JPH07111818B2 - 障害検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク装置、特にサーボトラックから再
生される磁気ヘッド位置信号を磁気ヘッド駆動系に入力
して、磁気ヘッドの送り速度制御または位置決め制御を
行う方式の磁気ディスク装置に関する。

フロッピーディスク装置など記録密度の比較的低い磁気
ディスク装置では、ステッピングモータ等を用いたオー
プンループ制御によって磁気ヘッドの位置決め制御を行
うものがあるが、高性能機種では、一般に、複数の磁気
ディスク面の中の１面にサーボ面を設け、このサーボ面
のサーボトラックに書き込まれているサーボ情報からサ
ーボ信号を再生し、更にこのサーボ信号からトラック通
過パルスと磁気ヘッド位置信号とを再生し、これらの信
号を用いて磁気ヘッドの送り速度を含む位置決め制御が
行われる。

第２図は、サーボトラックの符号化の１例である。

本サーボトラックの符号化は、特開昭52-4209号公報に
詳細に記載されている。

要約すると、各トラックは第１方向に磁化された長い部
分とそれに続く反対方向に磁化された短い部分との交番
より成る。磁化方向は矢印で示されている。

２つの起りうる方向のうちの第一の方向の磁気遷移は隣
り合ったトラック同志整列されているので連続遷移11が
ディスク上に放射状に拡がる。

前述の通り反対極性の介在遷移は隣り合ったトラック同
志でずれている。

２つのパターンの間の相異も同図から明らかである。

連続遷移11の一方の側にある正規のサーボセルＮはその
遷移の反対側にある偏位サーボーセルＱのサーボトラッ
クから半トラック幅だけ半径方向に偏位されている。

かくして正規のセルＮの２つの隣り合ったトラック間の
案内経路上のトラック整合位置に正しく位置付けられた
サーボヘッドは偏ったセル即ち偏位セルＱのトラック上
で完全にトラック外れ状態となる。

そして「偏位セルＱ」は正規セルＮに対して半径方向に
ずらされて例えば90°（第４図）の位相差る有する信号
を発生する。

第３図のａ乃至ｅはサーボヘッドが正規のセルＮに対し
てトラック整合位置にあるとき、及びその後次第にトラ
ック外れ位置に移って遂に正規のセルに対して完全にト
ラック外れとなり、且つ偏位セルに対してトラック整合
位置に移るまで、サーボヘッドで発生される程々の波形
を示す。

サーボヘッドが正規サーボセルＮに対してトラック整合
し、その変換ギャップ位置12（第２図）にあるとき、そ
のサーボヘッドによって発生される正規のトラック整合
波形が第３図ａに示される。

この位置に於いてサーボヘッドは第１の正規セルＮに入
るとき負のクロックパルス13を発生する。

隣り合ったトラックの２つのずれた遷移がそのベッドの
変換ギャップを通過するとき２つの正規の正位置パルス
がこれに続く。これらの２つの遷移から受ける影響は等
しく、従って結果として生じる正規パルス14及び15の大
きさは互いに等しく且つ負のクロックパルスの大きさの
半分である。次の連続遷移11がヘッドの変換ギャップを
通過するとき更にクロックパルス13が発生される。

偏位セルが次にギャップを通過する。ヘッドは正規のセ
ルに対してトラック整合される中央に位置付けられてい
るので、そのヘッドは偏位セルの両側のトラックに発生
する何れの遷移も検出できない。従って地点16に現われ
る第１の偏位セル位置パルスの大きさはゼロである。そ
れと反対に、ヘッドが中央位置付けされた偏位セルトラ
ックに発生する遷移は完全に感知されて、負クロックパ
ルス13の大きさに等しい最大の大きさの第２の偏位セル
位置パルス17を発生する。次の連続遷移11が変換ギャッ
プを通過するとき更にクロックパルス13が発生され、そ
して更は互いに大きさの等しい２つの正規の位置パルス
14及び15が後続し、以下同様に繰返される。

サーボセルの２つの位置パルスの合計の大きさはクロッ
クパルスの大きさと等しい。正規の位置パルス相互間の
大きさの差ENが正規のセルの案内径路上のトラック整合
位置からのサーボヘッドの正規の位置誤差を表示する。
同様に偏位セル位置パルス相互の大きさの差EQは偏位セ
ルの案内経路上のトラック整合位置からのサーボヘッド
の偏位セル位置誤挙を表示する。第３図ａに示された事
例ではENがゼロでEQが最大である。

第３図ｂに示された波形はトラック巾の凡そ1/4だけ正
規のセルに対してトラック外れした位置18（第２図）に
変換ギャップが位置付けされたサーボヘッド３によって
発生されたものである。クロックパルス13は連続遷移11
がサーボヘッドを通過する度毎に発生される。この事例
では正規セルにあるずらされた遷移から受ける影響は、
変換ギャップが１方のトラックに対するより他方のトラ
ックに対して早く乗っているため均等でない。正規の位
置パルス14は減少し正規の位置パルス15はそれに相当す
る量だけ増加して、小さい正規誤差信号ENを生じさせる
ことが第３図からわかる。

サーボヘッドは今トラック巾の1/4だけ偏位セルのトラ
ック整合位置に接近しているので、小さな第１偏位セル
位置パルス16が発生されそして第２偏位セル位置パルス
17の大きさはそれに相当する量だけ減少される。再びこ
れらのパルスの大きさの差が偏位セルトラック整合位置
からのサーボヘッドの偏位セル位置誤差EQを表示する。

第３図ｃは正規のトラック整合位置から凡そ1/2トラッ
ク巾だけ外れた位置19（第２図）に変換ギャップがある
ときに発生される波形を示す。再度正規位置誤差信号EN
が増加して偏位セル位置誤差信号EQは減少する。ヘッド
は正規トラック整合位置と偏位トラック整合位置の中間
にあるのでENとEQの大きさは等しい。

第３図ｄは正規トラック整合位置から凡そ3/4トラック
巾だけ外れた位置20（第２図）にある変換ギャップで発
生される波形を示す。正規位置誤差信号ENは更に増加し
て偏位セル位置誤差信号EQがそれに相当する量だけ減少
する。

第３図ｅは正規セルＮに対して完全にトラック外れ状態
になり且つ偏位セルＱに対してトラック整合状態になる
位置21（第１図）にある変換ギャップで発生される波形
を示す。このような状況の下では第１正規位置パルス14
は出現せず、第２正規位置パルス15が最大となって最大
の正規誤差信号ENを表示する。偏位セル位置パルス16及
び17の大きさは等しい。

第３図ｆはサーボヘッドが正規セルＮに対して再びトラ
ック整合状態になるように位置12へ移動せしめられたと
き発生される波形を示す。正規位置パルス14及び15はそ
の大きさが等しく、大きさゼロの正規位置誤差信号を与
える。それと同時に大きさが最大で第３図ａに示された
ものとは符号が反対である偏位セル位置誤差信号EQを与
える。

第３図ｇはサーボヘッドが偏位セルＱに対して次のトラ
ック整合状態になるように同じ方向の位置21′へ移動し
たとき発生される波形を示す。偏位セル位置パルス16及
び17は大きさが等しく、大きさゼロの偏位セル位置誤差
信号EQを与えると同時に正規位置誤差信号ENが最大にな
る。その正規位置誤差信号は第３図ｅに示された事例の
信号とは反対の符号のものであることがわかる。サーボ
ヘッドが正規のセルＮに対して次のトラック整合状態に
なるまで引続き移動すると第３図ａに示されたのと同じ
波形を発生し、そのサイクルが完成される。サーボヘッ
ドがサーボトラックを横切って同一方向にそのアクセス
移動を継続するとそのサイクルは反復される。

これは第４図に図示され、同図はトラックアクセス動作
中横切られるトラックｔに対する誤差電圧Ｅの変化を示
す。同図に２つの波形が示されている。波形Ｎは正規の
セルから取出された正規誤差信号を示し、波形Ｑは偏位
セルから取出された偏位セル誤差信号を示す。図示され
た状態はデータヘッドがトラック０のトラック整合位置
で開始したトラックアクセスに関するものである。この
状態の下では正規誤差信号ENはゼロであり、偏位セル誤
差信号EQは最大である。これらの波形はトラックが横切
られるときどのようにして誤差信号がその極性を変える
かを明瞭に示す。この例ではデータヘッドは正規誤差信
号ENがゼロになる度毎にトラック整合状態になる。正規
誤差信号と偏位セル誤差信号とを用意したため、正規誤
差信号がゼロのとき及び偏位セル誤差信号がゼロである
ときに夫々データトラックがサーボヘドによって定義さ
れるので、記憶装置の密度を倍増する可能性を与えるこ
とがわかる。

この方法で発生された誤差信号はトラック整合位置の両
側でトラックの1/4巾の間に限ってリニヤである。偏位
セル波形Ｑのリニヤ部分23が始まるときに正規波形Ｎの
リニヤ部分22が終了し、波形Ｑのリニヤ部分23が終了す
るときに波形Ｎのリニヤ部分22が始まることが第４図か
らわかる。従ってアクセス動作中のヘッドの正確な表示
が正規誤差信号及び偏位セル誤差信号のリニヤ部分の変
化の割合から得られることになる。

第５図は、サーボヘッドより読出された信号より実際の
位置決め信号を生成するための回路を示し、第６図は第
５図における各部の波形を示す。

位置信号発生回路１は、サーボヘッドの読出し信号とし
て第３図に示すような波形が入力され、第４図に示すよ
うな波形の２つの正弦波状の信号を分離して発生する。

このブロック内の具体的図路例は、上述した特開昭52-4
209号公報に詳細に記載されるも簡単に説明すると、サ
ーボヘッドより読み出された信号を一たん増幅するもそ
の信号より偏位セルの境界パルスを検出するとときこの
パルスに同期して位置パルスを検出する。

この検出された位置パルスは、ピークホールドされると
ともに、各偏位セル内の２つの位置パルスの差分を順次
出力する事により、位置信号発生回路１の出力として第
４図に示す信号を出力する。

この信号は、それぞれ第６図（１）及び（２）に示され
る。

次にこの波形のリニヤ部分のみを取出すための第５図に
おける各部の動作を説明する。

位置信号発生回路１から出力された信号は、比較器２及
び２′に入力され、比較器２は信号ＮがＱより大きい値
の区間に信号が出力され、比較器２′は、信号Ｎ＋Ｑが
零以上の区間において出力信号を発生する。

このようにして得られた信号を第６図（３）及び（４）
に示す。

このようにして得られた信号はデータ抽出窓生成回路３
に入力され、第６図（５）〜（８）の信号を作成する。

これは、単なる比較器で構成する事が出来るが条件は、
以下の通りである。

出力＊SNNは、比較器２の出力が“1"で比較器比較器
２′の出力が“0"の場合に出力を発する。

出力＊SQNは、比較器２の出力が“1"で比較器２′の出
力が“1"の場合に出力を発生する。

出力＊SNIは比較器２の出力が“0"で比較器２′の出力
が“1"の場合に出力を発する。

出力＊SQIは比較器２の出力が“0"で比較器２′の出力
が“0"の場合に出力を発する。

このようにして得られた信号は、アナログスイッチ４〜
７のスイッチの間閉に使用される。

アナログスイッチ４〜７には、第５図の結線通りの信号
が位置信号発生回路１よりそれぞれ入力され、データ抽
出窓生成回路３からの４つの信号によりそれぞれ開閉さ
れ、これにより得られた信号が反転増幅器８に入力さ
れ、アナログスイッチより負側の信号のみ正側に反転出
力され、第６図（９）で示した信号を出力する。

このようにして位置信号が生成される。

このような位置信号が生成されるとヘッドの位置決めに
使用される。

すなわちオントラック制御の場合において、第６図
（９）で示したいずれかの領域においてＡ′のレベルす
なわち零レベルの位置になるようにヘッド位置決め制御
を行なえばよい。

このように、磁気ヘッド位置信号はサーボトラックに書
き込まれているトラック情報から再生されるものであ
り、ヘッドクラッシュその他の原因によるサーボトラッ
クの障害、その他、磁気ヘッド位置信号再生系の各部に
障害があれば正しい信号が得られないのは言うまでもな
い。

したがって、磁気ディスク装置には上記のような各種の
障害を確実に検出するための手段が設けられなければな
らない。

〔従来の技術〕

第７図は磁気ディスク装置に備えられた障害検出回路の
従来例である。

第５図の出力である位置信号（第６図（９））の信号
は、例えば800Hz以下の低域周波数をろ波する低域ろ波
器（LPF）30に入力され、その後この低域ろ波器（LPF）
30の出力レベルが比較回路31により設定した基準値（正
及び負の両方）を超えたとき検出信号を発生するととも
に、この検出信号をラッチするラッチ回路32が設けられ
ている。

このラッチ回路32の信号は、エラー信号として上位に報
告される。

そしてこのエラー信号がオントラック中の場合、すなわ
ち所望のトラックにヘッドが位置付けられている時にエ
ラーが有効とされる。

また、比較器31による基準レベルは、正常な時には生ず
る事がない信号レベルを検出するように設定される。

すなわち、オントラック中において位置信号は理想的に
は出力レベル零であり、それより多少のレベル変動があ
るにしても、位置信号のピーク値までは変動する事がな
いので、位置信号のピーク値より低い値に設定される。

また低域ろ波器（LPE）30は、ノイズレベルによる誤検
出を防止するために設けられている。

従って、従来の回路においては、比較的長い時間の間エ
ラー信号が出力されるような位置信号が存在している時
のみ検出されるように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来例においては、媒体欠陥等により生ず
る位置信号の異常を検出する事が出来るが、この異常検
出は、ヘッドの位置制御そのものが全く出来なくなるよ
うな場合にのみ限られている。

即ち、低域ろ波器を使用して、比較的広範囲にわたる媒
体欠陥等による位置信号が検出出来ないという問題があ
る。

確かに装置においては、多少のミスすなわち、位置制御
が行なえなくなるような位置信号の異常以外は、検出す
るメリットは余りなく、逆にそのようなものまで検出す
る事の方が装置としては不必要な障害処理を多く行なう
事となり、装置安定度が逆に低下すると考えられてい
た。

しかしながら近年になって、障害である事を示すエラー
信号が上らず、サーボヘッドの位置制御がうまく行なえ
ない状態が生じる事がわかった。

これは、比較器31のスライスレベルの設定や低域ろ波器
30の周波数特性の設定において最適値を見つけ出す事が
困難であるためである。

またフィールドにおける障害調査においても、従来の障
害検出回路では、媒体上のキズの状態などを細かく検査
する事が出来なかった。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明になる障害検出回路は、磁気ヘッド位置信号中の
低域周波数をろ波する低域ろ波器と、前記低域ろ波器の
出力レベルが設定した基準値を超えたとき検出信号を発
生する比較回路と、前記磁気ヘッド位置信号中の高域周
波数をろ波する高域ろ波器と、前記高域ろ波器の出力レ
ベルが設定した基準値を超えたとき検出信号を発生する
比較回路とを備えることによって、前記問題点の解消を
図ったものである。

〔作用〕

すなわち本発明は、磁気ヘッド位置信号中の低域周波数
のみでなく、高域周波数にも着目して障害の検出を行う
とともに、これらの検出を別々に出力出来るようにして
いるため、媒体上のキズなどを細かく分析する事が可能
となる。

〔実施例〕

以下に本発明の要旨を第１図に示す実施例によって具体
的に説明する。

第１図は本発明一実施例の構成図であり、第７図従来例
と共通する符号は同一の対象を指し、その他、33は磁気
ヘッド位置信号中の2KHz以上の高域周波数をろ波する高
域ろ波器（HPF）、34は高域ろ波器33の出力レベルが設
定した基準値を超えたとき検出信号を発生する比較回路
また、35はこの検出信号をラッチするラッチ回路であ
る。

すなわち、低域ろ波器30とその出力レベルを検出する比
較回路31のほかに、高域ろ波器33とその出力レベルを検
出する比較回路34とを設けたものである。

以上のように構成することにより、従来検出するとこの
出来なかった高周波的な位置信号のみだけを検出するこ
とが出来るとともに、これらの検出出力を分離して検出
する事が出来る。

従って、ヘッド位置決め制御関係による障害分析が細か
く行なう事が出来、媒体欠陥の状態が明確となる。

第１図に示した回路は、装置とは分離して、フィールド
のカストマーに持たせ、フィールドにおける障害の解析
用としても使用することが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればサーボ面の円周方
向に沿って生じた損傷のほか、サーボ面の半径方向に生
じた損傷、あるいは磁気ディスク装置の故障による異常
振動等を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成図、 第２図〜第６図は産業上の利用分野に関する説明図。 第７図は従来例の構成図である。 図中、30は低域ろ波器、31と34は比較回路、32は35はラ
ッチ回路、33は高域ろ波器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボトラックから再生される磁気ヘッド
   位置信号によって磁気ヘッドの位置決め制御を行う磁気
   ディスク装置に設けられ、前記磁気ヘッド位置信号中の
   低域周波数をろ波する低域ろ波器と、前記低域ろ波器の
   出力レベルが設定した基準値を超えたとき検出信号を発
   生する比較回路と、前記磁気ヘッド位置信号中の高域周
   波数をろ波する高域ろ波器と、前記高域ろ波器の出力レ
   ベルが設定した基準値を超えたとき検出信号を発生する
   比較回路とを備えることを特徴とする障害検出回路。