JPS601683A - 回転磁気記録体トラツキング装置 - 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】 九組炬野 本発明は回転磁気記録体トランキング装置、とくに、磁
気ディスクや磁気ドラムなどの回転磁気記録体において
情報を記録または再生する際にトランキングを行なう回
転磁気記録体トランキング装置に関する。とりわけ、磁
気ディスク上に同心固状にトランクを形成して映像信号
を記録したり、あるいはこれから映像信号を再生したり
するために）・ランキングを行なう回転磁気記録体トラ
ンキング装置に関するものである。

亀且且遣 最近、固体撮像素子や撮像管等の撮像装置と、記録媒体
として安価で比較的記憶容量の大きな磁気ディスクを用
いた記録装置とを組み合せて被写体を純電子的にメチル
撮影して回転するディスクに記録し、画像の再生は別段
のテレビジョンシステムやプリンタなどで行なう電子式
スチルカメラシステムが開発され、将来、化７′処理に
よる銀塩写真フィルムを使用した従来のカメラに取って
代るものとして注目されている。

たとえばこのようなカメラシステムにおいて、磁気ディ
スクに形成されたトラックに情報の記録、ｉｌＴ生を行
なう際、１つのトランクから他の所望のトラック、たと
えば隣接するトラックへ磁気ヘンドを移動させる方式と
して、次の２つがある。

第１は、各トラックを所定のピッチで記録し、磁気ヘン
ドをステ・ンピングモータで移動させる方式である。し
たがってトランキングサーボは行なわない。

他の方式は、映像信号などの情報を磁気ディスクに記録
、再生する際にトラッキングサーボをかけ、再生時のヘ
ント送りの際には、一旦、はぼトラックピッチ分のヘッ
ド送りを行なった後、磁気ディスク」二に記録されたト
ランキング用パイロッＩ・信号または映像信号の大きさ
から正規のトラック位置に対するヘッドのずれの量およ
び方向を検出してトラッキングを行なう方式である。

電子式スチルカメラシステムなどのように小径のディス
クに多数のトラックが高密度で記録されるシステムでは
、トラック幅がたとえば５０〜６０ルｍ程度に狭くなる
ので、第１の方法はトラッキングの才古度に難がある。

また、トランクピンチを精密に維持して記録しないと、
第１の方法では十分な再生トラッキングを行なうことが
できない。

直流モータのパルス幅制御により行なうサーボｉ・ラン
キングはパルス幅を変化させることによって所望の量の
ヘット移動を行なうことができる。

したがって、回転記録体のトう、キングには非常に４１
効に適用できるが、電子式スチルカメラのように高速の
トラッキングサーボを必要とする場合にはそのままこれ
を適用することはできない。

電子式スチルカメラでは次のような高速トランキング制
御が要求される。

磁気ディスクは、たとえば毎分３．ｆｉｏｏ回転で回転
している。したがって、たとえばその１回転の期間（１
／ｆ（０秒、すなわち約１８．７　ミリ秒）内に磁気ヘ
ッドを１つのトラ１ツクから所望のトラックに移動させ
ようとすると、その移動時間は１５ミリ秒以内程度、ま
たトラッキングサーボによるヘット位置の修正は１．５
　ミリ秒以内程度の高速アクセスが要求される。したが
って、たとえばトランクピッチが　１００　ｇ　ｒｎ程
度、すなわちトラック幅が５０〜６０ルｍ程度、ガート
バンド幅か５０〜４０ｐＬｍ程度で５０木のトラックが
形成された磁気ディスクに２フイールドｌフレームのイ
ンクレース方式で１トラック１フィールドの映像信号を
記録した場合には、１回のトラックシークにおいて２ト
ラック分、すなわち２００ｇＩｎ程度のヘッド移動を上
記の時間内に行なわなければならない。また１トラツク
ｌフレーム記録の場合にはこれが１００ｇｍ程度になり
、フィールドスチルの場合も同様である。

５０トラック分、すなわち約５ｍｍ程度のヘッド移動を
高速のランタムアクセスにて行なえるようにするために
は、ヘッド移動用のモータの１回転で１＋ｎｍ程度、す
なわち１０トラックピッチ分程度のヘンド移動が行なえ
るように構成しなければならない。

つまり、全トラックを高速にサーチする全移動と、最適
トランク位置に正確にトランキングする微移動との両要
求を満足させるためには、微移動において駆動用モータ
の慣性動作領域を利用せざるを得ない。

ところで、ヘッド移動用の直流モータをパルス幅制御し
て磁気へントを移動させる場合、ヘッドの移動には、モ
ータ軸、ヘッド駆動装置などの駆動機構に対する負荷ト
ルクと、モータおよび負荷の慣性による機械的時定数と
に依存する。

ａＴ述すると、第１図に示すように直流モータの速度応
答性は、負荷トルクが小さいはと良好になる。つまり、
負荷トルクが小さいと曲線１０をとって急速に回転速［
■マ１の定常状態に達し、大きくなると曲線１２をとっ
て緩慢に速度ｖ１より低い速度ｖ２の定常状態に達する
。したがって、同じ幅の駆動パルスを直流モータに与え
ても、負荷トルクの大小に応じてヘンドの移動量が変動
する。

負荷トルクの変動は、たとえはモータ軸、へ・ンド駆動
機構（たとえばリードスクリュー等）の偏心などに起因
する。たとえば第２図に曲線１４で示すように、磁気デ
ィスクの１回転Ａに同期して周期的に負荷が変動する。

したがって前述のように、ヘッド移動用モータの１回転
でたとえば１０トラックピッチ分のヘッド移動を行なう
と、■トラックピッチ分Ｂの移動であってもかなり負荷
か変動する。

そこで結電なサーボトラッキングを行なうためには、こ
のような負荷トルクの変動をも考慮しなければならない
。たとえば前述の側におｌ、）て隣接トラックにヘッド
を正確に移動させる場合、まずこの移動量にほぼ対応す
る幅のノくルスを与えてヘッドをおおまかに移動させ、
その実際の移動量を検出してさらにこれを所期のへ・ン
ド位置番と修正するようなパルスを印加し、この操作を
複数回繰り返すことが必要である。

しかし慣性による機械的時定数の影響は、前述したよう
に高速全駆動に適するように構成したへｙ　ｌ”　移動
用モータをトラッキングのために微駆動させるか故に派
生する。詳細に説明すると、パルス幅１５〜１．５　ミ
リ秒程度の微小パルス（モータにとって）を印加してこ
のようなモータを駆動すると、これはモータの定常状態
における駆動ではなく、モータの慣性動作領域すなわち
過渡状態における駆動となる。磁気ヘンドを直流モータ
で駆動した場合、そのヘッドの移動距囚をモータへの通
電時間についてプロ７Ｉ・すると、一般にたとえば第３
図に示すような曲線１６をとる。その立」ミリ部分Ｃが
過渡領域すなわち慣性領域である。モータの慣性動作領
域は、たとえば５〜２０ミリ秒程度、大きいものでは　
１００ミリ秒程度ある。しかし時定数が小さく高速応答
性のある直流モータは現在のところ実現されていない。

この慣性モーメントは、負荷トルクの場合と異なり、変
動するものではない。しかしヘッド移動距離は、印加し
たパルスの幅に応じて線形に、すなわちこれに比例して
は変化しなり）ので、あるノくルス幅に対する実際のへ
・ンド移動量が既知であっても、トラッキングすべき所
望の移動量番と対するパルス幅を単純に比例関係で決定
することＣまできない。

要約すると、同じパルス幅のノ々ルスを印加しても、磁
気ヘッドの移動量は負荷トルク番とよって変動する。ま
た、トラ・ンキングサーボにおｌ／１て４ｉモータの慣
性動作領域が使用されるので、駆動ノくルス幅とヘッド
移動距離が比例関係しとある動作領域を使用できない。

つまり、へ・ントが現に位匂、するトラックから所望の
目的トラ・ンクの正規のイ装置までの距離とパルス幅Ｐ
ｘの）々ルスをモータにＩＥＩＪ力］１して移動させた
ヘッドの移動距離Ｘとの誤差Ｅを修正するために印加す
べき修正ノクルスのノ々ルス幅ＰＥは、（Ｅ／Ｘ）Ｐｘ
なる量について線形な関係にない。

亘−一酌 本発明はこのような従来技術に鑑み、所望のトランクに
高速に、しかも高精度でアクセスすることができる回転
磁気記録体トランキング装置を提供することを目的とす
る。

Ｌ且旦上ｊ 本発明によれば、回転磁気記録体上に記録始端と終端と
の相対位置が互いに一致するような軌跡で多数トラック
が形成されたトラックから信号を検出する磁気ヘッドと
、直流モータを有しこれによって所望の！・ラックの位
置に磁気ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、へ・ン
ト移動手段を制御してトラッキングサーボを行なう制御
手段とを含む回転磁気記録体トラッキング装置において
、ベント移動手段は、直流モータをパルス幅駆動するモ
ータ駆動手段を含み、制御手段は、磁気ヘッドの相対的
移動量に対する直流モータの駆動パルスの幅を記憶する
メモリ手段を含み、制御手段は、磁気へンドを移動した
ときは磁気ヘッドで検出される信号から所望のトラック
の位置に対するヘッド位置の誤差を検出し、メモリ手段
からこの検出した誤差に応じた磁気へ・ンドの相対的移
動量に対する直流モータの駆動パルスの幅をめ、これに
応じてモータ駆動手段を制御することによってトラッキ
ングサーボを行なう。

なお、本明細書において「記録始端と終端との相対位置
が互いに一致するような軌跡で多数トラックが形成され
たトラ・ンク」とは、たとえば磁気ディスクにおいては
回転軸を中心に同心円状に多数形成されたトラック、ま
たは、磁気ドラムにおいては円周方向に多数平行して形
成されたトラックの如く、回転磁気記録媒体に対して記
録ヘッドの相対位置を変えることなく１つのトラックを
形成するように記録したものを意味する。

割見里ｐ 次に添伺図面を参照して本発明による回転磁気記録体ト
ラッキング装置を詳４＋１に説明する。

ｆｆ５ｄＡ図を参照す、ると、パルス幅ＰＯ〜Ｐ４（７
）駆動パルスをヘッド移動用直流モータに印加したとき
、磁気ヘッドの移動開始点を基準とした磁気ヘット位置
の変化が駆動パルスの立」−りからの経過時間について
プロットされている。ただしヘッド位置は、あるパルス
幅ＰＯのパルスを与えたときのヘッドの最終移動量ｘＯ
によって正規化されて示されている。第４Ｂ図には、こ
のように正規化したヘッドの最終移動量を駆動パルスの
幅ＰＯ−Ｐ４についてプロットした曲線２０が示されて
いる。

これかられかるように、同一パルス幅の駆動パルスを印
加した場合、ヘッドの移動量は負荷トルクによって変動
するけれども、負荷トルクによる変動を正規化すると、
すなわち移動量ｘＯを基準とした相対的移動量はパルス
幅によって一義的に決ることが本発明者らによって判明
した。これは、最初にＪｊえたパルスＰＯに対して位置
誤差を修正するだめのパルスＰＥはほぼ同じ負荷トルク
の条件で与えられると考えられ、モータなどのヘッド移
動機構に固有の曲線、すなわち情性領域を使用すると考
えられるためである。したがって正規化すれば同じ軌跡
をとる。すなわち、最初にパルス幅Ｐ。

のパルスを与えてヘッドを移動させ、トラックピッチＴ
Ｐに対して生じた位置誤差ＸＥと、この誤差ＸＥを修正
するのに必要な駆動パルスの幅ＰＥとの間には常に、 ＸＥ／　（ＴＰ−ＸＥ）　＝ＰＥ／ＰＯなる関係が成り
立つ。

そこで、ある磁気ヘッド駆動系が与えられたとき、それ
について駆動パルス幅に対するヘッドの最終移動量の曲
線２０が既知であれば、次力ようにしてトラッキングを
行なうことができる。なお、第４Ｂ図では５種類のパル
ス幅について曲線２ｏがめられ、プロ・ントされている
が、これは単なる例示にすぎず、現実にはこれより多数
のパルス幅について曲線２０をプロットする方が有利で
ある。

第５図に示すように、最初にトランクＴｌ（中心位ｉ！
　）にあったヘットがパルス幅ＰＯの駆動パルスに応動
してトランクピッチＴＰにほぼ相当する歌だけトラック
Ｔ２に向って移動したとする。移動を終了してヘッドが
静１にしたとき、正規のトランクピッチＴＰに対して生
じたヘッドＨの位置誤差ＸＥ（ヘッドの進行方向を負と
する）を検出すると、実際の移動量ＴＰ−ＸＥに対する
誤差ＸＥの比ＸＥ／（ＴＰ−ＸＥ）がマル。ソコテ、コ
ノ分子ｆＪＴＰ−ＸＥを前述のｘＯとみなして第４Ｂ図
の曲線２０からパルス幅ＰＥをめる（たとえば点線２２
で示すようにして）。次にこのパルスＩＩＩ？ｔＰＥの
パルスを与えて誤差ＸＥの修正動作を行なう。なお、こ
のような修正動イ′Ｉを複数回繰り返して誤差ＸＥをＯ
に収束させるようにしてもよい。

本実施例は、映像信号の記録、再生に本発明を適用した
ものであるが、磁気ディスク＋００はトランクに映像信
号が記録され、映像信号の垂直帰線期間に対応するブラ
ンキングセクタにトラッキング用のパイロット信号が記
録ｙれるセクタサーボ方式をとっている。したがって”
ラド位置の誤差は、このブランキングセクタに記録され
たトランキング用パイロント信号から検出するのがよい
。パイロット信号は２周波刃式でも単周波方式でもよい
が、２つのパイロット信号の再生レベルを比較して両レ
ベルが等しくなる位置を最適トランク位置として検出す
る２値比較方式によってヘット位置誤差が検出される。

たとえば第６図に示すように、パイロット１〜４が図示
のように配列され、方向りに移動可能な磁気ヘッドＨに
よってパイロ・ント１の再生レベルＤｉとパイロット２
の再生レベルＤ２を検出すれば位置誤差ＸＥは、 ＸＥ＝　（（ＤＩ−０２）　／（ＤＩ＋０２）　）　Ｘ
　（ＴＰ／２）よりまる。これが正であればヘッドＨは
パイロットｌ側に、負であればパイロット２側にオフト
ランクしていることになる。たとえばトランクＴ１から
Ｔ２の間にヘッドＨが位置すると、パイロット３および
４から再生されるレベルＤ３およびＤ４によってヘッド
位置誤差を修正できるは士Ｔｐ／４だけある。実際には
、パイロットｌと２．および３と４では周波数などを異
ならせることによってこのような位置誤差を極めて小さ
くすることができる。

第７図を参照すると、本発明による回転磁気記録体トラ
ッキング装置では、たとえば磁気ディスクや磁気ドラム
などの回転磁気記録体１００に形成されるトラック１０
２においてたとえばトラッキング用パイロアト信号や映
像信号などの情Ｉ報信号を記録または再生する磁気へン
ドすなわちトランスジューサ＋０４がヘッド支持体１０
６の支持アーム１０８に支持されている。

支持体１０６には、この実施例では２つの穴＋１０およ
び１１２が設けられている。その一方１１０には長尺の
案内部材１１４が貫通し、案内部材！１４はディスク１
００の記録面と平行に配設され、穴１１０と摺動して支
持体１０６を記録面と平行に案内するものである。他方
の穴＋１２にはネジが切ってあり、これはリードスクリ
ュー１１Ｅｉ　と係合する。

リードスクリュー］　１．６はやはりディスク＋００の
記録面と平行に配設され、トラッキングモータ１１８の
出力軸と機械的に結合されている。そこでモータ１１８
が正方向または逆方向に回転すると、ヘンＦ’１０４を
磁気ディスク１００の記録面と平行に、すなわち矢印り
の方向に移送し、所望のｌ・ランク１０２を選択するこ
とができる。

磁気ヘッド１０４の再生出力１２０は再生増幅器１２２
を通して検波回路１２Ｂに接続されている。検波回路＋
２１（の検波出力＋２８は、サンプル・ホールホールド
回路（Ｓ／Ｈ）　１３Ｂおよび１３８にそれぞれ接続さ
れている。一方のサンプル・ホールド回路１３Ｂでは１
つのトラック１０２についての一方（７）パイロット信
号がそのタイミングでサンプル書ホールドされ、他方の
サンプル・ホールド回路１３８では他方のパイロット信
号がそのタイミングでサンプル書ホールドされる。なお
再生増幅器１２２の出力１２４は、再生信号出力端子１
２５にも接続され、これから再生信号が、たとえば映像
などの再生の目的のために利用される。

サンプル串ホールド回路１３６および１３Ｂの出力１４
０および１４２は、アナログ争ディジタル変換器（ＡＤ
Ｃ）　＋４４を介してコンピュータシステム１５０のシ
ステムパス１５２に接続されている。これによって、磁
気ヘッド１０４からの再生信号がＡＤＣ１４４によって
ディジタル信号の形でコンピュータシステム１５０に入
力される。コンピュータシステム＋５０はＱ示ｔ７）よ
うに、システムバス】５２に対して中央処理装置（ＣＡ
Ｐυ）　１５４．ＲＯＭ　１５１３およびＲＡＭ　１５
８が接続され、たとえばマイクロコンピュータで構成さ
れる。

パス１５２にはモータ駆動回路１６０が接続され、その
正転（Ｆ）駆動線１８２および逆転（Ｒ）駆動線１６４
がモータ１１８に接続されている。モータ１１８は直流
モータであり、駆動線１Ｇ２および１６４に駆動回路１
６０から供給される駆動パルスにより駆動され、その回
転角はこの駆動パルスの幅によって制御される。

コンピュータシステム１５０のＲＯＭ　＋５Ｅｉには、
本システムについてのヘッド移動量曲線２０（第４Ｂ図
）がディジタルデータの形で記憶されている。

すなわち前述のように、ヘッド移動量に対するへ、ド位
置誤差の比ＸＥ／（ＴＰ−ＸＥ）をＲＯＭ　１５６　（
７）７ドレスとする記憶位置に、これに対応するデータ
が修正パルスの幅ＰＥとして記憶されている。

ｆｆ１８図を参照すると、ＣＰＵ　１５４のトラッキン
グ制御機能が機能ブロックで示されている。これかられ
かるように、トラック選択制御２００によって所望のト
ラック１０２の選択が支持されると、ヘッド移動制ａｌ
１２０２によってほぼそのトラックまでヘッド１０４が
移送される。そこで、たとえば前述したパイロット信号
のレベル検出によりヘッド位置の誤差を検出する（２０
４）。

ＲＯＭアドレス算出機能２０６Ｃ−Ｊ：、この検出した
誤差によってそのヘッド移動量に対するヘッド位置誤差
の比ＸＥ／（ＴＰ−ＸＥ）　、すなわちＲＯＭ　＋５ｆ
（のアドレスを算出し、　ＲＯＭ　１５８にアクセスす
る。　ＲＯＭ１５Ｂから読み出されたデータ、すなわち
□修正パルスのパルス幅ＰＥに応じてトラック選択制御
２００はヘッド移動制御２０２によってヘッド位置の修
止を行なわせる。

図示の実施例ではセクタサーボ方式によってヘッド位置
誤差が検出されるが、本発明は必ずしもセクタサーボ方
式に限定されるものではなく、ヘッド位置誤差の量およ
び方向が検出されれば、いずれのトラッキング方式によ
るものであってもよい。

たとえば、本出願と同しｍｍ願人および代理人による昭
和５８年６月８日付特許願（２）に記載されたような２
へ、ドによる再生信号のエンベロープ比較またはパイロ
ット信号のレベル比較によって最適トラック位置からの
ずれを検出する方式にも、本発明を適用することができ
る。とくに映像信号のエンベロープの比較による場合は
、セクタサーボ方式では垂直帰線期間においてのみサー
ボがかかるのに対し、トラックの全周からトラッキング
情報を得ることができるので、ディスクの偏心に対して
良好に追従することができる。

さらに本発明は、トランク幅にほぼ等しいが一ドパント
幅を有するカードバンド記録方式、ガートバンドがなく
アジマス記録でトラック間クロスト−りを回避したＦＭ
アジマス記録方式、および幅の広い記録ヘッドで記録し
、幅の狭い再生ヘッドでこれを再生する広幅記録、狭幅
再生力式などの様々な方式にも有効に適用することがで
きることは言うまでもない。

また、主として映像信号の再生に適用した場合について
本発明を説明したが、たとえばセクタサーボ方式におい
てトランキングパイロッＩ・信号が映像信号の記録に先
立ってあらかしめ回転記録体に記録されている場合には
、本発明は情報信号の記録にも有効に適用することがで
きる。

肱−課 本発明によればこのように、パルス幅駆動によるヘッド
移動量に対するへ７　＋’位置誤差の比がヘッド駆動系
に固有の曲線をとり、これにより誤差修正パルスの幅を
め、誤差修正動作を行なっている。したかって、ヘント
移動モータの慣性動作領域を有効に使用して誤差の修正
を行なうことができ、全体としては所望のトラックに高
層・に。

しかも高精度でアクセスすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、回転磁気記録体トランキング装
置のヘッド移動機構の特性を説明するためのグラフ。 第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明による回転磁気記録体
トラッキング装置の原理を説明するだめのヘッド位置と
駆動パルスの関係を示すグラフ、第５図および第６図は
本発明の詳細な説明するための説＋ｙＩ　［Ｎ、 第７図は本発明による回転磁気記録体トラッキング装置
の実施例を示す概略プロ、り図、第８（Δｆ−１：第７
図に示す装置のＣＰＵで実行されるトラッキング機能を
示す機能ブロック図である。 て′Ｐ面部分符号の説２ ２０、、、ヘンド移動量曲線 ＋００．、、回転磁気記録体 １０２、、　、　ｌ・ランク ＋０１１．、、磁気へンｌ５ １１８、　、　、　ｌ−ラッキングモータ１２Ｇ１．　
検波器 １３６．１３８．サンプル−ホールト回路＋５４．　、
　、　ＣＰＩＪ １５Ｇ、　、　、　ＲＯＭ ＋８０．、、モータ駆動回路 第４Ａ図 駆重カッＶルス立上りからの昭村坊 第４Ｂ図 １敬◆カッＶルス％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転磁気記録体上に記録始端と終端との相対位置が
   互いに一致するような軌跡で多数トラックが形成された
   トラックから信号を検出する磁気へンドと。 直流モータを有し、これによって所望のトラックの位置
   に該磁気ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、 該ヘッド移動手段を制御してトラッキングサーボを行な
   う制御手段とを含む回転磁気記録体トラッキング装置に
   おいて、 前記ヘッド移動手段は、前記直流モータをパルス幅駆動
   するモータ駆動手段を含み、 前記制御手段は、前記磁気ヘッドの相対的移動量に対す
   る前記直流モータの駆動パルスの幅を記憶するメモリ手
   段を含み、 該制御手段は、該磁気ヘッドを移動したときは、該磁気
   ヘッドで検出される信号から所望のトラックの位置に対
   讐る該へ・ント位置の誤差を検出し、前記メモリ手段か
   ら該検出した誤差に応じた磁気ヘッドの相対的移動量に
   対する直流モータの駆動パルスの幅をめ、これに応じて
   前記モータ駆動手段を制御することによってトう、ンキ
   ングサーポを行なうことを特徴とする回転磁気記録体ト
   ラッキング装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のトラッキング装置にお
   いて、前記所望のトラックは、前記へ・ンドの移動前に
   該ヘッドが位置していたトう・ンクに隣接するトラック
   であることを特徴とする回転磁気記録体トラッキング装
   置。 ３、＠許請求の範囲第１項または第２項に記載のトラッ
   キング装置において、前記へ・ンド位置の誤差検出は、
   前記磁気ヘッドが前記回転磁気記録体から検出したトラ
   ッキング用パイロ・ント信号によって行なわれることを
   特徴とする回転磁気記録体トラッキング装置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項に記載のＩ・ラ
   ッキング装置において、前記ヘッド位置の誤差検出は、
   前記磁気ヘッドが前記回転磁気記録体から検出した情報
   信号のエンベロープによって行なわれることを４’ｒ　
   ｆｆｆとする回転磁気記録体トラッキング装置。