JPS6120945B2 - - Google Patents

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JPS6120945B2
JPS6120945B2 JP55179135A JP17913580A JPS6120945B2 JP S6120945 B2 JPS6120945 B2 JP S6120945B2 JP 55179135 A JP55179135 A JP 55179135A JP 17913580 A JP17913580 A JP 17913580A JP S6120945 B2 JPS6120945 B2 JP S6120945B2
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JP
Japan
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servo
track
signal
head
harmonic
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Application number
JP55179135A
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English (en)
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JPS5698756A (en
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Arubaato Kaningamu Aaru
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS5698756A publication Critical patent/JPS5698756A/ja
Publication of JPS6120945B2 publication Critical patent/JPS6120945B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting
    • G11B5/59655—Sector, sample or burst servo format
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting
    • G11B5/5965—Embedded servo format

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録媒体に対するヘツド（変換器）の
位置決めに関し、更に具体的に言えば、予め記録
されている位置情報の検出に基いて磁気デイスク
の所望のデータ・トラツクに対するヘツドの位置
決めを行うシステムに関するものである。
位置情報は、デイスクのサーボ・トラツクに磁
気的に記録されたトリビツト・パターンと呼ばれ
る様なサーボ・パターンである。デイスクの近く
には、情報を検出するためのヘツドが設けられて
いる。ヘツドには、トラツクに対するヘツドの位
置に応じて異なつたレベルを有する位置誤差信号
を生ずる回路が接続されている。位置誤差信号
は、ヘツドを所望のデータ・トラツクの上に位置
づけるために、サーボ作動装置及び制御機構にお
いて利用される。所望のデータ・トラツクに関し
て、データ専用のヘツド若しくはサーボと共用の
ヘツドによるデータの読取り又は書込みが行われ
る。
トリビツト・サーボ・パターンは、IBM
Technical Disclosure Bulletin、Vol.16 No.11
April1974の第3757頁乃至第3759頁に開示されて
いる様な磁気セグメントで構成されている。長短
２種類の磁気セグメントがあり、１つおきのトラ
ツクにおけるセグメントの端部はデイスクの同一
半径線上にある。長いセグメントと短いセグメン
トとは各トラツクにおいて磁束反転を生じる様に
磁化されている。サーボ・ヘツドはその磁束反転
に応じてパルスを生じる。そのパルスの極性及び
振幅は磁束反転の極性及び振幅に応じて変化す
る。
サーボ・ヘツドに接続されていて位置誤差信号
を生じるための回路は、一般にサーボ・ヘツドか
らくる信号の相次ぐ所定極性のパルスの相対的振
幅を検出して、それを比較することに基いて、デ
ータ・ヘツド（サーボ・ヘツドとデータ・ヘツド
が別々でなく合体しているときには、その合体し
たヘツド）が所望のデータ・トラツクに整列して
いるか否かを定める回路を含む。パルスの相対的
振幅を正確に検出するためには、相次ぐパルス
は、前縁及び後縁が重なりあつて干渉する状態に
ならない様に、時間的に適度に離隔されていなけ
ればならない。その様なパルスを得るためには、
サーボ・ヘツドによつて検出される基本波の多数
の高調波を含む様に比較的広い帯域幅が必要であ
り、又、トラツクにおける磁束反転の数が比較的
少なく、従つてサンプリング速度も比較的遅くな
る。
米国特許第3936876号はトリビツト・サーボ・
パターンを用いる磁気トラツク追従サーボ・シス
テムの１例を示している。このシステムの場合、
デイスクの底面にサーボ・パターンが記録されて
いて、それに専用のサーボ・ヘツドが関連してい
る。サーボ・ヘツドはデイスクの上面に関連して
いる一対のデータ・ヘツドと機械的に連結されて
いる。サーボ・システムはサーボ・ヘツドからサ
ーボ信号を受取る前置増幅器を有する。前置増幅
器の出力信号は位置検出回路に与えられる。位置
検出回路は、ガイド・パスからのサーボ・ヘツド
のずれに応じた振幅を有する位置誤差信号を生じ
る。位置検出回路は、サーボ・ヘツドから供給さ
れる信号のパルスに応答して位置誤差信号を生じ
るための一対の復調器を含む。位置誤差信号は補
償回路を介して駆動回路へ送られる。駆動回路は
サーボ・ヘツドを適正な位置へ動かす様にボイ
ス・コイルを付勢する。
他のサーボ・パターン、例えば、或るトラツク
の短い磁気セグメントが隣接トラツクの長い磁気
セグメントの中央に隣接して配置され、セグメン
ト間の区切りが隣接トラツクにおけるセグメント
間の区切りと半径方向において整列しない様なサ
ーボ・パターンが用いられる場合にも、サーボ・
ヘツドの出力信号のパルス若しくはピークを検出
する技法が用いられる。ピーク検出技法が用いら
れるので、前述のトリビツト・パターンの場合と
同様な欠点がある。即ち、十分に分離可能なピー
クを得るために多数の高調波を含む非常に広い帯
域幅が必要であり、サンプリング速度も比較的遅
くなる。米国特許第3534344号は、この様なシス
テムの１例を示している。サーボ情報は、専用の
デイスクの複数のトラツクに記録されている。各
サーボ・トラツクは磁束反転対を複数含む。奇数
番サーボ・トラツクは全て同様な一連の磁束反転
対を含み、偶数番サーボ・トラツクは全てそれと
は異なる一連の磁束反転対を含む。サーボ・ヘツ
ドはこれらの磁束反転対を検出する。サーボ・ヘ
ツドが隣接する２つのトラツクの境界線上に中心
がくる様に位置づけられているときには、２つの
トラツクに基くサーボ信号の大きさは等しくな
る。サーボ信号のピークは積分され、次いで半波
整流器によつて整流された後、ピーク検出器に与
えられる。ピーク検出器を使用するために、信号
のピークは前述の様に十分に離隔されていなけれ
ばならない。
米国特許第3893180号及び第3959820号に開示さ
れているヘツド位置決めシステムも、前記の米国
特許第3534344号に開示されているシステムにお
いて用いられるのと同じサーボ・パターンを用い
ている。米国特許第3893180号のシステムの場
合、各サーボ出力レスポンスの大きさが最初に測
定され、次にピーク振幅が測定されて、主要なピ
ーク振幅を表わす分離した出力信号が生成され
る。分離した出力信号は、どのレスポンスが大き
いかを示す様に結合される。米国特許第3959820
号のシステムは、各サーボ・トラツクを横切る毎
にサーボ信号を分析して２つのサーボ・トラツク
を定める様に動作する。サーボ信号の分析は、正
ピーク検出器及び負ピーク検出器を用いて行われ
る。これらのシステムも、サーボ・ヘツドの位置
を定めるのにピーク検出技術を用いているので、
前述の様な欠点がある。
本発明の目的は、隣り合うサーボ・トラツクが
互いに異なつた態様でエンコードされており且つ
１つおきのトラツクが同じ態様でエンコードされ
ている複数の同心円状サーボ・トラツクを用い
て、磁気デイスク上の所望の位置までサーボ・ヘ
ツドを動かすためのサーボ・システムにおいて、
サーボ・ヘツドを所望の位置に位置づけるために
利用しうる位置誤差信号を生じるために、サー
ボ・ヘツドの出力信号のピークを検出する技術を
用いず、サーボ・ヘツドの出力信号の基本波及び
２次高調波だけを検出する型の改良されたシステ
ムを提供することである。
本発明によるサーボ・システムの好適な実施例
は、個々のサーボ・トラツクにおいて長短２種類
の磁化セグメントが交互に配置される型のサー
ボ・パターンを用い、且つサーボ・トラツクに関
連したサーボ・ヘツドから得られる信号に基いて
基本波が一定のアナログ信号を生じる自動利得制
御増幅器と、該アナログ信号の基本波の周波数の
２倍の周波数を有する短形波信号を生じる整形兼
周波数２倍器と、自動利得制御増幅器に接続され
ていて、その出力のアナログ信号に基くアナログ
２倍周波数信号を生じるフイルタと、矩形波信号
とアナログ２倍周波数信号とを掛け合わせて脈動
位置誤差信号を生じる掛算器である同期検出器
と、脈動位置誤差信号を平均化して、サーボ・ト
ラツクに対するサーボ・ヘツドの位置を表わす定
常的な位置誤差信号を生じる別のフイルタとを有
する。
先ず第１図及び第２図を参照する。磁気ヘツド
（変換器）２２が磁気デイスク２０の１表面に関
して密接な情報転送関係にある様子が示されてい
る。デイスク２０は適当な駆動機構（図示せず）
によつて中心軸Ｃを中心として矢印Ａの方向に回
転させられる。ヘツド２２はデイスク２０の半径
方向において中心軸Ｃに近づいたり遠ざかつたり
する様に適当な案内機構によつてデイスク２０の
表面に沿つて動かされる。
デイスク２０は例えば米国特許第3404392号に
開示されている様なサーボ情報埋め込み型のもの
であり、基板２８の上に保磁力の異なつた２つの
磁性層２４，２６を有する。デイスク２０は可撓
性のものであつてもよい。その場合、基板２８と
しては、米国特許第4038693号に開示されている
様に約0.075mmの厚さのポリエチレン・テレフタ
ラートが用いられる。デイスク２０は硬いジヤケ
ツトによつて囲まれてもよいし、囲まれなくても
よい。
第１図に示されている様に、本発明によるヘツ
ド位置決めシステムは、線３４によつてヘツド２
２に接続されているデータ読取／書込回路３０及
び位置検出回路３２を含む。線３４は情報を両方
向に伝達する。位置検出回路３２は、第５図に示
されている様な位置誤差信号（PES）３７を線３
６を介してサーボ制御回路３８に与える。サーボ
制御回路３８のもう１つの入力線４０には、デイ
スク２０上にヘツド２２を位置づけるためのトラ
ツク・ナンバー信号が供給される。サーボ制御回
路３８の出力線４２はサーボ作動装置４４に接続
されている。サーボ作動装置４４が付勢される態
様に従つてデイスク２０の半径方向においてヘツ
ド２２を動かす様に、機械的リンク４６がサーボ
作動装置４４とヘツド２２とを連結している。デ
ータ読取／書込回路３０、サーボ制御回路３８、
及びサーボ作動装置４４は通常のものであるか
ら、詳しい説明は省くことにする。位置検出回路
３２の構成は第４図に示されている。位置検出回
路３２が第５図の位置誤差信号３７を生ずる動作
については後で述べる。なお、この位置誤差信号
の波形自体は通常得られるものと変わりがない。
ヘツド２２も通常のものであり、変換ギヤツプ
５０の付いた磁心４８及びそれに巻きつけられた
巻線５２を有する。巻線５２は線３４に接続され
ている。
第３図、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示されている
様に、サーボ層２６にはサーボ・トラツク１，
２，３，４等が磁気的に記録されており、データ
層２４にはデータ・トラツクａ，ｂ，ｃ等が磁気
的に記録されている。これらのトラツクは全てデ
イスク２０の中心軸Ｃを中心とする同心円を成し
ている。サーボ・トラツク１，２，３，４等は境
界線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ等を有する（これら
の境界線はヘツド案内路であると考えられる）。
データ・トラツクａ，ｂ，ｃ等は中央線ｚを有す
る。サーボ・トラツクとデータ・トラツクとはデ
イスク２０の半径方向において互いにずれてお
り、サーボ・トラツクの境界線がデータ・トラツ
クの中央線と一致する様になつている。各デー
タ・トラツクには、密接して半径方向に延びる一
連の磁気的トランジシヨン５６としてデータが記
録される。１番外側のサーボ・トラツク１は、比
較的短い磁気セグメント５８及び比較的長い磁気
セグメント６０を交互に含む。セグメント５８は
全て同一方向に磁化されている（この例の場合、
デイスクの回転方向Ａと逆の方向）。セグメント
６０は全てセグメント５８の磁化方向と逆の同一
方向に磁化されている。従つて、セグメント５８
及び６０は、デイスク２０の半径方向に延びる正
の磁気的トランジシヨン６２及び負の磁気的トラ
ンジシヨン６４を交互に形成する。寄数番サー
ボ・トラツク３，５，７等は全てトラツク１と同
様に磁化され、同等のセグメント５８，６０、及
び同等のトランジシヨン６２，６４を有する。
サーボ・トラツク２は比較的短い磁気セグメン
ト６６及び比較的長い磁気セグメント６８を交互
に含む。短いセグメント６６は寄数番トラツクの
短いセグメント５８の磁化方向とは逆の方向に磁
化されており、長いセグメント６８も寄数番トラ
ツクの長いセグメント６０の磁化方向とは逆の方
向に磁化されている。従つて、セグメント６６及
び６８は、半径方向に延びる正の磁気的トランジ
シヨン６２及び負の磁気的トランジシヨン６４を
交互に形成する。サーボ・トラツク２の個々の短
いセグメント６６は境界線５４ａに沿つてサー
ボ・トラツク１の長いセグメント６０に関して中
央に配置されている。又、サーボ・トラツク１の
短いセグメント５８は境界線５４ａに沿つてサー
ボ・トラツク２の長いセグメント６８に関して中
央に配置されている。従つて、デイスク２０が矢
印Ａの方向に回転するとき、サーボ・トラツク１
及び２は、境界線５４ａに沿つて、相次ぐ２つの
正トランジシヨン６２及びそれに続く２つの負ト
ランジシヨン６４を提供する。偶数番サーボ・ト
ラツク４，６，８等は全てトラツク２と同様に磁
化されている。結局、寄数番トラツク３，５，７
等はトラツク１と同じトランジシヨンを生じ、偶
数番トラツク４，６，８等はトラツク２と同じト
ランジシヨンを生じる。第１図のヘツド位置決め
システムの良好な動作のために、奇数番トラツク
における長いセグメント６０は例えば短いセグメ
ント５８の３倍の長さを有する様に定められ、
又、偶数番トラツクにおける長いセグメント６８
も短いセグメント６６の３倍の長さを有する様に
定められる。なお、図面から明らかな様に、寄数
番トラツクのトランジシヨンはデイスク２０の半
径方向において整列しており、又、偶数番トラツ
クのトランジシヨンもデイスク２０の半径方向に
おいて整列している。
第４図に示されている様に、位置検出回路３２
は、サーボ・フイルタ（低域フイルタ）７０、自
動利得制御（AGC）増幅器７２、基本波ｆ帯域
フイルタ７４、エンベロープ検出器７６，２次高
調波２ｆ帯域フイルタ７７、整形兼周波数２倍器
７８、同期検出器（掛算器）８０、低域フイルタ
８２を有する。サーボ・フイルタ７０は線３４か
ら信号を受取り、AGC増幅器７２へ通じる線８
４にサーボ信号を生じる。AGC増幅器７２は更
に線８６及び８８を介して入力信号を受取る。
AGC増幅器７２が所定の動作を行う様に、線８
６には直流基準電圧が与えられる。線８８はエン
ベロープ検出器７６の出力線であり、基本波の振
幅を表わす信号を伝える。AGC増幅器７２は、
基本波及び２次高調波を含む信号を線９０に生じ
る。線９０はフイルタ７４及び７７の入力に接続
されている。フイルタ７７は同期検出器８０へ通
じる線９１に２次高調波信号を生じる。フイルタ
７４は整形兼周波数２倍器７８及びエンベロープ
検出器７６へ通じる線９２に基本波信号を生じ
る。整形兼周波数２倍器７８は同期検出器８０へ
通じる線９４に基準信号を生じる。同期検出器８
０の出力線９６は低域フイルタ８２の入力に接続
されている。低域フイルタ８２は位置誤差信号を
線３６に生じる。
動作中、データは、通常のデータ読取／書込回
路３０（第１図）の働きによつて、トランジシヨ
ン５６としてデータ・トラツクａ，ｂ，ｃ等に書
込まれる。データはデータ読取／書込回路３０か
ら線３４を介してヘツド２２へ転送され、デイス
ク２０が回転しているときトラツクに書込まれ
る。
サーボ情報は、適当な磁気エンコーダによつて
デイスク２０のサーボ・トラツクにおける磁気セ
グメント５８，６０，６６，６８として予め書込
まれている。データ・トラツクａ，ｂ，ｃ等にデ
ータが書込まれるとき、位置検出回路３２は、こ
れらのデータ・トラツクに対してヘツド２２の変
換ギヤツプ５０を適正に整列させるために用いら
れる。同様に、データ・トラツクからデータを読
取るときにも、位置検出回路３２はデータ・トラ
ツクに対して変換ギヤツプ５０を適正に整列させ
るために用いられる。この場合、データは線３４
を介してデータ読取／書込回路３０へ送られる。
位置検出回路３２は線３６に位置誤差信号３７
（第５図）を生じる。位置誤差信号３７は、サー
ボ・トラツク間の境界線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ
等、ひいては、対応するデータ・トラツクａ，
ｂ，ｃ等に対する変換ギヤツプ５０の位置に応じ
て大きさ及び符号の変わる３角波である。変換ギ
ヤツプ５０は、例えばデータ・トラツク１と２と
の間の境界線５４ａ上に中心を有するとき、デー
タ・トラツクａの上に適正に位置づけられた状態
になる。この事は、境界線５４ｂ，５４ｃ等とデ
ータ・トラツクｂ，ｃ等との関係についても当て
はまる。第５図に示されている様に、位置誤差信
号３７は、ヘツド２２の変換ギヤツプ５０の中心
が境界線５４ａ及び５４ｂ上にあるとき、ゼロ・
レベルになる。位置誤差信号３７は、変換ギヤツ
プ５０の中心がサーボ・トラツク１上にあるとき
正のピーク値を示し、変換ギヤツプ５０の中心が
サーボ・トラツク２上にあるとき負のピーク値を
示す。変換ギヤツプ５０がその後のサーボ・トラ
ツク境界線及びデータ・トラツクを横切つて移動
するとき、位置誤差信号は同じ態様で増減をくり
返す。第５図に示されている様に変化する位置誤
差信号３７は、ゼロ以外のレベルを有するとき、
サーボ・トラツク境界線及びデータ・トラツクに
対して変換ギヤツプ５０を適正に位置づける様に
サーボ制御回路３８及びサーボ作動装置４４にお
いて通常の態様で用いられる通常の波形の信号で
ある。位置誤差信号３７がゼロのとき、変換ギヤ
ツプ５０は中心がサーボ・トラツク境界線及びデ
ータ・トラツク上に適正に位置づけられており、
そのデータ・トラツクに関するデータの読取り又
は書込みを行うことのできる位置にある。
所望のデータ・トラツクに対するヘツド２２の
位置決めが必要であるとき、サーボ制御回路３８
の入力線４０にトラツク・ナンバー信号が与えら
れる。サーボ制御回路３８は、所望のサーボ・ト
ラツク境界線、ひいては、データ・トラツクに対
してヘツド２２を位置づける様に通常の態様で動
作する。この際、位置検出回路３２はヘツド２２
と所望の境界線及びデータ・トラツクとの位置関
係を表わす信号を生じる。
位置検出回路３２は、ヘツド２２が所望のサー
ボ・トラツク境界線及びデータ・トラツク上に中
心を有しないとき、ヘツド２２から生じる基本波
信号の２次高調波を利用することによつて、所望
のサーボ・トラツク境界線及びデータ・トラツク
上に中心がくる様にヘツド２２を動かすのに有効
な位置誤差信号３７（第５図）を生じる。
読取動作が行われると仮定すると、ヘツド２２
は、或るデータ・トラツクからのデータ信号、及
び関連するサーボ・トラツクからのサーボ信号を
線３４に生じる。データ・トランジシヨン５６間
の間隔はサーボ・トランジシヨン６２，６４間の
間隔よりも非常に狭いので、データ信号の周波数
はサーボ信号の周波数よりも非常に高い。サー
ボ・フイルタ７０は、高い周波数を有するデータ
信号の通過を阻止るために用いられている。読取
動作中のみならず、書込動作中も、サーボ・フイ
ルタ７０は線３４におけるデータ信号が位置検出
回路３２に侵入するのを阻止する。データは、位
置検出回路３２に侵入することを許される低い周
波数の成分を含まない様にコード化されている。
位置検出回路３２は低い周波数のサーボ信号の基
本波及び２次高調波だけを利用する様になつてい
る。即ち、サーボ・フイルタ７０がこれを保証す
る。
AGC増幅器７２は、特に基本波帯域フイルタ
７４及びエンベロープ検出器７６と共同して、ヘ
ツド２２からのアナログ信号を基本波９８ａ（第
６Ａ図）の予定の振幅に合わせる様に動作する。
線９０に生じるAGC増幅器７２の出力信号は、
第６Ａ図に示されている様に、ヘツド２２が完全
にサーボ・トラツク１の上にある位置から完全に
サーボ・トラツク２の上にある位置まで動くにつ
れて、信号９８，１００，１０２，１０４の如く
変化する。第６Ａ図は、サーボ・トラツク１，
２，３，４の磁化パターン、及びデイスク２０の
矢印Ａ（第１図及び第３図）の方向における回転
中にヘツド２２がデイスク２０の中心へ向かつて
動くとき磁化パターンに応じて線９０に現われる
信号９８，１００，１０２，１０４を示してい
る。図から分かる様に、ヘツド２２がサーボ・ト
ラツク１に上からサーボ・トラツク２の上まで動
くとき、基本波９８ａの振幅は一定に維持され
る。信号９８，１００，１０２，１０４は、それ
ぞれ、基本波９８ａの外に２次高調波９８ｂ，１
００ｂ，１０２ｂ，１０４ｂを含む。２次高調波
は図示されている様に相当変化する。２次高調波
９８ｂはかなり大きな振幅を有するが、２次高調
波１００ｂの振幅はそれよりも小さく、２次高調
波１０２ｂの振幅はゼロである。２次高調波１０
４ｂは２次高調波９８ｂと同等の振幅を有する
が、逆極性である。信号９８，１００，１０２，
１０４がゼロ・レベルになる点はセグメント５
８，６０，６６，６８の中央に一致している。ヘ
ツド２２が完全にサーボ・トラツク１の上にある
ときの信号９８は、ヘツド２２が完全に他の寄数
番トラツクの上にある場合にも当てはまる。ヘツ
ド２２が完全にサーボ・トラツク２の上にあると
きの信号１０４は、ヘツド２２が完全に他の偶数
番トラツクの上にある場合にも当てはまる。更
に、ヘツド２２がサーボ・トラツク１，２の境界
線５２ａの上に中心決めされているとき、即ちデ
ータ・トラツクａに整列しているときには、２次
高調波がゼロ・レベルであつて、基本波９８ａだ
けから成る信号１０２が線９０に生じる。
基本波帯域フイルタ７４は、基本波９８ａだけ
を線９２へ通過させる様に構成されている。エン
ベロープ検出器７６は、基本波９８ａの振幅だけ
を検出して、それを表わす信号を線８８に生じ
る。AGC増幅器７２は、線８８の信号を線８６
の一定直流基準電圧と比較することに基いて、前
者を後者と等しくする様に自己のゲインを調節す
る。
整形兼周波数２倍器７８は、線９２における基
本波信号９８ａを受入れて、２倍の周波数２ｆの
矩形波信号１０６（第６Ｂ図）を線９４に生じ
る。
線９０における信号、即ち第６Ａ図の信号９
８，１００，１０２、又は１０４は、２次高調波
帯域フイルタ７７にも与えられる。この帯域フイ
ルタ７７は、入力信号に含まれる信号９８ｂ，１
００ｂ，１０２ｂ、又は１０４ｂの様な２次高調
波信号だけを、同期検出器８０へ通過させる。従
つて、同期検出器８０は、線９４の矩形波信号１
０６と線９１の信号９８ｂ，１００ｂ，１０２
ｂ，又は１０４ｂとを受取つて、両者を掛け合わ
せる様に構成されている。その結果として線９６
に現われる信号は、場合に応じて、正の脈動信号
１０８や１１０、ゼロ信号１１２、あるいは、負
の脈動信号１１４の様になる。これらの信号は２
次高調波９８ｂ，１００ｂ，１０２ｂ，１０４ｂ
にそれぞれ対応しており、ヘツド２２がデータ・
トラツクに対して中心決めされていないとき、脈
動位置誤差信号をもたらす。
低域フイルタ８２は、信号１０８，１１０，１
１２，１１４を平均化して、平均信号１０８ａ，
１１０ａ，１１２ａ，１１４ａを生じる。これら
の平均信号が線３６における位置誤差信号であ
る。第６Ｂ図から分かる様に、ヘツド２２がサー
ボ・トラツク１，２の境界線５４ａ、ひいてはデ
ータ・トラツクａに中心決めされているときの信
号１１２及び１１２ａは共にゼロ・レベルであ
る。ヘツド２２の中心が境界線５４ａからずれる
ときの信号１１０ａは、もちろん信号１１２ａよ
りも高レベルであり、又、ヘツド２２が完全にサ
ーボ・トラツク１の上にあるときの信号１０８ａ
は、更に高レベルである。ヘツド２２が完全にサ
ーボ・トラツク２の上にあるときの信号１１４ａ
は、信号１０８ａの極性を逆にしたものに相当す
る。従つて、第５図に示されている位置誤差信号
３７は、第６Ｂ図の信号１０８ａ，１１０ａ，１
１２ａ、及び１１４ａのレベルを該当する位置に
おいて有する様に正から負へ変化する。
次の数学的分析のために、ヘツド２２のギヤツ
プ５０がサーボ・トラツク１及び２の両方にまた
がる位置にある状態を考える。なお、この状態は
他の隣接する２つのサーボ・トラツクに関する同
等の状態を代表している。先ず、ヘツド２２が完
全にトラツク１（又は他の奇数番トラツク）の上
にあるとき検出される信号は、次の様に基本波と
２次高調波との和として表現される。
V1＝A1sinωｔ＋A2sin2ωｔ (1) 又、ヘツド２２が完全にトラツク２（又は他の
偶数番トラツク）の上にあるとき検出される信号
は、次の様に基本波と２次高調波との差として表
現される。
V2＝A1sinωｔ−A2sin2ωｔ (2) ヘツド２２がサーボ・トラツク１及び２にまた
がている割合がα：１−αであるときの検出信号
は次の式で示される（但し、αは１より小さい値
である）。
Ｖ〓＝αV1＋（１−α）V2 (3) これに上記(1)及び(2)式を代入すると、次の様に
なる。
Ｖ〓＝A1sinωｔ ＋〔αA2−（１−α）A2〕sin2ωｔ (4) これを整理すると、次の様になる。
Ｖ〓＝A1sinωｔ＋（２α−１）A2sin2ωｔ(5) この(5)式は、サーボ・トラツクに対するヘツド
２２の位置にかかわらず、基本波９８ａの振幅
（A1）及び位相が一定であることを示している。
更に、この式は、２次高調波の位相が一定であり
且つ振幅が（２α−１）A2で示される様にサー
ボ・トラツクに対するヘツド２２の位置に直接関
係していることを示している。ヘツドがサーボ・
トラツク境界線５４ａ，５４ｂ等に中心決めされ
るとき、２次高調波の振幅はゼロである。従つ
て、基本波の振幅が一定に維持されるならば、２
次高調波の振幅（２α−１）A2は位置誤差信号
３７を表わす。２次高調波に関して動作する同期
検出器８０は、振幅（２α−１）A2に対応する
信号を生じ、低域フイルタ８２がこれを平均化し
て位置誤差信号を生じる。
本発明を実施したヘツド位置決めシステムの長
所は、低周波信号を用いることに基いている。従
来のシステムが磁気的トランジシヨンに対応する
誘起信号のピークを検出するのに対して、本発明
のシステムはサーボ・パターンに応じた誘起信号
の基本波及び２次高調波だけを利用している。本
発明のシステムでは、検出される周波数の帯域が
非常に狭いので、データ信号や電気的ノイズによ
る干渉は相当減じられる。２次高調波が動作のた
めに必要な最高次の高調波であるから、本発明の
システムは、ヘツドとサーボ・パターンとの間の
間隔が比較的大きい場合においても良好に動作す
る。ヘツドとサーボ・パターンとの間の間隔が比
較的大きい場合にも、基本波は十分な振幅をもつ
て容易に検出可能であり、又、２次高調波も、或
る程度振幅が減じられるけれど、依然として使用
するのに十分な振幅をもつて検出可能である。し
かしながら、更に高調波は、十分な振幅をもつて
検出されないので、実際上使用しうるとは考えら
れない。本発明のシステムは、その様な高次の高
調波を必要としないので、何ら問題がないのであ
る。又、本発明のシステムでは多くの高調波を必
要としないので、基本波はトリビツト・サーボ・
パターンを用いる従来のシステムの場合よりも一
層高い振幅を持ちうる。もし狭い帯域幅が必要で
ないならば、サーボ情報のサンプリングを一層頻
繁に行うことができるので、磁気セグメントの長
さを減じても、ヘツドの正確な位置決めが可能で
ある。トリビツト・サーボ・パターンを用いる従
来のシステムの場合、基本波の１サイクルにおい
て１つのヘツド位置サンプルが得られるだけであ
る。一方、本発明のシステムでは、２次高調波の
半サイクルにおいて１つ、換言すれば、基本波の
１サイクルにおいて４つのサンプルが得られる。
第３図、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示されているサ
ーボ・パターンに関連して用いられるシステム
は、磁気セグメントの不正確な形成や同期検出器
８０の不適正な動作に基いて生ずる位相エラーの
影響を本質的に受けない様になつている。
これまでデータ層２４の下に設けられた埋め込
みサーボ情報層２６を用いる磁気記憶装置につい
て本発明を実施するものとして説明してきたが、
本発明は、これに必らずリード・スルー型サーボ
情報層を用いる装置についても実施可能である。
その場合、サーボ情報パターンはデイスク２０の
底面に記録され、ヘツド２２は基板２８を通して
サーボ情報を読取ることが必要である。本発明の
システムの動作のために必要な高調波は２次高調
波だけであるから、その様なリード・スルー型サ
ーボ情報に関してもシステムは良好に動作する。
又、必要ならば、サーボ情報をデータと別個に取
扱うシステムにおいても本発明は実施可能であ
る。その場合、サーボ層２６はデイスク２０の底
面に配置され、且つそのサーボ層２６に対面して
サーボ情報読取専用のヘツドが用いられる。又、
データ層２４とサーボ層２６を同じデイスク２０
に設けるのではなく、別個のデイスクに設けても
よい。但し、サーボ・ヘツドとデータ・ヘツドと
は米国特許第3534344号に示されている様に一緒
に動かされる。
更に、連続するサーボ・トラツクを用いるもの
として説明したが、データ情報を記録するセクタ
間にサーボ情報を記録するセクタを設けた装置に
おいても本発明は実施可能である。この様な装置
はセクタ・サーボ型装置として知られており、サ
ーボ情報を検出するための装置も周知のものであ
る。
第４図の整形兼周波数２倍器７８は矩形波信号
１０６を生じるものとして説明したが、一様な２
倍周波数の正弦波を生じる様に変更してもかまわ
ない。その場合、同期検出器８０は信号１０８，
１１０，１１４とは幾分異なつた波形の信号を線
９６に生じるけれど、低域フイルタ８２は第６Ｂ
図に示されている信号１０８ａ，１１０ａ，１１
２ａ，１１４ａと本質的に変わりのない信号を生
じる。
第４図の回路構成に関して考えられる更に他の
変更は、帯域フイルタ７７を除去することであ
る。即ち、線９０の信号は同期検出器８０に直接
与えられる。この場合にも、同期検出器８０の出
力線９６に生じる信号を低域フイルタ８２によつ
て平均化すれば、信号１０８ａ，１１０ａ，１１
２ａ，１１４ａと本質的に差のない信号、即ち位
置誤差信号３７が線３６において得られる。
更に他の可能な変更は、基本波帯域フイルタ７
４を除去することである。この場合、AGC増幅
器７２は基本波ではなく、基本波と２次高調波と
を含む信号を調整する様に動作する。この信号に
含まれる２次高調波成分は比較的小さいので、こ
の変更によつて、さしたる違いは生じない。整形
兼周波数２倍器７８は、基本波と同じゼロ交差点
を有する合成信号に関して動作するので、依然と
して適正な位相の矩形波１０６を生じる。
第３図に示されている様に、サーボ・トラツク
の短いセグメント５８，６６は、隣接するサー
ボ・トラツクの長いセグメント６０，６８に関し
て中央に配置されているが、これに代つて、短い
セグメントが、隣接するサーボ・トラツクの長い
セグメントの２つの端部の一方に近づけられたス
タガー様式の配置も可能である。これは、前述の
様に本発明のシステムにおいて許容される位相エ
ラーと同等の影響を及ぼすだけである。
又、短いセグメント５８，６６と長いセグメン
ト６６，６８との比が１：３である例を示した
が、この比も変更可能である。第７図に示されて
いる様に、例えば１：２乃至１：５の比を用いる
ことが考えられる。この図において、ｆは基本
波、２ｆは２次高調波を示す。この図から明らか
な様に、比が１：３のとき、最大の振幅の２次高
調波が得られるが、今述べた他の比を用いるとき
も、十分な振幅の２次高調波が得られる。基本波
の振幅は、２次高調波の振幅よりも大きいので、
比が１：２乃至１：５の場合の様に振幅がゼロよ
りも十分に大きく維持される限り、その値自体は
問題ではない。基本波の振幅は、比が１：５のと
きには相当低下するが、これでも動作上何らさし
つかえはない。
【図面の簡単な説明】
第１図はデイスクに関連したヘツド位置決めシ
ステムを示す図、第２図は第１図の２−２線に沿
うデイスクの部分的断面及びヘツドを示す図、第
３図はデイスクのサーボ・トラツクの磁気セグメ
ント及びデータ・トラツクを示す図、第４図は位
置検出回路の構成を示す図、第５図はヘツドの移
動に応じた位置誤差信号の変化を示す図、第６Ａ
図及び第６Ｂ図はサーボ・トラツクの磁化パター
ン及び位置検出回路内で生じる種々の信号を示す
図、第７図は２種類の磁気セグメントの長さの比
とサーボ信号の振幅との関係を示す図である。 ２０……磁気デイスク、２２……ヘツド、３０
……データ読取／書込回路、３２……位置検出
器、３８……サーボ制御回路、４４……サーボ作
動装置、７０……サーボ・フイルタ、７２……
AGC増幅器、７４……基本波帯域フイルタ、７
６……エンベロープ検出器、７７……２次高調波
帯域フイルタ、７８……整形兼周波数２倍器、８
０……同期検出器、８２……低域フイルタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の通路の両側に互いに隣接して配置され
    た第１及び第２のトラツクであつて、各トラツク
    が第１種のセグメント及びこれとは長さの異なる
    第２種のセグメントを交互に複数個含むものと、 上記トラツクの複数個のセグメントに応じて、
    基本波、及び上記トラツクに対する自己の位置に
    応じて振幅の変わる２次高周波を含む合成信号を
    生じる変換装置と、 上記トラツクと相対的に上記変換装置が動くと
    き上記合成信号に基いて上記２次高調波の振幅に
    応じた出力信号を生ずる信号発生装置と を有し、上記出力信号によつて上記所定の通路に
    関する上記変換装置の位置を示す位置指示装置。 ２ 上記所定の通路と上記第１及び第２のトラツ
    クが回転可能な磁気デイスク上で円形を成す様に
    定められており、上記第１のトラツクが第１の方
    向に磁化された長い磁気セグメント及び第１の方
    向とは逆の第２の方向に磁化された短い磁気セグ
    メントを交互に含み、上記第２のトラツクが上記
    第２の方向に磁化された長い磁気セグメント及び
    上気第１の方向に磁化された短い磁気セグメント
    を交互に含み、且つ上記第２のトラツクにおける
    短い磁気セグメントが上記第１のトラツクにおけ
    る長い磁気セグメントに隣接している特許請求の
    範囲第１項記載の位置指示装置。 ３ 上記信号発生装置が、上記合成信号に含まれ
    る上記２次高調波の周波数と同じ周波数を有する
    基準信号を生じる装置と、上記合成信号から上記
    ２次高調波を抽出する装置と、抽出される上記２
    次高調波と上記基準信号とを掛け合わせることに
    よつて、上記トラツクに対する上記変換器の位置
    を表わす信号を生じる装置とを含む特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の位置指示装置。
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