JPH0492267A - ディスク装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気ディスクなどのディスク状記録媒体を用
いてデータの記録再生を行うディスク装置に係り、特に
データ面上のセクタの一部に形成されたサーボ情報によ
ってデータトラックにヘッドを位置決めするディスク装
置に関する。

（従来の技術） 近年、磁気ディスク装置、特に大容量フレキシブル磁気
ディスク装置におけるヘッドの位置決めには、従来多く
用いられてきたサーボ面サーボ方式に代えて、セクタサ
ーボ方式に代表されるようなデータ面サーボ方式が用い
られるようになってきた。データ面サーボ方式は、サー
ボ面サーボ方式のように専用のサーボ面を用いず、デー
タ面上にサーボ情報を書き込んでおく方式であり、サー
ボ面サーボ方式で問題となる熱的オフトラックがなく、
直接データトラ・ツクからサーボ情報（位置情報）を得
るので、高精度の位置決めが可能となるという利点を持
つ。

従来のセクタサーボ方式においては、例えば第９図に示
すようにディスク半径方向に所定の周期で繰り返すサー
ボパターン３１をサーボ情報として、予めディスク上の
セクタの一部の領域、すなわちデータセクタ３２の間に
間欠的に設けたサーボセクタ３３に形成し、このサーボ
パターン３１を読み取って得られたヘッドの位置信号を
復調し、ヘッド３５の位置決め制御を行っている。サー
ボパターン３１は位置情報部３４を有し、−情報部３４
はヘッド３５をデータトラックに正確に追従させるのに
用いる２相の位置信号Ｘ、Ｙが得られる情報ビットＡ、
Ｂ。

Ｃ，Ｄと、位置信号Ｘ、Ｙと共に用いてヘッド３５の位
置検出能力を高め、ヘッド３５がより速く動いても位置
を検出するための情報ビットＰ、Ｑ、Ｒから成る。

第１０図にサーボパターン３１を復調して得られる位置
信号を示す。ここで、サーボパターン３１上を通過した
ときにヘッド３５によって情報ビットＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄお
よびＰ、Ｑ、Ｒを読み出して得られる信号の振幅値をＳ
Ａ＋ＳＢ＋ＳＣ，ＳＤおよびｓｐ　＋　　ｓ、＋　　ｓ
、とすると、Ｘ＝ＳＡ　Ｓａ　、Ｙ−Ｓｃ　　Ｓｏとな
る。位置信号Ｘ、Ｙはアナログ信号として用いられるの
に対して、Ｓｐ、ＳＱ、ＳＲは２値化され、１またはＯ
のディジタル信号として用いられる。

トラック追従制御では、位置信号Ｘ、Ｙを使用し、それ
らが零となる位置をデータトラックセンタとして、Ｘ−
０あるいはＹ−０となるようにフィードツク制御するこ
とにより、データトラックにヘッドを追従させる。ヘッ
ドを目標トラックヘシークさせる場合は、これらの信号
Ｘ。

Ｙ、ｓＰ、ＳＱＩ　　ＳＲからヘッドの位置および速度
を求め、予め目標トラックまでの距離に応じて設定した
目標速度に従ってヘッドの速度制御を行う。ヘッドの位
置検出方法は、まずＸ。

Ｙの大小判定を行うことによってヘッドの存在する区間
り。、Ｌｌ　、Ｌ２　、Ｌｌの判別を行う。

Ｘ≧０．Ｙ＞０　　　→　　Ｌ。

ｘ＞ｏ、　　ｙ≦０　　→　　Ｌ１ Ｘ≦ｏ、ｙ＜ｏ　　→　Ｌ２ Ｘく屹　Ｙ≧０　→　Ｌ。

次に、信号Ｘ、Ｙから第２の位置信号群Ｕ−ｘ＋ｙ、ｖ
−ｘ−ｙを求め、さらに前記判別された区間り。＋　　
ＬＬ　＋　Ｌ２　＋　Ｌｌのそれぞれの区間内の位置り
。、Ｄ、、Ｄ２．Ｄ、を信号Ｕ。

■から以下のようにして求める。ここで±ａは第１０図
に示す信号Ｘ、Ｙの振幅値である。

Ｌｏ　　：　　Ｄｏ　＝Ｖ／　（２ａ）　＋０．５Ｌ１
　　：　　Ｄ＋　−０，５Ｕ／　（２ａ）Ｌ２　　：　
　Ｄ２−０．５　　Ｖ／　（２ａ）Ｌｌ　　　：　　、
Ｄ３−Ｕ／　（２ａ）　＋０．５このヘッド位置決定法
では、サンプリング間で現在ヘッドが存在する区間を含
む４トラック区間内にしかヘッドが移動しないという条
件を予め設定することによって、誤り無く位置を検出す
ることができる。例えば（ａ）：第１０図においてヘッ
ドは内周へ移動しており、外周ヘバツクすることはない
とする。この時、あるサーボセクタでのサンプリングに
よってヘッドが区間Ｌ１に居たとすると、次のサーボセ
クタでのサンプリング時までにヘッドか移動できる範囲
は、前記し、を含む内周の４区間内（Ｌ、−Ｌｏならば
、Ｌｏ〜Ｌ３区間内）という制限を課し、その条件のも
とで誤り無く位置を検出することができる。また、（ｂ
）：ヘッドは内周へ移動しているが最悪外周へ１トラツ
クバツクすることもあるとすると、あるサーボセクタで
のサンプリングによってヘッドが区間Ｌ１に居たとして
、次のサーボセクタでのサンプリング時までにヘッドが
移動できる範囲は、前記り。の外周側の１区間とり。を
含む内周側の３区間内（Ｌ、−Ｌ。ならば、Ｌ、　〜Ｌ
、−Ｌ２区間内）という制限を課し、その条件のもとで
誤り無く位置を検出することができる。従って、前者の
（ａ）の場合は連続するサンプリング点間（２つの連続
するサーボセクタをヘッドが検出する時間、つまりサー
ボセクタ検出周期に等しい時間）にヘッドが移動できる
距離、すなわち許容最大移動速度は、サーボセクタ検出
周期に等しい時間当たり３トラックピッチ未満に制限さ
れる。

後者の（ｂ）の場合は、２トラックピッチ未満となる。

ここで、さらに長い繰り返し周期をもつＳＰ。

ＳＱ、ＳＲの信号を併せて用いると、Ｌｏ〜Ｌ＋５の１
６トラツク区間内の識別が可能となり、１６トラツク内
のヘッドの位置が一意に識別できるようになる。この場
合、許容最大移動速度は上記（ａ）の例ではサーボセク
タ検出周期に等しい時間当たり１５トラックピッチ未満
に、（ｂ）の例では１４トラックピッチ未満に制限され
る。このようにヘッドの最高速度の許容値は、情報ビッ
トＰ、Ｑ、Ｒをサーボパターン３１の位置情報部３４に
付加することで高くなる。なお、ヘッドの位置を求める
には、ます０トラツク検出を行い、ヘッドの移動速度は
許容最大移動速度以下という制約のもとで、前サンプリ
ングによって得られた位置情報と現サンプリングによっ
て得られた位置情報から現在のヘッドの位置を決定し、
０トラック位置からサンプリング毎に決定されるその位
置を累積していくことによって現在のヘッド位置を求め
る。

以上のように所定の周期で繰り返すパターンを形成して
おき、その周期内では一意にヘッドの位置が識別でき、
２つのサンプリング点間でヘッドが移動できる距離がそ
の周期以下であるという制約のもとで、前サンプリング
によって得られた位置及び現サンプリングによって得ら
れたサーボ情報から現在のヘッド位置を検出することが
できる。このヘッド位置検出法は、相対位置検出法とし
て知られている。

一方、この他の従来のヘッド位置検出法の例として、現
在ヘッドがどのトラック及びトラック内位置にいるかを
以前の位置の情報に関係なく、サーボ情報を検出した時
点でサーボ情報から一意に識別できるグレイコードのよ
うなサーボ情報を形成しておく絶対位置検出法もある。

しかしながら、上述した相対位置検出法ではサーボ情報
が少なくて済む反面、サーボ情報サンプリング点間での
ヘッドの移動距離が、ヘッド位置を一意に識別できる範
囲以下でなければならないという制約から、その移動速
度に制限が課せられる。第９図のＰ、Ｑ、Ｒのような周
期の長い位置情報ビットを付加することで、サーボパタ
ーン３１の繰り返し周期を長くすれば、ヘッド位置の検
出能力は向上し、より高速でヘッドを動かすことができ
るが、サーボ情報量が少なくて済むというこの方法の最
大のメリットが損なわれるため、自ずと限界がある。ま
た、この方法ではサーボパターン３１から一意にヘッド
位置を識別できる範囲が同じ場合、セクタ数が少なくな
る程、許容される最大移動速度は低下する。セクタ数は
データフォーマットやトラック追従性能など他の仕様も
考慮して決定されるため、位置及び速度検出能力、すな
わちシーク性能はこれらの仕様に依存することになり、
独立して設計することができない。

一方、絶対位置検出法では、グレイコードなどのビット
数の多いサーボパターンを用いる必要があるため、相対
位置検出法に比較してサーボ情報量が非常に多くなり、
データフォーマット効率が極めて悪い。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来のディスク装置で用いられている
ヘッド位置検出法のうち、前サンプリングによって得ら
れた位置及び現サンプリングによって得られたサーボ情
報から現在のヘッド位置を検出する相対位置検出法は、
サーボ情報が少なくて済む反面、サーボ情報サンプリン
グ点間でのヘッド移動距離がヘッド位置を一意に識別で
きる範囲以下でなければならないという制約から、ヘッ
ド位置及び移動速度を正確に検出するためにはヘッドの
移動速度に制限があり、高速シークを実現することが難
しいという問題がある。また、この方法でサーボパター
ンの繰り返し周期を長くすれば、ヘッド位置の検出能力
が向上し、高速シークが可能になるが、サーボ情報量が
増大してしまい、その最大のメリットが損なわれてしま
う。

また、現在のヘッド位置を以前の位置情報に関係なく、
サーボ情報から一意に識別できるようなサーボ情報を形
成する絶対位置検出法では、グレイコードなどのビット
数の多いサーボパターンを用いる必要があるため、サー
ボ情報量が非常に多くなり、データフォーマット効率が
極めて悪いという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされた
もので、少ないサーボ情報量及びサーボセクタ数によっ
て高いデータフォーマット効率を実現し、データ記憶容
量の増大を図ると同時に、ヘッドの位置及び移動速度を
正確に検出して高速シークを可能としたディスク装置を
提供することにある。

［発明の構成コ （課題点を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明のディスク装置にお
いては、シーク方向のヘッド位置を所定の範囲内におい
て一意に決定でき、且つデータトラックにトラック追従
制御できるような位置信号が得られるサーボパターンが
形成されたサーボセクタをディスク上に設ける。一方、
サーボセクタの検出周期に等しい時間当たりのヘッド移
動距離を前記所定の範囲に等しい距離以下の最悪誤差で
求めるヘッド移動距離検出手段を設ける。

そして、各サーボセクタ検出時点に求められるデータト
ラックに対するヘッドの位置と、ヘッド移動距離検出手
段によって得られるヘッド移動距離とから、次のサーボ
セクタ検出時点でのデータトラックに対するヘッドの位
置を推定し、この推定したヘッドの位置と、次のサーボ
セクタ内のサーボパターンから得られるヘッドの位置情
報とからデータトラックに対するヘッドの位置を算出す
る。こうして各サーボセクタ毎に得られるデータトラッ
クに対するヘッドの位置と、その位置から得られるヘッ
ドの移動速度を用いた速度制御によって、目標トラック
へのシークを行う構成とする。

ヘッド移動距離検出手段は、ディスク面上に形成された
サーボ情報以外からヘッドの位置を検出するものであり
、例えばヘッド自身あるいはヘッドと剛体で連結されて
いる可動部でヘッドと共に動く部分からヘッドの位置を
検出する位置センサと、この位置センサの出力からサー
ボセクタの検出周期に等しい時間当たりのヘッド移動距
離を検出する手段とにより構成される。

（作用） このように本発明では、サーボセクタの検出周期に等し
い時間当たりのヘッド移動距離を、サーボパターンによ
ってヘッドの位置を一意に決定できる所定の範囲に等し
い距離以下の最悪誤差で求めるヘッド移動距離検出手段
を併用することによって、各サーボセクタ検出時点に求
められるデータトラックに対するヘッドの位置とヘッド
移動距離とから次のサーボセクタ検出時点でのデータト
ラックに対するヘッドの位置を推定し、この推定したヘ
ッドの位置と次のサーボセクタ内のサーボパターンから
得られるへラドの位置情報とからデータトラックに対す
るヘッドの正確な位置を算出する。このヘッドの位置及
びそれに基づく速度検出においては、サーボセクタ数や
ヘッドの位置が一意に識別できる範囲に依存しない高い
検出能力が得られる。

従って、サーボパターンとしてデータトラックにヘッド
を追従させるための情報を最低限含み、しかもヘッドの
位置が一意に識別できる領域が狭い範囲でしか得られな
いようなサーボ情報量の少ないパターンを用いながら、
高速でヘッドを動かした場合でも正確にヘッドの位置及
び速度が検出できる。これにより高いデータフォーマッ
ト効率によるデータ記憶容量の増大と、高速シークを実
現することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るディスク１上に形成さ
れたサーボパターン４を示す図である。第１図に示すよ
うに、ディスク１のデータ面上のセクタの一部のサーボ
セクタ領域３に、４トラック周期で繰り返す２相の位置
信号が得られるようなサーボパターン４が形成されてい
る。

サーボパターン４は、磁化反転のないイレーズ部５とそ
の前後に設けられた同期情報部（ＳＹＮＣ部）６および
位置情報部７からなる。

イレーズ部５を検出することによってサーボセクタ３を
検出し、それに続＜５ＹＮＣ部６に同期してタイミング
をとり、さらに位置情報部７のパターンＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
から、データを記録再生するヘッド８によって信号を再
生する。

そして、パターンＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄからの再生信号の振幅
値ＳＡ、Ｓｓ、Ｓｃ、Ｓｏから、位置信号Ｘ＝ＳＡ　Ｓ
Ｂ　、Ｙ−３ｃ　　Ｓｏを復調する。第２図（ａ）はヘ
ッド８がディスク１の半径方向に動いたときに得られる
位置信号Ｘ、　Ｙの波形を示している。なお、実際は位
置信号Ｘ。

Ｙはディスク１の回転に従ってヘッド８がサーボセクタ
３を通過する毎にしか検出されない離散的な信号である
。

一方、第３図に示すようにドライブベース２４上にヘッ
ド８をディスク１の半径方向に移動させるヘッド移動機
構９として、ヘッド８を搭載するキャリッジ１０とキャ
リッジ１０を移動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１１とが設けられる。さらに、ディスク１面上に形成さ
れたサーボ情報以外からヘッド８の位置を検出するため
に、ヘッド移動機構９の移動部であるキャリッジ１１の
位置を検出する位置センサ１２が設けられる。この位置
センサ１２は、キャリッジ１０に取り付けられ、光を透
過する窓の開いたスリットをエツチング加工したリニア
スケール１３と、リニアスケール１４を挾むように配置
された２組の光学センサユニット１４（一つのユニット
は発光素子と受光素子の組み合わせからなる）および後
述する位置センサ回路１５（第５図）によって構成され
る。

位置センサ１２から得られる連続的な位置信号ＬＸ、Ｌ
Ｙを第２図（ｂ）に示す。これらの位置信号ＬＸ、ＬＹ
は、周期がサーボパターン４の位置情報部７からの再生
信号を復調して得られる位置信号Ｘ、Ｙの周期と同じで
あり、また連続的に得られる信号なので常時検出が可能
である。

また、第２図ではサーボパターン４の位置情報部７から
の位置信号Ｘ、Ｙと、位置センサ１２からの位置信号Ｌ
Ｘ、ＬＹの位置関係も示しており、この例では位置信号
Ｘ、Ｙによって決まるトラックと、位置信号ＬＸ、ＬＹ
によって決まるトラックとが一致している。しかし、実
際は若干のずれを生じ、位置信号ＬＸ、ＬＹだけを用い
て、ディスク１面上でのデータトラックに対するヘッド
８の位置を正確に決めることは難しい。そこで、位置信
号ＬＸ、ＬＹはディスク１面上でのデータトラックに対
する大まかなヘッド８の位置を決めるのに用い、さらに
位置信号Ｘ、Ｙを用いてデータトラックに対するヘッド
８の正確な位置を求めるようにする。

まず、ディスク１上のサーボパターン４がら得られる位
置信号ＬＸ、ＬＹからヘッド８の位置の求める方法につ
いて説明する。今、ヘッド８は区間り、に実際に存在し
、あるサーボセクタでのサンプリング（これをＳ−ｎ番
目のサンプリングとする）によって得られるヘッド８が
存在する区間及び区間内位置は、Ｌ、、Ｄ。

（ａ：０〜３）であるとする。ヘッド８が存在する区間
り。−Ｌｌ及び各区間り。−Ｌ、内の位置り。−Ｄ、の
検出は、従来の技術の項で述べたようにして行われる。

すなわち、位置信号Ｘ、Ｙの大小判定を行うことによっ
てヘッド８の存在する区間り。ｒ　　Ｌｌ　ｒ　　Ｌ２
　＋　　Ｌｌが、Ｘ≧０．ｙ＞ｏ　　−’　　Ｌ。

Ｘ＞０．Ｙ≦０−　Ｌ。

Ｘ≦０．Ｙ＜Ｏ→　Ｌ２ Ｘ＜Ｏ，Ｙ２Ｏ→　Ｌ。

として求められる。また、位置信号Ｘ、Ｙから作成され
る第２の位置信号群Ｕ−Ｘ＋Ｙ、Ｖ−Ｘ−Ｙを用いて、
各区間内の位置り。、Ｄｌ。

Ｄ２．Ｄｌ　　（０≦Ｄく１）が、 Ｄｏ　　”Ｖ／　　（２ａ）　　＋０．５Ｄ　１−０．
５　　　Ｕ　／　　（２ａ　）Ｄ２　　＝０．５　　　
　Ｖ／　　（２ａ）Ｄｓ　　＝Ｕ／　　（２ａ）　　＋
０．５として求められる。ここで、ａは±ａが第２図（
ａ）に示す位置信号Ｘ、Ｙの振幅値となる値である。ま
た、このときのヘッド８の位置はＰ５−０であるとする
。

そして、次のサンプリング（Ｓ−ｎ＋１）までに、Ｌ１
間を含む内周側の３区間内（Ｌａ−Ｌ、ならば、Ｌｏ−
Ｌ、内）にしかヘッド８は移動しないという制限を設け
ると、Ｓ−ｎ＋１のサンプリングでのヘッド８が存在す
る区間及び区間内位置から、ヘッド８の位置は以下のよ
うに決定できる。

Ｌ、　　　　　のとき： Ｐ　５−ｍａｌ　−ｉｎｔ　（Ｐ　Ｓ＋ａ　）　＋Ｄ　
。

Ｌ　（ｓ＋１１ｆｆｉ。ｄ４のとき　：Ｐ　Ｓ−ｍａｌ
　−ｉｎｔ　（Ｐ　５−０）　＋１　＋Ｄ　（ｍａｌ）
ｍａｄ４Ｌ　（ｍ＋２１ｍ。、４のとき　： Ｐ　５−９４１　””　　ｉｎｔ　（Ｐ　ｓ−＋＋　）
　＋　２　＋Ｄ　９．＋２＞ｍｏａ４Ｌ　（ｍ＋３１ｍ
。６．のとき　： Ｐ　Ｓ−＋＋１　””　　ｉｎｔ　（Ｐ　５−６）　＋
３　＋Ｄ　＜ａ＋ｓ、ｍｏａ＜ここで、１ｎｔ（）は小
数点以下切り捨てを示す。

また、ｍｏｄは余りを求める演算子である。また、トラ
ック番号は内周のトラックはど大きくなるとする。例え
ば、Ｓｍｎでの区間り、−Ｌ。。

１ｎｔ（Ｐ　５−ａ　）　−８とすると、Ｐｓ−ｍａｌ
　は、Ｓ−ｎ＋１で区間Ｌ０のとき： ＰＳ−＋＋１−　８　　＋ＤＯ ８−ｎ＋１で区間り、のとき： Ｐ　５−ｅｅ＋　−９＋Ｄ　１ Ｓ＝ｎ＋１で区間Ｌ２のとき： Ｐ　ｓ−−＋＋　−１０＋Ｄ２ Ｓ−ｎ＋１で区間り、のとき： Ｐ　５−ｆｉ＋＋　−１１＋Ｄ３ として求められる。

このように［あるサンプリングＳ＝ｎで区間り、（ｎ：
０〜３）にヘッド８が居たとすると、その次のサンプリ
ングＳ−ｎ＋１でヘッド８が存在する範囲はしわを含む
前後４つの区間内にある」というヘッド８の移動に関し
て制限を課す場合のみ、誤り無く位置を検出できる。す
なわち、１トラック周期のサーボパターンから得られる
位置信号のみからヘッド８の位置を求める場合、サンプ
リング間にヘッド８が移動できる距離は、上記の４トラ
ック以内の範囲に制限される。

しかしながら、サンプリング間にヘッド８が移動した距
離を、移動速度に関係なく最大誤差が±１トラックの程
度の大まかな精度で求められるならば、データトラック
に対するヘッド８の位置を正確に求めることができる。

位置センサ１２から得られる連続位置信号ＬＸ、ＬＹか
ら求められるヘッド８の位置は、この精度を満たしてい
るとする。

以下、第４図を用いてデータトラックに対する正確なヘ
ッド８の位置を求める手順について説明する。

■　今、Ｓ−ｎ番目のサーボセクタの検出（サンプリン
グ）によって、ヘッド８の存在する区間Ｌ　ａ　ｓ区間
内位置り、（ａ：０〜３）、およびデータトラックに対
するヘッド８の位置Ｐ５−９が得られたとする。このと
き、同時に位置センサ１２からの連続的な位置信号ＬＸ
。

ＬＹから、ヘッド８の位置ＰＫを求める。ここで、ヘッ
ド位置ＰＫとＰ５−０はデイメンジョンは同じ（１トラ
ツクピツチに相当する距離を１とする）だが、その値は
必ずしも一致していない。

■　次に、Ｓ−ｎ＋１番目のサーボセクタの検出によっ
て、ヘッド８の存在する区間り１、区間内位置ｐｂ（ｂ
：Ｏ〜３）が得られたとする。また、このとき同時に位
置センサ１２からの連続的な位置信号ＬＸ、ＬＹから、
へ・ソド８の位置ＰＫや、を求める。これよりヘッド８
がサンプリング点間に移動した距離は、Ｐ）（＋ｍＰＫ
として求められる。但し、この値はサーボパターンから
求められるヘッド８の移動距離とは正確に一致しない。

その最悪誤差は、±１トラックピッチ以下である。従っ
て、Ｓｍｎ＋１番目のサンプリング時点でのデータトラ
ックに対するヘッド８の位置は、 Ｐ　’　Ｓ−ａ＋ｌ　−ｐ　ｓ＋。＋（ＰＫ＋−Ｐｉ）
として近似的に求められる。

このｐ１５−６＋１が、Ｓｍｎ＋１番目のサーボセクタ
検出時点でのデータトラックに対するヘッド位置の推定
値となる。

■　また、サーボパターン４から構成される装置信号か
ら求められるヘッド８の位置Ｐは、ヘッド８の存在する
区間と以下のように対応している。

１ｎｔ（Ｐ　）　ｍｏｄ　４−０のとき　→Ｌ。

Ｉｎｔ（Ｐ　）　ｍｏｄ　４−１のとき　→ｌ、。

１ｎｔ（Ｐ　）　ＩＩｏｄ　４−２のとき　−　Ｌ２ｉ
ｎｔ（Ｐ　）　ｍｏｄ　４−３のとき　−＋　　Ｌ。

但し、ｊｎｔ（）は、ヘッド位置Ｐの小数点以下切り捨
てを示す。

これらの関数を用いてｐ１５−７１からその区間を推定
する。なお、位置Ｐ’Ｓ−＊＋１から得られる区間は、
最大誤差が±１トラック以下の精度を保証されているの
で、実際にヘッド８が存在する前記の区間り、に対して
、区間Ｌ（ｂ−＋＋ｍ。、４〜Ｌ、〜Ｌ　（ｂ＋ｌ）＋
ｍ。、４の範囲に必ず入っている。

■　そして、サーボパターン４から構成される装置信号
Ｘ、Ｙを用いて、ヘッド８の位置を決定する条件として
、「あるヘッド位置検出時にヘッド８が区間Ｌ４Ｃ３：
Ｏ〜３）に居たとすると、その次のヘッド位置検出時に
ヘッド８が存在する範囲は、その区間り、を含む内周側
の２区間と区間り、より外周側の２区間内のみ」という
制限を設ける。例えば、あるヘッド位置検出時に区間り
。にヘッド８が居たとすると、次のヘッド位置検出時に
は、その区間り。を含む内周側の２区間り。−Ｌｌと区
間り。より外周側の２区間り、〜Ｌ２にヘッド８は必ず
存在すると条件付けることによって、常にヘッド位置を
定めることができる。

■　次に、Ｓ−ｎ＋１番目のサーボセクタ検出時点での
データトラックに対する正確なヘッド８の位置Ｐ　Ｓ−
ｎ＋１を、■で求められたヘッド位置の推定値Ｐ’Ｓ−
ａ＋１から以下のようにして求める。正確なヘッド位置
Ｐ５−ａｌｌは、Ｓ−ｎ＋１番目のサンプリング以前の
サンプリング時にＰ’５−ｎ＋１にヘッド８が居たと仮
定して、求められる。前記Ｓ−ｎ＋１番目のサーボセク
タの検出によって得られたヘッドの存在する区間及び区
間内位置は、それぞれＬｂ、Ｄｂ（ｔｚＯ〜３）であり
、またＰ’Ｓ−ｎ＋１から推定される区間は、Ｌ（ｂ−
１１ｍ。ｄ４〜Ｌ、〜Ｌ　Ｉｂ＋ＩＩａ。、４のいずれ
かである。

そこで、Ｌ　（ｂ−１）ａ。ａ４　、　Ｌｂ　＋　Ｌ＋
ｂ＋＋＋ｍ。、４の各場合に対して、ディスク１面上で
のデータトラックに対するヘッド８の正確な位置Ｐ　Ｓ
−ｎ＋１は、次のように求められる。

Ｌ　（ｂ−１１ｗａｄ４のとき　： Ｐ　ｓ−ｎ＋＋　−１ｎｔ（Ｐ　’　ｓ　＋ｗ＋１　）
−１”Ｄ　（ｂ−１）ａｏａ＜Ｌ、　　　　のとき　： Ｐ　Ｓ−ａ＋ｌ　＝ｉｎｔ　　（Ｐ　’　Ｓ−ｎ＋１　
）　＋　ＤｂＬ　（ｂ＋ｌ）ｍ。６４のとき　： Ｐ　５−１１＋ｌ　−１ｎｔ（Ｐ　’　ｓ−＋＋＋１　
）”１”Ｄ　ｆｂ＋Ｉ）ｍａｄ４なお、上記の実施例で
は、位置センサ１２から得られる連続位置信号ＬＸ、Ｌ
Ｙから求められるヘッド位置の検出精度を±１トラック
以下としているが、これはサーボパターンからヘッド８
の位置を一意に決定できる範囲が４トラツク未満という
サーボパターン４を用いているためであり、例えば第１
図のサーボパターン４に従来例の第１０図にＲで示した
情報ビットを付加して、位置信号周期を８トラツク、す
なわちトラック区間をり。−Ｌ７とすれば、ヘッド８の
位置を一意に識別できる範囲は広がり、連続的な位置信
号ＬＸ、ＬＹから求められるヘッド位置の検出精度が±
１トラックより悪い精度でも許容できるようになる。

次に、位置センサ１２から得られる位置信号ＬＸ、ＬＹ
からヘッド８の位置を求める方法について説明する。

サーボパターン４から得られる位置信号Ｘ。

Ｙがサーボセクタ３でサンプリングされるように、位置
信号ＬＸ、ＬＹもサンプリングして使用する。位置信号
ＬＸ、ＬＹは連続信号であるから、サンプリング周期は
任意に設定できる。

このサンプリング周期は位置検出能力を決めるものであ
り、ヘッド８の最大移動速度から決定される。ここでは
、位置信号ＬＸ、ＬＹのサンプリング周期はサーボセク
タ周期よりも多いとする。Ｓ−ｎ番目のサーボセクタで
のサンプリング時に位置信号ＬＸ、ＬＹから得られる位
置力くＰＫで、Ｓ−ｎ＋１番目のサーボセクタでのサン
プリング時に位置信号ＬＸ、ＬＹから得られる位置がＰ
　ｌ（＋、、とじたのは、この間にｍ−１回（ｍ＞１）
の位置信号ＬＸ、ＬＹに対するサンプリング及び位置検
出が行われたことを示すものである。

従って基本的には、ディスク１上のサーボパターン４か
ら得られる位置信号Ｘ、Ｙから位置を求める方法と同じ
方法によって実現できる。

すなわち、まず位置信号ＬＸ、ＬＹの大小判定を行うこ
とによってヘッド８の存在する区間ＬＬｏ、ＬＬ＋　、
ＬＬ２．ＬＬ３が、 ＬＸ≦０．ＬＹ＞０　　→　ＬＬ。

ＬＸ＞０．ＬＹ≦０　→　ＬＬ。

ＬＸ≦０．ＬＹ＜０　　→　ＬＬ２ ＬＸ＜０．ＬＹ≧０　−　　ＬＬ３ として求められる。

さらに、各区間ＬＬｏ、ＬＬＩ、ＬＬ２゜ＬＬ３内の位
置ＬＤ、、ＬＤ、、ＬＤ２ＬＤ３（０≦Ｌ、Ｄ＜　１）
は、ＬＸまたはＬＹから以下の（イ）または（ロ） （イ） ＬＬｏ　　：　Ｄｏ　＝ＬＸ／ｂ ＬＬ、：Ｄ、−１−ＬＸ／ｂ ＬＬ２　　：ｐ２−−ＬＸ／ｂ ＬＬ３：Ｄ３−１＋ＬＸ／ｂ （ロ） ＬＬｏ　　：　　Ｄｏ　　＝Ｉ　　　ＬＹ／ｂＬ　Ｌ　
ｒ　　：　　Ｄ　１−　　　Ｌ　Ｙ／　ｂＬ　Ｌ　２　
　：　　Ｄ　２　　＝　　１　　＋　Ｌ　Ｙ　／　ｂＬ
Ｌ３　　：　　Ｄ３−ＬＹ／ｂ として求められる。±ｂは位置信号ＬＸ、ＬＹの振幅値
である。

このヘッド位置検出法によれば、従来例で述べたように
、サンプリング間で現在ヘッドが存在する区間を含む４
トラツク区間内にしかヘッド８が移動しないという制限
が予め課されている場合において、誤り無く位置を検出
することができる。

例えば、第４図においてヘッド８は内周へ移動している
が、最悪外周へ１トラツクバツクすることもあるとする
。この場合、あるサンプリングによってヘッド８が区間
Ｌ０に居たとして、次のサンプリング時までにヘッドが
移動できる範囲は、Ｌｏの外周側の区間Ｌ３とＬｏを含
む内周側の区間り。−Ｌ２内である、という制約が課せ
られる。この場合は、連続するサンプリング点間にヘッ
ド８が移動できる距離、すなわち許容最大移動速度は、
サーボセクタ検出周期に等しい時間当たり２トラックピ
ッチ未満に制限される。しかしながら、前述したように
位置信号ＬＸ、ＬＹが連続信号であることにより、サン
プリング周期は任意に設定できる。このサンプリング周
期は、位置検出能力を決めるものであり、ヘッド８が最
大速度で移動しても位置を確実に検出できるような値に
決定される。

第５図は、上述した動作原理に基づく本実施例に係るデ
ィスク装置のヘッド位置決めサーボ系の構成を示すブロ
ック図である。

第５図において、ヘッド８、ヘッド移動機構９（キャリ
ッジ１０、ボイスコイルモータ１１）、リニアスケール
１３．２組の光学センサユニット１４は第３図に示した
ものである。

位置センサ回路１５はリニアスケール１３および光学セ
ンサユニット１４とともに位置センサ１２を構成し、第
２図に示した連続的な位置信号ＬＸ、ＬＹを出力する。

位置信号ＬＸ、ＬはＡ／Ｄ変換器１７を介してμＣＰＵ
１８に取り込まれる。

サーボセクタ検出及び位置信号復調回路１６は、ヘッド
８の再生出力からディスク１上のデータトラック５に対
するヘッド８の位置を示す第２図の離散的な位置信号Ｘ
、Ｙと、サーボセクタ検出信号を復調してμＣＰＵ１８
へ出力する。

μＣＰＵ１８は、前記■〜■の一連の処理を行って最終
的に各サーボセクタ毎にデータトラックに対するヘッド
８の位置Ｐ、を求める計算を行うとともに、現在位ｆＷ
　Ｐ　ｐと目標トラック位置ＯＰとの差をとり、シーク
する距離ＳＤを求め、さらにこのシーク距離Ｓ、に応じ
て予め作成されたメモリに蓄えられている目標速度プロ
ファイルをメモリから読み出し、現在位置Ｐ、での目標
速度ｖ０を得る。また、ヘッドの実際の移動速度ｖＰは
前のサーボセクタで得られる位置ｐＨと現在位置Ｐ、か
ら、 ■Ｐ　−ＰＰ　−ＰＩｌ によって求められる。μＣＰＵ１８は、この実際の移動
速度ＶＰと目標速度Ｖ。を比較して、その差Ｅｖに応じ
た速度制御信号をＤ／Ａ変換器２０を介してボイスコイ
ルモータ（ＶＣＭ）１１を駆動するための電流アンプ２
３に制御信号としてフィードバックすることによって、
ヘッド８の移動制御を行う。

サーボセクタが検出される毎に以上の制御が繰り返され
、目標トラック付近まで高速でヘッド８が移動される。

本発明は、上記した実施例に限定されるものでなく、次
のように種々変形して実施することができる。

例えば位置センサ１２から得られる位置信号ＬＸ、ＬＹ
の周期は、ディスク１上のサーボパターン４から得られ
る位置信号Ｘ、Ｙの周期の整数倍でもよく、また位置信
号Ｘ、Ｙの周期が位置信号ＬＸ、ＬＹの周期の整数倍で
あってもよい。例えば、第６図に示すようなディスク上
のサーボパターンから得られる位置信号Ｘ、Ｙの周期の
２倍の周期を持つ位置センサからの位置信号ＬＸ、ＬＹ
を用いてヘッドの位置を求めるとする。まず、位置信号
ＬＸ、ＬＹの大小判定を行うことによって、ヘッドの存
在する区間ＭＬｏ　、ＭＬｌ、ＭＬ２　、ＭＬｉが、Ｌ
Ｘ≧０．ＬＹ＞０　−　　ＭＬ。

ＬＸ＞０．ＬＹ≦０　→　ＭＬ。

ＬＸ≦Ｏ，ＬＹ＜０　　→　ＭＬ２ ＬＸ＜０．ＬＹ≧０　→　ＭＬ４ として求められる。さらに、各区間内の位置ＭＤｏ　、
ＭＤ＋　、ＭＤ２　、ＭＤ３　　（０≦ＭＤ＜２）は、
位置信号ＬＸまたはＬＹから以下の（イ）または（ロ） （イ） Ｍ　Ｌ　ｏ　　：　Ｍ　Ｄ　ｏ　＝　２　Ｘ　Ｌ　Ｘ　
／　ｂＭＬ、：ＭＤ、−２Ｘ　（１−ＬＸ／ｂ）ＭＬ、
：ＭＤ２−２ｘ　（−ＬＸ／ｂ）、ＭＬ３：ＭＤ］　−
２Ｘ　（１＋ＬＸ／ｂ）（ロ） ＭＬｏ　　：ＭＤｏ　　−２ｘ　　（１−ＬＹ／ｂ）Ｍ
Ｌ、　　：ＭＤ＋　　−２Ｘ　　（−ＬＹ／ｂ）Ｍ　Ｌ
　２　　：　　Ｍ　Ｄ　２　　＝　２　Ｘ　　（１＋　
Ｌ　Ｙ　／　ｂ　）ＭＬ、：ＭＤ３讃２ｘＬＹ／ｂ として求められる。但し、ｂは±ｂが位置信号ＬＸ、Ｌ
Ｙの振幅値となる値である。

また、ヘッドの移動速度Ｖは前記Ｐ　５＋ｓ＋ｌとＰＳ
−ａより〜Ｖ　Ｓ−ｅｅｌ　−Ｐ　５−ｅｅｌ　−Ｐ　
Ｓ−ａとして求められるが、位置信号ＬＸ、ＬＹから求
めた位置Ｐ　）（＋ａ　Ｉ　　Ｒ’　ＫよりＶ　Ｓ−ｓ
＋Ｉ　−ｐ　ＫａｓＰＫとして用いても良い。さらには
、位置信号ＬＸ、ＬＹを微分して速度信号を作成し、直
接速度Ｖを求めても良い。

次に、第３図の位置センサ１２から得られる位置信号Ｌ
Ｘ、ＬＹからヘッドの位置を求める他の方法を第７図を
用いて説明する。まず、位置信号ＬＸ、ＬＹを０レベル
で２値化してディジタル信号ＤＸ、ＤＹを得る。ヘッド
の移動に伴って発生する信号ＤＸ、ＤＹの立ち上がり／
立ち下がりをカウントすることによって、位置を検出す
ることができる。ここでは、位置の分解能を上げるため
にサーボパターンから得られる位置信号Ｘ、Ｙの周期よ
り短い周期の位置信号ＬＸ、ＬＹを使用する。

ヘッドの移動方向による信号ＤＸ、ＤＹのカウントアツ
プ／カウントダウンは、第８図に示す回路によって実現
できる。カウントアツプ／カウントダウン用パルス発生
回路３０からは、ヘッドが内周側へ移動した場合、カウ
ントアツプ用パルス３１が発生され、ヘッドが外周側へ
移動した場合、カウントダウン用パルス３２が発生され
る。これらのパルス３１．３２が位置検出用のアップダ
ウンカウンタ２３のアップカウント入力端子Ｕ、ダウン
カウント入力端子りにそれぞれ入力される。カウンタ３
３の出力データは、１カウントに対して、ヘッドが１／
８トラックピッチ分移動したことを示す。

また、第３図に示したような位置センサ１２に代えて、
ヘッドの可動範囲において線形な位置信号が得られるＣ
ＣＤなどを用いた位置センサを用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればサーボパターンか
らの位置情報とは別に、移動距離検出手段によって得ら
れた移動距離の情報を併用することによって、サーボパ
ターンとしてデータトラックにヘッドを追従させるため
の情報を最低限含み、しかもヘッドの位置が一意に識別
できる領域が狭い範囲でしか得られないようなサーボ情
報量の少ないサーボパターンを用いながら、高速でヘッ
ドを動かしても正確にヘッドの位置及び速度が検出でき
る。

従って、サーボ情報占有率が小さくなり、高いデータフ
ォーマット効率を得ることができると同時に、より高速
のシークが可能となる。

また、ヘッド位置及び速度検出能力はサーボセクタ数に
依存しなくなるので、セクタ数に関係なく、シーク性能
を独立して設計することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディスク上に形成さ
れたサーボパターンとその構成を示す図、第２図は第１
図のサーボパターンの位置情報部を復調して得られる位
置信号と位置センサから得られる位置信号を示す図、第
３図は同実施例におけるヘッドの連続した位置の信号を
与える位置センサの構成を示す図、第４図はデータトラ
ックに対する正確なヘッド位置の求め方を説明する為の
図、第５図は同実施例に係るディスク装置のヘッド位置
決めサーボ系の構成を示すブロック図、第６図は第２図
および第４図に示した位置センサから得られる位置信号
と周期が異なる位置信号からヘッド位置を求める方法を
説明する為の図、第７図はさらに別の位置センサから得
られる位置信号からヘッド位置を求めるもう一つの方法
を説明するための図、第８図は第７図によるヘッド位置
検出方法においてトラックを横切る度に発生させるトラ
ックカウンタ用パルスの発生回路を示す図、第９図は従
来の技術に係るディスク上に形成されたサーボパターン
の図、第１０図は同じ〈従来の技術に係るサーボパター
ンを復調して得られる位置信号を示す図である。 １・・・ディスク、２・・・データセクタ、３・・・サ
ーボセクタ、４・・・サーボパターン、７・・・位置情
報部、８・・・ヘッド、９・・・ヘッド移動機構、１０
・・・キャリッジ（移動部）　　１１・・・ボイスコイ
ルモータ、１２・・・位置センサ、１３・・・リニアス
ケール、１４・・・光学センサユニット、１５・・・位
置センサ回路、１６・・・サーボセクタ検出回路及び位
置信号復調回路、１８・・・μＣＰＵ。 １９・・・メモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク面上のサーボパターンが形成されたサー
   ボセクタをヘッドが検出する毎にサーボパターンを読み
   取ってヘッドの位置情報を復調し、その位置情報に従っ
   てデータトラックにヘッドを位置決め制御するディスク
   装置において、 シーク方向のヘッド位置を所定の範囲内において一意に
   決定でき、且つデータトラックにトラック追従制御でき
   る位置信号が得られるサーボパターンが形成されたサー
   ボセクタを有するディスクと、 サーボセクタの検出周期に等しい時間当たりのヘッド移
   動距離を前記所定の範囲に等しい距離以下の最悪誤差で
   求めるヘッド移動距離検出手段と、 各サーボセクタ検出時点に求められるデータトラックに
   対するヘッドの位置と、前記ヘッド移動距離検出手段に
   よって得られるヘッド移動距離とから、次のサーボセク
   タ検出時点でのデータトラックに対するヘッドの位置を
   推定し、この推定したヘッドの位置と前記次のサーボセ
   クタ内のサーボパターンから得られるヘッドの位置情報
   とからデータトラックに対するヘッドの位置を算出する
   位置算出手段と、 この位置算出手段により各サーボセクタ毎に得られるデ
   ータトラックに対するヘッドの位置とその位置から得ら
   れるヘッドの移動速度を用いた速度制御によって、目標
   トラックへのシークを行う手段と を具備することを特徴とするディスク装置。
2. （２）前記ヘッド移動距離検出手段は、ヘッドの位置を
   検出する位置センサと、この位置センサの出力から前記
   サーボセクタの検出周期に等しい時間当たりのヘッド移
   動距離を求める手段とを有することを特徴とする請求項
   １記載のディスク装置。