JPH07337078A

JPH07337078A - 回転体の角度割り信号生成装置

Info

Publication number: JPH07337078A
Application number: JP6148561A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Watanabe; 佳是渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】回転体Ｄの１回転を所定数に等分割するため
の角度割り信号を、小型かつ低コストで、高精度に生成
する。【構成】回転体Ｄを駆動する駆動手段１１に、位相基
準信号Ｓｐおよび所定周波数の周波数信号Ｓｆを発生す
る信号発生手段１４〜１７を備える。周波数信号Ｓｆの
周波数よりも高い周波数の基準クロック信号Ｓckを発生
するクロック発生手段１８を設ける。位相基準信号Ｓｐ
によりリセットされ、周波数信号Ｓｆを計数する計数手
段２１と、周波数信号Ｓｆによりリセットされ、基準ク
ロック信号Ｓckを計数する計数手段２２とを設ける。計
数手段２１および２２より得られた計数値を計数値処理
手段２３、２４に供給し、この計数値処理手段２３、２
４において位相基準信号Ｓｐの時点を起点とし、クロッ
ク信号Ｓckの周波数に対応する分解能で、角度割り信号
Ｓout を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば高密度磁気デ
ィスク駆動装置に好適な回転体の角度割り信号生成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサやパーソナル・
コンピュータでは、各種のデータの記録媒体として、フ
ロッピーディスクが用いられてきた。

【０００３】このフロッピーディスクは、両面倍密度
（２ＤＤ）型および両面高密度（２ＨＤ）型とが一般的
であって、初期化（フォーマット）処理により、片面あ
たり、例えば８０本のトラックが形成され、１トラック
は、パーソナル・コンピュータなどの方式によって、例
えば、図３Ａ、Ｂに示すように、等しい角間隔で、８セ
クタもしくは９セクタに分割される。

【０００４】そして、このセクタの分割は、フロッピー
ディスク駆動装置（ＦＤＤ）のトラック１周（１回転）
の基準である位相基準信号（いわゆるＰＧ信号）を起点
として行なわれ、各セクタの始点には、その識別用のセ
クタＩＤが記録される。ＰＧ信号の発生手段は、フロッ
ピーディスク回転駆動用のスピンドルモータの回転軸に
結合されて設けられ、スピンドルモータの１回転につい
て１個のパルスとしてＰＧ信号を発生するものである。

【０００５】上述のように分割された各セクタ位置を示
すセクタＩＤを記録するためには、１セクタ分の角間隔
ごとに発生するパルスである角度割り信号が必要であ
る。この角度割り信号は、通常、前記のＰＧ信号発生手
段であるパルス発生器と、スピンドルモータの回転軸に
同軸に設けられるロータリーエンコーダと、カウンタと
が用いられて形成される。

【０００６】ロータリーエンコーダは、スピンドルモー
タの１回転当たり、前記分割セクタ数の逓倍数の波数
（パルス数）のパルスである周波数信号（図４Ａ参照）
を発生する。そして、この周波数信号が、カウンタに、
そのクロック信号として供給されると共に、ＰＧ信号に
より上記カウンタがリセットされる。例えば１トラック
が８セクタの場合には、例えば、周波数信号のスピンド
ルモータの１回転当たりのパルス数が、セクタ分割数８
のＮ倍とされ、カウンタは上記周波数信号をＮ個カウン
タするごとにパルスを出力するように構成される。これ
により、カウンタからは、ＰＧ信号の時点を起点とし
て、スピンドルモータの１回転当たりに８個のパルスが
得られ、これが角度割り信号とされる。

【０００７】なお、初期化後の記録容量は、例えば、８
セクタのフロッピーディスクでは、２ＤＤ型が６４０キ
ロバイト（ＫＢ）、２ＨＤ型が１．２メガバイト（Ｍ
Ｂ）となり、９セクタのフロッピーディスクでは、２Ｄ
Ｄ型が７２０ＫＢ、２ＨＤ型が１．４４ＭＢとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、高速
・大容量のハードディスク装置が普及するに伴い、その
使用を前提として、各種のソフトウェアの規模が大きく
なり、２ＨＤ型のフロッピーディスクで、１０枚を超え
るようなものも稀ではなくなった。そして、ハードディ
スク装置に組み込まれているソフトウェアや、記録され
ている多量のデータのバックアップにフロッピーディス
クを用いる場合は、多数枚のフロッピーディスクを順次
交換して記録する煩わしい作業が必要であった。

【０００９】かかる問題を解消するために、最近、２Ｈ
Ｄ型のフロッピーディスクの約１４枚分の、２１ＭＢの
記録容量を持ち、サーボ技術によりトラッキングを行な
うようにした、新規の高密度磁気ディスク装置が市販さ
れるに至った。

【００１０】この高密度磁気ディスク装置に使用される
高密度磁気ディスクでは、各トラックは、２８個のセク
タからなり、図５に示すように、各セクタの先頭の部分
には、サーボエリアが設定されている。このサーボエリ
アには、あらかじめトラックに対して半径方向に僅かず
つ左右にずれたサーボパターンが書き込まれている。そ
して、実際にデータをディスクに対して読み書きする場
合、まず、このサーボエリアの部分を磁気ヘッドで再生
し、サーボパターンの出力を用いてトラック位置ずれを
検出してトラッキングを取る方式を取っている。

【００１１】これにより、高密度に形成されたトラック
を常に正しくトレースすることが可能となると共に、セ
クタ単位の読み書きが可能となり、大容量の記録が実現
される。

【００１２】しかしながら、このように１トラックが２
８セクタの新規の高密度磁気ディスクの角度割り信号を
得るために、前述のようなロータリーエンコーダを用い
る場合、通常のロータリーエンコーダが、それぞれのセ
クタ分割数に専用の、高精度部品であるから、コストが
高く、新規開発の費用も加わって、さらにコスト高とな
るという問題が生ずる。

【００１３】また、高精度を確保するためには、１セク
タ分の区間に複数のパルス数が必要であるが、その場合
には、１トラックが２８セクタの多セクタの場合には、
１回転当たりの波数が多いロータリーエンコーダが必要
であるため小型化が困難であり、かなりの設置空間を必
要とするという問題も生ずる。

【００１４】かかる点に鑑み、この発明の目的は、ロー
タリーエンコーダを必要とすることなく、小型かつ低コ
ストで、高精度の角度割り信号を生成することができ
る、回転体の角度割り信号生成装置を提供するところに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明による回転体の角度割り信号生成装置は、
後述の実施例の参照符号を対応させると、回転体Ｄを駆
動する駆動手段１２と、この駆動手段に結合されて位相
基準信号Ｓｐおよび所定周波数の周波数信号Ｓｆを発生
する信号発生手段１４〜１７とを備え、位相基準信号Ｓ
ｐおよび周波数信号Ｓｆに基づいて、回転体Ｄ上で等し
い角間隔となるような所定周波数の角度割り信号を生成
する回転体の角度割り信号生成装置であって、周波数信
号Ｓｆの周波数よりも高い周波数ｆckの基準クロック信
号Ｓckを発生するクロック発生手段１８を設けると共
に、位相基準信号Ｓｐによりリセットされ、周波数信号
Ｓｆを計数する第１の計数手段２１と、周波数信号Ｓｆ
によりリセットされ、基準クロック信号Ｓckを計数する
第２の計数手段２２と、第１および第２の計数手段２１
および２２より得られた計数値から、位相基準信号Ｓｐ
を起点とした上記角度割り信号を生成する計数値処理手
段２３、２４とを備えることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】かかる構成によれば、位相基準信号Ｓｐおよび
周波数信号Ｓｆに基づいて、第１、第２の計数手段２
１、２２と、計数値処理手段２３、２４とにより、回転
体Ｄ上で等しい所要の角間隔となるような角度割り信号
が、電子的に、基準クロック信号Ｓckの精度で生成され
て、ロータリーエンコーダの必要がなく、小型かつ低コ
ストでの、信号生成が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図１および図２を参照しながら、この
発明による回転体の角度割り信号生成装置の一実施例に
ついて説明する。この発明の一実施例の構成を図１に示
す。

【００１８】図１において、１０はディスク駆動系、２
０は信号生成系であって、この実施例のディスク駆動系
１０は、従来、良く普及しているフロッピーディスク駆
動装置と全く同様に構成される。

【００１９】すなわち、ディスク駆動系１０は、磁気デ
ィスクＤと結合されるスピンドル１１を駆動するスピン
ドルモータ１２と、このスピンドルモータ１２の回転を
制御するサーボ制御回路１３とで構成される。この例で
は、スピンドル１１には、位相基準信号Ｓｐの発生器
と、周波数信号Ｓｆを発生するロータリーエンコーダと
が同軸的に結合されている。そして、この例では、位相
基準信号Ｓｐの発生器は、磁気ドラム１４と磁気ヘッド
１６とで構成されており、ロータリーエンコーダは、磁
気ドラム１５と磁気ヘッド１７とで構成されている。

【００２０】両磁気ヘッド１６、１７から出力される位
相基準信号Ｓｐおよび周波数信号Ｓｆがサーボ制御回路
１３に供給される。このサーボ制御回路１３には、基準
クロック信号として、クロック発生回路１８の出力信号
Ｓckが供給される。

【００２１】この実施例では、位相基準信号Ｓｐ（ＰＧ
パルス）のスピンドルモータ１２の１回転当たりの数は
１個とされる。また、周波数信号Ｓｆのスピンドルモー
タ１２の１回転当たりのパルス数Ｍfg、モータ１２の回
転数ｎsp、クロック信号Ｓckの周波数ｆckは、それぞ
れ、例えば、Ｍfg＝６０．０個／１回転ｎsp＝１０．０ｒｐｓｆck＝２．００ＭＨｚとされる。

【００２２】一方、信号生成系２０は、周波数信号Ｓｆ
を計数する第１のカウンタ２１と、基準クロック信号Ｓ
ckを計数する第２のカウンタ２２と、両カウンタ２１、
２２の出力が供給されるＲＯＭ２３と、カウンタ２２の
出力に制御されて、ＲＯＭ２３の８ビットの出力中の１
ビットを選択するビットセレクタ２４とから構成され
る。

【００２３】この実施例では、第１のカウンタ２１は、
７ビットカウンタとされ、位相基準信号Ｓｐによりリセ
ットされる。また、第２のカウンタ２２は、１２ビット
カウンタとされて、周波数信号Ｓｆによりリセットされ
る。また、ＲＯＭ２３はＥＰ−ＲＯＭとされる。

【００２４】カウンタ２１の計数値ＦＧＡ０〜ＦＧＡ６
が、ＲＯＭ２３のアドレスＡＤ９〜ＡＤ１１として供給
されると共に、カウンタ２２の計数値のうち、ＣＫＡ３
〜ＣＫＡ１１が、ＲＯＭ２３のアドレスＡＤ０〜ＡＤ８
として供給される。そして、ＲＯＭ２３の出力データＤ
Ａ０〜ＤＡ７がビットセレクタ２４に供給されると共
に、カウンタ２２の計数値のうちＣＫＡ０〜ＣＫＡ２
が、ビットセレクタ２４の選択制御入力端子ＳＬ０〜Ｓ
Ｌ２に供給され、ビットセレクタ２４から、セクタＩＤ
としての信号Ｓout が出力される。

【００２５】次に、図２をも参照しながら、この発明の
一実施例の角度割り信号の生成について説明する。

【００２６】磁気ヘッド１６から出力される位相基準信
号（以下ＰＧパルスという）Ｓｐとしては、前述のよう
に、モータ１２の１回転当たり１個のパルスが得られ
（図２Ａ参照）、磁気ヘッド１７から出力される周波数
信号（以下ＦＧパルスという）Ｓｆとしては、図２Ｂに
示すような６０個のパルスがそれぞれ得られる。そし
て、ＦＧパルスＳｆは、カウンタ２１において、ＰＧパ
ルスＳｐによりリセットされながら、計数される。

【００２７】したがって、カウンタ２１の計数値ＦＧＡ
０〜ＦＧＡ６は、ＰＧパルスＳｐが入力してからの、Ｆ
ＧパルスＳｆのパルス数を表わす。

【００２８】同様に、カウンタ２２においては、ＦＧパ
ルスＳｆによりリセットされながら、クロック信号Ｓck
が計数される。したがって、カウンタ２２の計数値ＣＫ
Ａ０〜ＣＫＡ１１は、ＦＧパルスＳｆのそれぞれのパル
スが入力してからの、クロック信号Ｓckのパルス数を表
わす。

【００２９】このような両カウンタ２１、２２の計数値
ＦＧＡ０〜ＦＧＡ６、ＣＫＡ３〜ＣＫＡ１１をＲＯＭ２
３のアドレスＡＤ９〜ＡＤ１５、ＡＤ０〜ＡＤ８とし
て、ＲＯＭ２３がアクセスされて、８ビットのデータＤ
Ａ０〜ＤＡ７がビットセレクタ２４に供給される。

【００３０】この実施例では、ＲＯＭ２３は、ＰＧパル
スＳｐが入力されてから、所定数のＦＧパルスＳｆが入
力され、更に、ＦＧパルスＳｆが入力されてから、所定
数の基準クロック信号Ｓckが入力されたときに、例え
ば、出力データを“１”にするように、予めプログラム
されている。

【００３１】ビットセレクタ２４では、カウンタ２２の
計数値のうちＣＫＡ０〜ＣＫＡ２により、ＲＯＭ２３か
ら供給されたデータＤＡ０〜ＤＡ７の所定のビットが選
択され、ビットセレクタ２４からの出力信号Ｓout がセ
クタＩＤとされて、図示を省略した記録磁気ヘッドを介
して、ディスクＤの各セクタに記録される。

【００３２】前述のように、この実施例で処理対象とさ
れる高密度磁気ディスクＤには、１トラック当たり２８
個のセクタが設定されるので、信号生成系２０におい
て、モータ１２の１回転当たりに生成すべきセクタＩＤ
の数Ｍscは、例えば、Ｍsc＝２８／１回転となる。

【００３３】したがって、前出の数値例によれば、図２
Ｂ、図２Ｄに示すように、スピンドルモータ１２の１／
４回転（９０゜）当たり、Ｍfg／４＝１５のＦＧパルス
Ｓｆの周期Ｔfgと、Ｍsc／４＝７個のセクタ周期Ｔscと
が存在することとなる。

【００３４】また、モータ１２の１回転当たりのクロッ
クパルスの数Ｎckは、例えば、Ｎck＝１／ｎsp・ｆck＝２００，０００となるから、スピンドルモータ１２の１／４回転（９０
゜）当たりでは、Ｎck／４＝５０，０００となる。

【００３５】したがって、例えば、ＦＧパルスＳｆの１
周期Ｔfgには、Ｎck／４×１５＝３，３３３のクロックパルスＳckが含まれ、ＦＧパルスＳｆの１５
周期を通算して５個分の余りが生ずる。また、１つのセ
クタ周期Ｔscには、Ｎck／４×７＝７，１４２のクロックパルスが含まれ、７セクタ周期を通算して６
個分の余りが生ずる。

【００３６】この実施例では、図２Ａ、Ｂに示すよう
に、ＰＧパルスと０番目のＦＧパルスが入力された時点
では、同図Ｃに示すように、０番目のクロックパルスが
上述の所定のクロックパルスＳckとされて、ＲＯＭ２３
から、ビットセレクタ２４を通じて、同図Ｄに示すよう
に、０番目のセクタＩＤが出力される。

【００３７】そして、この実施例では、ＦＧパルスＳｆ
の周期Ｔfgとセクタ周期Ｔscとの間に、１５Ｔfg＝７Ｔsc のような関係があるから、次の１〜７番目のセクタＩＤ
の生成のためには、ＰＧパルスＳｐが入力されてから各
偶数番目のＦＧパルスＳｆが入力された時点で、クロッ
クパルスＳckの計数がそれぞれ始められ、ＦＧパルスＳ
ｆの１周期分のクロックパルスＳckの数の１／７、すな
わち、Ｎck／４×１５×７＝４７６のクロックパルスＳckを単位の群として、その１、２、
‥‥７倍が計数されるごとに、１〜７番目のセクタＩＤ
が順次に生成される。

【００３８】また、この実施例では、角度割りの分解能
Ｒθが、クロック周波数ｆckと、スピンドルモータ１２
の回転数ｎspとにより、Ｒθ＝ｎsp・３６０゜／ｆck のように定まり、上述のような数値例では、Ｒθ＝（３６０゜×１０）÷２，０００，０００＝０．００１８゜もの高精度が達成される。

【００３９】上述の実施例では、２つのカウンタ２１、
２２と、ＲＯＭ２３と、ビットセレクタ２４から構成さ
れる、比較的簡単な信号生成系２０を用いて、従来と全
く同様のディスク駆動系１０からのＰＧパルスおよびＦ
Ｇパルスに基づいて、所定数のクロックパルスＳckを計
数することにより、比較的大型で高価なロータリーエン
コーダを使用することなく、電子的に、高精度の角度割
り信号を生成することができる。

【００４０】なお、上述の実施例では、クロック信号Ｓ
ckの周波数ｆckは、例えば、ｆck＝２．００ＭＨｚと有効数字が１桁の単純な値に設定されているが、スピ
ンドルモータ１２の１回転で出力されるＦＧパルスＳｆ
の数Ｍfgと、ディスクＤの１トラック当たりのセクタ数
Ｍscとに応じて、基準クロック信号Ｓckの周波数を設定
することにより、いっそう簡単に角度割り信号を生成す
ることもできる。

【００４１】前述したように、スピンドルモータの１回
転で出力されるＦＧパルスＳｆの数Ｍfgと、ディスクＤ
の１トラック当たりのセクタ数Ｍscとは、いずれも整数
であるから、Ｍfg／Ｍsc＝ｍfg／ｍsc のように、両者の比を約分して得られる２つの整数ｍf
g、ｍscの積（最小公倍数ｍfg×ｍsc）を、適宜多数倍
して、クロック周波数とすることにより、前述のよう
に、ＦＧパルスＳｆの１５周期と７セクタ周期とをそれ
ぞれ通算して生ずる、複数個分の余りが解消されて、計
数処理が簡単になる。

【００４２】前出の数値例では、ｍfg×ｍsc＝７×１５＝１０５となり、例えば、前述のような原クロック周波数ｆckog
から、１／１００逓降と１０５逓倍とによって、ｆckcm＝２．１０ＭＨｚのような新クロック周波数ｆckcmを形成すると、モータ
１２の１／４回転当たりのクロックパルスの数は、Ｎckcm／４＝５２，５００となる。

【００４３】したがって、例えば、ＦＧパルスＳｆの１
周期と１つのセクタ周期とには、正確に、Ｎckcm／４×１５＝３，５００Ｎckcm／４×７＝７，５００のクロックパルスがそれぞれ存在して、些かの余りも生
じない。

【００４４】そして、ＦＧパルスＳｆの１周期分のクロ
ックパルスＳckのパルス数の１／７も、正確に、Ｎckcm／４×１５×７＝５００のクロックパルスが単位の群となって、余りが生じな
い。

【００４５】したがって、前述のようなＲＯＭに格納さ
れる計数処理のプログラムが極めて簡単なものになる。

【００４６】なお、上述のような新クロック周波数ｆck
cmは、スピンドルモータ１２の１回転で出力されるＦＧ
パルスの数Ｍfgと、ディスクＤの１トラック当たりのセ
クタ数Ｍscとの公倍数でもある。

【００４７】更に、例えば、１／１００逓降を行なっ
て、新クロック周波数ｆckcmを、ｆckcm＝２１．０ｋＨｚとすると、モータ１２の１／４回転当たりのクロックパ
ルスの数は、Ｎckcm／４＝５２５となり、ＦＧパルスの１周期と、１つのセクタには、正
確に、Ｎckcm／４×１５＝３５Ｎckcm／４×７＝７５のクロックパルスがそれぞれ存在し、余りは生じない。

【００４８】以上、スピンドルモータの１回転当たり、
６０個のＦＧパルスが出力されると共に、ディスクＤの
１トラック当たり、２８個のセクタが設定される各実施
例について、この発明を説明したが、この発明は、ＦＧ
パルスおよびＰＧパルスが取り出されるモータにより駆
動される各種回転体の角度割りに、広く利用することが
できる。

【００４９】なお、以上の例では、ロータリーエンコー
ダやＰＧパルスの発生器は、磁気的な発生手段を用いた
が、光学的にパルスを発生するロータリーエンコーダや
ＰＧパルス発生器を用いることもできるし、さらには静
電的にパルスを発生する機構を用いても勿論よい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、回転体の回転に伴って発生する位相基準信号のパル
スを基準として、周波数信号のパルスとクロック信号の
パルスとを計数するカウンタと、このカウンタの計数値
を処理するＲＯＭおよびセレクタとを設け、カウンタに
より、周波数信号のパルスとクロック信号のパルスとの
所定数がそれぞれ計数されたとき、ＲＯＭに格納された
処理プログラムに従って、クロック信号の周波数に対応
する分解能で、回転体の１回転を所定数に等分割する角
度割り信号を電子的に生成するようにしたので、比較的
大型で高価なロータリーエンコーダを使用する必要がな
く、回転体の角度割り信号生成装置が得られる。

【００５１】また、クロック周波数の逆数が周波数信号
の所定数と角度割り信号の所定数との公倍数に設定され
るときは、計数値の処理プログラムが簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による回転体の角度割り信号生成装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【図３】この発明を説明するための概念図である。

【図４】従来例の動作を説明するためのタイムチャート
である。

【図５】この発明を説明するための概念図である。

【符号の説明】

１０ディスク駆動系１２スピンドルモータ１４、１５磁気ドラム１６、１７磁気ヘッド１８クロック発生回路２０信号生成系２１、２２カウンタ２３ＥＰ−ＲＯＭ２４ビットセレクタＤ磁気ディスクＳck クロック信号Ｓｐ位相基準信号Ｓｆ周波数信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体を駆動する駆動手段と、この駆動手
段に結合されて位相基準信号および所定周波数の周波数
信号を発生する信号発生手段とを備え、上記位相基準信
号および上記周波数信号に基づいて、上記回転体上で等
しい角間隔となるような角度割り信号を生成する回転体
の角度割り信号生成装置であって、上記周波数信号の周波数よりも高い周波数の基準クロッ
ク信号を発生するクロック発生手段を設けると共に、上記位相基準信号によりリセットされ、上記周波数信号
を計数する第１の計数手段と、上記周波数信号によりリセットされ、上記基準クロック
信号を計数する第２の計数手段と、上記第１および第２の計数手段より得られた計数値か
ら、上記位相基準信号を起点とした上記角度割り信号を
生成する計数値処理手段とを備えることを特徴とする回
転体の角度割り信号生成装置。
【請求項２】上記計数値処理手段は演算手段を構成する
メモリを含む請求項１に記載の回転体の角度割り信号生
成装置。
【請求項３】上記基準クロック信号の上記回転体の１回
転当たりの波数が、上記周波数信号の上記回転体の１回
転当たりの波数と、上記角度割り信号の上記回転体の１
回転当たりの角度割り数との公倍数である請求項１に記
載の回転体の角度割り信号生成装置。