JPH02149984A

JPH02149984A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH02149984A
Application number: JP30367788A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakai; 裕児酒井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、記録媒体であるディスク面に記録されたサ
ーボ情報を用いてヘッドの位置決めを行う例えばフレキ
シブルディスク装置等の磁気ディスク装置に関するもの
である。

（従来の技術）近年、フレキシブルディスク装置（以下ＦＤＤと略記す
る）も大容量化の要求が高まり、線密度向上と共にトラ
ック密度の向上がさかんになされてきている。

トラック密度を上げるには、一般にディスクに予めトラ
ックの位置を与えるサーボ情報を埋め込み、このサーボ
情報を用いてデータトラックセンタに正確に位置決めす
ることでトラック密度を上げるようにしている。そして
、いくつかのサーボ方式の中で、フレキシブルディスク
（以下ＦＤと略記する）に特有な大きな偏心にも正確に
追従し、フォーマット効率の良いセクタサーボ方式が特
に用いられている。

また、セクタサーボ方式の採用と共に、位置決め機構と
して、リジッドディスク装置（以下ＲＤＤと略記する）
などで用いられているボイスコイルモータ（以下ＶＣＭ
と略記する）の採用により、高精度で且つ高速の位置決
めを可能としている。

以下に本発明者らが既に提案したセクタサーボ方式を従
来例として説明する。

第６図は、この従来例に係るサーボ系の構成ブロック図
を示し、第７図はサーボセクタに形成されたサーボ情報
パターンとその再生信号を示し、第８図はサーボ情報パ
ターンに含まれる位置ビット信号の検出方法を示し、第
９図は位置信号とトラック位置との関係を示している。

サーボセクタに埋め込まれたサーボ情報は、第７図に示
すような２相のダイビットパターンＡ１Ｂ、Ｃ，Ｄから
なり、これらは、第６図に示すヘッド２及びキャリッジ
３に収容されたリード／ライト回路５を介して記録媒体
１から読み出された後、ＡＧＣ電圧発生回路８で利得制
御されたＡＧＣアンプ１０によって増幅され、ピークホ
ールド回路１５に供給されるようになっている。

一方、前記ＡＧＣアンプ１０から出力される信号は、２
値化回路１１にも入力されて２値化された後、セクタ検
出回路１２に供給される。そして、そのセクタ検出回路
１２によってセクタ端の検出が行われ、セクタ検出信号
であるセクタパルスが発生される。セクタ端の検出は、
サーボセクタの先頭に設けられた非磁化反転領域（イレ
ーズ領域ともいう）を検出することによって行われる（
第７図（ａ））。

セクタ検出が行われると前記セクタパルスに同期してサ
ンプルパルス発生回路１３からピークホールドのための
ホールド／クリア信号がピークホールド回路１５に与え
られる（第７図（ｄ））。

そして第８図に示すように各ビット毎にピークホールド
された位置ビット信号は、さらに各ビット毎にＡ／Ｄ変
換器１８によってＡ／Ｄ変換されてそれらのピーク値が
ディジタルデータとして記憶回路１９に記憶される。さ
らに、μＣＰＵ２４ではこれらの位置ビット信号ピーク
値ＰＡ、ＰＢ。

ｐｃＳｐｏから第９図（ａ）に示すような２相の位置信
号Ｘ−ＰＡ−ＰＢ％Ｙ−ＰＣ−ＰＤ及びＵ−Ｘ−Ｙ、Ｖ
−Ｘ＋Ｙが作成サレル。

位置制御では、上記の位置信号が位置制御系にＤ／Ａ変
換器２０を介して出力される。位置制御系ではこの位置
信号Ｘ、Ｙが零となるように７６Ｍ４、即ちそれに載せ
られたヘッド２が制御され、零となる位置で決まるデー
タトラックセンタに正確に位置決めされる。

また、速度制御では、サーボセクタ毎に得られるヘッド
２の位置情報からそれらの差分を取ることで、１セクタ
周期内でヘッド２が移動した距離すなわち速度が求めら
れる。さらに、予め目標トラック付近までスムーズに速
度制御するための目標速度テーブルをμＣＰＵ２４内に
持ち、この目標速度に従ってヘッド２が動くように目標
速度と実際の速度の誤差に応じた制御信号がＤ／Ａ変換
器２０を介して７６Ｍ４に出力される。而して、速度制
御では、目標トラック付近まで高速でヘッド２を移動さ
せることにより、高速アクセスが実現されている（特開
昭５８−１４６０５８号公報、同６３−１６６０７８号
公報）。

このようにＦＤＤは、近年大容量化の要求に伴いトラッ
キングサーボによるトラック密度を向上させたものが開
発されつつあるが、従来ＦＤの利用法としてバックアッ
プ以外にシステムローディング等によく使われ、これら
既存のソフト資産を有効に活用するために、下位記録媒
体（ここではサーボ情報の書かれていない記録媒体を指
す）とのリード互換性も同時に強く要求されている。

しかしながら、位置決め機構にＶＣＭを用いた方式では
、ディスク上のサーボ情報を用いた閉ループサーボであ
るため、何等かのサーボ情報がないとヘッドを位置決め
することができない。

従来、それ程トラック密度の高くない大型のＲＤＤ等で
は、ＶＣＭを用いたヘッドの位置決めに光学式のスケー
ル位置センサを使用して、ヘッドの位置決めを行う方式
が採用されている。

そして、本発明者らは既に光学式のスケール位置センサ
を併用してサーボ情報の書かれていない下位の記録媒体
でもヘッドをそのトラックセンタに位置決めできる方式
を提案した。

しかしながら、上記スケールの温湿度膨脹係数がディス
クのそれと異なる場合や、安価なスケールを用いた場合
のスケールの製造誤差、さらには、温度変化によるスケ
ールセンサの感度の変動などによってＤＣ的なオフトラ
ックを生じ、このような点でなお改良が望まれている。

（発明が解決しようとする課題）このように、■ＣＭのようなそれ自身では位置決めする
ことができない位置決め機構を用いた従来のトラッキン
グサーボ付き高トラツク密度ＦＤＤでは、下位記録媒体
に対して【ま、光学スケール位置センサのような位置検
出手段を用いてディスク以外からヘッド位置情報を得て
ヘッドをデータトラックへ位置決めしているが、スケー
ルの温湿度膨脹係数が記録媒体のそれと異なる場合や、
安価なスケールを用いた場合のスケールの製造誤差、さ
らには、温度変化によるスケールセンサの感度の変動な
どによってＤＣ的なトラックズレを生じ、データトラッ
クセンタへ正確に位置決めすることが困難であるという
問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たもので、トラックキングサーボ付き高トラツク密度Ｆ
ＤＤにおいて、サーボ情報のない記録媒体に対しても、
最大の再生信号振幅が得られるデータトラック上の位置
に正確に位置決めすることができる磁気ディスク装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は上記課題を解決するために、サーボ情報が書
込まれている記録媒体に対しては当該サーボ情報に含ま
れる位置ビット信号のピーク値から得られるトラック位
置情報に従ってヘッドをデータトラックに位置決めし、
サーボ情報の書込みのない記録媒体に対しては媒体外部
のヘッド位置情報によってヘッドをデータトラックへ位
置決めする磁気ディスク装置であって、サーボ情報の書
込みのない記録媒体に対しデータトラック上の任意の複
数位置で任意の時間内に得られる再生信号エンベロープ
のピーク値を検出するピーク検出手段と、該ピーク検出
手段から得られた複数のピーク値の平均値が最大となる
ように前記ヘッド位置情報によって位置決めされるトラ
ック位置を修正するトラック位置修正手段とを有してな
ることを要旨とする。

（作用）この発明によれば、トラッキングサーボ付き高トラツク
密度ＦＤＤにおいて、サーボ情報の書込みのない記録媒
体に対しては、媒体外部に設けられた位置センサから得
られるトラック位置信号で決まるデータトラック位置に
ヘッドを位置決めし、さらに、そのデータトラック上の
任意の複数位置で任意の時間内に得られる再生信号のエ
ンベロープのピーク値をピーク検出手段によって検出し
、それによって得られた複数のピーク値の平均値が最大
となるように前記ヘッド位置信号にオフセット信号を与
えて位置決め位置の修正が行われる。而して、位置セン
サから得られる位置信号が製造誤差等により正確でなか
ったり、温度変化等によって変動しても、ヘッドをデー
タトラック上に正確に位置決めすることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。

なお、第１図において、前記第６図における機器等と同
一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示し、
重複した説明を省略する。

まず、磁気ディスク装置の構成を説明すると、この実施
例では、ヘッド２の位置を検出する位置センサ６が媒体
外部に新たに設けられ、それから得られるヘッド位置信
号がＡ／Ｄ変換器１８、記憶回路１９を介してμＣＰＵ
２６に取り込まれてヘッド位置が監視されると同時にそ
のｔ＼ツド位置信号によって位置決めするための位置制
御系の補償回路２５が設けられている。また、ＡＧＣア
ンプ１０のＡＧＣ電圧が必要に応じて一定電圧７となり
、固定ゲインのアンプとして機能するようになっている
。さらに、ピークホールド回路１５のホールド／クリア
信号が必要に応じてμＣＰＵ２６から発生され、必要に
応じて再生信号のピーク値がμＣＰＵ２６に取込まれる
ようになっている。

このようにして、ピークホールド回路１５は、サーボ情
報の書込みのない記録媒体に対して、その再生信号エン
ベロープのピーク値を検出するピーク検出手段として機
能し、また、μＣＰＵ２６は、そのピーク検出手段から
得られた複数のピーク値の平均値が最大となるように、
位置センサ６の位置信号によって位置決めされるトラッ
ク位置を修正するトラック位置修正手段として機能する
ようになっている。また、各信号を切替えるためのスイ
ッチＳ　Ｗ　ａ　９．５Ｗｂ１４、Ｓ　Ｗ　ｃ　１６、
ＳＷｄ　１７、Ｓ　Ｗ　ｅ　２２及び５Ｗｆ２７が所要
の回路位置にそれぞれ設けられている。そして、これら
のスイッチは、μＣＰＵ２６に内蔵のタイマにより周期
的に切替えられるようになっている。

次に、上述のように構成された磁気ディスク装置の作用
を第２図ないし第５図を用いて説明する。

第４図のフローチャートで示すように、サーボ情報が埋
め込まれた記録媒体１が挿入されるとその記録媒体１か
らヘッド２よって信号が読みだされ、さらに、それはり
−ド／ライト回路５を介して、ＡＧＣアンプ１０に送ら
れる。この時Ｓ　Ｗ　ａ９は、端子Ｂが選択され、一定
の信号振幅に制御される。さらに、この再生信号は、２
値化回路１１に送られて二値化された後、セクタ検出回
路１２によってセクタ検出が行われ、セクタが検出され
る度にセクタパルスが発生される。そして、セクタパル
スに同期してサンプルパルス発生回路１３からサーボ情
報に含まれる位置ビット信号のピーク値をピークホール
ド回路１５によって検出するためのホールド／クリア信
号が発生される（ステップ４１〜４３）。このとき、μ
ＣＰＵ２６は、５Ｗｂ１４が端子Ｂに、Ｓ　Ｗ　ｃ　１
６が端子Ｂに、５Ｗｄ１７が端子Ａになるように各スイ
ッチを切替えている。これに続く信号の流れ及びヘッド
２の位置決め作用（ステップ４４）は、前記従来の磁気
ディスク装置で述べたものとほぼ同じである。

次いで、サーボ情報の書込みのない記録媒体が挿入され
たときのヘッド２の位置決め作用を、第５図のフローチ
ャート等を用いて説明する。

サーボ情報の書込みのない記録媒体が挿入されたときは
、まず、光学位置センサ６から得られる位置信号がμＣ
ＰＵ２６に取込まれるように、スイッチ５Ｗｃ１６等の
切替え制御がなされて、その光学位置センサ６から得ら
れる位置信号が零になる位置にヘッド２の位置決めがな
される（ステップ５１〜５７）。このあと、ステップ５
８により、次のようにして、その位置決めされたトラッ
ク位置の修正が行われる。

即ち、Ａ、　Ｇ　Ｃアンプ１０はＳ　Ｗ　ａ　９が端子
Ａに切り替えられ、ＡＧＣアンプ１０に一定電圧７が与
えられてゲイン一定のアンプとなる、このゲインの固定
されたＡＧＣアンプ１０からの再生信号は、ピークホー
ルド回路１５に入力される。そして、このときμＣＰＵ
２６は、５Ｗｂ１４が端子Ａに、５Ｗｃ１６が端子Ｂに
、ＳＷｄ　１７が端子Ｂとなるように切替えている。

さらに、μＣＰＵ２６は、μＣＰＵ内蔵のＩ１０ポート
から必要な位置で必要な時間だけピークホールド信号を
出力し、その期間内の前記再生信号のエンベロープのピ
ーク値がピークホールド回路１５によってホールドされ
る。ホールドされた信号は、さらにＡ／Ｄ変換器１８に
よってＡ／Ｄ変換され、μＣＰＵ２６に取り込まれる。

この時のＡ／Ｄスタート・エンド信号もμＣＰＵ２６か
らのＩ１０ボートから出力される（ステップ５８〜６１
）。

そして、μＣＰＵ２６は１回転周期内をＳ分割した周期
でピーク値を取り込む。前記ピークホールドの周期は、
その周期内に最低記録周波数の信号即ち信号振幅が最大
となる信号が必ず１つは含まれるような時間幅以上の時
間を持っている。

第２図の（ａ）〜（Ｃ）は、サーボ情報の書かれていな
い記録媒体のデータトラック３３をトラッキングサーボ
付き高トラツク密度ＦＤＤのトラック幅の狭いヘッド２
で読むときの軌跡を示し、同図の（ｅ）〜（ｇ）は、上
記（ａ）〜（Ｃ）の各軌跡に対する再生信号のエンベロ
ープを示し、同図（ｄ）は記録媒体が１回転すると同じ
場所で１回出力されるインデッス信号３４を示し、同図
（ｈ）はμＣＰＵ２６のＩ１０ボートから出力されるピ
ークホールド／クリア信号３５を示し、同図（ｉ）はＡ
／Ｄ変換されてμＣＰＵ２６に取り込まれる再生信号エ
ンベロープのピーク値（この図では（ｅ）に対するもの
）を示している。

また、位置センサ６から得られる２柑の位置信号ＬＸ３
１、ＬＹ３２を第３図（ｂ）に示す。第３図（ａ）は、
前記従来例で述べたサーボ情報が書かれている記録媒体
から得られる位置信号Ｘ２９、Ｙ２Ｏを示している。位
置制御において、ヘッド２は位置信号が零となるように
制御されるため、位置センサ６から得られる位置信号Ｌ
Ｘ３１、ＬＹ３２によって位置決めされるトラック間隔
は、この例では同図（ａ）の場合の４倍となる。即ち、
サーボ情報が書かれていない記録媒体の挿入時は、トラ
ックピッチが４倍広い。

位置センサ６から得られる位置信号はそのまま位置制御
信号として位置制御系の補償回路２５へ送られ、位置制
御信号がこの補償回路２５からの信号となるようにμＣ
ＰＵ２６は５Ｗｆ２７を端子Ｂに切り替える。また、こ
のときＤ／Ａ変換器２０からの信号出力は、加算器２８
によって位置信号と加算され位置決め位置にオフセット
を与える信号となる、このオフセット信号によってヘッ
ド２の位置が修正される（第５図、ステップ６４．６５
）。なお、μＣＰＵ２６はこの位置信号を取込むように
なっており、５Ｗｃ１６を端子Ａに切替えることでＡ／
Ｄ変換器１８によりＡ／Ｄ変換されて取込まれる。位置
制御時は位置の監視をし、前記再生信号エンベロープの
ピーク値の検出を行わない時に５Ｗｃ１６は端子Ａに選
択される。速度制御時は常に端子Ａに選択され、位置信
号から速度信号を求めて、速度制御が行われる。

面してまず、下位記録媒体のトラックピッチをＴｐとす
ると位置センサ６からの位置信号が零となる位置から内
周または外周にＴｐ／２離れた位置まで前記オフセット
信号によりオフセットをかけて移動させ、この位置でイ
ンデックス信号３４に同期して１回転に亙って再生信号
エンベロープのピーク値データＰを８個取込む。取り込
まれたピーク値データＰからμＣＰＵ２６によってこれ
らデータの平均値ＰＡ、を求めて、これを記憶しておく
。このとき、さらにそれらデータＰの最大値ＰＭ、を同
時に求めて記憶しておく。

次に、最初内周側に１／２トラツク移動させた位置から
始めたならば、外周側へ向ってΔＴだけ僅かにヘッド２
の位置をオフセットをかけて移動させて行く。ここで最
初が外周側なら内周側へ移動させて行く。そして各位置
Ｔｎでは前記と同様に、１回転に亙ってピーク値データ
Ｐを得ると共にそれらの平均値ＰＡｎ及び最大値Ｐ　Ｍ
　ｎを求める。

さらに最大値Ｐ　Ｍ　ｎはその都度、それまでに得られ
た最大値ＰＭｎ　（ｎ−１，２，３、・・・・・ｋ）か
らそれらの平均値ＰＭＡｎ＝　（ＰＭ１＋　・　　Φ＋ＰＭｋ）／ｋを求
める。

このようにして得られたデータから下位媒体のデータト
ラック中心に正確に位置決めするには、データＰＡｎ　
　（ｎ＝１．２．３、　　　　−ｋ）のうち最大の値を
取る位置か、またはＰ　Ｍ　Ａ　ｎのある値以上例えば
８０％以上の値を取るＰＡｎが得られた範囲の中心に位
置決めすると共にその時のオフセット量を記憶しておく
。

また、第２の方法として、トラックピッチＴｐの範囲内
の全てに亙って行わなくても、初期位置から移動させて
ＰＡｎが減少を始める位置まで移動したならば、それ以
上移動させないでそれまでに得られたＰＡｎのうち最大
値を取る位置に位置決めすると共にやはりその時のオフ
セット量を記憶しておく。但し、減少を始めたときのＰ
Ａｎの値はＰ　Ｍ　ｎのある値例えば８０％から９０％
以上の場合にのみヘッド２の移動を停止し、それを満足
しない場合は、両者を満足する位置まで継続する。

また、第３の方法として、初期位置は前記の位置に限ら
ず、位置センサ６からの位置信号が零となる位置から±
Ｔｐの範囲内ならば、任意の位置から始めても良い。移
動を開始してＰＡｎが減少しはじめたならば、移動方向
を反転させる。但し、この場合も減少を始めたときのＰ
Ａｎの値はＰＭｎのある値例えば８０％から９０％以上
の場合にのみである。前記条件を満足せずに限界位置に
達したならば、初期位置に戻って反対方向へ移動しなが
ら行う。そして前記第２の方法と同様にＰＡｎがＰ　Ｍ
　ｎの８０％から９０％以上に値を満足しかつＰＡｎが
減少を始める位置まで移動したならば、それ以上移動さ
せないで、それまでに得られたＰＡｎのうち最大値を取
る位置に位置決めすると共にやはりその時のオフセット
量を記憶しておく　。

以上のようなオフセット量を求める操作は、全てのトラ
ックにおいて行う必要は無く、いくつかの範囲に分割し
た中の１トラツクにおいて行いその範囲内では同じオフ
トラック量により位置を修正する。また以上のようなオ
フセット量を求める操作は、記録媒体が変わった場合や
時間が経過した場合に適宜行う。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、トラッキング
サーボ付き高トラツク密度ＦＤＤにおいて、サーボ情報
の書込みのない記録媒体に対して媒体外部に設けた位置
センサから得られる位置信号を用いてデータトラック位
置にヘッドを位置決めする場合、その位置信号が製造誤
差等により正確でなかったり、温度変化等によって変動
しても、正確にデータトラック上に位置決めすることが
できる。従って、媒体外部に設ける位置センサは、精度
の余り高くない安価な位置センサでもよいのでコスト低
減を図ることでかできる。また、再生信号のエンベロー
プのピーク値を検出するためのピークホールド手段等は
、サーボ情報が書込まれた記録媒体からサーボ情報を取
出すための回路をそのまま利用できるので、回路量の増
加を招くことは殆んどない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明に係る磁気ディスク装置
の実施例を示すもので、第１図はサーボ系の構成を示す
ブロック図、第２図はサーボ情報の書込みのない記録媒
体のデータトラックをトラッキングサーボ付き高トラツ
ク密度ＦＤＤのトラック幅の狭いヘッドで読むときの軌
跡及びそのときの再生信号のエンベロープ等を示すタイ
ミングチャート、第３図は位置センサから得られる２相
の位置信号を比較例とともに示す信号波形図、第４図及
び第５図はそれぞれ作用を説明するためのフローチャー
ト、第６図ないし第９図は従来の磁気ディスク装置を示
すもので、第６図はサーボ系の構成を示すブロック図、
第７図はサーボセクタに形成されたサーボ情報パターン
とその再生信号を示す図、第８図はサーボ情報パターン
に含まれる位置ビット信号の検出方法を説明するための
各信号のタイミングチャート、第９図は位置信号とトラ
ック位置の関係を示す図である。１：記録媒体、　　　２：ヘッド、６：媒体外部の位置センサ、１５：ピーク検出手段を構成するピークホールド回路、２６：μＣＰＵ　（）ラック位置修正手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

サーボ情報が書込まれている記録媒体に対しては当該サ
ーボ情報に含まれる位置ビット信号のピーク値から得ら
れるトラック位置情報に従ってヘッドをデータトラック
に位置決めし、サーボ情報の書込みのない記録媒体に対
しては媒体外部のヘッド位置情報によってヘッドをデー
タトラックへ位置決めする磁気ディスク装置であって、
サーボ情報の書込みのない記録媒体に対しデータトラッ
ク上の任意の複数位置で任意の時間内に得られる再生信
号エンベロープのピーク値を検出するピーク検出手段と
、該ピーク検出手段から得られた複数のピーク値の平均
値が最大となるように前記ヘッド位置情報によって位置
決めされるトラック位置を修正するトラック位置修正手
段とを有してなることを特徴とする磁気ディスク装置。