JPH04321982A - 磁気ディスク装置の制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置の制
御技術に関し、特に、サーボ面のサーボ情報とデータ面
のサーボ情報とを併用して位置決め制御を行う磁気ディ
スク装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、情報処理システムにおける外
部記憶装置の一つとして、磁気ディスク装置が広く用い
られている。ところで、このような磁気ディスク装置に
おいては、磁気ディスクの記録面に同心円状に配置され
たトラック群の任意の一つに対する磁気ヘッドの位置付
けを制御する方式として、大別して次のような二つの方
式が知られている。

【０００３】その一つは、磁気ディスクの一つの記録面
（サーボ面）全体に、サーボ情報が記録されたサーボト
ラックを専ら配置するとともに、これに対応する専用の
サーボヘッドを設け、このサーボヘッドから読み出され
るサーボ情報に基づいて、他の記録面（データ面）に配
置されたデータトラックに対するデータヘッドの位置付
けを制御するものであり、サーボ面サーボ方式と呼ばれ
ている。

【０００４】また、他の一つは、通常のデータトラック
の各々にサーボ情報を混在させ、データトラックから読
み出されるサーボ情報を用いてデータヘッドの位置付け
の制御を行うものであり、データ面サーボ方式と呼ばれ
ている。

【０００５】ところで、サーボ面サーボ方式の場合には
、専用のサーボ面を用いるため、ヘッドのトラック間の
移動動作（シーク動作）を高速に行うことができるとい
う利点はあるものの、データヘッドとは別個のサーボヘ
ッドによってサーボ情報を読み出すため、両者の位置ず
れによるデータヘッドの目的のトラックからの位置ずれ
（オフトラック）が発生しやすいという問題がある。

【０００６】また、データ面サーボ方式の場合には、オ
フトラックの発生は防止できるものの、サーボ情報がト
ラックの周方向に離散的に記録されているため、高速な
シーク動作ができないという問題がある。

【０００７】このため、上述の各制御方式の問題を解消
すべく、従来では、たとえば、特開昭６０−１９３１７
７号公報に開示されるように、サーボ面サーボ方式とデ
ータ面サーボ方式とを併用する技術が提示されている。

【０００８】すなわち、専用のサーボ面およびサーボヘ
ッドを設けるとともに、データ面内のデータトラックの
一部にサーボヘッドとの位置ずれを検出するための専用
のパターンを書き込み、このパターンのデータヘッドに
よる読出によってサーボヘッドとデータヘッドとのトラ
ック径方向の位置ずれ量（ヘッド間オフセット）を計測
し、フォロイング動作時に、当該位置ずれ量を補正して
オフトラックの発生を回避しようとするものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術の場合には、たしかにフォロイング動作におけるオ
フトラックの発生は防止できるものの、シーク動作から
フォロイング動作に移行する過渡期（セトリング時）に
おけるヘッド間オフセットによる悪影響について考慮さ
れてない。

【００１０】すなわち、サーボ面サーボ方式とデータ面
サーボ方式とを併用する場合、シーク動作は、サーボ面
からのサーボ位置信号のみで、フォロイング動作は、サ
ーボ位置信号とデータ面からのデータ面位置信号との混
合位置信号で制御することになる。そしてシーク動作か
らフォロイング動作への切替は、目標トラックへフォロ
イングする直前のいわゆるセトリング動作中に行われる
。この切替動作の際に、サーボヘッドとデータヘッドの
間にヘッド間オフセットがあると、混合位置信号波形に
オーバーシュート／アンダーシュートを生じ、安定なフ
ォロイング動作の開始までの所要時間（セトリングタイ
ム）が長くなり、最悪の場合にはシークエラーを起こす
という問題がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、シーク動作から
フォロイング動作に移行する際のセトリングタイムの短
縮より、動作速度を向上させることが可能な磁気ディス
ク装置の制御技術を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、シーク動作からフォ
ロイング動作に移行する際のオフトラックの発生を防止
して、動作の信頼性を向上させることが可能な磁気ディ
スク装置の制御技術を提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明の磁気ディスク装置の制
御方法は、第１サーボ情報が専ら記録されるサーボトラ
ックが全面にわたって配置されるサーボ面と、第２サー
ボ情報とデータとが混在して記録されるデータトラック
が配置される複数のデータ面とを含む磁気ディスクと、
サーボ面に対向して配置され、第１サーボ情報の再生動
作を行うサーボヘッドと、データ面の各々に対向して配
置され、データの記録／再生動作および第２サーボ情報
の再生動作を行う複数のデータヘッドと、サーボヘッド
およびデータヘッドを一括して駆動するアクチュエータ
とを備え、データヘッドのデータトラック間の移動を行
うシーク動作は第１サーボ情報に基づいて制御され、任
意の一つデータトラックに対するデータヘッドのフォロ
イング動作は第１サーボ情報と第２サーボ情報とに基づ
いて制御される磁気ディスク装置において、サーボヘッ
ドに対する複数のデータヘッドの各々の磁気ディスクの
径方向における位置ずれ量を予め測定して記憶し、この
位置ずれ量に基づいて、複数のデータヘッドの各々のシ
ーク動作からフォロイング動作への切替位置を制御する
ものである。

【００１６】

【作用】サーボヘッドとデータヘッドのヘッド間オフセ
ットは、主にヘッドのコア幅の公差によって発生する。 すなわち、記録面のフォーマッティング時において、サ
ーボトラックライタ（ＳＴＷ）でサーボ情報を書き込む
時のトラック位置決め点と、当該サーボ情報の読み出し
時のトラック位置決め点がヘッドのコア幅の分だけずれ
ることによる。

【００１７】サーボヘッドのコア幅の公差を±ｄｓ、デ
ータヘッドのコア幅の公差を±ｄｄとすると、サーボヘ
ッドから見たヘッド間オフセットは最大ｄｓ±（ｄｄ／
２）となる。この量は単にヘッドの公差のみに依存する
。

【００１８】従って、上記した本発明の磁気ディスク装
置の制御方法によれば、このようなヘッド間オフセット
を個々のデータヘッドの各々について予め計測し記憶す
るとともに、このヘッド間オフセットに基づいて、シー
ク動作からフォロイング動作への切替のタイミングを設
定するので、オーバーシュート／アンダーシュートなど
が発生せず、セトリングタイムが短縮される。これによ
り、任意のトラックへのシーク動作およびフォロイング
動作を繰り返す磁気ディスク装置の動作速度が確実に向
上する。

【００１９】また、ヘッド間オフセットに起因するセト
リング時のオフトラックの発生が確実に防止され、磁気
ディスク装置の動作の信頼性が向上する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例である磁気ディスク
装置の制御方法について、図面を参照しながら詳細に説
明する。

【００２１】図１は、本実施例の制御方法が実施される
磁気ディスク装置の構成の一例を示すブロック図であり
、図２および図３は、その作用の一例を説明する線図、
図４および図５は、同じく、その作用の一例を示すフロ
ーチャートである。

【００２２】複数の磁気ディスク１１は、互いに平行か
つ同軸にスピンドル１２に固定されており、モータ１３
によって所定の回転速度で回転される。

【００２３】複数の磁気ディスク１１の複数の記録面の
うち、一つは、サーボ面位置信号３ａ（第１サーボ情報
）が記録される図示しないサーボトラック群が同心円状
に全面に配置されるサーボ面１１ａとして使用され、そ
の他の記録面は、通常のデータと、データ面位置信号４
ａ（第２サーボ情報）が混在して記録される図示しない
データトラックが同心円状に配置されるデータ面１１ｂ
として使用されている。

【００２４】サーボ面１１ａには、個々のサーボトラッ
クからのサーボ面位置信号３ａの読出動作を行うサーボ
ヘッド３が対向して配置されており、複数のデータ面１
１ｂの各々には、個々のデータトラックに対する通常の
データの書込／読出動作およびデータ面位置信号４ａの
読出動作を行う複数のデータヘッド４がそれぞれ対向し
て配置されている。サーボヘッド３およびデータヘッド
４は、共通のアクチュエータ２に支持されており、磁気
ディスク１１の径方向に、同一方向に同時に移動動作を
行う構造となっている。

【００２５】サーボヘッド３を介して得られるサーボ面
位置信号３ａは、復調器５，補償器６，増幅器１を介し
てアクチュエータ２に帰還される速度閉ループをなし、
サーボヘッド３（すなわちデータヘッド４）を、複数の
サーボトラック（データトラック）間で移動させるシー
ク動作の制御が行われる。

【００２６】また、復調器５からのサーボ面位置信号３
ａの出力は、容量素子Ｃを介して、補償器８に入力され
ている。

【００２７】複数のデータヘッド４の各々および抵抗素
子Ｒ，復調器７を介して得られるデータ面位置信号４ａ
は、サーボ面位置信号３ａの交流成分とともに補償器８
，増幅器１を介してアクチュエータ２に帰還されるフォ
ロイング閉ループをなし、特定のデータヘッド４の特定
のデータトラックに対するフォロイング動作の制御が行
われる。

【００２８】また、復調器５から補償器８に入力される
サーボ面位置信号３ａの交流成分の周波数範囲は、容量
素子Ｃの容量値および抵抗素子Ｒの抵抗値の組み合わせ
にによって随意に設定される。

【００２９】復調器５から補償器８に入力されるサーボ
面位置信号３ａの一部は、Ａ／Ｄ変換器１０を介して、
たとえば電圧レベルがデジタル量に変換されてマイクロ
プロセッサ９に入力されている。

【００３０】シーク閉ループ側の補償器６およびフォロ
イング閉ループ側の補償器８と、増幅器１との間には、
当該補償器６（接点ｂ）および補償器８（接点ａ）のい
ずれか一方のみを選択的に増幅器１に接続する切替動作
を行う切替スイッチＳＷが介在しており、マイクロプロ
セッサ９からのモード切替信号９ａによって切替動作が
制御されるようになっている。

【００３１】また、複数のデータヘッド４のいずれから
のデータ面位置信号４ａを復調器７に入力させるかは、
マイクロプロセッサ９からのヘッドセレクト信号９ｂに
よって制御される。

【００３２】以下、本実施例の磁気ディスク装置の制御
方法における作用の一例について説明する。

【００３３】まず、ヘッド間オフセットの測定方法を説
明する。

【００３４】切替スイッチＳＷを接点ａ側に接続したフ
ォロイング閉ループ中のサーボ面位置信号３ａは、補償
器８に対して容量素子Ｃを介してＡＣ結合されているた
め、当該サーボ面位置信号３ａとデータ面位置信号４ａ
との混合信号のＤＣレベルはデータ面位置信号４ａによ
って決まる。従って、フォロイング中は、データヘッド
４から得られるデータ面位置信号４ａによって目的のデ
ータトラック中心にデータヘッド４が位置決めされ、サ
ーボヘッド３とのヘッド間オフセット分だけ、当該サー
ボヘッド３は対応するサーボトラック中心から逸れた状
態となり、サーボ面位置信号３ａのレベルはその中心位
置でのレベルより変位する。この変位量をＡ／Ｄ変換器
１０を介してマイクロプロセッサ９が読み込む。

【００３５】そして、ヘッドセレクト信号９ｂによって
、適宜対象となるデータヘッド４を順次選択して同様の
動作を繰り返すことにより、個々のデータヘッド４につ
いてサーボヘッド３に対するヘッド間オフセットΔｄを
測定し記憶する。

【００３６】このような各データヘッド４におけるヘッ
ド間オフセットΔｄの測定手順の一例を、図４のフロー
チャートに例示する。

【００３７】次に、切替スイッチＳＷによるシーク動作
とフォロイング動作との切替について説明する。

【００３８】まず、サーボヘッド３およびデータヘッド
４のいずれにも、コア幅などの公差がなく、ヘッド間オ
フセットのない理想的な場合の一般的な切替動作につい
て説明する。

【００３９】図示しない上位装置などからの指令により
、特定のトラックから他のトラックに移動するシーク中
は、切替スイッチＳＷは接点ｂ側に接続されている。 すなわち、サーボ面位置信号３ａのみによる制御が行わ
れ、アクチュエータ２が駆動される。アクチュエータ２
移動動作により、たとえば目的のトラックの１／４トラ
ックだけ手前まで移動してくると切替スイッチＳＷは、
接点ａ側に接続され、フォロイング動作に移る。目標ト
ラックの１／４トラック手前という判断は、サーボ面位
置信号３ａをマイクロプロセッサ９がＡ／Ｄ変換器１０
を介して監視することにより可能である。すなわち、図
２に示されるように、サーボ面位置信号３ａは、各トラ
ックを通過する毎に周期的に変化し、この周期を計数す
ることにより、移動トラックの本数を知ることができ、
また、目標トラックの１トラック手前を通過し、さらに
、サーボ面位置信号３ａのレベルがΔＶＱ　となって時
点を見つけることで可能となる。ΔＶＱ　の値は、サー
ボ面位置信号３ａの感度ＫＰＳ〔Ｖ／ｎｍ〕とトラック
ピッチとによって定めることができる。

【００４０】一方、ヘッド間オフセットが存在する場合
に、上述のように一律に１／４トラック手前でシーク動
作からフォロイング動作への切替を行うと、図３に破線
で例示されるように、サーボ面位置信号３ａは、オーバ
ーシュートを伴った波形となり、当該波形が安定するま
で、すなわち、サーボヘッド３に連動する特定のデータ
ヘッド４が目的のデータトラック中心に安定に位置決め
され、記録／再生動作が可能になるまでの時間（セトリ
ングタイム）が長くなる。

【００４１】これは、サーボヘッド３から見た場合に目
標トラックの１／４手前だが、データヘッド４から見る
とヘッド間オフセット分だけさらに手前にいるために起
きたものである。

【００４２】そこで、本実施例の場合には、マイクロプ
ロセッサ９が、前述のようにして各データヘッド４毎に
測定されているヘッド間オフセット（Δｄ×ＫＰＳ）分
だけ、切替スイッチＳＷによる切替点を移動させる動作
を行うことにより、サーボ面位置信号３ａは、同図の実
線のような安定な波形となるように制御する。

【００４３】この図３の実線のような、切替点から目標
トラック上までの安定な波形は、図２の理想的な場合と
全く同じで、切替点がΔｔ秒だけ遅れたものである。

【００４４】すなわち、マイクロプロセッサ９は、シー
ク開始とともに、目標トラックに対応したヘッド間オフ
セットΔｄを読み出して、ΔＶｓ　＝ΔＶＱ　±ＫＰＳ
×Δｄを設定し、目標トラックから１トラック手前以降
での、Ａ／Ｄ変換器１０からのサーボ面位置信号３ａの
出力値ｖが、ΔＶｓ　と一致した時点で切替スイッチＳ
Ｗによるシーク動作からフォロイング動作への切替を行
う。

【００４５】これにより、オーバーシュートなどを生じ
ることなく、シーク動作からフォロイング動作へ最短の
セトリングタイムで安定に切り換えが行われる。また、
切替時にオフトラックが発生する懸念もない。

【００４６】上述のようなヘッド間オフセットΔｄの測
定の所要時間は、たとえば、磁気ディスク１１の回転速
度が３６００ｒｐｍで枚数が１５枚の場合、高々、１６
．６７ｍｓ×２×１５≒０．５秒であり、装置起動時に
行っても時間的な制約はない。

【００４７】また、Δｔの値は、本発明者らの検討によ
れば最悪でも２５０μｓであり、従来の場合のオーバー
シュートによるセトリングタイムの増加は１．５ｍｓ程
度であるので、１．５−０．２５＝１．２５ｍｓ程度、
セトリングタイムを短縮できる。

【００４８】この結果、磁気ディスク装置の実質的な動
作速度および動作の信頼性の向上を達成できる。

【００４９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５０】

【発明の効果】本発明の磁気ディスク装置の制御方法に
よれば、シーク動作からフォロイング動作に移行する際
のセトリングタイムの短縮より、動作速度を向上させる
ことができるという効果が得られる。

【００５１】また、本発明の磁気ディスク装置の制御方
法によれば、シーク動作からフォロイング動作に移行す
る際のオフトラックの発生を防止して、動作の信頼性を
向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である制御方法が実施される
磁気ディスク装置の構成の一例を示すブロック図である
。

【図２】その作用の一例を説明する線図である。

【図３】その作用の一例を説明する線図である。

【図４】その作用の一例を示すフローチャートである。

【図５】その作用の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１　　増幅器 ２　　アクチュエータ ３　　サーボヘッド ３ａ　　サーボ面位置信号（第１サーボ情報）４　　デ
ータヘッド ４ａ　　データ面位置信号（第２サーボ情報）５　　復
調器 ６　　補償器 ７　　復調器 ８　　補償器 ９　　マイクロプロセッサ ９ａ　　モード切替信号 ９ｂ　　ヘッドセレクト信号 １０　　Ａ／Ｄ変換器 １１　　磁気ディスク １１ａ　　サーボ面 １１ｂ　　データ面 １２　　スピンドル １３　　モータ Ｃ　　容量素子 Ｒ　　抵抗素子 ＳＷ　　切替スイッチ ａ　　接点 ｂ　　接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１サーボ情報が専ら記録されるサー
   ボトラックが全面にわたって配置されるサーボ面と、第
   ２サーボ情報とデータとが混在して記録されるデータト
   ラックが配置される複数のデータ面とを含む磁気ディス
   クと、前記サーボ面に対向して配置され、前記第１サー
   ボ情報の再生動作を行うサーボヘッドと、前記データ面
   の各々に対向して配置され、前記データの記録／再生動
   作および前記第２サーボ情報の再生動作を行う複数のデ
   ータヘッドと、前記サーボヘッドおよびデータヘッドを
   一括して駆動するアクチュエータとを備え、前記データ
   ヘッドの前記データトラック間の移動を行うシーク動作
   は前記第１サーボ情報に基づいて制御され、任意の一つ
   前記データトラックに対する前記データヘッドのフォロ
   イング動作は、前記第１サーボ情報と第２サーボ情報と
   に基づいて制御される磁気ディスク装置の制御方法であ
   って、前記サーボヘッドに対する複数の前記データヘッ
   ドの各々の前記磁気ディスクの径方向における位置ずれ
   量を予め測定して記憶し、この位置ずれ量に基づいて、
   複数の前記データヘッドの各々の前記シーク動作から前
   記フォロイング動作への切替位置を制御することを特徴
   とする磁気ディスク装置の制御方法。