JPH04103084A - データ記録再生装置のヘッド位置決め制御装置 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、サーボデータに基づいてヘッドの位置決め制
御を行なうデータ記録再生装置のヘッド位置決め制御装
置に関する。

（従来の技術） 従来、ハードディスク装置（ＨＤＤ）では、磁気ヘッド
の位置決め制御を行なうサーボ方式として、記録媒体の
サーボ面に記録されたサーボ面サーボ信号およびデータ
面に記録されたデータ面サーボ制御信号の両者を用いて
位置決め制御を行なう併用サーボ方式が開発されている
。この併用サーボ方式では、まず、サーボ面サーボ制御
信号に基づいて磁気ヘッドを目標トラックまで移動させ
るシーク制御モード（速度制御モード）が実行され、そ
の後、サーボ面およびデータ面の各サーボ信号に基づい
てその目標トラックの中心位置に磁気ヘッドを位置決め
する位置決め制御モード（位置制御モード）が実行され
る。

ここで、データ面サーボ信号による位置決め制御では、
サーボトラック中心位置とデータトラック中心位置の周
囲の温度変化等による機械的なずれ（熱オフトラック）
の補正が主目的である。この場合、データヘッドは複数
あるため、選択されたデータヘッドが異なるとデータ面
サーボ信号による位置決め補正量も異なった値となる。

したがって、データの記録／再生時において、データヘ
ッドが切り替えられる度に、新たに選択されたヘッドで
読み出されるデータ面サーボ信号によって位置決め制御
量を変更していく処理を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したデータ面サーボ処理を行なう上で、
各データ記録面のトラック中心に対する各データヘッド
の位置ずれ量をデータ面サーボ信号から測定する処理が
必要となる。この測定はデータ面サーボ信号によって得
られる位置信号と、データヘッドのトラック幅等から決
定される係数によって求められる。したがって、正確な
位置ずれ量を得るためには、データヘッドのトラック幅
が一定の値になっている必要がある。

しかしなから、実際のデータヘッドは、加工精度の限界
などからトラック幅にばらつきかあるため、ヘッドによ
って実際の位置すれ量と測定された位置ずれ量に誤差か
発生し、これによってヘッド切替え後の位置決め精度が
悪化する問題があった。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、データ
ヘッドのトラック幅にばらつきがあっても、正確な位置
ずれ量を測定して、位置決め精度を悪化させることのな
いデータ記録再生装置のヘッド位置決め制御装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段と作用） すなわち、本発明はデータ面に記録されたデータ面サー
ボ信号に基づいて、ヘッドを記録媒体の目標位置に位置
決めするデータ面サーボ制御手段と、上記記録媒体の半
径方向に所定の幅を有する第１および第２のサーボ利得
検出用データをトラックの中心を基準に上記半径方向に
所定距離ずらして記録する検出用データ記録手段と、上
記ヘッドをトラックの中心に位置決めした状態で、上記
検出用データ記録手段によって記録された上記第１およ
び第２のサーボ利得検出用データを読み取るデータ読取
手段と、このデータ読取手段によって読み取られた上記
第１、第２のサーボ利得検出用データに基づいて、上記
データ面サーボ制御手段の制御利得を調整するための調
整量を算出する調整量算出手段と、この調整量算出手段
によって算出された制御利得調整量を記憶するメモリ手
段と、このメモリ手段から上記制御利得調整量を読み出
し、その調整量に基づいて上記データ面サーボ制御手段
の制御利得を調整する制御利得調整手段とを設けたもの
である。

このような構成により、各データヘッドのトラック幅に
応してデータ面サーボ制御利得を調整することができ、
高精度なヘッド位置決め制御装置を実現できるものであ
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係るデータ記
録再生装置のヘッド位置決め制御装置を説明する。

第１図は同実施例におけるハードディスク装置（ＨＤＤ
）のヘッド位置決め制御装置の構成を示す図である。第
１図において、複数の記録媒体１１は、スピンドルモー
タ１０の駆動により回転する。

この各記録媒体１１の中には、予めサーボ面サーボ信号
が記録されているサーボ面１２と、予めデータ面サーボ
信号が記録されているデータ面１３がある。

サーボ面１２は、サーボ専用の面である。データ面Ｉ３
は、データの記録／再生を行なうための面である。サー
ボヘッド１４は、サーボ面１２のサーボ面サーボ信号を
読み出すサーボ専用ヘッドである。データヘッド１５は
、データの記録／再生を行なうと共に、データ面１３の
データ面サーボ信号を読み出すリード／ライトヘッドで
ある。キャリッジ機構１Ｂは、サーボヘッド１４および
データヘッド１５を支持すると共に、同ヘッド１４．１
５を記録媒体１１の半径方向に移動させる。

また、制御系において、サーボ面サーボ制御回路１７は
、サーボヘッド１４から読み出されるサーボ面サーボ信
号によってサーボ面位置決め信号を作成する。データ面
サーボ制御回路１８は、データヘッド１５から読み出さ
れるデータ面サーボ信号によってデータ面位置決め信号
を作成する。位置決め制御回路１９は、サーボ面サーボ
制御回路１７およびデータ面サーボ制御回路１８からの
位置決め信号に基づいてキャリッジ１６の制御量を計算
する。キャリッジ駆動回路２０は、位置決め制御回路１
９で求められた制御量に基づいてキャリッジ１６を駆動
する。

ヘッド切替え回路２１は、図示せぬディスクコントロー
ラ等から指示されるヘッド選択信号に基づいてデータヘ
ッド１５のうちの１つを選択する。このヘッド切替え回
路２１の制御信号によって、データ面１３が選択され、
そのデータ面１３のデータ面サーボ信号が入力される。

さらに、利得検出信号読取回路１０１は、データヘッド
１５から読み出されるデータ面サーボ信号に含まれてい
るサーボ利得検出用バーストデータを読み込む。演算回
路１０２は、トラックセンタに記憶されたバーストデー
タと一定距離ずらして記録されたバーストデータの各出
力の比率から、データ面サーボ制御利得調整量を計算す
る。

メモリ回路１０３は、この演算回路１０２で得られたデ
ータ面サーボ制御利得調整量をデータへ・ソド１５の個
数分、別々に保存する。制御利得調整回路１０４は、ヘ
ッド切替え回路２１の指示によってメモリ回路１０３か
ら読み出された現在選択されているヘッド用のデータ面
サーボ制御利得調整量に基づいてデータ面サーボ制御利
得を変化させる。制御回路１０５は、ＨＤＤ全体の制御
を行なうものであり、ここでは第７図及び第８図に示す
ヘッド位置決め制御処理を実行する。

第２図乃至第４図は同実施例におけるヘッド位置決め制
御動作を説明するための概念図である。

第２図において、ＳＡはデータ面サーボ信号の片側、Ｓ
Ｂはデータ面サーボ信号のＳＡとは逆側を示す。ＴＣは
データ面サーボ信号のＳＡとＳＢの境目を示し、ここが
トラック中心位置となる。

１５ａはトラック幅の狭いデータヘッドを示す。

Ｃｔはデータヘッド１５ａの移動距離とデータ面サーボ
制御回路１８で得られるデータ位置決め制御信号の変化
を示すグラフである。Ｐｌａ−Ｐ３ａはデータヘッド１
５ａの停止位置である。Ｌはデータヘッド１５ａがオフ
トラックした場合の距離を示す。

Ｖｌはデータヘッド１５ａがＬだけオフトラックした場
合のデータ面位置決め制御信号の変化を示す。

Ｃ３はＣ１に対して第４図に示す制御利得調整を行なっ
た結果の特性を示すグラフである。

また、第３図において、１５ｂはトラック幅の広いデー
タヘッドを示す。Ｃ２はデータヘッド１５ｂの移動距離
とデータ面サーボ制御回路１８で得られるデータ位置決
め制御信号の変化を示すグラフである。Ｐｌｂ−Ｐ３ｂ
はデータヘッド１５ｂの停止位置である。Ｖ２はデータ
ヘッド１５ｂがしたけオフトラックした場合のデータ面
位置決め制御信号の変化を示す。Ｃ４はＣ２に対して第
４図に示す制御利得調整を行なった結果の特性を示すグ
ラフである。

第４図はデータ位置決め制御信号の変化ｖ１またはＶ２
とその量から決定される制御利得調整量の関係を示す図
である。

第５図はデータ面サーボ信号の一例及びデータヘッド幅
の検出原理を示す図であり、サーボライタ等でデータ面
サーボ信号を記録した場合の図である。第５図（ａ）は
データ面サーボ信号の記録状態を示す図である。同図に
おいて、ＴＣｎはトラックｎの中心位置、ＴＣｎ＋ｍは
、トラックｎ周辺のトラックの中心位置を示す。ＤＴは
通常のデータが記録されるデータ記録領域を示す。ＣＢ
およびＧＢはサーボ利得検出用バーストデータを示す。

これらバーストデータＣＢおよびＧＢは、記録媒体の半
径方向に所定の幅を有し、互いにトラックの中心を基準
に上記半径方向に所定距離ずらして記憶されている。こ
こでは、バーストデータＣＢはトラック中心に記録され
ており、ＧＢはトラック中心から一定距離ずらして記録
されている。

第５図（ｂ）はデータ面サーボ信号の読み出し波形を示
す図である。同図において、ＲＤはデータヘッド１５が
位置ＴＣｎに停止しているときのデータ面サーボ信号の
読み出し波形を示す。また、ＣＶはこのデータ面サーボ
信号内のバーストデータＣＢの読み出し波形の波高値、
ＧＶは同データ面サーボ信号内のバーストデータＧＢの
読み出し波形の波高値を示す。

第５図（ｃ）はデータヘッド幅とサーボ利得検出用バー
ストデータとの関係を示す図である。同図において、１
５ａはトラック幅の狭いデータヘッド、１５ｂはトラッ
ク幅の広いデータヘッドを示す。

また、ＭはバーストデータＣＢとバーストデータＧＢと
の位置ずれ距Ｍ（一定）である。

第５図（ｄ）はデータヘッド幅と読み出し波形との関係
を示す図である。同図において、ＲＤａはデータヘッド
１５ａでのサーボ利得検出用バーストデータの読み出し
波形を示す。ＣＶａはデータヘッド１５ａでのバースト
データＣＢの読み出し波形の波高値、ＧＶａは同データ
ヘッド１５ａでのバーストデータＧＢの読み出し波形の
波高値を示す。

また、ＲＤｂはデータヘッド１５ｂでのサーボ利得検出
用バーストデータの読み出し波形を示す。

ＣＶｂはデータヘッド１５ｂでのバーストデータＣＢの
読み出し波形の波高値、ＧＶｂは同データヘッド１５ｂ
でのバーストデータＧＢの読み出し波形の波高値を示す
。

第６図は第５図と同様にデータ面サーボ信号の一例及び
データヘッド幅の検出原理を示す図であり、装置のデー
タヘッドでデータ面サーボ信号を記録した場合の図であ
る。したがって、サーボライタ等を用いた第５図と異な
り、サーボ信号の記録幅がトラック幅より狭くなってい
る。これは、ヘッド幅がトラック幅より狭いことに起因
する。

第６図において、記号等は第５図と全て同一である。一
般に、サーボライトはデータヘッドを用いて行われるた
め、以後、この第６図を用いて説明する。

第７図及び第８図は同実施例におけるヘッド位置決め制
御動作を説明するためのフローチャートである。第７図
において、８１〜Ｓ１０は、装置の立ち上げ時に行なう
処理を示す。ＳｌはＨＤＤの電源投入後の装置立ち上げ
処理およびファーストシーク処理を実行するステップで
あり、最初にヘッドを基準位置に位置決めする。Ｓ２は
ヘッドを選択するステップであり、ヘッド切替えを内部
で行なえるように切り替えた後、ヘッド番号０のデータ
ヘッド１５を選択する。Ｓ３はデータ面サーボ制御動作
を行なうステップであり、選択されたデータヘッド１５
のトラック中心への位置決め動作を開始する。Ｓ４はサ
ーボ利得検出用バーストデータの波高値読取りステップ
であり、トラック中心に記録されたバーストデータＣＢ
の波高値を読取り、ＣＶとする。Ｓ５はサーボ利得検出
用バーストデータの波高値読取りステップであり、一定
距離ずらして記録されたバーストデータＧＢの波高値を
読取り、ＧＶとする。

Ｓ６は利得調整量計算ステップであり、Ｓ４と８５で得
られたＣＶとＧＶの値から利得調整量を計算する。Ｓ７
はメモリ保管ステップであり、Ｓ６で得られた利得調整
間をヘッド毎に保管する。

Ｓ８はヘッド番号判定ステップであり、全てのヘッドに
ついて処理か終了したか否か判断する。

Ｓ９はヘッド番号更新ステップであり、次の番号のデー
タヘッド】５を選択する。Ｓ１０はヘッド切り替えを選
択するステップであり、ヘッド切替えを外部で行なえる
ように切り替える。

また、第８図において、８２０〜６２Ｂは装置立ち上げ
終了後の通常処理時に行なう処理を示す。

Ｓ２０は通常処理ステップである。Ｓ２１はヘッド切替
え検出ステップであり、ここでヘッド切替えが行われた
ことの検出を行なう。Ｓ２２は利得調整量読出しステッ
プであり、新しく選択されたヘッド用の制御利得調整量
をメモリ回路１０３から読み出す。８２３は利得調整量
印加ステップであり、メモリ回路１０３から得られた制
御利得調整量を制御利得調整回路１０４に印加し、デー
タ面サーボ制御利得の設定を行なう。

次に、同実施例の動作を説明する。

第１図に示すように、複数の記録媒体１１かスピンドル
モータ１０に取り付けられ、同モータ１０の駆動により
回転する。この記録媒体１１の中には、予めサーボ面サ
ーボ信号が記録されているサーボ面１２と、データの記
録／再生を行なうと共に予めブタ面す−ボ信号が記録さ
れたデータ面１３がある。

そして、各面にはサーボ面１２からサーボ面サーボ信号
を読み出すサーボヘッド１４と、データ面１３でデータ
の記録再生を行なうと共にデータ面サーボ信号を読み出
す複数のデータヘッド１５がある。これらのヘッド１４
．１５は、キャリッジ機構１６で支持され、同機構１６
によって記録媒体１１の半径方向に移動する。

ここで、サーボ面１２からサーボヘッド１４によってサ
ーボ面サーボ信号が読み出され、サーボ面サーボ制御回
路１７によってサーボ面位置決め信号が作成される。ま
た、データ面１３からはヘッド切替え回路２１で選択さ
れたデータヘッド１５によってデータ面サーボ信号か読
み出され、データ面サーボ制御回路１８によってデータ
面位置決め信号が作成される。この両者の位置決め信号
によって位置決め制御回路１９で制御量が計算され、そ
の制御量がキャリッジ駆動回路２０に与えられる。これ
により、キャリッジ駆動回路２０を通じてキャリッジ機
構１６か駆動され、データヘッド１５の位置決め制御が
行われる。

ところで、データ面サーボ制御を行なう上で、データ面
位置決め信号と、実際のデータヘッド１５の位置ずれ量
の対応をとる必要がある。ここで、第２図乃至第４図を
参照して具体的に説明する。

今、サーボ信号ＳＡとサーボ信号ＳＢがトラック中心Ｔ
Ｃを境に記録されているようなデータ面サーボ信号をデ
ータヘッド１５で読み出し、データ面位置決め信号（Ａ
−Ｂ）／　（Ａ＋Ｂ）を作成するものとする。

データヘッド１５のトラック幅にはばらつきがあり、ヘ
ッド１５ａとヘッド１５ｂのように異なった幅のデータ
ヘッドでデータ面サーボ信号を読み出した場合において
、幅の狭いデータヘッド１５ａでは、グラフＣ１に示す
ように停止位置Ｐｌａ−Ｐ３ａでデータ面位置決め信号
は「−１」〜「＋１」の値をとる。これに対し、幅の広
いデータヘッド１５ｂでは、グラフＣ２に示すように停
止位置Ｐｌｂ−Ｐ３ｂでデータ面位置決め信号は「−１
」〜「＋１」の値をとることになる。したがって、単位
移動距離りに対するデータ面位置決め信号の変化は、デ
ータヘッド１５ａではＶｌ　　データヘッド１５ｂでは
Ｖ２であり、全く異なった値となる。

このように、単位移動距離りに対するデータ面位置決め
信号の変化は、データヘッド】５のトラック幅によって
変化するため、本実施例では、このデータ面位置決め信
号内に記録したサーボ利得検出用バーストデータを用い
て装置の立ち上げ時にデータヘッド１５のトラック幅の
測定を行なう。以下、第７図及び第８図に示すフローチ
ャートを参照して説明する。なお、ここでは、サーボ利
得検出用バーストデータが第６図に示すようにデータヘ
ッド１５によって予めサーボライトされている場合を想
定して説明する。

まず、第７図に示すように、装置の電源投入後、装置の
立ち上げ及びヘッドを基準位置に停止させるファースト
シーク処理を実行する（ステップＳｌ）。この後、ヘッ
ド切替え回路２１にてヘッド切替えをディスクコントロ
ーラ側から切り離し、内部の制御回路１０５て選択でき
るようにして、まずヘッド番号０のデータヘッド１５を
選択する（ステップＳ２）。次に、データ面サーボ制御
回路１８によって、データヘッド１５をトラック中心に
位置決めする（ステップＳ３）。この状態で、利得検出
信号読取回路１０１によって、トラック中心に記録され
たバーストデータＣＢを取り込み、波高値ＣＶを求める
（ステップＳ４）。同様に、利得検出信号読取回路１０
１によって、一定距離ずらして記録されたバーストデー
タＧＢを取り込み、波高！ＧＶを求める（ステップＳ５
）。

ここで、第６図（ｃ）及び（ｄ）に示すように、データ
ヘッド１５のトラック幅の違いに対する波高値ＣＶとＧ
Ｖの関係をみると、バーストデータＣＢとバーストデー
タＧＢとの位置ずれ距離Ｍが一定であるために、トラッ
ク幅の狭いデータヘッド１５ａの方が波高値ｃ■に対す
る波高値ＧＶの出力低下が大きくなる。言い換えれば、
トラック幅の広いデータヘッド１５ｂの方がデータヘッ
ド１５ａよりもバーストデータＣＢと比較したバースト
データＧＢの読取り率が高いため、波高値ＣＶに対する
波高値ＧＶの出力低下が低くなる。したがって、波高値
ＣＶに対する波高値ＧＶの比率を求めることで、データ
ヘッド１５のトラック幅が求まる。

このトラック幅に応じたデータ面サーボ制御の利得調整
量を演算回路１０２で計算する（ステップＳ６）。演算
回路１０２で得られたデータ面サーボ制御利得調整量に
よって、グラフｃ１で示される特性はグラフＣ３のよう
に補正されることになる。

また、グラフＣ２で示される特性はグラフｃ４のように
補正されることになる。

これによって、データヘッド１５のトラック幅がばらつ
いても同一の位置ずれ量に対して同一のデータ面位置決
め信号を得ることが可能となる。このようにして得られ
たデータ面サーボ制御利得調整量をメモリ回路１０３に
データヘッド別に保存する（ステップＳ７）。この処理
を全データヘッド分について行ない、全データヘッド分
のデータ面サーボ制御利得調整量を求める（ステップＳ
８゜Ｓ９）　　。

全データヘッド分のデータ面サーボ制御利得調整量の算
出後、ヘッド切替え回路２１にてヘッド切替えをディス
クコントローラ側に戻し、通常処理に入る（ステップ５
１０）。

第８図に示すように、通常処理では、上記のようにして
得られた各データヘッド毎のデータ面サーボ制御利得調
整量を、ヘッド切替え回路２１てヘッド切替えが検出さ
れる度に（ステップ５２１）、選択されるヘッド番号に
応じてメモリ回路１０３から読み出す（ステップ５２２
）。そして、この読み出した制御利得調整量を制御利得
調整回路１０４に与えることによって、データ面サーボ
制御利得を調整する（ステップ８２３）。

これにより、データヘッド１５のトラック幅のばらつき
に影響されずにデータ面位置決め信号とデータヘッド１
５の位置ずれ量の関係を保つことができ、高精度の位置
決め制御を実行することができる。

なお、これらを実現するだめのサーボ利得検出用バース
トデータＣＢおよびＧＢは、各データ面１３の一部の領
域、例えば最外周のみに記録されていれば十分であり、
全トラックに記録されていなくとも実現可能である。

また、上記実施例では、サーボ面サーボ方式とデータ面
サーボ方式を併用したものについて説明したが、本発明
はこれに限るものではなく、例えば光学的にヘッドの位
置を検出して位置決め制御を行なうスケールサーボ方式
とデータ面サーボ方式を併用したものでも、上記同様の
手法にて同様ノ効果が得られるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、データヘッドのトラック
幅のばらつきによって、実際のヘッドの位置すれ量とデ
ータ面サーボ信号によって検出される位置ずれ量の関係
がばらついても、各ヘッド毎にデータ面サーボ制御利得
を調整することによって、その位置すれ量とサーボ信号
の関係を保つことができる。これにより、位置決め精度
を悪化させることなくヘッド位置決め制御を行なうこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るヘッド位置決め制御装
置の構成を示す図、第２図乃至第４図は同実施例におけ
るヘッド位置決め制御動作を説明するための概念図、第
５図は同実施例におけるサーボライタ等で記録した場合
のデータ面サーボ信号の一例及びデータヘッド幅の検出
原理を示す図、第６図は同実施例におけるデータヘッド
で記録した場合のデータ面サーボ信号の一例及びデータ
ヘッド幅の検出原理を示す図、第７図及び第８図は同実
施例におけるヘッド位置決め制御動作を説明するための
フローチャートである。 １１・・・記録媒体、１２・・・サーボ面、工３・・・
データ面、Ｉ４・・・サーボヘッド、１５・・・データ
ヘッド、１６・・・キャリッジ機構、１７・・・サーボ
面サーボ制御回路、１８・・・データ面サーボ制御回路
、１９・・・位置決め制御回路、２０・・・キャリッジ
駆動回路、２１・・・ヘッド切替え回路、１０１・・・
利得検出信号読取回路、１０２・・・演算回路、１０３
・・・メモリ回路、１０４・・・制御利得調整回路、１
０５・・・制御回路。 （Ｃ Ｑ 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｖａ ＧＶａ ｖｂ Ｖｂ （ｄ） 第 図 （ａ） ＣＶ　　　　　ＧＶ （へ （ｂ） 第 図 Ｖａ ＧＶａ 第 図 ｖｂ Ｖｂ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ面に記録されたデータ面サー ボ信号に基づいて、ヘッドを記録媒体の目標位置に位置
   決めするデータ面サーボ制御手段と、上記記録媒体の半
   径方向に所定の幅を有する第１および第２のサーボ利得
   検出用データをトラックの中心を基準に上記半径方向に
   所定距離ずらして記録する検出用データ記録手段と、 上記ヘッドをトラックの中心に位置決めした状態で、上
   記検出用データ記録手段によって記録された上記第１お
   よび第２のサーボ利得検出用データを読み取るデータ読
   取手段と、 このデータ読取手段によって読み取られた上記第１、第
   ２のサーボ利得検出用データに基づいて、上記データ面
   サーボ制御手段の制御利得を調整するための調整量を算
   出する調整量算出手段と、この調整量算出手段によって
   算出された制御利得調整量を記憶するメモリ手段と、 このメモリ手段から上記制御利得調整量を読み出し、そ
   の調整量に基づいて上記データ面サーボ制御手段の制御
   利得を調整する制御利得調整手段とを具備したことを特
   徴とするデータ記録再生装置のヘッド位置決め制御装置
   。
2. （２）上記調整量算出手段は、上記第１の サーボ利得検出用データに対する上記第２のサーボ利得
   検出用データの読取レベルの比率から上記ヘッドのトラ
   ック幅を検出し、そのトラック幅に応じた制御利得調整
   量を算出することを特徴とする請求項（１）記載のデー
   タ記録再生装置のヘッド位置決め制御装置。