JPS599095B2 - 磁気ディスク記録装置におけるサ−ボヘッド位置決め制御装置 - Google Patents

磁気ディスク記録装置におけるサ−ボヘッド位置決め制御装置

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JPS599095B2
JPS599095B2 JP10011177A JP10011177A JPS599095B2 JP S599095 B2 JPS599095 B2 JP S599095B2 JP 10011177 A JP10011177 A JP 10011177A JP 10011177 A JP10011177 A JP 10011177A JP S599095 B2 JPS599095 B2 JP S599095B2
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JP
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servo
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disk
track
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JP10011177A
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文彦 斉藤
秀光 相沢
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof

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  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気ディスク記録装置におけるサーボヘッドの
位置決め制御装置に関する。
周知のとおり、コンピュータシステムにおいてランダム
アクセス・ファイルは不可欠であり、大記憶容量、パッ
ク変換可能、高速アクセス可能等の理由により、該ラン
ダムアクセス・ファイルとして磁気ディスク記録装置が
広く採用されている。
一般に磁気ディスク記録装置は、多段に積み重ねられた
磁気ディスクと各磁気ディスク上の対応するトラックに
近接してデータの書込みまたは読取りを行うデータヘッ
ドを有し、該データヘッドは磁気ディスク上をその半径
方向に移動可能であつて所望のトラックを高速にアクセ
スすることができる。このアクセスを実行するため、通
常、前記磁気ディスクの1つをサーボディスクとし、こ
れに位置情報を書き込む。一方、該サーボディスクより
該位置情報を読取るサーボヘッドが設けられており、該
サーボヘッドから出力された位置情報信号をもとに該サ
ーボヘッドおよびこれと一体に移動するデータヘッドの
移動速度を求め、該移動速度および設定速度の差を監視
しながら最適位置決め制御がなされ、前記のアクセスが
実行される、ところが、このような位置決め制御を行う
に際し、アクセスの誤りを生ずることがしばしばあり、
再度原点に戻つてアクセスをし直さなければならないと
いう問題があつた。これにより、磁気デイスク記録装置
の平均的なアクセスタイムが増大し、システムの効率を
低下させる1つの要因となつた。従つて本発明の目的は
、前述の問題を解決し得るサーボヘツドの位置決め制御
装置を提案することである。上記目的に従い本発明は、
前記の問題が前記サーボデイスクに書込まれた位置情報
そのものに起因して、該サーボデイスクの内側トラツク
と外側トラツクとで該位置情報によるサーボヘツドから
の出力信号レベルが異なることに着目し、この出力信号
レベルの違いを補償するようにしたことを特徴とするも
のである。
以下図面に従つて本発明を説明する。
第1図は磁気デイスク記録装置の一般的な構造を概略的
に示す図である。
本図において、10は磁気デイスク装置であり、一体に
回転する多数枚のデイスク、例えば3枚のデイスク11
,12および13を有する。このうち、デイスク11お
よび13は通常のデータの読書きに使用するデータデイ
スクであり、12はサーボデイスクである。方、これら
デイスクに相対向してそれぞれヘツド14,15および
16が設けられ、これらヘツドはキヤリツジ17に一体
に取り付けられ、キヤリツジ17はリニアモータ18の
アクチユエータ18−Aに固定されている。このリニア
モータ18は制御系のパワーアンプ19より、制御され
た電流を供給され、そのアクチユエータ18−Aならび
にキヤリツジ17を介してヘツド14,15および16
を、デイスク11,12および13の半径方向に前進後
退せしめる。この前進後退がいわゆるアクセス操作であ
り、データヘツド14または16が対応するデータデイ
スク11または13上の所望のトラツクを捕捉可能であ
る。この所望のトラツクを高速且つ高精度でアクセスす
るために設けられたのがサーボデイスク12であり、該
サーボデイスク12に予め書込まれた位置情報を、対応
するサーボヘツド15が読取ることにより、そしてその
読取られた位置情報を前記制御系において処理しこれを
パワーアンプ19に供給することにより、そのアクセス
が実行される。前記制御系における処理に関して簡単に
説明しておくと、サーボデイスク12には第2図Aに示
す如き位置情報が書込まれている。ただし第2図Aはサ
ーボデイスク12の一部を取り出して平面図で示す。図
示する如く、位置情報は、磁気デイスク装置11(第1
図)の中心軸21に対し同心円状に配列される各トラツ
ク22毎に、NおよびSの磁化反転パターンとして描か
れており、且つデイスクの回転方向Aに沿つて偶数トラ
ツクではNNSSの如く、奇数トラツクではSSNNの
如く、相互に千鳥状に描かれている。一方、サーボヘツ
ド15はサーボデイスク12上を半径方向rに沿つて移
動し、位置情報信号を出力する。この位置情報信号は、
サーボヘツド15が各奇数トラツクの真上にあるとき正
の最大ピークレベルおよび負の最大ピークレベルをこの
順番に有する正弦波信号であり、一方偶数トラツクの真
上にあるとき負の最大ピークレベルおよび正の最大ピー
クレベルをこの順番に有する正弦波信号である。またこ
れら奇数トラツクおよび偶数トラツクの中間にあるとき
は、どちらかのトラツクに係合する割合に応じて前記ピ
ークレベルが低減された正弦波信号となる。」ξこで、
これら奇数トラツクならびに偶数トラツクに関連した正
弦波信号を、公知の演算回路で処理することにより、第
2図Bに示す如き、トラツク位置に応じて変化する三角
波の信号が得られる。この三角波の信号がいわゆる位置
信号Spと呼ばれるものである。この位置信号Spから
、トラツクを通過する毎に発せられるシリンダパルスが
得られ、またその微分値共合Lから速度が得られる。1
前述した、パワーアンプを含む制御系では、ヘツドの移
動すべきアクセス距離に応じて最適設定速度カーブを生
成し、この最適設定速度カーブに前記速度立旦Lを乗せ
ながら〜ツドをDt目的トラツクに案内する。
実際に目的トラツクにあるか否かの確認は前記シリンダ
パルスの計数によりなされるが、その最適設定速度カー
ブどおりヘツドを1駆動すれば大体は、目的トラツク上
に正確に案内される。従つて速度?注−が最適設定速0
dt度カーブに乗らない場合には、目的トラツクから外
れたトラツクに案内され、再度アクセスし直さなければ
ならない。
本出願人は、サーボヘツド15の速度当キLが最適設定
速度カーブに乗らないということについての原因を調査
したところ、その最も大きな原因が、速度弓?干−のレ
ベル変動にあることを見出した。
このレベル変動は、サーボヘツド15の存在するトラツ
ク上の位置に応じて現われる。具体的にはサーボヘツド
15が、外周近傍のトラツク上を走るときと、中心軸近
傍のトラツク上を走るときとで、前者における旦ΣLの
レベルに比して後ゝ Dt者における旦
斗[のレベルが低く現われてしまう。
Dtこの結果、例えば、サーボヘツド15が1TrL/
Sの一定速度で移動したとき、サーボデイスク12の外
側で仮りに1mVを出力したとき、その内側では0.9
mにしか達しないことになる。
逆に言えば、サーボヘツド15の出力から単純に速度完
−を割り出すと、トラツク位置によつて誤つた速度検出
をしてしまうことになり、この結果、最適設定速度カー
ブに沿つて正確にサーボヘツド15を移動させることが
困難になる。このことを第2図Bで図解すれば、位置信
号Spのピーク値が本来一点鎖線23に沿つてほぼ水平
に分布すべきところ、実際には実線24に沿つて傾斜し
て分布してしまう。このような、ピーク値レベルの変動
が生ずるのは、位置情報信号そのものに起因するものと
考えられる。すなわら、第2図Aに示すとおり、各トラ
ツクの磁化反転パターンが内側トラツクおよび外側トラ
ツクとも全く同一の回数で現われるので、必然的に磁化
反転領域の長さが外側トラツクに向う程長くなり、これ
に比例してサーボヘツド15の出力レベルがリニアに変
化するものと考えられる。そこで、本発明は、前述した
A〉Lのレベル変ゝ ゝ Dt動
に対する考察をもとに、前記のパワーアンプ19(第1
図)を含む制御系に設計変更を加え、速度DSPのピー
クレベルが実際にはトラツク位Dt置に応じて変化する
にもかかわらずこれを見かけ上一定ピークレベルとなし
、サーボヘツド15を最適設定速度カーブに正確に乗せ
るようにする。
第3図は、その目的で設計変更を加えた、本発明に基づ
く制御回路の一実施例を示すプロツク図である。本図に
おいて、15,18および19は第1図に示したのと同
一の、サーボヘツド、リニアモータおよびパワーアンプ
である。このパワーアンプ19に対し供給すべきアクセ
ス制御信号Shは差動アンプ31より与えられ、このア
クセス制御信号Shによつて、パワーアンプ19、リニ
アモータ18を介してサーボヘツド15がサーボデイス
ク12上を前進後退する。この前進後退により、そして
サーボデイスク12の回転により生成されたサーボヘツ
ド15からの出力信号は位置検出回路32に印加され、
ここで第2図Bに示した位置信号Spが形成される。こ
の位置信号Spは次段の速度信号発生器33に入力され
る。またこの位置信号Spから、正から零へ近接する毎
に、および負から零へ近接する毎にそれぞれ出力される
シリンダパルスScが生成される。このシリンダパルス
Scはデイフアレンス・カウンタ34に入力される。こ
のデイフアレンス・カウンタ34は、サーボヘツド15
が現在位置しているトラツクのアドレスを表示するシリ
ンダアドレス回路35からのアドレスカウント信号Sa
と、図示しない中央処理装置CPUから指定される。ア
クセスすべきトラツクのアドレスカウント信号SAとを
入力し、これらSAおよびSaのカウント差をストアす
る。このカウント差を現わす信号Sdは関数発生器36
に印加される。この関数発生器36の出力と前記の速度
信号発生器33の出力が、前記の差動アンプ31に入力
され、これら出力の差に応じたアクセス制御信号Shが
パワーアンプに印加される。ここに、関数発生器36は
サーボヘツド15が移動すべき距離に応じて予め定めら
れたアナログ信号を送出するものであり、このアナログ
信号が既に述べた最適設定速度カーブを規定する。また
速度信号発生器33は、位置信号Spの微分値A帽凸の
絶対値を出力する。なお、より精度の高い位置決め制御
を行うため、サーボヘツド15の加速度αを積分して得
られる速度成分子Adtをも加味することがあり、この
加速度αを表わす、パワーアンプ19の通電電流を、電
流検出器37で検出し、検出した加速度信号Sαを速度
発生器33に加える。以上述べた回路構成によつて、サ
ーボヘツド15は一応の位置決め制御がなされる。
然し、この位置決め制御は位置信号として第2図Bの実
線24で示すピーク軌跡をもつた位置信号Spを使用す
るので、これを一点鎖線23で示すピーク軌跡をもつた
位置信号Spに変換しなければならない。この変換を行
うための制御線が第3図の38である。この制御線38
は、サーボヘツド15の現在値を遂次、速度信号発生器
33に通知する。第2図Bを参照すると、サーボヘツド
15が中央部のトラツク群上にあるとき、位置信号Sp
のレベルをある一定値に設定するためのゲインGMを速
度信号発生器33に指定し、内側トラツク群上にあると
きは、そのある一定値に設定するためのゲインGH(G
H>GM)を、また外側トラツク群上にあるときは、そ
のある一定値に設定するためのゲインGL(GL<GM
)をそれぞれ指定する。なお、これらゲインは上述のよ
うに3分割する場合に限らずさらに細かく多分割しても
、あるいは連続的に分割しても良い。ゲインを多分割す
る場合(8分割)について、速度信号発生器33の一具
体例を示したのが第4図である。本図において、位置信
号Spは微分器41を経由して速度信号判墜一に変換さ
れ、反転回路42を介して積分および加算回路43に印
加される。反転回路42はインバータ42′およびスイ
ツチ42″を有し、サーボヘツド15が前進する場合と
後退する場合とでいずれか一方のスイツチ42′5がオ
ンとなる。積分および加算回路43は、加速信号Sαを
積分して第2の速度成分子Adtを生成すると共に、こ
の第2の速度成分子Adtと前記速度成分キを加算する
。加算された速度信号は、可変利得増幅器44に印加さ
れる。この可変利得増幅器44において、位置信号Sp
(第2の速度成分も含めて)のレベルを、トラツク位置
に応じて変化させる。すなわら、該増幅器44の帰還回
路44′は、この場合8個の抵抗(Rl,r2・・・・
・・R8)を具備し、これらの抵抗のいずれか1つを、
制御線38を介して得たトラツク位置に応じ選択する。
すなわち、該増幅器44のゲインGは、トラツク位置に
応じて8種のゲインGl,G2・・・・・・G8に変化
し、第2図Bに示す一点鎖線23のピークレベル軌跡を
確保する。なお帰還回路44′は、並列抵抗群と、制御
線38により制御されるアナログスイツチで構成される
のが好ましい。上述の説明では、位置信号Spそのもの
に補償を加えることについて述べたが、この場合に限ら
ず、位置信号Spはそのままで、これと比較される最適
設定速度カーブの方を補償しても結果は同じことである
この場合の補償は、関数発生器36に対し制御線39を
介しトラツク位置情報を与えることによりなされる。例
えば、関数発生器36を、第5図に示す如くD/Aコン
バータ51と増幅器52とから構成し、ここにおいてD
/Aコンバータ51の上位ビツト群に属する入力をデイ
フアレンスカウンタ34(第3図)の出力に接続し、そ
の下位ビツト群には制御線39(第3図)からのトラツ
ク位置情報を加え、そのアナログ出力にトラツク位置に
応じた微調整を加える。かくして第2図Bに示した位置
信号Spのピークレベルは、実質的にあるいは見かけ上
常に一定値を保持することとなる。以上説明したように
本発明によれば、従来しばしば生じがちであつたサーボ
ヘツドのアクセスエラーについてその要因を究明し、こ
れを補償可能とすることにより該アクセスエラーの発生
頻度を大幅に低減せしめ、この結果、より高品質高性能
の磁気デイスク記録装置が確保される。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁気デイスク記録装置の一般的な構造を概略的
に示す図、第2図Aは一般的なサーボデイスクの位置情
報を説明するための部分平面図、第2図Bは位置情報を
もとに生成される位置信号Spを示す波形図、第3図は
本発明に基づく位置決めサーボ制御装置を実現するため
の一回路例を示すプロツク図、第4図は第3図の第1実
施例における速度信号発生器の具体例を示すプロツク図
、第5図は第3図の第2実施例における関数発生器の具
体例を示すプロツク図である。 図において、11,13はデータデイスク、12はサー
ボデイスク、14,16はデータヘツド、15はサーボ
ヘツド、18はリニアモータ、19はパワーアンプ、3
1は差動アンプ、32は位置検出回路、33は速度信号
発生器、36は関数発生器、Shはアクセス制御信号、
Spは位置信号である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一体に回転するデータディスクおよびサーボディス
    クと、該データデイスクおよびサーボディスクの各半径
    方向に沿つて一体に前進後退移動するデータヘッドおよ
    びサーボヘッドと、該データヘッドおよびサーボヘッド
    を前進後退駆動するリニアモータと、該リニアモータを
    駆動制御するパワーアンプと、を有し、さらに前記サー
    ボヘッドが、現在置かれているトラックから目標のトラ
    ックまで、前記サーボディスク上を移動するアクセス距
    離に応じた設定速度カーブを送出するためのD/Aコン
    バータからなる関数発生器と、前記サーボヘッドからの
    出力信号に基づき各前記トラックの位置に対応した位置
    信号を出力する位置検出回路と、該位置信号を微分して
    前記サーボヘッドの速度信号を生成する速度信号発生器
    と、該速度信号発生器からの速度信号レベルと前記関数
    発生器からの設定速度カーブレベルとのレベル差に相当
    する設定レベルを有するアクセス制御信号に従つて前記
    パワーアンプを制御する磁気ディスク記録装置において
    、前記関数発生器をなすD/Aコンバータの下位数ビッ
    トの入力を、前記設定速度カーブの補償入力とし、該補
    償入力は、前記サーボヘッドが前記サーボディスク上の
    内側トラック群に面した位置にあるか又は該サーボディ
    スク上の外側トラック群に面した位置にあるかに応じて
    、前記アクセス制御信号の前記設定レベルをそれぞれ高
    側又は低側にレベルシフトするための入力であることを
    特徴とする磁気ディスク記録装置におけるサーボヘッド
    の位置決め制御装置。
JP10011177A 1977-08-23 1977-08-23 磁気ディスク記録装置におけるサ−ボヘッド位置決め制御装置 Expired JPS599095B2 (ja)

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JPS5434214A JPS5434214A (en) 1979-03-13
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JPS5545132A (en) * 1978-09-27 1980-03-29 Hitachi Ltd Access control system of magnetic disk memory unit
JPS58137168A (ja) * 1982-02-10 1983-08-15 Hitachi Ltd ディスク装置
JPS6247584U (ja) * 1985-09-10 1987-03-24
JPH0784313B2 (ja) * 1989-08-23 1995-09-13 株式会社日立製作所 間接式油圧エレベータの巻上ロープ伸び検出装置
JP2905144B2 (ja) * 1995-09-14 1999-06-14 有限会社野々川商事 棒状化粧料容器

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