JPH03119579A - 磁気ディスクのヘッド位置決め装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、セクタサーボ方式の磁気ディスクのヘッド位
置決め装置に関する。

（従来の技術） 一般に、セクタサーボ方式の磁気ディスクでは磁気ディ
スク媒体を等間隔で放射状に分割して得られるセクタの
それぞれにサーボセクタを設け、このサーボセクタにヘ
ッド位置決めのためのサボ情報を記憶させ、この情報を
磁気ヘッドで読み取らせつつ所定のトラックに追従させ
る。

ところが、磁気ディスク媒体は、その材質により程度の
差はあるものの温湿度の影響による異方的な伸縮作用を
受け、大なり小なり各トラックの真円をいびつな円に変
形してしまう。また、特に、フロッピディスクなどスピ
ンドルに対し媒体交換を行う磁気ディスク媒体では、チ
ャッキング誤差により、ドラック円の中心がスピンドル
中心からずれる。

そこで、従来は、これらトラック振れの影響を極力避は
良好なサーボ追従性を得るため、サーボセクタの数を可
能な限り増加させ、各サーボセクタの数で定まるサーボ
情報のサンプリング周期を短かくしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、一般にサーボセクタの数は記録、再生す
るデータ量との兼ね合いで定められ、特にフロッピディ
スク装置では、フォーマット効率を上げるためにサーボ
セクタの数を３８程度に抑える必要があり、セクタ数を
無闇に増加できないという問題点がある。

また、サーボセクタからの情報のみを用いた場合、１つ
のセクタから次のセクタの期間に亙って位置誤差信号が
得られないため、外乱などによってヘッドがオフトラッ
クした時の応答が悪くなるという問題点がある。

さらに、一般にサンプル値制御系では、サンプルホール
ドによる位相遅れがあり、この位相遅れが制御系に影響
を与えないようにするためには、サーボ帯域をサンプリ
ング周波数の１／７以下程度に制限する必要があり、こ
のためトラック振れの周波数帯域で利得が低下すること
になり、十分なトラック追従性が実現できないという問
題点があった。

そこで、本発明は、このような事情を考慮してなされた
もので、・ディスク媒体上のサーボ情報を無闇に増やす
事なく、トラック振れが生じても高精度のヘッド位置決
めができる磁気ディスクのヘッド位置決め装置及びこれ
に用いる磁気ディスク媒体を提供するごとを目的とする
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 」二記課題を解決する本発明は、その概要を第１図に示
すように、回転駆動される磁気ディスク媒体の円周上に
多数設けられたトラックに対し、各セクタに設けられた
サーボ情報を磁気ヘッドで読み取りつつ所定トラックに
沿って前記磁気ヘッドを案内する磁気ディスクのヘッド
位置決め装置において、前記トラックの回転軸中心に対
するずれをトラック振れ情報として予め記憶するトラッ
ク振れ情報記憶手段Ｃ１と、各セクタで読み取ったサー
ボ情報に基いて前記磁気ヘッドの位置誤差信号を形成し
前記磁気ヘッドを所定のトランク上に位置決めする位置
決め手段Ｃ２と、前記磁気ヘッドの現在位置を検出する
現在位置検出手段Ｃ３と、前記記憶手段Ｃ］のトラック
振れ情報から前記磁気ヘッドが次のセクタのサーボ情報
を読み取る途中における当該トラックの実際位置を推定
するトラック位置推定手段Ｃ４と、該手段Ｃ４により推
定されたトラック位置と前記現在位置検出手段Ｃ３で検
出された現在位置の差から推定誤差信号を形成する推定
誤差信号形成手段Ｃ５と、該手段Ｃ５て形成された推定
誤差信号を各セクタの途中で前記位置決め手段の位置誤
差信号として与える中間信号付与手段Ｃ６を備えたこと
を特徴とする。

また、上記ヘッド位置決め装置に用いる本発明の磁気デ
ィスク媒体は、ガードゾーン及びデータゾーンを有する
サーボセクタ方式の磁気ディスク媒体において、ガード
ゾーンのセクタ数をデータゾーンのそれより多くしたこ
とを特徴とする。

（作用） 本発明の磁気ディスクの位置決め装置では、各サーボセ
クタのサーボ情報のサンプリング途中にて、トラック位
置推定手段Ｃ４、推定誤差信号形成手段Ｃ５により、実
際位置とトラック推定位置との間のずれを検出し、これ
を位置決め手段Ｃ２の位置誤差信号として勾える。

したがって、本発明のヘッド位置決め装置ては、サーボ
セクタ間に適宜数の推定誤差信号を挿入することにより
、等価的に位置誤差信号を増加させることになり、トラ
ック追従性能、外乱特性を向上させることができる。

また、本発明の磁気ディスク媒体では、ガードゾーンに
データゾーンより多数のサーボセクタを設けるので、カ
ートゾーンでのトラック追従性を良好として、ここで正
確なトラック振れ情報を採取することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係わる磁気ディスクの位
置決め装置の説明図である。

図示のように、本例の位置決め装置は、スピンドル１の
回転により回転駆動される磁気ディスク媒体２に対し、
情報を記録再生する磁気ヘッド３を備え、この磁気ヘッ
ド３を移動機構４で前記ディスク媒体２の半径方向に移
動自在に構成しである。

移動機構４は、例えばリニアボイスコイルモータ（ＬＶ
ＣＭ）で構成され、前記磁気ヘッド３を制御信号に応じ
て磁気ディスク媒体２に対し所定の半径位置へ位置決め
する。

前記移動機構４には、前記スピンドル］を固定するベー
スに対しての変位を検出するための光学センサ５が設け
られている。このセンサ５は、移動機構４の側面に設け
たスケールＬＳを読み取るようになっており、移動機構
４、ずなわぢ磁気ヘッドの現在位置を検出することがで
きる。

第３図に示すように、前記磁気ディスク媒体ンの一面ま
たは両面には、周知のものと同様に外周部にガードゾー
ン６が、内周部にデータゾーン７が設けられ、両ゾーン
６．７には、それぞれサボセクタ８Ｇ、８Ｄが備えられ
ている。本例でのデータゾーン７のセクタ８Ｄの数は従
来のものと同様に３８程度であるとする。また、ガード
ゾーン６のサーボセクタ８Ｇの数はデータゾーン７のセ
クタ数の２倍（７６個）であるとする。９はブタセクタ
を示す。１０はデータゾーンのセクタ間隔を示す。

また、第４図に示す様に、前記サーボセクタ８Ｇ、８Ｄ
には、このサーボセクタ８Ｄ、８Ｇを検］　０ 出するためのイレーズ部（ＥＲＡＳＥ’）１１と、ＡＧ
Ｃ部１２とガードゾーン６、データゾーン７を判別する
ためのゾーン検出部（ＺＯＮＥ）１３と、サーボパター
ンが書き込まれたポジション部（ＰＯ３Ｉ　Ｓ　Ｉ　０
Ｎ）１４が設けられでいる。

したがって、本例の磁気ヘッド３によるサーボセクタ８
Ｄ、８Ｇの検出では、第４図の図中央部骨に示したギャ
ップ１５をサーボトラックの中央に位置させるとき、基
本的にはスピンドル１の回転に応じてギャップ１５の中
心を次のデータトラックに一致させることができる。

具体的には、磁気ヘッド３は第５図に示すように信号を
左方側から右方側へ再生してゆき、ポジション部１４で
再生された４個の信号Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄをピークホールドし、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄよりヘッド位置
決め系の位置誤差信号を生成し、ギャップ１５がトラッ
ク中心を通るようにする。

再度第２図において、本例の位置決め装置は、磁気ヘッ
ド３より再生された信号をプリアンプ１６を介して入力
し、これをＡＧＣアンプ１７、ピークホールド回路１８
、Ａ／Ｄ変換器１９を介してマイクロコンピュータ（μ
ＣＰＵ）２０に入力するようになっている。磁気ヘッド
３より再生されたヘッド位置決め用の信号はサーボセク
タ８Ｄ。

８Ｇ毎にサンプリングされることになる。

一方、光学センサ５からの位置信号は連続信号であり、
アンプ２１、ピークホールド回路２２を介して前記Ａ／
Ｄ変換器１９に入力され、任意の周期でＡ／Ｄ変換され
μＣＰＵ２０に取り込まれ亀 る。ここでは、このデータ取込み時期をサーボセクタで
決まるサンプリング時期Ｔ、、　Ｔ３の丁度中間時期Ｔ
２であるとする。

前記μＣＰＵ２’Ｏから構成される装置決め用の信号は
、Ｄ／Ａ変換器２３、ノツチフィルタ２６、補償器２４
を介してドライバ２５へ出力され、ドライバ２５が移動
機構４を駆動する。ノツチフィルタ２６の作用について
は後述する。

第６図は、第２図のヘッド位置決め装置の制御モデルを
示すブロック線図である。

図において、Ｙ　（Ｓ）は出力、Ｒ１（Ｓ）は各１ ２ サーボセクタ８Ｄ、８Ｇにより得られるサーボ情報系の
目標値、Ｒ２（Ｓ）は中間点にて入力されるセンサ系の
目標値、２７’、２８は比較器、Ｅｌ（Ｓ）、Ｅ２　（
Ｓ）は誤差信号を示す。μＣＰＵ２０は、その内部に有
するＲＡＭ２０Ｍに、トラック振れ情報を記憶する。

ＲＡＭ２０Ｍへトラック振れ情報を記憶する手法として
は、次の２方式■、■を取ることができる。

■　サーボ情報系の誤差信号Ｅｌ（Ｓ）を用いて磁気ヘ
ッド３をガードゾーン６の特定トラックに追従させ、こ
のとき光学センサ５から得た移動機構４の現在位置系の
誤差信号Ｅ’２（Ｓ）をμＣＰＵ２０に取り込み、第７
図に示すトラック形状２９をトラック振れ情報とする。

本例では、第３図に示すようにサーボセクタ数８Ｇを通
常の倍（７６個）としているので、追従性か良好でトラ
ック形状を正確に捉えることができる。

■　磁気ヘット′３をガードゾーン６上で固定し、この
ヘッド３下にある特定トラックについてのサボ情報系の
位置誤差信号Ｅｌ（Ｓ）をμＣＰＵ２０に読取らせ、ト
ラック形状２９を捉える。この場合にも、サーボセクタ
数を大としているので、正確にトラック形状を捉えるこ
とができる。

以上■、■の如くして得られたトラック形状２９は全ト
ラックのいびつ度を示すトラック振れ情報とされ、この
形状２９を用いて、各トラックについて、各サーボ情報
のサンプリングに次いで、この時期での実際位置に対す
る次の制御周期についてのトラック位置などを任意に推
定することができる。推定方式は、各トラック各位置に
つき都度補間演算により求めることも可能であるが、高
速処理を行うため各トラック各位置毎のテーブルデータ
を準備しておいてもよい。

トラック振れ情報の採取は、例えばフロッピディスクの
チャッキングに次いで行う。また、温湿度の変化に応じ
たり、あるいは定期的に行うようにすればよい。さらに
、データ記録再生終了時など、いわゆる空き時間内に行
っておくようにすれ　３ ４ ばよい。

さて、以上の準備手続きを経て、本例の制御装置では、
磁気ヘッド３かデータゾーン７にあるとき、磁気ヘッド
３はサーボセクタ８Ｄ毎にサーボ情報を再生し、μＣＰ
Ｕ２０は位置誤差信号Ｅ１（Ｓ）を求め、Ｄ／Ａ変換器
２３を介し補償器２４に出力する。この補償器２４の出
力が制御信号となる。

この際、サーボセクタ８Ｄと次のサーボセクタ８Ｄの間
、すなわちサンプリング時期Ｔ、、　Ｔ３の間の中間時
期Ｔ２て、μＣＰＵ２０は、光学センサ５より得られる
移動機構４の現在位置を取り込み、推定ｌ・ラック位置
との差から推定位置誤差信号Ｅ２　（Ｓ）を求める。

第８図において、Ｐｌは時期Ｔ１での現在位置、３０は
ヘッド進行方向、３１はヘッドの移動軌跡、３２は実際
トラック位置、３３は推定トランク位置、Ｐ２は時期Ｔ
Ｉでの実際トラック位置、Ｐ３は中間時期Ｔ２での現在
位置を示す。なお、図中に示す推定誤差信号Ｅ２　（Ｓ
）は、現在位置Ｐ３とｌ・ラック推定位置３３との間で
定められるものであるが、図示の如く次の制御時期Ｔ３
の推定値との差として定められるとは限らず制御周期と
の関連で、任意の量に定められるものである。

第８図を詳細に説明すると、時期Ｔ１における現在位置
Ｐ１に対しサーボ情報により位置誤差信号Ｅｌ　（Ｓ）
が生成され、磁気ヘッド３はこの時点での実際トラック
位置Ｐ２方向へ移動軌跡３］で示す如く移動すべく制御
される。

ところが、本例では、次のサーボ情報を得る時点Ｔ３の
中間点Ｔ２にて、推定Ｉ・ラック位置３３に対して更な
る誤差信号Ｅ２　（Ｓ）を得、移動軌跡３１を実際トラ
ック位置３２へ近つけるよう制御される。補償器２４に
は磁気ヘッド３から得られる位置誤差信号Ｅ］、（Ｓ）
と光学センサ５から求めた推定誤差信号Ｅ２　（Ｓ）が
交互に人力されることになる。

ここで、磁気ヘット３と光学センサ５の位置電圧変換係
数等に差があると推定誤差信号Ｅ２（Ｓ）に誤差が生じ
、位置決め制度に悪影響を与　５ ６ える。例えば、誤差を持った推定誤差信号Ｅ２（Ｓ）を
ザンブリンク周期間にその中間点て１つ入れた場合、位
置決め誤差はサンプリング周期で振動現象を生じる。そ
こで、本例ではサンプリング周波数と同じ周波数にノツ
チフィルタ２６を入れる。一般には、ノツチフィルタ２
６により、推定誤差信号Ｅ２　（Ｓ）の挿入数をＮとす
ると、（Ｎ＋１）／２倍の周波数成分を抑圧すればよい
。

これにより、推定誤差信号Ｅ２　（Ｓ）に誤差が含まれ
た場合でも精度良いトラック位置決めが可能となる。ま
た、推定値には、比較的大きな誤差が含まれる可能性か
あるので、この悪影響を除くためには、演算により求め
られた誤差信号Ｅ２　（Ｓ）に１以下の係数（例えば０
．５）を乗じたような信号を出力するようにしてもよい
。

第９図（ａ）は、トラック振れＹが±１０μｍある時の
磁気ヘッドの動きを示したもので、第９図（ａ）は制御
回路にノツチフィルタを入れない場合に磁気ヘッド３と
光学センサ５の位置−電圧変換係数の間に１０％の差を
持たせた時のトラック追従特性を示している。第９図（
ｂ）は同一条件下でノツチフィルタ２６を入れた例であ
る。

図より理解されるように、ノツチフィルタ２６を入れる
ことにより特定の周波数成分を抑圧することができ推定
誤差の副作用的影響を抑制できることが分かる。また、
ザンブリング周期間の磁気ヘッド３の動きを利用するた
め、外乱特性が向上する。

上述の実施例では、ヘッド移動機構４の変位を光学セン
サ５により検出する例を説明したが、この変位は、磁気
的センサ、静電容量式等の電気的センサ等、他のセンサ
て検出することもてきる。

また、上記実施例では、セクタ間に１つの推定位置誤差
信号を入れる例について説明したが、２つ以上の推定値
を入れる事もてきる。

さらに、上記実施例では、推定誤差信号Ｅ２（Ｓ）の推
定誤差による影響を小さくするためにアナログのノツチ
フィルタを入れる例につき説明したが、これはローパス
フィルタやディジタル的なフィルタでもその効果を得る
ことが出来る。

　７ ］　８ 要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種種変
形して実施することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、サーボセ
クタを大幅に増加させることなしに、すなわち記録再生
データの記憶容量の低下を招くことなしに、例えトラッ
ク振れが生じても磁気ヘッドをトラックに対し効率よく
、高精度に追従させることができる。また、サンプリン
グ周期間の磁気ヘッドの動きを利用するため外乱特性が
向上し、その実用的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッド位置決め装置の概要を示すブロ
ック図、第２図は本発明の一実施例に係わる磁気ディス
クのヘッド位置決め装置の構成例を示すブロック図、第
３図はその磁気ディスク媒体上のサーボセクタの構成を
示す説明図、第４図はそのサーボセクタとサーボパター
ンの構成を示す説明図、第５図はその再生信号を示す説
明図、第６図は上記実施例における制御系のモデルを示
すブロック線図、第７図はトラック振れ情報としてのト
ラック形状の説明図、第８図はヘッド動作の説明図、第
９図（ａ）及び第９図（ｂ）はトラック追従特性を示す
説明図である。 ２・・・磁気ディスク媒体 ３・・・磁気ヘッド ４・・・移動機構 ８Ｄ、８Ｇ・・・サーボセクタ ２０Ｍ・・・ＲＡＭ（トラック振れ情報記憶部）２６・
・・ノツチフィルタ Ｅｌ　（Ｓ）・・・位置誤差信号 Ｅ２　（Ｓ）・・・推定誤差信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動される磁気ディスク媒体の円周上に多数
   設けられたトラックに対し、各セクタに設けられたサー
   ボ情報を磁気ヘッドで読み取りつつ所定トラックに沿っ
   て前記磁気ヘッドを案内する磁気ディスクのヘッド位置
   決め装置において、前記トラックの回転軸中心に対する
   ずれをトラック振れ情報として予め記憶するトラック振
   れ情報記憶手段と、各セクタで読み取ったサーボ情報に
   基いて前記磁気ヘッドの位置誤差信号を形成し前記磁気
   ヘッドを所定のトラック上に位置決めする位置決め手段
   と、前記磁気ヘッドの現在位置を検出する現在位置検出
   手段と、前記記憶手段のトラック振れ情報から前記磁気
   ヘッドが次のセクタのサーボ情報を読み取る途中におけ
   る当該トラックの実際位置を推定するトラック位置推定
   手段と、該手段により推定されたトラック位置と前記現
   在位置検出手段で検出された現在位置の差から推定誤差
   信号を形成する推定誤差信号形成手段と、該手段で形成
   された推定誤差信号を各セクタの途中で前記位置決め手
   段の位置誤差信号として与える中間信号付与手段を備え
   たことを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置決め装置
   。
2. （２）請求項１に記載の磁気ディスクのヘッド位置決め
   装置において、前記位置決め手段は、各セクタの途中に
   て前記中間信号付与手段から与えられる推定誤差信号の
   数をＮ個として、（Ｎ＋１）／２倍の周波数成分を抑制
   する手段を有することを特徴とする磁気ディスクのヘッ
   ド位置決め装置。
3. （３）請求項１に記載の磁気ディスクのヘッド位置決め
   装置において、前記トラック振れ情報は、前記磁気ディ
   スク媒体を１回転したとき検出される特定トラックにつ
   いてのトラック形状情報であることを特徴とする磁気デ
   ィスクのヘッド位置決め装置。
4. （４）請求項３に記載の磁気ディスクのヘッド位置決め
   装置において、前記トラック形状情報の検出は、媒体装
   着時や定期的に行われ、またデータ記録再生の空きの時
   間を利用して自動的に行われることを特徴とする磁気デ
   ィスクのヘッド位置決め装置。
5. （５）請求項３に記載の磁気ディスクのヘッド位置決め
   装置において、前記トラック形状の検出は、前記磁気ヘ
   ッドを固定させ前記ディスクを１回転させたときの特定
   トラックについての各サーボセクタのサーボ情報から得
   ることを特徴とする磁気ディスクのヘッド位置決め装置
   。
6. （６）請求項３に記載の磁気ディスクの位置決め装置に
   おいて、前記トラック形状の検出は、前記磁気ヘッドを
   特定トラックに追従させ前記ディスクを１回転させたと
   きの前記現在位置検出手段の検出値から得ることを特徴
   とする磁気ディスクの位置決め装置。
7. （７）請求項３に記載の磁気ディスクのヘッド位置決め
   装置において、前記特定トラックは、ガードゾーンに設
   けられ、該ガードゾーンには、データゾーンに比べてよ
   り多くのサーボセクタが設けられることを特徴とする磁
   気ディスクのヘッド位置決め装置。
8. （８）ガードゾーン及びデータゾーンを有するサーボセ
   クタ方式の磁気ディスク媒体において、ガードゾーンの
   セクタ数をデータゾーンのそれより多くしたことを特徴
   とする磁気ディスク媒体。