JPH05501170A - 複数の埋設型４連サーボフィールドを用いるディスクドライブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 複数の埋設型４連サーボフイールドを用いるディスクドライブシステム 又ｌ坦引ド■仏膚罵 本願は下記の出現と関連しているが、その全てが本願の譲受人に譲渡されている 。

１、　ジッンＰ、スクワイアズ等により発明さに１９８７年６月２日に出願され た出願第０５７，２８９号、ｒディスクドライブ・システム・コントローラ・ア ーキテクチャｊφ ２、　ジッンＰ、スクヮイアズ等により発明され、１９８７年６月２日に出願さ れた出願第０５７，８０６号、「ディスクドライブ・ソフトウェア・システム・ アれた出願第０５８，２８９号、「埋設型実時間診断モニターを利用するディス クドライブ・システム・コントローラ・アーキテクチャ１゜４、　ジタンＰ、ス クワイアズ及びルイスＰ、シェリンクルにより発明さ娠１９８８年２月４日に出 願された出願第１５２，０６９号、ｒ低パワー・ハードディスク駆動・システム ・アーキテクチャ１゜５、カート・マイケル・アンダーソンにより発明さ＆１９ ８８年１１月１０日に出願された出願第２６９，５７３号、ｒ磁気バイアスを有 するボイスコイル駆動ディスク駆動停留装置１゜ 発−の分野 本発明は、閉ループ埋設型サーボディスクドライブ及びその制御システムに関し 、特にほぼ連続的なバンド・グレイコードと、トラック・セクター当たりに１回 以上設けられる４連サーボパターンとを利用するディスクドライブ制御システム に関する。

見所９菫量 閉ループ・ヘッド位置決め制御システムを使用するディスクドライブ・システム は、データ・トラック位置決めフィードバック情報の出所として回転ディスクに 記憶されているサーボ・データに依拠する。この様なサーボ情報を提供する一つ の方法は、位置決め情報の近連続ソーシング（ｓｏｕｒｃｉｎｇ）と浦捉とのた めにディスク面全体と、対応するサーボ読み出しデータ・チャネルとを専用する ことである。しかし、ディスク面全体を専用すること、及び、特別のサーボ制御 読み出し回路を設ける必要があることの結果として、ディスクドライブ制御シス テム及びディスクドライブ全体の単位データ当たりのコストが著しく増大する。

別の方法は、ディスクドライブ・システムの全てのデータ面上の各トラック・セ クター内にサーボ情報を、即ち、埋設サーボを設けることである。普通は、一定 周波数のＡ／Ｂサーボ・バーストと振幅サーボ情報とが各データ・セクターのセ クター・ヘッダ内に逐次フィールドとして記録される。サーボ・バースト・フィ ールドは、データ・トラック中心線のそれぞれの側で該中心線から少なくとも該 ヘット′幅の半分だけ対称的にオフセントして書き込まれる。即ち、サーボ・バ ーストは該トラック中心線に重ならない、その結果として、トラック追随中に該 ヘッドにより読み出される相対的電圧振幅の差（ＶＡ　Ｖｍ）を、該トラック中 心線からの該ヘッドの距離及び方向の直接的示度として利用することが出来る。

しかし、各セクター・ヘッダにサーボ情報を設けることには幾つかの欠点がある 。サーボ情報はセクター・データと一線に並ぶので、ユーザー・データを記憶す るのに使用できるセクター長さの割合が減少する。埋設サーボ情報を使う結果と して、ユーザー・データ記憶スペースの合計の減少は、数十メガバイトではない としても、しばしば数メガバイトとなる。

在来の埋設サーボ・システムの他の問題は、サーボ情報がセクター当たりに１回 だけ受け取られることである。しかし、各セクターは、ディスク中心からのその 半径方向距離に比例する均一な円弧に追随する。能動的補償を必要とする非線型 力がアクチュエータ・アームとヘッドとに作用する。この力は、ショック及び振 幅と、より小さな程度の、該アーム及びヘッドの空気抗力とフレックス回路（ｆ ｌａｘ　ｃｉｒｃｕｉｔ）のトルク力とを含む、しかし、この様な力と、先の位 置補正におけるエラーとは、次のセクターのサーボ・バーストを得て新しい補正 を行うことが出来る様になるまで補傷されないヘッド・ドリフトを生じさせる。

セクター読み出し動作中のヘッド・ドリフトは、若し該ドリフトが顕著であるな らばデータ・エラーを生じさせる。逆に、書込み動作中の過剰のドリフトは、隣 接するトラックに記憶されるデータの危険にさられるために容認出来ない。従う で、トラック間隔は、サーボ制御ループの精度又はタイトネス（ｔｉｇｈｔｎｅ ｓｓ）により強く制限される、即ち、セクター長さとディスク回転速度とに、即 ち、読み出しヘッドに対するサーボ・バーストの発生の実効周波数に依存する。

Ａ／Ｂサーボ・バースト制御システムの他の制限は、サーボ・バースト・フィー ルドに基づいて明確に決定されることの出来るオフ・トラック、エラーの程度か ら生じる。シーク動作の終末状態又は振動や機械的衝撃の結果として、読み出し ヘッドは、所望のトラック中心線から相当ずれた位１にあることがある。トラッ ク中心線からのオフ・トラック範囲限界を越えると、サーボ制御ループは、隣接 するトラックからのサーボ・バースト・データの読み出しの結果として適切な位 置補正を生じさせることが出来なくなる。従って、サーボ制御ループは不正確な 位置補正を発し、又は、その時に最も近いトラック中心線をトラック追随のため に所望のトラック中心線として誤って選択する。この際、トラックを変更するた めに、時間のかかる追加のシーク動作が必要となる。一般的には、Ａ／Ｂバース トサーボ制御システムのオフ・トラック捕捉範囲は、トラック幅の約±３７８を 越えない。

在来のＡ／Ｂサーボ・バースト・パターン自体は、サーボ・バースト・フィール ドの間違った配置の結果としてトラッキング精度を損なうことがある。初期ドラ イブ製作の一部としてサーボ・バースト・フィールドを設けるためにトラック書 式作成、又はサーボ・トラック書込み、が行われる。精密サーボ書込みコントロ ーラの電気機械制御下で行われるけれども、丸いスピンドル・ベアリングからの 外れの、振動に起因する分散と、サーボ書込み装置自体の機構の非線型性との結 果として、１個以上のサーボ・バーストが、その理想の位置から外れて書き込ま れることになる０表面欠陥もサーボ・バーストの形状と実効位置とを歪めること がある。若し補正されなければ、後のトラック追随動作は間違ったトラック中心 線を追随し、或いはトラックから完全に外れる。在来のＡ／Ｂバースト・パター ンについては、オフ・トラック・エラーは正味のサーボ・バースト・フィールド ・オフセット・エラーに等しい。一般的には、サーボ・バーストが間違って書き 込まれているデータ・セクターは、単に使用不能としてマークされる。

埋設サーボの使用に関する他の事項は、増大したトラック密度の結果である。

在来のＡ／Ｂバースト・パターンは、１連の、一般的には４回の書込みヘッド・ バスによりサーボ・パターン書込み装置によって書かれる。この結果として、前 のバスの際に書かれた部分的パターンの一連の重なり消去が行われる。この消去 は、ヘッドが書込みのために付勢されるときにヘッド要素を越えて延在する周辺 電磁場の結果である０問題は、トラック密度が増大するに従って、周辺バースト により消去されるサーボ・バーストの割合が増大することである。Ｉ！Ｉち、ト ラック中心線に対して垂直なバーストの全幅は減少するが、消去の幅は一定であ る。

その結果、Ａ／Ｂサーボ・バーストの低下した回復可能な信号強度に基づいてト ラック・オフセット・エラーを識別する能力が低下しているために、トラック追 随精度のロスがある。

埋設サーボ・システムに４連バースト軸ｕａｄ−ｂｕｒｓｔ）　・サーボ・フィ ールド・パターンを使うことが提案されている。米国特許第４．６６９．００４ 号は、４連バースト・パターンを開示しており、この場合には、４個の連続する サーボ・フィールドの一つはトラック中心線を横断して対称的に配置さね、他の 二つはトラック中心線から対称的にオフセットされへ４番目のフィールドはトラ ック中心線から充分上方に非対称的に配置されている。このバースト・パターン は、同じセクターにおいて４番目毎のトラックで同一に反復する。

個々のバースト・オフセットは、ヘッド幅の半分以下の整数倍として関連付けら れている。各サーボ・フィールドは、絶対的トラック識別情報とトラック中心線 相対バースト・フィールドとを等しく備えている。２サーボ・バーストを２個だ け備えるのに対して、この様なサーボ・フィールドを４個設けることの重要性は 、予定の最大シーク速度までの全てのトラック・シーク動作のモードは、読み出 しヘッドが該サーボ・フィールドの少なくとも一つの上を実質的に横断する結果 となる。

しかし、米国特許第４，６６９，００４号に開示されている４連バースト・サー ボ・パターンは、サーボ・バースト・オフセント・エラーに敏感でもある。４個 のサーボ・バーストがあるけれど、相対的トラック中心線外れ距離及び方向を決 定する際に該バーストの２個だけが使われる。これら２個のバーストは、Ａ／Ｂ バーストと機能的に及び位置的に同等である。従って、この４連バースト・サー ボシステムは、在来の２バースト・サーボ・パターン・システムに比べて、サー ボ・バースト位置オフセット・エラーに対する良好な鈍感さを獲得しない。更に 、米国特許第４．６６９，００４号の４連バースト・サーボ・パターンの他の制 限は、該パータンが、読み出し／書込みヘッドの幅に基づいてトラック・ピンチ に制約を課しているらしいことである。

発五〇概要 従って、本発明の一般的目的は、高トラツク密度ディスクドライブ・システムに 用いるのに適した高性能な埋設サーボ・ディスクドライブ制御システムを提供す ることである。

これは、本発明においては４連用アルゴリズムに基づくサーボ制御ハードディス クドライブ・システムを提供することによって達成さ也このシステムでは、各デ ータ・セクータは、データ・トラックの幅にわたって広がるグレイコード・フィ ールドと、データ・セクターの一部分の長さに沿って系列をなして分配された第 １、第２、第３、及び第４のサーボ・バーストを存する４連サーボ・バーストパ ターンとを包含しており、第１、第２、第３、及び第４のサーボ・バーストの各 々の中心点は、その隣接のバーストから、データ・トラック幅の半分に等しい相 補的半径方向距離だけオフセットしている０本発明の他の特徴は、データ・トラ ックの幅にわたって広がる第２のグレイコード・フィールドと、各セクターのデ ータ部分のセクター中央点の分に位置する第２の４連サーボ・バースト・パター ンとを設けることである。

よって、本発明の利点は、アクチュエータのシーク速度が、トラック識別情報や 、埋設サーボ情報の一部としてのその表示の性質により制限されないことである 。

本発明の他の利点は、トラック中心線から測ってトラック幅の約±５／８の、著 しく増大したサーボ・ロック又はトラック追随範囲を与えることである。

本発明の他の利点は、真の矩象に基づくトラック追随アルゴリズムに対処するこ とである。サーボ・バースト対読み出し電圧の和の差は、現在のトラック中心線 に対する位置及び方向の両方を決定する精度を著しく向上させる。また、サーボ ・バースト・フィールドの、相互とトラック中心線とに対する相対的な位置誤り の結果として、サーボ・バーストの正味エラー・オフセットの半分以下のトラッ ク追随エラーを生じさせるに過ぎない。

本発明の更に他の利点は、本発明が設けた４連サーボ・バースト・パターンは外 辺電磁場消去現象に起因するヘッド幅の関数としてトラック・ピッチを制限しな いことである。

本発明の更に他の利点は、第２の、セクター中央のグレイコードと、４連バース ト・サーボ・パターンとを設けたために、実効サーボ情報周波数が２倍となり、 その結果としてトラック追随精度が著しく向上し、そのためにトラック密度を著 しく向上させることが可能になることである。

本発明の他の顕著な利点は、サーボ・トラック書込み時に４連サーボ・バースト ・フィールドを選択的に用いて前のサーボ書込み装置エラーを補正することによ り、サーボ書込みプロセスの総合感度と、使用されないセクターの数とを著しく 減少させることが出来ることである。

本発明の他の利点としては、書込みプロフィール幅より著しく小さな読み出しプ ロフィール幅を有する磁気抵抗ヘッドなどのデータヘッドと、ガラス基板ディス クなどの使用への順応性がある。

図面ｐ篇率区隊盟 本発明のこれらの利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、本発明についての以 下の詳細な説明と図面と関連させて考察すれば明らかとなるが、図面において、 その全図を這して、同し参照数字は同じ部分を指す。

図１は、本発明と一貫したディスクドライブ制御システムの単純化されたブロッ ク図である。

図２は、複数のセクターを備えたデータ・トラックの一部分の略図である。

図３ａ−ｂは、本発明に従って設けられた単純な、代表的セクターにおけるサー ボ制御情報とデータとの分布を示す。

図４は、図３ａ−ｂに示されているセクターのサーボ制御情報を処理する際の本 発明のマイクロコントローラのタスク管理制御システム流れ構造を示す。

図５は、本発明に従って設けられた、図３ａ−ｂに示されている、代表的セクタ ーのサーボ制御情報の詳細な図である。

図６は、本発明のサーボ・バースト捕捉回路の略ブロック図である。

図７は、本発明のセクターマーク、グレイコード及びサーボ・バースト捕捉制御 回路のブロック図である。

図８は、本発明に従って設けられた数個の代表的データ・トラックにわたるグレ イコード及びサーボ・バースト・フィールドの分布の詳細な図である。

図９は、トラック中心線からの範囲の関数としての本発明のトラック追随４連結 果値のグラフである。

図１０ａ−ｅは、本発明の連続バンド・グレイコード及び４サーボ・バースト・ フィールドを提供する逐次プロセスを示す。

図１１ａ−ｃは、本発明によるサーボ・バースト情報の修繕の幾つかの代表的場 合を示す。

発咀Ω詳細ｌ説朋 参照数字１０で包括的に指示されている、本発明の原理と一貫しているディスク ドライブシステムが図１に示されている０本発明の好適な実施例は、埋設マイク ロコントローラ制御システムを使ってディスクドライブ・システムの機械的特徴 の全ての本質的機能を管理、制御する。該ドライブシステムは、スピンドル・モ ータ１４により平行な平面内で回転させられる１個以上のディスク１２を包含す る。データは、外側（ＯＤ）及び内側（［））　トラック直径により画定される ディスク１２の各面上のデータ・トラック・バンドに記憶されている。アーム兼 荷重ビーム１８と読み書きヘッド２０とを包含するアクチュエータ組立体１６を 使って、該トラック・バンド内の同心データ・トラック２２に関するデータを転 送する。よって、主要な制御特徴は、予定のデータ・トラック２２に関するデー タの転送のために読み書きヘッド２０を位置決めする際のスピンドル・モータＩ ４のスピン速度とアクチュエータ組立体１６の制御とを包含する。

マイクロコントローラ２４と最小数の専用の制御支持回路とがドライブシステム ｌＯの全ての機能を制御する。本発明の電子アーキテクチャは、同時係属の関連 出願であるｒディスクドライブ・システム・コントローラ・アーキテクチャ」、 「ディスクドライブ・ソフトウェア・システム・アーキテクチャ」、ｒ埋設型実 時間診断モニターを使用するディスクドライブ・システム・コントローラ・アー キテクチャ」、「低パワー・ハードディスク駆動システムアーキテクチャ」、及 び「磁気バイアスを有するボイスコイル駆動ディスク駆動停留装置ｊに詳細に記 載されており、参照によりこれを本書の一部とする。しかし、完全を期して、該 開示内容の関連部分を以下に記載する。

本発明の好適な実施例では、マイクロコントローラ２４は、フェニックスＡＺ。

８５０３６、私書箱２０９１２の、モトローラ・インク「モトローラ文献出版１ （Ｍｏｔｏｒｏｌａ、　Ｉｎｃ、、　Ｍｏｔｏｒｏｌａ　Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ 　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ、　Ｐ、Ｏ，Ｂｏｘ　２０９１Q＋ Ｐｈｏｅｎｉｘ、　ＡＺ、　８５０３６）から入手可能なｒＭｃ６８Ｈｃ１１Ａ ８　ＨＣＭＯＳシングルチップ・マイクロコンピュータ技術データブック（ＡＤ Ｉ　１２０７）Ｊ（ｔｈｅ　ＭＣ６８ＨＣ１１Ａ８　ＨＣＭＯ５Ｓｉｎｇｌｅ　 Ｃｈｉｐ　Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｔｅｃｔｕ＋１ｃａｌ　Ｄａｔａ　a ｏｏｋ （ＡＤｌ　１２０７））に記載されている欅に、３ＭＨｚクロック速度のモトロ ーラＭＣ６８ＨＣＩＬ　ＨＣＭＯＳシングルチップ・マイクロコントローラであ る。

読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）２６は、汎用データ、アドレス及び制御バス４ ０を会してマイクロコントローラ２４に接続されている。ＲＯＭ２６は、ディス クドライブ・システム１０の機能全体を実現するのに必要な個々の原理タスクを 支援するためのマイクロコントローラ制御プログラムを記憶するのに使われる。

これらのタスクは、インターフェース、アクチュエータ、スピン・モータ、読み 書き及びモニターを包含する。

マイクロコントローラ２４による該インターフェース・タスクの実行を支援する ためにインターフェース制御回路２８が設けられている０本発明の好適な非同期 ｓｃｓ　ｒ実施例において、インターフェース・コントローラ２８は、シラス・ ロジック・インク（Ｃｉｒｒｕｓ　Ｌｏｇｉｃ、　Ｉｎｃ、）により製造、頒布 さね、カリファルニア州９５０３５、ミルビタス、１４６３センター・ポイント ・ドライブのシラス・ロジック・インク（Ｃｉｒｒｕｓ　Ｌｏｇｉｃ、　Ｉｎｃ 、＋　１４６３　Ｃｅｎｔｒｅ　Ｐｏ１ｎｔｅ　［１ｒｉｖｅ、　Ｍｉｌｐｉｔ ａ刀B ＣＡ　９５０３５）から入手可能な、そのＣＬ−ＳＨ２５０テクニカル・データ ・シート（ＣＬ−５Ｈ２５０Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄａｔａ　５ｈｅｅｔ）に記 載されているシルス・ロジックＣＬ−３Ｈ２５０集積ＳＣ３Ｉディスクコントロ ーラとして実施される。同等の同期型ＳＣ３！インターフエース・コントローラ であるＡｌＣ−６１１０は、カリフォルニア化９５０３５、サウス・ミルビタス ・プールヴアード６９１のアダブテク・インク（Ａｄａｐｔｅｃ、　Ｉｎｃ、、 　６９１５ｏｕｔｈ　Ｍｉｌｐｉｔａｓ　Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ、門１１ｐｉｔａ ｓ、　Ｃａ１ｉｆｏ窒獅■ ９５０３５）から入手可能である。ＩＭＢパソコン・モデル“ＡＴ”周辺バスへ のインターフェースに適した、機能的に同等のインターフェース・コントローラ もシラス・ロジック・インクから入手可能である。

インターフェース・コントローラ２８は、一般に、ＳＣ３１通信バス６０を介し てディスクドライブ・システム１０と、一般的にはデータ処理システムであるホ スト・コンピューターシステムとの間のハードウェア・インターフェースを提供 する。よって、インターフェース・コントローラ２８は、通信バス６０とバス４ ０との間の２方向データストリームを管理する。

アクチェエータ・コントローラ３２は、マイクロコントローラ２４とアクチュエ ータ組立体１６との間の内部インターフェースとして設けられている。アクチェ エータ・コントローラ３２は、ディジタル位置制御ワードのディジタル−アナロ グ変換と、その結果としてライン４６に提供されるアナログ電圧の、アクチュエ ータ組立体１６のボイスコイル・モータへの電流緩衝とに対処する。マイクロコ ントローラ２４からバス４０を介して提供されるディジタルワードは、所望のア クチュエータ位置を表す、アクチェエータ・コントローラ３２を使用可能にする ものは、一般に制御ライン４４を介してｉＩＪｍ支援回路３０を介して提供され る。

この目的のために、制御支援回路３０は、バス４０を介してマイクロコントロー ラ２４から提供される制御データワードをラッチするための並列ボート・エキス パンダとして作用する。

読み書きコントローラ３６は、同様に、生データ・ライン５６を介してバス４０ とアクチュエータ組立体１６の読み書きヘッドとの間の内部インターフェースと して作用する。読み書きコントローラ３６は、緩衝直列化／直列化解除と、デー タクロック符号化／データの解読とに対処する。読み書きコントローラ３６０機 能の構成と開始とは、バス４０を介して読み書きコントローラ３６へ制御ワード 及びデータワードを転送することによりマイクロコントローラ２４の直接制御下 で行われる。

最後に、スピンモータ・コントローラ３４は、整流ライン５０を介してスピン・ モータ１４の整流を直接支援するために設けられている。整流状態選択は、マイ クロコントローラ２４から制御支援回路３０へのディジタル・ワードの供給によ り行われる。このディジタル・ワードは、スピン・モータ・コントローラ３４へ の整流選択ライン４８上でラッチされ提供される。整流電流は、スピン・モータ ・コントローラ３４により整流電流ライン５０を介してスピン・モータ１４の対 応する界磁巻線位相対へ切り換えられる。スピン・モータ１４の選択された界磁 巻線位相対を通して導かれる電流に比例する電圧が、フィードバック・ライン５ ２を介してマイクロコントローラ２４のＡＤ変換器に供給される。

本発明の好適な実施例を具現するディスクドライブの機械的構成は、ｒ磁気バイ アスを有するボイスコイル駆動ディスクドライブ停留装置１に記載されており、 参照により本書の一部とされる０本発明に一貫する機械的構造の特徴は、下記の 表１及び表２に記載されている。

表１ データ・シリンダ数　１３６８シリンダトラツク当たりセクター数　３９セクタ ーデイスクの数　４ デ一タ面の数　８ セクター当たりのバイト数　６６２バイトセクター当たりのデータバイト　５１ ２バイトデ一タ面当たりのデータ容量　２７．３メガバイト総合データ容量　２ １９メガバイト 表２ ディスク直径　９６ミリメ一ドル データトラツクバンド幅　３０ミリメートルトラック密度１７００　トラック／ インチピント密度（最大）　２２．０００ｆｃｉヘッド幅　１１ミクロン トラック幅　１５ミクロン 図２に一般的に示されている様に、データ１２の面上に設けられている同心デー タトラック２２の各トラックは、更にセクターＮ、−Ｎ、に分割されている。

本発明によると、図３８に一般的に示されている様に、各セクターは、サーボ１ フイールド、データ１フイールド、第１エラー訂正コード（ＥＣＣ）フィールド 、中央セクター・ギャップフィールド、サーボ２フイールド、データ２フイール ド、第２ＥＣＣフイールド、及び最終ギャップフィールドから成っている１図３ ｂに示されている欅に、サーボ１フイールドは、更に、サーボマーク・フィール ド、グレイコード・フィールド、サーボ・バースト・フィールド、ＩＤ同期フィ ールド、ＩＤフィールド、及びデータ同期フィールドから成っている。同様に、 サーボ２フイールドは、第２セクターマーク・フィールド、第２グレイコード・ フィールド、及びサーボ・バースト・フィールド及び最後の、データ同期フィー ルドから成っている。これらのフィールドの順序とサイズとが表３に記載されて いる。

表３ 半セクターｒ　Ａ　Ｊ　半セクターｒｆ３１フィールド　バイト　フィールド　 バイトサーボ同期　３　サーボ同期　３ グレイコード　８　グレイコード　８ サーボ・バーストＡ　４　サーボ・バーストＡ４サーボ・バーストＢ　４　サー ボ・バーストロ４サーボ・バーストＣ４サーボ・バーストＣ４サーボ・バースト Ｄ　４　サーボ・バーストＡ４サーボ　１　パッド　Ｉ ＩＤ同期　１２　データ同期　１２ １Ｄ（ヘッダ）　４　データ　２６７ ＩＤＣＲＣ２ＥＣＣ７ バツド　４　ギャップ　１７ デ一タ同期　１２ ３３１バイト（第１半分）　合計６６２バイトセクター・マーク・フィールドは 、マイクロコントローラを、サーボ１及び２フイールドとデータ１及び２フイー ルドとの残りの部分に存在する制御情報と同期化させるために設けられている。

グレイコード・フィールドは、明瞭にコード化されたトランク番号を提供する。

グレイコード値の明瞭なコード化は、隣接するトラック上の同様のセクターのグ レイコード値が１ビツトだけ異なり、２個以下の連続的なＯのビットが妥当なグ レイコード値において許されることで更に限定される。

サーボ・バースト・フィールドは、本発明の好適な実施例によると、振幅が一定 で、データ・セクターの中心線から予定のパターンで一定周波数オフセットした 、順次に配列されたバースト・フィールドである。

サーボ１フイールドの１０同期フィールドも、トラック中心線を中心として、一 定周波数及び電圧で書かれている。ＩＤ同期フィールドは、読み書きコントロー ラがＩＤフィールドの第１ビツトを識別することを可能にする。ＩＤフィールド は、シリンダ番号、セクタ一番号、及びヘッド番号を記憶するのに使われる。

最後に、データ同期フィールドは、それぞれのデータフィールド１及び２の第１ ビツトを定義するために設けられた一定側波数及び振幅のフィールドである。

読み書きコントローラは、データ同期フィールドの周波数に同期する。従って、 同期周波数の最初の不連続は、第１のデータ表示遷移であると解される。

ここで図４を参照すると、マイクロコントローラ２４により行われるタスク実行 は、読み書きヘッド２０に関するサーボ１及び２フイールドの実時間発生に対し てマツピングされて図示されている。本発明に関する基本的実時間関係が表４に 記載されている。

表４ ディスク回転速度　３５５０ｒｐｍ 平均アクセス時間　１９ミリ秒 最小トラック間遷移時間　２８マイクロ秒セクター周期　４３３マイクロ秒 平均トラック・シーク速度　１５トラック／秒バースト（各）上での時間　２． ６６５マイクロ秒最大シーク速度でトラック 当たりに読まれるバイト数　４３バイト／トラツクダレイコード上での時間　５ ．３３マイクロ秒真円度　±１．２７マイクロ秒 コア書込み外辺ｗｉ　４μｍ 詳しく言うと、サーボ１フイールドの発生の直前にカウントダウン・タイマー中 断に応じてセクター・タスクが開始される。この中断から、マイクロコントロー ラ２４は、制御支援回路３０がセクター・マーク・フィールドを検出して処理す ることを可能にする。このとき制ｒａｍがスピン・モータ１４の方向を転換する ためにスピン・モータ・コントローラ３４に供給される。

図５に示されている様に、セクター・マーク・フィールドは、サーボ同期重点ギ ャップフィールドの後端部とセクター・マークとにより画定される。該ギャップ ・フィールドは、もう一つの一定振幅、周波数のフィールドである。セクター・ マークは、３バイトのサーボ同期クロックサイクルの間のサーボ同期遷移の不存 在に続く最初の読み出しデータ遷移として定義される。セクター・マークの発生 の時は、後のタスクで使われるために、また、サボ２フィールドを処理するため に必要なカットダウン・タイマー中断をスケジューリングするために、マイクロ コントローラ２４内のハードウェア・タイマーにより記録される。

セクター・タスクの際に、グレイコードとセクター・バーストとは、読み書きコ ントローラ３６に接続された制御ライン５４の生データ転送ラインを介して制御 支援回路３０により捕捉される。生データ信号の振幅を調節するために自動利得 制御回路（ＡＧＣ）が設けられている。グレイコードとサーボ・バースト・フィ ールドとを見越し、読み書きコントローラは、マイクロコントローラ２４により 作動可能にされて、減少した信号振幅を補償するために該ＡＧＣの利得を高める 。該ＡＧＣは、その利得を自動的に調節するけれども、該ＡＧＣの応答時間は、 グレイコード・フィールドの直前又はその始まりの時の、その利得の直接調節に より、増加される。グレイコードの捕捉は、サーボ・タスクのサーボ同期対応部 分の間にマイクロコントローラ２４によって早くから使用可能にされているが、 セクター・マークの検出時に生成されるセクター・マーク信号によりトリガーさ れる。同様に、４個のサーボ・バースト・フィールドの捕捉は、サーボ・マーク の検出後に、グレイコード長さに等しい予定の遅延後にトリガーされる。サーボ ・バースト・フィールドの各々に対応するアナログ読み出し振幅の実際の捕捉は 、それぞれのサーボ・バースト・フィールドの実時間発生に調和する様に個別に ゲート制御される４個のサンプル及びホールド回路により行われる。

一方、マイクロコントローラ２４は、セクター・タクスと、スピン・モータ制御 タスクへの移行とを完了する。スピン制御タスクの主な機能は、セクター・マー クの発生の、以前の実際の時と予測される時とに基づいてスピン・モータ１４の 回転速度誤差を判定することである。このとき、次のサーボｌフィールド・セク ター・タスクにおいて用いるために、スピン速度調節値を判定出来る。

次に、アクチュエータ・タスクがマイクロコントローラ２４によって実行される 。このタスクは、Ｄサーボ・バースト・フィールドのＡＤ変換後に開始される。

アクチュエータ・タスクの実行時にマイクロコントローラ２４により着手される 第１動作は、アクチュエータ・シーク動作が差し迫っているが又はオン・オフト ラック・エラーが先に判定されたが否が判定することである。いずれの場合にも 、実行は、その後の実行のための対応するシーク動作の準備で継続する。しかし 、トラック追随を行うべきであれば、４個のサーボ・バースト対応ディジタル値 は、４連フイールドに基づくトランク追随誤差値（Ｔ□）を導出するためにマイ クロコントローラ２４により処理される。Ｂサーボ・バースト・フィールド及び Ｃサーボ・バースト・フィールドが現在のＤ・セクターの中心線と重なると仮定 すると（現在のトランク番号が奇数であるが偶数であるかにより知られる）、サ ーボ・バースト・フィールド値の４連の処理は、式１に従って行われる。

Ｔ、□＝　（Ａ＋Ｂ）　−（Ｃ＋Ｄ）　式ＩＡセクター・バースト及びＤセクタ ー・バーストが現在のデータ・セクターの中心線に重なる場合には、即ち、トラ ック−っ置きに、４連の処理は式２に従って行われる。

Ｔ、□＝　（Ｃ＋Ｄ）　−（Ａ＋Ｂ）　式２正のトラック追随誤差結果は、読み 書きヘッドがディスク１２の内径に向がって動かされなければならないことを示 すために解釈される。その結果の大きさは、トラック中心線までの距離の示度を 与える。よって、マイクロコントローラ２４は４連から導出のトラック追随誤差 の極性及び大きさに基づいて誤差調節値を直に計算することが出来る。該誤差調 節値は、現在のアクチュエータ位置制御値と組み合わされて、アクチュエータ・ コントローラ３２のＤＡｇ換器に書き込まれる。これによりアクチュエータ・コ ントローラ３２により生成された、調節されたアナログ・アクチュエータ位置制 御信号は、現在のデータ・トラックに対するアクチュエータ組立体１６とへラド ２０との位置の補正変化となる。

マイクロコントローラ２４は、このとき、読み書きタスクに移行する。読み書き タスクの実行は、現在のデータ・セクターに関するデータの転送の準備、継続、 及び完了に対処する。

最後に、未決のシーク動作は、読み書きタスクの終了直前にマイクロコントロー ラ２４により実行される。一般に、アクチュエータ・タスク中に選択されたシー ク動作は、アクチュエータ組立体１６のシーク動作を開始し、継続し、又は完了 するアクチュエータ位置値を決定する。この位置値は、今、アクチュエータ・コ ントローラ３２のＤＡ変換器に供給される。このとき、読み書きタスクは、中断 命令からの復帰の実行で完了する。

サーボ２フイールドのセクター・タスクは、サーボ１セクター・タスクにおいて スケジューリングされたカウントダウン・タイマー中断に応じて開始される。

このときマイクロコントローラ２４は、サーボ１フイールドに関して実行され、 次のセクターのサーボ・タスク開始のためのカウントダウン・タイマー中断をス ケジューリングすることを含む、対応部分と実質的に同一であるセクター・タス ク、アクチュエータ・タスク、読み書きタスク及びシーク・タスクを実行する。

サーボ１フイールド及びサーボ２フイールドを処理しているときに、その他の場 合には費やされないセクター周期のバランスを使ってインターフェース・タスク を実行し、或いは、若しアクティブであればモニター・タスクを実行する。よっ て、マイクロコントローラ２４は、ディスクドライブ・システム１０の制御及び 管理において本質的に多重タスク処理プロセッサとして作用する。

図６は、本発明の好適な実施例に使われるサーボ・バースト捕捉回路の詳細を示 す、読み書きコントローラ３６のＡＣＣ７１は、生データ・ライン５６を介して 読み書きへラド２０から入力される生データを処理する。アプリケーション特有 の集積回路（ＡＳ　Ｉ　Ｃ）の一部として具体化されるけれども、ＡＧｃ７１は 、ナショナル・セミコンダクター・インク（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎ ｄｕｃｔｏｒ、　Ｉｎｃ、）の８４６４ＡＧＣ等の、在来のＡＧＣと機能的には 同等である。ＡＧＣ７］の利得は、グランドとＡＧＣ７１の入力ラインとの間に 接続されたコンデンサ７３の電圧に逆比例する。コンデンサ７３の電圧は、その 利得制御フィードバック・ループの一部としてのＡＧＣ７１により駆動される０ 本発明の好適な実施例によると、小さな値の抵抗器もＡＧＣ７１のコンデンサ入 力ラインに接続される０通常は開放回路であるけれども、該抵抗器はコンデンサ ７３の電圧の少なくとも部分的な放電を可能にすると共に、ＡＧＣ７１の利得機 能の、対応する即座の促進を可能にする電流経路を提供する。ＡＧＣ出カライン ５６′上の生データ振幅は、本発明の好適な実施例では、波高値、シングルエン ドで公称５００ミリボルトである。

しかし、グレイコード・フィールドでのオーバーラツプ消去と、バースト・フィ ールドの減少した幅とに起因して、これらのフィールドについての同等の生デー タ−４よ一般的には３５０ミリボルトとなる。コンデンサ７３及び抵抗器７５の ＲＣ時定数を考慮して選ばれた短時間の間、好ましくはオープン・ドレンのトラ ンジスタを通じて抵抗器７５をグランドに接続することによって、グレイコード とサーボ・バースト生データ振幅を直に所望の５００ミリボルトに高めるのに充 分な程度までコンデンサ７３の電圧を適宜低下させることが出来る。この抵抗器 及びコンデンサの値は、コンデンサ７３の放電時間がＡＣ，Ｃ７１の固有制御ル ープ応答時間より著しく速くなるように選ぶことが出来る。本発明の好適な実施 例では、１０００オームの抵抗器７５と０．０１マイクロフアラドのコンデンサ ７３が使用される。約５００ナノ秒の接地パルスが所望のＡＧＣ利得調節を与え る。

読み書きコントローラ３６のデータ分離装置７０は、生データ・ライン５６゛を 介してＡＧＣ処理された生データを受信する。クロック基準ライン７２でデータ 分離装置７０に供給されるクリスタル制御クロック基準信号に基づいて、分離さ れたデータと、先にコード化されていたデータ・クロック信号とが、データ・ラ イン７４と発振器ライン７６とにそれぞれ供給される。緩衝生データ信号もライ ン７８でデータ分ｊｌＩ装置から出力される。これらのライン７４．７６．７Ｂ は、図１に示されている様に読み書きコントローラ３６と制御支援回路３０とを 相互に結合する制御ライン５４の部分集合５４°である。

データ及び発振器ライン７４．７６は、制御支援回路３０内のタイミング論理ブ ロック８０に接続する。タイミング論理ブロック８０は、セクター・マーク検出 回路、グレイコード順次シフトレジスター、及び、サーボ・バースト・フィール ドの捕捉を可能にする専用タイミング論理を包含する。タイミング論理ブロック ８０の機能は、そのセクター・タスクの開始時にマイクロコントローラ２４によ り書かれる制御ワードに応じて作動可能にされる０作動可能になると、ＡＧＣ利 得調節を初期設定するためにリセットＡＧＣ信号がライン７７を介してレジスタ ー７５に供給される。タイミング論理ブロック８０は、調節が完了したときに該 リセットＡＧＣ信号を除去する。セクター・マークが検出されると、タイミング 論理ブロック８０はライン１２２を介してマイクロコントローラ２４にセクター ・マーク信号を供給する。同時に、グレイコード順次シフトレジスターが作動可 能にされて８個のグレイコード・データバイトを順次にシフトする。グレイコー ド・ピットの刻時はデータクロックと同期して行われるので、読み出しデータの 登録は、グレイコードの読み出しと、タイミング論理ブロック８ｏの全ての後の 動作とを通じて維持される。終了時に、ゲー）Ａ　（Ｇａ　）信号がイネーブル ・ライン９０を介して全波整流構成演算増幅器８２に供給される。演算増幅器８ ２の入力は生データライン７Ｂに接続されている。作動可能にされると、演算増 幅器８２は、その入力電圧に対応する電圧を出力ライン９日に供給する。抵抗器 Ｒ４及びコンデンサＣＡは、単極ローパス構成で出力ライン９８に接続されてい る。好ましくは、抵抗器ＲＡ−０とコンデンサ０Ａ−０とは、それぞ娠　１５０ オームと０．００１マイクロフアラドの値を有する。後にＧ、信号の撤回により 作動不能にされた時、演算増幅器８２は、高インピーダンス出力状態に転換する ことにより、Ａセクター・バースト・フィールドの読み出し振幅に比例するコン デンサＣ１のアナログ電圧を有効に捕捉する。コンデンサＣ１の電圧は、高イン ピーダンス入力圧利得演算増幅器１１４に結合される０本発明の好適な実施例で は、利得は２．５　：　１に固定されている。演算増幅器１１４の出力は、マイ クロコントローラ２４内に設けられているＡＤ変換器の第１多重化入力（Ｐｌ） に接続されている。

タイミング論理ブロック８０は、約２．６６５マイクロ秒（読み書きヘッド２゜ がＡサーボ・バースト・フィールド上にある時間）後に演算増幅器８２がらゲー トＡイネーブル信号を除去する。同時に、ゲートＢ　（Ｇｉ　）イネーブル信号 がイネーブル・ライン９２を介して演算増幅器８４に供給される。ゲートＢイネ ーブル信号は、Ｂサーボ・バースト・フィールドの持続時間中維持さ娠その後に 撤回される。よって、Ｂサーボ・バーストに対応するアナログ電圧がコンデンサ Ｃｍによって捕捉される。この電圧は、演算増幅器１１６を介してマイクロコン トローラ２４のＡＤ！ｉ換器の第２多重化入力（Ｐ、）に独立に供給される。

同様に、コンデンサＣｃ及びＣ，のＣサーボ・バースト・フィールド読み出し電 圧及びＤサーボ・バースト・フィールド読み出し電圧を順次に捕捉するために、 ゲー）Ｃ（Ｃｃ　）イネーブル制御信号及びゲートＤ　（１ｃｍ　）イネーブル 制御信号が演算増幅器８６．８８に供給される。これらの電圧は、演算増幅器１ １８．１２０を介してマイクロコントローラ２４のＡＤ変換器のＰ、及びＰ、多 重化入力に供給される。その結果として、１１御支援回路３０の回路は、本発明 により設けられる４連サーボ・バーストを捕捉する効率的で単純な回路となる。

捕捉されても、４連サーボ・バーストに対応するアナログ電圧はなおディジタル 値に変換されなければならない０本発明によると、該アナログ電圧のフラッシュ 変換は不要である。むしろ、マイクロコントローラ２４０オンボード多重化入力 ＡＤ変換器は、サーボ・バースト情報の重要性が失われる前にアクチェエータ位 置調整を行うためにマイクロコントローラ２４のために適時に該アナログ値を順 次変換するのに充分である。

変換すれたディジタルサーボ・バースト値をマイクロコントローラ２４が処理す ると、サーボ・バースト・フィールドの次のシーケンスを捕捉するための準備と してコンデンサＣＭ−１をクリアしなければならない、これは、本発明によると 、サーボ・バーストがディジタル値に変換された後にタイミング論理ブロック８ ０がリセット・ラインＲ−ｎ１０６．１０８．１１０．１１２の接地を可能にす ることによって達成される。リセット・ライン１０６．１０Ｂ、１１０，１１２ は、バッファー演算増幅器１１４．１１６．１１Ｂ、１２０の入力にそれぞれ接 続されているので、コンデンサＣＭ−０は実効的に短絡されることによりクリア される。

タイミング論理ブロック８０は、このとき、コンデンサＣＡ−９のゼロ電圧ポテ ンシャルでコンデンサＣＡ−０を開放回路状態に戻す。

図７は、本発明にとって重要なタイミング論理ブロック８０の部分を詳細に示す 、デコーダ１２４は、セクター・タスクにおいて早期にバス４０を介してマイク ロコントローラ２４からＩＩＪｒＢワードを受け取ってセクター・マーク検出器 １２６とグレイコード・シフトレジスター１２８との動作を可能にする。セクタ ー・マーク検出器１２６は、生データを生データ・ライン７８から、データ・ク ロックを発振器ライン７６から連続的に受け取る。セクター・マーク検出器イネ ーブル信号は、制御ワードがマイクロコントローラ２４によってデコーダ１２４ に書かれることに応して制御ライン１３６を介して検出器１２４から供給される 。動作可能になると、セクター・マーク検出器１２６は、生データ遷移無しに３ バイトのサーボ同期クロックサイクルを検出したときに、その出力ライン１２２ にセクター・マーク信号を供給する。

グレイコード捕捉動作をグレイコード・フィールド開始に同期させるためにセク ター・マーク信号はグレイコード・ソフトレジスターにも供給される。図５に示 されている様に、グレイコート・フィールドはセクター・マークの直後に続く。

イネーブル・ライン１３８でデコーダ１２４から供給されるダレイコード蒲捉イ ネーブル信号は、制御ライン１３６上のセクター・マーク検出器イネーブル信号 と同時に供給される。しかし、グレイコード・シフトレジスター１２８は、セク ター・マーク検出器１２６からセクター・マーク信号も受信するまでは動作を開 始しない、ライン７６上のデータ・クロック信号から動作するカウンタ１３０は 、グレイコード・カウント信号を制御ライン１４２でグレイコート・シフトレジ スター１２８に供給してグレイコード・フィールドの各ピントを刻時させる。カ ウンタ１３０は、グレイコード・フィールドの８バイト全部が順次にシフト・イ ンされると、制御ライン１４２へのカウント信号の供給を停止する。カウンタ１ ３０は、このとき、サーボ・バースト・カウント・ライン１４４でゲートスイッ チ１３２へカウント信号を供給し始める。サーボ・バースト・カウント・ライン １４４で供給されるカウント信号に基づくゲートスイッチ１３２の機能は、ゲー ト制御ライン９０．９２．９４．９６にゲートＡ−Ｄイネーブル信号を供給し、 次にそれを撤回することである。各ゲート・イネーブル信号は、４バイトの持続 時間の間供給される。この４バイト持続時間は、発振器ライン７６でカウンタ１ ３０により受信されるデータ・クロック信号に基づいているので、ゲート・イネ ーブル信号は、読み書きヘッド２０に関するサーボ・バースト・フィールドの実 時間発生と密接に相関している。ゲートイネーブル信号の全てが作動可能にキ限 次に作動不能にされると、カウンタ１３０はカウント信号をゲートスイッチ１３ ２に供給するのを停止する。その結果として、現在のセクターのグレイコートは グレイコード・シフトレジスター１２８により捕捉されており、サーボ・バース ト・フィールドの各々に対応するアナログ読み出しデータ値はコンデンサＣＡ− ０により捕捉されている。

ダレイコ〜ドは、マイクロコントローラ２４がデコーダ１２４、によりマツピン グされた８個の連続する記憶場所からグレイコート・シフトレジスター１２８に より並列に記憶される８バイトへ読み出すことに応して、グレイコード・シフト レジスター１２８から読み出されることが出来る。

リセットスイッチ１３４はコンデンサＣ１−１を放電させるのに充分な時間の間 、リセットライン１０６．１０８．１１０．１１２を共通にグランドに接続する 。

リセットスイッチ１３４の動作は、カウント・ライン１４６を介しての該リセッ トスイッチへのカウント信号の供給を通じてカウンタ１３０により開始される。

このカウント信号は、セクター・マーク信号の発生から、グレイコード及びサー ボ・バースト捕捉時間とその後の最大ＡＤ変換時間との組合せより長い時間だけ 遅延させられる０本発明の好適な実施例では、この遅延は、８０〜４００マイク ロ秒であり、好ましくは約２００マイクロ秒である。カウンタ１３０により供給 される第２カウント信号は、放電時間を画定する０本発明の好適な実施例では、 コンデンサＣ□。を放電させるために少なくとも１０マイクロ秒の放電時間が使 用される。

本発明のグレイコード及び４連サーボ・バースト・パターンが図８に示されてい る。隣接するトランク上のセクターのサーボ・フィールドの一部が示されている 。グレイコート′の連続的バンドはフィールドＮ、〜Ｎ−ｔとして示されている 。

個々のグレイコード・フィールドは、オーバーラツプ消去として知られている現 象に起因するギャップにより分離されている。この現象は、ディスク面への該フ ィールドのオーバーラツプ書込みの結果である。ディスク面にデータを書き込む ときに読み書きヘッドの縁に生じる外辺電磁場は、該外辺電磁場の幅について、 前から存在するデータを消去する。書込み中の普通の読み書きヘッド電圧につい ては、オーバーラツプ消去幅は、１００マイクロインチないし１６０マイクロイ ンチの範囲内にある。従って、グレイコード情報を担持する記録面積が減少する けれども、本発明のグレイコード・フィールドは、トラック幅全体にわたって書 き込まれて、実際上連続的なグレイコート・フィールド・バンドを形成する。更 に、前述した様に、グレイコード自体は所要の情報をコード化する様に選ばれて いるが、隣接するトラック上の同じセクター間などでは僅か１ビツト異なるだけ である。その結果として、高速でデータ・トラックに対してシーク動作を行って いる間でも、１トラツクに随伴するグレイコートの第１部分と隣接するトラック から該グレイコード・フィールドの残りを捕捉する見かけ上のグレイコード・フ ィールド読み出しは、なお一般に正しいトラック番号の識別子を往じさせる０ｗ Ｒ接する２トラツクのグレイコードの、差を生じさせる単一のピントが、読み書 きヘッドが隣接するグレイコード・フィールドの上に等しく位置することとなる ポイントで誤って読み出された場合には、例外が生しる。この極めて特異な状況 の下では、其の差を生じさせるビットを１と読む確率と０と読む確率とは等しい 。

その結果として誤ったトラック番号を解読することになるけれども、そのエラー はソフトである、即ち、非反復性で、可能なエラーの範囲内に限定される０本発 明の結果として、シーク速度にも、また、グレイコード・フィールド交差又はサ ーボ・バーストに関するヘッドのシーク軌道にも実際上何らの制限もない。

図８にも、本発明の４連サーボ・バースト・パターン特性が示されている。各サ ーボ・バーストは、前のバーストから半トランク幅の半径方向オフセットを伴っ て独立に書かれる０本発明の好適な実施例によると、読み書きヘッド幅は、トラ ック幅の６０％以上、１００％未満である。その結果として、各サーボ・バース トは、半径方向に最も近い二つのサーボ・バーストに、ヘッド幅の半分未満だけ 重なる。バースト重なりは、トラック幅で記述すると、下記の様にして与えられ る。

バースト重なり−Ｈ−Ｔ／２　式３ ここでＨはヘッド幅、Ｔはトランク幅である。

図８に示されている様に、本発明の独特の特徴は、サーボ・バーストのいずれが データ・トラックのトラック中心線を横断して対称的に配置されていないことで ある。サーボ・バーストは、半トランク・オフセントでサーボ・トラック書込み される。しかし、サーボ・トラック書込みされたトラックは、後にユーザーデー タを記憶するのに使われるデータ・トラックと整列しない、むしろ、図８に示さ れている欅に、トラックＴ、（及びＴ、８）に関してのＡ及びＤ、並びにトラッ クＴ−１（及びＴ、１）に関してのバーストＢ及びＣなどの、サーボ・バースト の対はトラック中心線に重なる。この重なりは、個々のサーボ・バーストに関し て非対称的であるが、その対に関してはデータ・トランク中心線の両側に対称的 オフセントを示す、４連サーボ・フィールドの組の他の２個のサーボ・バースト は、同様に、同じデータトランク中心線からミラ一対称的にオフセットしている 。サーボ・バーストのパターンは、データ・トラック一つ置きに反復する。しか し、４連サーボ・バースト・フィールドの情報内容と、グレイコード・フィール ドの情報内容とは、全てのデータ・トラックについて同一である。

図９から分かる様に、式Ｉ又は式２により決まる位置値は、トランク中心線から の読み書きヘッドのオフセットに応じて非線型に変化する。代表的データ・トラ ンクＴ、１について、そのトラック中心線に追随する読み出しヘッドＨ９，は、 Ｂサーボ・バースト及びＣサーボ・バーストから等しい電圧振幅を読み出す。等 しいが、より小さな値がＡバーストおよびデータバーストから読み出される。そ の結果として、トラック・エラーＴｗ□は０となる。しかし、トラックＴ０に向 かってのヘッドのドリフトは方程式１により計算される値を０から減少させる結 果となる。ヘッドの中心がポイン）Ｈ−３／４Ｔを越えてトラック中心線から半 径方向に移動するとき、Ｔ、、に随伴するＤサーボ・バースト・フィールドは、 式１により決まる値に最早寄与しない、しかし、Ａサーボ・バースト・フィール ド及びＢサーボ・バースト・フィールドの寄与は、ヘッドの中心点がポイント１ ／４Ｔを越えてトランク中心線から半径方向に移動するまでは、サーボ・バース ト・フィールドＣによる減少寄与より大きな割合で増大し続ける。このポイント 後に、ヘッドがトラック中心線から遠ざかり続けるとき、サーボ・バースト・フ ィールドＢによる寄与は減少する。しかし、方程式１は、ヘッドの中心点がトラ ンク中心線から５／４Ｔ−Ｈの鴎を移動するまでは、増大する結果値を与え続け る。

この点で、読み出しヘッドの上側エツジ又は下側エツジは、トラックＴ０に随伴 するＤサーボ・バーストを読み出し始める０図９に示されている様に、式１の結 果値は、その後、減少し始めて、正しいトラック中心線からのヘッドの距離の正 比例示度では最早無くなる。その結果として、本発明は、±５／４Ｔ−Ｈサーボ ・トラック追随ロック範囲を与える。

ヘッド幅Ｈはトラック幅Ｔの少な（とも半分でなければならないので、本発明の 最大ロック範囲は±６７８Ｔである。しかし、本発明の実用的実施ＭｐＪによる と、トラック幅の約７０％以上のヘッド幅を使用する約土５／８Ｔのサーボ・ト ランク追随ロック範囲を実現出来る。

本発明の特別の利点は、ヘッド対トラック幅の制限がヘッドの実効書込みプロフ ィールにだけ当てはまることである。その結果として、書込みプロフィール幅よ り著しく小さい読み出しプロフィール幅を有する磁気抵抗ヘッドを使用すること が出来る。読み出しヘッド・プロフィール幅は、バースト重なりＨ−Ｔ／２に少 なくとも等しくなければならない。

本発明のサーボ・トラック追随アルゴリズムがマイクロコントローラ２４により 実行されるファームウェアで実施される限りは、方程式１又は方程式２の結果値 の変化率は、特別のトラックが追随されることに応して、ヘッドが臨界距離５／ ４Ｔ−Ｈを越えてドリフトしたか否かを判定するのに使うことが出来る。即ち、 マイクロコントローラ２４は、方程式１及び２の結果値の非線型性に良く適して いて、そのために容易に調節することが出来る。

図１０ａ−ｅを参照すると、本発明の好適な実施例による連続的グレイコード・ バンド及び４連サーボ・バースト・パターンを設けるプロセスが示されている。

図１０ａに示されている欅に、グレイコード・フィールドＮ−，及びサーボ・バ ーストＡはサーボ・トラック書込み装夏コントローラの方向の下でヘッドの第１ パスで書かれる。読み書きヘッドは、このとき、トラック幅の半分だけディスク の内径に向かってオフセットしており、グレイコード・フィールドＮ及びサーボ ・バースト・フィールドＢが書かれる。グレイコード・フィールド′は、Ｎ−＋ グレイコード・フィールドの一部を上書きする。グレイコード・フィールドＮの 書込みに伴うオーバーラツプ消去は、Ｎ−ｒグレイコード・フィールド及びＮグ レイコード・フィールドの間にギャップを生じさせる。

ｒｇＪｌｏｃに示されている様に、第２グレイコード・フィールドＮも、ディス クの内径に向かってトラック幅の半分だけオフセットして書き込まれる。サーボ ・バースト・フィールドＣも、図示の欅に書き込まれる。サーボ・バーストパタ ーンは、Ｎ、、のグレイコード・フィールド及びサーボ・バーストパタ−ルドの 書込みにより図１０ｄに示されている様に完成される。

図１０ｅに示されている様に、ヘッドの次のバスは、図１０ｄにおいて設けられ ているＮ、１に部分的に重なる第２のＮ、１グレイコード・フィールドを提供す る。

ヘッドの同しバスを使って、図１０ｄにおいて設けられているフィールドから半 トラツクだけオフセットして次のサーボ・バースト・フィールドＡを供給する。

その結果として、本発明の連続的グレイコード・バンド及びカッドサーボ・バー スト・フィールドの供えを全てのセクター及びトラックについて作動可能反復パ ターンで設けることが出来る。

図１１を今参照すると、サーボトラック書込みエラーの訂正に対応する本発明の 設備が示されている。図１１ａに示されている様に、データトラック中心ｗＡＴ 。

に随伴するサーボ・バースト・フィールドは、トラック中心線からオフセントし て書き間違えられている。データトラック中心線Ｔ２に随伴するサーボ・バース ト・フィールドＢは、その位！に表面欠陥が存在することに起因して書き間違え られている。

図１１ｂを参照すると、Ｔ０データ・トラックのＢサーボ・バースト・フィール ド及びＤサーボ・バースト・フィールドで専ら追随するトラックにより、２回の 連続するパスで相補的方向にｌ／４トラツクオフセツトしてサーボ・バーストＣ だけを完全に消去するけれども、トラックＴ０の間違ったサーボ・バースト・フ ィールドＣを消去することが出来る。同様にして、Ｔ、データ・トランクに随伴 する、間違って書かれたサーボ・バースト・フィールドを消去することが出来る 。しかし、物理的欠陥はサーボ・バースト・フィールドＢの直線的訂正を妨げる ので、Ｔ！データ・トラックに随伴するサーボ・バースト・フィールドＣを消去 するために２回の追加の消去パスも行われる。

図１１ｃに示されている様に、１回のパスで、代わりのサーボ・バースト・フィ ールドＣ′を、データ・トラックＴ、に関して適切な場所に書き込むことが出来 る。従って、オフトラック・エラーの永久的出所となるべきものが、サーボ・バ ーストＣ′を設けることによって完全に訂正されている。

しかし、サーボ・バースト近接配置欠陥の存在はセクター全体を欠陥のあるもの と宣言することを必要としないけれども、データ・トラックＴ、に随伴するサー ボ・バースト・エラーを完全に訂正することは出来ない、むしろ、サーボ・バー ストＢ及びその対のサーボ・バーストＣを除去することにより、本発明は、サー ボ・パース）Ａ及びＤの存在だけに基づいて充分なトラック追随精度をなお維持 することが出来る。しかし、Ｂサーボ・バースト・フィールド及びＣサーボ・バ ースト・フィールドが失われる結果として、影響を受けるトラック及びセクター においてトラック追随範囲のロスが生じる。

埋設サーボトラック追随用の４速サーボ・バースト・パターンと、著しく増大し たサーボトラック追随ロック範囲を有する４連用アルゴリズムとを使用するシス テム及び方法を開示した。更に、第２グレイコード・バンドと各データセクター 内のセクター中央位置の４連サーボ・バースト・パターンと関連して更に使用さ れている連続的グレイコード・バンドと関連する４連サーボ・バースト・パター ンの使用により、高性能、大容量ディスクドライブシステムの実現のために非常 に大きなトラック密度でディスクドライブシステムが作動することが可能になる 。

以上から容易に理解される様に、本発明の多くの修正及び変形が、好適な実施例 についての以上の記載に鑑みて可能である。従って、付属の請求項の範囲内で、 本発明を、ここに詳しく記載した以外の態様で実施出来ることが理解されるべき である。

浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） （Ａ＋Ｅ）−（Ｃ＋Ｄ） 平成　年　月　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データ記憶媒体の表面に設けられたデータ・トラックに関してのヘッドの位 置決めのためのサーボ情報を提供するサーボパターンであって、各データトラッ クは一連のデータ・セクターを包含し、前記サーボ・パターンは、それぞれのデ ータ・セクターの長さに関して直列に設けられた複数のサーボ・バースト・フィ ールドから成り、前記サーボ・バースト・フィールドの部分集合は、データトラ ック中心線に対して垂直な前記部分集合の相互重なりの一部として該データトラ ック中心線を画定することを特徴とするサーボ・パターン。 ２．各前記部分集合は、サーボ・バースト・フィールドの対を包含し、データト ラック中心に対して垂直なサーボ・バースト・フィールドの幅（Ｗ）はデータト ラック中心線に対して垂直なトラック幅（Ｔ）に０．５Ｔ＜Ｗ≦１．０Ｔにより 関連しており、前記のサーボ・バースト・フィールドの対は、データトラック中 心線に対して垂直にＷ−（Ｔ／２）だけ重なり、該データトラック中心線は、そ の重なりの中央点で前記対の両方と交差するものとして画定されることを特徴と する請求の範囲第１項に記載のサーボパターン。 ３．各前記部分集合は４連のサーボ・バースト・フィールドを包含しており、デ ータトラック中心に対して垂直な各サーボ・バースト・フィールドの幅（Ｗ）は 、データトラック中心線に対して垂直なトラック幅（Ｔ）に０．５Ｔ＜Ｗ≦１． ０Ｔにより関連しており、前記４連の対は、データトラック中心線に対して垂直 にＷ−（Ｔ／２）だけ重なり、データトラック中心線は、その重なりの中でサー ボ・バースト・フィールドの対と交差するものとして画定されることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載のサーボ・パターン。 ４．前記ヘッドは、それが交差するところのサーボ・バースト・フィールドの全 体の割合に対応する読み出し電圧振幅（Ｖ）を獲得し、４連のサーボ・バースト ・フィールドは、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとしてそれぞれ指定され、前記ヘッドは、｜（ ＶＡ＋ＶＢ）−（ＶＣ＋ＶＤ）｜＝０の時にデータトラック中心線と整列するこ とを特徴とする請求の範囲第３項に記載のサーボ・パターン。 ５．データ記憶媒体の表面に設けられた複数のデータ・トラックに関してのヘッ ドの位置決めのための埋設セクター・サーボ情報を提供するサーボ・パターンで あって、各データ・トラックは複数のデータ・セクターを包含しており、前記サ ーボ・パターンは、それぞれのデータ・セクターに随伴する４個のサーボ・バー ストから成り、前記サーボ・バーストは、それぞれのデータ・セクターの長さの 一部分に沿って分配されていて前記サーボ・バーストの中心点は随伴のトラック 中心線に対して垂直に変位しており、各サーボ・バーストはデータ・トラック幅 の半分だけ他方の前記サーボ・バーストからオフセットしており、随伴のデータ ・セクターの中心線は、前記サーボ・バーストの中心点から垂直にオフセットし て正味ゼロを有する線として画定されることを特徴とするサーボ・パターン。 ６．埋設サーボ制御情報から動作するディスクドライブ制御システムであって、 ａ）サーボ情報及びデータを同心データ・トラックのセクターに記憶させるため の媒体手段であって、前記サーボ情報はデータトラック中心線から対称的にオフ セットした４連のサーボ・バーストを包含しており、サーボ・バーストの前記４ 連の対は前記データトラック中心線に対称的に重なり、前記対の構成要素は前記 データトラック中心線の両側にオフセットしている媒体手段と、 ｂ）位置制御信号に応じてヘッドを前記データ・トラックに関して位置決めする アクチュエータ手段と、 ｃ）前記アクチュエータ手段に接続されて、前記データ・トラックに関しての前 記ヘッドの位置決めを制御する制御手段とから成っており、前記制御手段は、前 記ヘッドに結合されてデータ・セクターの前記サーボ・バースト・フィールドの 各々についての相対的位置値を得る手段と、トラック中心線オフセット値を前記 相対的位置値の対の和の差として決定する手段と、前記トラック中心線オフセッ ト値に応じて前記位置制御信号を前記アクチュエータ手段に供給する手段とを包 含することを特徴とするディスクドライブ制御システム。 ７．回転データ記憶媒体上に設けられた、複数のデータ・セクターを各々包含す る、データ・トラックに関して読み書きヘッドの位置を制御するための閉ループ 位置決めシステムを使用するディスクドライブにおいて、該位置決めシステムは データ・トラックに埋設されたサーボ情報に応答するものであり、セクター・マ ーク、グレイコード・フィールド、第１サーボ・バースト、第２サーボ・バース ト、第３サーボ・バースト及び第４サーボ・バーストを含む埋設サーボ情報を提 供するデータ・セクター・フォーマットから成る改良であって、 前記グレイコード・フィールドは、位置決め情報を記憶するグレイコードを包含 しており、データ・トラックのそれと実質的に同一の、データ・トラック中心線 に対して垂直なフィールド幅を備えており、前記サーボ・バーストは、データ・ トラックの長さに沿って分配されており、前記サーボ・バーストの中心点は、そ れぞれ、１．０（Ｔ）−ｓ、０．５（Ｔ）−ｓ、０．５（Ｔ）−ｓ、及び−１． ０（Ｔ）−ｓの小部分だけデータトラック中心線に対して垂直にそれぞれ変位さ せられ、ここでＴはデータ・トラックの幅であり、ｓは０よりは大きくて０．５ （Ｔ）よりは小さい定数であることを特徴とするディスクドライブ。 ８．複数の同心データ・トラックに関してデータヘッドの位置を制御する閉ルー プ位置決めシステムを使用するハードディスクドライブであって、各データ・ト ラックは複数のデータ・セクターを包含しており、前記ハードディスクドライブ は、 ａ）回転データ記憶媒体であって、前記データ・トラックが前記回転データ記憶 媒体の表面に設けられている回転記憶媒体と、ｂ）前記回転データ記憶媒体の表 面に対して相対的にデータヘッドを移動させるアクチュエータ手段と、 ｃ）前記回転データ記憶媒体の表面からサーボ情報を再生するための前記データ ヘッドに接続され、前記アクチュエータ手段を制御して前記データヘッドを所定 のデータ・トラックに対して相対的に位置決めする制御手段とから成り、前記制 御手段は、前記データ・トラックに所定のパターンで埋設されたサーボ情報に応 じて作動し、各データ・セクターは、セクター・マーク、第１グレイコード・フ ィールド、第１、第２、第３及び第４のサーボ・バースト、第１データ・フィー ルド、セクター中央ギャップ、第２グレイコード・フィールド、第５、第６、第 ７、及び第８のサーボ・バースト、及び第２データ・フィールドを包含しており 、前記第１及び第２のグレイコード・フィールドは、位置決め情報を記憶するグ レイコードを包含していると共に、データ・セクターのそれと実質的に同一の、 データトラック中心線に対して垂直なグレイコード・フィールド幅を備えており 、前記の第１、第２、第３及び第４のサーボ・バーストはそれぞれのデータ・セ クターの長さの対応する部分に沿って互いに隣接して分配されており、前記サー ボ・バーストの中心点は、それぞれ、１．０（Ｔ）−ｓ、０．５（Ｔ）−ｓ、− ０．５（Ｔ）−ｓ、及び−１．０（Ｔ）−ｓの小部分だけそれぞれのデータ・セ クターのトラック中心線に対して垂直にそれぞれ変位させられ、ここでＴはデー タ・トラックの幅であり、ｓは０よりは大きくて０．５（Ｔ）よりは小さい定数 であることを特徴とするハードディスクドライブ。