JPH08249842A - ヘッドの位置決め方法及び磁気ディスク装置 - Google Patents

ヘッドの位置決め方法及び磁気ディスク装置

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JPH08249842A
JPH08249842A JP4568895A JP4568895A JPH08249842A JP H08249842 A JPH08249842 A JP H08249842A JP 4568895 A JP4568895 A JP 4568895A JP 4568895 A JP4568895 A JP 4568895A JP H08249842 A JPH08249842 A JP H08249842A
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JP
Japan
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position signal
head
deviation
positioning
signals
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JP4568895A
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Yuji Hata
裕二 秦
Shigeyoshi Saito
茂芳 斉藤
Yoshio Soyama
良夫 曽山
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出される位置信号のリニアリティ範囲が狭
い場合にも、高精度で安定な磁気ヘッドの位置決め制御
を行うこと。 【構成】 磁気ヘッド9から読み出された予めディスク
8上に形成された2相のサーボパターンの信号は、位置
信号検出部4に送られる。これらの2相の位置信号は、
位置信号感度に偏差Eを有するものであるが、偏差を有
したままA/Dコンバータ5を介して位置信号合成部に
11に入力される。位置信号合成部11は、2つの位置
信号に加工を行い、位置信号感度の偏差をほとんど持た
ない新たな位置信号を生成する。この位置信号は、フィ
ードバック信号として、目標値との差分が0となるよう
に、位置制御補償フィルタ1、D/Aコンバータ2、駆
動回路3を介してVCM10を駆動制御するために使用
され、磁気ヘッド9の位置が移動制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドの位置決め方法
及び磁気ディスク装置に係り、特に、ヘッドの位置決め
精度の向上を図ることのできるヘッドの位置決め方法及
び磁気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置のヘッドの位置決め制
御は、通常、予めディスク面上に形成された2相のサー
ボパターンから復調した2相の位置信号のいずれか一方
を選択し、その位置信号が目標位置と一致するように、
磁気ヘッドが搭載されたキャリッジをフィードバック制
御するという方法により行われている。
【0003】以下、従来技術による磁気ディスク装置に
おけるヘッドの位置決め制御の方法を図面により説明す
る。
【0004】図3は従来技術による磁気ディスク装置の
2相サーボ方式を用いたヘッドの位置決めフィードバッ
ク制御系の構成を示すブロック図、図4は図3における
理想的な2相サーボパターンが得られる場合のトラック
位置と検出位置信号との関係を説明する図、図5は位置
信号のリニアリティの範囲が狭い場合のトラック位置と
2相の位置信号との関係を説明する図である。図3にお
いて、1は位置制御補償フィルタ、2はD/Aコンバー
タ、3は駆動回路、4は位置信号検出部、5はA/Dコ
ンバータ、6は位置信号選択部、7は加算器、8はディ
スク、9は磁気ヘッド、10はVCM(ボイスコイルモ
ータ)である。
【0005】図3に示す従来技術によるフィードバック
制御系において、磁気ヘッド9から読み出された予めデ
ィスク8上に形成された2相のサーボパターンの信号
は、位置信号検出部4に送られ2相の位置信号A及びB
として検出される。位置信号A、Bは、A/Dコンバー
タ5を介してプロセッサ等により構成される位置信号選
択部6に取り込まれ、いずれか一方の位置信号が選択さ
れフィードバック信号として出力される。このフィード
バック信号は、位置決め目標値との比較のため加算器
(減算器)7に目標値と共に入力される。そして、加算
器7からの出力であるフィードバック信号と位置決め目
標値との差分が0となるように、位置制御補償フィルタ
1、D/Aコンバータ2、駆動回路3を介してVCM1
0が駆動制御されて、磁気ヘッド9の位置が移動制御さ
れる。
【0006】前記従来技術によるフィードバック制御系
において、理想的な2相サーボパターンが記録され理想
的な状態でこれらのパターンが読み出された場合のトラ
ック位置と検出位置信号A、Bとの関係が図4に示され
ている。
【0007】図4において、お互いに90度位相のずれ
た位置信号A及び位置信号Bは、磁気ディスク上のある
トラックNにヘッドを位置決めする際に、位置信号Aの
値がA=0となるように、また、トラックN+1にヘッ
ドを位置決めする際に、位置信号Bの値がB=0となる
ように、フィードバック制御系により利用され、図3に
より説明したようにフィードバック制御が行われる。
【0008】さらに、図3に示すフィードバック制御系
は、トラックN+0.5の位置、すなわち、2つのトラ
ックの中間にヘッドを位置決めする際に、位置信号A及
び位置信号Bを、位置信号AがA=Vs または位置信号
BがB=Vs となるように制御を行う。
【0009】従来技術による磁気ディスク装置のヘッド
位置決めのためのフィードバック制御系は、前述したよ
うに、位置信号A、Bが理想的な3角波で表わされる場
合、新たに機能を付加する必要も無く、磁気ヘッドを磁
気ディスク上の任意の位置に位置決めすることがが可能
である。
【0010】そして、従来技術による2相サーボ方式を
用いるヘッドの位置決め方法は、トラックピッチが比較
的大きい場合で、しかも、一方の相の位置信号によりヘ
ッドの位置決め制御を行っている場合、トラック中心に
対して、±1/2トラックの範囲内で検出される位置信
号の位置信号感度(Volt/Meter)がほぼ一定であ
り、半径方向のあらゆる位置に安定に、ヘッドの位置決
め制御を行うことが可能であり、実用上、特に支障のな
いものであった。
【0011】しかし、現実には位置信号のリニアリティ
範囲の問題があり、前記従来技術によるフィードバック
系は、特に、トラックの境界にヘッドを位置決めする際
に精度を低下させてしまうものである。
【0012】例えば、図5に示すように、この検出され
た位置信号A、Bが正弦波状になるとして簡略化した場
合、トラックNの中心付近にヘッドを位置決めする場合
の、信号の勾配で表わされる信号感度(V/m)を1と
すると、トラックN+0.5付近であるトラックの中間
にヘッドを位置決めする場合の信号感度は約0.71と
低下する。すなわち、前述した従来技術は、ヘッドの位
置決めのための位置信号A、Bが、その何れが選択され
た場合にも、ヘッドがトラックの中心にない限り、トラ
ック中心での感度との差としての位置信号感度の偏差E
を有するものである。
【0013】前述したように、位置信号の偏差Eにより
検出感度が低下すると、その信号をそのまま位置決め制
御ループに使用した場合、制御系全体のループゲインが
0.71倍に低下し、位置決め精度が低下することにな
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】近年、磁気ディスク装
置の記録密度の飛躍的増大により、狭トラックピッチの
磁気ディスク装置が実現するようになってきている。前
記従来技術は、このような狭トラックピッチの磁気ディ
スク装置に適用しようとすると、主として以下に述べる
2つの理由により、±1/2トラックの範囲に亘って一
定な位置信号感度を確保することが困難となるという問
題点を有している。
【0015】狭トラックピッチ化の進行に対して、ヘッ
ドコア幅の加工精度の向上が求められるが、加工精度の
向上には自ずと限界があり、ヘッドコアの加工精度のば
らつきにより、±1/2トラックの範囲の位置信号のリ
ニアリティを確保することが困難な場合が発生する。
【0016】高記録密度化のキー技術として、読出信号
振幅の大きい磁気抵抗効果型(MR)ヘッドを磁気ディ
スク装置に搭載することが今後の主流になるとされてい
る。そして、MRヘッドの中心であるMR素子は、磁気
抵抗効果により磁束を電圧に変換する機能を有するが、
磁束により素子内部に発生する磁化回転が、センス電流
の不均一性等の原因により均一にならないという特性を
有している。このため、MRヘッドは、該MRヘッドに
よりディスク面上のサーボパターンの読み取りを行う
と、ヘッドの半径方向への移動に対しその読出信号振幅
が非線形な特性となり、復調される位置信号の感度が一
定である範囲(リニアリティ範囲)が非常に狭いもので
あるという特性を有する。
【0017】このような位置信号感度の変動は、ヘッド
を位置決めする場所により制御ループ帯域を変動させ、
結果として位置決め精度を低下させる原因となるという
問題点を生じさせてしまう。
【0018】さらに、前記従来技術による2相サーボ方
式のヘッドの位置決め方法は、2つの位置信号のいずれ
か一方を選択し位置決めの基準信号として使用している
が、2つの位置信号の境界点(本来のトラック中心から
±1/2トラック離れた所)にヘッド位置決めしようと
する場合、位置信号に含まれる検出ノイズの影響により
選択すべき相が確定しないため、位置決め精度の低下が
発生するという問題点を有している。
【0019】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、検出される位置信号のリニアリティ範囲が狭い
場合にも、位置制御ループ帯域の変動を最小限に留め、
安定な磁気ヘッドの位置決め制御を行うことのできるヘ
ッドの位置決め方法及び磁気ディスク装置を提供するこ
とにある。
【0020】また、本発明の他の目的は、2つの位置信
号の境界点に対しても、安定に磁気ヘッドの位置決め制
御を行うことができるヘッドの位置決め方法及び磁気デ
ィスク装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ヘッドを半径方向に移動させたときに復調される多
相位置信号の位置信号感度の偏差より小さい位置信号偏
差を有する新たな位置信号を、前記多相位置信号を荷重
平均することにより、または、前記多相位置信号のうち
の2相の信号を荷重平均することにより生成し、生成さ
れた新たな位置信号を使用してヘッドの位置決め制御を
行うようにすることにより達成される。
【0022】また、前記目的は、前記復調される位置信
号の荷重平均を、復調される位置信号の位置信号感度の
偏差を予め計測し、この計測値に基づいて各位置信号に
対する荷重平均の係数を決定し、その結果による荷重平
均係数を、関数化またはテーブル化して、記録媒体ある
いは制御系が使用する記憶素子に記録しておくことによ
り達成される。
【0023】
【作用】検出される位置信号のリニアリティ範囲が狭い
場合にも、新たに生成した位置信号のリニアリティ範囲
を広くすることができるので、位置制御ループ帯域の変
動を最小限に留め、磁気ディスクの半径方向の任意の位
置に、安定にかつ高精度に磁気ヘッドの位置決め制御を
行うことができる。
【0024】また、本発明は、復調された2つの位置信
号を使用する場合に、2つの位置信号の境界点、すなわ
ち、トラックの中心位置から±1/2トラック離れた所
にヘッドを位置決めする際にも、位置信号が必然的に確
定しているため、位置決め精度の低下を発生させること
なく、高精度に安定に磁気ヘッドの位置決め制御を行う
ことができる。
【0025】
【実施例】以下、本発明によるヘッドの位置決め方法及
び磁気ディスク装置の一実施例を図面により詳細に説明
する。
【0026】図1は本発明の一実施例による磁気ディス
ク装置の2相サーボ方式を用いたヘッドの位置決めフィ
ードバック制御系の構成を示すブロック図、図2は検出
された2相の位置信号と本発明により新たに生成した位
置信号との関係を説明する図である。図1において、1
1は位置信号合成部であり、他の符号は図3の場合と同
一である。
【0027】図1に示す本発明の一実施例によるフィー
ドバック制御系が、図3により説明した従来技術による
フィードバック制御系と相違する点は、従来技術におい
て2つの位置信号の一方を選択していた位置信号選択部
6を、本発明の実施例では、位置信号合成部11に置き
換えた点であり、それ以外の構成は同一である。
【0028】以下、図2に示す検出位置信号と本発明に
より生成した位置信号とを参照して、本発明の一実施例
の動作を説明する。
【0029】図1において、磁気ヘッド9から読み出さ
れた予めディスク8上に形成された2相のサーボパター
ンの信号は、位置信号検出部4に送られ、図2に示すよ
うな2相の位置信号A及びBとして検出される。これら
の位置信号A、Bのそれぞれは、従来技術で説明したよ
うに、位置信号感度に偏差Eを有するものである。そし
て、これらの位置信号A、Bは、A/Dコンバータ5を
介して位置信号合成部に11に入力される。
【0030】位置信号合成部11は、2つの位置信号A
及びBに加工を行い新たな位置信号Cを生成する。新た
に生成された位置信号Cは、位置信号A、Bに対して次
のような加工を行うことにより、位置信号感度の偏差を
ほとんど持たないものとして生成することができる。
【0031】すなわち、位置信号A、Bに基づいて、次
の式(1)、式(2)により新たな位置信号Cを生成す
る。
【0032】 位置信号B’=−位置信号B+直流バイアスVa ……(1) 位置信号C =K1×位置信号A+K2×位置信号B’ ……(2) 但し、K1+K2=1である。
【0033】前記式(1)、(2)において、K1、K2
は、荷重平均をとるための重み係数であり、重み係数K
1、K2及び直流バイアスVaの具体的な数値は、以下に
説明するシーケンスにより予め決定し、記録媒体あるい
は図示しない制御部のメモリーに格納しておくものとす
る。
【0034】レーザ測定機等を用いて、ディスク8上
のトラック方向に対する位置信号A、Bの特性を測定す
る。
【0035】位置信号AのトラックN上での位置信号
感度(接線)をトラックN+1方向に延長する。
【0036】位置信号Bの極性を反転し、さらに、ト
ラックN+1の中心がで定義した接線と交わるまで直
流バイアスを加えて位置信号B’を生成する。このとき
に加えられたバイアス量が、式(1)における直流バイ
アスVaとなる。
【0037】位置信号AのトラックN上の点と位置信
号BのトラックN+1上の点を結ぶ直線上に位置信号C
が生成されるよう係数K1、K2の2つの値を決定する。こ
のとき、K1+K2=1となるように規格化しておくことに
より、2つの係数を一義的に決定することができる。そ
して、検出される位置信号A、Bを正弦波とすると、係
数K1、K2は、図2の中の下方に示すような、位置信号
A、Bが交叉する点である隣合うトラックの中間点で
0.5となる値となる。
【0038】前述した本発明の一実施例は、前述のよう
にして予め決定された係数K1、K2及び直流バイアスVa
を用いることにより、ヘッドの位置決めのためのフィー
ドバック信号となる位置信号の偏差Eのないリニアリテ
ィのある範囲を、少なくとも±1トラック分以上確保す
ることが可能であり、磁気ヘッドを任意の位置に高精度
で位置決めすることができる。
【0039】そして、本発明の一実施例は、前述の2つ
の係数K1、K2の作用により、従来、トラックN+0.5
の位置、すなわち、隣接するトラックの中間位置を境界
として位置信号AとBとを切り替えて使用していた区間
で、2つの位置信号AとBとの比率が連続的に徐々に入
れ替わったものである位置信号Cを制御系の検出位置信
号として使用することができ、位置信号として不連続点
のないものを使用することができるので、磁気ヘッドを
トラックの境界に位置決めする際の位置信号の切り替え
を原因とする非再現振れの増大を防止することができ
る。
【0040】前述した本発明の一実施例は、ディスク上
に予め記録されるサーボパターンが2相であり、復調さ
れる位置信号も2相であるとしたが、本発明は、サーボ
パターンを2相以上の多相とした場合にも適用すること
ができる。
【0041】この場合、復調された多相位置信号から新
たに生成される位置信号は、多相位置信号の全てを使用
して、それらを荷重平均して生成してもよく、また、多
相位置信号の2つを使用して、それらを荷重平均して生
成するようにしてもよい。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出される位置信号のリニアリティ範囲が狭い場合にも、
位置制御ループ帯域の変動を最小限に留め、磁気ディス
クの半径方向の任意の位置に、安定にかつ高精度に磁気
ヘッドの位置決め制御を行うことのできる。また、本発
明によれば、復調された2つの位置信号を使用する場合
に、2つの位置信号の境界点に対しても、安定に磁気ヘ
ッドの位置決め制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による磁気ディスク装置の2
相サーボ方式を用いたヘッドの位置決めフィードバック
制御系の構成を示すブロック図である。
【図2】検出された2相の位置信号と本発明により新た
に生成した位置信号との関係を説明する図である。
【図3】従来技術による磁気ディスク装置の2相サーボ
方式を用いたヘッドの位置決めフィードバック制御系の
構成を示すブロック図である。
【図4】図3における理想的な2相サーボパターンが得
られる場合のトラック位置と検出位置信号との関係を説
明する図である。
【図5】位置信号のリニアリティの範囲が狭い場合のト
ラック位置と2相の位置信号との関係を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 位置制御補償フィルタ 2 D/Aコンバータ 3 駆動回路 4 位置信号検出部 5 A/Dコンバータ 6 位置信号選択部 7 加算器 8 ディスク 9 磁気ヘッド 10 VCM(ボイスコイルモータ) 11 位置信号合成部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年6月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスク面上に予め形成された2相以上
    の多相サーボパターンから復調した多相位置信号を使用
    して、ヘッドを半径方向の任意の位置に位置決めする位
    置決め制御系を有する磁気ディスク装置のヘッドの位置
    決め方法において、前記位置決め制御系は、ヘッドを半
    径方向に移動させたときに復調される多相位置信号の位
    置信号感度の偏差より小さい位置信号感度の偏差を有す
    る新たな位置信号を、前記多相位置信号より生成し、生
    成された新たな位置信号を使用してヘッドの位置決め制
    御を行うことを特徴とする磁気ディスク装置のヘッドの
    位置決め方法。
  2. 【請求項2】 ディスク面上に予め形成された2相以上
    の多相サーボパターンから復調した多相位置信号を使用
    して、ヘッドを半径方向の任意の位置に位置決めする位
    置決め制御系を有する磁気ディスク装置において、前記
    位置決め制御系は、ヘッドを半径方向に移動させたとき
    に復調される多相位置信号の位置信号感度の偏差より小
    さい位置信号感度の偏差を有する新たな位置信号を、前
    記多相位置信号を荷重平均することにより、または、前
    記多相位置信号のうちの2相の信号を荷重平均すること
    により生成し、生成された新たな位置信号を使用してヘ
    ッドの位置決め制御を行うことを特徴とする磁気ディス
    ク装置。
  3. 【請求項3】 前記復調される位置信号の荷重平均は、
    復調される位置信号の位置信号感度の偏差を予め計測
    し、この計測値に基づいて各位置信号に対する荷重平均
    の係数を決定し、その結果による荷重平均の係数を、関
    数化またはテーブル化して、記録媒体あるいは制御系が
    使用する記憶素子に記録しておくことを特徴とする請求
    項2記載の磁気ディスク装置。
JP4568895A 1995-03-06 1995-03-06 ヘッドの位置決め方法及び磁気ディスク装置 Pending JPH08249842A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6556367B2 (en) 1998-07-10 2003-04-29 Fujitsu Limited Storage apparatus and position sensitivity setting method
KR100403809B1 (ko) * 1997-02-17 2003-12-18 삼성전자주식회사 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템
KR100468764B1 (ko) * 2001-09-13 2005-01-29 삼성전자주식회사 디스크 위의 위치 정보를 제공하는 방법 및 장치
US8867162B2 (en) 2012-09-19 2014-10-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic disk device and demodulation position correcting method
US8908303B1 (en) 2013-07-30 2014-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for servo demodulation and disk storage apparatus

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