコヒーレントな低い周波数のパターンが
サーボ・パターン中に書込まれないようにするの
が大切である。もしもこれが実行できないなら
ば、平坦でない基準線上に乗つたアナログ・サー
ボ信号になる。位相変調されたサーボ・パターン
では、パターン中の全てのマグネツトの磁化が円
周方向に沿つて隣り合つたマグネツトの長さが等
しいことによつてバランスされるようにサーボ・
パターンを書込むことが可能である。かくて本発
明によれば多数のトラツクに亘つて低い周波数で
読取ることから生じる基準線は平坦となり、位置
測定の精度が落ちることはなくなる。
［実施例］ 本発明のサーボ装置では、サーボ情報がサーボ
信号ローブの振幅の代りにサーボ・パターンの位
相で符号化される。更に記録媒体のランダム・ノ
イズの悪影響は、１個又は少数個のピークを用い
るよりも数多くの遷移を平均化したとき軽減され
る。しかも自動利得制御（AGC）を余り臨界的
（クリテイカル）にしないためには振幅の重みを
下げなければならない。
第１図は水平に示した同心円トラツク０，１，
２及び垂直方向に移動するように記した半径方向
位置を有する理想化された位相シフト・サーボ部
分を示す。サーボ領域内の磁気粒子の一方の極性
を陰線部分で示し、陰線なしの部分は他方の極性
を示す。第１図は同じ周波数で書込まれた２つの
フイールドを示す。極性が半径方向にトラツク当
り２回遷移するので、トラツクのピツチの半分よ
りも大きいトランスジユーサ・ヘツドは半径方向
変位と関連した位相の変化に出合い、その変化は
その様な半径方向変位と共に連続的及び直線的に
変化する。
２つのフイールドに対し同じ周波数で動作する
クロツク信号源及びそのクロツクに対する各フイ
ールドの位相を検出する手段も必要である。フイ
ールド間の位相差がトランスジユーサの半径方向
位置を表わすトラツクのモジユロ数を与える。ト
ラツクのモジユロ数は整数であつてもなくても良
い。第２図に示すように繰返し距離は360゜の位相
差に等しい任意の距離でよい。トラツクのこの距
離はノイズの影響を受ける所望の機能及びハード
ウエアの性能を考慮して選択する。３つのフイー
ルドを使用すれば、３つの異つた距離尺度（粗、
中、細）で位置を明確に検出できるようにするた
め、種々のインターフイールド差間の位相差に相
当する３つの異なつた繰返し距離の利用が可能に
なる。セクター・サーボに応用するには、これら
の多重解像度はシーク（seek）モードで取りわ
け有用である。
第１図に示す遷移パターンは半径方向に移動す
るトランスジユーサで連続的且つ直線的な位相変
化を得るのに最適であるけれども、パターンの書
込みに関連した問題があるのでその問題を実際的
に解決するのに適した性能を与える修正形式を採
用する。第１図のパターンを作るには斜ギヤツプ
を有する特殊なトランスジユーサ・ヘツドを使う
のが最も実際的である。半径方向線又はトランス
ジユーサ経路に対して傾斜した連続的遷移を与え
るためにサーボ・トラツクを精密に記録すること
も必要である。
しかしヘツド又はチヤネルが信号周波数の第３
高調波及びそれより高次の高調波をろ波できるな
らば、良好な性能を得るために斜遷移を有するパ
ターンを書込む必要はない。トラツクの幅の凡そ
２／３の幅のヘツドを使つたとき、もしも半トラ
ツク当り90゜を越えない位相シフトがパターンの
フイールドに採用されたとすれば半トラツク解像
度でパターン書込みをするだけで優れた位置誤差
直線性が得られる。このことは各フイールドがト
ラツク当り180゜まで、２つのフイールド内のトラ
ツク当り合計360゜まで変化すること、及び半トラ
ツク・パターンを書込むことを可能にする。セク
タ・サーボに有用なシステムはサーボ・フイール
ド及び粗サーボ・フイールドの出発点を識別する
ためのクロツク・フイールドをも含む。
第４図に示すように位置誤差信号はデイスクに
書込まれた２つのパターンの間の位相差として符
号化される。第４図は半トラツク毎に生じるパタ
ーンの位相変化を示す。図示の位相変位は両フイ
ールドとも等しいが、反対の円周方向に生じる。
同図のパターンは位相が比較される２つのフイー
ルドの中心間の変位Ｄを示す。
信号を処理する復調器は磁気記録ヘツドが発生
した信号を用いてヘツドの半径方向位置を決定す
る。ヘツド信号は殆ど一定の半径方向変位で円周
方向に２つのフイールドのパターンをヘツドが横
切るときに発生する２つの周期的な遷移序列より
成る。復調器はフイールド１及びフイールド２の
両者に亘つてコヒーレントな遷移を示す共通の基
準クロツクと両フイールドを比較することにより
フイールド１の平均位相及びフイールド２の平均
位相間の相対的な位相差を測定する。より高い周
波数の水晶クロツクから分周することによつて得
られるが、その遷移はヘツド信号の遷移と必ずし
も同期していない。この同期の欠除は結果に影響
を与えない。何故ならば復調器の出力はフイール
ド１の位相から基準クロツクの位相を差引いたも
のとフイールド２の位相から基準クロツクの位相
を差引いたものとの差から成るためである。かく
て基準クロツクの位相は相殺される。しかしもし
も各フイールド内の反復パターンの周波数が基準
クロツクの周波数と不釣合いならば、復調器の出
力は２つのフイールド間の実際の位相シフトを表
わさない。位相誤差（ラジアン）はパターン周波
数及び基準周波数間の差（ラジアン／秒）と、ヘ
ツドの下にあるデイスクの表面速度（メートル／
秒）で除したフイールドの中心間の変位（メート
ル）との積である。誤差を生じさせる周波数差
は、信号をデイスクに書込んだときと後で読取る
ときとの間のスピンドル速度の相異から、又はサ
ーボ情報を書込むのと後で復調するのとに異つた
周波数を使つたことから、生じることがある。
この誤差発生源は２つのフイールドの中心間の
有効変位を最小化することにより大幅に減少する
ことができる。これは２つのフイールドのうちの
一方を他方のフイールドのどちら側にも等しく離
隔した２つのサブフイールドに分割することによ
つて実行される。かくて２つのフイールドの集団
の中心が一致して誤差項を消滅させる。全てのフ
イールドが複数のサブフイールドに分割可能であ
ること、及びそれが誤差を決定する複数のフイー
ルドの集団の中心間の変位であることが解決のか
ぎである。同じ原理を用いて種々の複雑なパター
ンを作ることが可能であるけれども、第５図は誤
差項を零に減少する最も簡単なパターンを示す。
第５図はフイールド１をフイールド２の前及び後
に均等に配置したサブフイールド１ａ及び１ｂに
分けた２つのフイールド・パターンを示す。フイ
ールド（複数）の集団の中心は今や一致し、位相
誤差は除去される。
第６図は既知の周波数の水晶クロツクと同期し
たモータ速度を有する磁気記憶装置用のサーボ・
パターンの実施例である。第６図及び第７図は黒
点ありの一方の極性の枠及び黒点なしの他方の極
性の枠を有する半トランス幅の枠領域を示す。ク
ロツク・フイールドによつて残りのフイールドの
境界をゲートのために知ることができる。フイー
ルド１及びフイールド２間の位相差は、シーク・
モードで使用するとき８トラツク毎に反復する
（360゜の位相差）。フイールド２及びフイールド３
間の位相差はトラツク追従誤差信号用の各トラツ
ク毎に反復する。
もしもこのパターンが2.5メガヘルツの周波数
で書込まれたならば、11.2ママイクロ秒かかる。
利用した位相検出の形式次第でAGCフイールド
が必要とされたりされなかつたりする。位相誤差
のトラツク追従400ナノ秒は１トラツクに等しい。
１cm当り400トラツクのトラツク密度では、１ナ
ノ秒の誤差は約６マイクロcmに等しい。位相をタ
イミング付けするためにはフイールド２及び３で
は16個の遷移が利用できる。これらの個々の位相
を全て平均することは、結果の位相誤差信号中の
ノイズを減少するためのうまい方法である。
第６図の実施例の代案はトラツク当り唯１つの
位相遷移を有するサーボ・フイールド・パターン
を書込むことである。それはトラツク当り１つの
パスを用いてサーボを書込むことにより達成され
る。これは半分の時間しか要しないのでサーボ書
込み動作中に簡単に実行できる。しかし磁気デイ
スク・フアイルにデータを読み書きするヘツドの
幅は全トラツク・ピツチよりも小さいので、半径
方向変位のとき信号が増大しない領域に出あうこ
とがある。ヘツド即ちトランスジユーサの幅はト
ラツク・ピツチ即ち隣接トラツクの中心線間の距
離の２／３乃至８／10であるのが普通である。ト
ラツクの中心線からヘツド幅の半分だけヘツドが
移動したとき、次の位相シフトに出あうまではヘ
ツドが更に半径方向に移動しても位置誤差信号は
増加しない。この半径方向移動期間中のヘツドの
位置はの位置範囲内にあることしかわからない。
このようなことを避けるには、位置シフトされた
サーボ・トラツク部分がヘツドの幅を超えない半
径方向幅を持つようにすべきである。
位相変調サーボ技術は、種々のフイールドにお
いて位相が360゜位相シフトする間のトラツクの数
を修正すること、及び位相差の値を得るため使つ
た１つのフイールドとして、不変の位相を有する
開始クロツク・フイールドを用いること、により
広範囲の解像度を達成できる。デイスク・サーボ
の場合には、トラツク追従の目的で各トラツクを
繰返す高解像度パターン及び多重トラツク・アク
セス用として、多数のトラツクに亘つて低い解像
度を持ち且つ中程度の数のトラツクに亘つて中間
的な解像度を持つのがよい。３位相シフトされた
フイールドを用いるサーボではそのような位相シ
フト代案により、低解像度、中解像度、高解像度
の範囲が16トラツク、４トラツク、１トラツク、
又は64トラツク、８トラツク、１トラツクのよう
に容易に作ることができる。
第７図は速度変動誤差又は不規則性を取除くた
めのスプリツト・バースト方法を示し、同図にお
いて一方のフイールド（フイールド１）を他方の
フイールド（フイールド２）の両側に配置された
２つのサブフイールドに区分することにより達成
される共通中心を有する２位相シフトされたサー
ボ・フイールドが使用される。これは半トラツク
の半径方向増分で360゜に亘る８トラツク半径方向
距離を示す。
第８図は半径方向に変る位相を持つ２つの一定
周波数サーボ・フイールドから位置信号を得るた
めの代表的な位相復調器を示す。トランスジユー
サ・ヘツドからのアナログ信号は入力線１０で受
取り、フイルタ１１及び比較器１２でデジタル信
号に変換して線１３へ送る。サーボID検出器１
４がサーボ・セクタを識別し、それに基づいて窓
及びタイミング信号発生器１５が半径方向に変化
する位相の一定周波数サーボ・フイールドのため
の窓を作る。線１７上の水晶クロツク信号の位相
は一定周波数サーボ・フイールドの各々のためデ
ジタル信号の位相と比較される。そして２つのフ
イールドから導出された比較値（複数）間の差が
位相差プロセツサ１９によつて確認されて線２０
に与える位置信号が作られる。その位置信号は
360゜の位相差によつて囲まれた半径方向距離内の
トランスジユーサ位置を表わす。
［発明の効果］ 本発明によればノイズの影響を受けないで高精
度の位置誤差信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は位相シフト・サーボ・パターンの最適
な形を示す図、第２図は半径方向変位に関連した
360゜の位相シフト差の繰返し距離を示す図、第３
図は３種類の位相シフト解像度を示す図、第４図
は２フイールド位相シフト磁気的遷移パターンを
示す図、第５図は第４図と類似の図であるが速度
変動誤差を排除するため使用した分割フイールド
位相シフト磁気的遷移パターンを示すように修正
された図、第６図は１つのクロツク・フイールド
及び可変位相シフト差解像度を得るため可変位相
シフト・パターンを有する３つのフイールドを用
いた８トラツクに亘る位相シフト遷移サーボ・パ
ターンを示す図、第７図は１つのフイールドの分
割により２つのフイールドによつて共有される１
つの共通中心を生じる２フイールド・８トラツク
位相シフト磁気トランスジユーサを示す図、第８
図は検出された位相差から位置信号を作り出すた
めの復調器のブロツク図である。 １０……入力線、１１……フイルタ、１２……
比較器、１４……サーボID検出器、１５……窓
及びタイミング信号発生器、１９……位相差プロ
セツサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 回転記録媒体に設けた複数の同心円トラツク
    上に、上記回転記録媒体の半径方向に移動するト
    ランスジユーサが検出可能な特徴部分を夫々記録
    しておき、上記特徴部分の検出によりトランスジ
    ユーサの位置を示す信号を発生する方式におい
    て、 上記特徴部分は、２値信号を複数回交番的に記
    録したパターンを有することと、 上記２値信号の記録パターンは、同一の周期で
    交番する少なくとも２種類のパターン群を円周方
    向に持つようにしたことと、 上記少くとも２種類のパターン群は、円周方向
    の夫々の境界線で線対称になるようにしたこと
    と、 上記複数の同心円トラツクに夫々記録された上
    記２値信号の記録パターンは、半径方向に進むに
    つれて隣接するトラツク上の２値信号の記録パタ
    ーンの記録位置が段階的に変位するようにしたこ
    ととを特徴とし、 上記トランスジユーサによる上記２値信号の検
    出のタイミング差によつてその半径方向位置を表
    わす信号を発生するようにした、回転記録媒体上
    のトランスジユーサの位置信号発生方式。
JP59051302A 1983-06-27 1984-03-19 回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式 Granted JPS6010472A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US507647 1983-06-27
US06/507,647 US4549232A (en) 1983-06-27 1983-06-27 Phase modulated servo system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6010472A JPS6010472A (ja) 1985-01-19
JPH0250550B2 true JPH0250550B2 (ja) 1990-11-02

Family

ID=24019546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59051302A Granted JPS6010472A (ja) 1983-06-27 1984-03-19 回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4549232A (ja)
EP (1) EP0129708B1 (ja)
JP (1) JPS6010472A (ja)
DE (1) DE3480131D1 (ja)
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