JPS61246968A - 磁気デイスク装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高トラツク密度の磁気ディスク装置に関し、
とくに磁気ヘッドの位置決め制御方式に関する。

〔発明の背景〕

磁気ディスク装置においては、記録トラックの高密度化
に伴い磁気ヘッドの位置決め精度が磁気ディスク装置と
しての性能の良否を決定する重要な要因となってきてお
り、このため従来から種々の磁気ヘッドの位置決め制御
方式が用いられている。かかる従来の位置決め制御方式
は０次の二つに大別される。その一つは、ステッピング
モータ等の駆動源自体の歩進特性を利用して磁気ヘッド
の位置決めを行う開ループ制御方式であり、他は、磁気
ディスク上に予め記録されたサーボ信号を用いて記録ト
ラックに対する磁気ヘッドの位置ずれを検出して駆動源
へフィードバックするいわゆる閉ループ制御方式である
。

開ループ制御方式は８位置決め制御のためのサーボ信号
を必要とせず、構成が簡単であるという利点を有する反
面、温度変化に伴う装置各部分の膨張、収縮によるトラ
ッキングずれな吸収することができず、ヘッド位置決め
精度が不十分である。

一方、閉ループ制御方式は１位置決め精度においてはそ
の高精度化の要請に応じられるものではあるが前記のご
とく、予め磁気ディスク上に位置ずれを検出するサーボ
信号を記録しておくことが必要となる。従来、このよう
なサーボ信号の記録方式の一例として、記録データ信号
とサーボ信号とを磁気ディスクの同一記録トラックに時
分割的に記録しておくことが行われているがこの方式で
は、記録データ信号とサーボ信号との時分割記録および
分離再生のために複雑な信号処理手段を必要とし、また
サーボ信号を記録する分だけ記録データ信号の記録容量
が減少するという欠点がある。このような欠点のない方
式として０例えば米国特許第３２４６３０７号明細書に
示されるように、記録データ信号自体から磁気ヘッドの
トラッキングずれを検出するようにした本のがあるが、
検出のために特殊な２分割形ヘッドを必要としており好
ましくない。

また、特開昭５０−２３６１０号公報、特開昭４６−６
０７１号公報に示されているように、磁気ディスク上に
記録されたサーボ信号を用いるのではなく、光−格子式
位置検出器やポテンシオメータによって磁気ヘッドの位
置を検出してサーボ信号として用いるようにしたものも
提案されているが、記録トラックに対する磁気ヘッドの
実際の位置ずれを検出しているものではないので。

完全な閉ループ制御とはならず、温度変化等に伴う位置
決め誤差を吸収することができないため、その位置決め
精度はなお不十分である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き磁気ディス
ク上に記録された離散的な位置ずれ信号により磁気ヘッ
ドの位置決め制御を行う閉ループ制御方式でありながら
、その構成が簡単で引き込み時間が短い磁気ヘッドの位
置決め制御方式を提供するにある口 〔発明の概要〕 この目的を達成するために１本発明は固定ディスク装置
では、磁気ディスク１回転中のトラッキング誤差はほと
んど無視できる童であり、トラック追従形の制御を行う
必要性が少ないこと圧着目し、磁気ディスクの１回転に
つき１ケ所磁気デイスクの所定部分に記録されているヘ
ッド位置検出信号をデータ読み書き用の磁気ヘッドによ
り読出して該磁気ヘッドの位置ずれをサンプリング的に
検出するとともに、トラックピッチに関連して周期的に
変化する連続した信号を出力する位置検出器を設け、上
記したサンプリング的に検出した磁気ヘッドの位置ずれ
検出信号と６位置検出器からの検出信号とから位置検出
器出力の目標値を形成し、磁気ヘッドの閉ループ位置制
御を連続的な制御系となし、これにより位置決めに要す
る時間を可及的に短くするようにする。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は１本発明の前提となる磁気ディスク装置の主要
構成図で、ｌは磁気ディスク、２は磁気ディスク駆動モ
ータ、３はインデックスパルス発生器で１例えば磁気デ
ィスク駆動モータ２のロータに設けた反射板（図示せず
）よりの反射光を検出する反射形光電変換素で構成する
ことができ、磁気ディスクの１回転Ｉでつき１個のイン
デックスパルスを発生する。４は磁気ヘッド組立体、５
は磁気ヘッド組立体４を搭載する一＼ツドキャ１１ツジ
、６は図示Ｉ−ない装置基台上に固定すれ、ヘッドキャ
リ・リジ５の移動を案内する固定ガイド、７はへラドキ
ャリッジ５を駆動するステッピングモータ、８はステッ
ピングモータ７の回転と連動してトラックピッチに関連
して明滅する光−格子式位置検出器、９はステッピング
モータ７の回転運動をヘッドキャリツジ５の直線運動に
変換するアクチュエータバンドである。本発明において
は、磁気ディスクに予め磁気ヘッド位置検出信号が記録
される。

第２図は該磁気ヘッド位置検出信号の一記碌様態及びそ
の作用を説明するための図で、（α）は前記インデック
スパルス発生器３より出力すれるインデックスパルス２
１を示し、（ｂ）はその一部を拡大して示したもので、
該インデックスパルス２１は前述のように磁気ディスク
ｔ　ｃｒ＞　ｔ　回転口につぎ１個発生され、そのパル
ス幅は前記反射板の幅に比例している。（Ｃ）は磁気ヘ
ッド位置検出信号の記録様態を示した本ので、タイミン
グのずれたバースト信ＭＡ、Ｂをインデックスパルス２
１のハイレベル期間九おいて、データ記録トラックル、
　ｎ−Ｈ、ｒＬ＋２　、・・・とそれぞれ１／２トラツ
クピツチずれて交互に記録する。

磁気ヘッドがデータ記録トラック上に正しく位置付けら
れたとき、上記した位置ずれ検出信号Ａ、Ｂの再生振幅
は、これら信号Ａ、Ｂがそれぞれデータトラックと１／
７トラツクピツチずれて記録されているから相等しいも
のとなる。

しかし、磁気ヘッドの位置ずれが生じたと＃）記その位
置ずれの量に対応して信号Ａ、Ｂの再生振幅が変化する
。例えば、第２図＜ｃ＞に示すように。データトラック
ル＋１を再生すべき磁気ヘッド１１がトラックル＋２の
方向にずれた場合には。

第３図（ｄ、）に示すようにずれ量忙比例して検出信号
Ａの再生振幅が減少し、検出信号Ｂの再生振幅が増加す
る。このように検出信号Ａ、Ｂの再生振幅の変化に基い
て磁気ヘッド１１のデータトラックとの位置ずれの大き
さと方向を検出することができる。ここで留意すべきは
磁気ヘッドの位置ずれ忙対応する検出信号Ａ、Ｂの再生
振幅の増減極性が隣接トラック毎に反転することである
。

第３図は、トラックピッチに関連して周期的に明滅する
光−格子式位置検出器８の構成を示す説明図であり、８
αはステッピングモータ７の軸に固定され、全周にわた
ってスリットが設けられた移動格子、８ｂは固定格子、
　８ｃは光源である発光ダイオード、　３ｄはフォトト
ランジスタであり、装置基台に固定されている。８ｃは
増幅回路である。移動格子８αおよび固定格子８ｂの格
子ピッチはトラックピッチと対応しており、ｌトラック
毎に１回明滅する。第４図は、フォトトランジスタ８ｄ
の出力信号とトラックとの関係を示し、ステッピングモ
ータの静止位置をトラック位置とし、トラックの中心付
近で位置に比例した信号となるよ）忙移動格子８αと固
定格子８ｂの位置関係を設定する。

第５図は１本発明に係る磁気ヘッド位置決め制御系を示
すプロツク図で、１１は前述の磁気ヘッド、１２は自動
利得調整増幅器、１３は前記した磁気ヘッド位置ずれ検
出のための回路を表し、７゜８はステッピングモータと
これに連動する位置検出器、２２は増幅器、１７はサン
プルホールド器。

１６　、１８は演算増幅器、１９はパルス幅１１１８．
２０はステッピングモータ７の駆動回路である。磁気ヘ
ッド１１の出力は自動利得増幅器１２で増幅され、トラ
ック半径の違いや温度変化などによる位置ずれ検出感度
変化が除去される。検出回路１３は、前記した第２図（
ｃｌのＡ、Ｂ信号のエンベロープ検波し、インデックス
パルスかう形成したサンプリングパルスによりサンプル
ボールドし、それらの差をとって磁気ヘッド１１の位置
ずれの方向と量を検出する。一方、ステッピングモータ
７に直結した位置検出器の出方は、増幅器２２によって
適当な直流レベルと検出感度となり、サンプルホールド
器１７においてインデックスパルスから形成されたサン
プリングパルスによってサンプルホールドされる。演算
増幅器１６は、これら二つの検出信号から位置検出器８
の目標値となる信号を形成するものである。こ）して、
磁気ディスク−回転毎に位置検出器の目標値が修正され
、演算増幅器１８において位置検出器８から得た検出信
号と該目標値との誤差信号を得、パルス幅変調器１９で
変調し駆動回路２゜に負帰還する。その結果１位置検出
器８の出方信号が目標値に一致するようにステッピング
モータが制御駆動される。第６図を用いて演算増幅器１
６の作用を説明する。第６図の横軸は磁気ヘツドの所望
の位置からのずれ量を表し、ゼロは位置ずれのない状態
に相当する。縦軸は位置検出信号を表している。直線Ａ
は、磁気ヘッド１１から得た検出信号な示し、直線Ｂは
位置検出器８による検出信号である。ステッピングモー
タの通電による自己発熱や、装置周囲温度の変化などに
よる熱変形や、装置の姿勢と重力の影響などを考慮する
と１位置検出器８の検出信号は所望のトラックと磁気ヘ
ッドとの位置関係を常に正しく検出しているものではな
く１図に示したｄなる幅で変化する。一方、磁気ヘッド
１１から得た検出信号Ａは、離散的であるが所望のトラ
ックと磁気ヘッドとの位置ずれを正しく検出しているも
のである。位置検出器８の目標値は、第６図の位置ずれ
ゼロにおける直線Ｂの切片ｅである。直線Ａ、Ｂの傾き
（検出感度）を各々にα。

Ｋｂとし、検出出力をα、ｂとして演算増幅器１６は１
次式で表される目標値ｅを出力するものであり、演算増
幅器で容易に構成し得る。

ｅ　＝　ｈ　−ａ　−Ｋｂ　／ＫＩＺ パルス幅変調器は、鋸状波発生器と該鋸状波と演算増幅
器１８からの誤差信号を比較する比較器で構成できる。

第７図により、ステッピングモータの駆動について説明
すると２５はトラックゼロ検出信号と、ステッピングモ
ータ７の設定した励磁状態との一致検出ゲート回路であ
り。

トラックゼロ信号を出力する。２６はカウンタであり、
トラックゼロ信号によりリセットされ。

ステップパルスを計数し、２７はカウンタ２６の値に応
じてステッピングモータのコイルの励磁状態を出力する
デコーダである。２８は、ステップパルスによってトリ
ガーされるパルス幅変調信号の禁止信号発生器で、リド
リガー可能なモノステープルマルチパイプレータなどに
よって構成できる。２９は前述したパルス幅変調信号の
ゲート回路、３０はステッピングモータコイルへの通電
回路である。ステップパルスが連続して送られてきてヘ
ッドがアクセス動作中は、ゲート２８は閉じていてステ
ッピングモータは単に歩進駆動され、ステップパルス終
了後は上記した閉ループ制御となる。

第２図に示した磁気ヘッド位置ずれ検出のための信号が
誤って消去されることがあってはなうｆ、ｃ＜、同図イ
ンデックスパルスのハイレベル期間ではライトゲートを
閉じることによって容易だ達成できる。この検出信号部
ではデータが書き込めなくなり、記録容量の低下につな
がるが磁気ディスク−回転につき一ケ所であり、検出信
号部の期間に見合うだけ磁気ディスクの回転速度を低速
てして、記録容量の減少なふせぐこともできる。

該検出信号を記録するときのヘッド位置決めは１位置検
出器８のみを用いて閉ループ制御系を構成すればよい。

本実施例では、磁気ヘッド位置ずれ検出信号の保護は、
磁気ディスクの回転速度に関連した幅のインデックスパ
ルスを用いており、磁気ディスクの回転速度が変化して
も消去されることはない効果がある。

以上１本発明の一実施例について説明したが。

本発明は、上記実施例のみに限定されるものではなく６
種々の変形が可能である。例えば、上記実施例でシミ磁
気ヘッド駆動用モータをステップモータとして説明した
が、必ずしもステップモータである必要はなく、ボイス
コイルモータや直流モータでもよいことは明らかであり
、また記録サーボ信号の形態も、上記実施例のものに限
定される必要はなく、要は磁気ディスクの周方向所定部
公知記録され、磁気ディスクの１回転につき１回インデ
ックスパルスに同期シテ読出し得るものであればどのよ
うなものでもよい、光−格子式位置検出器に代わるもの
として磁気エンコーダを使用することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、磁気ディスクの
１回転につき１回、磁気ディスク上に記録されているサ
ーボ信号に基づいてサンプリング的に磁気ヘッドの位置
決め誤差を検出して閉ループサーボを行うことにより、
簡単な構成で温度変化等に伴う磁気ヘッドの泣含決め誤
差を十分に吸収し得、データ信号の記録可能容量の減少
もなく、シかもサンプリング的な位置決め誤差の検出に
もかかわらず、短かい引込み時間で位置決め制御を行わ
せることを可能とし。

前記従来技術の欠点を除いて優れた機能の磁気ヘッド位
置決め制御方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の前提となる磁気ディスク装置の主要構
成図、第２図は本発明における検出信号の一記録パター
ンおよびその作用の説明図。 第３図は光−格子式位置検出器の構造図、第４図は光−
格子式位置検出器の出力信号図、第５図は本発明の一実
施例を示すブロック図、第６図は本発明に係わる制御系
の目標値設定の説明図、第７図はステッピングモータ駆
動のブロック図である。 １・・・磁気ディスク、 ３・・・インデックスパルス発生器。 ４・・・磁気ヘッド組立体。 ７・・・ステッピングモータ。 ８・・・光−格子式位置検出器５ １１・・・磁気ヘッド。 １２・・・自動自得調整増幅器２ １３・・・位置ずれ検出回路。 １７・・・サンプルホールド回路。 １６　、１８・・・演算増幅器。 １９・・・パルス幅変調器。 代理人弁理士　小　川　勝　男く　′ 第１　図 第２区 １ＰＪ３　図 発４　図 オー 第、５凶 第乙凪 ヘードａ１ずλ量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気ディスク上に磁気ヘッドをアクセス、位置付けして
   同心円状の記録トラックを形成して情報の記録、再生を
   行う磁気ディスク装置において、磁気ディスクの回転に
   同期したインデックスパルスに同期して予め磁気ディス
   ク上の周方向の１部に記録されて、磁気ヘッドの位置ず
   れに対応した離散的な信号を得る第１のヘッド位置検出
   手段と、トラックピッチに対応して周期的に変化する連
   続した信号を得る第２の位置検出手段とを有し、前記第
   １のヘッド位置検出手段出力と、予め求めた第２の位置
   検出手段との関係に対応して第２の位置検出手段の目標
   値を形成し、該第２の位置検出手段の出力が該目標値に
   等しくなるべく磁気ヘッドのアクセス駆動モータを制御
   して磁気ヘッドを所望のトラックに位置決めすることを
   特徴とする磁気ディスク装置。