JPH03152772A - 磁気デイスク装置 - 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、磁気ディスク装置特に複数のヘッドを切り換
えて用いる磁気ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のデータ面上にヘッド位置決め信号を有するいわゆ
るデータ面サーボ方式の磁気ディスク装置には、特開昭
５３−９５００５号に記載のように、多数のヘッドが搭
載されているキャリッジをサーボ専用ヘッドを基に位置
決めするとともに、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）ヘッドの
データ面上の位置信号を用いて、当該ヘッドのオフトラ
ックの除去を実現する方法のものがあった。この方式は
、ホーザヘッドのみのものに比べて、データヘッドの位
置決め精度を向上する上で優れているが、この様な従来
のディスク装置では、アクセスなしにヘッドを切り換え
て、Ｒ／Ｗするマルチトラックオペレーションと呼ばれ
る使われ方に対しては精度が落ちるといった問題があっ
た。その理由を第５図を用いて説明する第５図はキャリ
ッジが傾き中心のサーボヘッドを中心に＃１ヘッドは外
周側に＃１１ヘッドは内周側にずれている様子を示して
いる。（ロ）は＃１ヘッドでＲ／ＷＬ、でいるとき＃１
１ヘッドのオフセット量を示している。第５図より容易
に判るがヘッドを切り換えても（例えば＃ｌ／＃１１）
該＃１１ヘッドを１本来のトラック上（ε→０）に正し
く追従させるためには、サーボ系で決まる整定時間が必
要であり、ヘッドを切り換えた直後のＲ／Ｗに対してＲ
／Ｗが行なわれる前までにヘッドを位置ずけることが事
実上出来ないということにある。

第３図はＮ番１Ｍ番トラックの記録状態を示したもので
ある。

上述のヘッドを切り換えてすぐＲ／Ｗする動作とはＮ番
ヘッドにより■の領域をＲ／Ｗしたのち、すぐＭ番ヘッ
ドで■→■の領域をＲ／Ｗするということであり、Ｎ番
ヘッドが完全にオントラック状態（第５図（ロ）の実線
で示す＃１ヘッドの状１１１）としたときＭ番ヘッド（
例えば第５図＃１１ヘッド）はオフトラックしており、
ヘッドを切り換えて、■の領域のＲ／Ｗ前までオフトラ
ックが通常なくならないことを意味している。

上記問題点は、データヘッドを個別に動かす機構を有さ
ない従来のキャリッジ方式で、かつ、データ面上に位置
信号を有するデータ面サーボ方式のディスク装置では、
共通の問題であった。

特願昭６３−１７２７０４では、　Ｄｕｓｌｐ等のよう
に次々にヘッドを切り換えて使う様な場合に対して、１
つの解決法を示しているが、任意の位置において。

ヘッドを切り換える場合に対しての解決法にはなってい
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の様に、上記従来のデータ面サーボ方式の磁気ディ
スク装置では、ヘッド１個１個を使う場合はその都度ヘ
ッドの位置決めをするため理想的なサーボが行なえるが
、シーク動作なしで、ヘッドのみを切り換えてＲ／Ｗを
行なうマルチトラックオペレーションに対する配慮がさ
れておらず、マルチトラックオペレーション時に、ヘッ
ドの位置決め精度が逆に劣化するといった問題があった
。

本発明はデータ面サーボ方式の磁気ディスク装置の上述
のマルチトラックオペレーションに対する位置決め精度
の向上を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、データ面の位置情報を基に
各データヘッドの位置ずれ量を予め測定し、メモリーに
格納しておき、マルチトラックオペレーション時にヘッ
ドが選択されると同時に、該ヘッドの位置ずれ量を高速
にオフセットし、データのＲ／Ｗが開始される前までに
好ましくはオフセットの除去をするものである。ただし
、データのＲ／Ｗが開始前までに、オフセットが完全に
除去されるとは限らないが、高速にオフセットされれば
される程その効果は大きい。

高速オフセットのために、ＶＣＭの駆動特性と機構系の
共振周波数Ｃｆｏ　’）で制限されるが、約２　／　ｉ
　ｏの時間フィード・フオワード的にオフセットするこ
とで、閉ループ制御のみに比べてより高速にオフセット
を可能にした。

〔作用〕

データ面サーボ方式の磁気ディスク装置において、ヘッ
ドが選択されると同時に、オフセットの補正が開始され
、望ましい形態では、Ｒ／Ｗ動作が開始する前までに当
該ヘッドのオフセットが完全に除去されるので、従来装
置の機構系を変えることなく、制御系の簡単な変更のみ
で、従来のディスク装置の使い方を継承しつつ高精度の
ヘッド位置決め精度を達成することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図は１本発明の制御系を示したものである。

ただし１本発明が主としてフオロイング状態での制御に
関するものであるため、シーク系については省略してい
るが、シーク系は従来技術を適用可能である。第１図の
説明の前に、第２図を用いて、制御系全体の説明を行な
う、第２図は、従来装置構成と基本的に同じであるが、
各々のデータ面には、第４図に示す様な形態で位置情報
が書き込まれている。第４図（ａ）は、参照シリンダ一
方式と呼ばれる方式であり、データ面上の特定のトラッ
クに位置誤差信号が記録されており、特定間隔でそのト
ラックに位置付けし、各データヘッドのオフセット量を
記憶し、ヘッド毎に該オフセット量を補正する方式であ
る。（ｂ）は１周に１ケ所全トラツクに位置情報が記録
されているもので、インデックス方式と呼ばれる。（Ｃ
）は円周方向に等分割して、多数のセクター毎に位置情
報を記録しているもので、セクターサーボ方式と呼ばれ
る。セクターサーボ方式では、−周上に多数の位置信号
があるのでサンプルサーボが可能である。

その他にも、二層サーボ方式などデータ面サーボ方式の
ものがある。これらのデータ面サーボ方式のものにおい
て、第２図に示す一体型のキャリッジ４で位置付ける方
式のものでは、前述の様に。

ヘッドを切り換えたとき、データ面サーボを行なうがた
めに、かえって位置誤差が大きくなることがある。（第
５図（ロ））本発明は、従来装置に用いられているマル
チトラックオペレーションに対するデータ面サーボ方式
の装置のオフセット量の向上を目的としている。マルチ
トラックオペレーションは既述の様に第３図において、
■→■に連続してデータのＲ／Ｗを行う操作であるが、
ヘッドセレクタがＡ点で行なわれ、実際にＲ／Ｗが行な
われるまでの時間Ｔ１は、０．３ｍｓ程度と短いため、
ＮヘッドとＭヘッドのオフセット量の差を吸収できない
のである。現状の装置では、０．５ｍｓ程度が必要であ
ろう。本発明は１Ｍヘッドが選択されると同時に一高速
にオフセットして、ＮとＭヘッドのオフセット量の差を
Ｔ１以内に吸収しようとするものであり、その制御方法
に関する。

第１図は、ヘッドを切り換えると同時に、高速に選択さ
れたヘッドをオフセットする制御系のブロック図である
０図を用いて詳細に説明する。ヘッドセレクト信号を受
けとると制御信号発生器１０２は、あらかじめオフセッ
トテーブル１０１に記憶されている当該ヘッドのサーボ
ヘッドに対するオフセット量のデータを基に、制御信号
を発生する０選択されたヘッドは、この制御信号により
フィード・フオワード的に制御される、制御信号発生器
からの制御信号は直接パワアンプ（Ｐ。

Ａ）１０５に入力され、ＶＣＭ　（ボイスコイルモータ
ー）１０６を動かす、一方、当該制御信号（ハ）は、ヘ
ッドが制御されて移動した量に応じてオフセット信号が
閉ループ系に与えられる。

Ｇ＾（ｓ）１０３は、ヘッドの移動量を発生する発生器
であり、 （Ｋニゲイン、ＫＦ：ＶＣＭ（７）力係数９Ｍ：質量。

Ｓ：プラズマ変数）に相当する。目標点にヘッドが到達
してからは、オフセット量をオフセット信号（イ）で与
え、そのとき制御信号（ロ）は切り離す、これは、Ｇ＾
（、ｓ）が積分器であるためのドリフトを除くためであ
る。

制御信号（ロ）はバング・バング制御信号で良いが加速
減速時間が重要である。一般的に言って、機構系には、
必ず共振特性が存在しており、サーボ系も、この共振特
性により、高帯域化が阻まれる。オープンループにおい
ても、同様であり、実験の結果共振周波数をｆＭとした
とき２　／　ｆ　Ｍより高速に移動すれば、振動が大き
く、ヘッドの位置決め精度の向上に連からないばかりか
、ヘッドと円板が接触するなど悪影響が生じることが判
った。これは、第６図に示す周波数特性からも判る様に
入力条件として、機構系を加振しない最大のパワーを与
えることであり、Ｔ”＝２／ｆＭが望ましいことが判る
。この条件は、第６図（ｂ）の様な入力でも同様である
。実験の結果５本発明によりサーボ系のみによるオフセ
ットに比べて１７２〜２／３の時間で、オフセットを完
了することが判った。なお、制御信号（ロ）は、制御性
を考えて、バング・バング制御が良く、移動量に応じて
、振ｒｌＪを変えることが望ましい。

次に、ヘッドのオフトラック量の検出のための位置誤差
信号作成に関して述べる０位置誤差信号はサンプルされ
、好ましくは平均化されて、オフトラック量として記憶
されるのであるから、サンプル時のノイズ除去は、正確
なオフトラック検出のため重要である。

位置誤差検出の作成の手段として、インデックスサーボ
、セクターサーボ方式では１位置誤差信号領域が狭いの
で１通常用いるローパスフィルタによる手法は適当でな
い、同様に、参照方式においても、１回転中に全ヘッド
のオフトラック検出を行なうときには同様な問題が生じ
る。第７図を用いて好ましい位置誤差信号作成方法につ
いて述べる。第７図（ａ）は、データ面上に書かれた位
置誤差信号パターンである。データヘッド２が第７図（
ａ）の様に配置されるときが、オントラック状態である
。そのときの読み出し波形が（ｂ）である、■部、■部
の振巾の比較により、オツド、ラックｌを検出する。該
検出方法の好ましい例を（ｅ）に示す、ヘッド２により
読み出された信号は、ＡＧＣ（自動ゲイン調整器）アン
プ２１を通すバツファーアンプ２２で２つの信号に分け
られる。スイッチ２３Ａ、Ｂはそれぞれ、第７図（ｂ）
の■、■の領域の信号のみを通過さす、エンベロープ回
路（ＥＮＶ、）２４は第７図（ｂ）点線の様に包絡線を
作成する回路である。積分器２５は、ＥＮＶ、回路での
出力を■、■の領域内の適当な巾で積分を行ない、Ｓ、
Ｈ（サンプルホールド回路）２６でサンプルホールドさ
れる。（なお、サンプル後、積分器２５はリセットされ
、次の信号に対して時期する。（リセット信号は図示せ
ず））サンプルホールドされた信号は、積分器により■
。

■の領域を平均化した信号となっている。サンプルホー
ルドされたそれぞれの信号は、減算回路２７により、オ
フセット信号３０を出力し、加算回路２８によりＡＧＣ
のフィードバック電圧となり、媒体むら、周速の違いに
よらず一定のオフセット感度を得るための信号として用
いられる。

以上述べた位置誤差信号検出は、短い領域での検出に適
しているが、従来のサーボディスクからの位置誤差検出
や、二層サーボ方式の位置誤差信号検出にも有効である
。

最後、高速オフセット制御を適用した場合においても、
Ｒ／Ｗ開始前までに、オフセット除去が出来ない場合の
取り扱いについて言及する。磁気ディスク装置の位置決
め精度は、装置のエラーレートと密接な関係があり、位
置決め誤差の大きさの発生率がエラー出現率の割合とな
る。第８図は。

位置決め誤差の発生頻度からエラーレートの発生率を求
めた例であり、曲線のと■の違いは上述のオフセットの
速度の差を示したものであり、高速化の効果が判る。高
速化は、除去しきれないオフトラック量の値自体も小さ
くなる訳であり、オフセット量を下げることでは同様な
効果がある。第５図（ロ）において、データ面サーボに
より、かえって変位が大きくなることを指定したが、オ
フセット量は、記録と再生との差があるから、記録時に
は、オフセット量が小さくなった時のみ記録し、オフセ
ット量が大きいときは、１回転待つ様にすると、オフセ
ット量の最大値を下げ、結果として１位置決め誤差の分
布を狭められる。なお、上述の記録時のオフトラックが
大きい場合に一回転時つことのために、システムのスル
ープットの低下が心配されるが、１０回に１度程度の割
合で生じる場合の影響は５％程度の低下であることがシ
ミュレーションにより判っているので１問題はない、記
録開始点でのオフセット量は、移動すべき量（ヘッド切
り換え前のヘッドのオフセット量と切り換え後のオフセ
ット量の差）と、サーボヘッドから、移動量を求めこれ
らの差で容易に見積れる。

一方、サーボデイレクがないセンターサーボ方式のもの
では、移動量が直ちに求められないが。

移動時間がある一定時間以上のときは記録し、それ以下
では記録しないといった時間管理方式をとることで記録
か記録しないかの判定は容易である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、データ面サーボ方式の磁気ディスク装
置における。マルチトラックオペレーション時のオフト
ラック量を低減できるので、サーボ面サーボと同様の機
能性を備えかつ１位置決め誤差の小さい装置が提供でき
る。そのため、高記録密度の磁気ディスク装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の制御ブロック図、第２図は本発明の
システム祷成の構成図、第３図は、ヘッド間に股がる記
録／再生を説明する概念図、第４図は、データ面サーボ
方式の説明のためのディスクの上面図、第５図は、オフ
トラックの説明をするための概略図、第６図は制御入力
を説明するためのグラフの図、第７図は、位置誤差検出
を説明するための概念図（ａ）、波形図（ｂ）、ブロッ
ク図（Ｃ）、第８図は本発明の詳細な説明するグラフ図
。 １・・・ディスク、２・・・データヘッド、３・・・サ
ーボヘッド、４・・・キャリッジ、５・・・ＶＣＭ、６
・・・復調回路、７・・・制御回路、８・・・ディスク
コントローラ、２１・・・アンプ兼ＡＧＣアンプ、２２
・・・バッファアンプ、２４・・・エンベロープ回路、
２５・・・積分器。 ２６・・・サンプルホールド回路、２７・・・減算器、
２８・・・加算器。 集　／［￥１ 第　４　口 （久） Ｙ　２　　記 （ｂン （Ｃ） 第　３　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ面に位置誤差信号が記録されているデータ面
   サーボ方式の磁気ディスク装置において、マルチトラッ
   クオペレーション時に、ヘッド選択信号を受けとると同
   時に、当該ヘッドのオフトラック量に応じて、ヘッドを
   オフセットすることを特徴とする磁気ディスク装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の磁気ディスク装置にお
   いて、オフセットする制御方法がフィード・フオワード
   的であることを特徴とする磁気ディスク装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の磁気ディスク装置にお
   いて、データヘッドのオフトラック量が定期的に更新さ
   れることを特徴とする磁気ディスク装置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の磁気ディスク装置にお
   いて、フィード・フオワード入力信号がキャリッジが有
   する主要な共振周波数（ｆ＿Ｍ）の逆数の約２倍の時間
   （２／ｆ＿Ｍ）続くことを特徴とする磁気ディスク装置
   。 ５、特許請求の範囲第２項記載の磁気ディスク装置にお
   いて、フィード・フオワード信号がバングバング制御信
   号でありオフセット量の制御はバングバング制御信号電
   圧の大きさで行なうとともに、閉ループ系のオフセット
   電圧として、制御電圧の２回積分値が含まれていること
   を特徴とする磁気ディスク装置。 ６、複数のヘッドを切り換えて使用し、記録又は再生を
   行なうデータ面サーボ方式の磁気ディスク装置において
   、ヘッドを切り換えたのち、記録時点で、ある一定量よ
   り、オフセット量が大きい場合には、記録を行なわない
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。 ７、データ面サーボ方式の磁気ディスク装置において、
   位置誤差検出回路がエンベロープ回路あるいは、ピーク
   ホールド回路を有し、上記位置誤差検出回路の出力を定
   時間積分することを特徴とする磁気ディスク装置。