JPS6010472A - 回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式 - Google Patents

回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式

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JPS6010472A
JPS6010472A JP59051302A JP5130284A JPS6010472A JP S6010472 A JPS6010472 A JP S6010472A JP 59051302 A JP59051302 A JP 59051302A JP 5130284 A JP5130284 A JP 5130284A JP S6010472 A JPS6010472 A JP S6010472A
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    • G11B5/59627—Aligning for runout, eccentricity or offset compensation

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はトランスジューサ位置づけに関するものであり
、具体的には回転記録媒体上のデータ・トラックに対す
るアクセス及び追従のための位相変調サーボ方式に関す
る。
［従来技術］ トランスジューサの位置を決定する従来技術は、予め決
められたトラック中心線からの半径方向変位を表わす信
号を発生するため複数の隣接サーボ・１〜ラツクからの
信号の振幅測定に基づくものであった。１−ラック密度
が増すにつれて、この技術は捕捉領域のトラックの数を
増し且つ更に精密なトラック識別を可能にするためダイ
ビットからトリビット、ペンタビットへとサーボ・フォ
ーマットが改善されて行った。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしこれらの従来技術では何れもサーボ信号窓中に生
じるランダムが電気的ノイズの結果として誤りを生じ易
かった。そこでこの問題を軽減するため、真の値に近似
したもつと一様な値を得るように平均化した冗長信号を
サーボ・フォーマットに使うことがあった。
［問題点を解決するための手段］ サーボ情報はサーボ・パターン内の幾つかの一定周波数
フイールドの位相で符号化される。直線的な位相変化が
最適であるが、実際上の制約から、直線的変化の関係に
近似したパターンを使わざるを得ないことがある。磁気
ディスク記録の分野では、通常の磁気記録ヘッドで古込
み可能なパターンを用い、トランスジューサの半径位置
で位相の直線的変化を近似させるようにトラック当り一
定ｆｆ１Ｎだけ各フィールドの位相が変わる。読み書き
ヘッド及びデータ・チャネルの周波数応答が位置誤差信
号に影響を与えないようにするため、全ての可変位相サ
ーボ・フィールドを同じ周波数で書込む。各フィールド
内のサイクルの数は適当でよいが、サイクルの数が多け
れば多くの遷移に亘って位相測定を平均化しノイズ信号
の影響を減少することが可能になる。
位相は３６０ａを法として（モジュロ３６０″で）測定
される。所与のフィールドの位相はＭ本のトラック毎に
３６０６変化する。同じサーボ・パターン及び復調装置
を用いて粗、中、細の位置解像度を得るために、異った
Ｍの値を有する幾つかのフィールドを使ってもよい。
このサーボ・パターンを従来のサーボ・パターンよりも
１〜ラツク形成に依存するスクイズの影響を受けにくい
。トリビット・サーボ・パターンの奇数番トラック又は
偶数番トランクに書込まれた信号の異った周波数及び位
相内容は、隣り合ったトラック間に予想外の量のスクイ
ズを生じさせる６ペンタビツ１〜・サーボ・パターンは
夫々異った周波数及び位相内容の４つのトラック形式を
持つ。
周波数応答のヘッド間変動及びトラックずれ読取りが、
これらのパターンではスクイズしにくくする。位相変調
サーボ・パターンでは、ヘッドの周波調応答が位置誤差
信号に第１順位で影響しないように、サーボ信号は単一
の周波数で符号化される。更にそのサーボ・パターンの
各フィールドに対する前後関係は、読み書きギャップの
側方からのトラックずれ読取りが隣り合ったトラック間
にスクイズを生じないように各トラック位置毎に均しく
する。トラックずれ読取りの振幅は周波数が高くなるに
つれて急速に減少するので、トラックずれ読取りに起因
するスクイズ効果を最少化するには可成りの高い周波数
で数多くのサイクルを用いるのが有利であることは明白
である。
特定形式の読み書き記録ヘッドは１つの１−ラックより
も広い領域に亘ってディスク上に書かれた低い周波数の
信号を読取ることができるので、規則正しいコヒーレン
トな低い周波数のパターンがサーボ・パターン中に書込
まれないようにするのが大切である。もしもこれが実行
できないならば、平坦でない基準線上に乗ったアナログ
・サーボ信号になる。位相変調されたサーボ・パターン
では、パターン中の全てのマグネットの磁化が円周方向
に沿って隣り合ったマグネットの長さが等しいことによ
ってバランスされるようにサーボ・パターンを書込むこ
とが可能である。かくて本発明によれば多数のトラック
に亘って低い周波数で読取ることから生じる基準線は平
坦となり、位置測定の緒度が落ちることはなくなる。
［実施例］ 本発明のサーボ装置では、サーボ情報がサーボ信号ロー
ブの振幅の代りにサーボ・パターンの位相で符号化され
る６更に記録媒体のランダム・ノイズの悪影響は、１個
又は少数個のピークを用いるよりも数多くの遷移を平均
化したとき軽減される。しかも自動利得制御（ＡＧＣ，
）を余り臨界的（クリティカル）にしないためには振幅
の重みを下げなければならない。
第１図は水平に示した同心円トラック０，１゜２及び垂
直方向に移動するように記した半径方向位置を有する理
想化された位期シフト・サーボ部分を示す。サーボ領域
内の磁気粒子の一方の極性を陰線部分で示し、陰線なし
の部分は他方の極性を′示す。第１図は同じ周波数で書
込まＪした２つのフィールドを示す。極性がトラック当
り２回遷移するので、トラックのピッチの半分よりも大
きいトランスジューサ・ヘッドは半径方向変位と関連し
た位相の変化に出合い、その変化はその様な半径方向変
位と共に連続的及び直線的に変化する。
２つのフィールドに対し同じ周波数で動作するクロック
信号源及びそのクロックに対する各フィールドの位相を
検出する手段も必要である。フイ−ルド間の位相差がト
ランスジューサの半径方向位置を表わすトラックのモジ
ュロ数を与える。トラックのモジュロ数は整数であって
もなくても良い。第２図に示すように繰返し距離は３６
０°の位相差に等しい任意の距離でよい。１〜ラツクの
この距離はノイズの影響を受ける所望の機能及びハード
ウェアの性能を考慮して選択する。３つのフィールドを
使用すれば、３つの異った距離尺度（粗、中、細）で位
置を明確に検出できるようにするため、種々のインター
フィールド差量の位相差に相当する３つの異なった繰返
し距離の利用が可能になる。セクター・サーボに応用す
るには、これらの多重解像度はシーク（ｓｅｅｋ）モー
ドで取りわけ有用である。
第１図に示す遷移パターンは半径方向に移動する１−ラ
ンスジューサで連続的且つ直線的な位相変化を得るのに
最適であるけれども、パターンの書込みに関連した問題
があるのでその問題を実際的に解決するのに適した性能
を与える修正形式を採用する。第１図のパターンを作る
には斜ギャップを有する特殊な１−ランスジューサ・ヘ
ッドを使うのが最も実際的である。半径方向線又はトラ
ンスジューサ経路に対して傾斜した連続的遷移を与える
ためにサーボ・トラックを精密に記録することも必要で
ある。
しかしヘッド又はチャネルが信号周波数の第３高調波及
びそれより高次の高調波をろ波できるならば、良好な性
能を得るために斜遷移を有するパターンを岩込む必要は
ない。ｌ−ラックの幅の几そ２／３の幅のヘッドを使っ
たとき、もしも半トラック当り９０°を越えない位相シ
フトがパターンのフィールドに採用されたとすれば半ト
ラツク解像度でパターン書込みをするだけで優れた位置
誤差直線性が得られる。このことは各フィールドがトラ
ック当り１８０°まで、２つのフィールド内の１−ラッ
ク当り合ｉｊｌ　３　Ｇ　Ｏｏまで変化すること、及び
半１−ラック・パターンを書込むことを可能にする。セ
クタ・サーボに有用なシステムはサーボ・フィールド及
び租サーボ・フィールドの出発点を識別するためのクロ
ック・フィ−ルド間第４図に示すように位置誤差信号は
ディスクに書込まれた２つのパターンの間の位相差とし
て符号化される。第４図は半１〜ラック毎に生じるパタ
ーンの位相変位を示す。図示の位相変位は両フィールド
とも等しいが、反対の円周方向に生じる。
同図のパターンは位相が比較される２つのフィールドの
中心間の変位りを示ず。
信号を処理する復調器は磁気記録ヘッドが発生した信号
を用いてヘッドの半径方向位置を決定する。ヘッド信号
は殆ど一定の半径方向変位で円周方向に２つのフィール
ドのパターンをヘッドが横切るときに発生する２つの周
期的な遷移序列より成る。復調器はフィールド１及びフ
ィールド２の両者に亘ってコヒーレントな遷移を示す共
通の基Ｙ（Ｑタロツクと両フィールドを比較することに
よりフィールド１の平均位相及びフィールド２の平均位
相間の相対的な位相差を測定する。より高い周波数の水
晶クロックから分周することによって得られるが、その
遷移はヘッド信号の遷移と必ずしも同期していない。こ
の同期の欠除は結果に影響を与えない。何故ならば復調
器の出力はフィールド１の位相から基１゛（リフロック
の位相を差引いたものとフィールド２の位相から基準タ
ロツクの位相を差引いたものとの差から成るためである
。かくて基準タロツクの位相は相殺さＩＬる。しかしも
しも各フィールド内の反復パターンの周波数が基準タロ
ツクの周波数と不釣合いならば、復調器の出力は２つの
フィールド間の実際の位相シフ１−を表わさない。位相
誤差（ラジアン）はパターン周波数及び基準周波数間の
差（ラジアン７秒）と、ヘッドの下にあるディスクの表
面速度（メーｌ〜ル／秒）で除したフィールドの中心間
の変位（ツー１−ル）との積である。誤差を生じさせる
周波数差は、信号をディスクに書込んだときと後で読取
るときとの間のスピンドル速度の相異から、又はサーボ
情報を書込むのと後で復調するのとに異った周波数を使
ったことから、生じることがある。
この誤差発生源は２つのフィールドの中心間の有効変位
を最小化することにより大幅に減少することができる。
これは２つのフィールドのうちの一方を他方のフィール
ドのどちら側にも等しく離隔した２つのサブフィールド
に分割することによって実行さＪｂる。かくて２つのフ
ィールドの集団の中心が一致して誤差項を消滅させる。
全てのフィールドが複数のサブフィールドに分割可能で
あること、及びそ４しが誤差を決定する複数のフィール
ドの集団の中心間の変位であることが解決のかぎである
。同じ原理を用いて種々の複雑なパターンを作ることが
可能であるけれども、第５図は誤差項を零に減少する最
も簡単なパターンを示す。
第５図はフィールド１をフィールド２の前及び後に均等
に配置したサブフィール１−１８及び１ｂに分けた２つ
のフィールド・パターンを示す。フィールド（複数）の
集団の中心は今や一致し、位相誤差は除去される。
第６図は既知の周波数の水晶クロックと同期したモータ
速度を有する磁気記憶装置用のサーボ・パターンの実施
例である。第６図及び第７図は黒点ありの一方の極性の
枠及び黒点なしの他方の極性の枠を有する半１−ラック
幅の枠領域を示す。クロック・フィールドによって残り
のフィールドの境界をゲー１〜のために知ることができ
る。フィールド１及びフィールド２間の位相差は、シー
ク・モードで使用するどき８トラツク毎に反復する（３
６０°の位相差）。フィールド２及びフィールド３間の
位相差はトラック追従誤差信号用の洛トラック毎に反復
する。
もしもこのパターンが２．５メガヘルツの周波数で書込
まれたならば、１１．２マイクロ秒かかる。利用した位
相検出の形式次第でＡ（ＥＣフィールドが必要とされた
りされなかったりする。位相誤差のトラツク追従４００
ナノ秒は１トラツクに等しい。１印熱り４００　＋−ラ
ックのトラック密度では、１ナノ秒の誤差は約６マイク
ロ■に等しい。
位相のタイミングのためフィールド２及び３では１６個
の遷移が利用できる。これらの個々の位相を全て平均す
ることは、結果の位相誤差信号中のノイズを減少するた
めのうまい方法である。
第６図の実施例の代案は１へラック当り唯１つの位相遷
移を有するサーボ・フィールド・パターンを書゛込むこ
とである。それは１−ラック当り１つのパスを用いてサ
ーボを書込むことにより達成される。これは半分の時間
しか要しないのでサーボ書込み動作中に簡単に実行でき
る。しかし磁気ディスク・ファイルにデータを読み書き
するヘッドの幅は全トラック・ピッチよりも小さいので
、半径方向変位のとき信号が増大しない領域に出あうこ
とがある。ヘッド即ちトランスジューサの幅は；−ラッ
ク・ピッチ即ち隣接トラックの中心線間の距離の２／３
乃至８／１０であるのが普通である。
トラックの中心線からヘッド幅の半分だけヘッドが移動
したとき、次の位相シフ１−に出あうまではヘッドが更
に半径方向に移動しても位置誤差信号は増加しない。こ
の半径方向移動期間中のヘッドの位置はその位置範囲内
にあることしかわからない。このようなことを避けるに
は、位置シフトされたサーボ・１〜ラック部分がヘッド
の幅を超えない半径方向幅を持つようにすべきである。
位相変調サーボ技術は、種々のフィールドにおいて位相
が３６０°位相シフ１〜する間のトラックの数を修正す
ること、及び位相差の値を得るため使った１つのフィー
ルドとして、不変の位相を有する開始クロック・フィー
ルドを用いること、により広範囲の解像度を達成できる
。ディスク・サーボの場合には、トラック追従の目的で
各１−ランクを繰返す高解像度パターン及び多重トラッ
ク・アクセス用として、多数のトランクに亘って低い解
像度を持ち且つ中程度の数のトラックに豆って中間的な
解像度を持つのがよい。３位相シフトされたフィールド
を用いるサーボではそのような位相シフト代案により、
低解像度、中解像度、高解像度の範囲が１６１−ラック
、４１へラック、１１〜ランク、又は６４トラツク、８
トラツク、１トラツクのように容易に作ることができる
。
第７図は速度変動誤差又は不規則性を取除くためのスプ
リット・バースト方法を示し、同図において一方のフィ
ールド（フィールド１）を他方のフィールド（フィール
ド２）の両側に配置された２つのザブフィールドに区分
することにより達成される共通中心を有する２位相シフ
１−さｉシたサーボ・フィールドが使用される。これは
半トラツクの半径方向増分で３６ｏ°に亘る８１−ラッ
ク半径方向距離を示す。
第８図は半径方向に変る位相を持つ２つの一定周波数サ
ーボ・フィールドから位置（ｉ号を得るための代表的な
位相復調器を示す。１−ランスジューサ・ヘッドからの
アナログ信号は入力線１ｏで受取り、フィルタ１１及び
比較器１２でデジタル信号に変換して線１３へ送る。サ
ーボ１０検出器Ｉ４がサーボ・セクタを識別し、そ肛に
基づいて窓及びタイミング信号発生器１５が半径方向に
変化する位相の一定周波数サーボ・フィールドのための
窓を作る。線１７上の水晶クロック信号の位相は一定周
波数サーボ・フィールドの各々のためデジタル信号の位
相と比較される。そして２つのフィールドから導出され
た比較値（複数）間の差が位相変プロセッサ１９によっ
て確認されて線２゜に与える位置信号が作られる。その
位置信号は３６０°の位相差によって囲まれた半径方向
距離内のトランスジューサ位置を表わす。
［発明の効果］ 本発明によればノイズの影響を受けないで高精度の位置
誤差信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は位相シフ１−・サーボ・パターンの最適な形を
示す図、第２図は半径方向変位に関連した３６０°の位
相シフト差の繰返し距離を示す図、第３図は３種類の位
相シフト解像度を示す図、第４図は２フィールド位相シ
フト磁気的遷移パターンを示す図、第５図は第４図と類
似の図であるが速度変動誤差を排除するため使用した分
割フィールド位相シフｌ−磁気的遷移パターンを示すよ
うに修正された図、第６図は１つのタロツク・フィール
ド及び可変位相シフト差ＭｆＥｌｓ度を得るため可変位
相シフ１〜・パターンを有する３つのフィールドを用い
た８　１−ラックに亘る位相シフト遷移サーボ・パター
ンを示す図、第７図は１つのフィールドの分割により２
つのフィールドによって共有される１つの共通中心を生
じる２フイールド・８１−ラック位相シフ１−磁気トラ
ンスジューサを示す図、第８図は検出された位相差から
位置信号を作り出すための復調器のブロック図である。 １０・・・・入力線、１１・・フィルタ、１２・・・・
比較器、１４・・・・サーボＩＤ検出器、１５・・・・
窓及びタイミング信号発生器、１９・・・・位相差プロ
セッサ。 出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 復代理人　弁理士　篠　１）　文　雄 −に、９ ＦＩＧ、４　’“′２°聞側μ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サーボパターンが記録された回転記録媒体であって、上
    記サーボパターンは上記回転記録媒体の半径方向に移動
    するトランスジューサの位置に従って連続的に変化する
    検出可能な特徴部分を少くとも１つ有するフィールドを
    複数個持ち、上記複数個のフィールドに於て異ったフィ
    ールドの特徴部分間のタイミング差によって半径方向位
    置を表わすことを特徴とするサーボパターンが記録され
    た回転記録媒体。
JP59051302A 1983-06-27 1984-03-19 回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式 Granted JPS6010472A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US507647 1983-06-27
US06/507,647 US4549232A (en) 1983-06-27 1983-06-27 Phase modulated servo system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6010472A true JPS6010472A (ja) 1985-01-19
JPH0250550B2 JPH0250550B2 (ja) 1990-11-02

Family

ID=24019546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59051302A Granted JPS6010472A (ja) 1983-06-27 1984-03-19 回転記録媒体上のトランスジユーサの位置信号発生方式

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4549232A (ja)
EP (1) EP0129708B1 (ja)
JP (1) JPS6010472A (ja)
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