JPH07141780A - データ記録再生装置及びセクタパルス作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータに特別な部品や回路を取り付けること
なく、モータの回転速度に同期し、且つＺＢＲなどに容
易に対応できるセクタパルスを発生すること。 【構成】 ＰＬＬ回路３２は磁気ディスク５０を回転さ
せるモータの相コイル１−Ａ〜１−Ｃに流す電流を順次
切り替えるタイミングを調整してモータの回転位相制御
を行うが、これら相コイルを切り替える信号はモータの
回転に同期したものとなる。この信号をクロック１００
としてリード／ライトチャネル４及びカウンタ６に供給
しているため、リード／ライトチャネル４は前記クロッ
ク１００に基づいて磁気ディスク５０のセクタにデータ
を読み書きする際の基準クロックを作成すると共に、カ
ウンタ６は前記クロック１００をカウントしてセクタパ
ルス２００を発生する。これにより、セクタパルス２０
０はモータの回転に同期して変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセクタパルス方式の磁気
ディスク装置等で代表されるデータ記録再生装置に係わ
り、特に記録メディア上のデータを記録する区間を示す
セクタパルスを作成するセクタパルス作成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のセクタパルス方式の磁気ディスク
装置では、セクタパルス発生用のサーボ面を持ってい
て、このサーボ面に予め書かれているセクタパルス発生
用データをヘッドによりリードすることによってセクタ
パルスを発生させ、このセクタパルスにより磁気ディス
ク上のセクタを区別して、目標のセクタにデータを書き
込んだり、或いは読み出したりしている。しかし、この
ような磁気ディスク装置では、サーボ面を持っている
分、データの記憶容量が少なくなってしまうという欠点
があった。そこで、サーボ面をなくして前記記憶容量を
増加させている磁気ディスク装置では、クリスタル発振
器から作成された基準クロックを使用してセクタパルス
を生成している。しかし、この方式では、前記セクタパ
ルス生成の基準クロックを得るのにクリスタル発振器を
用いているため、ぶつかる、ひっくり返す等の物理的要
因や、電源電圧が変化してモータトルクが増減してしま
う場合や、モータの回転数が一定であっても、クリスタ
ル発振器の発振状態に微妙な誤差を生じるとその結果ク
ロックの発するタイミングが変わってしまう等の原因で
磁気ディスクを回転させるモータの回転速度が変化した
場合、物理的なセクタの長さが変化してしまい、これを
吸収するためのギャップが各セクタに必要となる。従っ
て、磁気ディスク上にデータ記録できない無駄なギャッ
プを設けなければならない分、磁気ディスクの記録エリ
アの有効活用がなされなくなるという欠点があった。

【０００３】又、セクタパルスを用いず、磁気ディスク
のデータ面の各セクタの先頭にアドレスマークと呼ばれ
る特殊なデータを予め書いておき、そのマークを検出す
ることによりセクタの先頭を識別する磁気ディスク装置
もあるが、この方式を採用すると、アドレスマークと呼
ばれる特別なデータパターンを用いるため、フォーマッ
ト効率が落ちるという欠点があると共に、アドレスマー
クを検出できるリード／ライトチャネル用ＩＣを使用し
なければならず、リード／ライトチャネル用ＩＣの選択
幅が狭くなってしまうという欠点があった。従って、サ
ーボ面を持たずにセクタパルスを発生する方式で、且つ
クリスタル発振器を用いずにセクタパルスを生成し、し
かも、このセクタパルスがモータの回転速度に同期して
変化するものであれば、各セクタに上記したギャップを
設ける必要がなくなる磁気ディスク装置を得ることがで
きる。これには、モータの回転子に近接して設置された
ホール素子により検出されるモータの回転速度に応じた
信号からセクタパルスを作成することが考えられるが、
モータに特別な素子や回路を付け加えなければならず、
磁気ディスク装置の小型化に伴い、小型化されたモータ
にはスペースの点で前記特別な素子や回路の取り付けが
困難になるという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】記憶容量を増大させる
ためにサーボ面を持たない磁気ディスク装置では、クリ
スタル発振器から発生された基準クロックに基づいてセ
クタパルスが生成されるため、磁気ディスクを回転させ
るモータの回転速度が変化した場合、物理的なセクタの
長さが変化してしまう不具合が生じる。そこで、前記セ
クタの長さの変化を吸収するためのギャップを各セクタ
に必要とし、データが書かれない無駄な部分が生じて、
この分、磁気ディスクの記録エリアを有効に使用できな
くなるという欠点があった。又、セクタパルスがクリス
タル発振器から発生された基準クロックに同期している
ため、ゾーンビットレコーディング（ＺＢＲ）を行うた
めに前記セクタパルスの周波数を変化させるのが容易で
ないという欠点もあった。そこで前記モータの回転速度
に応じたセクタパルスをモータの回転子に近接して設け
られるホール素子から得られる信号より作成すれば、上
記欠点を回避することができるが、小型モータには前記
ホール素子やこれに付随する特別な回路を取り付けるこ
とがスペース的に困難で、磁気ディスク装置の小型化を
阻むという欠点があった。

【０００５】そこで本発明は上記の欠点を除去し、モー
タに特別な部品や回路を取り付けることなく、モータの
回転速度に応じたセクタパルスを生成して、磁気ディス
クの記録エリアの有効活用を図ると共に、ＺＢＲなどに
容易に対応できるデータ記録再生装置及びセクタパルス
作成方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は複数の相コイル
に順次流れる電流により発生される回転磁界によって回
転し、且つ前記相コイルに電流を流す切り替えタイミン
グをＰＬＬループにより制御して回転位相を制御するモ
ータによって回転する記録メディア上に情報を記録再生
するデータ記録再生装置において、前記ＰＬＬループに
より発生される信号を分周して前記メディア上のデータ
記録区間を示すセクタパルスを発生する分周回路と、前
記ＰＬＬループにより発生される信号に基づいて、前記
データを読み書きするための基準クロックを作成するク
ロック作成回路とを具備した構成を有する。

【０００７】

【作用】本発明のデータ記録再生装置において、分周回
路はＰＬＬループにより発生される信号を分周してメデ
ィア上のデータ記録区間を示すセクタパルスを発生す
る。クロック作成回路は前記ＰＬＬループにより発生さ
れる信号に基づいて、前記データを読み書きするための
基準クロックを作成する。これにより、前記メディアを
回転させるモータに特別な部品や回路を取り付けること
なく、前記モータの回転に同期して変化するセクタパル
スを発生させることができ、且つ前記分周回路をカウン
タ回路で構成して、このカウンタ回路のカウントアップ
値を任意に設定することにより、前記セクタパルスの周
波数を変化させてＺＢＲ等に容易に対応させることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の磁気ディスク装置の一実施例を
示したブロック図である。１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃは磁
気ディスク５０を回転させるモータの３相固定子コイル
（相コイル）、２−１、２−２、２−３、２−４、２−
５、２−６は前記固定子コイル１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ
に電流を順番に流して回転磁界を発生させる駆動回路を
構成するＦＥＴ、３は前記モータの速度を制御するモー
タスピード制御回路で、制御に使用するクリスタル発振
器３１や回転制御信号を発生するＰＬＬ回路３２を有し
ているが、このＰＬＬ回路３２によって前記モータの回
転に同期したクロック１００を発生する。４はヘッド５
を用いて磁気ディスク５０にデータを読み書きするリー
ド／ライトチャネルで、リード／ライト用の基準クロッ
クを発生するシンセサイザＰＬＬ４１を有している。５
は磁気ディスク５０にデータを読み書きするヘッド、６
は前記クロック１００をカウントしてセクタパルス２０
０を発生するカウンタ、７はヘッド５により読み出され
るインデックスデータを検出し、インデックスデータを
検出する毎にカウンタ６をリセットするインデックス検
出器、８はカウンタ６のカウントアップ値を設定するＣ
ＰＵである。

【０００９】次に本実施例の概略動作について説明す
る。モータスピード制御回路３のＰＬＬ回路３２はクリ
スタル発振器３１から発生される基準クロックと固定子
コイル１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃに発生される逆起電圧と
を比較して、モータの回転速度及び位相を所定値に制御
する信号を作成して、これをＦＥＴ２−１〜２−６から
なる駆動回路に出力することにより、前記モータを所定
の速度及び移相で回転させる。この時、モータスピード
制御回路３のＰＬＬ回路３２から前記モータの回転に同
期したクロック１００が発生され、このクロック１００
がリード／ライトチャネル４のシンセサイザＰＬＬ４１
に入力されると共にカウンタ６に入力される。これによ
り、リード／ライトチャネル４のシンセサイザＰＬＬ４
１は前記クロック１００に基づいてデータをリード／ラ
イトするための基準クロックを発生し、この基準クロッ
クを用いて磁気ディスク５０の目標セクタにデータをヘ
ッド５により読み書きする。この時、インデックス検出
器７はヘッド５により読み出されたシリンダの冒頭を示
すインデックスを検出すると、カウンタ６にリセット信
号を出力する。

【００１０】一方、カウンタ６は前記クロック１００を
カウントするが、ＣＰＵ８によって予め設定されたカウ
ントアップ値まで前記クロック１００をカウントする
と、セクタパルス２００を出力し、インデックス検出器
７からリセット信号が同カウンタ６に入力されるとリセ
ットされる。カウンタ６はこのような動作を繰り返して
クロック１００に同期したセクタパルス２００を出力す
る。尚、前記固定子コイル１Ａ〜１Ｃから発生される逆
起電圧の周波数は例えば２ＫＨｚ程度で、クロック１０
０は１ＭＨｚ程度、ヘッド５によるデータのリード／ラ
イトの周波数は２０Ｍ〜４０Ｈｚ程度であり、セクタパ
ルスはＫＨｚのオーダとなる。

【００１１】図２は図１に示したモータスピード制御回
路３の詳細例を示したブロック図である。３３は固定子
を形成する３相のコイル１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃから発
生される相電圧（逆起電圧）及び中性電圧から雑音を除
去するフィルタ、３４は前記各相電圧Ａ、Ｂ、Ｃの電圧
が０となる零クロス点を検出する零点検出回路、３５は
ウインド発生器３９から発生されるウインドにより抽出
される前記各相コイルから発生される相電圧の零点付近
を抽出する位相比較回路、３６は位相比較回路３５から
出力される電圧波形を積分して電圧制御発振器３７に出
力するループフィルタ、３７はループフィルタ３６から
出力される電圧に対応する周波数で発振する電圧制御発
振器（ＶＣＯ）、３８はＶＣＯ３７から入力される発振
信号と零点検出回路３４により検出された各相電圧Ａ、
Ｂ、Ｃの零クロス点とから、相コイル１−Ａ〜１−Ｃに
流す電流を相毎に切り替える相切替信号を発生する相切
替コントローラ、３９は固定子コイル１−Ａ〜１−Ｃに
より発生される相電圧Ａ、Ｂ、Ｃの零クロス付近を切り
出すウインドを発生するウインド発生器、４０は相切替
コントローラ３８から入力される相切替信号とモータ電
流コントローラ４３から入力される速度制御信号に基づ
いて、図１に示した駆動回路を形成するＦＥＴ２−１〜
２−６を駆動させるモータ駆動信号を発生するドライバ
コントローラ、４１は零点検出回路３４により検出され
た各相電圧の零クロス点とクリスタル発振器３１から入
力される基準信号との周波数誤差を比較し、得られた周
波数誤差をループフィルタ４２に出力する位相比較回
路、４２は位相比較回路４１から入力される誤差電圧の
位相及び周波数特性を調整するループフィルタ、４３は
ループフィルタ４２から入力される誤差電圧を０とする
ように、モータの電流を制御する速度制御信号を発生す
るモータ電流コントローラである。

【００１２】固定子を形成する３相コイル１−Ａ〜１−
Ｃから発生された相電圧Ａ、Ｂ、Ｃ及び中性点電圧Ｎは
フィルタ３３を介して零点検出回路３４と位相比較回路
３５に入力される。位相比較回路３５はウインド発生器
３９から発生される図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すようなウ
インドにより切り出される図３（Ｅ）の斜線で示すよう
な零クロス付近の各相電圧を抽出して、これをループフ
ィルタ３６に出力する。ループフィルタ３６は入力され
る前記零クロス付近の相電圧を積分して電圧制御発振器
３７に出力する。ここで前記各相電圧に位相差がない場
合、即ちモータの回転が設定された位相どおりである場
合、位相比較回路３５により切り出される相電圧は図４
の（Ａ）に示した斜線部分となる。しかし、前記モータ
の回転位相が進んでいる場合は図４（Ｂ）の斜線部分の
ようになり、又、前記モータの回転位相が遅れている場
合は図４（Ｃ）の斜線部分のようになる。

【００１３】ループフィルタ３６は図４に示した斜線部
分を積分するため、位相差がない場合はその積分値は０
となり、位相の進み，遅れでその積分値が＋になったり
或いは−になる。従ってループフィルタ３６は積分して
得た電圧をＶＣＯ３７に出力するため、ＶＣＯ３７の発
振周波数は前記モータの回転位相が進んでいる場合はこ
れを遅らせるように、逆に遅れている場合はこれを進ま
せるようにその発振周波数を変化させる。ＶＣＯ３７は
発振信号を相切替コントローラ３８に出力すると共に、
ウインド発生器３９にフィードバックする。相切替コン
トローラ３８はＶＣＯ３７から入力される図３（Ａ）に
示すような発振信号と零点検出回路３４から入力される
相電圧のゼロクロス検出情報とに基づいて、相コイル１
Ａ〜１Ｃに電流を流すタイミングを切り替える図３
（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）に示すような相切替制御信号を
作成して、これをドライバコントローラ４０に出力す
る。従って、前記ＶＣＯ３７から出力される図３（Ａ）
に示すような発振信号をクロック１００とすれば、この
クロック１００の周波数は前記モータの回転数に同期し
て変化することになる。

【００１４】一方、位相比較回路４１は零点検出回路に
より検出された各相電圧の零クロス検出信号とクリスタ
ル発振器３１により発振される基準信号とを比較し、得
られた両信号の周波数誤差信号をループフィルタ４２を
介してモータ電流コントローラ４３に出力する。モータ
電流コントローラ４３は入力される周波数誤差信号が零
となるように図３（Ｆ）に示すような速度制御信号を発
生して、これをドライバコントローラ４０に出力する。
ドライバコントローラ４０は相切替コントローラ３８か
ら入力される相切替信号とモータ電流コントローラ４３
から入力される速度制御信号とに基づいて、モータの回
転速度と位相が所定値になるように図１に示した駆動回
路を構成するＦＥＴ２−１〜２−６を制御する駆動信号
を発生する。これにより、磁気ディスク５０を回転させ
るモータは所定の速度及び位相で回転するが、上記に示
したような原因でその回転位相などがずれた場合には、
ＶＣＯ３７から出力されるクロック１００は前記ずれに
応じた周波数に変化する。

【００１５】図５は図１に示したシンセサイザＰＬＬ４
１の詳細例を示したブロック図である。図１に示したモ
ータスピード制御回路３から入力されるクロック１００
は１／Ｎ分周器４１１により１／Ｎに分周された後、位
相比較器４１２に入力される。一方、ＶＣＯ４１５の発
振信号３００は１／Ｍ分周器４１６により１／Ｍに分周
された後、位相比較器４２に入力される。これにより、
位相比較器４１２は前記分周器４１１から入力される信
号と分周器４１６から入力される信号の位相差を得、こ
の位相差をチャージポンプ４１３により電流の大きさに
変換し、この電流をループフィルタ４１４により電圧に
変換してＶＣＯ４１５に出力する。ＶＣＯ４１５は前記
位相比較器４１２により得られた位相差が０となるよう
に、その発振周波数を変化させて発振する。これによ
り、リード／ライトチャネル４にてデータのリード／ラ
イト用に用いられる基準クロック３００がＶＣＯ４１５
から得られるが、これはクロック１００に同期したもの
となり、モータの回転数の変化に同期してその周波数が
変化することになる。

【００１６】本実施例によれば、磁気ディスクを回転さ
せるモータの相コイル１−Ａ〜１−Ｃを切り替えるタイ
ミングを制御して、前記モータの回転位相を制御するＰ
ＬＬ回路３２を構成するＶＣＯ３７から発生される信号
をクロック１００とし、このクロック１００を前記磁気
ディスク５０にデータを読み書きするための基準クロッ
クを発生するために用い、且つセクタパルス２００を作
成するために用いているため、前記モータの回転位相が
ずれると、これに同期して前記ＰＬＬ回路３２を構成す
るＶＣＯ３７から発生されるクロック１００の位相もず
れるため、このクロック１００に基づいて作成されたセ
クタパルス２００も前記磁気ディスク５０の回転のずれ
に同期して、その発生間隔がずれて、常に前記磁気ディ
スク５０上の各シリンダに設定されているセクタの先頭
を正確に示すことができる。

【００１７】しかも、前記磁気ディスクの回転のずれに
応じて、データのリード／ライトの基準クロック２００
の周波数も同様の理由で変化して、データの読み書きが
行われるため、従来必要であった前記磁気ディスク５０
の回転のずれを吸収するためのギャプを小さくしたり、
或いは取り除いても、書き込みデータが前記セクタから
はみ出たり、或いはセクタ長より異常に短く書き込まれ
るのを防止することができ、前記磁気ディスク５０の記
録エリアを有効に使用することができる。又、ＣＰＵ８
によってカウンタ６のカウントアップ値の設定を変える
だけで、セクタパルスの周波数を変えることができるの
で、ＺＢＲに対しても容易に対応することができる。更
に、各セクタにアドレスマークを書き込む必要がないた
め、フォーマット効率を向上させることができ、リード
／ライトチャネル用のＩＣ選択幅を広げることができ
る。更に、上記モータの回転に対応して周波数が変化す
るクロック１００を作成するのに、前記モータに特別な
部品や回路を取り付ける必要がないため、モータを小型
化して磁気ディスク装置の小型化を図ることができる。
尚、本発明は磁気ディスク装置だけでなく、光磁気ディ
スク装置、或いは光ディスク装置に適用しても同様の効
果がある。

【００１８】

【発明の効果】以上記述した如く本発明のデータ記録再
生装置及びセクタパルス作成方法によれば、モータに特
別な部品や回路を取り付けることなく、モータの回転速
度に応じたセクタパルスを生成して、磁気ディスクの記
録エリアの有効活用を図ると共にＺＢＲなどに容易に対
応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の一実施例を示した
ブロック図。

【図２】図１に示したモータスピード制御回路の詳細例
を示したブロック図。

【図３】図２に示したＰＬＬ回路の動作を説明するタイ
ムチャート。

【図４】図２に示したＰＬＬ回路の位相比較回路で抽出
される相電圧の零クロス付近を示した図。

【図５】図１に示したシンセサイザＰＬＬの詳細例を示
したブロック図。

【符号の説明】

１−Ａ〜１−Ｃ…コイル ２−１〜２−６
…ＦＥＴ ３…モータスピード制御回路 ４…リード／ラ
イトチャネル ５…ヘッド ６…カウンタ ７…インデックス検出器 ８…ＣＰＵ ３１…クリスタル発振器 ３２…ＰＬＬ回
路 ３３…フィルタ ３４…零点検出
回路 ３５、４１…位相比較回路 ３６、４２…ル
ープフィルタ ３７…ＶＣＯ ３８…相切替コ
ントローラ ３９…ウインド発生器 ４０…ドライバ
コントローラ ４１…シンセサイザＰＬＬ ５０…磁気ディ
スク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の相コイルに順次流れる電流により
   発生される回転磁界によって回転し、且つ前記相コイル
   に電流を流す切り替えタイミングをＰＬＬループにより
   制御して回転位相を制御するモータによって回転する記
   録メディア上に情報を記録再生するデータ記録再生装置
   において、前記ＰＬＬループにより発生される信号を分
   周して前記メディア上のデータ記録区間を示すセクタパ
   ルスを発生する分周回路を具備したことを特徴とするデ
   ータ記録再生装置。
2. 【請求項２】 分周回路はＰＬＬループにより発生され
   る信号をカウントするカウンタ回路により成ることを特
   徴とする請求項１記載のデータ記録再生装置。
3. 【請求項３】 ＰＬＬループにより発生される信号に基
   づいて、データを読み書きするための基準クロックを作
   成するクロック作成回路を具備したことを特徴とする請
   求項１又は２記載のデータ記録再生装置。
4. 【請求項４】 複数の相コイルに順次流れる電流により
   発生される回転磁界によって回転し、且つ前記相コイル
   に電流を流す切り替えタイミングをＰＬＬループにより
   制御して回転位相を制御するモータによって回転する記
   録メディア上に情報を記録再生するデータ記録再生装置
   にあって、前記記録メディア上のデータを記録する区間
   を示すセクタパルスを前記ＰＬＬループにより発生され
   る信号に基づいて作成することを特徴とするセクタパル
   ス作成方法。