JP4105677B2 - ヘッド位置検出方法及びディスク装置 - Google Patents

Description

本発明はヘッド位置検出方法及びディスク装置に係り、特に、サーボ信号を面積サーボ方式により検出するヘッド位置検出方法及びディスク装置に関する。近年、情報化社会において情報量の増大に伴い、磁気ディスク装置の記憶容量の増加、及び、記憶データへのアクセスの高速化が要求されている。このため、磁気ディスク装置には、ＢＰＩ（Byte Per Inch ：記録密度を示す単位）の増加、及び、ＴＰＩ（Tracks Per Inch ：トラック密度を示す単位）の向上が求められている。

一方、磁気ディスク装置において、ＴＰＩを増加させると、トラック間のデッドスペースが減少する。トラック間のデッドスペースが減少すると、高いヘッド位置の検出精度が要求される。また、高いヘッド位置の検出精度を実現するためにはサーボ信号の検出を高精度に行う必要がある。このため、サーボ信号の検出方式が従来のサーボ信号のピーク値からヘッド位置を検出する、いわゆる、ピークホールド方式からサーボ信号の波形を積分し、積分値でヘッド位置を検出する、いわゆる、面積サーボ方式に移行してきている。

図１０に従来の磁気ディスク装置の一例のブロック構成図を示す。磁気ディスク装置１は、矢印Ａ方向に回転する磁性体よりなる磁気ディスク２上に磁気ヘッド３を近接させて情報の記録・再生を行う。磁気ディスク２には情報の記録・再生位置を確定するために予め同心円状にシリンダが設定されている。磁気ヘッド３は、アーム４の先端に保持されている。アーム４は、他端がアクチュエータ５に保持されている。アクチュエータ５は、アーム４を軸５ａを中心として矢印Ｂ方向に回動させ、磁気ヘッド３を所望のシリンダに位置制御を行う。

また、磁気ヘッド３で磁気ディスク２を走査することにより再生された信号は、Ｒ／Ｗ（Read/Write）プリアンプ６に供給される。Ｒ／Ｗプリアンプ６は、磁気ヘッド３により再生された信号を増幅し、自動ゲイン制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）アンプ７に供給するとともに、磁気ディスク２に記録する記録信号を増幅して磁気ヘッド３に供給する。

ＡＧＣ回路７は、Ｒ／Ｗプリアンプ６で増幅された再生信号のうち主信号の振幅が一定レベル以下になるように制御する。ＡＧＣ回路７の出力信号は、信号検出部８及びサーボ検出部９に供給される。信号検出部８は、再生信号から制御情報及びデータを読み取って、ディジタル情報に変換してＣＰＵ１０に供給する。ＣＰＵ１０は、信号検出部８から読み取ったディジタル情報を復号化して再生データとして出力する。

また、サーボ検出回路９は、ＡＧＣアンプ７の出力信号のうちサーボ部を検出して、サーボ部のサーボバースト信号により磁気ヘッド３の現在位置を検出し、誤差信号を生成してＣＰＵ１０に供給する。ＣＰＵ１０はサーボ検出部９からの誤差信号に応じて磁気ヘッド３の位置を制御する位置制御信号を生成し、Ｄ／Ａ（Digital ／Analog）変換器１１に供給する。Ｄ／Ａ変換器１１では、ＣＰＵ１０から供給された位置制御信号をアナログ信号に変換してドライバ１２に供給する。ドライバ１２は、Ｄ／Ａ変換器１１から供給された位置制御信号に応じてアクチュエータ５を駆動するための駆動信号を生成して、アクチュエータ５に供給する。

アクチュエータ５は、ドライバ１２から供給された駆動信号により軸５ａを中心に回動して、アーム４を矢印Ｂ方向に回動させる。アクチュエータ５が回動することによりアーム４の先端に保持された磁気ヘッド３が磁気ディスク２上を矢印Ｂ方向に移動して、磁気ディスク２上の所望のシリンダを走査する。図１１は磁気ディスクのデータフォーマットを示す図である。図１１（Ａ）は磁気ディスクの斜視図、図１１（Ｂ）はシリンダの展開図を示す。

図１１（Ａ）に示すように磁気ディスク２には両面に同心円上に複数のシリンダ２１が形成されている。シリンダ２１には、図１１（Ｂ）に示すように磁気ヘッド３により読み取られることにより磁気ヘッド３の位置を認識するためのサーボ部２２が所定の間隔で形成され、サーボ部２２の間にデータを書き込むためのデータ部２３が形成されている。

記録再生時にサーボ部２２に書き込まれたサーボバースト信号を磁気ヘッド３により再生し、再生した信号により磁気ヘッド３が現在の走査しているシリンダ番号、及び、シリンダ２１上の位置ずれがＣＰＵ１０により認識される。図１２は磁気ディスクのサーボ部のデータフォーマットを示す図である。サーボ部２２は、信号の受信レベルを統一するためのＡＧＣ部２４、サーボ情報の始まりを示すトレーシングパターン部２５、シリンダ番号等のディジタル情報が記録されたサーボ情報部２６、トラッキングエラー信号を生成するためのサーボバースト信号が記録されたサーボバースト部２７から構成される。

サーボバースト部２７は、図１２に示すように隣接するシリンダ２１にまたがって形成されたサーボバースト信号Ｓ1 、Ｓ2 と各シリンダ２１上に形成されたサーボバースト信号Ｓ3 、Ｓ4 よりなり、サーボバースト信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3、Ｓ4 はシリンダの延在方向に順に形成されている。図１３に磁気ヘッドにより再生されたサーボバースト信号の波形図を示す。図１３は、図１２において磁気ヘッド３でシリンダ２１−１の略中央部を矢印Ｃ方向に走査したときの再生信号の波形図を示している。

まず、時刻ｔ0 〜ｔ1 で、磁気ヘッド３は、サーボバースト信号Ｓ1 を走査する。このとき、サーボバースト信号Ｓ1 は、シリンダ２１−１の中心からシリンダ２１−２の中心にまたがって形成されているので、磁気ヘッド３がシリンダ２１−１の中心を走査すると、その略半分を走査することになる。このため、振幅が磁気ヘッド３の全体でサーボバースト信号を再生したときの略半分になる。

次に、時刻ｔ1 〜ｔ2 で、磁気ヘッド３が矢印Ｃ方向にシリンダ２１−１上を走査すると、磁気ヘッド３は、サーボバースト信号Ｓ2 上を走査する。このとき、サーボバースト信号Ｓ2 は、シリンダ２１−３の中心からシリンダ２１−１の中心にまたがって形成されているので、磁気ヘッド３がシリンダ２１−１の中心を走査すると、その略半分を走査することになる。このため、振幅が磁気ヘッド３の全体でサーボバースト信号を再生したときの略半分になる。

次に、時刻ｔ2 〜ｔ3 で、磁気ヘッド３が矢印Ｃ方向にシリンダ２１−１上を走査すると、磁気ヘッド３は、サーボバースト信号Ｓ3 上を走査する。このとき、サーボバースト信号Ｓ3 は、シリンダ２１−１の全幅に亘って形成されているので、磁気ヘッド３で再生される信号は全てサーボバースト信号となり、磁気ヘッド３でサーボバースト信号を再生したときの最大の振幅となる。

次に、時刻ｔ3 〜ｔ4 で、磁気ヘッド３が矢印Ｃ方向にシリンダ２１−１上を走査すると、磁気ヘッド３は、サーボバースト信号Ｓ4 の間を走査する。このため、サーボバースト信号Ｓ4 は再生されない。図１３に示すように、サーボバースト信号の再生信号は、Ｒ／Ｗプリアンプ６及びＡＧＣアンプ７を介してサーボ検出部９に供給される。サーボ検出部９は、上記隣接するシリンダ間にかかって形成されたサーボバースト信号Ｓ1 とサーボバースト信号Ｓ2 との差異を正確に求めるためにサーボバースト信号Ｓ1 及びサーボバースト信号Ｓ2 を積分した積分値を求める。

図１４に従来のサーボ検出部の一例のブロック構成図を示す。サーボ検出部９は、ＡＧＣアンプ７の出力サーボバースト信号を全波整流する全波整流器３１、全波整流器３１で全波整流されたサーボバースト信号を積分する積分回路３２、積分回路３２で得られた積分値をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器３３、ＡＧＣアンプ７の出力サーボバースト信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出器３４、ゼロクロス検出器３４で検出されたゼロクロス点をカウントし、予め設定されたカウント値になったときに積分回路３２の積分値を保持するように積分回路３２を制御する積分制御回路３５から構成される。

図１５に従来の積分回路のブロック構成図を示す。積分回路３２は、全波整流器３１により全波整流されたサーボバースト信号を蓄積するコンデンサＣａｐ、コンデンサＣａｐに蓄積された充電電圧を保持するホールド回路３６から構成される。ホールド回路３６には、ＣＰＵ１０及び積分制御回路３５が接続されており、コンデンサＣａｐに保持された充電電圧の放電、及び、コンデンサＣａｐの充電電圧の保持が行われる。ホールド回路３６は、ＣＰＵ１０からのスタート制御信号に応じてコンデンサＣａｐを放電させ、コンデンサＣａｐへのサーボバースト信号の充電を行う。

また、積分制御回路３５にも、ＣＰＵ１０からスタート制御信号が供給されており、ゼロクロス点のカウント値のリセットが行われる。積分制御回路３５は、ＣＰＵ１０からのスタート制御信号によりリセットされ、カウントが開始され、カウントが予め設定された所定のカウント値になったときにホールド回路３６にコンデンサＣａｐの充電電圧を保持する。

図１６に従来のサーボ検出部の動作説明図を示す。図１６（Ａ）はサーボバースト信号、図１６（Ｂ）はゼロクロス点カウント値、図１６（Ｃ）はコンデンサＣａｐの充電電圧を示す。時刻ｔ0 でＣＰＵ１０からスタート制御信号が出力されると、コンデンサＣａｐが放電され、図１６（Ｃ）に示すようにコンデンサＣａｐの充電電圧が０になるとともに、図１６（Ｂ）に示すように積分制御回路３５がリセットされ、サーボバースト信号のゼロクロス点のカウント値が０とされる。

次に、図１６（Ａ）に示すように時刻ｔ1 でサーボバースト信号がゼロクロス点を通過すると、積分制御回路３５のカウント値がカウントアップされ、「１」になる。同様に、時刻ｔ2 〜ｔ10でサーボバースト信号がゼロクロスし、積分制御回路３５のカウント値がカウントアップされる。この間、コンデンサＣａｐは図１６（Ａ）に示すサーボバースト信号を全波整流した信号により充電され、その充電電圧は図１６（Ｃ）に示すように上昇する。

時刻ｔ10で積分制御回路３５のカウント値が予め設定された所定のカウント値「１０」になると、積分制御回路３５は、ホールド回路３６を制御して、コンデンサＣａｐの充電を停止する。また、積分制御回路３５は、そのときの充電電圧Ｖ1 をホールド回路３６に保持する。ホールド回路３６に保持された充電電圧Ｖ1 は、Ａ／Ｄ変換器３３によりディジタルデータに変換されて、ＣＰＵ１０に供給される。

ＣＰＵ１０は、サーボバースト信号Ｓ1 とサーボバースト信号Ｓ2 の積分値の差に応じて磁気ヘッド３が所望のシリンダ２１−１の中心を走査するように磁気ヘッド３の位置を制御するための誤差信号を生成する。

しかるに、従来の磁気ディスク装置の面積サーボ方式を用いたサーボ検出回路は、図１６（Ａ）の時刻ｔ11、ｔ5 、ｔ12付近に破線で示すようにサーボバースト信号のゼロクロス点付近にノイズが乗ると、図１６（Ｂ）に（５）、（７）に示すようにノイズをゼロクロス点としてカウントしてしまい、積分すべきバースト信号のピーク数が増加し、時刻ｔ8 で積分制御回路のカウント値が「１０」となってしまう。したがって、コンデンサＣａｐは、本来時刻ｔ10で積分が停止されるものが時刻ｔ8 で積分が停止されてしまうので、通常時の積分値Ｖ1 より時間（ｔ10−ｔ8 ）だけ積分期間で短い積分値Ｖ2 が検出されてしまうことになる。

したがって、ノイズによりサーボバースト信号の積分値にバラツキが発生してしまい、正確なオントラック状態を把握できず、ヘッド位置を正確に位置決めできない等の問題点があった。また、従来の磁気ディスク装置の面積サーボ方式を用いたサーボ回路は、サーボバースト信号を充電する容量が一定であった。一方、磁気ヘッドの位置が磁気ディスクの内周側の場合と磁気ディスクの外周側の場合とでは、読み取ったサーボバースト信号の波形が異なる。

図１７に磁気ディスクの内周側及び外周側のサーボバースト信号の波形図を示す。図１７において、実線が内周側におけるサーボバースト信号、破線が外周側のサーボバースト信号の波形を示す。磁気ディスクの内周側と外周側とでは磁気ディスクへの記録密度が異なるため、再生サーボバースト信号の半値幅Ｗ₅₀に差が生じ、内周側で記録密度を最大にすると、外周側では、サーボバースト信号の半値幅Ｗ₅₀が小さくなり図に破線で示すように歪んでしまう。

このため、磁気ディスクの外周側では、サーボバースト信号の積分値が内周側に比べて図１７に斜線で示す分だけ小さくなってしまう。サーボバースト信号の積分値が小さくなると、磁気ヘッドの位置に対する積分値の変化も小さくなるので、変化量に対するバースト信号の積分値の差分が小さくなり、磁気ヘッドの位置ずれに対する感度が低下し、ヘッド位置の位置決めを正確に行えない等の問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、サーボバースト信号を正確に検出することによりヘッドの位置決めを正確に行えるヘッド位置検出方法及びディスク装置を提供することを目的とする。

本発明は、ディスク上に予め書き込まれたサーボ信号をヘッドにより読み取り、該ヘッドにより読み取った該サーボ信号を所定のゼロクロス点の数分、積分し、該積分値に基づいて該ヘッドの該ディスク上での位置を検出するヘッド位置検出方法において、前記サーボ信号のゼロクロス点を検出し、前記ゼロクロス点を計数するとともに、前記サーボ信号のゼロクロス点の検出を開始してからの時間を計時し、前記計時時間が前記サーボ信号のゼロクロス点のカウントが開始されてから一定のカウント値になる時間より小さい所定時間以上となり、かつ、前記検出したゼロクロス点が前記所定の数分検出されたときに、前記サーボ信号の積分動作を停止することを特徴とする。

本発明によれば、サーボ信号中のノイズをゼロクロス点としてカウントし、前記所定時間以内に一定カウント数となってしまった場合でも、所定時間経過しないと積分の停止を許可しないので、必要以上に小さい積分値を検出してしまうことがないため、ノイズなどの影響を低減でき、ヘッドのディスク上での位置を正確に検出できる。

上述の如く、本発明によれば、サーボ信号中のノイズをゼロクロス点としてカウントし、前記所定時間以内に一定カウント数となってしまった場合でも、所定時間経過しないと積分を停止を許可しないので、必要以上に小さい積分値を検出してしまうことがないため、ノイズなどの影響を低減でき、ヘッドのディスク上での位置を正確に検出できる等の特長を有する。

図２に本発明の一実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に本発明のサーボ信号検出方法を適用したものである。

本実施例のハードディスクドライブ１００は、サーボ検出部１０１、及び、ＣＰＵ１０２に特徴がある。本実施例のサーボ検出部１０１は、サーボバースト信号の積分値を検出して、サーボバースト信号の差分からトラッキングエラー信号を生成する回路で、サーボバースト信号からゼロクロス点の検出に影響のある高周波のノイズを除去するとともに、サーボバースト信号の期間を限定し、サーボバースト信号の誤検出がないよう構成している。

図１に本発明の一実施例のサーボ検出部１０１のブロック構成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例のサーボ検出部１０１には、ＡＧＣアンプの出力信号が供給される。サーボ検出部１０１では、ＡＧＣアンプ７の出力信号は、まず、ノイズを除去するローパスフィルタ１１１に供給される。

ローパスフィルタ１１１は、サーボバースト信号の周波数を約７〜８ＭＨｚとしたとき、その倍程度の２０ＭＨｚ以上の周波数の信号をカットする特性に設定されている。このローパスフィルタ１１１により、サーボバースト信号の波形を歪ませることなく、ノイズ成分が除去され、ゼロクロス検出器３４に供給される。このため、ゼロクロス検出器３４は、ノイズ成分を誤ってゼロクロス点として検出してしまうことがなくなる。

ローパスフィルタ１１１によりノイズ成分が除去された信号は、全波整流器３１、及び、ゼロクロス検出器３４に供給される。全波整流器３１は、ローパスフィルタ１１１から供給された信号を全波整流する。また、ゼロクロス検出器３４は、ローパスフィルタ１１１から供給された信号のゼロクロス点を検出する。全波整流器３１で全波整流された信号は、積分回路１１２に供給される。積分回路１１２は、全波整流器で全波整流された信号をコンデンサに充電することにより、サーボバースト信号の積分値を検出し、Ａ／Ｄ変換器３３によりディジタルデータに変換した後ＣＰＵ１０２に供給する。

ここで、積分回路１１２の詳細を図面とともに説明する。図３に本発明の一実施例の積分回路のブロック構成図を示す。本実施例の積分回路１１２は、容量の異なる２つのコンデンサＣ1 及びＣ2 、コンデンサＣ1 及びＣ2 のうち充電を行うべきコンデンサを切り換える切換回路１２１、切換回路１２１により選択されたコンデンサの充電電圧をホールドするホールド回路１２２から構成される。

コンデンサＣ1 は、コンデンサＣ2 に比べて大きい容量に設定されており、磁気ヘッド３の位置が磁気ディスク２の所定の位置より内周側に位置するときに選択される。また、コンデンサＣ2 は、コンデンサＣ1 に比べて小さい容量に設定されており、磁気ヘッド３の位置が磁気ディスク２の所定の位置より外周側に位置するときに選択される。

切換回路１２１には、ＣＰＵ１０２から切換制御信号が供給される。切換回路１２１は、ＣＰＵ１０２から供給される切換制御信号に応じてコンデンサＣ1 、Ｃ2 の接続を切り換える。ＣＰＵ１０２は、シリンダ番号の検出結果に応じて実効される容量切換処理により切換制御信号を生成する。

図４に本発明の一実施例のＣＰＵの容量切換処理のフローチャートを示す。ＣＰＵ１０２は、信号検出部８からの信号を監視しており、図に示すサーボ部の読み取りを検出すると、容量切換処理を実行する。ＣＰＵ１０２は、まず、信号検出部８から供給されたシリンダ番号情報Ｓa を認識する（ステップＳ１−１、Ｓ１−２）。

ステップＳ１−２で、シリンダ番号情報Ｓa を認識すると、認識したシリンダ番号情報Ｓa を予め設定しておいた磁気ディスク２の外周側と内周側とを分ける境界のシリンダ番号Ｓ0 と比較する（ステップＳ１−３）。ステップＳ１−３で、認識したシリンダ番号Ｓa が境界のシリンダ番号Ｓa より小さければ、磁気ディスク２に対して磁気ヘッド３が内周側に位置すると判断して、切換回路１２１をコンデンサＣ1 が接続されるように制御する切換制御信号を生成する（ステップＳ１−４）。

また、ステップＳ１−３で、認識したシリンダ番号Ｓa が境界のシリンダ番号Ｓa より大きければ、磁気ディスク２に対して磁気ヘッド３が外周側に位置すると判断して、切換回路１２１をコンデンサＣ1 が接続されるように制御する切換制御信号を生成する（ステップＳ１−５）。このように、ＣＰＵ１０２による容量切換処理により、磁気ディスク２上で現在、磁気ヘッド３が走査しているサーボ部に格納されたシリンダ番号情報に応じて、現在、磁気ヘッド３が磁気ディスク２上の内周側に存在するか、外周側に存在するかが判定され、切換回路１２１に磁気ヘッド３の位置に応じた切換制御信号が供給される。切換回路１２１は、ＣＰＵ１０２からの切換制御信号に応じて容量の大きいコンデンサＣ1 又は容量の小さいコンデンサＣ2 のいずれかに切り換える。

以上により磁気ヘッド３が磁気ディスク２の内周側に位置するときには容量が大きなコンデンサＣ1 が接続され、磁気ヘッド３が磁気ディスク２の外周側に位置するときには容量の小さなコンデンサＣ2 が接続される。このため、図１７に示すように磁気ヘッド３による再生信号の半値幅の大きくなる磁気ディスクの内周側では外周側に比べて容量の大きいコンデンサＣ1 によりサーボバースト信号が充電され、積分値が求められ、図１７に示すように磁気ヘッド３による再生信号の半値幅が小さくなる磁気ディスク２の外周側では内周側に比べて容量の小さいコンデンサＣ1 によりサーボバースト信号が充電され、積分値が求められるため、磁気ディスク２の内周側と外周側とで積分値に差が生じないように設定すれば、磁気ディスク２の内周側と外周側とでの位置制御の感度をほぼ等しくできる。したがって、磁気ディスク２の全面に亘って磁気ヘッド３の位置決めの精度を一定にできる。

なお、上記積分回路１１２では、容量の異なるコンデンサＣ1 ，Ｃ2 の切換により積分値の傾きを磁気ディスクの内外周によらず、一定となるようにしたが、コンデンサの容量を一定として充電電流を磁気ヘッド３の磁気ディスク２上での位置に応じて変化させることにより、積分値を一定にする構成も考えられる。図５に本発明の一実施例の積分回路の変形例のブロック構成図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例の積分回路１２３は、コンデンサＣ0 の容量を固定とし、全波整流器の出力信号に応じた電流をチャージポンプ回路１２４によりコンデンサＣ0 に供給する構成とする。チャージポンプ回路１２４の全波整流器３１の出力信号に対する出力電流をゲインは、ＣＰＵ１０２からの指示情報に応じて変化する。ＣＰＵ１０２の指示情報は、Ｄ／Ａ変換器１２５によりアナログ信号に変換されてチャージポンプ回路１２４に供給される。

図６に本発明の一実施例の変形例の積分回路を用いたときのＣＰＵの容量切換処理のフローチャートを示す。ＣＰＵ１０２は、信号処理部からの信号を監視しており、図に示すサーボ部の読み取りを認識検出すると、容量切換処理を実行する。ＣＰＵ１０２は、信号検出部８から供給されたシリンダ番号情報Ｓa を認識する（ステップＳ２−１、Ｓ２−２）。

ステップＳ２−２で、シリンダ番号情報Ｓa を認識すると、ＣＰＵ１０２は認識したシリンダ番号情報Ｓa に応じて、内部に予め設定しておいた充電電流情報を読み出し、Ｄ／Ａ変換器に供給する（ステップＳ２−３）。充電電流情報は、サーボバースト部の再生信号の半値幅Ｗ₅₀に応じて設定されており、チャージポンプ回路１２４からコンデンサＣ0 に供給される充電電流が磁気ディスクの内周側のシリンダ番号ほど、大きくなるように設定されている。

Ｄ／Ａ変換器１２５は、ＣＰＵ１０２から供給された充電電流情報をアナログ信号に変換してチャージポンプ回路１２４に供給する。チャージポンプ回路１２４はＣＰＵからの充電電流情報に応じたゲインで、全波整流器の出力信号を増幅した充電電流をコンデンサＣ0 に供給する。以上により、磁気ヘッド３の磁気ディスク２上での位置によらず、サーボバースト部の積分値の傾きを一定にできるので、磁気ディスク２の内周側と外周側とでの位置制御の感度をほぼ等しくでき、したがって、磁気ディスク２の全面に亘って磁気ヘッド３の位置決めの精度を一定にできる。

上記図３、図５の積分回路１１２、１２３で検出されたサーボバースト信号の積分値は、Ａ／Ｄ変換器３３に供給される。Ａ／Ｄ変換器３３は、積分回路１１２で検出されたサーボバースト信号のアナログ積分値をディジタルデータに変換してＣＰＵ１０２に供給する。ＣＰＵ１０２はＡ／Ｄ変換器１２５から供給されるディジタル情報に基づいて磁気ヘッド３の磁気ディスク２に対する位置を制御するサーボ処理を行う。

図７に本発明の一実施例のＣＰＵのサーボ処理のフローチャートを示す。ＣＰＵ１０２は、サーボ処理では、まず、図１２に示す第１サーボバースト信号Ｓ1 の積分値に対応したディジタル情報をＡ／Ｄ変換器３３から取得し、保持する（ステップＳ３−１）。次に、ＣＰＵ１０２は、図１２に示す第１サーボバースト信号Ｓ1 の次に配置された第２サーボバースト信号Ｓ2 の積分値に対応したディジタル情報をＡ／Ｄ変換器３３から取得し、保持する（ステップＳ３−２）。

ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２−１で取得・保持した第１サーボバースト信号Ｓ1 の積分値とステップＳ３−２で取得・保持した第２サーボバースト信号Ｓ2の積分値との差を検出し、第１サーボバースト信号Ｓ1 の積分値と第２サーボバースト信号Ｓ2 の積分値との差に応じてヘッド位置制御信号を作成する（ステップＳ３−３、Ｓ３−４）。

ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３−４で作成されたヘッド位置制御信号をＤ／Ａ変換器１１に供給して、サーボ処理を終了する（ステップＳ３−５）。Ｄ／Ａ変換器１１は、ＣＰＵ１０２から供給されたヘッド位置制御信号をアナログ信号に変換して、アクチュエータ５を駆動するドライバ１２に供給する。ドライバ１２はＤ／Ａ変換器１１から供給されたヘッド位置制御信号に応じてアクチュエータ５を駆動する駆動信号を補正する。

ドライバ１２で生成された駆動信号はアクチュエータ５に供給される。アクチュエータ５はドライバ１２から供給される駆動信号に応じて回動して、磁気ヘッド３を磁気ディスク２の内外周方向に移動させる。以上により、現在磁気ヘッド３が走査しているシリンダに隣接するシリンダとの境界部分に配置された第１及び第２サーボバースト信号Ｓ1 、Ｓ2 を検出し、その積分値の差に応じて磁気ヘッド３が第１及び第２サーボバースト信号Ｓ1 、Ｓ2 の積分値の差がなくなるように、すなわち、磁気ヘッド３が所望のシリンダの中心線上を走査するように制御される。

ここで、ゼロクロスカウンタ１１３、タイマ回路１１４について図１に戻って説明をする。サーボ検出部１０１において、ローパスフィルタ１１１の出力信号は、全波整流器３１を介して積分回路１１２に供給され、積分されると共に、ゼロクロス検出器３４に供給され、積分回路１１２による積分期間の制御に用いられる。

ゼロクロス検出器３４は、ローパスフィルタ１１１から供給された信号のゼロクロス点を検出して、ゼロクロス点でワンショットパルスを発生する。ゼロクロス点で発生されたワンショットパルスは、ゼロクロスカウンタ１１３に供給される。ゼロクロスカウンタ１１３は、ゼロクロス検出器３４から供給されたゼロクロス点で発生されたワンショットパルスをカウントする。このとき、ゼロクロスカウンタ１１３は、ＣＰＵ１０２から供給されるスタート制御信号によりリセットされ、出力パルスをハイレベルに立ち上げる。

ゼロクロスカウンタ１１３は、カウント値が予め設定された所定のカウント数に達すると、出力パルスを反転させ、ローレベルにする。ゼロクロスカウンタ１１３のカウント値はタイマ回路１１４に供給される。タイマ回路１１４には、ＣＰＵ１０２からゼロクロスカウンタ１１３に供給されるのと、同一のスタート制御信号が供給されており、スタート制御信号によりゼロクロスカウンタ１１３と同期してリセットされ、予め設定された所定時間の計時を行う。タイマ回路１１４は、所定時間経過後にゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスの出力を許可する。

図８に本発明の一実施例のタイマ回路の動作説明図を示す。図８（Ａ）は全波整流器３１により全波整流されたサーボバースト部の再生信号波形、図８（Ｂ）はコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧波形、図８（Ｃ）はタイマ回路１１４の出力パルス波形を示す。時刻ｔ1 で、サーボバースト部が検出されると、ＣＰＵ１０２からホールド回路１２２、ゼロクロスカウンタ１１３、タイマ回路１１４に対してスタート制御信号が供給される。ホールド回路１２２はＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてコンデンサＣ1 又はＣ2 を放電するとともに、保持された積分値をリセットする。このため、コンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧は図８（Ｂ）に示すように「０」とされる。

次に、図８（Ａ）に示すように全波整流器３１からサーボバースト部の再生信号を全波整流した信号が積分回路１１２に供給されると、積分回路１１２のコンデンサＣ1 又はＣ2 は全波整流器３１の出力信号により充電される。このため、図８（Ｂ）に示すようにコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧は、サーボバースト部の再生信号により徐々に充電される。

一方、ゼロクロスカウンタ１１３は、時刻ｔ1 で、ＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてリセットされ、出力パルスがハイレベルにされる。次にゼロクロスカウンタ１１３は、ゼロクロス検出器３４で検出されたサーボバースト部の再生信号のゼロクロス点をカウントする。ゼロクロスカウンタ１１３は、ゼロクロス点を所定数、例えば、「１０」までカウントすると、出力パルスをハイレベルからローレベルに反転させる。

また、タイマ回路１１４は、時刻ｔ1 で、ＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてリセットされ、所定の時間Ｔ0 経過した時刻ｔ2 まで計時を行う。タイマ回路１１４は、所定の計時時間Ｔ0 を経過した後、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスの出力を許可する。所定の時間Ｔ0 は、通常時にゼロクロス点をカウントした場合に所定の数になる前までの時間に設定されている。

このため、ゼロクロス点が時刻ｔ3 で所定のカウント数に達し、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスがローレベルになっても、タイマ回路１１４の計時は時刻ｔ1 から所定の時間Ｔ0 を経過していないので、タイマ回路１１４から積分回路１１２に供給される出力パルスは、ハイレベルに維持され、タイマ回路１１４の計時時間が所定の計時時間計Ｔ0 を経過した時刻ｔ2 で、ローレベルにされる。

また、サーボバースト部の再生信号が供給されてから、タイマ回路１１４の計時時間が所定時間Ｔ0 に達した後は、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスが積分回路１１２に供給される。このとき、ゼロクロスカウンタ１１３が所定のカウント数に達していなければ、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスは、ハイレベルなので、積分回路１１２に供給されるパルスはハイレベルに維持されることになる。

ゼロクロスカウンタ１１３のゼロクロス点のカウント値が時刻ｔ4 で所定カウント値に達すると、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスはローレベルに反転するので、時刻ｔ4 で積分回路１１２に供給されるパルスも反転してローレベルとなる。タイマ回路１１４からの出力パルスは積分回路１１２のホールド回路１２２に供給される。積分回路１１２のホールド回路１２２は、タイマ回路１１４からの出力パルスがハイレベルのときには、コンデンサＣ1 又はＣ2 に充電された充電電圧を取り込み保持し、タイマ回路１１４からの出力パルスがローレベルのときにはコンデンサＣ1 又はＣ2 との接続を切断して、ローレベルとなったときの充電電圧を保持する。

このため、サーボバースト部の再生信号のゼロクロス点のカウント数がノイズなどにより狂って、本来のカウントすべきゼロクロス点までゼロクロス点が計数されなくても、本来のカウント数の位置の近傍になるまではタイマ回路１１４により積分回路１１２のコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧がホールド回路１２２によりホールドされる。したがって、サーボバースト部に近似した積分値の検出が可能となる。

また、サーボバースト部の再生信号のゼロクロス点が正確にカウントされた場合には、正確なカウント数のゼロクロス点の直前でタイマ回路１１４の計時が終了し、カウントが終了した時点で積分回路１１２のコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧がホールド回路１２２によりホールドされる。このため、サーボバースト部の積分値を正確に検出できる。

本実施例によれば、ゼロクロスカウンタ１１３によりカウントすべきゼロクロス点のカウント数を管理するとともに、タイマ回路１１４によりサーボバースト部の再生信号のゼロクロス点が所定のカウント数になるべき時間を管理して、積分回路１１２のコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧の検出時点を制御することにより、サーボバースト部の積分値を正確に検出できるため、磁気ヘッド３のシリンダ上の走査を正確に行える。

なお、本実施例では、タイマ回路１１４は、積分が開始されてから所定の時間Ｔ0 経過後にゼロクロスカウンタ１１３の出力により積分回路１１２を停止させるように制御したが、更に、積分の終了時間を設定して、カウントミスなどによる過積分を防止する構成も考えられる。図９に本発明の一実施例のタイマ回路の変形例の動作説明図を示す。図９（Ａ）は全波整流器３１により全波整流されたサーボバースト部の再生信号波形、図９（Ｂ）はコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧波形、図９（Ｃ）はタイマ回路１１４の出力パルス許可信号の波形図を示す。

時刻ｔ1 で、サーボバースト部が検出されると、ＣＰＵ１０２からホールド回路１２２、ゼロクロスカウンタ１１３、タイマ回路１１４に対してスタート制御信号が供給される。ホールド回路１２２はＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてコンデンサＣ1 又はＣ2 を放電するとともに、保持された積分値をリセットする。このため、コンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧は図９（Ｂ）に示すように「０」とされる。

次に、図９（Ａ）に示すように全波整流器３１からサーボバースト部の再生信号を全波整流した信号が積分回路１１２に供給されると、積分回路１１２のコンデンサＣ1 又はＣ2 は全波整流器３１の出力信号により充電される。このため、図９（Ｂ）に示すようにコンデンサＣ1 又はＣ2 の充電電圧は、サーボバースト部の再生信号により徐々に充電される。

一方、ゼロクロスカウンタ１１３は、時刻ｔ1 で、ＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてリセットされ、出力パルスがハイレベルにされる。次にゼロクロスカウンタ１１３は、ゼロクロス検出器３４で検出されたサーボバースト部の再生信号のゼロクロス点をカウントする。ゼロクロスカウンタ１１３は、ゼロクロス点を所定数、例えば、「１０」までカウントすると、出力パルスをハイレベルからローレベルに反転させる。

また、タイマ回路１１４は、時刻ｔ1 で、ＣＰＵ１０２からのスタート制御信号に応じてリセットされ、計時を開始する。タイマ回路１１４は、計時時間が予め設定された第１の時間Ｔ1 になる時刻ｔ2 までは積分回路１１２に供給するパルスをハイレベルに保持し、予め設定された第２の時間Ｔ2 になる時刻ｔ3 以降はローレベルに保持し、リセットされてから、第１の時間Ｔ1 が経過してから第２の時間Ｔ2 経過するまでの時間Ｔ0 の間、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスの積分回路１１２への供給を許可する。

このとき、第１の時間Ｔ1 は、通常時にゼロクロス点をカウントした場合に所定の数になるであろう時間の前の時間に設定され、第２の時間Ｔ2 は、通常時にゼロクロス点をカウントした場合に所定の数になるであろう時間の後の時間に設定されている。このため、ゼロクロス点が時刻ｔ4 で所定のカウント数に達し、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスがローレベルになっても、タイマ回路１１４の計時は時刻ｔ1 から所定の時間Ｔ0 を経過していないので、タイマ回路１１４から積分回路１１２に供給される出力パルスは、ハイレベルに維持され、タイマ回路１１４の計時時間が第１の時間Ｔ1 となる時刻ｔ2 で、ローレベルにされ、積分回路１１２の積分動作は停止される。

また、サーボバースト部の再生信号が供給されてから、タイマ回路１１４の計時時間が第１の時間Ｔ1 に達した後は、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスが積分回路１１２に供給される。したがって、ゼロクロスカウンタ１１３のゼロクロス点のカウント数が所定値に達していない場合には、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスはハイレベルなので、積分回路１１２に供給されるパルスはハイレベルに維持される。ここで、ゼロクロスカウンタ１１３のゼロクロス点のカウント値が時刻ｔ5 で所定カウント値に達すると、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスはローレベルに反転するので、時刻ｔ5 で積分回路１１２に供給されるパルスも反転され、ローレベルとなり、積分回路１１２の積分動作は停止される。

さらに、サーボバースト部の再生信号が供給されてから、タイマ回路１１４の計時時間が第２の時間Ｔ2 に達した時刻ｔ3 になると、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスにかかわらず、積分回路１１２に供給されるパルスは強制的にローレベルとされ、積分回路１１２の積分動作は中止される。本実施例によれば、タイマ回路１１４の計時時間が第２の時間Ｔ2 に達した時刻ｔ3 になると、ゼロクロスカウンタ１１３の出力パルスにかかわらず、積分回路１１２に供給されるパルスは強制的にローレベルとされ、積分回路１１２の積分動作は中止されるので、カウントミスなどにより、ゼロクロスカウンタ１１３によりカウントされないゼロクロス点があった場合でも、タイマ回路１１２の計時時間がゼロクロス点のカウント値が予め設定された所定のカウント値から大きくずれた第２の時間Ｔ2 になると、積分回路１１２の積分動作を停止することができるため、積分回路１１２に必要以上の積分動作を行わせずに済む。したがって、サーボバースト信号の積分値が大きくずれてしまうことがなくなり、正確なサーボ動作を実行できる。

本発明の一実施例のサーボ検出部のブロック構成図である。 本発明の一実施例のブロック構成図である。 本発明の一実施例の積分回路のブロック構成図である。 本発明の一実施例のＣＰＵの容量切換処理のフローチャートである。 本発明の一実施例の積分回路の変形例のブロック構成図である。 本発明の一実施例の変形例の積分回路を用いときのＣＰＵの容量切換処理のフローチャートである。 本発明の一実施例のＣＰＵのサーボ処理のフォローチャートである。 本発明の一実施例のタイマ回路の動作説明図である。 本発明の一実施例のタイマ回路の変形例の動作説明図である。 従来の磁気ディスク装置の一例のブロック構成図である。 磁気ディスクのデータフォーマットを示す図である。 磁気ディスクのサーボ部のデータフォーマットを示す図である。 磁気ヘッドによりサーボバースト信号を再生したときの再生信号の波形図である。 従来のサーボ検出部の一例のブロック構成図である。 従来の積分回路の一例のブロック構成図である。 従来のサーボ検出部の動作説明図である。 磁気ディスクの内周側及び外周側のサーボバースト信号の波形図である。

符号の説明

２ 磁気ディスク
３ 磁気ヘッド
４ アーム
５ アクチュエータ
６ Ｒ／Ｗプリアンプ
７ ＡＧＣアンプ
８ 信号検出部
１１ Ｄ／Ａ変換器
１２ ドライバ
１０１ サーボ検出部
１０２ ＣＰＵ
１１１ ローパスフィルタ
１１２、１２３ 積分回路
１１３ ゼロクロスカウンタ
１１４ タイマ回路
１２１ 切換回路
１２２ ホールド回路
１２４ チャージポンプ回路
１２５ Ａ／Ｄ変換器

Claims (7)

1. ディスク上に予め書き込まれたサーボ信号をヘッドにより読み取り、該ヘッドにより読み取った該サーボ信号を所定のゼロクロス点の数分、積分し、該積分値に基づいて該ヘッドの該ディスク上での位置を検出するヘッド位置検出方法において、
   前記サーボ信号のゼロクロス点を検出し、前記ゼロクロス点を計数するとともに、前記サーボ信号のゼロクロス点の検出を開始してからの時間を計時し、
   前記計時時間が前記サーボ信号のゼロクロス点のカウントが開始されてから一定のカウント値になる時間より小さい所定時間以上となり、かつ、前記検出したゼロクロス点が前記所定の数分検出されたときに、前記サーボ信号の積分動作を停止することを特徴とするヘッド位置検出方法。
2. 前記計時時間が前記サーボ信号のゼロクロス点のカウントが開始されてから前記一定のカウント値になる時間より大きい所定時間になったときに前記サーボ信号の積分を停止することを特徴とする請求項１記載のヘッド位置検出方法。
3. 前記ヘッドによる前記ディスク上での前記サーボ信号の検出位置によらず、前記サーボ信号による位置制御の感度が一定になるように積分感度を制御することを特徴とする請求項１記載のヘッド位置検出方法。
4. 前記検出したサーボ信号のゼロクロス点にまたがって前記サーボ信号を変化させるノイズ成分を除去し、前記ノイズ成分を除去した前記サーボ信号を積分することにより前記ヘッドの位置を検出することを特徴とする請求項３記載のヘッド位置検出方法。
5. ディスク上に予め書き込まれた信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段で検出された信号中のヘッドの位置を検出するサーボ信号のゼロクロス点をカウントするゼロクロスカウンタと、該サーボ信号を該ゼロクロスカウンタのカウント値が所定のカウント値になるまで積分する積分回路と、該積分回路で積分された積分値に基づいて該ヘッドの該ディスク上での位置を制御する制御手段とを具備するディスク装置において、
   前記ゼロクロスカウンタのカウントが開始されてからの時間を計時する計時手段と、
   前記計時手段の前記計時時間が前記サーボ信号のゼロクロス点のカウントが開始されてから一定のカウント値になる時間より小さい所定時間以上となり、かつ、前記検出したゼロクロス点が前記所定のカウント数分検出されたときに、前記サーボ信号の積分動作を停止する積分停止制御手段を有することを特徴とするディスク装置。
6. 前記ゼロクロスカウンタのカウントが開始されてからの時間を計時する計時手段と、
   前記計時時間が前記サーボ信号のゼロクロス点のカウントが開始されてから、一定カウント値になる時間より大きい所定時間になったときに前記サーボ信号の積分動作を停止させる積分停止制御手段とを有することを特徴とする請求項５記載のディスク装置。
7. 前記ヘッドによる前記ディスク上での前記サーボ信号の検出位置によらず、前記サーボ信号による位置制御の感度が一定になるように積分感度を制御する積分感度制御手段を有することを特徴とする請求項５記載のディスク装置。

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