JPS6292221A - 垂直磁気記録ヘツド位置サ−ボ制御装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ツイン・トラック垂直磁気記録ヘッド位置サ
ーボ制御装置に関する。

Ｂ、従来技術 多くの従来技術がディスク、ドラム、テープ等に対する
サーボ制御および磁気記録の分野に存在するが、大部分
のサーボ技術はデータ信号自体を用い、ピーク強度に対
して媒体から読取られた信号を解析するか、容易に検出
されかつ追随される磁化の特定の交番パターンが置かれ
た別々に記録された領域を用いるかのいずれかである。

データ信号を用いる方法は最も一般的に用いられてきた
が、適切なフィードバック信号を用いてヘッドをデータ
・トラックの中心に戻す前にヘッド位置の大きな変動が
生じる可能性があるので、トラック間の間隔が非常に小
さい高密度記録には不適当である。

独立したサーボ・トラックを用いる従来のサーボ装置は
データ・トラックと両立しない交番磁気パターンを記録
する。何故なら、データ・トラックは、大きさがサーボ
制御のための正確な信号発生によシ一層影響され易い安
定したＡＣ信号を発生するからである。そのような信号
はデータとは両立せず、データが記録されるのと同じ表
面または同じ領域に記録することはできない。そのよう
なシステムでは、サーボ・トラックのＡＣノシターンは
データの検出および１またはデータのサーボ信号からの
分離を不可能にするため、データはサーボ情報と混合す
ることは全くできない。したがって、そのようなシステ
ムは、例えばディスク形式の磁気媒体がサーボ・トラッ
ク情報のため用いられる場合は、ディスクの専用区域ま
だは表面を用いる。サーボ・トラックは連続的または非
連続的、すなわちセクタまたはセグメントの形態のいず
れでもよいが、前述の理由でデータ・トラックに隣接す
るトラックに含まれたり、またはデータ・トラックに挾
まれたりすることはない。

Ｃ０発明が解決しようとしている問題点本発明は、磁気
記録のだめのサーボ制御技術における上記従来技術の手
法の短所に鑑でなされたもので、サーボ制御トラックを
は号干渉のない態様でデータ間に存在可能にするツイン
・トラック垂直磁気記録サーボ制御装置を提供すること
を目的とする。

本発明の実施例は、実質的にＤＣサーボ信号出力を発生
するツイン・トラック垂直磁気記録のだめのサーボ制御
記録技術？提供する。

また、本発明の実施例は、サーボ制御トラックをデータ
書込みおよび検索の所与のシステムに適するようにセク
タ、セグメントまたは専用表面上に記録できるツイン・
トラック垂直磁気サーボ制御装置を提供する。

さらに、本発明の実施例は、保護されたセ、クタ、区域
または表面においてサーボ・トランクをデータ間に配置
することができ、またサーボ・トラック間のデータ・ト
ラックを実際のトラック開始および終了点、バイト・カ
ウント等に関する情報のようなシステム制御データのた
めに用いることが′できるツイン・トラック垂直磁気記
録サーボ制御装置を提供する。

Ｄ０問題点を解決するだめの手段 磁気媒体上の表面の指示された位置においてＤＣサーボ
・エラー電圧を周期的にサンプリングすることにより、
位置エラーを訂正し、同時に各訂正間隔の終りにおいて
アクチュエータ速度をゼロにすることが可能である。デ
ィスクのような媒体を複数のパイ形（ｐｉｅ　　−５ｈ
ａｐｅ）をしたセクタに分割することは通常の手法であ
る。本発明では、上記の従来の適用例のように、各セク
タはサーボ用としてＳ、）ラック情報用として■、デー
タ用としてＤと表示された３つのサブセクタを有する。

しかし、本発明においてＳと表示されたサーボ領域はサ
ーボ・サブセクタ内でサーボ・トラックの初期状態設定
の間に書込まれるバージン（未使用）ＤＣツイン・トラ
ック・サーボ分極を有する。これらのツイン・トランク
は各サーボ・セクタ内で反対の垂直磁気分極を有する等
しい長さの２つの領域を占める。サーボ・サブセクタの
第１の半分は２つのトラックに対して一組の極性、すな
わち北極および南極によシ書込まれ、サーボ・サブセク
タの第２の半分は各トラックに対して反対の極性で書込
まれる。サーボ・トラックはサーボ・セクタの境界を越
えて保護バンドとして継続されるが、サーボ制御のため
ではなく雑音抑制およびデータ分離のために用いられる
。サーボ・サブセクタ内での極性反転は偏差信号電圧エ
ラーの検出とそれらのサーボ信号全体からの減算を可能
にする。オフトラック・サーボ・エラー信号はサーボ分
極の極性反転により極性を反転するが、信号に含まれる
偏差電圧は極性を変えないので、このことが可能となる
。サーボ・チャネル信号の２つのサンプリングが行なわ
れる。１つはサーボ制御トラック・セクタの第１の領域
で、もう１つは極性が反転された第２の部分で行なわれ
る。独立したサンプル兼保持回路が差動増幅器内で互い
に引き算するためこれら選択されたサンプルからの電圧
を保持するので、正味の結果は増幅器のドリフト、磁気
センサの熱効果等の偏差成分からの寄与を一切含まない
サーボ電圧の２倍に等しい出力信号である。

Ｅ、実施例 最初に簡単な前置きを述べる。直接アクセス磁気記憶装
置技術は長年に渡って発展してきた。磁気媒体上に記録
されたビット面積密度が増大し続けるにつれ、開発に立
向う挑戦は増大した。現在のビット面積密度はおよそ１
平方センチメータ当り３×１０６ビツトである。そのよ
うな技術を用いると、磁気媒体上に水平または垂直に書
かれた磁気変位を読取る最も一般的な方法は磁束変化の
時間速度の誘導検出であった。固体磁場検出センサも多
くの進歩を見た。誘導まだは磁束変化の時間速度のセン
サと固体センサの間の主な相異は、誘導センサは磁束の
変化に応答する一方、固体センサはその変化の速度では
なく磁束密度に応答することである。記録データの面積
密度が増大するにつれ、誘導検出にとって可能な磁束は
減少する。

しかし記録表面に近い磁束密度は実質的に不変である。

誘導センサ方式は１平方センチメータ当り２×１０６ビ
ツトより低い範囲のデータ・ピット密度に対する実際的
な解決になるが、１平方センチメータ当り２×１０７ビ
ツトを越える将来の記録密度に対しては解決策として見
込みがない。

面積密度の増大はまた読取り／書込み両機能のため読取
り／書込みヘッドを指定されたトラック　　。

に隣接して位置付けしかつ保持するだめの方法にも影響
する。ヘッドをトラック上に保持するため与えられる通
常の手段はサーボ機構である。そのようなサーボに対し
ては、極性がトラッキング・エラーに依存するＤＣ信号
がサーボ・センサの見地から最も望ましい。後述の理山
によシ、データ読取シヘノドは同時にサーボ位置センサ
として働くこともまた非常に望ましい。読取’）／書込
みヘッド構造に適切に組込まれた固体センサはこの基準
を満足するだめ必要な固有のＤＣ磁場能力を有し、した
がってこの選択に対しては誘導センサよシすぐれている
。固体センサを用いる好適な読取りヘッドは米国特許第
４４８５４１９号に示されている。

長手方向すなわち水平記録と対照的な垂直記録は後述の
ように、ＤＣサーボ磁場を与えるため必要なことを独自
な方法で満足させる。垂直ツイン・トラック・データ記
録方法は米国特許第４４８４２３８号に示されている。

ディスク・ファイル・システムのためのサーボ制御デー
タを与えるため過去に利用された基本的技術を次に述べ
る。専用サーボ方法と呼ばれる１つの方法はディスクの
一方の面全体をサーボ・トラッキング情報に対して割当
て、一方、ディスクの他方の側はデータのだめ用いる。

複数のディスクが用いられるときは、サーボ・データは
１つまたはそれ以上の集団ヘッドを位置付けるため用い
られる。この集団ヘッド法はディスク上のトラック密度
を制限する。何故ならば、そのようなシステムにおいて
互いに機械的に結合されているサーボ・トラッキング・
ヘッドと読取り／書込みヘッドの間の距離に、機械的変
動が絶対的かつ増加的に影響を与えるからである。した
がって、これらのシステムでは機械的許容差が実際のト
ラック密度に制限を与える。

第２のサーボ制御方法は埋込まれたサーボ・データ・セ
クタを用いる。通常の方法では複数のパイ形セクタを各
ディスク表面の３６０°円周内に割当てる。サーボ・デ
ータは一度これらのセクタ　　　　　゛に書込まれ、そ
のように一度書かれると消去または重ね書きから保護さ
れる。これらのセクタは読取りヘッドがサーボ・スペー
ス内にあるときに使用できるだけである。サーボ・セク
タの外側では、制御システムは前のセクタの間に測定さ
れた位置および速度のエラーを訂正しなければならず、
またはその代りに、サーボ・セクタまたは前のセクタ内
においてなされた測定に基いてそのサーボ・セクタ内で
訂正を行なうことができる。

上記の専用サーボ技術は当技術分野においては周知であ
る。チャネル識別やタイミングのように、すなわちただ
一度だけ書かれる読取シ専用データは従来の専用サーボ
磁気媒体表面には含むことはできない。１つの理山は、
サーボ電圧はデータ信号からの干渉に耐えることできな
いパルスおよび位相情報から得られるからである。上記
米国特許に記載されたツイン垂直記録方法は、結合され
たフィルム状磁気抵抗効果（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓ
’ｔｉｖｅ）センサ、まだは上記米国特許に示される別
の固体センサがサーボ・システムにおいて中央トラック
空信号に対してＤＣ成分、すなわち低周波成分を同時に
与えながら専用タイミングおよびチャネル・データを読
取るのを許容する。後述するように、この種の読取シヘ
ノドがトラックの中央の左側に置かれたときは、ある極
性のＤＣ信号が検出され、これがサーボ制御モータに与
えられ、空（１＋ｕｌｌ）信号位置を探すことによりシ
ステムが強制的に戻される。ヘッドが中央トランクの右
側に移動すると、反対極性のＤＣ信号が検出され、サー
ボに結合される。「オン・トラック」サーボ信号はゼロ
ＤＣ値を有する。この結果を得るだめの幾つかの方法を
後に示す。各々は本発明の個々の実施例であるが、実質
的に同じ方法で動作する。所与のデータ・チャネルを形
成する垂直に記録されたデータ・トラックの各対は２つ
のサーボ・トラックと関連する。第１図に示す一実施例
では、これら（まデータ・トランクの間に配置すること
ができる。

この場合は、これらのトラックは後述のように保護バン
ド・トランクとして働く。

第１図には、ディスクのような磁気媒体の一部分が、参
照番号３によシ示されるディスクの機械的基板とともに
示されている。上部表面には、軟鉄すなわち磁性保持層
２が位置する。第１図にはただ１つの表面のみが示され
ているが、ディスクの下部表面にも同様なコーティング
が設けられている。次に垂直に配向および分極が可能な
磁気媒体１が保持層２の上に積層される。垂直に分極可
能な磁気媒体１内に一連のデータ・トラックが書込まれ
る。第１図においてディスクを半径方向に切断すると、
データ・トラックは水平断面に現われる。サーボ・トラ
ックは上向きまだは下向きの小さな矢印によシ示される
磁気分極ベクトルとともに文字Ｓにより示されている。

サーボ・トラックＳ間に介在するデータ・トラックは文
字りにより示されている。チャネルへのような個々のデ
ータ、チャネルは両方ともＤｌによシ示された２つのデ
ータ・トラックを含み、チャネルＢのような次のデータ
・チャネルは２つのデータ・トラックＤ２を含み、以下
同様である。サーボ・トラックＳはこの実施例ではデー
タ・トラックＤの間に配置され、サーボ・トラックの極
性はサーボ・トラック毎に交番する。これらはこの実施
例において完全な３６００　のディスク回転に対して書
込まれる定常状態の分極である。それらは後述する特別
な書込みヘッドに印加されたＤＣ電流により前もって書
込まれる。サーボ・トラックは保護バンドとして働き、
データ・トラックのそばの記録表面に存在する望ましく
ない擬似変位の検出を排除する。擬似すなわち偽シのデ
ータが、前の書込みにおけるヘッドとデータ・トランク
のわずかな不整合のだめに読取シの際に発生する。例え
ば、従来の水平記録システムでは、読取りヘッドが記録
されたデータ・チャネルから離れるように滑動するとき
はいつでも、ランダム・データ信号がセンサ出力端子に
おいて顕著になる。ヘッドがトラックを部分的に外れる
ように滑動する度に望ましくないノイズが発生する。し
たがって、サーボ・トランクＳは個々のデータ・トラッ
クを分離し、またサーボ・トラッキング信号を与えると
いう重要な役目を果す。

サーボ・トラックは以下に簡単に説明するように共通の
ヨークに接続されたヘッドを有するディスクの反対側に
置くことができる。ヨーク下面（底面）のサーボ読取シ
ヘノドを上面のデータ読取？）／書込みヘッドに結合す
るため用いられる。その代りに、セクタ化されたシステ
ムを用いることができ、この場合サーボ・トラックはデ
ータ部分の大部分に対する保護バンドまたは分離手段と
して働くが、サーボ制御情報〉よびデータを有する簡単
なセグメントまたはセクタによシ中断される。

これらの代替的方法の各々についても次に説明する。

ツイン・トランク垂直記録技術を用いるだめの２つの基
本的システム手段を第３Ｃ図および第６Ｄ図に示す。第
３Ｃ図に示すシステムは２個の読取り／書込みヘッド４
を同時に駆動してディスク乙の表面を横切って半径方向
に前後させるためアクチュエータ・アーム１５によジョ
ーク１６に結合された好適なタイプの単一のリニアモー
タまたはアクチュエータを利用する。１つのヘッド４は
ディスクの上面に対し用いられ、別のヘッド４は下面に
対して用いられる。両ヘッドは図示のように共通の機械
的ヨークおよび作動アームに取付けられる。適当なタイ
プのリニア位置決めモータならどのようなものでも用い
ることができる。リニア・コイル・アクチュエータはこ
の目的に適合させたステッピング・モータおよび他の同
様なシステムと共に既知である。そのようなシステムで
は、下部記録表面はサーボ・トラックを含む専用制御面
とすることができる。制御データ・トラックは反対表面
上のデータ・トラックに対するタイミングおよびセクタ
情報を含むためサーボ・トラックにより挿むことができ
る。

第３Ｄ図には、２個のｌＪニアモータ１４．２個の作動
アーム１５および２個の読取り／書込みヘッド４を使用
し、各モータが独立して作動できる別のシステムが示さ
れている。このシステムではディスク３の各面上にデー
タと共に現われる埋込まれたサーボ・トラックを必要と
する。埋込みサーボ技術によると、後述するようにセク
タに分割され、または連続的に記録されたサーボ・トラ
ックを設けることができる。第３Ｄ図に示すツイン・モ
ータ・システムの正味のシステム・アクセス時間は第３
Ｃ図に示す単一モータ・システムの平均アクセス時間よ
）も小さい。

ここで専用保護バンドおよびサーボ・トラック・システ
ムの説明に戻って、第１図および第２Ａ乃至第２Ｃ図を
再考察する。このシステムでは、サーボおよび／ｉたは
保護バンド・トラックの機能は記録媒体のいずれかの表
面に配置されたサーボ・トラック自体によシ満たされ、
それらは連続的であるが、または後述されるようにセク
タに分割することもできる。

第１図に戻ると、この図には垂直に分極可能な、保持さ
れた磁気記録媒体がディスクの半径方向に沿って切断さ
れた断面が示されている。サーボ・トラックＳはデータ
・トランクを間に挾んだ平行な同心状トラック中に６６
０°の弧を描いて連続的に書込まれる。データ・チャネ
ルを形成する任意の所与のトラックＤの対は、トラック
が左側または右側のサーボ・トラックから始めて次のデ
ータ・トラックの反対側におけるサーボ・トラックに向
って連続的に番号を付したとすると、データ・トラック
が偶数番号の位置にあシ、サーボ・トラックが奇数番号
の位置にあるように、３本のサーボ・トラックに挾まれ
ることが分る。簡単に上述したように、磁気媒体は剛性
の基板５に物理的に結合された柔軟な保持層２の上部に
置かれた垂直に分極可能な硬い磁気垂直記録層１から成
る。

１つの媒体および表面のみを示したが、ディスク乙の反
対表面も同様なコーティングを施すことができることは
当技術分野では周知である。第１図乃至第２Ｃ図は全て
交互にＤおよびＳと表示された等しい幅のトラックに分
割された垂直記録媒体を示す。上述したように、Ｄと表
示されたトラックはデータ・トラックを示し、一方、Ｓ
と表示されたトラックはサーボ・トラックまたは保護バ
ンド・トラックまたはその両方を示す。

第２Ａ図にはデータ・チャネルを形成する２つのデータ
・トラックに隣接した典型的なツイン・トラック読出し
／書込みヘッド４が示されている。

読取シ／書込みヘッド４は、２本の磁束結合脚５および
６と、前述の米国特許に示すように磁気センサを配設す
ることもできるバック・ギャップ７と、２つの結合部材
５および６を橋絡する磁気センサ１２を具備し、第２Ａ
図に示すように接点ＡおよびＢからのリード線１１によ
シ出力を与えることができる。端子９および１０を備え
た磁気巻線８は通電されたとき書込み磁束を与えるため
、まだは磁気抵抗効果センサが用いられるときはセンサ
１２を磁気的にバイアスするため用いられる。

そのような読取シ／書込みヘッドおよびセンサ・システ
ムの詳細は本発明の一部ではなく、また読取りおよび書
込みのための多数のツイン・トラック構造を想像するこ
とが可能であるので本書では簡単に言及するにとどめる
。

第２Ａ図に戻ると、所与のＤトラックの対が１つのデー
タ・チャネルを形成する。ディスク３が回転し、ヘッド
４が専用Ｄトラック対との整合を維持するとき、隣接の
Ｄトラックに書込まれた反対極性の垂直に磁化された不
連続領域はビット磁束磁場を結合膜５および乙に直接結
合し、そこではそれらは図示のセンサ１２まだは前述し
たようにギャップ７に配設される別のタイプのセンサを
付勢するのに用いることができる。前述の米国特許に示
された垂直磁気記録方法では、２進数の１および０は反
対の磁化極性の形で媒体に書込まれるので、任意的では
あるが、２進数１のデータ領域は正のセンサ電圧を、２
進数０のデータ領域は負のセンサ電圧を発生することが
できる。その代りとして、極性の変化を１を表わすのに
用い、ドツト時間からビット時間までの同じ極性の維持
を０を表わすのに用いることができ、その逆も同様であ
る。そのようなトラック・データおよびトラック・コー
ディングの詳細は同様に本発明の一部ではなく、当技術
分野では周知であるので、これ以上説明しない。

増幅された信号極性はデータ・チャネルに記録されたデ
ータの２進内容を取出すだめピント磁束間隔の各々の中
間で適切にストローブすることができる。専用サーボ表
面では、制御データは一度書込まれるだけでよく、第３
Ｃ図に示すようなシステムを用いるディスクの反対表面
上に実際に存在する通常の情報データではない。書込ま
れた制御データは反対表面上のデータ・トラックに関す
る情報、すなわち、それらのトラック位置、トラック識
別、データ・カウント、開始および終了位置等である。

この制御データは第２Ａ図の書込みコイル８に電流を通
じることによりツイン・トラックＤチャネルに一度書込
むだけでよい。電流の方向は１″！たは０の、屏込みを
行なうだめ反転される。

第１図および第２Ａ乃至第２Ｃ図においてＳで示された
トラックは、簡単に上述したように保護バンドまたは分
離バンドおよびサーボ・トラックを表わす。これらのト
ラックＳにおける書込まれた磁化の方向は隣接のトラッ
クにおいては反対であり、完全な３６０°　のディスク
回転に対して上向きまたは下向きにすることができる。

第２Ａ図では、読取りヘッド４は一対のデータ・トラッ
クＤをわずかに覆って置かれる。このヘッド位置のため
、媒体から結号されるビット磁束データ信号はデータに
対してその最大値にあり、結合膜５および６はサーボ・
トラックを覆って置かれていないので、サーボ・トラッ
クからの信号は最小値にある。

第２Ｂ図は、第２Ａ図に示すデータ・チャネルの左側に
ヘッド４を有する状態で結合チャネル５および６と整合
する隣接のサーボ・トラック対を直接覆って置かれた読
取シヘノド４を示す。この位置では、ヘッド４はトラッ
クから左方に遠く離れているので、読取りヘッドに結合
されたデータ信号は最小である。図示のサーボ・トラッ
クにおける磁化ベクトルの配向はセンサ１２の出力端子
に正のＤＣ信号を発生する。出力端子１１はサーボ制御
システムにＤＣ信号を与え、さらに第３Ｃ図に示すリニ
アモータ１４に読取りヘッド４を適正な方向に駆動させ
、それを第２Ａ図のデータ・チャネルと整合する位置に
戻すことができる。第２Ｃ図は読取りヘッドがサーボ・
トランク対土にくるように右側に置かれる点を除いて同
様な状況を示す。このサーボ・トラック対における磁化
の配向は第２Ｂ図に示す場合と反対である。結果として
、この位置でその最大値にあるＤＣサーボ信号の極性は
第２Ｂ図で発生される極性とは反対である。この場合、
読取りヘッド・センサ１２は出力端子１１に最大の負の
ＤＣ信号を発生する。この負のＤＣ信号はリニア・ヘッ
ド位置モータ１４にヘッド４を駆動させて第２Ａ図に示
すデータ・チャネルに戻すことができる。

このように簡単に説明したが、サーボ・システムは最大
データ信号およびゼロＤＣサーボ電圧の位置に駆動する
ように設計できることは明らかであろう。読取りヘッド
４が部分的にデータ・トラックおよびサーボ・トラック
に隣接するとき、信号の両成分は出力に現われ、ＤＣ，
すなわち低周波成分はサーボ情報（（なり、一方、高周
波ＡＣ成分はデータになる。これらは以下に述べるよう
に分離回路１（よシ容易に分離できる。しかし、最初に
サーボ信号についてさらに説明する。

第３Ａ図には、保護バンド／サーボ・トラックＳに応じ
てヘッド・センサ１２から得られるサーボ信号のＤＣ成
分の例が、読取シヘノド４の中間位置、すなわちヘッド
がデータ・トラックと直接整合する位置の関数として示
されている。ヘッド位置は左右に変化する可能性があり
、サーボ信号はそれに応じて変化する。ＤＣサーボ出力
における空白点（ｎｕｌｌ　　ｐａｉｎｔ）が第３Ａ図
においてＮと表示され、そこではＤＣ信号の振幅は０電
圧軸を横切る。他の交差点はＵで表示され、空白位置ト
Ｔの左側または右側に現われる。これらの点におけるヘ
ッドの駆動は不安定であシ、駆動の方向は予測不能であ
る。

断続線は、結合脚５および６の左方または右方への復元
力のある逸脱の可能性を示し、そこでは、結合脚５およ
び６は一対として動き、データ・トラックの左または右
へ許容される限シ遠くまで行くであろう。どのような信
号をも拾うため、脚５および乙の少くとも一部分はデー
タ・トラックの少くとも１つの少くとも一部分の上方に
なければならない。したがって、サーボ・システムに対
する効果的なシークおよび戻りを有するチャネル間の間
隔ＤＣのおよその範囲の全体は、サーボ・トラックの中
心からデータ・チャネルの左側、サーボ・トラックの中
心、データ・チャネルの右側に至る全範囲より幾分小さ
い。そのような逸脱の９０％は適正な近似的最大シーク
範囲にある。

読取シヘノドをサーボ・トラックとデータ・トラックの
間のどこかに置いたときは、センサ応答信号は第３Ｂ図
に示すようになｆｉ、ＤＣｌすなわち低周波サーボ成分
とディジタル・データＡＣ成分、すなわち高周波成分の
両方を有する。サーボ・データの周波数スペクトルは純
粋に直流からほぼ毎秒２０００乃至Ａ　Ｏ００（ａ　ｆ
ｅｗ　ｔｈｏｕｓａｎｄ　）サイクルのサーボ・ロール
オフ周波数に渡る。サーボ・ロールオフ周波数はサーボ
・システムにおける最大閉ループ・サーボ周波数応答に
依存し、これはさらにアクチュエータの設計と動かされ
るシステムの質量に依存する。出カスベクトル信号はま
たサーボ・ロールオフ周波数より十分上から始まり最大
ビット速度の約２倍に渡る周波数を有するディジタル・
データを含む。高い方のビット速度はディスクの回転速
度と記録されたデータ・トラック情報の線形ビット密度
に依存する。コンピュータ・システムに用いるためスペ
クトルのデータ成分を分離するため、高域フィルタを読
出しヘッド増幅器とデータ復調器回路の間に置くことが
できる。

第４図は簡単化されたサーボおよびデータ・システムを
概略的に示す。前述の図に示す好適な媒体を有するディ
スク３は、同時に書込ヘッドでもなければならない読出
しヘッド４とインターフェースする。書込まれるデータ
はホスト・コンピュータ１９により駆動される書込み兼
バイアス・ドライバ２０によシ供給され、ホスト・コン
ピュータ１９はドライバ２０にデータおよび制御情報を
供給する。これはヘッド４がデータ・トラック上方に適
切に位置されたとき書込まれる。サーボ・トラックは以
下に述べるように異なる方法で書かれる。所与のデータ
・トラックに対して第５Ａ図に前記した使用可能なシー
ク範囲内のどこかにヘッド４があるものと仮定すると、
ヘッド４からの出力信号はサーボ・フィールドバック増
＋［ｉ２１と高域通過フィルタ１７に同時に供給される
であろう。高域通過フィルタ１７はサーボ制御情報であ
る低周波、すなわちＤＣ成分の通過を許容しない。フィ
ルタ１７を通過する信号は低雑音高周波増幅器１８に供
給され、その結果、ホスト・コンピュータによシ解読さ
れる増幅されたデータ信号を方形波として発生する。サ
ーボ信号増幅器２１は後で詳述するように好ましくは商
業的に入手可能な自己ゼロ指示増幅器である。サーボに
対する制御回路の動作は後述する。

システム動作をさらに記述するため、第４図は、読取り
／書込みヘッド４を１つのデータ・チャネルから別のデ
ータ・チャネルへ位置付けるだめの従来の［バング−バ
ング（ｂａｎｇ−ｂａｎｇ　）Ｊモードのサーボ制御と
して説明できる。この動作モードでは、信号をパルス発
生器２７に供給し、さらにそこからアナログ・スイッチ
制御論理回路２５Ａおよび２５　Ｂ１２４　Ａおよび２
４Ｂに供給するコントローラ２９により、２６と表示さ
れるスイッチＳ１は閉じられ、２３と表示されるスイッ
チＳ２は開かれる。トラック変更モードの動作では、図
示するように持続時間Ｔｘを有するトラック・サーチ・
ゲート信号によりスイッチ２３は閉じられ、スイッチ２
６は開かれる。このタイミング・ゲート信号はアナログ
・スイッチ２３を開くことによシサーボ制御ループを完
全に、または部分的に開く働きをする。時間Ｔｘの間隔
の間に、一対の反対に指向された電流パルスが電力増幅
器４４を介してヘッド位置モータ１４に印加される。こ
れらのパルスはコントローラ２９の制御下にパルス発生
器２７により供給される。第１の電流パルスはりニアモ
ータ１４を加速してヘッド組立体を所期の方向に動かす
。反対極性の第２の電流パルスはほぼ安定した、または
安定した位置へとモータおよび組立体を減速する。電流
パルスの持続時間はモータ１４によシ１駆動されろアク
チュエータ・アーム１５の全体的加速と引続く物理的移
動を制御する。電流パルスの持続時間はコントローラ２
９のメモリに記憶されたテーブル索引によシ制御でキ、
コントローラ２９はホスト・コンピュータ１９からの指
示の下で、第１のトラックから第２の識別可能なトラッ
クへの所与の移動を達成するため一組のパルス値を選択
する。考えられるトラック間の間隔の全てを迅速なイン
デックスのため便宜上テーブルに記憶することができる
。減速電流パルスはヘッド速度が実質的に０に達したと
き終らせられる。この際、サーボ・ループは閉成スイッ
チ２３および開放スイッチ２６によシ再び閉じられ、閉
ループ・システムに所与の新しいデータ・チャネル位置
に対する空白または微調整を確立させる。

上記説明は簡単な「バング−バング」技術に関するもの
であるが、もちろん多くの変形が当業者には明白である
。この説明の目的はＤＣサーボ制御記録の独特な特性を
用いる簡単で、容易に得られる作動システムを説明し、
さらにいかにしてそれが出て行く信号流から除去され、
閉ループまたは変形された閉ループ・サーボ制御システ
ムに適用されるかを示すことであった。

ディスクの反対表面へのデータの書込みの間、専用制御
表面モードの動作はサーボ制御情報をトラック識別、命
令および読取シ／書込み機能と共に１つ以上の他のデー
タ表面に与える。そのようなシステムは第３Ｃ図に概略
的に示すものに適合し、複数のディスク３と幾つかのヨ
ーク１６はそのような環境下で単一のアクチュエータ・
アーム１５とモータ１４に物理的に結合される。保護バ
ンドとサーボ・チャネルがデータと同じ表面に置かれる
場合は、データは正に同じデータ・トラック内にトラッ
ク識別命令と位置に対するタイミングを含む。そのよう
なシステムについては後に説明する。

全てのシステムにおいて、保護バンドおよび（または）
サーボ・チャネルの書込みは必要である。

専用サーボおよび制御情報を与えるだめの１つの手順は
工場で元のディスク表面にサーボ・トラックを生成する
ことである。これは当業者には周知のサーボ・ライタと
呼ばれる特別な装置を用いて行なわれる。別の方法は特
別なサーボ・トラック・ヘッド設計およびサーボ・トラ
ック書込み制御シーケンスを用いて各システムにサーボ
制御データを生成することである。交換可能なディスク
の概念を考えるときは、完全に独立したサーボ書込み技
術は特に魅力的である。データおよびサーボ情報は両方
ともディスクの同じ専用表面上に現われるかも知れず、
さらにディスクのどちらの表面が書かれるかによりデー
タはシステム・データかまだは制御データであるので、
サーボ・トラック書込み措置を磁気読出し／書込みヘッ
ドの設計に加えることによシ保護バンドおよび（ｉたは
）サーボ・トラックを書込む手段を組込むことは比較的
簡単な仕事となる。

第５図は基本的なサーボ・トラック書込み構造を概略的
に示す。結合手段３１および３２はほぼＵ字形を有し、
ポール・チップが一対のサーボ・トラックに対する正確
なトラック間寸法に適合するように配置される。巻線３
０は４つの連続的かつ反対に分極されたサーボ情報トラ
ックを同時に書込むため図示の磁束ベクトルの対を発生
するよう適切な方向、の電流を供給される。サーボ・ト
ラックの書込みが完了したとき、例えば、３６０゜全域
に対し図示の書込みコイル構造に単方向電流を印加する
ことにより、前述の２個の読取シ／書込みヘッド構造を
サーボ・ヘッド構造の上流または下流に置いてちょうど
書込まれたばかりの他のサーボ・トランクにロックする
ことができる。そのような構造を第６図に示す。

第６図には、既に示しだような２個の読取り／書込みヘ
ッド４と第５図に示すサーボ書込みヘッドを有するヘッ
ド・スライダ３３を示す。これらの構造は周知の大規模
集積回路を用いて作ることができる。したがって、スラ
イダ部分３３には１つ以上の読取り／書込みヘッド４と
１つ以上のサーボ・ライタ（３０，３１，３２）が所期
のトラック間間隔に正確に合致するようにこれらの構造
の各々のボール・チップ間に適切な間隔をおいて配置さ
れる。しだがって、読出し／書込みヘッドの１つを書込
まれたばかりのサーボ・トラックにロックするため用い
ることができ、その際ＤＣ電流を再びサーボ書込み構造
に加えて初めのサーボ・トラックの組から厳密に適正な
間隔をおいて別のサーボ・トラックの組を作ることがで
きる。そのような゛′ジブ−ストラップ（ｂｏｏｔ　　
５ｔｒａｐｐｅｄ）”サーボ書込み法は、ＤＣ保護バン
ド／サーボ・データ・リングの同心状の組を有する有用
な専用ディスク表面全体が得られるまで継続される。こ
の手順の残りにおいては、挿入データ・チャネル領域は
書込まれておらず、未使用の状態にある。次にディスク
またはディスク・スタックの他の表面に対するタイミン
グ・セクタ制御およびチャネル情報を一度書込むことが
でき、専用表面形成に関する情報を完成する。

サーボ・チャネルの書込みを始めるだめ、システムはヘ
ッド・スライダ３３をデータ・トラックが書かれていな
いディスクの外方または内方の有用な半径における固定
された機械的ストップまで動かす。第６図に示すスライ
ダ３３上の読出しヘッドの中心間位置は偶数のトラック
間隔である。

最初の−続きのサーボ・トラックが書かれたとき、スラ
イダ３３はコンピュータの制御下で動かされて読出し／
書込みヘッドの１つをサーボ・トラックの対の１つに整
合させ、等間隔の別のサーボ・トラックのグループを作
り出すだめ所定の位置にあるサーボ・ライタ部分を正確
に方向づける。

これまで述べたシステムはツイン・トラック垂直記録が
提供する独自の特性を巧みに利用した専用表面磁気ディ
スクを用いる。単一トラック水平記録と異なり、ＤＣ磁
場成分を使用することができ、サーボ制御情報として直
接使用できる。しかし、ＤＣ磁場成分の利点を生かすに
は固体センサを用いなければならない。読取り専用タイ
ミングおよびチャネル情報を与えるため、さらにサーボ
表面により制御される読取り／書込みディスク表面上の
高価なスペースを消費する必要性を排除するため、ディ
ジタル・データをも専用表面から取出すことができる。

しかし、サーボ情報をセクタに分割してデータと同じ表
面に置くことができ、さらに後続するサーボ信号部分間
において訂正を行なうトラッキング・システムと共に間
隔を置いてサーボ情報が与えられるだけの従来のサーボ
・システムと共に用いることができる。

そのようなシステムを第７Ａ図に示し、次にさらに詳細
に述べる。

全てのサーボ・システムが有する１つの問題は、完全な
３６ｏ０のディスク回転に対して連続的に作動するアナ
ログ・フィードバック・システムには乱調（ｈｕｎｔｉ
ｎｇ）という性質があることである。既に示したように
サーボ・トラックがデータ・トラックの間に挾まれた状
態では、このことはまたデータ・トラック対での連続的
書込みの結果としてサーボ・トラックを浸食（ｅｒｏｓ
ｉｏｎ）の可能性に幾分さらすことになる。専用サーボ
表面は、データが一度だけ書かれるので、もちろんこの
可能性を排除する。しかし、データが読取り／書込みモ
ードでサーボ・トラックと同じ表面）τ含まれる場合は
、サーボ・トラックの浸食およびアクチュエータの乱調
は連続的アナログ制御ではなくサンプリングされたサー
ボ手段により排除できる。

指示すれたディスク・ロケーンヨンにおいてＤＣサーボ
・エラー制御電圧を周期的にサンプリングすることによ
り、位置上のエラーを訂正し、同時に各訂正間隔の終り
においてアクチュエータ速度をゼロにすることが可能で
ある。そのようなサンプリングされたサーボ制御の手段
はディスク表面を概念上のパイ形セクタに分割すること
を必要とする。そのような手段を第７Ａ図に示す。

用いられるセクタの数はサーボ・システムのサンプリン
グ速度第１データ・セクタ当り求められるデータ・ビッ
トの数というような設計要素に依存する。、第７Ａ図を
参照すると、各セクタはＳ１■１？よびＤと表示された
３つのサブセクタを有する。Ｓと表示されたサブセクタ
領域はサーボ分啄区域を構成し、前述したように未使用
のＤＣツイン・トラック・サーボ・トランクを有する。

これらは最初のサーボ・トランク構成の間（て書込まれ
る。これらのトランクの極性は保護バンドとして働くセ
クタの外側；であるトラックの残りの部分とは反対であ
る。極性の反転の理由については後に説明する。初期状
態設定後は、サーボ・サブセクタ部分Ｓ内のいかなるト
ラックでもそれ以上の書込みは許されない。

■と表示された領域は識別サブセクタであり、トラック
対、セクタ、トラック・アドレス等を識別するため一度
記録されたディジタル・データの幾つかのバイトを有す
る。このセクタには、データをどのような擬似サイド・
トラック雑音からも遮蔽するため保護バンドまたはサー
ボ・トランクが書込まれる。このことについても以下に
さらに詳述する。

第７Ａ図でＤと表示された領域はデータ・サブセクタで
あり、ディスクの全面積の大部分を占める。データ・ト
ラックに挾まれたこれらの領域に書込まれるＤＣ保護バ
ンド・サーボ・トラックはサーボ・トラック初期状態設
定の間に生成され、セグメン＋−Ｓ内のサーボ・トラッ
ク部分とは反対の極性を有する。保護バンドまたはサー
ボ・トラックのこれらの部分は完全閉ループ・サーボ制
御に対してではなく、データ・トランクの分離、ゼロ偏
差増１福器基準および雑音抑制に対しのみ用いられる。

別の方法では、後述するように、それらは所要により実
際に閉ループ・サーボ制御に灯して用いられる。セクタ
Ｄ内・：（新しいデータ・トラック対を書込むことはサ
ーボ・／ステムにより与えられる書込み間隔の間に許さ
れる。サーボ・トラック・エラー電圧が先行するサーボ
・セクタにおける任意に決定された臨界値より低いとき
はいつでも、後続のデータ・セクタにおいてデータの占
込みが許されるであろう。この予防策は新旧のデータ・
トラック対がそれらに先行するサーボ・サブセクタにお
けるＤＣサーボ・トランクに対して常に正確に位置され
ることを保証する。初期状態設定後のサーボ・サブセク
タにおける書込み動作を禁１トすることにより、サーボ
・トラックの完全性は保証される。なお、第７Ａ図にお
いて、ろ４はホーミング・マーク、３５はタイミング・
マーク、ＯＲＲは外方記録半径を示す。

用いられるサーボ制御技術は前述した「バング−バング
」位置制御を変形シフｆ′Ｃものである。各データ・サ
ブセクタ・トランジション時間の最初の半分の間に、先
行するサーボ・セクタから発生されたヘッド位置エラー
に比例する電圧をアクチュエータに印加して位置エラー
を訂正するだめの加速された運動を生じさせる。データ
・サブセクタ・トランジション時間の第２の半分の間に
、反対極性を有する同じ電圧を線形位置アクチュエータ
に印加してその運動を減速させる。各データ・サブセク
タの終りにおいて、位置エラーは訂正されており、アク
チュエータ速度は実質的にＯである。システム・パラメ
ータの適切な選択により、サーボ制御の通常のピンポン
現象１だは乱調を排除できる。

第８Ｂ図はそのような閉ループのサンプリングされたデ
ータ・サーボ・コントローラに対するシステム構成図を
示す。閉ループ・サーボ・システムは単純であり、サン
プル兼保持増幅器ろ９、読出し／書込みヘッドの一部で
ある固体センサ１２、および自己ゼロ指示センサ増幅器
２１から成る。

利得ｉ　（ｕｎｉｔｙ　　ｇａｉｎ　）演算増幅器４０
はインバータとして働き、例えば商業的に入手可能なナ
ショナル・セミコンダクタ（ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　）社のＬＦ１１３３１−Ｄにより
構成できるサーボ・モータ入力画性スイッチ４１を駆動
する。

システム全体は以下のように動作する。

光学または磁気タイミング・マークすなわちホーミング
・マーク６４およびセクタ・タイミング・マーク３５が
、第７Ａ図に示されているようにディスク上に設けられ
る。これらはディスク製造時にディスクの周縁部に設け
られる。タイミング・マークは各サーボ・サブセクタＳ
を識別するためにある。１つのサブセクタはタイミング
・パルスとホーミング・パルス、すなわちディスクの回
転の程度を測定するための基漁マークの両方を与えるだ
めの半径方向にずれた２つのタイミング・マークを有す
る。タイミング・マークの検出は光学的、磁気的または
電気的なものでよく、システム動作を制御するための電
気信号パルスを発生するため使用することができる。臨
界的制御パルス時間は第８Ａ図に示す通りである。タイ
ミング・マーク・センサは当技術分野では周知であり、
本書ではこれ以上説明しない。

タイミング・マーク・センサがサーボ・サブセクタ・タ
イミング・マーク３５を読取る度にパルスＡが生じる。

いかなるオフトラック・サーボ・エラー信号の極性およ
び振幅もこのサーボ・セクタ・タイミング間隔の間にサ
ンプリングされる。

サンプリングされたＤＣ信号は例えばナショナル・セミ
コンダクタ叶のＬＦ’−１９８Ａで構成されるサンプル
兼保持増幅器３９により保持される。

これは次のデータ・サブセクタの全持続時間に対して保
持される。シングルショット・サーボ・セクタ・ゲート
が各サーボ・サブセクタの絡りにおいて開始される。す
なわち、各パルスへ〇後端により発生される。シングル
ショット・サーボ・ゲートは第８Ａ図において識別され
、２つの連続するサーボ・セクタ・パルス間の時間間隔
のほぼ１／２すなわち第８Ａ図に示すデータ・セグメン
トの持続時間の１／２に設定された持続時間を有すル、
、ケート時間Ｂの終りにおいて、サーボ・モータに結合
され増幅されたＤＣエラー信号は第８Ａ図のタイミング
・ダイアグラムに示す極性反転スイッチ４１により反転
される。なお、第８八図中、ＴＭはタイミング・パルス
を示す。次のサーボ・セクタがサンプリングされる時間
までには、位置エラーは全く小さくなっているはずであ
シ、リニアモータの速度は実質的に０であるはずである
。

第７Ａ図に戻ると、Ｄと表示された複数のデータ・セク
タがあるのが認められる。各データ・セクタはそれと関
連してサーボ・セクタＳと情報セクタエを有する。

第７Ｂ図はデータ、識別およびサーボ成分を含む拡大さ
れたセクタを示す。セクタＤのデータ部分におけるＧと
表示された保護バンドとデータ・トランクＤのレイアウ
トを示す。保護バンドは前述したようにトラック位置、
アドレス等を識別するだめ読出し専用データが一度書込
まれる■と表示された領域内へ続いている。サーボ・ト
ラックは保護トラックの続きであるが、次に述べる理由
のため反対の極性を有する。

第７Ｃ図には、所与のセクタＳ、ＩおよびＤを通るトラ
ンクの拡大された図を示す。媒体の運動の方向は第７Ｃ
図で矢印により示すように左から右へ仮定する。サーボ
清報はＤＣ極性により書込まれ、Ｘ及び点を有する丸印
による通常の磁気ベクトル表示法が図において用いられ
ている。したがって、Ｘは磁気ベクトルが、畝面の平面
に入）込むことを示し、また点を有する丸印は磁気ベク
トルが観察者に向って出てゆくことを示す。種々の２進
情報を有するデータ・チャネルは、ツイン・データ・ト
ラックにおける一対の対になった磁気ベクトルにより示
されている。保護バンドをデータ・トラックの間シτ挿
入し、前述した同じサーボ弁体み構造を用いてサーボ・
トラックのようにＤＣ記録する。これはＤおよび１部分
を含むデータ間隔の間で行われる。これらのトラックは
サーボ間隔ＶＣおいてはサーボ・トラックの物理的位置
と同じであるが、サーボ・トラックとは反対の磁気極性
を有する。理由は複雑である。以下に説明する自己ゼロ
指示増幅器技術が静的バイアス、重ねられたオフトラン
クＤＣ保護バンド磁場効果およびセンサ１２における温
度のような擬似効果の補償を行う。ゼロ偏差ＤＣバラン
スは読取り／書込みヘッドがデータ・サブセクタと整合
されている間知生じる。したがって、どのようなりＣオ
フトランク・ヘッド位置エラー電圧の検出も可能にする
には、ディスクのサーボ・サブセクタにおいてトランク
極性を反転することが必要である。例をあげる。

前述のフィルム状磁気抵抗効果（ＭＲ）センサが用いら
れ、さらに読取り／書込みヘッドがデータ・チャネルの
中心より右側に置かれるものと仮定する。結合されだフ
ィ・シ・′、状磁気抵抗効果センサの抵抗！？　Ｉ　Ｍ
　Ｒセンサの静止バイアス抵抗Ｒ。

からヘッドがチャネルのＬＰ心より右側に置かれたとき
発生されるオフトラ５ツク結合の程度によシもたらされ
ろ抵抗変化△Ｒを差引いたものに等しいバランス抵抗Ｒ
ｂ　とバランスさせることができる。

下に示す式１はこれと同じことを示す。

Ｒｂ＝Ｒｏ−ΔＲ（１） ここで、 Ｒｏ＝ＭＲセンサの静止バイアス抵抗 △Ｒ＝ＤＣ保護バンドまたはセンサに結合する反転され
たＤＣサーボ磁場によるＭＲセンサ抵抗の変化。

ヘッドがディスク上のサーボ・サブセクタに配置された
ときのが結合フィルム状磁気抵抗効果センサのセンサ抵
抗がＲｓであるとすれば、Ｒｓは式（２）に示すように
、センサの静止バイアス抵抗Ｒ。

に△Ｒを加えたものに等しい。

Ｒｓ＝Ｒｏ＋△Ｒ（２） サーボ・エラー信号はしたがってＲ５−Ｒｂ。

すなわち式（２）から式（１）を差引いたものになる。

これを式（３）Ｋ示す。

Ｒｓ　　Ｒｂ＝２△Ｒ（３） センサの抵抗の変化に対する結果は式（３）に示すよう
に２ΔＲである。これを実際に観測されるセンサ電圧（
て変換するには、式（４）に示すようにセンサ電流Ｉを
乗じるだけでよい。したがって、式（４）はチャネルの
右側中心に対するセンサ・オフトラックの出力たおいて
発生される電圧を与える。チャネルの左側中心に置かれ
たヘッドに対しては、？−ボ・トラックの極性のため反
対の結果になり１−２ＩΔＲか中心電圧信号になる。ト
ランクの中心に置かれたヘッドにχ＝ｔ　＋、では、電
圧差は０になるであろう。しだがって、式（４）に示す
ように、トランク位置エラー電圧の２倍の大きさを有し
、トラック・オフ位置型ｔ、−ｔＥを打玉するのに必要
な反対の符号を有するサーボ信号オフセット電圧を発生
するため、サーボ・サブセクタにおけるトラック極性の
反転を用いることができる。

Ｖ　　＝２ＩムＲ（４） 仮定の例における正の電圧はヘッドがチャネルの中心の
右側にあることを示し、負の電圧はそれがチャネルの中
心の左側にあることを示す。

読取りヘッド４内の磁気センサー２は第９Ａ図に示すよ
うに２つの増幅器に接続されている。一方の増幅器は第
４図に示すようなデータ・チャネル出力を与える低雑音
広帯域ＡＣ増幅器１８である。この高域増幅器の出力は
前述の米国特許に記載されるようにビット磁束検出概念
に従ってデータ信号の２進内容を回復するためストロー
ブされる。他方の増幅器２１は５００００の公称利得を
有する自己ゼロ指示ＤＣ増幅器である。この増幅器は第
９Ａおよび第９Ｂ図に示されているように３つの自己ゼ
ロ指示増幅段から成る。全体的な利得帯域幅：まほぼ２
００にヘルツである。自己ゼロ指示増幅器２１は第９Ｂ
図に１つの段により示すが、出力ポートにおいて次段の
入力ポートに接続するようになった３つの増幅段から成
る。１つの段のみを第９Ａ図に示す。図示のようにナシ
ョナル・セミコンダクタ社のＬＦ１５７自己ゼロ指示増
幅器を用いることができる。論理装置２４Ａおよび２４
Ｂは第４Ｂ図に同一番号で示されたものと同一機能を有
し、例えばＬＦ１１３３１スイツ−Ｆ−７グ・モジュー
ル・ロジックにより構成できる。

これらの構成要素は第８Ｂ図に示すように、それらの論
理的等価物の代りに用いられる個々のスイッチと共にブ
ロック４１内に含まれる。

サーボ・セクタφタイミング間隔の間にオフトラック・
サーボ・エラー信号極性がす／ブリングされる。増幅器
の自己ゼロ指示は、データ・チャネルから受取られた出
力およびオフトラック・エラー、熱雑音等からの全ての
偏差に基づいて各データ・セクタの長さの間に生じるよ
うに制御される。しかし、オフトラック・サーボ・エラ
ー信号がデータ・セクタ・タイミング間隔の間に発生さ
れ、ざらには自己ゼロ指示がサーボ・セクタ時間間隔の
間に生じるのと同じくらい容易にこれと反対のことを適
用することができる。しかし、サーボ・セクタ領域の保
護された、すなわち安定した性質に基づいてオフトラッ
ク・サーボ・エラー訂正を与える方が、サーボ・バンド
または保護バンド区域の一部を浸食するかも知れないデ
ータ間隔部分への連続的な繰返し書込みによシ変化する
可能性のある制御情報にゆだねるよシも望ましい。

これまで述べたことは本発明の幾つかの好適な実施例で
あることが認識されるであろう。１つの実施例では、サ
ーボ／保護バンドが３６０°　に渡って連続しかつ専用
表面上に配置され、その挿入データ・チャネル区域は他
の表面上の他のデータ・トラックに関係するデータ・ト
ラックの位置、アドレスおよびタイミング情報に関する
情報のみを一度書込むために用いられる。別のシステム
は連続して書かれたサーボおよび保護バンド・トラック
がデータと同じ表面に配置される。このシステムでは、
トラック・データ情報はシステム・データに対しても用
いられるのと同じデータ・トラックに記録しなければな
らない。第３の好適な実施例はセクタ化された、または
サンプリングされたデータ・システムであり、そこでは
、サーボ・トラックはそれらがシステム・データ・トラ
ックと隣接し、極性反転を有する領域において保護バン
ド・トラックとして働き、さらにサーボ・セクタにおい
てゼロ偏差サーボ・トラック検出区域として働く。この
極性反転はサーボ・トラックの基準区域またはセグメン
トとして働き、したがって、分割されたサーボ・トラッ
クまたはセクタ化されたディスク表面をこの実施例では
想定している、これらのセクタ化された実施例は当業者
には容易に明らかであるように、主データ・トラックと
同じ表面または専用表面に配置することができる。

上述のように、サーボ・トラックがセクタ化されたサー
ボ・システムまたはレイアウト内にある場合は、極性反
転をサーボ・トラック内で与えるのが有利である。二重
反転を与え、さらにサーボ・セクタ区域内のサーボ・ト
ラックの初期状態設定後は、サーボ・セクタ区域内での
いかなるデータ書込みも防止することは１つの改良であ
ることが分った。このことはサーボ・トラックの完全性
を維持することを可能にし、さらに増幅器センサおよび
サーボ・サブセクタ内の隣接トラックからの結合の全て
の要素により発生される偏差電子の検出と分離を可能に
する。

システムは次のように動作する。前述したように、光学
まだは磁気タイミング・マーク３５．３６をディスク３
の表面の１つの外方部分に設けることができる。これら
のタイミング・マークは第７Ａ図に示され、各サーボ・
サブセクタの間に生じる。タイミング・マークの検出は
システムの動作の制御に用いられる電気信号パルスを発
生する。

第１２Ｂ図に示すパルスＡはタイミング・マーク・セン
サがサーボ・サブセクタ・タイミング・マークを読取る
度に生じる。オフトラック・サーボ・エラー信号の極性
および恨幅はこの時間間隔の間にサンプリングされる。

サンプリングされたＤＣ信号は各サーボ・サブセクタ・
サンプルのためのサンプル兼保持回路４５まだは４６：
τより保持され、これらのサンプルは次のデータ・サブ
セクタの持、１売時間の間保持される。シングルショッ
ト・サーボ・セクタ・ゲートは第ｉ　２　Ｂ＜で前端に
より発生されるような各サーボ・サブセクタの終り（Ｃ
おいて開始される。これらはそれぞれタイミング・パル
スＢおよびＣとして示す。これらのゲートの各々の持１
快時間はパルスＡの持続時間のほぼ１／２である。サー
ボ・モータは第３図と関連して前述したように、パルス
Ａの次の端部からトリガされるデータ・セクタ全体の持
続時間のほぼ１／２のパルスを発生することにより制御
される。

読取り／書込みヘッド４内の磁気センサ１２は第１１図
に示すような差動広帯域ＤＣチャネル増幅器は接続する
。全体的利得はほぼ４００［］０でちり、この増幅器か
らのＤＣ出力電圧成分は第１２Ａ図のサーボ・トラッキ
ング回路内の点Ｘの出カニ（おいて示される。その出力
はダイオード４７を介して供給されて保持コンデンサ４
８を充電する。１つは負相に、１つは正相に充′厄シれ
る。コンデンサ４８は磁気センサ１２からの増幅された
信号である点Ｘにおける出力電圧を供給するため抵抗性
ネットワークを供給する。個々のサンプル兼保持回路４
５および４６はパルスＡの存在と関連してゲート・パル
スＢおよびＣによシゲート作用を受け、それぞれサーボ
・セクタの第１の半分および第２の半分の間コンデンサ
４８からのレベルをサンプリングして保持する。これら
は差動増幅器４９で比較され、偏差電圧を引き算し、そ
の結果、サーボ＠号の２倍の電圧レベルでセンサ、増幅
器等における熱的偏差によるいかなる寄与も有しない出
力を最終のサンプル兼保持回路５０にもたらす。点Ｘに
おける出力電圧は第１２Ｂ図のＡ以外のタイミング部分
により表わされるデータ・セクタの間にチャネル増幅器
から到来する増幅された信号電圧に対して比較器５１内
で比較される。データはデータ・パルス周期の中間点と
おいて比較器５７の出力をストローブすることにより識
別され、到来するデータ流により適切な周波数に保持さ
れた好適な位相固定発振器等により与えられる。

第１２Ａ図の点Ｘに現われるチャネル増幅器からのＤＣ
出力電圧成分は幾つかの要素から成る。

それはセンサの熱的偏差および抵抗性偏差、増幅器の熱
的、しよびインピーダンス偏差、および読まれているセ
クタ（一応して存在するＤＣサーボまたｉま保護バンド
から増幅された信号電圧を含む。

例えば、読出しヘッド４がデータ・セクタ内の一対のト
ランクと整合されるとき、第１２Ａ図のＤＣトラッキン
グ回路からの出力電圧は電圧比較回；烙５１内でチャネ
ル増１＠器出力と直接比較される。この電圧比較回路の
出力はデータ・チャネルにおける記録されたビット束を
表わす全帯域ディジタル・データ流である。信号流はデ
ータ信号の２進内容を回復するだめ前述したように時間
的に適切な位置においてス）ロープされる。

読出しヘッドがサーボ・セクタ内にあるときはいつでも
、第１２Ａ図に示す回路は完全なりＣサーボ成分を回復
するよう機能する。サンプル兼保持回“ｍｓｏからのＤ
Ｃサーボ出力信号の搗幅および甑性はサーボ・セクタ内
のツイン・トラック・サーボ・チャネルに対する読取り
／書込みヘッド４の位置に依存する。ＤＣサーボ信号は
差動増ｌｌ＠器４９の出力に現われ、上述のバング−バ
ング・モータ制御技術を用いるサーボ制副システムに対
して保持される。

ＤＣサーボ情報を増幅器およびセンサのＤＣ偏差から区
別するためには、第１０図・て示すサーボ・サブセクタ
内の２つの等しい半分におけるＤＣサーボ・トラック極
性を反転する必要がある。サーボ・セクタの最初の半分
の間に第１２Ａ図のＤＣレベル・トラッキング回路内の
出力点Ｘに示されるＤＣトラッキング電圧■□は増幅さ
れたサーボ・エラー電圧Ｖ　と共に寄与している全ての
ＤＣ偏差電圧Ｖ。ｆ　の和から成る。この合成電圧はサ
ーボ・サブセクタＡの間のトラッキング電圧ｖｔａとし
て下の式（５）で表わされる。

Ｖｔａ＝Ｖｏｆ＋：Ｖｓ　　　　　　　　　　（５）第
２の半分、すなわちサーボ・セクタのＢ半分の間に、同
じ合成偏差電圧Ｖ。ｆ　が反対極性のＤＣサーボ取圧■
　に加えられ、きらにサンプリングされ、このサーボ・
サブセクタの間保持される。

電圧は式（６）により表わされる。

Ｖｔｂ＝ｖｏｆ手ｖｓ　　　　　　　　　　（６）第１
２Ａ図のレベル・トラッキング回路と関連するＡおよび
Ｂのサンプル兼保持回路４５および４６０両方は平衡し
た単一利得差動増幅器４９に直接結合される。差動増幅
器の出力はｖｔａとｖｔｂの間の差である。差を弐７に
示すものとすると、”ｔａ　　”ｔｂ＝±２Ｖ８（７） 電圧偏差Ｖ　は第１２Ａ図のサーボ・トラノキング・チ
ャネルの出力において相殺され、ＤＣサーボ信信号　は
２倍にされる。サンプル兼保持回路５０の出力は前述の
スイッチング装置４１に直接結合され、サーボ・モータ
制御電力増幅器の入力端子に結合したサーボ・エラー信
号の極性を変える。スイッチ４１により発生される極性
反転は既に記したように前述のバング−バング・サーボ
制御技術を用いる２個の隣接するサーボ・サブセクタ・
パルスのほぼ中間で生じる。

第１２Ａ図のＤＣ電圧トラッキング回路はその最も単純
な形で示したが、抵抗、ダイオードおよびコンデンサの
ような単純な受動素子から伐る。

もちろんこの回路は電圧トラッキング技術の基本的な機
能および目的を変更することなく能動素子を用いて構成
することもできる。

したがって、好適な実施例は全て各データ・トラックと
関連して書かれた少くとも２つのサーボ・トラックを備
え、それらの反転まだは基準セグメントを組込んでも組
込まなくてもよいことが分るであろう。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、サーボ・セクタ・トラック部が各トラ
ック極性において２つの１８０度磁束反転により記録さ
れるので、主サーボ君号からセンサ・増幅器及びサーボ
信号オフセット電圧を分離できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従ってサーボおよびデータ・パターン
を記録された垂直磁気媒体の水平断面を示す説明図、第
２Ａ図、第２Ｂ図及び第２Ｃ図は本発明に従ったデータ
およびサーボ・システムにおいてデータ・トラックを覆
って、それぞれトラックの左側およびトラックの右側に
位置したツイン・トラック読取り／書込み磁気ヘッドお
よびセンサを示す概略図、第６Ａ図は本発明におけるサ
ーボ制御の範囲と本発明におけるサーボ・トラックから
得られるＤＣサーボ・フィールドバックの方向を示す説
明図、第３Ｂ図はデータ・トラックに正確に追随する間
の、さらに本発明に従ってトラックの左右に動く際の読
取り／書込みヘッドのＡＣおよびＤＣ成分を示す信号波
形図、第３Ｃ図は一方のヘッドがサーボ制御およびシス
テム・データを書込みかつ読出し、他方のヘッドが主デ
ータ・セクションに対する読取シ／書込み機能に専ら用
いられる磁気ディスク媒体に接する一組のヘッドと共に
示す単一のサーボ制御駆動モータを示す概略図、第３Ｄ
図はディスクの２つの表面に対して２台のサーボ制御モ
ータが用いられる第３Ｃ図に対する別の実施例を示す概
略図、第４図はへラド位置制量回路への適用のため、組
合せられたデータおよびサーボ信号流からフィードバッ
ク信号を低域濾波するサーボ制御システムを示す概略図
、第５図は本発明洗組込まれたサーボ・トラノ　　　　
　□り書込み構造を示す概略図、第６図は第４図に示す
データ書込みおよび検索システムでの使用のだ　　　　
１め嚇−可動アームすなわちスライダに適用された　　
　　　□２　ｖｃｖａ＊　Ｉ）　／１７いへ７８．およ
ヶヶ−５１４”構造を示す概略図、第７Ａ図はディスク
の表面上のサーボ制御セクタ、チャネル情報セクタおよ
びデータ・セクタを識別するだめホーミングおよびタイ
ミング・マークを有するディスク形式の磁気記録の概略
的レイアウトを示す平面図、第７Ｂ図は第７Ａ図の一部
分の拡大図、第７Ｃ図は第７Ａ図および第７Ｂ図でディ
スク形式の媒体の表面に記録された単一データ・チャネ
ルの概略拡大図、第８Ａ図はサーボ・セクタ時間マーク
とモータ制御スイッチング点の間の関係を示すタイミン
グ・チャート、第８Ｂ図はサーボ制＠装置により作動さ
れるモータ制ｉ卸スチツチング回路を示す概略図、第９
Ａ図はサーボおよびデータ増幅器ネットワークの好適な
形態を示す概略図、第９Ｂ図はサーボ増幅器ネットワー
クの１つの段を示す典型的概略図、第１０図はサーボ、
情報知よびデータ・セグメント、詳細にはサーボ、情報
およびデータ・セクタに記録されたサーボ・トラックの
第７Ｃ図と同様な拡大図、第１１図は改良されたバイポ
ーラＤＣセンサ信号増幅器を示す概略図、第１２Ａ図は
改良された差動サーボ・チャネル偏差信号補噴回路を示
す概略図、第１２Ｂ図は第１２Ａ図のだめの制御信号を
示すタイミング図である。 １・・・磁気媒体、２・・・保持層、３・・ディスク基
板、４・・・・読取り／書込みヘッド、５．６・・・磁
束結合膜、７・・・・バック・ギャップ、８・・・・磁
気巻線、１２・・・・磁気センサ、１４・・・・リニア
モータ、１５・・・アクチュエータ・アームＩＤ％Ｄ１
、Ｄ２、Ｄ６、Ｄ４・・・・データ・トランク、Ｓ、１
１、Ｓ２・・・・サーボ・トラック。 出願人　　インターケショナノいビジ木ス・マシニング
・コーボノーンヨンヘッドヒ媒体の位置肉係巳 第２Ｂ図 第３Ｂ図 へ・７１−イするの層形図 サー１士、・トラ・・り名誌ノ青忌し−の匂先Ｅｌ＆ｌ
−ａ第５図 へ・ノド　λライターの斗既咀各図 第６図 第７Ａ図 テ゛イス・ウ　しイ了→トｆ＞説明＋２１セクタ時向マ
ークＹ毛−９制（卸との裏保旨第８Ａ図 ＜１＜＜ ＡＡ ゞ−Ｙ−ゝ ギ 七ミ竹化倚は幅器の回路１ｚ 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気記録媒体に記録されたデータ・トラック毎に平行な
   ２本のサーボ・トラックが設けられ、このサーボ・トラ
   ックは前記媒体上に記録された互いに反対の磁気分極を
   有し、前記サーボ・トラックの各セグメントのほぼ半分
   の領域内において磁気分極の完全な反転および復元が生
   じることを特徴とする垂直磁気記録ヘッド位置サーボ制
   御装置。