JPS6015872A - トラツク追従サ−ボ装置 - Google Patents

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】 本発明はディスク装置のためのトラック追従−ＩＪ−一
ボ装置に関するものである０ 〔発明の背景〕 １枚以上の記録ディスク上の複数の同心円状トラックに
情報を記録するディスク装置Ｑ′！周知である。ディス
クに対する情報の読み書き（よ、ディスクの回転中に、
それに隣接して支持されて（・る変換ヘッドだよって行
われる。特にデータ処理の分！’）’においては、磁気
ディスク装置が最も良く知られている。この装置は磁化
可能な記録ディスクに関連して電磁ヘッドを用いている
。なお、他の変換技術、例えば光学的及び静電的な変換
技術も知られており、ビデオ記録産業において重要性を
増している。

変換技術や応用分野に拘らず、トラック密度が高い場合
には、ディスクの選択されたトラックの土にヘッドを正
確に位置決めし、且つ維持する様にヘッド位置決めサー
ボ装置によって使用される位置基準情報をディスク装置
に設けておく必要がある。所望のトラックの上にヘッド
を維持する動作はトラック追従動作と呼ばれ、トラック
間でヘッドを動かす動作はトラック・アクセス動作と呼
ばれている。本発明はトラック追従動作の改善を意図し
たものである。

成るディスク装置においては、処理すべきデータが記録
されているディスク表面がら離れて、例えば専用サーボ
・ディスク又は専用サーボ・ディスク面に記録されてお
り、連続的に利用可能である。又、データが記録されて
いるのと同じディスク表面上のセクタに位置基準情報を
記録しておくことも知られている。この様なセクタはサ
ーボ・セクタと呼ばれている。サーボ・セクタはデータ
を記録するデータ・セクタと交互に配置されており、デ
ィスクの回転中に、ザンプル・モードで位置基準情報を
もたらす様になっている。

位置基準情報は、どの様な状態で記録されていても、名
目上円形でディスクの回転軸線に関して同心的であるこ
とが必要な複数のトラックを定めている。種々の理由に
より、この様に定められるトラックの円形性や同心性は
完全ではない。取り外し可能なディスクの場合、異なっ
た駆動機構の回転軸線は、装着されるディスクのトラン
クと全て同心状態になるとは限らないのである・記録媒
体自体の欠陥も書込まれる位置基準情報の誤りを生じさ
せろ。又、゛フレキシブル・ディスクの場合には、温度
や湿度の周期的変化に応じてディスク自体の形状の変化
が起こる。

この様な要因及び回転中のディスクの機械的逸脱（半径
方向の変位）は、成る程度までは、トラック追従サーボ
装置によって補正される。しかしながら、共振周波数に
おける不安定性が除去されるならば、この様なサーボ装
置の応答（利得）には限界がある。従って、トラックが
著しい偏心状態にあるならば、サーボ装置はトラックに
正確に追従することができず、データの読み書きの誤り
につながる。いずれにせよ、可能なトラック密度が制限
されることになり、ひいては、ディスクの記憶容量が制
限される。

なお、「偏心」状態は、円形トラックの中心がディスク
の回転軸線と一致していない状態と円形トラックの中心
がディスクの回転軸線に一致しているか否かに拘りなく
、トラックが円形でない状態の両方を意味するものとす
る。

誤りの原因が、例えば記録媒体の欠陥の様に永久的で一
定のものである場合には、製造時に位置基準情報内にサ
ーボ修正データを含めておくことも提案されている。こ
の様な技術は特開昭５７−７８６７９号に開示されてい
る。サーボ修正バイトはサーボ・レコード毎に１つずつ
設けられており、誤っているサーボ・レコードに基く位
置誤差信号を修正するために用いられる０ デイスクの経年的なひずみや異なった駆動機構に対する
ディスクの再装着に基く誤りの場合、その誤りが装置の
動作中に反彷するならば、予測定な補正をサーボ装置に
おいて直接行うことが考えられる。

その様な技術の例はＩＢＭ　’ｐｅｃｈｎｉｃａｌＤｉ
ｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　Ｖｏｌ、２１　
Ａ６７Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９７８の第２６８８乃至２
６９１頁に示されている。これに示されている閉ル−フ
。

サーボ装置においては、トラックの逸脱につし・ての予
測値が用いられている。予測値は装置の動作態様の数学
的モデルに基いて計算される０米国特許第４１５５２１
７号には、ディスク装置のヘッドの位置決めを行うノ・
イブリッド・サーボ装置が示されている。トラック追従
動作は、データと交互に配置されていて読み書きヘッド
によって検出されるセクタ・サーボ・レコードに基し・
て行われる・ヘッドは、光学格子型の位置変換器を有す
るアクチュエータ（モータ及びキャリッジ）によって動
かされる。アクセス動作は主として位置変換器の出力に
基いて制御される。しかしながら、前述の問題点のうち
の幾つかを解決するために、ヘッドがトラック追従を行
っている間、トラックの形状の反復的な誤り、即ち変動
の指示をもたらす様に位置変換器の出力は記憶される。

初期キャリブレーション時間中にヘッドが正確に位置決
めされているとき、位置変換器の出力変化が追従中のト
ラックの回転中心軸線からの変位を表わしていると仮定
されている。この出力変化の情報は各セクタ毎にディジ
タル信号として記憶されており、ヘッド位置誤差につい
ての正規の閉ループ・フィードバック制御の外にヘッド
の精密な位置決め移動を予測するために使用される。

Ｉ　ＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ
　ＢｕｌｌｅｔｉｎＶｏＬ１９　Ｎｏ、６　Ｎｏｖｅｍ
ｂｅｒ　１９７６の第１９９１乃至１９９２頁及びＶｏ
ｌ、２３　Ｎｏ、２　：Ｊｕ１７１９８０の第７６８乃
至７４２頁には、他の従来技術が示されている。これら
はディスク装置に関する開ループヘッド位置決め装置に
関するものである。但し、どちらもトラックの形状を表
わすために使用可能な限られた量のサーボ情報を用いて
いる。トラックの形状を表わす信号は記憶され、その後
、ディスクの回転中にヘッドの開ループ位置決め制御を
修正するために用いられる・これまでに述べた様に、反
復的な偏心を測定又は予測して、ヘッド位置誤差測定値
に基く通常の閉ループ・フィードバック制御入力の外に
細か的なフィードフォワード入力をヘッド位置決めアク
チュエータに与えるならば、ディスク装置のためのトラ
ック追従サーボ装置のパフォーマンスを改キしうろこと
が従来技術において認識されている。

従来技術、特に米国特許第４１３５２１７号に示されて
いる様な偏心測定技術は、ヘッドがトラック追従を行っ
ているとき、アクチュエータの位置の独立した測定値が
実際のトラックの形状を表わしているとの仮定に基いて
いる。しかしながら、これは、トラック追従が完全でな
いならば、正しくないのである。そして、前述の様に著
しい偏心がある場合には、トラック追従は完全にはなり
えないのである。又、ヘッドの位置誤差のみに基いてト
ラックの形状のひずみ若しくは偏心を示す従来技術は、
位置誤差信号が得られる間アクチュエータの位置が一定
である事に基いている。しかしながら、この事はトラッ
ク追従動作の場合、当てはまらない。

〔発明の概要〕

本発明はアクチュエータ及びヘッドの両方の位置情報に
基いて得られる正確な偏心指示信号を利用してトラック
追従制御を行うものである。

回転可能なディスクの名目上同心的で円形のトラックに
情報を記録するディスク装置のための本発明によるトラ
ック追従サーボ装置は、トラックの位置を定める位置基
準情報を含むディスク上の記録部と、ディスクの回転中
に位置基準情報を読取るヘッドと、これによって読取っ
た位置基準情報に枯いて関連するトラックに対するヘッ
ドの位ｉ直ずれを表わす位置誤差信号を生じる復調器と
、電気的人力信号に応じてトラックを横切る方向にヘッ
ドを動かすアクチュエータと、復調器の出力をアクチュ
エータの入力につなぐフィードバック路と、アクチュエ
ータの動きに関連した作動信号を生じる手段と、この作
動信号に応じてトラックの偏心を表わす偏心指示信号を
生じる制御手段と、こ２の偏心指示信号を記憶する記憶
手段と、フィードバック路における信号と組合わさって
アクチュエータの電気的入力信号を生じるための信号を
記１意手段からアクチュエータの入力へ与えるフィード
フォワード路とを有し、制御手段は少なくともディスク
の１回転中に作動信号の関数と位置誤差信号の関数とを
組合わせて偏心指示信号を生じて記憶手段に与える様に
なっている。

本発明においては、アクチュエータの動きに関する作動
信号と検出されるヘッドの位置誤差信号の両方を用いる
ことによって、得られる偏心指示信号は従来技術におい
て得られたものよりも一層正確である。

組合わされる作動信号及び位置誤差信号の関数は、信号
に何の変更を加えることなく用いることも含む。関数を
組合わせる好ましい技法は、２つの関数の間の代数的な
差をめることである。最も単純なケースでは、トラック
の形状又は偏心状態を表わす信号は、位置誤差信号と、
トラックにおける幾つかの点におけるアクチュエータの
位置の測定直とに基いて得られる。但し、結合される関
数の次元は位置である必要はなく、速度や加速度の様な
時間的導関数を用いることができる・アクチュエータの
動きに関する作動信号を生じるための好ましい手段はア
クチュエータの入力信号を用いるものである。入力信号
が電磁可動コイル型のアクチュエータに与えられる電流
を示す場合には、この入力信号はアクチュエータの位置
ではなく加速度を表わしている。アクチュエータの動き
を表わすためにアクチュエータの入力信号を利用するこ
とにより、前記米国特許第４　’１３５２１７号の装置
において用いられている様な位置変換器は必要なく、従
来技術よりもかなり有利である０ 今述べた様なアクチュエータの加速度に関連した入力信
号はアクチュエータの位置を表わすアクチュエータ位置
信号を生じる様に二重積分される（第１の実施例）。こ
の場合、位置誤差信号はそのまま変更なしにアクチュエ
ータ位置信号との差をめるための減算手段に与えられる
Ｏ減算手段の出力信号はトラックの偏心を直接表わして
いる・この信号は二重微分によってアクチュエータの入
力信号として適した状態に変換される必要がある。

第２の実施例では、位置誤差信号を二重微分した信号と
変更無しのアクチュエータ入力信号との差を示す信号が
生成されて記憶される。この信号もトラックの偏心状態
に対応しており、そのトラックにヘッドを追従させる様
にアクチュエータを駆動するのに必要な電流を表わして
いる。従って、この信号は直接アクチュエータの入力信
号になりうるが、低域フィルタを介して供給することが
望ましい。

偏心指示信号の記憶手段は直列入出力装置である。ディ
スクの１回転に相当する時間だけ信号を遅延させる様な
記憶手段が適当であるが、平均的な信号を生成する様に
更に長い遅延をもたらすものも使用可能である。ディジ
タル装置眞おける好ましい記憶手段の例は先入れ先出し
式バッファである。

〔実施例の説明〕

第１図は本発明のトラック追従サーボ装置のブロック図
である。本発明を明確にするために、通常知られている
事項の幾つかは省略されている。

磁気ディスク装置特有の機械的構成要素、即ち磁気ディ
スク１［１，磁気ヘッド１１、及び回転アーム型ヘッド
位置決めアクチュエータ１２は概略的に示されている。

アクチュエータ１２は米国特許第４２８６２９８号に詳
しく示されている型のものであり、ピボット軸１４を中
心として回転できる様に装着されたアーム１３を有する
・コイル１５はヘッド１１とは反対側でアーム１３の延
長部に取りつけられており、永久磁石（図示せず）の磁
束ギャップ内に配置されている。コイル１５は供給され
る電流に応じてアーム１５をピボット軸１４の周りで回
転させることによってヘッド１１をディスク１０の表面
に沿って移動させる〇情報は、ヘッド１１が位置づけら
れているトラック１６等の複数の同心円状トラックに記
録されている。この例では、各トラックの位置は、デ１
スク１０の複数のセクタにそれぞれ含まれている位置基
準情報記録部、即ち、サーボ・レコード１７に記録され
ている情報によって定められる。分かりやすくするため
にセクタの数を減らして図示しであるが、実際には７２
個のセクタが用いられる０サーボ・レコード１７の性質
は本発明にとって重要ではなく、例えば第３図に示され
ている様に正規サーボ・トラックＮと偏倚サーボ・トラ
ックＱとを含む周知のサーボ・トラックが用いられる。

この場合、正規サーボ−トラックＮ間の境界線がデータ
・トラックの中心線を定めている・本発明はトラック追
従動作に関するものであるから、ヘッド位置決め装置の
トラック・アクセス動作についての説明は省略する・な
お、第１図のトラック追従装置に関連して使用するのに
適したトラック・アクセス装置は米国特許第４ｔ０３３
１４号に示されている。

通常行われている様にヘッド１１の出力信号は図示され
ていない適当な手段によってデータ信号と位置基準情報
信号とに分離され、後者は線２０を介して復調器２１に
与えられる。復調器２１は、最も近いトラックの中心線
からのヘッド１１の変位を示す振幅及び極性を有する位
置誤差信号（ＰＥＳ）を位置基準情報信号に基し・て生
じる。第１図の装置はディジタル型であるから（但し、
ディジタル型であることは必須ではない）、アナログＰ
ＥＳはアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２２にお
いてディジタルＰＥ５Ｋ変換される。ディジタルＰＥＳ
は補償器２５及び加算器２４を含む負フィードバック・
ループを介してアクチュエータ１２を制御するために用
いられる。加算器２４の出力信号はディジタル・アナロ
グ変換器（ＤＡＣ）２５ＶＣよってアナログ信号に変換
されて駆動器２６ＶＣ与えられる・補償器２３はディジ
タル・リカーシブ・フィルタであり、利得及び位相シフ
ト特性は、許容できる安定度マージンと調和して得られ
る最良のトラック追従及び整定特性をもたらす様に選定
されている・ これまで説明した限りにおいては、第１図の装置は位置
誤差信号を０にする様にヘッドの移動を制御してトラッ
クに対するヘッドの正しい位置を維持する通常のトラッ
ク追従装置と同等である。

前述の様に、通常の装置の場合、一定半径から逸脱して
いる様な全てのトラックに追従する装置の安定度はフィ
ードバック・ループの低帯域幅によって制限されている
。第１図の装置においても同様であるが、フィードバッ
ク・ル−プの低帯域幅は、位置基準情報がサンプリング
されること及び高周波における機械的共振によって引き
起こされる不安定性を除く必要があることに基いて（・
る。

従って、例えば、ディスクの非同軸的な装着状態やディ
スクの形状変化に起因して著い・反復的逸脱があるなら
ば、データ・トラックに対してヘッドの位置がずれてい
る時間帯が幾つかあることになる・この様な位置ずれは
、前に書込まれた情報に対する重複書込みやヘッドによ
って読取られる信号の劣化につながる。位置ずれ状態に
おける）々フオーマンスの低下は、磁気ディスク装置に
お℃・て許容されるトラック密度を制限するＯ第１図の
装置における残りの部分は本発明に従ってトラック追従
パフォーマンスを著しく向上させるためのものである。

この部分は、これから詳しく説明する様ニ、トラックの
偏心に関連した信号を貯蔵し、後で、その信号をアクチ
ュエータの駆動のための追加入力としてフィードフォワ
ードする様に動作する・ トラックの偏心を測定するために、駆動器２６の入力信
号に対応するディジタル信号が加算器２４の出力点３０
から取り出されてデイジタル二重積分器７Ｊ１へ送られ
る。二重積分器５１はＫｄ７７ａｔで示される様にアク
チュエータ入力信号を時間に関して２回積分する機能を
有する。Ｋｄは駆動器２６のためのディジタル信号の１
単位の変化によって引き起こされるアクチュエータ１２
のカロ速度の変化を表わす定数である。従って、二重積
分の結果にＫｄを乗じたものに相当する信号が線３２に
現われる。この信号はアクチュエータ１２の位置に応じ
て変化するが、積分によって恣意的な定数が導入される
ので、所与の半径位置からのアクチュエータ１２の変位
に直接比例して見・ろわけではない。

加算器３４は、線３２におけるアクチュエータ位置信号
を十入力端に受取り且つ線３３に、ｔ６けるディジタル
ＰＥＳを一入力端に受取るので、１ｉｌｉｊ者の差を表
わす信号を線６５に生じる。この信号しまトラックの絶
対的な形状を表わして（・る（イ旦し、恣意的な積分定
数が含まれて℃・る）。こＪ尤につし・て２つの特殊な
ケースを考えてみると、ま１″、アクチュエータ１２が
固定されてし・るなら＆ｒ、ＰＥＳだゆがトラックの形
状を表わすことに７ＡるＱ一方、完全に正確にトラック
追従が行われるなら（ｆ−１ＰＥＳは０になり、アクチ
ュエータ位置信号力″−トラックの形状を表わすことに
なる。一般的に（′ｒ、、２つの信号の差がトラックの
形状を表わすのであるＯ トラックの形状を表わす信号をアクチュエータ１２の駆
動のためのフィードフォワード入力に変換するためには
、この信号を加速度の単位の信号に変換し、更にそれを
Ｋｄで割ることによって電流を表わす信号に変換する必
要がある・この様な変換操作は、７丁・−石］−によっ
て示される機能を有する二重微分器ろ６によって行われ
る。これによって恣意的な積分定数は除去される。二重
微分器３６は、アクチュエータ１２に与えられるならば
、ヘッドをして前のトラックをたどらせる様な直列入力
信号である。電流変化を表わすものとしても考えられる
この直列入力信号は、ディスクの１回転に相当する時間
の遅延を起こさせる遅延器として働く先入れ先出しくＦ
ＩＦＯ）式ノ（ソファ３７に蓄積される。

偏心の原因が反復性を有すると仮定すると、ディスクの
次回の回転の際、バッファ′５Ｚ内の信号が取り出され
て、アクチュエータ１２のための予測入力として加算器
２４を介して用いられる。外乱の発生源がなければ、ア
クチュエータ１２は前回の回転中に測定されたトラック
の形状に正確に追従する様にヘッド１１を動かす。加算
器２４にもう１つの入力を与える閉ループ式トラック追
従装置は、今やディスク１０の前回の回転中に測定され
たトラック形状からの変位だけに対処すればよく、同心
円からの絶対的な変位に対処する必要は無いのである。

この様なフィードフォワード制御とフィードバック制御
との組合わせによりトラック追従制御の正確度が非常に
増すととか、ＰＥＳのピーク間変動の著しい減少によっ
て立証されている。

第２図は本発明のトラック追従装置の第２の実施例を第
１図の実施例よりも詳しく示している０この装置の公知
の部分は特開昭５７−７８６７９号に開示されているも
のに類似している。大まかに言って、この装置は、主と
してアクチュエータに対する位置誤差信号の負フィード
バックによってヘッドの位置決めを行うセクタ・サーボ
・ディスク装置の１部である。特開昭５７−７８６７９
号と詳しく示されている様に、製造時に検出されたサン
プル位置基準情報の永久的な欠陥を補正するためのサー
ボ補正情報がディスクに記録されている。本発明に従っ
て、第２図の装置は、ディスク装置の製造後に生じる何
らかの原因に基く反復的な逸脱の影響を補正するための
追加の構成要素を含む。

第２図において、ディスク１００は複数のセクタ１０１
に分割されており、各セクタ１０１はサーボ９レコード
１０２を有する。セクタ１０１内の１つのトラックのフ
ォーマットは第３図に示されている・第３図に装置の動
作に関連した複数のタイミング・パルスＧ１乃至Ｇ６も
示されている。

各セクタＳｎの先頭にはサーボ・レコード１０２があり
、これは、短いギャップに続いてマーク・フィールド、
利得フィールド、及び位置基準情報゛フィールドを含む
。位置基準情報フィールドは米国特許第４２９７７’１
４号に示されている様な型の正規サーボ・トラック釣と
偏倚サーボ・トラックＱ）とを含む・正規サーボ・トラ
ック間の境界がデータ・トラックめ中心線を定めている
。偏倚サーボ・トラックは位置誤差信号の線形範囲を拡
張する様に用いられている。復調等の動作はマークの検
出に同期して行われる・ 位置基準情報フィールドの次にある同期フィールドは、
磁気ディスク装置における読取り／書込みチャネルの回
路の同期化のための信号をもたらすものであろ０次のセ
クタＴＤフィールドはトラック・アドレス（４）、セク
タ番号（Ｓ）及びサーボ修正バイ）　、（Ｃ）を含む０
サーボ修正バイトは位置基準情報の修正のための情報を
含んで℃・ろ。続く短い同期フィールドの次にはデータ
・フィールドがある。

再び第２図に戻って、装置の動作につ℃・て説明する。

アクチュエータ１０５はディスク＋００の表面において
ヘッド１０６の位置決めを行う。アクチュエータ１０５
は第１図に示されているものと同等であり、回転アーム
１０７、ピボット軸１０８及びコイル１０９を有する・
コイル１０９は駆動器１１０から電流の供給を受ける様
になっているわ ヘッド１０６によって検出される信号は線１１１上に現
われ、読取り／書込み回路１１２において増幅される。

回路１１２の出力信号はデータ・チャネル１１’５、マ
ーク検出器１１４及びサーボ・チャネルの復調器１３０
に与えられる。マーク検出器１１４はサーボ・チャネル
及びデータ・チャネルをディスクの回転に同期させるた
めに設けられており、独特のマークを検出すると、計数
型分周器１１６をリセットするために用いられる。

計数型分周器１１６は水晶発振器１１５の出力信号を分
周してタイミング制御回路１１７へ送る。

タイミング１ｕ１］御回路１１７は第３図に示されてい
るタイミング・パルスＧ１乃至Ｇ６を始めとして、種々
の構成要素のタイミングを制御するための種々の信号を
生じる。

力信号と共に位相比較器９６に４え・′″られる。位相
比較器９６は２つの信号の間の位相差を表わす信号を生
じ、これは平均回路９７において平均化された後、同期
スピンドル駆動モータ９９の速度を制御するためにモー
タ駆動器９８に与えられる・この様にして、ディスク１
００の回転は水晶発振器１１５の出力信号に関して位相
同期させられる。

タイミング制御回路１１７がら線１１８に生じるデータ
・タイミング信号は各セクタのデータ・フィールドに基
く信号を処理させる様にデータ・チャネル１１３を制御
する。データ・チャネル１１３はデータ検出及びデコー
ドのための通常の動作を行う。又、データΦチャネル１
１３は記録ずべきデータをコード化して読取り／書込み
回路１１２に与える機能も有する。回路１１２には、通
常の書込み駆動器も含まれている。

データの記録／再生に関する指令は外部の制御装置（図
示せず）からチャネル制御回路１２５の入出力端子１２
５に与えられる。

記録／再生動作の開始に際しては、所望のセクターアド
レスに照らしてセクタＩＤフィールドを調べる必要があ
る＠セクタＩＤフィールドはトラック番号及びセクタ番
号を含むセクタ・アドレスを保持（−ている。アドレス
比較操作は通常のものであり、しばしば磁気ディスク装
置の外部の制御装置において行われているが、この実施
例では、チャネル制御回路１２５で行われる様になって
いる０ 各セクタＩＤフィールドは、タイミング制御回路１１７
から端子１１９に与えられるタイミング・パルスＧ１の
制御の下にアンド・ゲート１２０を介してシフトレジス
タ１２１に送り込まれる。

パルスＧ１の波形は第３図に示されている。シフトレジ
スタ１２１はセクタＩＤフィールドと１つ前のセクタに
おけるサーボ修正バイトとを保持するのに十分な段を有
し、タイミング制御回路１１７から線１２２を介して与
えられるタイミング信号によって制御される。シフトレ
ジスタ１２１が充満状態になるとき、この中のセクタＩ
Ｄフィールドは線１２３を介してチャネル制御回路１２
５へ送られて、所望のデータ・レコードのセクタ■Ｄと
比較される。比較一致が認められると、その後データ・
チャネル１１６がらデータ母線１１６へ送られるデータ
はチャネル制御回路１２５に受入れられて端子１２４を
介してユーザーへ転送さλする〇 第２図及び第３図を参照しながらトラック追従動作につ
いて説明する。第１図の装置の場合と同様に、トラック
・アクセス動作のための装置の説明は省くことにするが
、この動作のためには前記米国特許第４１０３３１４号
に開示されている型の装置が使用可能である。唯一の差
異は別個のクロック・ヘッド及びクロック・トラックに
よらずに、マークに基いてタイミングを設定しているこ
とである。

読取り／＠込み回路１１２から生じる信号はサーボφチ
ャネルの復調器１３０にも与えられる。

同時に、タイミング制御回路１１７から線１３１に現わ
れる復調クロックも復調器１３０に力えられる。第３図
に示されている型のサーボ・パターンに関連した復調器
１３０の動作は通常のものと同等であり、詳細について
は前記特開昭５７−７８６７９号を参照されたい。各サ
ーボ・レコード１０２の終りに、復調器１５０は当セク
タに関する位置基準情報によって定められるトラック中
心線からのヘッド１０６の変位を表わすアナログ位置誤
差信号（ＰＥＳ）を生じる。アナログＰＥＳは端子１３
３に与えられるタイミング・ノくルスＧ２の制御の工匠
アナログ・ディジタル変換器１６２によってディジタル
ＰＥＳに変換される。

ディジタルＰＥＳの修正の必要性は前のセクタの処理中
にシフトレジスタ１２１の所定の部分に記憶されたサー
ボ修正バイトによって示される。

修正情報はシフトレジスタ１２１から線１３４を介して
加算器１３５に与えられる・修正後のディジタルＰＥＳ
は、通常、端子１ろ７におけるタイミング・パルスＧ６
の制御の下にアンド・ゲート１ろ６を通過する。

但し、位置基準情報が使用できないほど誤っているため
ＰＥＳが修正不可能であることをサーボ修正バイト内の
デマーク・ビットが示すならば、アンド・ケート１ろ６
をディジタルＰＥＳが通過することは阻止される０これ
は、線１２７に現われるデマーク・ビットを反転器１４
０によって反転してアンド・ゲート１５６の第３の入力
端子に与えることによって達成される。この場合、前の
サーボ・レコードに基いて得られているディジタルＰＥ
Ｓを代りに用いる様になっている。即ち、使用可能な各
ＰＥＳはタイミング・パルスＧ６Ｖ従ってレジスター４
２に記憶される。レジスター４２内のＰＥＳは線１４３
を介してアンド・ゲート１４４へ送られる。アンド拳ゲ
ート１４４は線１２７におけるデマーク・ビット及び端
子１３７におけるタイミング・パルスＧ３［よって制御
される・この様なサーボ・ザンプル修正及び置換動作に
ついての一層詳しい事項は前記米国特許第４２９７７’
５４号、に示されている。

必要に応じて修正や置換の処理を受けたディジ゛Ｘ タルｐｇｓは結合点１５１を介して補償器１５０へ送ら
れる。補償器１５０は第１図の場合と同様にディジタル
・リカーシブ・フィルタであり、閉ループ・サーボ系に
お℃・て周知の進み／遅れ位相補償を行う。このフィル
タは誤り無しに傾斜入力に追従できる様に無限のインパ
ルス応答を有する様に設計されている。補償器１５０は
端子１５２に与えられるタイミング・パルスＧ４に応答
して動作する。

補償器１５０の出力信号は加算器１５６へ送られ１本発
明に従ってフィードフォワード制御信号と加算される。

加算器１５５の出力信号はディジタル・アナログ変換器
１５４によってアナログ信号に変換され、タイミング・
パルスＧ５の発生時にサンプル・ホールド回路１５５に
よって標本化されて保持される。サンプル・ホールド回
路１５５は各セクタ毎に制御信号を標本化して保持する
。

制御信号を受取る駆動器１１０は所望のトラックにヘッ
ド１０６を追従させる様にアクチュエータ１０５のコイ
ル１０９に電流を供給する。

前述の様に、第２図の装置は特開昭５７−７８６７９号
に示されている装置に類似しており、誤っている位置基
準情報に関連した一定の修正操作を行う閉ループ・トラ
ック追従動作を行う。トラック追従パフォーマンスを改
善するために、第５図の装置も第１図の装置と同様に、
動作中、トラックに関する偏心測定値に関連した動的修
正信号を生成し、これを追加のフィードフォワード制御
信号として供給するだめの手段を含んでいる・フィード
フォワード制御に関して用いられている構成は第１図の
ものと類似しているが、幾分単純である。加算器１５ろ
から線１（Ｓｏに生じるディジタル駆動信号と結合点に
おけるディジクルＰＥＳはトラックの偏心に関連した信
号を生じるために用いられている。しかしながら、第１
図の場合と違って、ｐｇｓは二重微分器１５６において
２回微分される。２回微分された結果の信号はヘッドの
加速度を表わしており、更に前述の様な定数Ｋｄで割ら
れて駆動電流に相当する値に変換される。加算器１５７
は加算器１５５の出力信号から加算器１５６の出力信号
を減じて差信号を生じる。この差信号は所望のトラック
にヘッド１０６を追従させるのに必要な駆動入力信号を
表わしている。駆動入力信号を表わす一連のディジタル
値はディスク１００の１回転に相当する時間中、先入れ
先出し式バッファ１５８に蓄積されている。

この実施例の場合、バッファ１５８に接続されている低
域フィルタ１５９は装置の安定性を保証するために必要
となっている。フィードフォワード修正系の付加により
サーボ・ループの安定度が影響されない条件は、トラッ
クの形状の測定がヘッド１０６の位置に依存していない
ということである。信号の処理が理想的ならば、この条
件は満たされる筈である。しかしながら、実際には、微
分プロセスは不完全であり、計算の遅延がある。

その結果、高周波の外乱（これに関する微分プロセスが
最も不正確）は相次ぐ回転につれて反響により振幅が増
加する。この様な望ましくない現象は低域フィルタ１５
９の付加により排除される。

但し、トラック毎に反復しそうもない高周波の誤りの修
正についての損失がある。低域フィルタ１５９のカット
オフ周波数は、反復性の誤りの修正を可能ならしめつつ
安定度を維持するため低域フィルタ１５９のカットオフ
周波数はディスク１００の回転周波数の４倍より高いこ
とが望ましい。

第２図の装置において、低域フィルタ１５９は相次ぐ１
６個のサーボ・サンプルの平均をとる＠に動作する。

第２図のフィードフォワード制御部は、積分操作を必要
としない点で第１図のものより優れている。従って、恣
意的な積分定数を割当てる難しさはない。

フィードフォワード制御部の種々のディジタル構成要素
は、適切にプログラムされた汎用マイクロプロセッサや
別個のハードワイヤード回路によ・ノつて実現される。

第２図の装置は、ＰＥＳのピーク間振幅をフィードフォ
ワード制御部が無いときの３分の１程度減少させること
が分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気ディスク装置に関連した本発明のトラック
追従サーボ装置に関し、第２図は本発明の第２の実施例
としてのトラック追従サーボ装置を示している。第５図
は第２図の磁気ディスク装置及びトラック追従サーボ装
置において用いられるセクタ・フォーマット及び関連す
るタイミング信号の波形を示す図である。 １０・・・・ディスク、１１・・・・ヘッド、１２・・
・・アクチュエータ、２１・・・・復調器、２２・・・
・アナログ・ディジタル変換器、２３・・・・補償器、
２４及び３４・・・・加算器、２５・・・・ディジタル
・アナログ変換器、２６・・・・駆動器、６１・・・・
二重積分器、３６・・・・二重微分器、３７−・・・バ
ッファ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可能なディスクの名目上同心的で円形のトラックに
   情報を記録するディスク装置のだめのトラック追従サー
   ボ装置であって、上記トラックの位置を定める位置基準
   情報を含むディスク上の記録部と、上記ディスクの回転
   中に上記位置基準情報を読取るヘッドと、該ヘッドによ
   って読取った上記位置基準情報に基いて関連するトラン
   クに対する該ヘッドの位置ずれを表わす位置誤差信号を
   生じる復調器と、電気的入力信号に応じて上記トランク
   を横切る方向に上記ヘッドを動かすアクチュエータと、
   上記復調器の出力を上記アクチュエータの入力につなぐ
   フィードバンク路と、上記アクチュエータの動きに関連
   した作動信号を生じる手段と、該作動信号に応じて上記
   トランクの偏心を表わす偏心指示信号を生じる制御手段
   と、該偏心指示信号を記憶する記憶手段と、上言己フィ
   ードバック路における信号と組合わさって上記アクチュ
   エータの電気的入力信号を生じるための信号を上記記憶
   手段から上記アクチュエータの入力へ与えるフィードフ
   ォワード路とを有し、上記市１］御手段が少なくとも上
   記ディスクの１回転中に、上言己作動信号の関数と上記
   位置誤差信号の関数とを組合わせて上記偏心指示信号を
   生じて上記記憶手段に与える様になっていることを特徴
   とするトラック追従サーボ装置。