JPH05159488A

JPH05159488A - ヘッド位置認識方法、速度演算方法およびヘッド移動速度制御装置

Info

Publication number: JPH05159488A
Application number: JP32595391A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Shimizu; 亮輔清水; Tetsuo Takaoka; 哲郎高岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1993-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】回転可能な記録媒体のシーク時間を増大させ
ず装置全体の性能向上が得られるへッド位置認識および
速度演算方法とヘッド移動速度制御装置の実現。【構成】記録媒体の周方向に離散的なサーボセクタ２
を埋め込み形成し、そのサーボセクタ２には24トラック
を周期とする４種類のサーボパターンを設けるか、以前
演算したヘッド距離をもとに現在のサーボセクタで求め
られるベき真のヘッド移動距離の範囲を推定し、演算さ
れるヘッド速度を真のヘッド移動速度となるよう補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転可能な記録媒体の
任意の情報トラックにデータヘッドをアクセスさせる時
のヘッド位置認識方法、速度演算方法およびヘッド移動
速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置では記録媒体一
面に書かれたサーボ情報を頼りに目標のデータトラック
へヘッドを位置決めするサーボ面サーボ方式が広く採用
されている。しかし、この方式ではサーボ面とデータ面
との信頼関係によりデータヘッドの位置決めを行なって
いるため、種々の環境変化、例えば装置内の温度変化な
どによりオフトラックが生じ易く本質的にトラック密度
を高めにくいという欠点があった。そこで、最近ではデ
ータ面上にサーボ情報を書き込み、記録再生時の信頼性
を向上させるデータ面サーボ方式が注目されている。そ
の一つにセクタサーボ方式がある。この方式はデータ面
の各センタの先頭に位置決め用のサーボセクタを予め埋
め込み形成しておき、任意のデータトラックが選択され
た際にサーボセクタのサーボ情報をもとに各データトラ
ックにヘッドを追従させるという方式である。ところ
が、この方式では、サーボセクタにはトラック追従制御
のための情報しか無いため、ヘッドを高速で移動させる
ためには別途位置検出器を設けるとか、ヘッド位置情報
をサーボ面から供給しなければならないという欠点を有
している。また、サーボセクタのサーボ情報だけで高速
アクセス時にも十分な位置情報を得ようとすると、デー
タセクタに対してサーボセクタの記録媒体面に占める割
合が増加し、記憶容量が著しく低下するという問題点を
有している。そこで、サーボセクタ内にトラック番号を
コード化して記録しておき、この情報をもとにヘッドの
アクセスを行うという方式が提唱されている(特開昭51
−131607号公報)。この方式は、シーク時にヘッドが通
過するトラックの位置情報(アドレス情報)を離散的に得
ることにより、セクター間の平均的速度を求め、指令速
度と比較することにより速度制御を行っている。そのた
め、機構的にも簡素で、かつ積層する記録媒体枚数が少
ない場合でもコストパフォーマンスが良いので最近広く
用いられている。

【０００３】また、トラックの位置情報(アドレス情報)
により、セクター間の平均的速度を求めて速度制御を行
っている方式(特開昭51−131607号公報)の欠点である速
度制御特性を改善する方式も提案されている(特願平２
−39979号)。図９は、上記特願平２−39979号にて提案
されているサーボセクタの一具体例(サーボパターン)で
あり、回転可能な記録媒体上の情報トラックに予め埋め
込まれた離散的なサーボセクタを示している。図９にお
いて、２はサーボセクタ、３はデータセクタ、５はデー
タヘッドである。このサーボセクタ２には、自動利得制
御(以下、ＡＧＣという)信号を得るためのバースト部1
8、サーボセクタを検出するためのイレース部19、トラ
ックアドレス情報を得るためのトラックコード20、追従
制御時にデータヘッドのオントラックからの位置ずれ情
報を得る位置情報21が設けられている。イレース部19は
記録媒体の情報トラックにおいて最大の消去時間を持つ
ように、また、位置情報21はバースト信号αとバースト
信号βから構成され、サーボセクタ２の各トラックに対
して半トラックのずれを以て設定されている。なお、こ
のサーボセクタについて書き込みは禁止されている。さ
て、上記トラックコード20には、トラックコード20の始
まりを示すシンクビットＳ、ガードゾーンとデータゾー
ンおよびデータゾーンの種類を判別する３つのダイビッ
トパターンＡ，Ｂ，Ｃからなるゾーン弁別部20a、３ト
ラックを周期とする３位相のダイビットパターンＧ，
Ｈ，Ｉからなる第１のサーボパターン20b、12トラック
を周期とし、かつ３トラックのずれを持つ２つのダイビ
ットパターンＤ，Ｅからなる第２のサーボパターン20
c、６トラックを周期とし第２のサーボパターンとの間
で少なくとも、1.5トラックのずれを持つダイビットパ
ターンＦからなる第３のサーボパターン20dが埋め込み
形成されている。

【０００４】データトラックに対して記録再生動作を行
う際には、サーボセクタ２に対してデータヘッド５は隣
接する２トラックにまたがって走行する。今、データヘ
ッド５が記録媒体上の第６番目のトラック位置にいたと
すると、データヘッド５が再生する波形は図10に示すよ
うになる。すなわち、バースト部18においては所定の基
準信号、イレース部においては無信号、そして、トラッ
クコード20においてはシンクビット位置Ｓで、ゾーン弁
別位置Ａ，Ｂ，Ｃで、第２のサーボパターン位置Ｄ，Ｅ
で、第３のサーボパターン位置Ｆで、第１のサーボパタ
ーン位置Ｇ，Ｈ，Ｉで、さらに、位置情報21の位置では
バースト信号α位置およびバースト信号位置βで、各々
のサーボパターンに応じた信号を得る。このとき、デー
タヘッド５はサーボセクタ２において２つのトラックを
半分ずつまたがって走行することから、片方にのみパタ
ーンが存在する場合、両側にパターンが存在する場合と
比べてその出力は約１／２になる。特願平２−39979号
では、この再生波形Ａ〜Ｉの内Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ
を用いて12トラック周期のサーボパターンのどの位置に
データヘッドが位置しているかを認識する方法および装
置を表示している。まず、Ｄ，Ｅ，Ｆの２値化信号(例
えばデータヘッド５の場合は、Ｌ，Ｈ，Ｈ)を用いて、
テーブル引き等の手段によりデータヘッドの存在してい
る位置を12トラックから３トラックにまで限定する。次
にＧ，Ｈ，Ｉの再生信号をピークホールドした後、Ｇ＞
Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ＞Ｇ、の２値化情報を(例えばデータヘ
ッド５の場合は、Ｈ，Ｌ，Ｈ)を作成する。そしてこの
２値化信号を用いて、テーブル引き等の手段により上記
限定された３トラックから更にデータヘッドの存在する
位置をトラック幅の１／２の領域にまで限定する。さら
に、上記Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ＞Ｇ、の２値化情報をもと
に、Ｇ，Ｈ，Ｉのピークホールド値の最大と最小の値を
示す信号を選別する(例えばデータヘッド５の場合は、
最大がＧ，最小がＨ)。そして、最小のピーク値を示す
信号(例えばＨ)にピークホールド値が最大になった場合
の約半分の値のオフセットを加える。そして、再度ピー
クホールド値が３つのピークホールドの値の中で２番目
の値を示している信号(例えばＩ)と上記オフセットを加
えた信号(例えばＨ＋オフセット)とで、(Ｈ＋オフセッ
ト)＞Ｉの比較を行う。この、比較により、上記限定さ
れた１／２トラックから更にデータヘッドの存在する位
置をトラック幅の１／４の領域にまで限定する。その結
果、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ信号を用いて、データヘッ
ドが12トラック周期のサーボパターンのどの位置に位置
しているかをトラック幅の１／４の分解能で、48(＝12
＊４)分割したサブトラックコードにて認識することが
可能となる。

【０００５】特願平２−39979号に示すヘッド位置決め
装置は、上記ヘッド位置情報認識方法を用いて、目標ト
ラックに対するヘッドの位置決め動作を行っている。す
なわち、目標トラックに対して速度制御を用いてヘッド
位置決め動作を行う場合、サーボセクタを通過する毎に
得られるサーボパターンからの再生信号より、ヘッドが
12トラック周期のサーボパターンのどの位置に位置して
いるかを認識する。そして、サーボセクタを通過する毎
に、１サンプル前に検出したヘッドの位置と現在サンプ
ルしたヘッドの位置から、サンプル間のヘッドの移動し
た距離を求め、そのヘッドの移動した距離をサンプル周
期で除算することにより、サンプル間のヘッドの平均移
動速度を求める。ヘッドを速度制御にて目標トラックへ
の位置決めする際には、予め目標トラックとの相対的な
距離に応じて目標トラックに安定突入可能な目標速度が
サーボセクタ毎に指令される。よって、速度制御系は、
目標速度と上記サンプル間のヘッドの平均移動速度との
差を帰還することにより構成される。例えば、速度制御
時に、１サンプル前のヘッド位置が12トラック周期のサ
ーボセクタの中でサブトラックコード２の領域に位置し
ており、現在サブトラックコード20の領域に位置してい
るとする。すると、その時のヘッドのサンプル間の平均
移動速度Ｖは、１サンプル前のサブトラックコードをＳ
ＴＣ_o、現在サンプルしたサブトラックコードをＳＴ
Ｃ_n、トラックピッチＸ_tp、サーボセクタのサンプリン
グ周期をＴ_sとすると数１で表わされる。

【０００６】

【数１】

【０００７】今仮に、Ｘ_tp＝12μm、Ｔ_s＝300μsecとす
ると、Ｖ＝18cm／ｓというヘッドの平均移動速度が判明
する。このようにして、ヘッドの平均移動速度を求め、
上記目標トラックまでの距離に応じた目標速度と減算
し、この値を帰還情報とすることにより速度制御系は構
成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特願平２−39979号の
サーボパターンは、12トラック周期で構成されている。
そのため、ヘッドのサーボセクタ間での移動距離が12ト
ラックを越えるような場合には、ヘッドのサーボセクタ
間での平均移動速度を正しく計算できないことになる。
例えば、速度制御時で、高速走行時に１サンプル前のヘ
ッド位置が12トラック周期のサーボセクタの中でサブト
ラックコード２の領域に位置しており、現在サブトラッ
クコード３の領域に位置しているとする。すると、その
時のヘッドのサンプル間の平均移動速度Ｖは、本来サー
ボセクタ間での移動距離が48サブトラックコード＋１＝
49サブトラックコードであるから、Ｖ＝49cm／ｓと検出
されなければならない。しかしながら、前記数１を用い
れば、Ｖ＝１cm／ｓとなってしまう。すなわち、誤った
速度検出にて目標速度との誤差演算を行うため、速度制
御系を正しく構成できないばかりかシークエラーを引き
起こす原因となる。よって、ヘッドのサーボセクタ間で
の移動距離を12トラックに制限すると、最高速度が低く
抑えられることとなり、目標トラックまでのシーク時間
を増大させてしまうという問題を有している。例えば、
上記トラックピッチＸ_tp＝12μm、サンプル周期Ｔ_s＝30
0μsecの場合、最高速度Ｖ_max＝48cm／ｓとなる。通
常、3.5インチハードディスク装置の場合、平均アクセ
ス時間十数ｍsecの要求により最高速度は約１ｍ／ｓ程
度に設定してある。勿論、サンプル周期Ｔ_sを短くすれ
ば最高速度を大きくすることは可能であるが、記録媒体
上のサーボセクタの占める割合が増大し、データの記録
容量を少なくしてしまう。また、トラックピッチＸ_tpを
大きくすれば、同様に最高速度を大きくすることは可能
であるが、記録媒体上に設けるトラック数を減少させて
しまい、データの記録容量を少なくしてしまう。よっ
て、ヘッドのサーボセクタ間での移動距離を12トラック
に制限することは、シーク時のヘッド移動速度の検出範
囲に大きな課題が存在し、それが、ヘッド位置決め装置
全体の性能を向上す上で大きな問題となっている。本発
明は上記従来の問題を解決するものであり、シーク時間
を増大させず、装置全体の性能向上が得られるヘッド位
置認識方法、速度演算方法およびヘッド移動速度制御装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のへッド位置認識方法、速度演算方法および
ヘッド位置決め装置は、以下のような方法あるいは構成
を備えている。すなわち、回転可能な記録媒体の周方向
にサーボセクタを離散的に形成し、上記サーボセクタに
は３トラックを周期とする少なくとも３位相の第１のサ
ーボパターンと、少なくとも24トラックを周期とし且つ
互いに少なくとも６トラックのずれを持ち少なくとも２
位相のパターンからなる第２のサーボパターンと、12ト
ラックを周期としかつ互いに３トラックのずれを持ち少
なくとも２位相のパターンからなる第３のサーボパター
ンと、６トラックを周期とし第３のサーボパターンとの
間で少なくとも1.5トラックのずれを持つ第４のサーボ
パターンとからなる４種類のサーボパターンを形成し、
少なくとも24トラック周期のどの位置にヘッドが位置し
ているかを、前記第２のサーボパターンを用いて多くと
も10トラックの範囲にまで弁別し、さらに、第３と第４
のサーボパターンを用いて３トラックの範囲にまで弁別
し、さらに第１のサーボパターンを用いてヘッド位置を
１トラック以下の領域にまで弁別する方法か、もしく
は、少なくとも記録面を２面以上備えた記録媒体のそれ
ぞれの面の周方向に離散的なサーボセクタを形成し、上
記サーボセクタにはＮトラック周期(Ｎは整数)のサーボ
パターンを設け、上記Ｎトラック周期のサーボパターン
は復号処理によりＭ個(Ｍ≧Ｎ)の刻みのサブトラックコ
ードに分割され、サーボセクタを通過する毎にヘッドで
時系列的に検出されるトラックコードは前記復号処理に
よりサブトラックコードにまで弁別され、Ｐ個前(Ｐは
整数)に通過したサーボセクタで検出されたトラックコ
ードから復号されたサブトラックコードとの差分からヘ
ッド移動距離を求め、このヘッド移動距離をもとにヘッ
ドの記録媒体径方向の移動速度を演算するようにし、ヘ
ッド移動速度を演算する際にはＰ個前に通過したサーボ
セクタで演算されたヘッド移動距離に第１のオフセット
を加えた第１のヘッド移動距離と、前記Ｐ個前に通過し
たサーボセクタで演算されたヘッド移動距離から第２の
オフセットを減じた第２のヘッド移動距離とを作成し、
現在のサーボセクタにて演算されるヘッド移動距離が、
上記第１のヘッド移動距離よりも大きいときは上記演算
されたヘッド移動距離からＭを減じた値を真のヘッド移
動距離とし、また、上記現在のサーボセクタにて演算さ
れるヘッド移動距離が、上記第２のヘッド移動距離より
も小さいときは上記演算されたヘッド移動距離にＭを加
えた値を真のヘッド移動距離としてヘッド移動速度を演
算する方法か、もしくは、回転可能な記録媒体の周方向
に形成された離散的なサーボセクタと、上記記録媒体の
情報を少なくとも再生可能なデータヘッドと、上記デー
タヘッドの再生信号から前記離散的なサーボセクタに含
まれているサーボ情報を取り出すサーボ情報復調手段
と、上記データヘッドと

【００１０】

【外４】

【００１１】できるよう構成したヘッド位置情報認識手
段と、上記ヘッド位置情報認識手段の出力により目標ト
ラックまでの距離に応じてトラックアクセス速度指令を
出力する速度指令手段と、上記ヘッド位置情報認識手段
の出力によりデータヘッドの記録媒体半径方向の移動速
度を求める速度演算手段と、データヘッドを上記記録媒
体半径方向の任意の位置に移動させるポジショナ手段と
を備え、トラックアクセス制御は前記速度指令手段と速
度演算手段との速度誤差に基づく信号をポジショナ手段
に帰還することにより構成している。

【００１２】

【作用】したがって、本発明のヘッド位置認識方法は、
記録媒体上の周方向に離散的なサーボセクタを埋め込み
形成し、そのサーボセクタには24トラックを周期する４
種類のサーボパターンを設け、速度制御時に、ヘッドの
サーボセクタ間での移動距離が24トラックまでへッドの
サーボセクタ間での平均移動速度を正しく計算できるよ
うに構成している。例えば、上記トラックピッチＸ_tp＝
12μm、サンプル周期Ｔ_s＝300μsecの場合、サーボパタ
ーンを少なくとも24トラック周期とすることにより、最
高速度Ｖ_max＝96cm／ｓとすることができる。よって、
サーボセクタ間でのヘッド移動距離算出限界を向上し、
速度検出範囲が従来方式の２倍にすることが可能とな
る。その結果、より高速で短時間のトラックシーク(ア
クセス)性能を実現することが可能になるという作用が
ある。

【００１３】また、本発明の速度演算方法は、Ｐ個前に
通過したサーボセクタから現在通過中のサーボセクタま
でのヘッド移動距離を基にヘッド移動速度を演算する方
法であり、上記Ｐ個前に通過したサーボセクタで演算さ
れたヘッド移動距離に第１のオフセットを加えた第１の
ヘッド移動距離と、上記Ｐ個前に通過したサーボセクタ
で演算されたヘッド移動距離から第２のオフセットを減
じた第２のヘッド移動距離とを作成し、現在のサーボセ
クタにて演算されるヘッド移動距離が、上記第１と第２
のヘッド移動距離との間にないときは、上記演算された
ヘッド移動距離にＭを減じた値もしくはＭを加えた値を
真のヘッド移動距離としてヘッド移動速度を演算する方
法である。この方法は、サーボセクタが短い繰り返し周
期しかもたないサーボパターンで形成されていても、以
前演算したヘッド移動距離をもとに現在のサーボセクタ
で求められるべき真のヘッド移動距離の範囲を推定し、
数１で演算されるヘッド移動速度を真のヘッド移動速度
となるよう補正する機能を有している。その結果、サー
ボパターンの繰り返し周期にヘッド移動速度の上限が制
限されることなくヘッド移動速度を演算できるため、よ
り高速で短時間のトラックシーク(アクセス)性能を実現
することが可能になるという作用がある。

【００１４】さらに、上記ヘッド位置認識方法と速度演
算方法を用いたヘッド移動速度制御装置は、離散的に形
成したサーボセクタに少なくとも24トラックを周期とす
る４種類のサーボパターンを設けたことによる速度検出
範囲の増大という利点と、サーボパターン繰り返し周期
に制限されることなくヘッド移動速度のダイナミックレ
ンジを拡大できるという利点を合わせ持っている。よっ
て、より高速で短時間のトラックシーク(アクセス)性能
を実現することが可能になるという作用がある。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例のヘッド位置認識方法、
速度演算方法およびヘッド移動速度制御装置について、
図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実
施例における回転可能な記録媒体１上の情報トラックに
予め埋め込まれた離散的なサーボセクタの一具体例(サ
ーボパターン)である。図１において、２はサーボセク
タ、３はデータセクタ、５はデータヘッドである。この
サーボセクタ２には、ＡＧＣ信号を得るためのバースト
部18、サーボセクタを検出するためのイレース部19、ト
ラックアドレス情報を得るためのトラックコード20、追
従制御時にデータヘッドのオントラックからの位置ずれ
情報を得る位置情報21が設けられている。イレース部19
は記録媒体の情報トラックにおいて最大の消去時間を持
つように、また、位置情報21はバースト信号αとバース
ト信号βから構成され、サーボセクタ３の各トラックに
対して半トラックのずれを以て設定されている。なお、
このサーボセクタについて書き込みは禁止されている。
さて、上記トラックコード20には、トラックコード20の
始まりを示すシンクビットＳ、ガードゾーンとデータゾ
ーンおよびデータゾーンの種類を判別する３つのダイビ
ットパターンＡ，Ｂ，Ｃからなるゾーン弁別部20a、３
トラックを周期とする３位相のダイビットパターンＧ，
Ｈ，Ｉからなる第１のサーボパターン20b、24トラック
を周期としかつ６トラックのずれを持つ２つのダイビッ
トパターンＭ，Ｎからなる第２のサーボパターン20c、1
2トラックを周期としかつ３トラックのずれを持つ２つ
のダイビットパターンＤ，Ｅからなる第３のサーボパタ
ーン20d、６トラックを周期として第３のサーボパター
ンとの間で少なくとも1.5トラックのずれを持つダイビ
ットパターンＦからなる第４のサーボパターン20eが埋
め込み形成されている。ここで、図１では、２つのダイ
ビットパターンからなる第２のサーボパターン20cと第
３のサーボパターン20dおよび第４のサーボパターン20e
は第１のサーボパターン20bの片側に配置されている
が、第１，第２，第３，第４のサーボパターンは任意の
順番に形成されてもかまわない。そして、データトラッ
クに対して記録再生動作を行う際には、サーボセクタ２
に対してデータヘッド５は隣接する２トラックにまたが
って走行する。

【００１６】今、データヘッド５が記録媒体上の第６番
目のトラック位置にいたとすると、データヘッド５が再
生する波形は図２に示すようになる。すなわち、バース
ト部18においては所定の基準信号、イレース部19におい
ては無信号、そして、トラックコード20においてはシン
クビット位置Ｓで、ゾーン弁別位置Ａ，Ｂ，Ｃで、第２
のサーボパターン位置Ｍ，Ｎで、第３のサーボパターン
Ｄ，Ｅで、第４のサーボパターン位置Ｆで、第１のサー
ボパターン位置Ｇ，Ｈ，Ｉで、さらに、位置情報21の位
置ではバースト信号α位置およびバースト信号位置β位
置で、各々のサーボパターンに応じた信号を得る。この
とき、データヘッド５はサーボセクタ２において２つの
トラックを半分ずつまたがって走行することから、片方
のトラックにのみパターンが存在する場合、両側にパタ
ーンが存在する場合と比べてその出力は約１／２にな
る。図２では位置Ｓ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｎ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｉで出力１、位置Ｄ，Ｈで出力０、バースト位置
α，βで出力１／２となる再生信号を得る。この再生信
号をデータヘッド５の記録媒体上のトラック位置によっ
て変わることは言うまでもない。本発明では、このよう
にして得られる第１から第４までのサーボパターン20
b，20c，20d，20eに従ってデータヘッド５の記録媒体に
対するトラック位置を次のようにして高精度に検出し、
選択された目標トラックに対してシーク動作を行なって
ヘッド位置決めが行なわれる。

【００１７】図３は、データヘッド５が図２に示すよう
なサーボセクタを記録媒体の内周から外周に向かって低
速移動させたときの再生波形の理想的な出力状態推移を
示している。図３における各再生信号の傾斜部は、デー
タヘッド５は有限の幅を持っているため、ヘッドが各ダ
イビットパターンを横切る際のヘッド幅に対するダイビ
トパターンの占める割合に応じた出力値により定まる。
また、図３における００から２３までの番号は図１に示
した24トラット周期のトラック番号に対応し、ａからｘ
までのアルファベットはデータトラックとは半トラック
ピッチずれた24トラック周期のサーボトラック番号を示
している。ここで、第２，第３および第４のサーボパタ
ーンから得られる再生信号Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆは予め設
定されたレベルを境に２値化処理し、第１のサーボパタ
ーンから得られる再生信号Ｇ，Ｈ，Ｉは各々の再生出力
をピークホールドした後、各々の値を比較して２値化情
報とし、再生信号Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉより
の上記２つの２値化情報を第１番目の２値化情報とし、
次に上記第１番目の２値化情報の値にしたがって前記
Ｇ，Ｈ，Ｉ信号の内最も低い値をホールドしている信号
に予め設定したオフセットを付加して、対応する信号と
の比較を再度行って第２番目の２値化情報とし、上記第
１番目の２値化情報と第２番目の２値化情報とよりデー
タヘッド５のサーボトラック上の位置をトラック幅の１
／(２²)まで微細に認識する。まず、第２のサーボパタ
ーンＭ，Ｎは、各々24トラックを周期とし、かつ６トラ
ックのずれを待ち、６トラックが相互に重なっており、
その再生信号からＭ信号とＮ信号を得る。よって再生信
号が理想的であれば、Ｍ信号とＮ信号の再生出力だけで
24トラックのうちの６トラックを限定することが可能で
ある。しかしながら、ヘッドには有限の幅が存在し再生
出力がディジタル的には変化しない点、再生波形が記録
媒体やデータヘッドの応答特性に影響される点等から、
限定可能なトラックの領域は６トラックより広がる。す
なわち、図３に示すように２値化されたＭ信号とＮ信号
だけで限定できる領域は、それぞれの再生信号のＨから
Ｌへの遷移、およびＬからＨ信号への遷移を含めて７ト
ラックとなる。勿論、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周期を
24トラックより大きくとれば、Ｍ信号とＮ信号によって
限定できるトラックの領域はひろがる。例えば、Ｍ信号
とＮ信号の繰り返し周期を36トラックにし、９トラック
のずれを持ち９トラックが相互に重なるよう構成すれ
ば、Ｍ信号とＮ信号だけで限定できるトラックの領域は
10トラックとなる。なお、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周
期は、次なるＤ信号とＥ信号の繰り返し周期が12トラッ
クであることにより12の倍数、例えば48とか60にするこ
とも考えられる。しかしながら、Ｍ信号とＮ信号の繰り
返し周期を48トラックにした場合、Ｍ信号とＮ信号で限
定できる領域がそれぞれの再生信号のＨからＬへの遷
移、およびＬからＨ信号への遷移を含めると13トラック
となってしまう。よって、次なるＤ，Ｅ，Ｆ信号を用い
て更にヘッド位置に微細な認識を進めることができなく
なる。この結果、Ｍ信号とＮ信号の繰り返し周期は36ト
ラックを限度とする。

【００１８】上記２値化された24トラック周期のＭ信号
とＮ信号を用いて、24トラックから７トラックまで限定
した後(36トラック周期の場合は、36トラックから10ト
ラックまで限定できる)に、更にＤ，Ｅ，Ｆ信号を用い
てサーボパターンに対するヘッドの位置の限定を行う。
第３のサーボパターンＤ，Ｅは、各々12トラックを周期
とし、かつ３トラックのずれを持ち、３トラックが相互
に重なっており、その再生出力からＤ信号とＥ信号を得
る。よって、再生信号が理想的であればＤ信号とＥ信号
の再生出力だけで12トラックのうちの３トラックを限定
することが可能である。しかしながら、ヘッドには有限
の幅が存在し再生出力がディジタル的には変化しない
点、再生波形が記録媒体やデータヘッドの応答特性に影
響される点等からディジタル的に12トラックの中から３
トラックを限定することは難しい。そこで、６トラック
を周期とし、ＤパターンもしくはＥパターンと1.5トラ
ックの相互の重なりを持つ第４のサーボパターンＦを設
けた。そのため、第４のサーボパターンＦは、Ｄ信号も
しくはＥ信号の傾斜部において必ず“Ｌ”レベルか
“Ｈ”レベルとなる。以上、24トラックを周期とするサ
ーボセクタにおいて、サーボトラック毎にＭ信号，Ｎ信
号，Ｄ信号，Ｅ信号，Ｆ信号の２値化情報を表１に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】＊マークは、信号検出時のデータヘッドの
位置により２値化出力が“Ｌ”レベルになるか“Ｈ”レ
ベルになるか定まらない領域である。上記表１において
理解できるように信号Ｄもしくは信号Ｅどちらかのレベ
ルが不定のときには、信号Ｆのレベルが“Ｌ”レベルも
しくは“Ｈ”レベルに確定しているよう構成されてい
る。よって、信号Ｍ，信号Ｎ，信号Ｄ，信号Ｅ，信号Ｆ
のレベルが検出されれば、データヘッド５が24トラック
の内のどの３トラック内に位置しているかを限定でき
る。なお、表１ではＭ信号，Ｎ信号を24トラック周期と
しているため、Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆの５ビットで表され
る全ての場合(例えば、ＨＬＬＬＬ等)が表１には存在し
ていない。

【００２１】次に、第１のサーボパターンから得られる
再生信号Ｇ，Ｈ，Ｉより、上記限定された３トラック内
のどの位置にデータヘッド５が位置しているかを判定す
る。図４，図３と同様に、データヘッド５が図１に示す
ようなサーボセクタを記録媒体の内周から外周に向かっ
て低速移動させたときの信号Ｇ，信号Ｈ，信号Ｉの再生
信号の理想的な出力状態推移を示している。図４では、
データヘッド５がサーボトラックｃからｇまでを移動し
た状態を拡大して図示してあり、かつ信号Ｇ，Ｈ，Ｉを
重ねて図示している。また、信号Ｇ，Ｈ，Ｉの出力のピ
ーク値を規格化(最大を１とする)した状態で示してい
る。今、信号Ｍ，Ｎ，Ｄ，Ｅ，Ｆの検出コードが
“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”であるとする
と、表１から理解できるようにデータヘッドはサーボセ
クタ内のトラックｄ，ｅ，ｆのどこかに位置しているこ
とになる。仮に信号Ｇ，Ｈ，Ｉからの再生信号のピーク
値が、図４に示すように各々22，23，24であるとする
と、Ｇ信号の値＞Ｈ信号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の
値、Ｉ信号の値＞Ｇ信号の値となることがわかる。すな
わち、Ｇ信号の値＞Ｈ信号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の
値、Ｉ信号の値＞Ｇ信号の値という比較を行なった場
合、その答えは、“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”となる。この
答えより、Ｇ，Ｈ，Ｉ各々のピーク値の大きさはＨ，
Ｇ，Ｉの順に大きいと判別される。その結果、図４から
もわかるように、データヘッドの位置は、Ｇ信号が最も
大きいということにより、ｄ，ｅ，ｆの３トラックの内
のｅトラック内に、かつ、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値より
ｅ２(図４)の領域に位置していることが判別する。

【００２２】次に、１番目の２値化情報(Ｍ信号，Ｎ信
号，Ｄ信号，Ｅ信号，Ｆ信号，Ｇ信号，Ｈ信号，Ｉ信号
が各々“Ｈ”，“Ｌ”，“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”，
“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”)に基づき、Ｇ，Ｈ，Ｉ信号の
内最もピーク値の低いＩ信号にオフセットを付加する。
第１回目のオフセット値は、Ｇ，Ｈ，Ｉの最大のピーク
値を１に規格化した場合、約0.5相当である。Ｉ信号に
0.5のオフセットを付加した後には、Ｉ信号のピーク値
は、図４において24から25の位置へ移動する。その後、
再度、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値という比較を行なった場
合、その答えは、“Ｌ”となる。その答えの内、Ｈ信号
の値＞Ｉ信号の値(0.5のオフセット付加後)の比較が、
データヘッドのさらに詳しい位置を判別するために有用
である。つまり、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値(0.5のオフセ
ット付加後)の比較を行なった場合の答えが“Ｈ”とな
れば、Ｈ信号のピーク値はＩ信号のピーク値より0.5以
上大きいことになり、答えが“Ｌ”となればＨ信号のピ
ーク値とＩ信号のピーク値の差は0.5より小さいことに
なる。すなわち、データヘッドの位置は、上記ｅ２の領
域の内の前半部(ｅ０３)か後半部(ｅ０４)かが判別でき
ることになる。今回、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値の答え
は、“Ｌ”であるから、Ｈ信号のピーク値とＩ信号のピ
ーク値の差は0.5より小さいから、図４からもわかるよ
うに、データヘッドの位置は、図４に示すｅ２の領域の
内のｅ０３の領域に位置していることが判別する。この
ようにして、第２番目の２値化情報によりデータヘッド
のサーボセクタ内のトラックに対する相対的位置関係
が、トラック幅の１／(２²)まで詳細に判別することが
可能となる。さらに、Ｉ信号に-0.25のオフセットを付
加して、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値(0.5-0.25のオフセッ
ト付加後)の比較を行ない、第３番目の２値化情報を作
成すれば、データヘッドのサーボセクタ内のトラックに
対する相対的位置関係が、トラック幅の１／(２³)まで
詳細に判別することが可能となる。以上のようにして、
第Ｎ番目の２値化情報に従って、Ｇ信号，Ｈ信号もしく
はＩ信号に数２で与えられるオフセットを付加すること
により、データヘッドの

【００２３】

【外５】

【００２４】

【数２】

【００２５】以上、サーボセクタにおける３トラック周
期のＧ信号，Ｈ信号，Ｉ信号による、Ｇ信号の値＞Ｈ信
号の値、Ｈ信号の値＞Ｉ信号の値、Ｉ信号の値＞Ｇ信号
の値の第１番目の２値化情報を表２にまとめる。なお、
２値化情報が“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｈ”もしくは“Ｌ”，
“Ｌ”，“Ｌ”となることは有り得ないので、表には存
在しない。

【００２６】

【表２】

【００２７】例えば、表１よりデータヘッドはサーボセ
クタ内のトラックｄ，ｅ，ｆのどこかに位置していると
する。すると、図４で示した位置にデータヘッドが位置
しているならば、Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ＞Ｇの答えは
“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”であるから表２よりデータヘッ
ドはｅ２の領域に位置していることが判別する。次に、
トラック幅の１／４まで詳細に判別するために２番目の
２値化情報を作成するが、どの信号にオフセットを付加
するかは表３に示すようになる。

【００２８】

【表３】

【００２９】１番目の２値化情報の内のＧ＞Ｈ，Ｈ＞
Ｉ，Ｉ＞Ｇが“Ｈ”，“Ｈ”，“Ｌ”であるならば、信
号Ｇ，Ｈ，ＩはＧ，Ｈ，Ｉの順にそのピーク値が大きい
ことになり、オフセット(0.5)を付加するのは、Ｉ信号
となる。表３を用いると、Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ＞Ｇの答
が“＊”，“Ｈ”，“Ｌ”の場合は、１回目のオフセッ
トを付加する信号名はＩ信号となっており上記の結果と
合致しているのが分かる。よって、表３を用いれば、１
回目のオフセットの付加する信号名を判別する。さら
に、オフセットを付加したのち再度Ｇ＞Ｈ，Ｈ＞Ｉ，Ｉ
＞Ｇの比較を行うことにより、２番目の２値化情報が得
られ、トラック幅の１／(２²)までデータへッドの位置
を判別することが可能となる。表４に２番目の２値化情
報による領域判別の結果を示す。なお、＄マークは、オ
フセットを付加した信号名、＊マークは、関係無しの意
味である。上記例の場合、２番目の意味がある２値化情
報、すなわちＨ＞Ｉは“Ｈ”となるので、表４よりデー
タへッドはｅ０３領域に位置していることが判別する。

【００３０】

【表４】

【００３１】さらに、トラック幅の１／(２³)までデー
タへッドの位置を判別するためには、２番目の２値化情
報が“Ｈ”か、“Ｌ”かによって、１回目のオフセット
を付加した信号にさらに２回目のオフセット0.25を加え
るか、また、0.25を減じるかに分かれる。また、２番目
の２値化情報を作成するために比較した他方に0.25を付
加しても良い。例えば、上記例の場合であれば、0.5を
付加したＩ信号のピーク値から0.25を減じた後、再生Ｈ
＞Ｉの比較を行うか、Ｈ信号に0.25を付加して再度Ｈ＞
Ｉの比較を行うことになる。答が、“Ｈ”ならばｅ０３
領域の後半部、“Ｌ”ならばｅ０３領域の前半部にデー
タヘッドが位置していることが判別し、トラック幅の１
／(２³)までデータへッドの位置を判別することが可能
となる。いずれにせよ、再生信号Ｇ，Ｈ，Ｉのピーク値
の最も低い値を示すものに、

【００３２】

【外６】

【００３３】置を判別することが可能となる。以上のよ
うにＭ信号とＮ信号を用いることにより、位置認識のダ
イナミックレンジを24トラック周期に拡大することがで
きる。

【００３４】図５は、本発明の第２の実施例のサーボセ
クタの具体例(サーボパターン)であり、36トラック繰り
返しのサーボパターンを使用した時の例である。図５に
おいて、図１の同番号の項目は同じものである。図５に
おけるトラックコード20には、トラックコード20の始ま
りを示すシンクビットＳ、一周に一回のインデックス位
置を示すためのインデックスパターンＩ，ガードゾーン
とデータゾーンおよびデータゾーンの種類を判別する３
つのダイビットパターンＡ，Ｂ，Ｃからなるゾーン弁別
部20a、３トラックを周期とする３位相のダイビットパ
ターンＧ，Ｈ，Ｉとダイビットパターンを記録媒体の径
方向に一直線になるよう並べたインラインパターンのパ
ッドＰとで形成される第１のサーボパターン20b、36ト
ラックを周期としかつ６トラックのずれを持つ２つのダ
イビットパターンＭ，Ｎからなる第２のサーボパターン
20c，12トラックを周期としかつ３トラックのずれを持
つ２つのダイビットパターンＤ，Ｅからなる第３のサー
ボパターン20d、６トラックを周期とし第３のサーボパ
ターンとの間で少なくとも1.5トラックのずれを持つダ
イビットパターンＦからなる第４のサーボパターン20e
が埋め込み形成されている。ここで、図５では、図１と
異なり第２，第３，第４，第１のサーボパターンの順に
形成されている。それは、データヘッド５が高速で目標
トラックヘアクセスする際に、高速でサーボセクタを横
切ることによりトラックコード誤検出を生ずる可能性を
少なくするためである。すなわち、データヘッド５が移
動している時は、ヘッドはサーボセクタを斜めに横切る
ことになる。そして、高速でサーボセクタを横切る程斜
めに横切る角度は大きくなる。すると、データヘッド５
がイレース部19直後のサーボパターンを横切ったときの
サーボセクタの径方向の位置と、位置情報21の直前のサ
ーボパターンを横切った時のサーボセクタの径方向の位
置とが微妙に異なってくる。例えば、データヘッド５が
1.2ｍ／ｓで走行し、ヘッドがトラックコード20の領域
を通過する時間を12μsとすると、ヘッドがイレース部1
9直後のサーボパターンを横切ったときのサーボセクタ
の径方向の位置と、位置情報21の直前のサーボパターン
を横切った時のサーボセクタの径方向の位置とは、14.4
μmも誤差を生じることになる。これは、サーボセクタ
周期を300μsとすると、速度誤差4.8cm／ｓに相当す
る。しかしながら、トラックコード20は図５に示される
ようにある時間幅を持っている。そのため、第１から第
４までのサーボパターンを同一箇所に形成することは不
可能である。よって、最も良い方法は、ヘッド移動時に
おいて高速時に重要なサーボパターンから順に並べるこ
とである。すなわち、図５に示すように、36トラック周
期の第２のサーボパターン、12トラック周期の第３のサ
ーボパターン、６トラック周期の第４のサーボパター
ン、３トラック周期の第１のサーボパターンの順に並べ
ることにより、上記速度誤検出を最小限に抑えることが
可能となる。また、上記繰り返し周期の大きい第２，第
３のサーボパターンにおいて誤検出が生じた際には、ヘ
ッドの位置認識において大きな誤差が生じるという理由
からも上記第２，第３，第４，第１のサーボパターンの
順に並べることが最善である。加えて、高速時ほど速度
検出誤差に対して許容範囲が広く、低速時ほど速度検出
誤差に対する許容範囲が狭いという速度制御時の検出誤
差に対する特性を満たしている。

【００３５】次に、図５に示されている第１のサーボパ
ターンは、記録媒体の周方向に形成したダイビットパタ
ーンを記録媒体の径方向に一直線になるよう並べたイン
ラインパターンのパッドＰと３位相のサーボパターン
Ｇ，Ｈ，Ｉとで構成されている。この、インラインパタ
ーンのパッドＰは、サーボパターンＧのピークホールド
値をより正確にするために設けた。サーボパターンＧの
ピークホールド値は図４に示すように規格化された値を
０〜１という値をとるのが理想的である。ところが、例
えば、図１でのデータセクタ３におけるデータトラック
21もしくは22では、サーボパターンＧよりも記録媒体周
方向においてイレース部19側に長い無信号領域が存在す
る。すると、磁気記録再生波形の特性上サーボパターン
Ｇの波形にＤＣ成分が重畳されることになる。その結
果、サーボパターンＧのピークホールド値のオフセット
が生じ、データヘッド５のサーボセクタに対する位置を
弁別する際の位置誤差を生じることとなる。ところが、
図５に示すサーボパターンにおいては、サーボパターン
Ｇのイレース部19側にインラインパッドＰを設けたた
め、上記ＤＣ成分が重畳されることなく、ピークホール
ド値にオフセットが生じない。その結果、正しくヘッド
５のサーボセクタに対する位置を弁別することが可能と
なる。

【００３６】図５に示す36トラック繰り返しサーボパタ
ーンから、ヘッドのサーボセクタに対する相対的位置関
係を弁別するための複合方法は、基本的には図１の24ト
ラック繰り返しサーボパターンの場合と同様である。す
なわち、第２のサーボパターンを用いて多くとも10トラ
ックの範囲にまで弁別し、更に、第３と第４のサーボパ
ターンを用いて、３トラックの範囲にまで弁別し、更に
第１のサーボパターンを用いてヘッド位置をトラック幅
の１／４の領域にまで弁別するという複合処理は同じで
ある。よって表５を用いてヘッドのサーボセクタに対す
る相対位置を36トラックのなかから３トラックにまで弁
別した後は、サーボセクタにおけるＳ００は表２および
表４におけるａ１，ａ２，ａ０１，ａ０２，ａ０３，ａ
０４で示される領域と、Ｓ０１は表２および表４におけ
るｂ１，ｂ２，ｂ０１，ｂ０２，ｂ０３，ｂ０４で示さ
れる領域と、Ｓ０２は表２および表４におけるｃ１，ｃ
２，ｃ０１，ｃ０２，ｃ０３，ｃ０４で示される領域と
同様である。よって、Ｓ０３〜Ｓ２３までは、表２およ
び表４におけるｄ〜ｘと同様と考えられる。また、第１
のサーボパターンは３トラックを基本単位としているの
で、Ｓ２４以降も３トラック毎に複合方法は繰り返して
考えたらよく、Ｓ２４〜Ｓ３５は表２および表４におけ
るａ〜ｌのサーボセクタが繰り返されると考えられる。
その結果、図５に示すようにＭ信号とＮ信号を36トラッ
ク周期に形成した場合は、微細な位置認識のダイナミッ
クレンジを36トラックに拡大できることは言うまでもな
い。よって、例えば上記トラックピッチをＸ_tp＝12μ
m、サンプル周期をＴ_s＝300μsecとした場合、サーボパ
ターンを少なくとも24トラック周期とすることにより、
最高速度Ｖ_max＝96cm／ｓとすることができる。また、
サーボパターンを少なくとも36トラック周期とすること
により、最高速度Ｖ_max＝144cm／ｓとすることができ
る。よって、サーボセクタ間でのヘッド移動距離算出限
界が向上し、速度検出範囲が従来方式の２倍もしくは３
倍にすることが可能となる。その結果、より高速で短時
間のトラックシーク(アクセス)性能を実現することが可
能になる。また、上記最高速度を向上させることによっ
て高速で短時間のトラックシーク性能を実現するという
利点に比べて、特願平２−39979号が提案しているサー
ボパターンに、サーボパターンＭ，Ｎを加えることによ
って生じるサーボ領域の増大という欠点は、無視できる
程度である。なぜならば、サーボパターンにＭ信号とＮ
信号を加えることにより生じるデータ領域の縮小は、容
量換算でたかだか0.1〜0.2％程度であり、設計の中で吸
収できる範囲だからである。

【００３７】

【表５】

【００３８】次に、本発明の速度演算方式について説明
する。図６は本発明の速度演算方式を説明したフローチ
ャートである。図６において、ヘッド移動速度はＶ、ト
ラックピッチをＸ_tp、サーボセクタのサンプリング周期
をＴ_s、サーボパターンの周期をＮ、上記Ｎトラック周
期のサーボパターンの刻みをＭ，Ｐ個前のサーボセクタ
のサブトラックコードをＳＴＣ₀、(２＊Ｐ)個前のサー
ボセクタからＰ個前のサーボセクタまでのヘッド移動距
離をＸＳＴＣ₀、現在サンプルしたサブトラックコード
をＳＴＣ_n、Ｐ個前のサーボセクタから現在のサーボセ
クタまでの(数１)の計算よるヘッド移動距離をＸＳＴＣ
_n、Ｐ個前のサーボセクタから現在のサーボセクタまで
の真のヘッド移動距離をＲＸＳＴＣ_n、第１オフセット
をＡ＊Ｐ、第２オフセットをＢ＊Ｐとしている。まず、
ステップＳ₁₀₀にてサーボセクタを通過する毎に、Ｎト
ラック周期のサーボパターンのどの位置にヘッドが存在
しているかを認識できるトラックコードＳＴＣ_nを検出
する。すると、ステップＳ₁₀₁にて、現在のサーボセク
タにて検出したサブトラックコードＳＴＣ_nとＰ個前の
サーボセクタのサブトラックコードＳＴＣ₀とを引き算
して、Ｐ個のサーボセクタ間にヘッドの移動したヘッド
移動距離ＸＳＴＣ_nを求める。次に、ステップＳ₁₀₂にて
上記求めたヘッド移動距離ＸＳＴＣ_n≧０かどうかを調
べる。これは、Ｐ個前のサーボセクタにて検出されたサ
ブトラックコードが大きな値で、現在検出されたサブト
ラックコードが小さな値であった時に、ヘッド移動距離
を負の値にしないためである。もし、ＸＳＴＣ_n＜０の
場合は、上記単なる引き算によって求めたヘッド移動距
離を正の値にするためステップＳ₁₀₃の操作、すなわち
ＸＳＴＣ_n＝ＸＳＴＣ_n＋Ｍの操作を行う。更に、ステッ
プＳ₁₀₁もしくはステップＳ₁₀₃にて求めたヘッド移動距
離が真のヘッド移動距離の上限以内かどうかを、ステッ
プＳ₁₀₄にて弁別する。すなわち、この操作は、Ｐ個前
のサーボセクタから現在通過中のサーボセクタまでの真
のヘッド移動距離は、(２＊Ｐ)個前のサーボセクタから
Ｐ個前のサーボセクタまでのヘッド移動距離ＸＳＴＣ₀
にヘッド移動用アクチュエータの加速度とサーボセクタ
間の周期によって求められるヘッド移動距離変化分(Ａ
＊Ｐ)を加えた値以内であるという考えに基づいてい
る。仮に、ＸＳＴＣ₀＋(Ａ＊Ｐ)≧ＸＳＴＣ_nを満たして
いる場合は次に進み、そうでない場合は、ＸＳＴＣ_nか
らＭを減じた(Ｓ₁₀₅)後再度ステップＳ₁₀₄の動作を繰り
返す。そして、ステップＳ₁₀₆では、ステップＳ₁₀₁もし
くはステップＳ₁₀₃にて求めたヘッド移動距離が真のヘ
ッド移動距離の下限以上かどうかを弁別する。すなわ
ち、この操作は、ステップＳ₁₀₄と同様に、Ｐ個前のサ
ーボセクタから現在通過中のサーボセンタまでの真のヘ
ッド移動距離は、(２＊Ｐ)個前のサーボセクタからＰ個
前のサーボセクタまでのヘッド移動距離ＸＳＴＣ₀にヘ
ッド移動用アクチュエータの加速度とサーボセクタ間の
周期によって求められるヘッド移動距離変化分(Ｂ＊Ｐ)
を加えた値以上であるという考えに基づいている。仮
に、ＸＳＴＣ_n≧ＸＳＴＣ₀＋(Ｂ＊Ｐ)を満たしている場
合は次に進み、そうでない場合は、ＸＳＴＣ_nにＭを加
えた(Ｓ₁₀₇)後再度ステップＳ₁₀₆の動作を繰り返す。そ
の結果、ステップＳ₁₀₆までを通過したヘッド移動速度
(ＸＳＴＣ_n)は、真のヘッド移動速度と判定できるの
で、ステップＳ₁₀₈にて真のヘッド移動速度ＲＸＳＴＣ_n
とＸＳＴＣ_nとを置き換える。そして、ステップＳ₁₀₉に
てヘッド移動速度を演算し、ステップＳ₁₁₀で(２＊Ｐ)
個前のサーボセクタからＰ個前のサーボセクタまでのヘ
ッド移動距離(ＸＳＴＣ₀)と、上記現在の真のヘッド移
動距離(ＲＸＳＴＣ_n)とを来るべき次のサーボセクタに
て再度ヘッド移動動作速度演算するために入れ換える。

【００３９】以上が本発明の速度演算方法であるが、具
体例にて更に詳細に説明する。例えば、12トラック周期
(Ｎ＝12)のサーボパターンを０から47までの48個の刻み
のサブトラックコードで分割しているとする(Ｍ＝48)。
また、トラックピッチＸ_tp＝12μm、サンプル周期Ｔ_s＝
300μsec、Ｐ＝１とする。すると、サーボパターンの周
期は144μmとなり、１サブトラックコードは３μmとな
る。そして、ヘッド移動用アクチュエータの加速度を最
大28Ｇとすると、サーボセクタ間に移動可能なヘッド移
動距離変化分はほぼ12.3μmであり、ほぼ４サブトラッ
クコードに値する。よって、第１のオフセットＡおよび
第２のオフセットＢは、余裕を考慮して６サブトラック
コード程度に設定する。今、仮に45cm／ｓ程度の速度で
ヘッドが移動していて、１サンプル前のヘッド位置が12
トラック周期のサーボセクタの中でサブトラックコード
２の領域に位置しており、現在がサブトラックコード３
の領域に位置しているとする。すると、トラックピッチ
Ｘ_tp＝12μm、サンプル周期Ｔ_s＝300μsecの場合、前記
数１を用いれば、Ｖ＝１cm／ｓとなってしまう。しかし
ながら、通常、速度は滑らかに変化するはずであり、30
0μsec程度の短いサーボセクタ周期で、かつ数十Ｇ程度
の加速度の加速度でいきなり１cm／ｓになることはあり
得ない。そこで、図６に示す速度検出方法を用いる。ス
テップＳ₁₀₁によりＸＳＴＣ_n＝１サブトラックコードと
演算され、ステップＳ₁₀₄は、ＸＳＴＣ₀＋Ａ(45＋６)≧
ＸＳＴＣ_n(1)となり条件を満たしているのでステップＳ
₁₀₆へと進む。ステップＳ₁₀₆では、ＸＳＴＣ_n(1)≧ＸＳ
ＴＣ₀−Ｂ(45−６)を満たしていないので、ステップＳ
₁₀₇ＸＳＴＣ_n(49)＝ＸＳＴＣ_n(1)＋Ｍ(48)の操作を行
い、サブトラックコードでのヘッド移動距離ＸＳＴＣ_n
＝49を得る。結果、ステップＳ₁₀₈にてヘッド移動速度4
9cm／ｓという真のヘッド移動速度を得ることができ
る。また、仮に、95cm／ｓ程度の速度でヘッドが移動し
ている場合であっても、ステップＳ₁₀₆の判定にて、ま
ずステップＳ₁₀₇の操作を行い、ＸＳＴＣ_n＝49となる
が、再度ステップＳ₁₀₆にて判定を行うが、ＸＳＴＣ_n(4
9)≧ＸＳＴＣ₀−Ｂ(95−６)となり、条件を満たしてい
ないので更にもう一度ステップＳ₁₀₇の操作を行う。結
果、ステップＳ₁₀₇のＸＳＴＣ_n(97)＝ＸＳＴＣ_n(49)＋
Ｍ(48)の操作がおこなわれ、ＸＳＴＣ_n＝97を得る。結
果、ステップＳ₁₀₉にてヘッド移動速度97cm／ｓのいう
真のヘッド移動速度を得ることができる。また、負の速
度に対してもステップＳ₁₀₄の判定とステップＳ₁₀₅の操
作を設けることにより対応できる方法となっている。以
上この方法、サーボセクタが短い繰り返し周期しかもた
ないサーボパターンで形成されていても、以前演算した
ヘッド移動距離を基に現在のサーボセクタで求められる
べき真のヘッド移動距離の範囲を推定し、演算されるヘ
ッド移動速度を真のヘッド移動速度になるよう補正する
機能を有している。その結果、サーボパターンの繰り返
し周期にヘッド移動速度の上限が制限されることなくヘ
ッド移動速度を演算できるため、より高速で短時間のト
ラックシーク(アクセス)性能を実現することが可能にな
るという機能がある。なお、時系列に検出するトラック
コードが、同様に回転している異なる記録再生面のサー
ボセクタからであっても上記速度演算方法が有効である
ことは言うまでもない。

【００４０】次に、上記説明してきた24トラック周期の
４種類のサーボパターンを用いたヘッド移動速度制御装
置について説明する。図７は本発明の第１の実施例にお
けるヘッド移動速度制御装置の基本ブロック図である。
図７において、１は磁気ディスクなどの回転可能な記録
媒体でスピンドルモータ(図示せず)によって回転する。
２は記録媒体面に予め埋め込まれた(記録された)24トラ
ック周期のサーボ情報を記録してある周方向に離散的な
サーボセクタ、３はデータを記録するデータセクタであ
る。４は記録媒体面に設けられた情報トラックである。
５はこの情報トラック上の情報を読み書き可能なデータ
ヘッド、６はこのデータヘッドを選択された情報トラッ
クに移動(アクセス)させるＶＣＭ(Ｖoice Ｃoil Ｍoto
r)ポジショナ、７はデータヘッドからの再生信号を増幅
する増幅器、８は再生信号の中から離散的に存在するサ
ーボセクタを検出してその情報を抜き出すサーボ情報復
調器、９はデータヘッドの通過する情報トラック内の位
置を±１／２トラックのダイナミックレンジで検出する
トラック内位置デコーダ、10は24トラック周期もしくは
36トラック周期のＭ信号からＩ信号までを用いてデータ
ヘッドの情報トラックに対する相対的位置関係をトラッ
ク

【００４１】

【外７】

【００４２】を選択された情報トラックに移動(アクセ
ス)させるトラックアクセス制御時に、目標トラックま
での距離もしくは目標トラックまでのトラック数に応じ
て目標速度を指令する速度指令器である。通常速度指令
器はＲＯＭテーブル等で実現されるが、目標トラックま
での距離もしくは目標トラックまでのトラック数を計測
する毎に関数演算して出力するものであっても良い。12
はデータヘッドがサーボセクタを通過する毎に、ヘッド
位置情報認識装置からの分解能の高いヘッド位置情報を
入力して上記速度演算方法に基づきデータヘッドの記録
媒体半径方向の移動速度を演算する速度演算手段、13は
上記速度指令器11と速度演算手段12との出力を誤差演算
する誤差増幅器である。この誤差増幅器13の出力は補償
器14、スイッチ16を介して、補償器14の出力に応じてＶ
ＣＭポジショナに電流を供給する電流ドライバ17に供給
されトラックアクセス制御ループが構成される。また、
選択された情報トラックにデータヘッドを追従させる追
従制御ループは、トラック内位置デコーダの出力を補償
器15、スイッチ16を介して電流ドライバ17に供給するこ
とにより構成される。

【００４３】この図７の基本ブロック図から理解できる
ように本発明のヘッド位置認識方法および速度演算方法
を備えたヘッド移動速度制御装置は、データヘッドのト
ラックアクセス(シーク)における位置認識および速度制
御の方法にかかわっており、主には、記録媒体上の周方
向に離散的に埋め込まれた24トラックもしくは36トラッ
ク周期のサーボパターンと、そのパターンよりデータヘ
ッドの通過するトラックの相対的位置関係をより１トラ
ック以下まで検出し、上記サーボパターンと速度演算手
段により実現されるヘッド移動速度制御装置にかかわっ
ている。その結果、離散的に形成したサーボセクタに少
なくとも24トラックを周期とする４種類のサーボパター
ンを設けたことによる速度検出範囲の増大という利点
と、サーボパターン繰り返し周期に制限されることなく
ヘッド移動速度のダイナミックレンジを拡大できるとい
う利点を合わせ持っている。よって、より高速で短時間
のトラックシーク(アクセス)性能を実現することが可能
になる。

【００４４】図８は、本発明の一実施例におけるヘッド
移動速度制御装置のヘッド位置情報認識装置10とサーボ
情報復調器８をさらに詳しく説明したブロック図であ
る。データヘッド５によって記録媒体から検出した信号
は、プリアンプ７によって増幅した後、サーボセクタ２
の中に埋め込まれたバースト部18等を用いて出力値を規
格化するＡＧＣアンプに伝えられる。サーボ情報復調器
18は、ＡＧＣアンプ38と、ＡＧＣアンプ38によって規格
化した信号を定められたしきい値にて２値化する２値化
回路39と、連続した２値化信号の中から最もその間隔の
長いイレース部19を見つけ出すイレース部検出器40と、
イレース部19を検出すると同時にカウンタをスタートし
て、サーボセクタ２に埋め込み形成してあるトラックコ
ード20の信号Ａ〜Ｉおよびトラック内位置情報を示すα
バースト、βバーストを検出するためのゲートを発生
し、かつデータセクタ３と次にくるサーボセクタを判別
するゲートを発生するセクタカウンタおよびゲート発生
器41より構成されている。トラック内位置デコーダ９
は、セクタカウンタおよびゲート発生器41よりゲート指
令を受け、トラック内位置情報を示すαバースト、βバ
ーストだけをＡＧＣアンプより受取り、(αバースト−
βバースト)の演算を行って、追従制御時にデータヘッ
ドのトラック内位置を検出する。また、ヘッド位置情報
認識装置10は、セクタカウンタおよびゲート発生器41よ
りゲート指令を受け、２値化回路39により２値化された
信号のうち信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの２値化情報を
一時的に記憶しておく記憶回路36と、セクタカウンタお
よびゲート発生器41よりゲート指令を受け、ＡＧＣアン
プ38によって規格化された信号のうち信号Ｇ，Ｈ，Ｉの
ピーク値を各々保持するピークホールダＧ２６、ピーク
ホールダＨ２７およびピークホルダＩ28と、ピークホー
ルダＧのピーク値とピークホルダＨのピーク値を比較す
る比較器29と、ピークホールダＨのピーク値とピークホ
ルダＩのピーク値を比較する比較器30と、ピークホール
ダＩのピーク値とピークホールダＧのピーク値を比較す
る比較器31と、比較器29，30，31の２値化情報を保持し
記憶回路36の２値化情報と併せて第１番目の２値化情報
を構成する第１ラッチ32と、第１ラッチ32の内容に応じ
てピークホールダＧ，Ｈ，Ｉのどれに第１回目のオフセ
ットを付加するかを前記表３のデコード方式に従い決定
するオフセットデコーダと、上記オフセットデコーダの
指令に従って所定のオフセット値をピークホールダＧ，
Ｈ，Ｉのどれか１つに付加するオフセット付加器34と、
オフセット付加器34によりオフセットを付加されたピー
クホールダと対応するピークホールダとの比較結果を保
持して第２番目の２値化情報を形成する第２ラッチ33
と、さらに、第２番目の２値化情報の結果にしたがっ
て、第２回目のオフセットを付加すべきピークホルダの
選定と付加すべき第２回目のオフセット値をオフセット
付加器に指令し、第２回目のオフセット値を付加したピ
ークホルダと対応するピークホルダとの比較を行い、第
３番目の２値化情報を第３ラッチに形成し、さらに、上
記動作を繰り返して、第Ｎ番目の２値化情報を第Ｎラッ
チに35に形成し、結果上記第１ラッチから第Ｎラッチま
での２値化情報を用いてデータヘッドのサーボトラック
に対する

【００４５】

【外８】

【００４６】

【外９】

【００４７】詳細に判別することが可能になる。よっ
て、トラックアクセス制御時に、データヘッドの移動速
度を従来のＮ倍の高い分解能で認識でき、精度の高い速
度制御を可能にする。なお、ヘッド位置情報判別要素37
は、上記表１，表２，表３，表４を用いたデータヘッド
の位置判別をＲＯＭテーブル等を利用したハードウェア
で行っても良いし、また、μＣＰＵ等を利用したソフト
ウェアで行っても良い。また、この時のヘッド位置情報
判別要素37は、ＲＯＭテーブル等のハードウェアだけで
構成することも可能であるが、１チップμＣＰＵ等のハ
ードウェアとソフトウェアを用いて構成しても良い。

【００４８】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
ヘッド位置認識方法は、記録媒体上の周方向に離散的な
サーボセクタを埋め込み形成し、そのサーボセクタには
少なくとも24トラックを周期する４種類のサーボパター
ンを設け、速度制御時に、ヘッドのサーボセクタ間での
移動距離が24トラックまでのヘッドのサーボセクタ間で
の平均移動速度を正しく計算できるように構成してい
る。例えば、上記トラックピッチＸ_tp＝12μm、サンプ
ル周期をＴ_s＝300μsecの場合、サーボパターンを少な
くとも24トラック周期とすることにより、最高速度Ｖ
_max＝96cm／ｓとすることができる。また、サーボパタ
ーンを36トラック周期とすることにより、最高速度Ｖ
_max＝144cm／ｓとすることができる。よって、サーボセ
クタ間でのヘッド移動距離算出限界が向上し、速度検出
範囲が従来方式の２倍もしくは３倍にすることが可能と
なる。その結果、より高速で短時間のトラックシーク
(アクセス)性能を実現することが可能になるという効果
がある。また、実施例の説明の中でも述ベたように、新
たに追加したサーボパターンＭ，Ｎによって生じるサー
ボ領域の増大は、容量換算でたかだか0.1〜0.2％程度で
あり、設計で吸収可能な範囲である。また、本発明の速
度演算方法は、Ｐ個前に通過したサーボセクタから現在
通過中のサーボセクタまでのヘッド移動距離をもとにヘ
ッド移動速度を演算する方法であった。上記Ｐ個前に通
過したサーボセクタで演算されたヘッド移動距離に第１
のオフセットを加えた第１のヘッド移動距離と、上記Ｐ
個前に通過したサーボセクタで演算されたヘッド移動距
離から第２のオフセットを減じた第２のヘッド移動距離
とを作成し、現在のサーボセクタにて演算されるヘッド
移動距離が、上記第１と第２のヘッド移動距離との間に
ないときは、上記演算されたヘッド移動距離にＭを加え
た値を真のヘッド移動距離としてヘッド移動速度を演算
する方法である。この方法は、サーボセクタが短い繰り
返し周期しかもたないサーボパターンで形成されていて
も、以前演算したヘッド移動距離を基に現在のサーボセ
クタで求められるベき真のヘッド移動距離の範囲を推定
し、数１で演算されるヘッド移動速度を真のヘッド移動
速度となるよう補正する機能を有している。その結果、
サーボパターンの繰り返し周期にヘッド移動速度の上限
が制限されることなくヘッド移動速度を演算できるた
め、より高速で短時間のトラックシーク(アクセス)性能
を実現することが可能になるという効果がある。

【００４９】また、上記ヘッド位置認識方法と速度演算
方法を用いてヘッド移動速度制御装置は、離散的に形成
したサーボセクタに少なくとも24トラックを周期とする
４種類のサーボパターンを設けたことによる速度検出範
囲の増大という利点と、サーボパターン繰り返し周期に
制限されることなくヘッド移動速度のダイナミックレン
ジを拡大できるという利点を合わせて持っている。よっ
て、より高速で短時間のトラックシーク(アクセス)性能
を実現することが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における回転可能な記録
媒体上の情報トラックに予め埋め込まれた離散的なサー
ボセクタの具体的なサーボパターン図である。

【図２】本発明の第１の実施例(図１)におけるサーボセ
クタをデータヘッドが横切ったときの再生波形の図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例におけるデータヘッドを
図２に示すようなサーボセクタを記録媒体の内周から外
周に向かって低速移動させたときの理想的な再生状態を
示した再生出力状態図である。

【図４】本発明の第１の実施例におけるデータベッドが
図２に示すようなサーボセクタを記録媒体の内周から外
周に向かって低速移動させたときの信号Ｇ，信号Ｈ，信
号Ｉの再生出力の理想的な状態を示した再生出力状態図
である。

【図５】本発明の第２実施例における回転可能な記録媒
体上の情報トラックに予め埋め込まれた離散的なサーボ
セクタの具体的なサーボパターン図である。

【図６】本発明の速度演算方式を説明するフローチャー
トである。

【図７】本発明の第１の実施例におけるヘッド位置決め
装置の基本ブロック図である。

【図８】本発明の第１の実施例におけるヘッド移動速度
制御装置のサーボ情報復調器とヘッド位置情報認識装置
の詳細ブロック図である。

【図９】従来の回転可能な記録媒体上の情報トラックに
予め埋め込まれた離散的なサーボパターン図である。

【図１０】図９に示すようなサーボセクタをデータヘッ
ドが横切ったときの再生波形の図である。

【符号の説明】

１…記録媒体、２…サーボセクタ、３…データセク
タ、４…情報トラック、５…データヘッド、６…
ＶＣＭポジショナ、７…増幅器、８…サーボ情報復
調器、９…トラック内位置デコーダ、 10…ヘッド位
置情報認識装置、11…速度指令器、 12…速度演算手
段、 13…誤差増幅器、 14，15…補償器、16…スイッ
チ、 17…電流ドライバ、 18…バースト部、 19…イ
レース部、20…トラックコード、 21…位置情報、 22
…再生信号Ｇのピークホルド値、23…再生信号Ｈのピー
クホルド値、 24…再生信号Ｉのピークホルド値、 25
…再生信号Ｉにオフセット0.5を付加した後のピークホ
ルド値、 26…ピークホルダＧ、 27…ピークホルダ
Ｈ、 28…ピークホルダＩ、 29，30，31…比較器、32
…第１ラッチ、 33…第２ラッチ、 34…オフセット付
加器、 35…第Ｎラッチ、 36…記憶回路、 37…ヘッ
ド位置情報判別要素、 38…ＡＧＣアンプ、39…２値化
回路、 40…イレース部検出器、 41…セクタカウンタ
およびゲート発生器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能な記録媒体の周方向にサーボセ
クタを離散的に形成し、前記サーボセクタには３トラッ
クを周期とする少なくとも３位相の第１のサーボパター
ンと、少なくとも24トラックを周期とし且つ互いに少な
くとも６トラックのずれを持ち少なくとも２位相のパタ
ーンからなる第２のサーボパターンと、12トラックを周
期としかつ互いに３トラックのずれを持ち少なくとも２
位相のパターンからなる第３のサーボパターンと、６ト
ラックを周期とし第３のサーボパターンとの間で少なく
とも1.5トラックのずれを持つ第４のサーボパターンと
からなる４種類のサーボパターンを形成し、少なくとも
24トラック周期のどの位置にヘッドが位置しているか
を、前記第２のサーボパターンを用いて多くとも10トラ
ックの範囲にまで弁別し、さらに、前記第３と第４のサ
ーボパターンを用いて、３トラックの範囲にまで弁別
し、さらに第１のサーボパターンを用いてヘッド位置を
１トラック以下の領域にまで弁別することを特徴とする
ヘッド位置認識方法。
【請求項２】第１，第２，第３および第４のサーボパ
ターンは、それぞれ少なくとも１つのダイビットパター
ンを含んで形成されることを特徴とする請求項１記載の
ヘッド位置認識方法。
【請求項３】サーボセクタは、第２のサーボパター
ン、第３のサーボパターン、第４のサーボパターン、第
１のサーボパターンの順にサーボパターンを形成するこ
とを特徴とする請求項１記載のヘッド位置認識方法。
【請求項４】第１のサーボパターンには、周方向に形
成したダイビットパターンを記録媒体の径方向に一直線
になるよう並べたインラインパターンと、前記一直線の
インラインパターンの周方向に隣接した３位相のサーボ
パターンとを形成することを特徴とする請求項１記載の
ヘッド位置認識方法。
【請求項５】少なくとも記録面を２面以上備えた記録
媒体のそれぞれの面の周方向に離散的なサーボセクタを
形成し、前記サーボセクタにはＮトラック周期(Ｎは整
数)のサーボパターンを設け、前記Ｎトラック周期のサ
ーボパターンは復号処理によりＭ個(Ｍ≧Ｎ)の刻みのサ
ブトラックコードに分割され、サーボセクタを通過する
毎にヘッドで時系列的に検出されるトラックコードは前
記復号処理によりサブトラックコードにまで弁別され、
Ｐ個前(Ｐは整数)に通過したサーボセクタで検出された
トラックコードから復号されたサブトラックコードとの
差分からヘッド移動距離を求め、このヘッド移動距離を
もとにヘッドの記録媒体径方向の移動速度を演算するよ
うにし、ヘッド移動速度を演算する際にはＰ個前に通過
したサーボセクタで演算されたヘッド移動距離に第１の
オフセットを加えた第１のヘッド移動距離と、前記Ｐ個
前に通過したサーボセクタで演算されたヘッド移動距離
から第２のオフセットを減じた第２のヘッド移動距離と
を作成し、現在のサーボセクタにて演算されるヘッド移
動距離が前記第１のヘッド移動距離よりも大きいときは
上記演算されたヘッド移動距離からＭを減じた値を真の
ヘッド移動距離とし、また、前記現在のサーボセクタに
て演算されるヘッド移動距離が、前記第２のヘッド移動
距離よりも小さいときは上記演算されたヘッド移動距離
にＭを加えた値を真のヘッド移動距離としてヘッド移動
速度を演算することを特徴とする速度演算方法。
【請求項６】第１のヘッド移動距離を作成する第１の
オフセットおよび第２のヘッド移動距離を作成する第２
のオフセットは、ヘッド移動用アクチュエータの発生す
る加速度で加減速した場合、Ｐ個のサーボセクタ間に移
動可能なヘッド移動距離をもとに作成することを特徴と
する請求項５記載の速度演算方法。
【請求項７】回転可能な記録媒体の周方向に形成され
た離散的なサーボセクタと、前記記録媒体の情報を少な
くとも再生可能なデータヘッドと、前記データヘッドの
再生信号から前記離散的なサーボセクタに含まれている
サーボ情報を取り出すサーボ情報復調手段と、前記デー
タヘッドとトラックの相対的位置関係【外１】位置情報認識手段と、前記ヘッド位置情報認識手段の出
力により目標トラックまでの距離に応じてトラックアク
セス速度指令を出力する速度指令手段と、前記ヘッド位
置情報認識手段の出力によりデータヘッドの記録媒体半
径方向の移動速度を求める速度演算手段と、データヘッ
ドを上記記録媒体半径方向の任意の位置に移動させるポ
ジショナ手段とを備え、トラックアクセス制御は前記速
度指令手段と速度演算手段との速度誤差に基づく信号を
ポジショナ手段に帰還することにより構成されたことを
特徴とするヘッド移動速度制御装置。
【請求項８】データヘッドとトラックの相対的位置関
係を情報トラック幅【外２】ーボパターンそれぞれの再生信号振幅のピーク値をそれ
ぞれ記憶する少なくとも２つのピークホルダ要素と、前
記少なくとも２つのピーク値をそれぞれ比較する少なく
とも１つの比較要素と、比較要素の出力を記憶して第１
番目の２値化情報を保持する第１ラッチ要素と、前記第
１ラッチ要素の内容に応じてどのピークホルダ要素にオ
フセットを加えるかを決定するオフセットデコーダ要素
と、オフセットデコーダ要素の指令に基づき所定のピー
クホルダ要素にオフセットを付加するオフセット付加要
素と、オフセットを付加したピークホルダ要素と付加し
ないピークホルダ要素とを再度前記比較要素を用いて比
較し、その結果を一時的に記憶して第２番目の２値化情
報を保持する第２ラッチ要素と、第Ｎ番目までの２値化
情報をラッチするＮ個のラッチ要素と、前記第１ラッチ
要素から第Ｎラッチ要素までの内容を用いてデータヘッ
ドのトラックに対する相対的位置関係を情報【外３】たことを特徴とする請求項７記載のヘッド移動速度制御
装置。