JPS6271020A - 磁気デイスクサ−ボ方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はハードディスク装置、フロッピーディスク装
置などの磁気ディスク装置において、磁気ヘッドの位置
決めを行なうための磁気ディスクサーボ方式に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点） 磁気ディスク上へ磁気ヘッドを正確に位置決めするため
の技術として各種の磁気ディスクサーボ方式が知られて
いる。これらは主として磁気ディスクの記録領域の一部
にサーボ情報を埋込み形成しておき、このサーボ情報に
基づいて磁気ヘッド位置決め用のモータを制御して磁気
ヘッドの位置決めを行なうものである。このうち、磁気
ディスクの一箇所にサーボ情報が埋込んだものをインデ
ックスサーボ方式、分割セクタ毎にサーボ情報を埋込ん
だものをセクタサーボ方式と呼んでいる。。

以下、インデックスサーボ方式を例にとり、従来の磁気
ディスクサーボ方式について説明する。

第３図はインデックスサーボ方式として従来より用いら
れているサーボパターンの一例を示している。このサー
ボパターン１は、一定周期の単調な信号が連続的に記録
されている連続信号記録部Ｃ１、無記録帯であるイレー
ズ部Ｅ１連続信号記緑部Ｃ２、そして位置信号ビットＡ
および位置信号ピッ：〜Ｂが記録されている位置情報部
ＰＤをこの順に配豆し、これを一単位としたパターンを
数回繰返して記録しである。各パターンから読取られる
位置誤差情報の平均値を用いて位置決め精度を高めるた
めである。

［」気ディスク装置は、イレーズ部Ｅから連続信号記録
部Ｃ２への変化点を検出することにより、第３図に示す
イレーズ検出パルスＥＤを発生させる。磁気ディスク装
置は、このイレーズ検出パルスＥＤを基準にして位置信
号ビットＡのサンプルパルスＳＡおよび位置信号ビット
ＢのサンプルパルスＳＢを発生させる。これらのサンプ
ルパルスＳＡ、ＳＢに従って信号ビットＡの再生ダイビ
ットパルスの振幅ａと位置信号ビットＢの再生ダイビッ
トパルスの振幅すとが、それぞれピークホールドされる
。そして差動増幅器によりａ−ｂの値を得た後、Ａ／Ｄ
変換パルスＡＤのタイミングでＡ／Ｄ変換を行なう。Ｃ
ＰＵは、このａ−ｂ値を取込み、その値の符号と絶対値
から磁気へ−ラドの移動距離と方向を算出し、その結果
をもとにヘッド位置決め用モータを制御する。

ところで、磁気ディスクはそのトラック位置によって周
速が異なるため、磁気ヘッドからの再生出力も振幅ａ−
ｂの値も、磁気ヘッドが存在するトラック位置によ）て
変化する。

そこで、従来は再生信号に対してオートゲインコントロ
ール（以後Ａ　Ｇ　Ｃと称する）をかけて再生信号の振
幅値を規格化した後、上記ａ−ｂの値を得ることによっ
て、ａ−ｂの値が磁気ヘッドのトラック位置によって変
動するのを防止していた。

しかし、ＡＧＣをかけることは、それだけ回路が複雑化
し、装置１ｉ！ｌｉ格の上昇を招く。また、従来、普通
に行われているＡＧＣ回路では、ＡＧＣ回路への入力信
号の振幅が同一でも、その入力信号波形が異なることに
よってＡＧＣ回路の出力振幅が其なってしまうという不
都合がある。通常、磁気ディスク上に同一周波数で信号
を記録した場合、その再生信号は、周速の大きな外周側
では孤立再生パルスに近い形状となり、周速の小さな内
周側では正弦波形に近い形状となる。このため、ＡＧＣ
がうまく動かないという問題があった。

そこで、位置信・号ビットの再生ダイビットパルスａ、
ｂを別々にＣＰ　Ｕに取込んで、（ａ−ｂ）／　（ａ＋
ｂ）なる演算を施することによって誤差清報を規格化す
ることも考えられている。この場合には、２つの位置情
報の再生ダイビットパルスの振［ａ、ｂを別々にサンプ
ルホールドし、それぞれを個別にＡ／Ｄ変換しなければ
ならない。このためＡ／Ｄ変換器を２つ使用することも
考えられるが、価格の点からは好ましくない。

したがって、１つのＡ／Ｄｖｌ換器によって振幅ａを△
／ＤＩ換した債、これに続いて振幅すをＡ／′Ｄ変換■
ることが考えられるが、第３図に示し・たサーボパター
ンでは振幅ａをＡ／Ｄ変換しているｊ１４間中振幅すを
ホールドし続けなければならないので、振幅すのホール
ド時間が長くなってしまう。通常ホールド時間が長くな
るとホールド出力の低下を招き正確な誤差信号が得られ
なくなってしまう。

そこで、第４図に示すように位置信号ビットＡと位置信
号ビットＢの間隔を広げて、振幅すのサンプルタイミン
グを振幅ａのＡ／Ｄ変換終了時近傍に設定し、ホールド
時間の短縮化を図ることも考えられ６゜ しかしながら、位置信号ビットＡと位置信号ごットＢと
の間隔を広くすることは、同時にイレーズ部Ｅの長さも
広くしなければならないことを意味する。何故なら、イ
レーズ検出には通常リトリガラブル・モノステーブルマ
ルチバイブレータを使用するので、イレーズ部Ｅを他の
どの無記録部分よりも長く設定する必要があるからであ
る。したがって、このようなサーボパターンではサーボ
領域が広−へなりすぎ、データ記録領域を圧迫してしま
う。しかも、このサーボパターンでは、イレーズ検出パ
ルスＥＤ発生から位置信号ビットＢのサンプルパルスＳ
Ｂ発生までに長時間を要するため、ディスクの回転ジッ
ターによってサンプルタイミングがずれる可能性も高ま
る。

〔発明の目的〕

本発明は、」：述した従来技術の欠点を改良したうので
１，６．０　Ｃ回路を用いることなしに、磁気ディスタ
のいずれ、のトラック上においても磁気ヘッドの正確な
位置決めを行なうことができ、しかもづ−水領域の縮・
」）化が図れる磁気ディスクサーボ方式を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気ディスクに予め形成されたサーボ情報の
中の複数種類の位１情報を用いて磁気ヘッドの位置決め
を行なう磁気ディスクサーボ方式において、訪記サーボ
情報が、連続信号記録部と連続信号記録部との間に前記
位置情報を配置してなる単位サーボパターンをイレーズ
部を介して複数繰返し、かつ１つの前記単位サーボパタ
ーンが１種類の前記位置情報のみを含むようなパターン
であることを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ａ　Ｇ　Ｃ回路を用いないで各位置情
報をそれぞれ単独にＡ／Ｄ変換する装置にあって、１つ
の中位サーボパターンには１つの位置情報しか含まれて
いないので、各位置情報の間隔は、単位サーボパターン
の繰返しピッチに略等しく、各位置情報のＡ／Ｄ変換が
終了するのに十分な程度に広い。しかｂ、各位置情報は
連続信号記録部に挟まれているので、イレーズ部を除い
て他には長い無記録部が存在しない。このため、従来に
比べてイレーズ部の長さを大幅に縮小させることができ
る。

１、たがって、この発明によれば、ＡＧＣ回路を用いな
い磁気ヘッドの正確な位置決めと、サーボ領域の縮小化
とを同時に図ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例について
説明する。

第１図は、本実施例に係る磁気ディスクサーボ方式を実
現するための装置を示す図である。磁気ディスク２０上
に記録されたサーボ情報は、磁気ヘッド２１によって読
取られ、アンプ２２で増幅された後、さらに２１ｉｌ化
回路２３でパルス信号に変換される。このパルス信号は
イレーズ検出回路２４に入力され、ここでイレーズ検出
信号が生成されタイミングパルス発生回路２５へと出力
される。タイミングパルス発生回路２５は、上記イレー
ズ検出信号とディスク回転用のスピンドルモータ３１か
らのインデックス信号とに基づい−Ｃ後述する各種のタ
イミングパルスを生成し　これらを必要な部分に出力す
る。一方、２つのサンプルホールド回１２６．２７は、
前述したアンプ２２からの増幅された再生出力を入力し
、タイミングパルス回路２５からのサンプルホールドパ
ルスに従って入力信号をピークホールドする。これらサ
ンプルホールド回路２６．２７の出力は切換えゲートに
よって選択的にＡ／Ｄコンバータ２９に導かれＡ／Ｄ変
換される。Ａ／Ｄ変換されたデータはＣＰｔＪ３０に取
込まれる。ＣＰＵ３０は、入力データに基づいＴＶ４１
気ヘッド２１のオフトラック量を求め、磁気ヘッド位置
決め用のステラバーモーフ３２を制御して磁気ヘッドの
位置を制御する。

第２図にこの装置に使用される磁気デ１スク２０のサー
ボパターンを示す。

すなわち、サーボパターン４１は、連続信号記録部ＣＩ
と連続信号記録部Ｃ２との間に位置信号ビットＡまたは
Ｂが記録されている位置情報記録部ＰＤを配置して構成
された単位サーボパターンＳＰを、無記録帯であるイレ
ーズ部Ｅを介して繰返し配置したものである。１つの単
位サーボパターンＳＰの位置情報記録部ＰＤには、１つ
の位置信号ビットＡ若しくはＢしか記録されておらず、
位置信号ビットＡを含む単位サーボパターンＳＰと、位
置信号ビットＢを含む単位サーボパターンＳＰとは、交
互に配置されている。

このように構成された磁気ディスク装置において、スピ
ンドルモータ３１からは第２図に示すようなサー、ボ領
域の大まかな先頭位置を決めるインデックス信＠ＩＤが
出力されるｅ磁気ヘッド２１がイレーズＭＥを通過する
と、イレーズ検出回路２４はイレーズ検出パルスＥＤを
出力する。このイレーズ検出には、リトリガラブル・モ
ノステーブルマルチバイブレータ（以下、モノマルチと
称する）を使用することが考えられる。すなわち、モノ
マルチの時定数をイレーズ部Ｅを通過してい６時間より
も短く、かつ２値化された連続信号のビット周期よりも
長クシておく２また、磁気ヘッド２１がオフトラックし
ていると、振幅ａまたはｂ　、／Ｊ（２ｉ化のスレッシ
ボルドレベルに達せずゼロレベルになることがある。し
たがって、イレーズ１ｌＩｓＥは、このような点をも考
慮した長さに設定しておくことが必要である。このよう
にしておくと、；１続信号が入力されている間は上２／
マルチの出力がハイレベルを緒持し、イレーズ部Ｅにか
かると２１ｉｉ化パル２．が入力されないため、モノマ
ルチの出力がローレベルに反転し、連続信号記録部Ｃ１
どの境界部で再びモノマルチ出力はハイレベルとなる。

し・たがって、このハイレベルに変化した点でイレーズ
部Ｅの終了点を知ることができる。タイミングパルス発
生回路２５は、このイレーズ検出パルスＥＤｔ基単にし
て所定時間遅延したサンプルパルスＳＡ、８Ｂをサンプ
ルホールド回路２６．２７に出力する。これらサンプル
ホールドパルスＳＡ、ＳＢは、磁気ヘッド２１が位置信
号ビットＡ、Ｂを通過する際に発せられるパルスとなっ
ている。これにより、位置信号ビットＡを含む単位サー
ボパターンＳＰでは再生ダイビットパルスの信号振幅ａ
がサンプルホールドされＡ、　／　Ｄ変検パルスＡＤに
従ってＡ／Ｄ変換され、位置信号ビットＢを含む単位サ
ーボパターンＳＰでは再生ダイビットパルスの信号振幅
すがサンプルホールドされＡ／Ｄ変換信号ＡＤに示すタ
イミングでＡ／Ｄ変換される。ここでは位置信号ビット
ＡがＡ／Ｄ変換されている間に位置信号ビットＢが読み
出されるので、位置信号ビットＡのＡ／Ｄ変換が終了す
ると直ちに位置信号ビットＢのＡ／Ｄ変換が開始される
。

ところで、磁気ヘッド２１が磁気ディスク２０上のある
固定されたトラック上にあるとき、磁気ヘッド２１の再
生出力の振幅は、その磁気ヘッド２１の下を通過する磁
気ディスク２０上の磁化反転のトラック幅方向の長さに
比例する。

したがって、いま第２図に示すようにデータ１−ラック
の幅を２Ｗとすると、磁気ヘッド２１がオ・ントラック
しＴいる場合には、磁気ヘッド２１は、位置信号ビット
Ａ、Ｂを共にＷの幅で読む。また、ｌｌｆ！気’＼ツド
２″ｉがオフトラックしている場合には、磁気ヘッド２
１は位置信号ビットＡをｍ−Ｗの幅で読み、位置信号ビ
ットＢをｎ−ｗの幅で読む（但しｍ＋ｎ−２＞。したが
って、磁気ヘッド２１がＷの幅で位置信号ビットＡある
いはＢを読む時に発生する再生出力の振幅をＶとすれば
、磁気ヘッドがオントラックの状態にあるときの両ダイ
ビットパルスの振幅ａ、ｂの和は、 ａ＋ｂ＝Ｖ＋Ｖ−２Ｖ となる。

また、磁気ヘッド２１がオフトラックした状態にあると
きには、 ａ＋ｂ−ｍＶ＋ｎＶ−（ｍ＋ｎ）Ｖ−２Ｖとなる。

つまり、ある固定されたトラック上では、位置信号ビッ
トの再生ダイビットパルスの振幅の合計ご＋ｂは、常Ｃ
一定の値を持つから、 ｔ：ａ−ｂ）／　（ａ十ｂ； を求めれば、従来用いられている位置誤差情報ａ−ｂを
ａ＋ｂで規格化したと見ることができ、（ａ−ｂ）／（
ａ丁ｂ）（以侵、規格化位置誤差情報と称する。）も位
＋１誤差の情報を持つことになる。

次に磁気ヘッドが他のトラックに移動する場合のことを
考える。移動前のトラック上での各位置信号の再生ダイ
ビットパルスの振幅がａ、ｂであり、移動後の他のトラ
ック上での各位置信号の再生ダイビットパルスの振幅が
Ｐ−ａ、Ｐ−ｂとなったとする。これら値から、移動後
のトラック上での上記規格化位置誤差情報を求めると、
（Ｐ−ａ−Ｐ−ｂ）／　（Ｐ−ａ＋Ｐ−ｂ）−（ａ−−
ｂ）／　（ａ＋ｂ） となる。

すなわち、（ａ７ｂ）／　（ａ＋ｂ）で表わさ机る規格
化位置誤差情報は、磁気ヘット２１がどのトラック上に
存在するかに影響されず、磁気ヘッド２１のオフドック
量にのみ依存して変化する。

よって独立にＣＰＵ３０に取込まれたａおよびｂの頓を
用いて、ＣＰＵ３０の内部で （Ｅ’、　−ｔ）　）　ｙ’　（ａ　＋　ｂ　）の演算
を行ない、その演算結果をもとに磁気Ｉ＼ラッド１の位
置決め用モータ３２にり′−ボをがければ、磁気ディス
ク２０上の任意のトラックに磁気ヘッド２１を移動させ
ても、Ａ　Ｇ　Ｃを用いることなしに正確なハ、ンドの
位置決めが行なえる。

そして、この実施例によれば、位置信号ビットＡのサン
プルパルスＳへの基準となるイレーズ検出パルスεＤと
、位置信号ビットＢのサンプルパルスＳＢの基準となる
イレーズ検出パルスＥＤとをそれぞれ独立に生成し、イ
レーズ検出パルスＥＤと各サンプルパルスＳＡ、ＳＢと
の間隔を短くしているので、ディスクの回転ジッタの影
響を受けずに正確なサンプルホールドが行なえる。また
、このようなサーボパターンであると、単位サーボパタ
ーンＳＰにうちでＲも長い無記録部分が常置情報部ＰＤ
の１ビット分だけであるため、従米の方式に比ベイレー
ズ部Ｅの長さを大幅に短くすることができる。このこと
は、サーボ情報部の専有面積を縮小してデータ記録部の
拡大化が図れることを意味し、データ記憶容壷の拡大化
、換言プればデータ記録密度の低減化によるビット誤り
率の低減化をＦれることを意味する。

なお、上述した実施例ではインデックスサーボ方式を例
にとり説明したが、本発明はセクタサーボ方式等の他の
サーボ方式に関しても適用可能である。

また、上記実施例では位置信号ビットがＡ、Ｂの２種類
の場合について述べたが、例えばアクチュエータにボイ
スコイルモータを用いた場合に使用されるＡ、Ｂ、Ｃ，
Ｄの４種類の位置情報ビットを使ったサーボ方式等、さ
らに多数の位置信号ビットが存在する場合についても、
本発明は適用できる。

さらに、上記実施例では、位置情報をＣＰＬＩに取込ん
で演算し、その結果をもとにヘッド位置決め用モータを
制御したが、ＣＰＵを用いることなく、純粋に回路的な
方法、あるいはその他の手段によって上記（ａ−ｔ））
／　（ａ＋ｂ）の演算を行なって、ヘッドの位置決め用
モータを１ｉｌＪ　ＩＩ！するようすしても良い。

この他、本発明は、Ａ／Ｄ変換器を複数用いて各位置情
報のサンプルホールド、Ａ／Ｄ変換を並列的に行なえば
、更にサーボパターンの縮小化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置のブ
ロック図、第２図は同磁気ディスク装置で使用される磁
気ディスクのサーボパターンと各種１２号タイミングと
を示す図、第３図および第４図はインデックス勺−ボ方
式での使用が考えられ・５サーボパターンと各種信号タ
イミングとを示す図である。 １．４１・・・サーボパターン、２０・・・磁気ディス
ク、２１・・・磁気ヘッド、３１・・・スピンドルモー
タ、３２・・・ステッパーモータ、Ｃｌ　、Ｃ２・・・
連続信号記録部、Ｅ・・・１ル一ズ部、ＰＤ・・・位置
情報部、ＥＤ・・・イレーズ検出パルス、ＳＡ、ＳＢ・
・・サンプルホールドパルス、ＡＤ・・・Ａ、　／　Ｄ
変換パルス。 第１図 田（１）のく 田（１）　（／１　＜Ｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ディスクに予め形成されたサーボ情報の中の
   複数種類の位置情報を用いて磁気ヘッドの位置決めを行
   なう磁気ディスクサーボ方式において、前記サーボ情報
   は、連続信号記録部と連続信号記録部との間に前記位置
   情報を配置してなる単位サーボパターンを、イレーズ部
   を介して複数繰返すとともに、１つの前記単位サーボパ
   ターンが１種類の前記位置情報のみを含むものであるこ
   とを特徴とする磁気ディスクサーボ方式。
2. （２）各位置情報に関する信号処理を、各位置情報毎に
   並列に処理することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁気ディスクサーボ方式。