JPS58218081A

JPS58218081A - ヘツドの位置決め方式

Info

Publication number: JPS58218081A
Application number: JP10161582A
Authority: JP
Inventors: Takehito Yamada; 健仁山田; Juko Sugaya; 寿鴻菅谷
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1983-12-19
Also published as: JPH0416872B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は記録媒体に埋め込み形成されたサーボ信号を読
出して高精度にへッドの位置決めを行い得るヘッドの位
置決め方式に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、磁気ディスク装置等では、ディスク板の一面に書
込まれたサーボ情報を読取り、上記ディスク板のデータ
面におけるヘッドの位置決めを行うサーボ面サーボ方式
が広く採用されている。しかし、この方式では装置内に
生じる温度勾配によってサーボ面とデータ面との間の熱
的オフトラックが生じ易く、本質的にトラック密度を高
めることができないと言う問題がある。

そこで最近ではディスク板のデータ面に、例えば領域を
定めてサーボ情報を書込み、あるいは埋込み形成してヘ
ッドの位置制御を行なわしめる所謂埋込み形サーボ等と
称されるデータ面サーボ方式が注目されるようになって
きている。

この方式によれば、従来の記録媒体やヘッドをそのまま
用い、僅かの電気回路を追加するだけで熱的オフトラッ
クの問題を招くことのないヘッドの位置決めを行い得る
。しかも、データセクタに対するサーボセクタの割合い
が一般に１割以下と少ない為に、特にディスク板が１〜
２枚の装置や、ディスク板が所謂カートリッジ式の装置
に好適である。

ところが、このサーボ方式では、へッド位置を検出する
為のサーボ情報がサーボセクタでしか得られない為に、
へッドを高速移動させた場合に上記サーボ情報が得られ
なくなる事態が生じる。このとき、ヘッドを目標トラッ
クに正確に位置決めすることが難しくなると言う不具合
が生じる。これに対処すべぐ、本発明者らは、サーボ情
報として多相サーボパターンを用い、これによって得ら
れる第１の信号群と、その信号群間の和と差をとって求
められる第２の信号群とを用いてヘッドの存在するトラ
ック区間を求め、上記第２の信号群から得られる上記ト
ラック区間内におけるヘッド位置とから、ディスク板に
対するヘッドの現在位置を高精度に検出する方式を先に
提唱した。

即ち、第１図に例示するように、ディスク板上にデータ
セクタ１とサーボセクタ２とを設け、このサーボセクタ
２に２相変形ダイビットパターン３およびクロック用お
よびＡＧＣ信号用の同期信号４をそれぞれ埋込み形成し
、ヘッド５にてこれらの信号３、４を読出して位置検出
を行わしめるものである。このとき、５ａ、５ｂ、５ｃ
、５ｄに示される位置にヘッド５が存在するとき、これ
によって読出されるサーボ信号波形は第２図（ａ）〜（
ｄ）にそれぞれ示すようになる。

尚、第２図中Ｓは同期信号波形、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれ
ぞれ位置検出の為の信号位置を示している。

しかして今、上記の如く読出される信号から第１の信号
群として位置信号Ｘ、ＹをＸ＝Ａ−ＢＹ＝Ｃ−Ｄとして求め、これらの信号Ｘ、Ｙの和と差とからなる第
２の信号群Ｕ＝Ｘ十ＹＶ＝Ｘ−Ｙをそれぞれ求めると、これらの信号Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖはへ
ッド位置に応じて第３図に示すように変化する。従って
信号Ｘ、Ｙの正・負・零の判定を行えばヘッドが存在す
るトラック区間Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２＋Ｌ３を正確に求める
ことができ、更にこの判定された区間におけるヘッド位
置をその区間において直線的に変化する信号Ｕ、Ｖの値
から、例えばｔ０＝Ｖ／ａ＋０．５なる演算を行うことによって正確に求めることができる
ので、移動前の既知なるヘッド位置を加えることにより
ヘッドの現在位置を正確に検出することが可能となる。

但し、上記式においてｔ０は区間Ｌ０における位置を示
し、ａは信号Ｘの振幅、つまりトラック幅に相当するも
のである。

かくして、上記の如く簡易にして且つ正確に検出される
へッドの現在位置情報を用いることによって、ヘッドの
移動速度制御と位置制御とにより、上記へッドを目標ト
ラックに対して正確に位置決めすることが可能となる。

〔背景技術の問題点〕

ところがヘッドのコア幅は、従来一般にデータのオーバ
ーライトモジュレージョンを避ける為にディスクにおけ
るトラックピッチより狭く設定されている。即ち、サー
ボセクタに記録されるサーボパターンは、上記トラック
ピッチいっばいに記録されているのに対して、データセ
クタにおけるデータの記録再生はトラ、クピッチより狭
いコア幅のへ、ドを用いて行われる。

この為、このコア幅の狭いヘッドを用いて読出されるデ
ーが信号から求められる第１の信号群つまり位置信号Ｘ
、Ｙは第４図に示すように平坦部が長いものとなり、こ
の結果これらの信号Ｘ、Ｙの和と差をとって求められる
信号Ｕ、Ｖは、判定された区間に対応する領域において
直線的にならなくなってしまう。つまり第４図に示すよ
うに段部を有するレベル変化を示す信号となる。この為
、前述した式で示される位置検出処理をそのまま行うと
、大きな誤差が生じ、この結果正確な位置決め制御がで
きなくなると言う不具合がある。また、信号状態によっ
ては、０レベルに生じる段部において、或る位置範囲に
亘って位置検出ができなくなること、つまり検出不能帯
が生じる虞れも生じた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、トラックピッチよりも狭いコア
幅のヘッドを用いた場合であっても高速に、しかも正確
にヘッドの位置決めを行うことのできる実用性の高いヘ
ッドの位置決め方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は記録媒体の複数相のサーボパターンから得られ
る第１の信号群（位置信号）と、これらの第１の信号群
間の和と差をとって求められる第２の信号群とを用いて
ヘッドが存在するトラック区間を判定し、更にこのトラ
ック区間におけるヘッド位置を求めるとき、上記トラッ
ク区間における第２の信号群の変化が直線的になるべく
、例えばテーブルを用いたり、非線形処理する等して補
正し、この補正された信号を用いて位置検出を行わしめ
るようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、ヘッドのコア幅がトラックピ
ッチよりも狭い場合であっても、常に正確に、且つ高速
にヘッドの位置決めを行うことが可能となり、また簡単
な信号処理だけでこれを達成し得る。故に実用上多大な
る効果を奏する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

本発明は、第１図に示すようにサーボセクタ２に埋込み
形成されたサーボパターンを読出し、そのサーボ信号か
ら第１の信号群としての位置信号Ｘ、Ｙを得ると共に、
これらの信号Ｘ、Ｙの和と差をとって求められる第２の
信号郡Ｕ、Ｖとを得、これらの信号Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖから
へッドが存在するトラック区間およびそのトラック区間
におけるヘッド位置を求める際、各トラック区間におけ
る第２の信号群Ｕ、Ｖの変化が概ね直線となるべく補正
するものである。即ち、ヘッドが区間Ｌ０に存在する場
合、この区間Ｌ０における信号Ｖの変化は第５図に実線
で示すように大きな曲りを持つものとなっている。

そして、上記区間Ｌ０における信号■の値νは、ν＝ｆ
（ｔ０）として示されるように、へッド位置ｔ０の関数として与
えられる。然し乍らこの関数ｆは、へッドのコア幅とト
ラックピッチとが等しいときのような１次関数とはなっ
ていない。従って、この関係を直線的なもの、つまり１
次関数的に補正する為には、その本来の求めたい信号を
Ｖとしたとき、Ｖ＝αｆ−１（ν）なる補正演算を実行すればよい。但し、αは適当な係数
である。このような補正処理を行えば、位置検出の為の
信号Ｖは第５図に破線で示すように、区間Ｌ０において
直線となり、ここにその正確な位置検出を行うことが可
能となる。

そこで今、信号Ｘ、Ｙから求められる信号Ｕ、Ｖの各ト
ラック区間における曲りの部分に着目すると、その曲り
の度合いはヘッドのコア幅とトラックピッチとの関係に
よりほぼ決定されるものと考えられる。従って、仕様に
よって定まる上記ヘッドのコア幅とトラックピッチとの
関係からヘッド位置ｔ０と信号の値νとの関係を示す関
数ｆを推定し、その逆関数ｆ−１を補正関数とすればこ
こに信号Ｖの曲りを補正し、区間内における信号変化を
直線化することが可能となる。

また別の手段としては、ヘッドをトラック上で実際に移
動させ、これによって求められる信号Ｕ、Ｖの値と、こ
のときのヘッド位置を他の計測法、例えばレーザ干渉計
等を用いて測定した値との対応テーブルを作成する。そ
の後、この対応テーブルを用いてサーボパターンから求
められる信号Ｕ、Ｖの値を対応変換することによって曲
りの補正を行うことができる。

第６図は上述したテーブルを作成して信号補正を行い、
へッドの位置制御を行う実施例方式を適用した磁気ディ
スク装置の概略構成図である。図中１０はフロッピー磁
気ディスク等からなる回転記録媒体であり、そのデータ
面の所定領域に設けられたサーボセクタには第１図に示
すようにしてサーボパターンが埋込み形成されている。

そして、この回転記録媒体１０は、図示しない駆動機構
により、所定速度で回転駆動されるようになっている。

しかして、この記録媒体１０に対して、後述するアクチ
ュエータ機構１７により支持されたヘッド１１が、トラ
ックと直交する方向に移動制御されて設けられている。

このアクチュエータ機構１７を制御して前記回転記録媒
体１０に対するヘッド１１の位置決めが行われる。

しかしてヘッド１１により、記録媒体１０のサーボセク
タから読出されるサーボ信号はバッファアンプ１２を介
してピークホールド回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄに供給される。

これらのピークホールド回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、
１３ｄは後述するマイクロコンピュータ２０によりタイ
ミング制御されて、各位置検出タイミングＡ、Ｂ、Ｃ，
Ｄにおけるサーボ信号のピーク値をそれぞれ検出してい
る。つまり、これらのピークホールド回路１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄにてサーボ信号がサーボデコードさ
れている。これらのピークホールド回路１３ａ、１３ｂ
、１３ｃ、１３ｄの出力信号を受ける差動増幅器１４ａ
、１４ｂは、各信号間の差分として、前述した位置信号
Ｘ、Ｙをそれぞれ求めている。つまり、差動増幅器１４
ａにて、Ｘ＝Ａ−Ｂなる位置信号Ｘが、また差動増幅器１４ｂにてＹ＝Ｃ−
Ｄなる位置信号Ｙが求められている。そして、これらの信
号Ｘ、Ｙはアナログ・スイッチ１５を介して交互に選択
され、Ａ／Ｄ変換器１６にてディジタル変換されたのち
前記マイクロコンピュータ２０に読込まれている。また
前記アクチュエータ機構１７によって求められるヘッド
１１の位置情報は、バッファアンプ１８からＡ／Ｄ変換
器１９を介して、マイクロコンピュータ２０に入力され
るようになっている。尚、このアクチュエータ機構１７
によるヘッド１１の位置情報は、光学式微小距離測定装
置等を併用して高精度に求められるものである。

しかしてマイクロコンピュータ２０はこれらの信号情報
を得て、前記位置信号Ｘ、Ｙから信号Ｕ、Ｖを生成する
と共に、その信号値に対するアクチュエータ機構１７か
らの信号によって、信号間の対応関係を示す補正テーブ
ルを作成し、これを記憶する。尚、この補正テーブルの
作成は、装置の起動時に行うようにすればよい。その後
、マイクロコンピュータ２０は、第７図にその一例を示
す制御フローに従って、ヘッド１１の記録媒体に対する
位置決め制御を実行する。

マイクロコンピュータ２０は、シーク命令が与えられる
と、先ず現在のヘッド位置と設定された目標トラックの
情報とから、上記目標トラック迄の距離（トラック数）
を計算し、また目標トラックに対するヘッドの移動方向
を判定する。この判定方向に応じて前記アクチュエータ
機構１７に対して、Ｄ／Ａ変換器を介してヘッドの移動
に必要な正あるいは負の電流を供給し、その制御モード
を速度制御に設定する。

この状態でヘッド１１によりサーブセクタ２を検出した
ら、サーボ信号から得られる位置信号Ｘ、Ｙをそれぞれ
読込む。そして、これら信号Ｘ、Ｙの正・負・零の判定
から、ヘッド１１が位置するトラック区間Ｌ０〜Ｌ３を
検出する。

その後、上記位置信号Ｘ、Ｙから上記判定された区間に
対応して信号Ｕ、Ｖを求め、先に求められた補正テーブ
ルを用いて上記信号Ｕ、Ｖを補正し、区間内における信
号変化が直線となるようにする。そして、この補正され
た信号Ｕ、Ｖを用いて、上記区間内におけるヘッド位置
を求め、前記判定された区間の情報および、移動前のヘ
ッド位置の情報とからヘッド１１の記録媒体１０に対す
る現在位置を求める。

しかるのち、このようにして求められたヘッド１１の現
在位置と前記目標トラックの情報から、目標トラック迄
の距離（トラック数）を計算し、その距離が予め定めら
れた範囲内、例えば０．５トラック未満であるか否かを
判定する。そして、０．５トラック以上の距離を隔てて
いる場合には、前記ヘッド位置の変化からヘッド１１の
移動速度を求め、その移動速度を適宜目標速度に合わせ
てコントロールして、前記ヘッド１１の現在位置の検出
を繰返えす。

このようにして、へッドの現在位置が、目標トラックに
対して０．５トラック以内の位置に達したときには、制
御モードを位置制御に切換え、そのトラック区間におい
て前記位置信号Ｘ、Ｙを用いてヘッド１１を位置決めす
る。これによってヘッド１１は目標トラックに対して正
確に位置決めされることになる。

以上のように、本発明方式によれば、トラックピッチに
比してヘッドのコア幅が狭く、これによって位置検出の
為の信号が判定区間において曲り部分を有している場合
であっても、これを上記判定された区間において直線化
補正したのち位置決めに用いるので、常に正確に、しか
も安定にヘッド１１の位置決めを行い得る。しかも多相
サーボパターンを用いていることにより、ヘッドを高速
移動させ乍ら、上述した正確な位置決めを簡単に行うこ
とができ、その実用的利点は絶大である。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えばサーボパターンとして２相以上のパターンを用いる
ことも可能であり、信号の補正関数も別の手段により求
めてもよい。また信号Ｘ、Ｙ自体を補正し、これによっ
て区間Ｌ０〜Ｌ３における信号Ｕ、Ｖを直線化するよう
にしてもよい。要するに本発明は、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーボパターンの一例を示す図、第２図（ａ）
〜（ｄ）はヘッド位置に対応した続出しサーボ信号を示
す図、第３図はサーボ信号から求められる位置信号Ｘ、
Ｙおよび第２の信号Ｕ、Ｖを示す図、第４図はヘッドの
コア幅がトラックピッチより狭い場合に得られる信号Ｘ
、Ｙ、Ｕ、Ｖの波形図、第５図は本発明方式の原理を説
明する為の信号図、第６図は本発明の一実施例方式を適
用した磁気ディスク装置の概略構成図、第７図は位置決
め制御の処理フローの一例を示す図である。１０・・・記録媒体、１１・・・ヘッド、１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄ・・・ピークホールド回路、１４ａ
、１４ｂ・・・差動増幅器、１７・・・アクチュエータ
機構、２０・・・マイクロコンピュータ、Ｘ、Ｙ・・・
第１の信号群（位置信号）、Ｕ、Ｖ・・・第２の信号群
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録媒体上の所定領域に埋込み形成されたＮ相の
サーボパターンをヘッドにより読出して得られる第１の
信号群と、これらの第１の信号群間の和と差をとって求
められる第２の信号群とを用いて前記ヘッドの前記記録
媒体に対する存在区間を検出し、この存在区間における
前記ヘッドの現在位置を上記第２の信号群を用いて検出
してヘッドの位置決めを行うに際し、前記存在区間に対
応した前記第２の信号郡の信号変化が略々直線状になる
ように補正することを特徴とするヘッドの位置決め方式
。
（２）各存在区間における第２の信号群の信号変化の直
線的補正は、第１の信号群から第２の信号群を求める際
に非線形演算処理を施して行われるものである特許請求
の範囲第１項記載のヘッドの位置決め方式。