JPH05114261A - Information recording and reproducing device - Google Patents

Information recording and reproducing device

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Publication number
JPH05114261A
JPH05114261A JP27233291A JP27233291A JPH05114261A JP H05114261 A JPH05114261 A JP H05114261A JP 27233291 A JP27233291 A JP 27233291A JP 27233291 A JP27233291 A JP 27233291A JP H05114261 A JPH05114261 A JP H05114261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
track
signal
reproducing
disk
recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP27233291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamaguchi
高司 山口
Hirotake Hirai
洋武 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an information recording and reproducing device for magnetic disk devices, optical disk devices, etc., provided with a positioning mechanism which can quickly follow the variation of a track with high accuracy. CONSTITUTION:A track position detecting head 15 for detecting the variation of a track 3 synchronously to the rotation of a disk prior to a recording and reproducing head 4 is provided and the variation of the track is offset by adding a signal corresponding to the detected variation of the track to the positioning servo system of the head 4 in the forward direction. Since the positional variation of the track, especially, the positional error of the head 4 caused by a component synchronous to the rotation of the disk can be reduced, the followup ability and, accordingly, the positioning accuracy of the head 4 can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置,光
ディスク装置などの情報の記録再生(情報記録または情
報再生のみを含む)を行う情報記録再生装置に関し、特
に高精度な位置決めが要求される信号記録再生手段位置
決めサーボ機構を含む情報記録再生装置に好適なもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information (including information recording or only information reproducing) in a magnetic disk device, an optical disk device or the like, and particularly highly accurate positioning is required. The signal recording / reproducing means is suitable for an information recording / reproducing apparatus including a positioning servo mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明は磁気ディスク装置,光ディスク
装置などの情報記録再生装置に共通する信号記録再生手
段の位置決めサーボ機構に関するものである。ここでは
従来技術として磁気ディスク装置を取上げ以下に説明す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a positioning servo mechanism for signal recording / reproducing means common to information recording / reproducing devices such as magnetic disk devices and optical disk devices. Here, a magnetic disk device will be described below as a conventional technique.

【0003】従来の磁気ディスク装置の信号記録再生手
段(以下、磁気ヘッドと称する。)位置決めサーボ機構
では、磁気ヘッドがトラック上に記録された位置情報を
読み取って、これを位置偏差信号とし、この位置偏差が
ゼロとなるようにサーボ制御系を構成していた。これに
ついては、例えばマグローヒル社出版の『マグネティッ
クレコーディング』(C. D. Mee et al. Magnetic recor
ding, McGraw−Hill,Inc. )の第2章にその技術が開
示されている。
In a signal recording / reproducing means (hereinafter referred to as a magnetic head) positioning servo mechanism of a conventional magnetic disk device, the magnetic head reads position information recorded on a track, and uses this as a position deviation signal, The servo control system was configured so that the position deviation would be zero. For this, for example, "Magnetic Recording" published by McGraw-Hill (CD Mee et al. Magnetic recor
ding, McGraw-Hill, Inc.) discloses the technique.

【0004】記録密度の向上に伴って位置決め精度が年
々厳しくなり、位置決めサーボ機構のトラック追従性能
に対する要求も強くなっている。位置決めサーボ機構で
は、回転するディスク上に書き込まれたトラックの中心
に磁気ヘッドを常に追従させる必要があるが、トラック
位置は、種々の要因によって変動しており、磁気ヘッド
はこの変動する目標に追従しなければならない。
As the recording density is improved, the positioning accuracy becomes severer year by year, and the demand for the track following performance of the positioning servo mechanism is also increasing. In the positioning servomechanism, the magnetic head must always follow the center of the track written on the rotating disk, but the track position fluctuates due to various factors, and the magnetic head follows this fluctuating target. Must.

【0005】近年の、磁気ディスク装置では、トラック
密度が3,000TPI(trackper inch)に近づき、位
置決め精度も0.2〜0.3μmが要求されるようになっ
てきている。このとき、トラック変動に起因する位置決
め誤差はほぼ要求位置決め精度と同程度となってしま
い、この位置決め誤差の低減が重要な課題となってきて
いる。この低減のためには、機械的な加工精度や組立て
精度を向上させる方法があるが、これらは限界に近づい
てきている。そのため、このような機構面での改良とは
別に、高精度なトラック追従のできる磁気ヘッド位置決
めサーボ系の開発が必要となってきている。
In recent years, in magnetic disk devices, the track density is approaching 3,000 TPI (track per inch), and the positioning accuracy is required to be 0.2 to 0.3 μm. At this time, the positioning error caused by the track fluctuation becomes almost equal to the required positioning accuracy, and reduction of this positioning error has become an important issue. To reduce this, there are methods for improving mechanical processing accuracy and assembly accuracy, but these are approaching their limits. Therefore, in addition to the improvement in the mechanical aspect, it is necessary to develop a magnetic head positioning servo system capable of highly precise track following.

【0006】さて、従来のサーボ機構では、目標トラッ
クと磁気ヘッドとの相対変位である位置決め誤差は、フ
ィードバック系の追従性能によって決められていた。追
従性能を上げるためには、フィードバック系のループゲ
インを高くすればよいが、実際には、機構系の共振特性
などによりゲインを高く上げるとサーボ系が発振してし
まう問題があった。そのため、フィードバック系の安定
性が確保される範囲内でしか追従性が上げられず、追従
性にも限界が生じていた。
In the conventional servo mechanism, the positioning error, which is the relative displacement between the target track and the magnetic head, is determined by the tracking performance of the feedback system. In order to improve the tracking performance, the loop gain of the feedback system may be increased, but in reality, there is a problem that the servo system oscillates when the gain is increased due to the resonance characteristics of the mechanical system. Therefore, the followability can be increased only within the range where the stability of the feedback system is secured, and the followability is limited.

【0007】一方、これを打破するために、目標トラッ
クの変動を検出し、これをフィードフォワード的にサー
ボ系に加える方法がある。この考え方は、制御理論とし
ては、たとえば高橋,アウスランダら著の『制御と力学
系』の10.1 章に記述されている。また、磁気ディス
ク装置に適用した例としては、たとえば特開平1−21772
号公報,特開平1−246610号公報にこの考え方が開示さ
れている。特開平1−21772 号公報は、アクセスモータ
側に取り付けられたセンサにより磁気ヘッドの位置決め
をセミクローズドループにて行うとき、温度変化による
オフセットが生じるため、これを補正するため固定磁気
ヘッドを設けて特定トラックの変化を検出し、一定値を
サーボ系に付加している。又、特開平1−246610 号公報
は、セクタサーボ方式の制御性能の向上のため、磁気ヘ
ッドとディスクの相対位置信号の他に磁気ヘッドを駆動
するアクチュエータの位置信号を用いている。
On the other hand, in order to overcome this, there is a method of detecting the fluctuation of the target track and adding it to the servo system in a feedforward manner. This idea is described as a control theory in Chapter 10.1 of "Control and Dynamical Systems" by Takahashi and Auslanda et al. Further, as an example applied to a magnetic disk device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-27721
This idea is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-246610. According to Japanese Patent Laid-Open No. 1-21772, when a magnetic head is positioned by a sensor mounted on the access motor side in a semi-closed loop, an offset due to temperature change occurs, so a fixed magnetic head is provided to correct this. A change in a specific track is detected and a constant value is added to the servo system. Further, JP-A-1-246610 uses a position signal of an actuator for driving the magnetic head in addition to a relative position signal between the magnetic head and the disk in order to improve the control performance of the sector servo system.

【0008】実際にはトラックの変動は、偏心や、サー
ボトラック書き込み時の振動などに起因する複雑な特性
を有しており、除去したいトラック変動要因を直接測定
する方法が必須となる。
Actually, the track fluctuation has complicated characteristics due to eccentricity, vibration at the time of writing the servo track, etc., and a method of directly measuring the track fluctuation factor to be removed is essential.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、情報
記録再生装置の信号記録再生手段位置決め機構に関し、
特にトラックのディスク半径方向の変動に、高速に、且
つ高精度に信号記録再生手段を追従させる位置決めサー
ボ機構を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention relates to a signal recording / reproducing means positioning mechanism of an information recording / reproducing apparatus,
In particular, it is an object of the present invention to provide a positioning servomechanism that allows the signal recording / reproducing means to follow the fluctuation of the track in the radial direction of the disk at high speed and with high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、信号記録再生手段に対するトラックの位置変動を
信号記録再生手段に先だって検出するトラック位置検出
手段と、トラック位置検出手段により検出されたトラッ
ク位置変動に相当する信号をトラックの位置変動を相殺
するように制御手段に付加する手段とを備える。
In order to solve the above-mentioned problems, a track position detecting means for detecting a position change of a track with respect to a signal recording / reproducing means before the signal recording / reproducing means, and a track position detecting means. Means for adding a signal corresponding to the track position fluctuation to the control means so as to cancel the track position fluctuation.

【0011】また、特定のトラックの位置変動を信号記
録再生手段に先だって検出するトラック位置検出手段
と、トラック位置検出手段により検出されたトラック位
置変動に相当する信号を、トラック位置変動を相殺する
ように位置決め制御手段に付加する手段、とを備える。
Further, the track position detecting means for detecting the position fluctuation of a specific track prior to the signal recording / reproducing means and the signal corresponding to the track position fluctuation detected by the track position detecting means cancel the track position fluctuation. And means for adding to the positioning control means.

【0012】また、ディスクの半径方向の位置変動を信
号記録再生手段に先だって検出する位置検出手段と、位
置検出手段により検出されたディスクの半径方向の位置
変動に相当する信号を、ディスクの半径方向の位置変動
を相殺するように位置決め制御手段に付加する手段、と
を備える。
Further, the position detecting means for detecting the positional change in the radial direction of the disk prior to the signal recording / reproducing means, and the signal corresponding to the radial positional change of the disk detected by the position detecting means are transmitted in the radial direction of the disk. And a means for adding to the positioning control means so as to cancel the position fluctuation of.

【0013】また、トラックの位置変動を記憶するメモ
リ手段と、信号記録再生手段が目標とされるトラックに
移動後位置決めされる時点を検出する手段と、検出手段
の信号により位置決め制御手段にメモリの内容のうち目
標トラックに対応する位置変動のデータを読みだす手段
と、読みだされたデータを制御手段に付加する手段、と
を備える。
Further, memory means for storing track position fluctuations, means for detecting a time point when the signal recording / reproducing means is positioned after moving to a target track, and a signal of the detecting means for the positioning control means of the memory. It is provided with a unit for reading the data of the position variation corresponding to the target track among the contents, and a unit for adding the read data to the control unit.

【0014】また、トラックの位置変動を記憶するメモ
リ手段と、信号記録再生手段が目標とされるトラックに
移動後位置決めされる時点を検出する手段と、検出手段
の信号により位置決め制御手段にメモリの内容のうち目
標トラックに対応する位置変動のデータを読みだす手段
と、読みだされたデータを制御手段に付加する手段と、
信号記録再生手段を支持する支持部材の変位を検出する
位置検出手段と、信号記録再生手段が目標トラックに位
置決めされたことを示す手段と、位置決め後に位置検出
手段の位置情報を保持してこれを目標信号とする手段
と、信号記録再生手段を位置決めする制御手段の制御量
を位置検出手段の出力に切り換える切り換え手段、とを
備える。
Also, memory means for storing track position fluctuations, means for detecting a time point when the signal recording / reproducing means is positioned after moving to a target track, and a signal of the detecting means for the positioning control means of the memory. Of the contents, means for reading the data of the position variation corresponding to the target track, means for adding the read data to the control means,
Position detecting means for detecting the displacement of the support member for supporting the signal recording / reproducing means, means for indicating that the signal recording / reproducing means is positioned on the target track, and position information of the position detecting means after the positioning is held and this And a switching means for switching the control amount of the control means for positioning the signal recording / reproducing means to the output of the position detecting means.

【0015】また、信号記録再生手段の先端部に設けら
れた加速度検出手段と、加速度検出手段の出力信号から
信号記録再生手段の位置信号を取り出す手段と、加速度
検出手段の出力信号から求めた信号記録再生手段の位置
信号と信号記録再生手段によって検出されるトラック位
置信号との差からトラック位置変動に相当する信号を求
める手段と、トラック位置変動に相当する信号をトラッ
クの位置変動を相殺するように制御手段に付加する手
段、とを備える。
Further, the acceleration detecting means provided at the tip of the signal recording / reproducing means, the means for extracting the position signal of the signal recording / reproducing means from the output signal of the acceleration detecting means, and the signal obtained from the output signal of the acceleration detecting means. A means for obtaining a signal corresponding to the track position fluctuation from the difference between the position signal of the recording / reproducing means and the track position signal detected by the signal recording / reproducing means, and a signal corresponding to the track position fluctuation for canceling the track position fluctuation. And means for adding to the control means.

【0016】また、トラック位置検出手段と信号記録再
生手段が検出する位置信号の検出時間差をあらかじめ測
定する手段、及びこの検出時間差を記憶する手段を備え
る。
Further, there are provided means for previously measuring a detection time difference between the position signals detected by the track position detecting means and the signal recording / reproducing means, and means for storing the detection time difference.

【0017】[0017]

【作用】本発明では、目標トラック中心と信号記録再生
手段との相対変位を位置誤差信号として検出し、さらに
別の検出器で目標トラック中心の変動を検出するため、
結果として目標トラック中心とヘッドとの両方の変位が
独立に得られる。目標トラック中心の変動はサーボルー
プから見れば位置外乱とみなせるため、この変動を検出
または推定してこの位置外乱を打ち消すような操作量を
加える。これによりフィードバックループの制限された
特性に関係なく、トラックの位置変動に追従することが
できる。
According to the present invention, the relative displacement between the target track center and the signal recording / reproducing means is detected as a position error signal, and the fluctuation of the target track center is detected by another detector.
As a result, the displacements of both the target track center and the head can be obtained independently. Since the fluctuation of the target track center can be regarded as a position disturbance from the viewpoint of the servo loop, an operation amount is added to detect or estimate the fluctuation and cancel the position disturbance. As a result, it is possible to follow the track position variation regardless of the limited characteristics of the feedback loop.

【0018】また、本発明では信号記録再生手段及びそ
の駆動手段と、トラック位置変動を磁気ヘッドに先立っ
て検出するトラック位置検出手段及びその駆動手段を、
ディスクの中心を通る直線上のディスク中心にたいし、
略対抗する位置に配置した。この構成を採ることによ
り、シーク時に信号記録再生手段及びその駆動手段によ
りベース部に加わる反作用力が、ほぼ同時にトラック位
置検出手段及びその駆動手段が駆動することにより生ず
るベース部に加わる反作用力により相殺され、ベース部
に反作用力による振動を発生させずトラック振動を低減
することができる。
Further, according to the present invention, there are provided a signal recording / reproducing means and a driving means thereof, a track position detecting means and a driving means thereof for detecting a track position variation prior to the magnetic head.
To the center of the disc on a straight line passing through the center of the disc,
It was placed in a position where they would substantially oppose each other. By adopting this configuration, the reaction force applied to the base portion by the signal recording / reproducing means and its driving means at the time of seek is canceled by the reaction force applied to the base portion generated by the driving of the track position detecting means and its driving means almost at the same time. Therefore, the vibration of the truck can be reduced without generating the vibration due to the reaction force in the base portion.

【0019】さらに、トラック位置検出ヘッドが特定の
トラックの位置変動のみを検出する構成とすることによ
り、トラック位置検出ヘッド用の駆動機構が不要とな
り、且つトラック位置検出ヘッドの移動が無いため信号
記録再生手段の位置決め時間が短縮される。
Further, since the track position detecting head detects only the position change of a specific track, a drive mechanism for the track position detecting head is not required and the track position detecting head does not move, so that the signal recording is performed. The positioning time of the reproducing means is shortened.

【0020】さらに、ディスクの半径方向の位置変動を
測定するセンサを設け、このセンサの信号を信号記録再
生手段の位置決め制御手段に加える構成とすることによ
り、ディスクの偏心に起因した回転同期振動を容易に検
出でき、この振動に伴うトラックの位置変動を減少する
ことができる。
Further, by providing a sensor for measuring the position variation of the disk in the radial direction and applying the signal of this sensor to the positioning control means of the signal recording / reproducing means, the rotation synchronous vibration caused by the eccentricity of the disk is generated. It can be easily detected and the fluctuation in the position of the truck due to this vibration can be reduced.

【0021】さらに、あらかじめトラックに設けたイン
デックス信号を基準とし各トラックの位置変動をキャリ
ッジに設けたセンサ位置と対応して記憶し、シーク命令
により信号記録再生手段が目標トラックに移動すると
き、該当するトラックの位置変動信号を読みだし信号記
録再生手段の制御手段に加える構成とすることにより、
シーク後直ちにフィードフォワードによるトラック位置
変動の補正が行え、データ記録再生開始の時間短縮がで
きる。
Further, the position variation of each track is stored in correspondence with the sensor position provided on the carriage with reference to the index signal provided on the track in advance, and when the signal recording / reproducing means is moved to the target track by a seek command, it is applicable. By adopting a configuration in which the position variation signal of the track to be read is added to the control means of the read signal recording / reproducing means,
Immediately after the seek, the track position fluctuation can be corrected by the feed forward, and the time for starting the data recording / reproducing can be shortened.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)図1は、本発明の第1の実施例を説明
する制御回路を含む磁気ディスク装置の構成図である。
なお、以下に説明する各実施例は磁気ディスク装置を用
いて行ったが光ディスク装置にも同様に適用できる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of a magnetic disk device including a control circuit for explaining a first embodiment of the present invention.
Although each of the embodiments described below was performed using a magnetic disk device, it can be similarly applied to an optical disk device.

【0023】積層された複数のディスク1がモータ2に
より回転する。ディスク面上には同心円状にトラック3
が複数配置され、トラック上には磁気信号が記録され
る。この磁気信号は、ディスク面上に配置された記録再
生用磁気ヘッド4によって記録再生される。磁気ヘッド
4は、アーム5,キャリッジ6と呼ばれる支持部材によ
って支持され、アクチュエータ7によって駆動される。
各トラックは、セクタと呼ばれる複数のデータエリアに
分割され、各セクタの先頭には位置情報が予め書き込ま
れている。磁気ヘッドは、この位置情報によって現在位
置を認識する。この方式はセクタサーボ方式と呼ばれ、
その内容は例えば、日本機械学会第663回講習会『磁
気ディスク装置における位置決め技術』(1988)に
開示されている。磁気ヘッドは、トラック上に書き込ま
れた位置情報を検出するが、これは磁気ヘッドとトラッ
ク中心との相対的な位置偏差(位置誤差信号)を表わ
す。
A plurality of stacked disks 1 are rotated by a motor 2. Concentric tracks 3 on the disk surface
Are arranged, and magnetic signals are recorded on the tracks. This magnetic signal is recorded / reproduced by the recording / reproducing magnetic head 4 arranged on the disk surface. The magnetic head 4 is supported by a supporting member called an arm 5 and a carriage 6, and is driven by an actuator 7.
Each track is divided into a plurality of data areas called sectors, and position information is written in advance at the beginning of each sector. The magnetic head recognizes the current position based on this position information. This method is called the sector servo method,
The contents thereof are disclosed, for example, in the 663rd seminar of the Japan Society of Mechanical Engineers, "Positioning Technology in Magnetic Disk Drive" (1988). The magnetic head detects the position information written on the track, which represents a relative position deviation (position error signal) between the magnetic head and the track center.

【0024】さて、磁気ヘッドの位置決めは位置サーボ
機構によってなされる。位置誤差信号は復調回路8によ
って復調され、A/D変換器9を介してディジタルサー
ボコントローラ10に入力,目標トラック中心との誤差
を求め、位相補償演算器(Gc )11により位相補償を
行った後、D/A変換器12によりパワーアンプ13に
出力,電流増幅してアクチュエータ7を駆動させる。図
示していない上位のホストコンピュータからデータの書
き込み、もしくは読み出しの命令を受けると、目標トラ
ック発生回路14により、この位置決めサーボ機構に新
たな目標トラックが設定される。このとき、現在位置と
誤差が生じるので、誤差を減少させるための操作量が発
生し、アクチュエータに駆動力が生じ磁気ヘッドが移動
する。磁気ヘッドが、目標トラック中心に位置決めされ
ると、位置誤差がゼロとなり、磁気ヘッドはそこに位置
決めされる。なお、磁気ヘッドが、トラックにまたがっ
て移動する動作はシーク,目標トラック中心に追従する
動作はフォロイングと呼ばれている。
Positioning of the magnetic head is performed by a position servo mechanism. The position error signal is demodulated by the demodulation circuit 8 and input to the digital servo controller 10 through the A / D converter 9 to obtain the error with the center of the target track, and the phase compensation calculator (Gc) 11 performs phase compensation. After that, the D / A converter 12 outputs the current to the power amplifier 13 and amplifies the current to drive the actuator 7. Upon receiving a data write or read command from a host computer (not shown), the target track generation circuit 14 sets a new target track in this positioning servo mechanism. At this time, since an error occurs with the current position, an operation amount for reducing the error is generated, a driving force is generated in the actuator, and the magnetic head moves. When the magnetic head is positioned at the target track center, the position error becomes zero and the magnetic head is positioned there. The operation of the magnetic head moving over the track is called seek, and the operation of following the center of the target track is called following.

【0025】ここで、ディスク上に書き込まれているト
ラックの動きについて説明する。トラック変動の要因に
は、以下の点が考えられている。ディスクとシャフトと
の軸受のベアリングのランアウト振動によるトラックの
不規則な変動。ディスクの偏心量の熱的変化による回転
同期振動。トラック位置信号書き込み時のヘッド振動な
どによるトラック位置信号の変動。ディスクの面外方向
の振動の半径方向成分による位置誤差。ディスク表面の
テキスチャによる信号の検出誤差。
The movement of the track written on the disc will be described below. The following points are considered as factors of truck fluctuation. Random track fluctuations due to bearing runout vibrations of the disk and shaft bearings. Rotation-synchronous vibration due to thermal change in eccentricity of the disk. Fluctuation of the track position signal due to head vibration etc. when writing the track position signal. Positional error due to radial component of disk out-of-plane vibration. Signal detection error due to the texture of the disk surface.

【0026】以上のように、トラックの変動要因には、
回転周期に同期している振動と、そうでない非同期な不
規則振動とがあり、磁気ヘッドは、常にこのトラック変
動に追従してトラック中心に位置決めされなければなら
ない。
As described above, the factors causing the fluctuation of the truck are:
There are vibrations that are synchronized with the rotation cycle and asynchronous vibrations that are not so. The magnetic head must always be positioned at the track center following this track fluctuation.

【0027】さて、位置サーボ機構は、このトラック変
動に起因する位置ずれを補正する。すなわち、位置誤差
信号がコントローラにフィードバックされるため、補償
演算により誤差をなくすような操作量を発生して磁気ヘ
ッドをトラック変動に追従させる。位置ずれに対する補
正を強力にするには、わずかの位置誤差信号の大きさに
対しても補正動作が働くようにすればよい。これは、サ
ーボ機構では、前向きのゲインを高くすることに相当す
る。しかし、この方法では、駆動される機構に遅れがあ
ったり、共振特性があったりすると閉ループサーボ機構
が安定性を失い、発振してしまう。そこで、実際には安
定性を損なわない範囲内で、追従性を設定することが必
要である。そのため、このフィードバックによる補償法
のみでは、ヘッドはトラックに十分追従できない。
Now, the position servo mechanism corrects the positional deviation caused by the track fluctuation. That is, since the position error signal is fed back to the controller, an operation amount that eliminates the error is generated by the compensation calculation, and the magnetic head follows the track fluctuation. In order to make the correction for the positional deviation strong, the correction operation may be performed even for a small magnitude of the position error signal. This corresponds to increasing the forward gain in the servo mechanism. However, in this method, if the driven mechanism has a delay or has resonance characteristics, the closed loop servo mechanism loses stability and oscillates. Therefore, it is actually necessary to set the followability within a range that does not impair the stability. Therefore, the head cannot sufficiently follow the track only by the compensation method based on this feedback.

【0028】ところで、このトラックの変動を位置外乱
とみなすと、この外乱をフィードバックではなく、フィ
ードフォワードで補償できることがわかる。フィードフ
ォワードで補償するためには、位置外乱を検出するか推
定しなければならない。
By the way, if the fluctuation of the track is regarded as a position disturbance, it can be understood that this disturbance can be compensated by feedforward instead of feedback. In order to compensate by feedforward, it is necessary to detect or estimate a position disturbance.

【0029】すでに述べたように、トラックの変動に
は、回転に同期した成分と、非同期の成分があり、ディ
スクの熱偏心,トラック信号書き込み誤差,テキスチャ
による検出誤差などは同期振動であり、非同期振動に比
べて振幅は大きい。また、これらは、非同期振動と異な
り、あらかじめ検出することは可能である。
As described above, the fluctuation of the track has a component synchronized with the rotation and a component not synchronized with it, and the thermal eccentricity of the disk, the track signal writing error, the detection error due to the texture, etc. are the synchronous vibrations and the asynchronous. The amplitude is large compared to vibration. Also, unlike asynchronous vibration, these can be detected in advance.

【0030】本実施例では、情報信号の記録再生を行う
信号用磁気ヘッドの他に、トラック位置の変動を検出す
るための別のヘッドを設けている。このトラック位置検
出ヘッド15は、信号用磁気ヘッドと同様にアーム1
6,キャリッジ17によって一体に支持され、アクチュ
エータ18によって駆動される。また、このトラック位
置検出ヘッドは、ディスクの回転方向に対して信号用磁
気ヘッドより先行するように設置されている。
In this embodiment, in addition to the signal magnetic head for recording / reproducing the information signal, another head for detecting the fluctuation of the track position is provided. The track position detecting head 15 has the arm 1 similar to the signal magnetic head.
6, supported integrally by a carriage 17 and driven by an actuator 18. Further, the track position detecting head is installed so as to precede the signal magnetic head in the rotation direction of the disk.

【0031】トラック位置検出ヘッドは、信号用磁気ヘ
ッドと同様に、上位コントローラからシーク命令を受け
ると目標トラック発生回路からの信号を受け、補償回路
22を介し、D/A変換器23,パワーアンプ24によ
りヘッドを駆動,位置決めする。目標トラックで略トラ
ック中心上に位置決めされると、ヘッド保持回路25に
よりヘッドを保持する。この保持回路は、開ループ周波
数特性のゼロクロス周波数を数十Hz以下に落としたサ
ーボ系でよい。
Like the signal magnetic head, the track position detecting head receives a signal from the target track generating circuit upon receiving a seek command from the host controller, and via the compensating circuit 22, the D / A converter 23 and the power amplifier. The head is driven and positioned by 24. When the target track is positioned approximately on the track center, the head holding circuit 25 holds the head. This holding circuit may be a servo system in which the zero cross frequency of the open loop frequency characteristic is reduced to several tens Hz or less.

【0032】これにより、位置決め上問題となるサーボ
帯域以上の高周波数振動には不感となり、その結果問題
となるトラック位置変動を検出することができる。ま
た、第5の実施例で示す別の変位センサを用いた方法で
もよい。いずれにせよ、復調回路19を介してA/D変
換されたトラック位置信号は、トラックの軌道の変動を
表わしており、位置決めサーボ系に対して位置外乱とみ
なせる。そこで、この信号を位置決めサーボ系に前向き
に付加する。そのためにフィードフォワードループを付
加し、トラック位置信号をあらかじめ時間差測定手段5
0及び時間差記憶手段51で測定,記憶してあるトラッ
ク位置検出ヘッドと磁気ヘッドとの検出時間差を考慮し
て補償器21に加える。この補償器21の特性を位置決
めサーボ系の制御対象の逆特性とすると、トラック位置
変動を相殺でき、高精度なサーボ系が実現できる。
As a result, it becomes insensitive to high-frequency vibrations in the servo band which is a problem in positioning, and as a result, it is possible to detect a problematic track position fluctuation. Also, a method using another displacement sensor shown in the fifth embodiment may be used. In any case, the track position signal A / D converted via the demodulation circuit 19 represents the fluctuation of the track orbit, and can be regarded as a position disturbance for the positioning servo system. Therefore, this signal is forwardly added to the positioning servo system. For that purpose, a feedforward loop is added to measure the track position signal in advance by the time difference measuring means 5
It is added to the compensator 21 in consideration of the detection time difference between the track position detection head and the magnetic head, which is measured and stored by the 0 and time difference storage means 51. If the characteristic of the compensator 21 is set to the inverse characteristic of the control target of the positioning servo system, the track position fluctuation can be canceled out, and a highly accurate servo system can be realized.

【0033】以上に述べた制御内容を数式によってより
厳密に説明する。図2に、図1のサーボ系のブロック線
図を示す。図2より、目標値r及び位置外乱dから制御
量である磁気ヘッドトラック位置誤差yまでの伝達特性
を求める。フィードフォワードループのない従来方式に
おいては、その伝達特性は、
The control contents described above will be explained more strictly by using mathematical expressions. FIG. 2 shows a block diagram of the servo system shown in FIG. From FIG. 2, the transfer characteristic from the target value r and the position disturbance d to the magnetic head track position error y which is a control amount is obtained. In the conventional method without a feedforward loop, its transfer characteristic is

【0034】[0034]

【数1】 [Equation 1]

【0035】ただし、フォロイング時は、r=0。However, at the time of following, r = 0.

【0036】ここで閉ループ系の安定性と、位置外乱d
の遮断性を満たす補償器Gc を設計することを考える。
Here, the stability of the closed loop system and the position disturbance d
Compensator Gc that satisfies the cutoff property of Think about designing.

【0037】つまり、閉ループ系1+Gc・Gpの極の安
定配置(スモールゲイン定理ではGc・Gp<1)と、y
=0・d(Gc・Gp→∞)となるGc を設計するのである
が、安定性と外乱遮断特性は、Gc・Gp<1とGc・Gp
→∞のように矛盾した特性を要求しており、妥協した設
計しかできない。設計の一例としては、低い周波数域で
の外乱遮断特性を向上させるためにGc・Gpを大きく
し、高い周波数域では安定性を重視してGc・Gpを小さ
くすることが、従来行われている。
That is, the stable arrangement of the poles of the closed loop system 1 + Gc · Gp (Gc · Gp <1 in the small gain theorem) and y
Gc is designed so that = 0.d (Gc.Gp → ∞), but the stability and disturbance blocking characteristics are Gc.Gp <1 and Gc.Gp.
→ Requires contradictory characteristics such as ∞, and only a compromised design can be done. As an example of the design, it has been conventionally performed to increase Gc / Gp in order to improve the disturbance cutoff characteristic in a low frequency range, and to reduce Gc / Gp in a high frequency range with emphasis on stability. ..

【0038】しかし、ヘッド位置決めサーボ系は、複雑
な機構共振を閉ループに含み、かつ目標トラックが変動
し、しかも両者の周波数帯域は厳密には混在しているた
め、従来の制御系では、より高精度なトラック追従はで
きない。
However, since the head positioning servo system includes complicated mechanical resonance in the closed loop, the target track fluctuates, and the frequency bands of both are strictly mixed, the conventional control system has a higher level. Accurate track following is not possible.

【0039】一方、フィードフォワードを含めると、そ
の伝達特性は、
On the other hand, when the feedforward is included, its transfer characteristic is

【0040】[0040]

【数2】 [Equation 2]

【0041】となる。要素Fの特性をGp-1 とすると、It becomes If the characteristic of the element F is Gp- 1 ,

【0042】[0042]

【数3】 [Equation 3]

【0043】となり、安定性はGc により設計し、外乱
遮断特性はFにより分離設計できる。
Therefore, the stability can be designed by Gc, and the disturbance blocking characteristic can be designed separately by F.

【0044】図3により本実施例に用いた磁気ディスク
装置の動作を説明する。磁気ディスク装置の電源がオン
される(F1)と、マイクロプロセッサの初期処理やス
ピンドルモータの起動によりディスクの回転が始まる
(F2)。この初期処理が終了すると、サーボ系の初期
処理動作が行われる。ここでは、このときヘッドが位置
しているトラックにトラック位置検出ヘッドと信号用磁
気ヘッドを位置決めし(F3)、このときの検出信号か
ら、信号用磁気ヘッドのトラック位置検出ヘッドに対す
る時間差を求める(F4)。
The operation of the magnetic disk device used in this embodiment will be described with reference to FIG. When the power of the magnetic disk device is turned on (F1), the rotation of the disk starts (F2) due to the initial processing of the microprocessor and the activation of the spindle motor. When this initial processing is completed, the initial processing operation of the servo system is performed. Here, the track position detection head and the signal magnetic head are positioned on the track on which the head is located at this time (F3), and the time difference between the signal magnetic head and the track position detection head is obtained from the detection signal at this time ( F4).

【0045】時間遅れの求め方は、たとえば各トラック
の1か所に設けたインデックス信号を読み取り、この読
み取り時間のずれから求めてもよいし、ヘッド位置誤差
信号波形形状のずれそのものから求めてもよい。この
後、上位コントローラ(図示せず)に対し、ready 信号
を発して、データの読み書きを可能な状態として上位か
らの命令信号を待つ。
The time delay may be obtained, for example, by reading an index signal provided at one location on each track and obtaining it from the deviation of the reading time, or from the deviation of the waveform of the head position error signal waveform itself. Good. After that, a ready signal is issued to a host controller (not shown) to enable data reading and writing and wait for a command signal from the host.

【0046】上位からのシーク命令を受けると(F
6)、目標トラックまでのトラック位置検出ヘッドと信
号用磁気ヘッド両方が移動,位置決めされる(F7,F
14)。目標トラック中心のあらかじめ設定してある範
囲以内(図3ではa)に信号用磁気ヘッドが位置決めさ
れると(F8)、データ再生可能であることを上位に知
らせる信号を送り(F9)、フォロイング状態になる
(F10)。
When a seek command from the upper level is received (F
6) Both the track position detection head up to the target track and the signal magnetic head are moved and positioned (F7, F
14). When the signal magnetic head is positioned within a preset range (a in FIG. 3) of the center of the target track (F8), a signal notifying the upper layer that data can be reproduced is sent (F9), and the following state is set. (F10).

【0047】また、目標トラック中心のあらかじめ設定
してある範囲以内(図3ではb)にトラック位置検出ヘ
ッドが位置決めされると(F15)、このヘッドは保持
され(F16)、トラック変動が検出される(F1
7)。このトラック変動に、あらかじめ測定してある検
出時間遅れと、数2におけるF=Gp-1 の補償要素を介
してフィードフォワード信号を求める(F18)。得ら
れた信号を信号用磁気ヘッドの位置決めサーボ系に加算
する(F11)。これによって、トラック追従性が上が
り、位置決め誤差が減少するので、磁気ヘッドが目標ト
ラック中心のあらかじめ設定してある範囲以内(図3で
はc)に位置決めされると(F12)、信号記録可能で
あることを上位に知らせる信号を送る(F13)。
Further, when the track position detecting head is positioned within a preset range (b in FIG. 3) of the center of the target track (F15), the head is held (F16) and the track fluctuation is detected. (F1
7). A feedforward signal is obtained from this track fluctuation through the detection time delay measured in advance and the compensating element of F = Gp- 1 in Formula 2 (F18). The obtained signal is added to the positioning servo system of the signal magnetic head (F11). As a result, the track following property is improved and the positioning error is reduced. Therefore, when the magnetic head is positioned within the preset range (c in FIG. 3) of the center of the target track (F12), signal recording is possible. A signal is sent to notify the host (F13).

【0048】ここで、トラック位置検出ヘッドの保持位
置が、目標トラックの平均中心位置にない場合、この信
号をフィードフォワードとして加えると一定値のオフセ
ットを信号用磁気ヘッドに生じさせる恐れがある。しか
しこの信号は低周波数域の信号のため、位置決めサーボ
系のフィードバック特性によって補償することができ問
題はない。そして、そのトラックでデータの読み書きを
行い、サーボ機構は上位からの次の命令を待つ。
Here, if the holding position of the track position detecting head is not at the average center position of the target track, adding this signal as feedforward may cause a constant offset in the signal magnetic head. However, since this signal is a signal in the low frequency range, it can be compensated by the feedback characteristic of the positioning servo system, and there is no problem. Then, the data is read and written on the track, and the servo mechanism waits for the next command from the higher order.

【0049】また、本実施例では、データの記録時のみ
に位置決め精度を向上させるようにフィードフォワード
信号を加算している。磁気ディスク装置ではデータを高
精度に記録することが重要であり、再生時の磁気ヘッド
の位置決めが若干ずれていても、記録信号の精度がよい
場合、読み取りエラーを起こす確率は非常に小さくな
る。
Further, in this embodiment, the feedforward signal is added so as to improve the positioning accuracy only when recording the data. In a magnetic disk device, it is important to record data with high accuracy, and even if the magnetic head is slightly misaligned during reproduction, if the accuracy of the recording signal is high, the probability of causing a read error is extremely small.

【0050】以上、本実施例では、データを読み書きす
るトラックの、回転に同期した位置変動を信号用磁気ヘ
ッドに先だって検出し、フィードフォワードによりこれ
を相殺する信号を位置決めサーボ系に与えるので、トラ
ック変動に対し高い追従が可能となって位置決め精度が
向上し、高密度な記録が行える効果がある。
As described above, in the present embodiment, the position fluctuation of the track for reading and writing data which is synchronized with the rotation is detected prior to the signal magnetic head, and the signal for canceling this by feedforward is given to the positioning servo system. Higher tracking of fluctuations is possible, positioning accuracy is improved, and high density recording is possible.

【0051】本実施例ではデータ面サーボ方式の場合に
ついて述べたが、本発明は、サーボ面サーボ方式に対し
てもほぼ同様の構造で同一の効果が得られる。この場
合、位置情報はサーボ面のみに書かれているから、トラ
ック変動を検出するヘッドはサーボ面に1つだけ設けれ
ばよい。
In this embodiment, the case of the data surface servo system has been described, but the present invention can obtain the same effect with the servo surface servo system with substantially the same structure. In this case, since the position information is written only on the servo surface, only one head for detecting the track fluctuation may be provided on the servo surface.

【0052】(第2の実施例)図4に、第2の実施例の
構成図を示す。本実施例では、トラック位置検出ヘッド
を特定位置に固定する。そして、トラック位置変動のう
ちディスクの変動分のみを検出し、位置決めサーボ系に
フィードフォワード信号として加える。サーボ系の構成
及び動作は第1の実施例と同様であり説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a block diagram of the second embodiment. In this embodiment, the track position detecting head is fixed at a specific position. Then, of the track position fluctuations, only the disk fluctuations are detected and added to the positioning servo system as feedforward signals. The configuration and operation of the servo system are the same as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

【0053】なお、トラック位置検出ヘッドが検出する
トラックは、ディスク表面若しくはディスク間の気体の
乱流状態を略層流状態とすることができ、結果としてフ
ラッタ振動を低減できるディスク内周のトラックが良
い。
The track detected by the track position detecting head can be a laminar flow state in which the turbulent flow of gas on the disk surface or between the disks is substantially laminar. good.

【0054】本実施例では、固定ヘッドを設けるだけ
で、トラック変動のうち偏心などのディスク変動に起因
する成分の位置誤差の減少ができる。また、固定ヘッド
のため、駆動機構が不要であり、実装上も容易であると
いう効果もある。なお固定ヘッドは、各ディスク面に1
本ずつあってもよいし、任意のディスク面上に1本のみ
搭載してもよい。
In this embodiment, it is possible to reduce the position error of the component due to the disk variation such as the eccentricity in the track variation only by providing the fixed head. Further, since it is a fixed head, there is an effect that a driving mechanism is unnecessary and mounting is easy. There is one fixed head for each disk surface.
There may be one each, or only one may be mounted on any disc surface.

【0055】(第3の実施例)図5に、第3の実施例の
構成図を示す。本実施例では、図4の固定ヘッドの代わ
りに、ディスク外周の半径方向の変位を測定するセンサ
100を設けている。そして、変位センサ100の出力
を検出回路101,A/D変換器102を介して実施例
1と同様にフィードフォワード補償器21に入力する。
トラックの位置信号を装置からディスクをとり外して書
き込み(サーボトラックライト)、再度取付けを行うよ
うな装置の場合、取付け時に生じる偏心量は少なくても
1〜数μmである。トラックピッチが狭くなるほど、こ
の偏心はフィードバックループのみで圧縮することは困
難となる。この場合、ディスクの外周面を予め精密に表
面仕上げをし、この外周面の半径方向の位置変動を測定
するセンサを設ければ今までの実施例と同様にフィード
フォワードによる追従性の向上が図れる。なお、この場
合、磁気ヘッド及び支持機構と機械的に干渉しない範囲
で、ディスクの円周方向位置が磁気ヘッドと略同一位置
に配置すればよい。これにより、センサと磁気ヘッドと
の位相ずれを補償する動作及び回路は不要となる。ま
た、ディスク外周面を測定するセンサは、検出分解能
0.1μm 以下,検出範囲10μm以上,応答周波数1
kHz以上あればよく、例えば磁気抵抗素子を応用した
直線変位計でよい。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a block diagram of the third embodiment. In this embodiment, a sensor 100 for measuring the radial displacement of the outer circumference of the disk is provided instead of the fixed head shown in FIG. Then, the output of the displacement sensor 100 is input to the feedforward compensator 21 via the detection circuit 101 and the A / D converter 102 as in the first embodiment.
In the case of a device in which the position signal of the track is removed from the device and written (servo track write) and the device is mounted again, the amount of eccentricity generated during mounting is at least 1 to several μm. The narrower the track pitch, the more difficult it becomes to compress this eccentricity with the feedback loop alone. In this case, if the outer peripheral surface of the disc is precisely surface-finished in advance and a sensor for measuring the radial position variation of the outer peripheral surface is provided, the followability by feedforward can be improved as in the previous embodiments. .. In this case, the position of the disk in the circumferential direction may be arranged at substantially the same position as the magnetic head within a range that does not mechanically interfere with the magnetic head and the support mechanism. This eliminates the need for an operation and a circuit for compensating for the phase shift between the sensor and the magnetic head. The sensor that measures the outer peripheral surface of the disk has a detection resolution of 0.1 μm or less, a detection range of 10 μm or more, and a response frequency of 1 μm.
It suffices that the frequency is at least kHz, and for example, a linear displacement meter to which a magnetic resistance element is applied may be used.

【0056】本実施例では、比較的簡単なセンサにより
ディスクの偏心に起因した回転同期振動を検出し、この
振動に起因したトラックの位置変動を減少する効果があ
り、特に、サーボトラックライトを装置から外して行う
ような情報記録装置、または媒体可換型の情報記録装置
に効果がある。
In this embodiment, the rotation synchronization vibration caused by the eccentricity of the disk is detected by a relatively simple sensor, and the fluctuation of the track position caused by this vibration can be reduced. This is effective for an information recording device that is performed separately from the above, or a medium exchangeable information recording device.

【0057】また、本実施例においてディスク外周面の
半径方向の位置変動を測定するのに変わり、トラックの
半径方向の位置変動を測定しても同様の効果がある。
Further, instead of measuring the radial position variation of the disk outer peripheral surface in the present embodiment, the same effect can be obtained by measuring the radial position variation of the track.

【0058】(第4の実施例)図6に、第4の実施例の
構成図を示す。本実施例では、第1の実施例におけるト
ラック位置検出ヘッド及び駆動機構を、信号用磁気ヘッ
ド及び駆動機構と対向した位置に配置する。図7に本実
施例の機構部の全体構成図を示す。図示していない上位
のホストコンピュータからシーク命令を受けると、信号
用磁気ヘッドは駆動機構により移動する。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a block diagram of the fourth embodiment. In this embodiment, the track position detecting head and the driving mechanism in the first embodiment are arranged at a position facing the signal magnetic head and the driving mechanism. FIG. 7 shows an overall configuration diagram of the mechanical portion of this embodiment. When receiving a seek command from a host computer (not shown), the signal magnetic head is moved by the drive mechanism.

【0059】このとき、駆動機構の発生する作用力の反
作用力を駆動機構の信号用磁気ヘッド支持部材150を
介して支持部材を固定しているベース151が受ける。
ベース151は、防振支持部材152により、コンピュ
ータの筐体153に取り付けられているため、このベー
スを含むディスク装置の質量と防振支持部材152のば
ね定数からなる固有振動数を有する。磁気ヘッドをシー
クさせると反作用力によりこの固有振動モードが励起さ
れ、ベースが振動する。この振動はシーク終了時の位置
決めのときの誤差要因となる場合がある。
At this time, the reaction force of the acting force generated by the driving mechanism is received by the base 151 fixing the supporting member via the signal magnetic head supporting member 150 of the driving mechanism.
Since the base 151 is attached to the housing 153 of the computer by the vibration isolating support member 152, it has a natural frequency that is the mass of the disk device including this base and the spring constant of the vibration isolating support member 152. When the magnetic head is sought, this natural vibration mode is excited by the reaction force, and the base vibrates. This vibration may cause an error in positioning at the end of seek.

【0060】本実施例と第1の実施例との違いは、第1
の実施例では、シーク時にトラック位置検出ヘッドも目
標トラックに移動させるため、同様に検出ヘッドを駆動
する場合にもベースに反作用力を与える。ディスク中心
に対する磁気ヘッドと位置検出ヘッドの駆動方向が異な
る場合、ベースには複雑な反作用力が加わる。本実施例
はこのような反作用力を低減する構造に関するものであ
る。すなわち、両方の駆動機構によりベースに働く反作
用力を同一作用線上で方向を逆向きとなるようにそれぞ
れの駆動機構を配置すれば、シーク時にベースに働く力
は相殺され実質零となる。これにより、位置決め時のベ
ース振動の低減と、位置決め後の回転同期振動の低減の
両方の効果を合わせもつことのできる情報記録装置が提
供できる。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the first
In this embodiment, since the track position detecting head is also moved to the target track during seek, a reaction force is applied to the base when the detecting head is driven in the same manner. When the driving directions of the magnetic head and the position detection head with respect to the center of the disk are different, a complicated reaction force is applied to the base. The present embodiment relates to a structure for reducing such reaction force. That is, by arranging the respective drive mechanisms so that the reaction forces acting on the base by both drive mechanisms are opposite in direction on the same line of action, the forces acting on the base at the time of seek are canceled and become substantially zero. As a result, it is possible to provide an information recording apparatus that has both the effect of reducing the base vibration during positioning and the effect of reducing the rotation synchronous vibration after positioning.

【0061】(第5の実施例)図8に、第5の実施例の
構成図を示す。本実施例では、トラックの位置変動を予
め検出して記憶し、位置決め時にこの値を読みだし、以
下実施例1と同様にフィードフォワード信号としてサー
ボ系に印加する。このために本実施例では、トラック3
の一周のうちある1個所に設けられたインデックス信号
200,磁気ヘッド4がこの信号200を通過する毎に
信号を発生する信号発生手段201,キャリッジ6の変
位を検出する位置センサ202,トラックの位置変動を
記憶するメモリ手段203などを設ける。
(Fifth Embodiment) FIG. 8 shows a block diagram of the fifth embodiment. In the present embodiment, the track position variation is previously detected and stored, this value is read at the time of positioning, and is applied to the servo system as a feedforward signal as in the case of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the truck 3
An index signal 200 provided at one position on one circumference of the circuit, a signal generating means 201 for generating a signal each time the magnetic head 4 passes the signal 200, a position sensor 202 for detecting the displacement of the carriage 6, and a track position. A memory means 203 for storing the fluctuation is provided.

【0062】図9及び図10に示すフローチャートによ
り、本実施例の動作の方法を説明する。磁気ディスク装
置の電源がオンされる(F51)と、マイクロプロセッ
サの初期処理やスピンドルモータの起動によりディスク
の回転が始まる(F52)。この初期処理が終了する
と、サーボ系の初期処理動作が行われる。ここでは、ま
ず全てのトラック又は必要に応じてある間隔ごとのトラ
ックに磁気ヘッドを順次移動し位置決めする(F5
3)。磁気ヘッド4をトラック3に位置決めし、磁気ヘ
ッド4はフォロイングサーボ系により制御された後、キ
ャリッジ6に取り付けられているセンサ202の位置
を、検出回路204,A/D変換器205を介して読み
取り(F54)、これを制御系の目標値発生手段206
に入力,保持して目標値とする(F55)。次に、この
制御系の制御信号を磁気ヘッド4からの位置誤差信号2
07からキャリッジの位置センサからの信号208に、
切り換え回路209により切り換える(F56)。同時
に磁気ヘッド4からの位置誤差信号207はメモリ手段
203に入力される(F57)。これにより、磁気ヘッ
ドはこのトラック上でトラックの位置変動によらず、保
持された位置センサの一定信号により一定の位置に保持
されたことになり、このことはトラックの位置駆動が検
出できることを意味する。
The operation method of this embodiment will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. When the power of the magnetic disk device is turned on (F51), the rotation of the disk is started (F52) by the initial processing of the microprocessor and the startup of the spindle motor. When this initial processing is completed, the initial processing operation of the servo system is performed. Here, first, the magnetic head is sequentially moved and positioned on all the tracks or on a track at a certain interval if necessary (F5).
3). After the magnetic head 4 is positioned on the track 3 and the magnetic head 4 is controlled by the following servo system, the position of the sensor 202 attached to the carriage 6 is detected via the detection circuit 204 and the A / D converter 205. Read (F54), and the target value generating means 206 of the control system
Is input to and held as the target value (F55). Next, the control signal of this control system is changed to the position error signal 2 from the magnetic head 4.
07 to the signal 208 from the carriage position sensor,
Switching is performed by the switching circuit 209 (F56). At the same time, the position error signal 207 from the magnetic head 4 is input to the memory means 203 (F57). As a result, the magnetic head is held at a fixed position on this track by the fixed signal of the held position sensor regardless of the track position fluctuation, which means that the position drive of the track can be detected. To do.

【0063】そこで、トラック上に書かれたインデック
ス信号200を磁気ヘッドが検出する(F58)と、こ
の時点からの位置誤差信号207、つまりトラックの位
置変動を取り込みメモリ手段203に記憶させる(F5
9)。このとき記憶された信号は、磁気ヘッド,トラッ
ク間の非同期振動が含まれているので、平均化して回転
に同期したトラックの位置変動を抽出する(F60)。
Then, when the magnetic head detects the index signal 200 written on the track (F58), the position error signal 207, that is, the position fluctuation of the track from this point is fetched and stored in the memory means 203 (F5).
9). Since the signal stored at this time includes the asynchronous vibration between the magnetic head and the track, the position variation of the track synchronized with the rotation is averaged and extracted (F60).

【0064】この動作を必要な回数繰り返し、得られた
データをトラック番号ごとに記憶して動作を終了する。
終了と同時にフォロイングサーボ系は、再び磁気ヘッド
からの位置誤差信号を用いて磁気ヘッドを制御する(F
61)。この後、上位コントローラ(図示せず)に対
し、ready 信号を発して、データの読み書きを可能な状
態として上位からの命令信号を待つ。
This operation is repeated a necessary number of times, the obtained data is stored for each track number, and the operation is completed.
Upon completion, the following servo system controls the magnetic head again using the position error signal from the magnetic head (F
61). After that, a ready signal is issued to a host controller (not shown) to enable data reading and writing and wait for a command signal from the host.

【0065】上位からのシーク命令を受けると(F6
2)、目標トラックまで磁気ヘッドが移動,位置決めさ
れる(F63)。目標トラック中心のあらかじめ設定し
た範囲以内(図10ではd)に磁気ヘッドが位置決めさ
れると(F64)、サーボ系はフォロイング状態になる
(F65)。
When a seek command from the upper level is received (F6
2) Then, the magnetic head is moved and positioned to the target track (F63). When the magnetic head is positioned within a preset range (d in FIG. 10) of the center of the target track (F64), the servo system enters the following state (F65).

【0066】このとき、位置決めされているトラックに
対応したトラック変動情報をメモリ手段から読みだす
(F66)。位置決めされているトラックに対応したデ
ータのないときは、このトラックをはさむ前後のトラッ
クの情報から補間計算によってこのトラック変動の値を
求めればよい(F67)。インデックス信号200をヘ
ッドが検出する(F68)と、この時点から、この情報
を数2で求めたF=Gp-1の補償要素21に入力してフ
ィードフォワード信号を求める(F69)。得られた信
号を磁気ヘッドの位置決めサーボ系に加算する(F7
0)。磁気ヘッドが目標トラック中心のあらかじめ設定
した範囲以内(図10ではe)に位置決めされると(F
71)、信号の記録再生可能であることを上位に知らせ
る(F72)。そして、そのトラックでデータの読み書
きを行い、サーボ機構は上位からの次の命令を待つ。
At this time, track variation information corresponding to the positioned track is read from the memory means (F66). When there is no data corresponding to the positioned track, the value of this track variation may be obtained by interpolation calculation from the information of the tracks before and after sandwiching this track (F67). When the head detects the index signal 200 (F68), from this time point, this information is input to the compensating element 21 of F = Gp- 1 obtained by the equation 2 to obtain a feedforward signal (F69). The obtained signal is added to the positioning servo system of the magnetic head (F7
0). When the magnetic head is positioned within a preset range (e in FIG. 10) around the target track center, (F
71) and informs the host that signal recording / reproduction is possible (F72). Then, the data is read and written on the track, and the servo mechanism waits for the next command from the higher order.

【0067】本実施例では、トラックの位置変動を予め
求めておくため、シーク後直ちにフィードフォワードに
よるトラック変位変動の補正が行えるので、データ記録
再生開始の時間が短縮できる効果がある。また、トラッ
ク検出専用ヘッドが不要となるのでコスト,実装の点で
容易に実現できる効果もある。
In this embodiment, since the track position variation is obtained in advance, the track displacement variation can be corrected by the feedforward immediately after the seek, so that there is an effect that the data recording / reproducing start time can be shortened. Further, since a dedicated head for track detection is not required, there is an effect that it can be easily realized in terms of cost and mounting.

【0068】(第6の実施例)図11に、第6の実施例
の構成図を示す。本実施例では、磁気ヘッドの変位を、
位置誤差信号とは別に測定する手段を持ち、この手段に
よりトラック位置変動を推定し、この推定値を用いる方
法である。図11において、位置決め方向の加速度を検
出できる半導体加速度センサ250を磁気ヘッドに取り
付け、加速度センサ250の出力を検出回路251,A
/D変換器252を介して位置信号生成手段、たとえば
2階積分する回路253により、ヘッドの位置情報を得
る。この信号と、位置誤差信号との差から、トラック位
置変動を推定し、得られた推定信号を、フィードフォワ
ード補償器21に入力する。半導体加速度センサは、た
とえば特開昭60−136972 号公報に開示されている。
(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows a block diagram of the sixth embodiment. In this embodiment, the displacement of the magnetic head is
This is a method that has a means for measuring separately from the position error signal, estimates the track position fluctuation by this means, and uses this estimated value. In FIG. 11, a semiconductor acceleration sensor 250 capable of detecting acceleration in the positioning direction is attached to a magnetic head, and the output of the acceleration sensor 250 is detected by a detection circuit 251, A.
The position information of the head is obtained by the position signal generating means, for example, the second-order integration circuit 253 via the / D converter 252. The track position fluctuation is estimated from the difference between this signal and the position error signal, and the obtained estimated signal is input to the feedforward compensator 21. A semiconductor acceleration sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-136972.

【0069】本実施例では、半導体加速度センサ250
をヘッドに取り付けることにより、第1の実施例と同様
な効果を実現できる。なお、積分器253は、ドリフト
を生じさせないようにマイクロプロセッサの内部で実現
する方法がよい。
In this embodiment, the semiconductor acceleration sensor 250
The same effect as that of the first embodiment can be realized by attaching to the head. The integrator 253 is preferably implemented inside the microprocessor so as not to cause drift.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
ディスクのトラック変動に対し高速に、且つ高精度に信
号再生用のヘッドが位置決めできるサーボ機構を有する
情報記録再生装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an information recording / reproducing apparatus having a servo mechanism in which a head for signal reproduction can be positioned at high speed and with high accuracy in response to a track change of a disk.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のサーボ系のブロック線図。FIG. 2 is a block diagram of the servo system shown in FIG.

【図3】本発明の第1の実施例の動作を説明するフロー
図。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例の機構部の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a mechanism unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施例の動作を説明するフロー
図(その1)。
FIG. 9 is a flowchart (No. 1) for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施例の動作を説明するフロ
ー図(その2)。
FIG. 10 is a flowchart (No. 2) explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディスク、2…モータ、3…トラック、4…磁気ヘ
ッド、5…アーム、6…キャリッジ、7…アクチュエー
タ、8…復調回路、10…ディジタルサーボコントロー
ラ、11…サーボ系位相補償演算器、15…トラック位
置検出ヘッド、21…フィードフォワード補償器、10
0…ディスクの変位を測定するセンサ、200…インデ
ックス信号、202…位置センサ、203…メモリ手
段、250…半導体加速度センサ、253…位置信号生
成手段。
1 ... Disk, 2 ... Motor, 3 ... Track, 4 ... Magnetic head, 5 ... Arm, 6 ... Carriage, 7 ... Actuator, 8 ... Demodulation circuit, 10 ... Digital servo controller, 11 ... Servo system phase compensation calculator, 15 ... track position detection head, 21 ... feedforward compensator, 10
0 ... Sensor for measuring displacement of disk, 200 ... Index signal, 202 ... Position sensor, 203 ... Memory means, 250 ... Semiconductor acceleration sensor, 253 ... Position signal generating means.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号が記録されている複数のトラックを有
し回転するディスクと、このディスク表面を移動可能で
ディスク信号を記録若しくは、並びにディスク信号を再
生する信号記録再生手段と、この信号記録再生手段を前
記ディスクの任意のトラックに移動し位置決めする制御
手段とを備える情報記録再生装置において、前記トラッ
クの位置変動を前記信号記録再生手段がトラックの位置
変動を検出するのに先だって検出するトラック位置検出
手段と、このトラック位置検出手段により検出されたト
ラック位置変動に相当する信号を前記トラック位置変動
を相殺するように前記制御手段に付加する手段、とを備
えることを特徴とする情報記録再生装置。
1. A rotating disk having a plurality of tracks on which signals are recorded, a signal recording / reproducing means which is movable on the surface of the disk to record or reproduce a disk signal, and the signal recording. In an information recording / reproducing apparatus having a control means for moving and positioning the reproducing means to an arbitrary track on the disc, a track for detecting the position fluctuation of the track before the signal recording / reproducing means detects the position fluctuation of the track. Information recording / reproducing, comprising position detecting means and means for adding a signal corresponding to the track position fluctuation detected by the track position detecting means to the control means so as to cancel the track position fluctuation. apparatus.
【請求項2】請求項1に記載の情報記録再生装置におい
て、前記トラック位置検出手段と前記信号記録再生手段
とが検出する位置信号の検出時間差を測定する手段、及
びこの検出時間差を記憶する手段を備えることを特徴と
する情報記録再生装置。
2. The information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein a means for measuring a detection time difference between position signals detected by the track position detecting means and the signal recording / reproducing means, and a means for storing the detection time difference. An information recording / reproducing apparatus comprising:
【請求項3】請求項1に記載の情報記録再生装置におい
て、前記トラック位置検出手段と前記信号記録再生手段
とをディスク中心を通る直線上に略対向させて配置する
ことを特徴とする情報記録再生装置。
3. The information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the track position detecting means and the signal recording / reproducing means are arranged substantially opposite to each other on a straight line passing through the center of the disc. Playback device.
【請求項4】信号が記録されている複数のトラックを有
し回転するディスクと、このディスク表面を移動可能で
ディスク信号を記録若しくは、並びにディスク信号を再
生する信号記録再生手段と、この信号記録再生手段を前
記ディスクの任意のトラックに移動し位置決めする制御
手段とを備える情報記録再生装置において、特定のトラ
ックの位置変動を前記信号記録再生手段がトラックの位
置変動を検出するのに先だって検出するトラック位置検
出手段と、このトラック位置検出手段により検出された
トラック位置変動に相当する信号を前記トラック位置変
動を相殺するように前記制御手段に付加する手段、とを
備えることを特徴とする情報記録再生装置。
4. A rotating disk having a plurality of tracks on which signals are recorded, a signal recording / reproducing means which is movable on the surface of the disk to record or reproduce the disk signal, and the signal recording. In an information recording / reproducing apparatus having a control means for moving and positioning the reproducing means to an arbitrary track of the disc, the positional fluctuation of a specific track is detected before the signal recording / reproducing means detects the positional fluctuation of the track. Information recording comprising: track position detecting means; and means for adding a signal corresponding to the track position fluctuation detected by the track position detecting means to the control means so as to cancel the track position fluctuation. Playback device.
【請求項5】請求項4に記載の情報記録再生装置におい
て、前記トラック位置検出手段と前記信号記録再生手段
とが検出する位置信号の検出時間差を測定する手段、及
びこの検出時間差を記憶する手段を備えることを特徴と
する情報記録再生装置。
5. The information recording / reproducing apparatus according to claim 4, wherein a means for measuring a detection time difference between position signals detected by the track position detecting means and the signal recording / reproducing means, and a means for storing the detection time difference. An information recording / reproducing apparatus comprising:
【請求項6】請求項4に記載の情報記録再生装置におい
て、前記トラック位置検出手段が位置変動を検出するト
ラックがディスクの内周のトラックであることを特徴と
する情報記録再生装置。
6. The information recording / reproducing apparatus according to claim 4, wherein the track whose position is detected by the track position detecting means is an inner track of the disc.
【請求項7】信号が記録されている複数のトラックを有
し回転するディスクと、このディスク表面を移動可能で
ディスク信号を記録若しくは、並びにディスク信号を再
生する信号記録再生手段と、この信号記録再生手段を前
記ディスクの任意のトラックに移動し位置決めする制御
手段とを備える情報記録再生装置において、前記ディス
クの半径方向の位置変動を前記信号記録再生手段がトラ
ックの位置変動を検出するのに先だって検出するディス
ク位置変動検出手段と、このディスク位置検出手段によ
り検出されたディスクの半径方向の位置変動に相当する
信号を前記ディスクの半径方向の位置変動を相殺するよ
うに前記制御手段に付加する手段、とを備えることを特
徴とする情報記録再生装置。
7. A rotating disk having a plurality of tracks on which signals are recorded, a signal recording / reproducing means capable of moving the disk surface to record or reproduce a disk signal, and the signal recording. In an information recording / reproducing apparatus having a control means for moving and positioning the reproducing means to an arbitrary track on the disc, the signal position recording / reproducing means detects the position variation of the track before the position variation of the disk in the radial direction is detected. Disc position fluctuation detecting means for detecting, and means for adding a signal corresponding to the radial position fluctuation of the disk detected by the disk position detecting means to the control means so as to cancel the radial position fluctuation of the disk. An information recording / reproducing apparatus comprising:
【請求項8】請求項7に記載の情報記録再生装置におい
て、前記ディスク位置変動検出手段をディスク外周面の
変動を測定するように配置することを特徴とする情報記
録再生装置。
8. The information recording / reproducing apparatus according to claim 7, wherein the disk position variation detecting means is arranged so as to measure the variation of the outer peripheral surface of the disk.
【請求項9】請求項7に記載の情報記録再生装置におい
て、前記ディスク位置検出手段と前記信号記録再生手段
とをディスクの周方向に対してほぼ同じ位置に配置する
ことを特徴とする情報記録再生装置。
9. The information recording / reproducing apparatus according to claim 7, wherein the disc position detecting means and the signal recording / reproducing means are arranged at substantially the same position in the circumferential direction of the disc. Playback device.
【請求項10】信号が記録されている複数のトラックを
有し回転するディスクと、このディスク表面を移動可能
でディスク信号を記録若しくは、並びにディスク信号を
再生する信号記録再生手段と、この信号記録再生手段を
前記ディスクの任意のトラックに移動し位置決めする制
御手段とを備える情報記録再生装置において、前記トラ
ックの位置変動を記憶するメモリ手段と、前記制御手段
に前記メモリの内容のうち前記目標トラックに対応する
位置変動のデータを読みだす手段と、前記読みだされた
データを前記制御手段に付加する手段、とを備えること
を特徴とする情報記録再生装置。
10. A rotating disk having a plurality of tracks on which signals are recorded, a signal recording / reproducing means which is movable on the surface of the disk to record or reproduce a disk signal, and this signal recording. In an information recording / reproducing apparatus comprising a control means for moving and positioning the reproducing means to an arbitrary track of the disc, a memory means for storing the position variation of the track, and the target track among the contents of the memory in the control means. An information recording / reproducing apparatus comprising: a unit for reading the position variation data corresponding to the above item; and a unit for adding the read data to the control unit.
【請求項11】請求項10に記載の情報記録再生装置に
おいて、前記信号記録再生手段を支持する支持部材の変
位を検出する位置検出手段と、前記信号記録再生手段が
目標トラックに位置決めされたことを示す手段と、位置
決め後に前記位置検出手段の位置情報を保持してこれを
目標信号とする手段と、前記信号記録再生手段を位置決
めする制御手段の制御量を前記位置検出手段の出力に切
り換える切り換え手段、とを備えることを特徴とする情
報記録装置。
11. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the position detecting means for detecting a displacement of a supporting member for supporting the signal recording / reproducing means and the signal recording / reproducing means are positioned on a target track. Means for holding the position information of the position detecting means after positioning and using this as a target signal, and switching for switching the control amount of the control means for positioning the signal recording / reproducing means to the output of the position detecting means. An information recording device comprising:
【請求項12】請求項10に記載の情報記録再生装置に
おいて、前記メモリ手段がディスクの全トラックの位置
変動を記憶する手段であることを特徴とする情報記録装
置。
12. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein said memory means is means for storing positional fluctuations of all tracks on the disk.
【請求項13】請求項10に記載の情報記録再生装置に
おいて、目標トラックとメモリトラックとが異なる場合
に補間演算を行う補間演算手段を備え、前記メモリ手段
がディスクの所定間隔毎のトラックの位置変動を記憶す
る手段であることを特徴とする情報記録装置。
13. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, further comprising an interpolation calculation means for performing an interpolation calculation when a target track and a memory track are different from each other, and the memory means is a track position for each predetermined interval of the disk. An information recording device characterized by being a means for storing fluctuations.
【請求項14】信号が記録されている複数のトラックを
有し回転するディスクと、このディスク表面を移動可能
でディスク信号を記録若しくは、並びにディスク信号を
再生する信号記録再生手段と、この信号記録再生手段を
前記ディスクの任意のトラックに移動し位置決めする制
御手段とを備える情報記録再生装置において、前記信号
記録再生手段の先端部に設けられた加速度検出手段と、
この加速度検出手段の出力信号から前記信号記録再生手
段の位置信号を求める手段と、前記加速度検出手段の出
力信号から求めた前記信号記録再生手段の位置信号と前
記信号記録再生手段によって検出されるトラック位置信
号との差からトラック位置変動に相当する信号を求める
手段と、前記トラック位置変動に相当する信号をトラッ
クの位置変動を相殺するように前記制御手段に付加する
手段、とを備えることを特徴とする情報記録再生装置。
14. A rotating disk having a plurality of tracks on which signals are recorded, a signal recording / reproducing means capable of moving the disk surface to record or reproduce a disk signal, and this signal recording. In an information recording / reproducing apparatus comprising a control means for moving the reproducing means to an arbitrary track of the disc and positioning it, an acceleration detecting means provided at a tip portion of the signal recording / reproducing means,
Means for obtaining the position signal of the signal recording / reproducing means from the output signal of the acceleration detecting means, and track detected by the position signal of the signal recording / reproducing means and the signal recording / reproducing means obtained from the output signal of the acceleration detecting means. A means for obtaining a signal corresponding to the track position variation from the difference from the position signal, and means for adding a signal corresponding to the track position variation to the control means so as to cancel the track position variation. Information recording / reproducing device.
JP27233291A 1991-10-21 1991-10-21 Information recording and reproducing device Pending JPH05114261A (en)

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