JPH07182809A

JPH07182809A - 磁気ヘッドの位置制御方法

Info

Publication number: JPH07182809A
Application number: JP32519893A
Authority: JP
Inventors: Masato Kawai; 正人川合
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ヘッドの位置制御回路の小型化を可能とす
る、アナログ素子、多ビットＡ／Ｄコンバーターを用い
ない磁気ヘッドの位置制御方法を提供すること。【構成】位置情報の読みだし再生パルスの、基準時刻か
らの分布時刻・分布時間から位置情報信号を生成し、磁
気ヘッドの位置制御を行う方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ面サーボ方式を
採用する磁気ディスク装置に係わり、さらに詳しくは、
磁気媒体上で、磁気ヘッドの位置制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に従来の磁気ヘッドの位置制御方法
において採用していたサーボパターンを示す。従来の磁
気ヘッドの位置制御方法においてサーボパターンは、円
周方向に並んだ複数の磁化反転１からなり、さらに１ト
ラックおきにトラック中心２とパターン中心３を互いに
０．５トラックの幅でずらして配置したパターン（以
下、バーストパターンと記す）で構成されていた。さら
に、図１における第１のバーストパターン４および第２
のバーストパターン５のように、各バーストパターンは
円周方向で互いに、完全に重なり合うことがないような
位置関係に配置されていた。

【０００３】図２に従来の位置情報信号生成回路の構成
概要図を示す。従来の磁気ヘッドの位置制御方法では、
バーストパターンの読みだし再生波形の振幅の大きさ
（以下、振幅強度と記す）を位置情報信号として磁気ヘ
ッドの位置制御を行っていた。そこで、振幅強度の絶対
値をより正確に得るためのＡＧＣアンプ６、振幅強度を
精度良く得ることができるように、ＡＧＣアンプの出力
を時間積分するためのアナログ積分器７、さらに、アナ
ログ積分器によりアナログ信号として得られた位置情報
信号を、ソフトウェアによる位置制御（以下、ソフトウ
ェアサーボと記す）で使用できるように、ディジタル信
号に変換するための多ビット高速Ａ／Ｄコンバーター８
によって構成されていた。

【０００４】次に従来の位置情報信号の生成方法を説明
する。従来の磁気ヘッドの位置制御方法では、ＡＧＣア
ンプ６を通過したバーストパターンの読みだし再生波形
を、アナログ積分器７において積分指令信号に従い、入
力信号の振幅を前記積分指令信号の有効な時間積分しア
ナログ位置情報信号を、さらにソフトウェアサーボで利
用できるように多ビット高速Ａ／Ｄコンバーター８で２
進デジタルデータに変換することにより位置情報信号を
得ていた。

【０００５】また、従来の磁気ヘッドの位置制御の方法
は、第１のバーストパターンから得られた位置情報信号
と第２のバーストパターンから得られた位置情報信号の
差を位置誤差情報信号とし、位置誤差情報信号が０にな
るような方向へ磁気ヘッドの位置を制御していた。すな
わち、第１のバーストパターンから得られた位置情報信
号９と第２のバーストパターンから得られた位置情報信
号との大きさが等しくなるように磁気ヘッドの位置を制
御することにより、磁気ヘッドを所望のトラックのトラ
ック中心へ追従させていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の位置情報信号生成回路で用いられているアナロ
グ積分器は内部にコンデンサー、増幅器といったアナロ
グ素子を含んでおり小型化、高精度化が困難であるとい
う課題があった。また、ソフトウェアサーボへ対応させ
るために、大規模な多ビット高速Ａ／Ｄコンバーターが
不可欠であり、位置情報検出の完全なデジタル化およ
び、位置制御回路の簡略化が困難であるという課題があ
った。

【０００７】そこで本発明の目的は、ソフトウェアサー
ボに対応する、アナログ素子を用いない磁気ヘッドの位
置制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、バーストパターンは、１つの磁化領域あるいは２つ
の磁化反転を１組として、位置情報の最小基本要素（以
下、位置情報要素と記す）とし、２つ以上の複数の位置
情報要素で構成し、かつ、それぞれの位置情報要素をト
ラック幅と比較して微少な一定幅で、径方向の任意の一
方向に変位させ複数のトラックを斜めに横断するように
配置した傾斜配置バーストパターンとする。

【０００９】さらに、サーボパターンは、複数の傾斜配
置バーストパターンを、径方向に１トラック以上の任意
の間隔で配置するように構成する。

【００１０】位置情報信号生成回路は、サーボパターン
の読みだし再生波形を任意に設定したスライスレベルで
パルス化するパルス化回路、前記パルス化回路のパルス
出力が連続して発生している間、有効となる信号を出力
するエンベロープ生成回路で構成し、さらに前記位置情
報信号生成回路には、サーボパターン、あるいは外部信
号をもとに磁気ヘッドがサーボパターン領域内にある時
間、有効となるサーボ領域信号を入力する。

【００１１】傾斜配置サーボパターンを通過する磁気ヘ
ッドが、磁気媒体ディスク上の任意の位置にある場合、
サーボ領域の始まりから実際にサーボパターンを横切り
始めるまでの時間は磁気ヘッドの位置に対応にする。す
なわち、サーボ領域信号の有効な時間内における再生パ
ルスの分布する時刻により磁気ヘッドの位置情報を得る
ことができる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面をもとに説明する。図
３に本発明のサーボパターンの実施例を示す。本実施例
の傾斜配置バーストパターン１１は、２つ磁化反転１２
を１組として位置情報の最小基本要素（以下、位置情報
要素と記す）１３とし２つ以上の複数の位置情報要素で
構成され、さらにそれぞれの位置情報要素をトラック幅
と比較して微少な一定幅で、径方向の任意の一方向に変
位させることにより、連続する３つのトラックを斜めに
横断するように配置する。さらに、サーボパターンは、
傾斜配置バーストパターン１１を１トラック間隔で配置
する構成とする。

【００１３】また、図４に示すように、非磁性層上に独
立して形成し、かつ円周方向の任意の一方向に磁化した
磁性体を位置情報要素１３としてサーボパターンを構成
してもよい。あるいは、磁性層に凹凸を形成し、凹部を
磁気媒体ディスクの円周方向の任意の一方向に、凸部を
反対方向に磁化した磁気ディスク媒体の凸部を位置情報
要素１３として構成してもよい。

【００１４】また、一つの傾斜配置バーストパターンが
横切るトラック数は３トラック以上であってもかまわな
いし、各傾斜配置バーストパターンの径方向での間隔は
１トラック以上であってもかまわない。

【００１５】図５に本発明で実施した位置情報信号生成
回路のブロック図を示す。位置情報信号生成回路は、パ
ルス化回路１４、エンベロープ生成回路１５、デジタル
加算器１６、デジタル除算器１７、クロック発生器１
８、デジタルカウンター１９、シフトレジスタ２０の７
つのブロックで構成する。また、外部入力信号として、
再生信号およびサーボ領域信号を入力する。サーボ領域
信号は、磁気ヘッドがサーボパターン領域内にある時
間、有効となるように設計した信号である。また、サー
ボ領域信号の生成方法は、外部に備えられた基準クロッ
クを用いクロック周期を計測する事で生成してもよい
し、サーボパターンに、さらにサーボパターン領域の始
まりおよび終わりを示すコードを付加し、専用のデコー
ド回路により生成してもよい。

【００１６】次に、各ブロックの機能を説明する。パル
ス化回路１４は、磁気ヘッドからの再生データ出力（以
下、再生信号）を入力とし、再生信号の波形の極大値
が、パルス化回路１４で設定したしきい値よりも大きい
場合に、極大値を示した位置に矩形波（以下、ＲＤＰ）
を出力する。

【００１７】クロック発生器１８は、シフトレジスター
２０に入力するためのカウントアップクロックを発生す
る。クロック発生器１８のクロック周波数は、ＲＤＰの
最高周波数の２倍以上になるように設定する。

【００１８】エンベロープ生成回路１５は、ＲＤＰ信号
を入力とし、ＲＤＰが連続して発生している時間、有効
となる信号をエンベロープ信号として出力する。

【００１９】デジタルカウンター１９は、ＲＤＰ、サー
ボ領域信号、カウントアップクロックを入力とし、サー
ボ領域信号が有効な時間に発生したＲＤＰの数、あるい
はサーボ領域信号が有効かつＲＤＰが有効な時間に発生
したクロックパルスの数を計測し、カウント信号として
出力する。

【００２０】シフトレジスタ２０は、サーボ領域信号が
有効な時間、有効になった時刻Ｔ₀を時刻基準とし、カ
ウントアップクロックのクロック周期を単位として時刻
ｔ_resiを出力する。

【００２１】デジタル加算器１６は、エンベロープ信
号、ＲＤＰ、シフトレジスタ２０の出力ｔ_resiを入力と
し、エンベロープ信号が有効な時間の、あるいはエンベ
ロープ信号が有効かつＲＤＰが有効な時間のシフトレジ
スタ２０の出力ｔ_resiを順次加え合わせ、Ｔ_posiとして
出力する。

【００２２】デジタル除算器１７は、Ｔ_posi、カウント
信号を入力とし、Ｔ_posiをカウント信号で割った値Ｔ
_ave を出力。パルスが発生した時刻の平均時刻Ｔ_ave を
得る。

【００２３】図６に本発明で実施した位置情報信号生成
回路を用いた際の位置情報信号の生成方法を示す。はじ
めに、位置情報信号生成回路に入力するサーボ領域信号
は、サーボ領域の始まりＳで立ち上がり、有効を示し、
サーボ領域の終わりＥで立ち下がるように設定する。こ
こで、立ち上がりを時刻基準０、立ち下がりを時刻Ｔと
する。また、傾斜配置バーストパターンを通過する磁気
ヘッドが、トラックＭの中心にある場合パルス化回路へ
入力する再生信号の振幅は、以下に記述するような変化
をする。サーボ領域の始まり・時刻０では０を示す。サ
ーボ領域の時刻１／４Ｔで最大振幅の５０％を示す。サ
ーボ領域の時刻１／２Ｔで最大振幅を示す。サーボ領域
の時刻３／４Ｔで最大振幅の５０％を示す。サーボ領域
の終わりでは再び０を示す。

【００２４】次に、ここでパルス化回路のスライスレベ
ルを５０％に設定した場合、ＲＤＰは、時刻１／４Ｔか
ら３／４Ｔの１／２Ｔ時間出力される。

【００２５】そこで、エンベロープ信号は、時刻１／４
Ｔから３／４Ｔの１／２Ｔ時間有効を示すことになる。

【００２６】一方、シフトレジスタの出力は、時刻０か
ら、カウントアップクロックのクロック周期を単位とし
て時刻ｔ_resiを出力する。ｔ_resiは離散値として時刻０
からＴの時間、一次的に増加する値となるが、図６にお
いては簡単のため直線で示した。このように生成された
ｔ_resiを、デジタル加算器において、エンベロープ信号
が有効な時間、順次加え合わせてｔ_posiとする。すなわ
ち、ｔ_posiは、時刻１／４Ｔから離散的に二次的に増加
し、時刻３／４Ｔで一定値に安定する。ここで、時刻３
／４Ｔで安定した値を再びｔ_posiとすると、ｔ_posiは、
図９のｔ_resi信号において斜線を施した領域の面積に対
応する値となる。

【００２７】また、デジタルカウンターは、ＲＤＰ，サ
ーボ領域信号、カウントアップクロックを入力とし、サ
ーボ領域信号が有効な時間に発生したＲＤＰの数、ある
いはサーボ領域信号が有効かつＲＤＰが有効な時間に発
生したクロックパルスの数を計測し、カウント信号とし
て出力する。

【００２８】最後に、デジタル除算器は、サーボ領域信
号、Ｔ_posi、カウント信号を入力とし、サーボ領域信号
が有効でなくなると直ちに、Ｔ_posiをカウント信号で割
った値Ｔ_ave を出力。パルスが発生した時刻の平均時刻
Ｔ_ave を得る。すなわち、図６に示した例において、Ｔ
_ave は時刻１／２Ｔに対応する値となる。

【００２９】図７に本発明で実施した磁気ヘッドの位置
制御方法を示す。図７に示されるように、サーボ領域信
号を、サーボ領域の始まりＳで立ち上がり、有効を示
し、サーボ領域の終わりＥで立ち下がるように設定す
る。ここで、立ち上がりを時刻基準０、立ち下がりを時
刻Ｔとする。また、トラックＭの中心を通過する磁気ヘ
ッドをｂ、トラックＭの中心からトラックＬの方向へ
０．５トラックずれた位置を通過する磁気ヘッドをａ、
トラックＭの中心からトラックＮの方向へ０．５トラッ
クずれた位置を通過する磁気ヘッドをｃとし、さらに磁
気ヘッドａ，ｂ，ｃに対応するエンベロープ信号をそれ
ぞれＥＮＶａ、ＥＮＶｂ、ＥＮＶｃとする場合。各エン
ベロープ信号は、以下に記述するような変化をする。Ｅ
ＮＶａは、時刻１／２ＴからＴの時間、有効となりＴ
_ave は３／４Ｔに対応する値となる。ＥＮＶｂは、時刻
１／４Ｔから３／４Ｔの時間、有効となりＴ_ave は１／
２Ｔに対応する値となる。ＥＮＶｃは、時刻０から１／
２Ｔの時間、有効となりＴ_ave は１／４Ｔに対応する値
となる。そこで、Ｔ_ave を、１／２Ｔに対応する値にな
るように磁気ヘッドの位置を制御することにより、磁気
ヘッドを所望のトラック中心へ追従させることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明のサーボパターンと磁気ヘッドの
位置信号生成回路での位置制御方法では、積分容量、多
ビット高速Ａ／Ｄコンバーターを使用しないので回路を
単純、安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のサーボパターンの実施例を示す。

【図２】従来の位置情報生成回路のブロック図を示す。

【図３】本発明のサーボパターンの第１の実施例を示
す。

【図４】本発明のサーボパターンの第２の実施例を示
す。

【図５】本発明の位置情報生成回路のブロック図を示
す。

【図６】本発明の位置情報の生成方法の説明図である。

【図７】本発明の磁気ヘッドの位置制御方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１１傾斜配置バーストパターン１２磁化反転１３位置情報要素１４パルス化回路１５エンベロープ回路１６デジタル加算器１７デジタル除算器１８クロック発生器１９デジタルカウンター２０シフトレジスター２１サーボ領域信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置情報であるサーボパターンを磁気ディ
スク媒体の目標とするトラック上と該トラックのとなり
の左右のトラック上とに渡ってまたがるように案分配置
し、該サーボパターンから位置情報を読みだし、再生波
形を任意に設定したスライスレベルでパルス化した再生
パルスの基準時刻の分布時刻および分布時間から位置情
報信号を生成することを特徴とした磁気ヘッドの位置制
御方法。