JPS63100676A - ディスク駆動装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は一般に磁気ディスク・メモリ駆動装置に係り、
更に詳細には、このようなディスク・メモリ駆動装置の
改善されたサンプル式サーボ磁気ヘッド位置決めシステ
ムに関する。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

磁気ディスク・メモリ駆動装置は、共通軸上に軸方向に
一定間隔で配置された、一定の回転数で駆動される複数
の磁気メモリ・ディスクから成る。

ディスク・メモリ駆動装置の一つの形式では、一つのデ
ィスクの片面にサーボ・コードの同心トラックが設けら
れている。残りのディスクの表面には記録されたデータ
の同心トラックがある。ディスク間の対応するトラック
がトラック円筒を画定している。アームスタックが、デ
ィスクの表面に隣接してその対応する位置に磁気ヘッド
を支持する。サーボ・コードに隣接するヘッドはサーボ
・ヘッドと呼ぶことができ、他のヘッドはデータ・ヘッ
ドと呼ぶことができる。アームスタックに結合している
モータ駆動キャリッジが磁気ヘッドをトラックを横切っ
て動かし、あるいはヘッドを所定のトラック円筒に支持
する。

このようなディスク・メモリ駆動装置の制御システムは
、専用のサーボ・ヘッドだけを使用するトラック円筒探
索およびトラック追従のための専用サーボ機構を備えて
いる。これは専用サーボ・ヘッドのトラック中心合せに
よりデータ・ヘッドのトラック中心合せが行われるもの
としており、このようなことはトラック幅が非常に小さ
いときには非現実的である。

専用サーボの手法では、トラック記録における、アーム
スタックに磁気ヘッドを取付けるときの、および部品が
異なる場合の物理的関係の変化、たとえば、アームスタ
ックの傾き、またはディスク軸の傾き、あるいは両者の
機械的公差のため、トラック記録密度が制限される。

サンプル式サーボ・ディスク駆動装置では、サーボ・コ
ード専用のディスク面および（ｎ気ヘッドを使用する代
りに、サーボ・コードを各ディスク上の各トラックの、
普通は等角度に配置されたセクターに、データ・コード
とともに散在させている。各ディスク上のヘッドはこう
してこれに隣接するディスク面にわたってのトラック探
索とトラック追従とのためばかりでなく読み書きのため
に制御システム・ループ内に使用される。

これらの成るシステムでは、１９７８年１１月２７日出
願の「ディスク駆動装置におけるトラック・アクセスと
トラック追従とのためのサーボ・システム（Ｓｅｒｖｏ
　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｔｒａｃｋ　Ａｃｃｅｓｓｉ
ｎｇ　ａｎｄ　ＴｒａｃｋＦｏｌｌｏｗｉｎｇ　Ｉｎ　
ａ　Ｄｉｓｃ　Ｄｒｉｖｅ）Ｊと題する特許第４２１７
６１２号に引用されているように、トラック・アクセス
、すなわちトラック探索と、トラック追従モードとの両
方に同じ駆動システムを使用し、アドレスしたトラック
に到達したら、トラック探索モードからトラック追従モ
ードへの切替えを行う。

切替えは、磁気ヘッドの振動を生ずる切替え過渡現象ま
たは駆動力の不連続を生じ、磁気へ・ノドの位置決めの
速さと正確さとを阻害することがしばしばあるから望ま
しくない。

特許第４２１７６１２号の教示によれば、入力の加算接
合部への位置誤差信号と位置信号とをサーボの制ｆｉｌ
ｌループの補償回路へ結合するサーボ・システムを設け
ることにより改良が行われた。この機構ではトラック探
索とトラック追従との動作モード間の切替えが無く、こ
のため磁気ヘッドの有害な振動を起す切替え過渡現象は
除かれるが、制御′！■ループの飽和が問題である。

１９７４年１月２１日出願の［複数の速度を有するトラ
ック選択アクチュエータを備えた回転可能デー鳥 夕記憶装置（ＲｏＬａｂｌｅ　Ｄａｔａ　Ｓｔｏｒａｇ
ｅ　Ａｐｐａｒａｔｕｓｗｉｔｈ　Ｔｒａｃｋ　５ｅｌ
ｅｃｔｉｏｎ　Ａｃｔｕａｔｏｒ　Ｈａｖｉｎｇ　Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅＶｅｌｏｃｉｔｉｅｓ）　Ｊと題する特許
第３９３６８７６号、１９８１年４月２４日出願の「磁
気ディスク駆動装置における探索動作のサーボ制？１１
（Ｓｅｒｖｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　５ｅｅｋＯｐｅ
ｒａｔｉｏｎｓ　Ｉｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｄｉｓｃ　
Ｄｒｉｖｅ）Ｊと題する特許第４４３９８００号、およ
び１９７６年１０月２６日出願の「磁気トラックを捕捉
する方法と装置（Ｍｅｔｈｏｄａｎｄ　Ｍｅａｎｓ　ｆ
ｏｒ　Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａ
ｃｋｓ）Ｊと題する特許第４１３４０５３号に述べられ
ているように、上記その他を参考としている形式のシス
テムは、トラック・アクセスあるいはトラック探索の期
間中、ときどき信号をキャリッジ・モータまたはアクチ
ュエータ制御システムに送って速度プロフィールを規定
し、磁気ヘッドを第１の所定の距離にわたり所定の速度
にまで加速して、第２の所定の距離にわたり所定の速度
で動かし、ヘッドの速度が、ヘッドがアドレスされたト
ラックあるいは所定のトラックに近づ（につれて、トラ
ック中心合せ用トラ・ツク追従制御器により捕えられ制
御される捕捉速度と呼ばれる値にまで下がるように残り
の距離にわたって速度を下げるようにしている。

トラック・フォロワは探索動作を通じ接続されたままに
なっているが、探索動作でのその効果はヘッド速度がト
ラック・フォロワの捕捉速度にまで下るまで探索力によ
り圧倒されるので、トラック・フォロワは働かない。

マイクロプロセッサすなわちコンピュータが、制御シス
テムに速度プロフィールを送るのに使用される。あるシ
ステムの速さ調整は閉制御ループでのタコメータ・フィ
ードバックを使用して行われている。　１９８０年６月
３０日出願の「ディジタル速度検知によるディスク・ヘ
ッド・アーム位置制御装置（Ｄｉｓｃ　Ｈｅａｄ　Ａｒ
ｍ　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｓｉ
ｎｇＤｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ　Ｓｅｎｓｉｎ
ｇ）　Ｊと題する特許第４３３３１１７号に述べられて
いるような他のシステムでは、ヘッド速度は隣接するサ
ーボ・コードのトラック間の移動時間を利用して測定さ
れる。以下に引用する特許第３９３６８７６号に記され
ているような更に他のシステムでは、コイル電流の積分
と位置誤差信号の導関数とを使用してヘッド速度の測定
を行っている。このようなループ安定化フィードバック
の手法では、システムが複雑になるとともに費用が多く
かかる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の欠点を解消するためになされたものであ
る。

〔発明の概要〕

このような従来技術のディスク駆動装置は個別に性能が
改善されてきているが、本発明の一つの特徴によれば、
加速度プロフィールと時間変動トラック位置軌道信号と
が、両者とも探索長さに関係し対応する持続時間を備え
ているが、それぞれ、ディスク駆動装置の単一トラック
・フォロワ・ループの、出力部に、フィード・フォワー
ド信号として、また入力部に所望の位置信号として、同
時に結合する構成により、ディスク・メモリ駆動装置を
簡単にしつつ性能が更に改善される。加速度駆動、トラ
ック位置駆動、およびトラック追従制御は探索動作モー
ド中、同時に働いてトラッキング誤差をできるかぎり小
さくしている。探索運動の終りにトラック追従制御′ｆ
１１機能が継続している。

探索運動の終りにおける加速度プロフィール信号の適応
ゲイン調整はオフ・トラック検出器によって行われ、こ
の検出器の出力が後続探索運動における所定トラックの
オーバーシュートまたはアンダーシュートを補償するた
めに加速度プロフィール信号を調節する。この手段によ
って目標トラックのオーバーシュートまたはアンダーシ
ュートが実賞上無くなる。この探索適応プロセスはアク
チュエータ・モータに存在する製造時のばらつきを補正
する。したがってすべての駆動装置が同じ探索特性を備
えるようになる。

アクチュエータの時定数に対する加速度プロフィールの
変化の時間割合を所定の、あるいは目標のトラックで磁
気ヘッドのオーバーシュートが最小になるように設定す
る設備も施されている。

本発明の他の特徴によれば、設けられているトラック・
フォロワ・ループは常に閉じている０時間変動トラック
位置基準軌道は探索動作中、与えられている。軌道の終
端は所望のトラックおよびサブトラックの位置を表わす
、探索運動が進むにつれて磁気ヘッドの実際のトラック
位置が、軌道の終端における所望のトラックまでの軌道
に沿うサンプル点でのトラック位置の値から差し引かれ
、部分位置誤差を発生する。所望のトラック位置は所望
のトラックとサブトラックとを規定することができる。

したがって部分位置誤差は実際のトラックと、所望トラ
ックに所望サブトラックを加えた位置との差である。実
際のサブトラックの位置はしたがって部分位置誤差と組
合わされて、トラックの位置誤差をサブトラックの分解
能で表わす最終的のすなわち正味の位置誤差を与える。

トラック・フォロワ・ループを常時閉じたままにしてお
（ことにより、ループはトラック位置軌道基準の軌道に
追従するように動作する。トラック・フォロワ・ループ
、すなわちループの出力部にフィード・フォワード入力
として加速度駆動を加えることより、ループは実際の位
置と所望の位置との差を補正するだけでよい。ループの
飽和の問題も回避される。ループを安定化するのにトラ
ック・フォロワ・ループの入力部にトラック追従補償器
が使用される。この手段により、ループの速度状態を測
定したり発生したりしなくてよくなる。

本発明の更に他の特徴によれば、奇・偶のトラック信号
がサーボ・コード信号と組合わされて、メモリ・ディス
ク面にわたりどこでも有効な値を持つ華−の誤差信号を
発生する。この誤差信号の性格はトラック・フォロワ制
御ループが常に、たとえば、前出の特許第３９３６８７
６号の形式の、奇数および偶数のトラックに関して交互
に負または正のフィードバック　（または逆）を行う、
従来技術の駆動装置と区別される負のフィードバックを
備えているということである。更に、一つの所定ヘッド
から他へ切替えるときのヘッドとヘッドとの不整合も今
度は寛大に取扱うことができる。

〔発明の実施例〕

高性能ディスク・メモリ駆動装置のためのサンプル式サ
ーボ探索およびトラック追従制御ループから成るディス
ク駆動装置をここに開示する。この制御ループはトラッ
ク追従とトラック探索との再動作モードに同じ方法で使
用される単一のサーボ・ループである。

このディスク駆動装置に利用されるトラック記録の形態
あるいはフォーマットを、（ｎ気記録ディスク１のセク
ターに関して第１図に示す。（■気記録の一般的パター
ンを実証するため、２つのデータ・トラック３および５
の一部だけを示しである。

メモリ・ディスクの各トラックは、等角度間隔に配置さ
れ記録データの間に散りばめられた複数のセクター７か
ら構成されている。各セクターはサーボ・コード記録９
の部分とトラック番号記録１１の部分とを備えている。

サーボ・コードはトラックの中心線をはさんだ両側の、
それぞれの円周方向に一定間隔離れた位置にある磁気帯
すなわち遷移ＡおよびＢから構成される。磁気帯Ｂは磁
気帯Ａの中間にあって、円周方向の位置内にある。トラ
ック番号１１はグレイ・コードで記録される。システム
はトラックが偶数であるか奇数であるかを知らなければ
ならない。グレイ・コードのトラック番号はこの情報を
与える。トラック番号コードともに１ビツトを記録して
所望に応じてトラックが偶数であるか奇数であるかを示
すことができる。

セクター間の、各トラックの残りの部分にはデータの記
録１３が入っている。

トラック追従は磁気ヘッドが各セクターのサーボ・コー
ドを横断するとき、磁気帯ＡおよびＢに関する磁気ヘッ
ドの半径方向位置を求めることによって行われる。第２
図は第１図のセクター７の一つのサーボ・コード９の断
片の拡大図である。

磁気へンド１５は左側に、トラックの中心位置に示しで
ある０図の平面内に表わされているディスク面は一つの
磁気極性を備えている。磁気帯はこれと反対の磁気極性
になっている。見てわかるように、磁気ヘッド１５の下
側での、右から左へのディスク運動により、磁気ヘッド
にサーボ・コード電圧が発生し、この電圧は増幅および
処理の後、下に示した、磁気帯９と整合した時間変動サ
ーボ・コード波形ＡおよびＢの特徴を示す。Ａ電圧とＢ
電圧との差（Ａ−Ｂ）はトラック中心に関する磁気ヘッ
ドの半径方向位置を示し、磁気ヘッド１５をトラックの
中心に維持するためのトラック追従動作モードで利用さ
れる。

探索動作モード中、磁気ヘッド１５は現在のトラック位
置から所定のあるいは目標のトラックまでトラックを横
切って動く。サーボ・コード信号の関係（Ａ−Ｂ）は今
度は、トラックの中心９８と１０２との間隔を任意に取
っである、第３図の形式のトラック交差信号１７を発生
するように処理される。

トラックの中心でサーボ・コード信号（Ａ−Ｂ）はＯで
あり、トラックの中間位置で、磁気ヘッドが、それぞれ
、ＡまたはＢの磁気帯と整合するとき最大（正または負
）になる。このトラック交差信号をトラック中心に関す
る磁気ヘッド位置のフィードバックとして使用すると、
フィードバック電圧は偶数および奇数のトラックの中心
と交差するとき、交互に正および負になる。

トラック・アドレス（奇数・偶数）またはトラック・ア
ドレスに記録された奇数・偶数ビットをトラック交差信
号（第３図）（精サーボ位置信号とも言われる）と組合
わせることにより、第４図に示すように、トラック交差
信号１９が生じ、負に向う電圧回遊が反転する。得られ
る復調位置誤差電圧Ｐ６を第５図に示す。この位置誤差
信号はディスク上のすべてのトラックに関して有効であ
る。

その結果、制御ループは常に負のフィードバックを行っ
ている。

探索運動は加速度信号と所要位置信号とをトラック追従
ループに結合することにより始まり、実行される。これ
らをそれぞれ第６図の上部および下部に示す。加速度信
号はプロフィール、すなわちアクチュエータを動かして
、所定のあるいは目標のヘッドを指定トラックにオーバ
ーシュートまたはアンダーシュートを生ぜずに位置ぎめ
するための、電流の変化の時間割合すなわち加速度を持
つ加速度電流と定義される。所要の位置信号は、トラッ
ク位置の変化の時間割合である、位置軌道信号と定義さ
れる。これらの信号は同時に始まり、同時に終る。これ
らはシステムの既知の特性に基づいている。異なる長さ
の探索に対する加速度値を表に作り、記憶しておいて探
索長さの関数としてアクセスする。最高能力加速度に対
応する単一の位置変位表が存在する。加速度信号プロフ
ィールと位置軌道信号とは信号図の共通時間軸上の等し
い時間目盛である指定されたサンプル点を備えている。

実用上は、各信号の信号値は対応する逐時時間間隔でサ
ンプルされる。その中間のおよび終点のサンプル点は、
それぞれ、探索運動の中点および終点を表わしている。

加速度信号は探索運動の中点で０であり、この点で運動
が反転してアクチュエータは減速を始め、理想的には、
探索運動の終結時に加速度信号はＯになる。位置軌道信
号は、第６図に、単位時間あたりあるいは時間間隔あた
りのトラック位置として描かれている放物線関数（電圧
対電流）である。加速度プロフィールはアクチュエータ
の回転運動の立上り（スルーレート）の能力に合わせる
ように台形である。上述の原理を実現するシステムを第
７図に示すが、これは入力部２３と出力部２５とを有す
るトラック追従ループ２１から構成されている。入力部
は従来どうり補償回路２７と、出力部の電力増幅器３１
の入力に加算ジャンクシラン３２により結合しているノ
ツチ・フィルタ回路２９とを備えている。電力増幅器３
１は磁気ヘッド旧、Ｈ２、およびＨ３が従来どうりに弾
性的に取つけられいるアームスタック３５を支持し動か
すアクチュエータ３３を駆動する。アームスタック３５
のための直線アクチュエータまたは回転アクチュエータ
が磁気ヘッドをユニットして関連ディスクを横切って動
かす目的で考えられている。

これはサンプル式サーボ・システムであり、磁気ヘッド
は個別に、トラック探索運動およびトラック追従動作の
双方に使用される。この目的でホスト・コンピュータ３
７または他の中央制御装置が個々の磁気へラド、および
読み書きの目的でそのヘッドを位置ぎめすべきトラック
を選択することを含む要求を行う。これらの要求は、マ
イクロコンピュータまたはマイクロプロセッサ４１の１
部分を形成する信号処理装置３９に伝えられる。信号処
理装置は目標ヘッド選択回路４３にアドレスして磁気ヘ
ッド旧、Ｈ２、または■３の所定の一つをトラック・フ
ォロワ・ループのフィードバック経路４７内の位置復調
器４５と、トラック・フォロワ・フィードバック経路４
７の周りで包まれているトラック位置フィードバック経
路５１内のグレイ・コード検出回路４９とに結合させる
。

位置信号復調器４５に入る入力信号は、サーボ・コード
９を変換して得られる所定磁気ヘッドからのサーボ・コ
ード信号である（第２図）。これらサーボ・コード信号
は増幅され、フィルターされ、位置信号復１１器により
差し引かれてトラック探索およびトラック追従の目的に
使用されるトラック交差信号およびサブトラックあるい
はオフトラック・サーボ・コード信号（Ａ−Ｂ）を発生
する。

これらサーボ・コード信号（Ａ−Ｂ）は、オフ・トラッ
クまたはサブトラック加算回路５３を経由してトラック
・フォロワ・ループの入力部２３と、補償回路２７にお
いて、結合される。

所定の磁気ヘッドからグレイ・コード検出器４９に入る
入力信号は、所定の磁気トラックのトラック番号のグレ
イ・コード記録１１から変換されたものである。これら
はグレイ・コード・バイナリ変換器５５において、２進
コードに変換される。実際のトラック番号はトラックが
奇数であるか偶数であるかを示すものであるが、第１図
と関連して述べたように、奇数／偶数ビットは、トラッ
クが奇数であるか偶数であるかを示す別の表示としてグ
レイ・コートとともに記録することができる。グレイ・
コード・バイナリ変換器５５の出力は、探索モードまた
はトラック追従の動作モードでの、所定の磁気ヘッドの
、ディジタル表示された実際のトラック位置である。こ
の実際のディジタル・トラック位置信号はフィードバッ
ク信号として、所要の位置加算回路５７の一つの入力に
結合される。

位置加算回路の出力は位置のディジタル・アナログ変換
器５つに入力として結合される。この変換器の出力はオ
フ・トラック加算回路５３の第２の入力に結合される。

所望のディジタル・トラック位置信号は、マイクロコン
ピュータ４１で時間変動位置軌道信号Ｐ１（第６図）と
して発生されるが、位置加算回路５７の第２の入力に結
合される。位置基準信号であるこの信号は、所望のトラ
ック番号と、所定の磁気ヘッドを位置ぎめすべきサブト
ラック位置とを含んでいる。このようにして所定の＆Ｉ
気ヘッドを位置ぎめしたい基準位置が規定され、基準位
置の両成分が、それぞれ、実際のトラック位置フィード
バック経路５１とサブトラックあるいはオフ・トラック
位置フィードバック経路４７で、実際のトラック位置信
号およびサーボ・コード・フィードバック信号により表
わされ、精密な位置決めが達成される。

マイクロコンピュータ４１で発生した加速度信号は加速
度ディジタル・アナログ変換器６１とスルーレート回路
６３とを経由して加算回路すなわちジャンクション３２
の第２の入力に結合される。これは探索運動中、アクチ
ュエータへの主要パワーとなるフィード・フォワード信
号である。

閉じたトラック・フォロワ・ループは、今度は位置基準
信号に応答して、基準信号の軌道との整合を維持するの
に必要な小さな補正信号を発生する。

注記したように、ホストコンピュータ３７がらの要求は
、やはりフィードバンク経路５１と結合して所定の磁気
ヘッドが現在、位置ぎめされている実際のトラック番号
信号を受取る、信号処理装置３９へ結合される。これら
の２進信号は減算される。

差信号りは探索運動の方向と探索長さとを表わし、後者
は現在のトラックと所定のあるいは所望のトラックとの
間のトラック数で表わされる。この数、およびこれから
発生する他の数は、探索基準信号を格納するメモリにア
クセスするアドレスとして使用される。

信号処理装置がその一部を成しているマイクロコンピュ
ータ４１は加速度および位置の基準信号を含む探索基準
信号を格納するメモリを備えている。

アクチュエータの特性は良く知られているから、フィー
ド・フォワード加速度命令の表、各探索長さに対する一
つの加速度値、およびフルパワー位置命令の単−表を作
ることが可能である。加速度値は、探索長さの関数とし
て個々にアドレスされるが、フルパワー位１の値を尺度
調節して個々の探索長さに対する位置の値を発生するの
に使用されろ。所定の加速度の値と尺度調節したフルパ
ワー位置の値とは次に、加速度プロフィール信号と、そ
れと同じ接続時間の位置軌道信号とを同時に発生するの
に使用される。これらの信号は単一制御ループに同時に
加えられ、精密に探索運動を行う。

この目的でマイクロコンピュータ４１は加速度信号メモ
リ６７と位置信号メモリ６５とを備えている。

位置信号メモリ６５はフルパワー加速度から生ずるトラ
ック位置のディジタル値の表を備えている。

クロック・パルスＣおよび要求Ｒの制１１１１下にある
トラック位置軌道のディジタル値は乗算演算６６を経て
、クロック・パルスＣおよび要求Ｒにより制御されてい
る位置軌道発生器６８に結合され、位置軌道発生器はデ
ィジタル的に表わされたトラック位置の値を、一度に一
つづつ、次々に、クロック・パルスＣで決まる前記等し
いサンプル時間間隔で、探索運動のいずれの方向に対し
ても、現在のトラックから始まり探索運動の目標トラッ
クまで続けて、加算ジャンクション５７に結合する。各
サンプル間隔に対するトラック位１のディジタル値はト
ラック位置軌道に沿って存在し、事実それを画定してお
り、第６図の軌Ｊ図のＹ軸に沿うトラック位置に対応し
ている。軌道は、放物線であるが、磁気ヘッドの位置の
変化の時間割合を表わし、その探索長さに対する加速度
プロフィール信号×へのアクチュエータ応答を規定する
。軌道の特定の形状は探索長さＬの関数である。サンプ
ル時間間隔はすべての探索長さに対して同じであるから
、探索運動でのサンプル時間間隔の数はしたがって探索
長さの関数である。

加速度メモリ６７は、後程説明するが、その個々の大き
さが探索長さに関連する、加速度値の表を備えている。

個々の加速度値は探索長さにより信号処理装置３９の各
出力アドレス信号りによりアクセスされる。加速度値は
乗算演算６９を経て、クロック・パルスＣと要求Ｒとに
より制御されている、加速度プロフィールをディジタル
的に規定する加速度プロフィール発生器７１に入力とし
て結合される。ディジタル・アナログ変換器６１からの
ディジタル加速度プロフィールのアナログ等偏量は、第
６図に示すように、加速度電流の遷移の傾斜を確立する
スルーレート回路６３に結合されてアクチュエータの動
的応答特性と釣り合う。

スルーレート補正の利点は、方形の加速度信号のプロフ
ィールを好ましい台形の加速度信号プロフィールと比較
している第８図から明らかである。

方形プロフィールの陰線を施した区域の境界を画定する
点線はアクチュエータの応答を近似し、加速度電流が加
えられたときに失われる加速度と、正から負への中点電
流スウィング時に失われる減速度と、負電流が０に向う
ときのプロフィール・サイクルの終りに失われる減速度
とを描いている。

点線とプロフィールの内部境界との間で規定される加速
度電流プロフィール内の区域は等しくない。

加速度電流の正と負との大きさは等しく、またアクチュ
エータの減速と加速との特性が等しいから、加速および
減速中にアクチュエータにエネルギを加えるときのこの
対象性の乏しさによって、探索運動の終りに、実質上図
示したように、磁気ヘッドの正味速度（ｎｅｔ　ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　ｈｅａｄ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が生ずるこ
とがあきらかである。

フィード・フォワード加速度電流は、常に閉じているト
ラック・フォロワ制御ループが実際位置と所望位置との
間の誤差だけを補正するように加えられる。すなわち、
探索運動中、基準位置軌道をたどる（第６図）。補償器
２７が制御ループを安定にするので速度フィードバンク
を導入する必要がない。

加速度プロフィール信号ＣＣ２の個々の時間的サンプル
点における加速度信号値はディスク面上の個々のトラッ
クに関する磁気ヘッドの位置に変換し、各々はトラック
位置軌道Ｐｉの時間的に同じ点のトラック位置信号値に
密接に対応する。理想的には信号Ｐ２の値で表わされた
ｆ１１気ヘッドの実際のトラック位置は、もしあれば、
サブトラック位置を無視して、各時間的対応点における
トラック位置軌道信号の値に等しい。トラック位置軌道
信号と実際のトラック位置信号との差から所望のディジ
タル位１誤差信号Ｐ３が生じ、これは実際には誤差を表
わす部分位置誤差信号である。この誤差信号の極性はオ
ーバーシュートあるいはアンダーシュートが存在するか
どうかを示す。位置ディジタル・アナログ変換器５９の
出力でのこの誤差信号Ｐ３のアナログ等価ＩＰ４は加算
ジャンクションまたは加算回路５３に結合され、ここで
実際のアナログ・サブトラック位置信号Ｐ５と代数的に
加算される。

結果は最終のすなわち正味のアナログ位置誤差信号Ｐ６
であり、トラック・フォロワ２１の入力部２３において
、補償回路２７へ結合される。この誤差信号は補償器回
路の出力で電流命令信号ＣＣＩを発生し、位置誤差Ｐ６
に対して補正する。この信号は加算回路３２で加速度プ
ロフィール電流命令ＣＣ２と代数的に加算されてアクチ
ュエータを駆動する。

加速度プロフィール信号ＣＣ２と、クロック・パルスＣ
により制御される所望のトラ・７り位置軌道信号Ｐ１と
のサンプル間隔を第６図に示す。時間間隔は同数で、か
つ時間的に一致している。サンプル点には番号が付けら
れ、対応するサンプル点は、それぞれの信号を発生する
際、同時にサンプルされる。基準信号を規定するには二
つの表があれば充分である。一つはフルパワー位置軌道
の値の表であり、他は加速度値Ａの表であり、各探索長
さに一つづつ、あるいは探索長さの個々のグループごと
に一つづつであり、したがって、探索運動の中点と目標
トラック端、それぞれ、ｍと２ｍとは第６図の加速度プ
ロフィールＣＣ２の正確なサンプル点上で到達する。

本発明の一つの実施例ではサンプル時間間隔の長さは約
２８０マイクロ秒である。トラック位置軌道に沿う各サ
ンプル点のトラック位置の計算では普通、整数ではなく
少数、たとえば、トラ・７りおよびサブトラックの位置
番号４９２．２が得られ、ここで整数４９２は所望トラ
ックを表わし、０．２はサブトラックの位置、すなわち
、トラック中心をはずれた、すなわちトラック番号４９
２の中心を超えた端数トラック位置を示す。

第７図を参照すると、トラック参照番号４９２は、第６
図かられかるように、サンプル点２ｍ（整数）を含まな
い任意のサンプル点、Ｌ２、ｍ−１などでよいが、加算
ジャンクション５７に結合している信号Ｐ１のトラック
位置基準信号サンプルの現在の値である。ここで、所定
の磁気ヘッドは実際のトラックおよびサブトラック位Ｈ
４９１，４にあると仮定する。フィードハック経路５１
の実際のトラック番号フィードバンク信号Ｐ２は４９１
であり、フィードバック経路４７のサブトラック位置Ｐ
５は０．４である。ディジタル信号Ｐ３は、４９２．２
−４９Ｍ、２を差引いて、加算ジャンクション５３にお
けるアナログ信号Ｐ４となる。正味位置誤差信号Ｐ６・
１．２−０．４・０．８である。（接続回路５３の出力
において）トラック追従とトラック探索とに単一制御ル
ープ２１を使えばハードウェアの部品点数が減る。また
これにより探索制御システムから別のトラック・フォロ
ワへの切替えの問題、すなわち探索運動の終点で残留探
索速度と探索位置誤差とを静定しなければならないとい
う問題が回避される。更に重要なことは信号トラッキン
グ誤差と探索時間とが減少する。

オフ・トラック位置の関数として加速度プロフィール（
オーバーシュートまたはアンダーシュート）を補正する
探索適応プロセスは正常駆動動作を妨げず、後続の探索
運動に所望の基準、加速度、および位置を一層正確にた
どらせるようにする。

この適応プロセスによりアクチュエータ・モータに存在
する製造時の変動が補正される。したがって、探索適応
プロセスによって、すべての駆動装置の探索運動特性が
同じになり探索時間が同じになる。

探索適応プロセスは、サーボ・コード信号により証明さ
れた、探索運動の終りに存在することができるオフ・ト
ラック位置の関数（トラックのオーバーシュートまたは
アンダーシュート）として適応ゲイン調節信号を発生す
ることにより実現される。適応ゲイン調節信号は加速度
メモリ６７から選択された加速度信号値を補正するのに
使用される。適応ゲイン調節信号は連続オーバーシュー
トまたはアンダーシュートに関して加速度信号を補正す
るのに使われる固定増分（ｆｉｘｅｄ　ｉｎｃｒｅｍｅ
ｎｔ）とすることができ、あるいは、オーバーシュート
またはアンダーシュートに比例させて補正全体を一度に
行うことができる。オフ・トラックの検出はフィードバ
ック経路４７内のオフ・トラック検出回路７３で行われ
、サーボ・コード信号Ｐ５に応答して、トラックのオー
バーシュートまたはアンダーシュートを表わす出力信号
を、それぞれ、回路７５および７７に発生する。ＰＯＴ
は正のオフ・トラックであり、ヘッドがトラック中心か
ら正方向に変位していることを示す、　ＮＯＴは負のオ
フ・トラックであり、負の方向の変位を表わす０回路７
５と７７とは適応ゲイン調節値回路７９に接続されてお
り、この回路は線路８１により乗算器６９に結合されて
いる。

オーバーシュートに対して１未満であり、アンダーシュ
ートに対して１より大きい適応ゲイン調節値は加速度メ
モリ６５から選択された加速度値を補正する。これら補
正された加速度値はディジタル加速度プロフィール発生
器７１に結合される。この回路は今度は補正された加速
度プロフィールのディジタル表現を行う。

フルパワー、一定加速度で、等しい時間間隔について、
トラック位置の値χｎをサンプル数ｎに対してプロット
したものを第１１図に示す。曲線は非線形であり、離散
的な位置の点は放物線を作っている。各サンプル数に対
する値Ｘｎは量子化され、メモリ６５に格納されている
。フルパワー位置軌道の表として格納される。サンプル
間隔Ｔによるこれらの値から、第６図に特徴づけられて
いるような位置軌道Ｐ１が発生する。

長い探索でヘッド速度を探索中点までのフルパワー加速
度から得られる値より低い成る値に制限したい場合には
、加速度電流を探索中点より前に０まで減らし、て中心
を越えた対応点まで０に保持し、この点で加速度電流を
反転してヘッドを減速するための反転加速度電流プロフ
ィールを規定する。反転加速度電流プロフィールの下の
面積は、ヘッドの加速度段階のヘッド加速度電流プロフ
ィールの下の面積に等しい。加速度電流がＯのときはヘ
ッドは一定の速度で動く。位置の変化の時間的割合は直
接的で、第１２図の位置軌道上に位置変化の直線を描く
。一定速度の場合の位置の値も第１１図に、その曲線の
直線部分にわたって描いである。

フル加速度パワー以外の場合の位置の値の尺度調節は、
位置軌道メモリ６５の出力に、上に注記したように、値
Ａ／＾ＦｔｌＬＬ　ＰＯＷＥＲを乗算接合６６において
乗することにより得られる。

第１１図のフルパワー位置軌道の表の増分値と、加速度
命令とを決める方法を以下に説明する。下記の式で、位
置の値が決まる。

加速度レベル＝Ａｃ＝　（）ラック７秒２）中点＝サン
プルｍ番、ｍ＝　（サンプル〕Ｔ＝サンプル間隔＝〔秒
〕 任意のサンプル点ｎにおいて、トラック位置はＸｎで与
えられる。

ｎ＝ｍ４１のとき　　　　Ｘｎ＝　−（ｎ”−ｎ−７／
３）一＋２−≦−ｎ＜２ｍ−１のとき 上式から探索中の位置Ｘｎに対する各点はＡ／２に比例
することがわかる。したがってたとえば、フルパワー加
速時の標準位置軌道あるいはプロフィールに基づくトラ
ック位置の値のルックアツプ表はテーブルの値をＡ／Ａ
　ＦＵＬＬＰＯＷＥＲだけ尺度調節することによって他
のすべての位置プロフィールを得るのに使用することが
できる。また加速度値は表を通して後向きに索引するこ
とによって得られるから表には位置の値の加速度段階だ
けがあればよい。

二つの表が必要である。

１）　フルパワー探索が与えるトラック位置ＸｎＯ値の
表（第１１図）。

２）　目標トラックおよび探索中点が正確にサンプル境
界上に来るように各探索長さに使用する加速度ｒＡＪＯ
値の表。

下の式で、加速度値が求められる。

Ｌ＝探索の全長、としてＸｍ＝　　　　％すなわち中点
。

この式は第６図の形式のプロフィールを使用して正確に
２ｍサンプル回で長さしの探索運動を行うのに必要な加
速度値Ａを与える。

最大加速度Ａで所与の探索長におけるサンプルの数を計
算する一例を以下に示す。

■。

例： Ｌ　＝　１６００　トラック、Ｔ＝２８０μｓＡ　＝６
０　’　ｓ　＝３．７Ｘ１０”　　トラック／　ｓ　１
＠１６００トラック／インチ Ｍ　＝７４．１　；この探索長さはｍ−７５を使用する
ことになり、Ａはフルパワーよりわずかに少ない。

減速度に対して後向きに読むことができる位置軌道表（
第１１図を参照）には１６００　トラックに対して７５
エントリだけの長さがあればよい。減速の場合、所定の
加速度値の負の値を使用する。

高性能探索運動は少数のトラックか、多数のトラックか
が交差するかによって達成される。

加速度プロフィール信号ＣＣ２およびトラック位置軌道
信号ＰＩを発生するマイクロコンピュータは精密基準信
号発生器である。これらの信号は、改良されたトラック
・フォロワ・ループに利用されているように、磁気ヘッ
ドを可能最短時間に目標トラックまで動かす、動作にあ
たり、 ａ）探索運動は位置サンプル１２、ｍ−１，ｍなどと同
期している。

ｂ）　正確な中点はサンプル点ｍの上にある。これによ
り加速度から減速度への転回が正しい瞬間に、探索運動
の中点で行われることが保証される。

Ｃ）　探索運動の終点すなわち目標トラック点は加速度
プロフィール信号ＣＣ２の終点２ｍと一敗して到達する
。

ｄ）加速度電流の変化の時間的割合（スルーレート）の
制御によりコイル電流の立上り時間への依存性が取除か
れる。

ｅ）基準発生器は廉価で、しかも精密な８ビツトのマイ
クロコンピュータである。−例はカリフォルニヤのイン
テル社製の８０５２マイクロコンピユータあるいはプロ
セッサである。

最終のすなわち正味の位置誤差信号Ｐ６は奇数／偶数ト
ラック・アドレスと、補正されたトラック交差信号１９
とから簡単に作られ、トラック・フォロワに負帰還され
る。このことはヘッド選択プロセスで一つのヘッドから
他のヘッドに切替えるとき、任意量のヘッドの不整合を
寛容できることを意味している。

本発明の適用は磁気ディスク駆動装置に限定されない。

−船釣原理は記録再生サーボ・コードおよびデータに関
する他の物理現象を利用して実用化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明を用いることにより、高性
能ディスク・メモリ駆動装置むげのサンプル式サーボ探
索およびトラック追従機能を、より簡単に、より高性能
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は断片的に示されたメモリディスク上のセクター
の平面図である。 第２図は上部にサンプル式サーボ・コードの磁気帯を断
片的に示した拡大平面図を、下部にトラック追従信号波
形を示した図である。 第３図は代表的なサーボ・コードより得られるトラック
交差信号波形を示す図である。 第４図は本発明の補正トラック交差信号を示す図である
。 第５図は第４図の補正トラック交差信号に基づいたトラ
ック位置誤差信号のプロット図である。 第６図は本発明に使われるような、加速度プロフィール
信号と基準あるいは所要位置軌道信号とのタイミング関
係をプロットした図である。 第７図は本発明の一実施例のブロック図である。 第８図は加える加速度の形が方形波の場合と、台形の場
合とを比較した図である。 第９図は制御ループ内にフィード・フォワード信号とし
て加えられた加速度電流のプロフィールに探索が密接に
接近する、システムの機能を示す図である。 第１０図は実際の位置軌道信号を基準あるいは所要の位
置軌道信号に追従させる、システムの機能を示す図であ
る。 第１１図はフルパワー位置軌道に対する位置の値の表の
プロット図である。 第１２図は加速度プロフィール信号と所要位置軌道信号
とのタイミング関係をプロットした図である。 Ｈｌ、Ｈ２、Ｈ３：磁気ヘッド ２１ニドラツク追従ループ　２３：人力部２５：出力部
　　　　　　　２７：補償回路２９：ノソチ・フ、イル
タ回路 ３１：電力増幅器　　　　　３３：アクチュエータ３７
：ホスト・コンピュータ ３９：信号処理装置 ４３：目標ヘッド選択回路　４５：位置信号復調器４９
ニゲレイ・コード検出器 ５５ニゲレイ・コード・バイナリ変換器５９．６１：デ
ィジタル・アナログ変換器６３ニスルーレート回路　　
６５：位置信号メモリ６７：加速度信号メモリ　　６８
：位置軌道発生器７１：加速度プロフィール発生器 ７９：適応ゲイン調節値回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変換ヘッドをトラック中心に保持するのに使用されるサ
   ーボ・コードを面上に備えたディスクを駆動するディス
   ク駆動装置において、 次の（イ）〜（ホ）を設けて成るディスク駆動装置。 （イ）変換ヘッドをディスクの表面に隣接して移動させ
   るための手段を出力部に備えたトラック追従制御ループ
   。 （ロ）前記変換ヘッドの現在のトラック位置を検出し、
   そのトラック位置信号を発生する手段。 （ハ）前記変換ヘッドを希望するトラックに位置決めす
   るための希望トラック位置信号を発生する手段。 （ニ）前記希望トラック位置信号と前記変換ヘッドのト
   ラック位置信号との差を示す希望位置誤差信号を発生す
   る手段。 （ホ）前記希望位置誤差と前記サーボ・コードによる前
   記磁気ヘッドからのサーボ・コード信号との差を示す正
   味位置誤差信号を発生し、前記正味位置誤差信号を前記
   トラック追従制御ループの入力部に結合して前記変換ヘ
   ッドを希望トラックに位置決めするための手段。