JPS63146281A - ディスク・ドライブ - Google Patents

ディスク・ドライブ

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JPS63146281A
JPS63146281A JP62298839A JP29883987A JPS63146281A JP S63146281 A JPS63146281 A JP S63146281A JP 62298839 A JP62298839 A JP 62298839A JP 29883987 A JP29883987 A JP 29883987A JP S63146281 A JPS63146281 A JP S63146281A
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track
servo
signal
disk
magnetic
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Eru Nooresu Berunon
ベルノン・エル・ノーレス
Ii Kiiru Robaato
ロバート・イー・キール
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はディスク・メモリ・ドライブの改良に関し、更
に詳細には、磁気ディスク・ドライブのためのサンプル
されるサーボ・コードのフォーマットおよび方法及びシ
ステムにおける改良に関する。
〔従来技術とその問題点〕
磁気ディスク記憶システムは、ディスク・ドライブと呼
ばれ、大量のアクセス可能なメモリを提供する。このよ
うなディスク・ドライブは、従来より、一定の速度で回
転する共通のスピンドル上に軸方向等間隔の位置に設置
されたメモリ・ディグ スフのスフックをより構成されている。ディスクは各デ
ィスク面上の同心円のトラックに記録されたデータを備
えている。ディスク面上の対応するトラックは円筒状に
整列している。可動キャリッジ上の磁気ヘッドは、各デ
ィスク面に対して一つのヘッドがあるが、これらヘッド
は、半径方向および円周方向に整列しており、一群とし
て動き、所定のヘッドを所定のトラックに位置ぎめして
そのトラック位置で読取りまたは書込みを行う。
各トラックは半径方向に整列した等しいセクタ(sec
tors)に分割されており、ディスク間において整列
している。各セクタにはその先頭部に記録されているサ
ーボ・コードを有し、トラック・フォロイング(tra
ck following)動作およびトラック・シー
キング(track seeking)動作のためキャ
リッジおよびヘッドを駆動する際、サーボで使用するた
めに磁気ヘッドにより読取られる。
Lewisらによる米国特許第4424543号におい
ては、各トラック内の各セクタの先頭部分にあらかじめ
記録したサーボ・データを示しているが、このデータは
、消去ギャップ、プリアンプル、セクタ・マーク、トラ
ック番号、チェック・コード、およびトラック位置コー
ドのシーケンスから構成されている。ユーザ・データは
各トラックでセクタに追従する。消去ギャップの機能は
時間同期を行うことである。プリアンプルはクロック同
期を行う、セクタ・マークはサーボのタイミンクを追加
の確認するために使用される。トラック番号はトラック
・シーキングに使用される。チェック・コードはクロッ
ク・シフトをチェックするのに使用される。トラック位
置コードは隣接トラックに同等に重なり時間的にオフセ
ットするように書込まれる。ヘッドがトラック・センタ
にあるときは、トラックの一方の側の遷移(trans
itions)からの信号はトラックの他方の側の遷移
からの信号に等しく、これはサーボによりトラック・セ
ンタの状態として認識される。トラック位置コードは隣
接トラックと重なるように書かれた唯一のサーボ・コー
ドである。
前述のサーボ・コード・フォーマットを提供するにあた
り、Lewisらは、該米国明細書の第2図に関して説
明するように、サーボ・コードを正確に変換し、時間シ
フトエラーを検出し、データが埋込みサーボ・コード(
embedded 5ervo code)に重ね書き
される可能性をできるかぎり最小にする設備を扱ってい
る。この米国特許はトラックの識別とクロックのシフト
とに重点が置かれている。
自動利得制御(automatic gain con
trol、 AGC)に関する設備には言及していない
Pennimanによる米国特許第4530019号も
各トラックの各セクタの先頭部分にあらかじめ記録した
サーボ・データを示しており、このようなサーボ・デー
タは、消去ギャップ、自動利得制御フィールドおよびト
ラック・センタリング(track cen−teri
ng)の目的のサーボ制御情報のAおよびBのバースト
のシーケンスから構成されている。自動利得制御につい
ては次のように述べられている。
rAGC回路(図示せず)を備えることによりあるバタ
ーA’GCバーストをサーボ情報のヘッド変換器出力を
処理するのに使用される回路の利得を調節するのに使用
するためモニタし、保持することができるとともに、デ
ータにディスク記憶媒体の変化(variations
)に適応することができるようになる。これはディスク
をディスクを作ったもの以外のディスク・ドライブで読
取る場合にノイズを除外するのに(noise imm
unity)特に有用である。」これ以上は自動利得制
御、特にAGCコードのフォーマツティング、あるいは
AGCフィールドからの信号を処理し使用する装置の詳
細については言及されていない。
〔発明の目的〕
本願発明の目的は、上述の問題点を幕消し、容易に自動
利得制御を実施することのできるディスク・ドライブを
提供することにある。
〔発明の概要〕
ディスク・ドライブの受入れ可能なサーボ・システム機
能には信号利得の慎重な制御が必要になる。Penni
manは、上に注記したように、自動利得制御とその用
法とについて記しているが、ディスク・ドライブの変換
器ヘッドの精密位置決めの制御に関する彼の教示の信顛
性は、消去ギャップとAGCバーストとの間の遷移に基
く時間基準の確立とともに変換器ヘッドの精密位置決め
(finepositioning)をするサーボ・コ
ード・デコーディング技術の確立とに支えられている。
PennimanもLes+is らも自動利得制御を
注意を引く要因として取扱っていない。
本発明は、サーボ利得制御に関し、その特徴の一つに関
し、ヘッドごとに、トラックごとに、およびトラック・
セクタ部ごとに異なるサーボ利得の変動を制御する自動
利得制御フィールドを有するサーボ・コード・フォーマ
ントの設備に関し、LewisらおよびPennima
nに与えられた上記米国特許に対して改良を行うもので
ある。サーボ利得制御の設備は、受入れ可能なサーボ性
能を達成しなければならない場合、少くとも前述の状況
では、サーボ利得を比較的一様にするのに必要である。
その特徴のこの一つにしたがって、本発明を実用化する
にあたっては、メモリ・ディスクは等しれるサーボ・コ
ードの部分を備えている。サーボ・ギャップは、その前
縁から進んで、自動利得制御部、セクタ・マーク部、グ
レイ・コード、トラック番号部、およびトラック位置部
からなる各部に分割されている。
サーボ・ギャップ内の4つの名前の付いた部分は所定の
パターンによる磁気ダイビット記録(mag−neti
c dibit recordings)により個別に
定義される。この磁気ダイビットは磁気遷移または磁性
ゾーンとしても知られている。磁気ディスクの表面は一
方向に一様に磁化されている。ダイビットは反対方向に
磁気偏極され、磁気ヘッドでスキャン中にダイビット前
縁およびダイビット後縁で磁気フィールドの遷移を行う
磁気ダイビットはトラックを横切って測ってほぼトラッ
クの半分に等しい幅を有している。サーボ・ギャップ内
の磁気ダイビットはすべて同じで、各トラックの中心線
の各側の半トラック位置に記録されている。これらは幅
が2グイビツトの磁気ヘッドを用いてデータ・トラック
の幅に対応する半トラックとびに書込まれあるいは記録
される。
そのパターンは、トラックに沿う方向にスキャンすると
き、記録されていてトラックをスキャンする磁気ヘッド
で検知される情報を決定する。このトラック記録技術を
用いるとトラックの中心線は各トラックの各側の半トラ
ック位置にある磁気ダイビットの対向する端部あるいは
隣接する端部の間に定義される。
交番トラックの一方の側にある磁気ダイビットは一貫し
てAダイビットと呼ばれ、交番トラックの他の側にある
磁気ダイビットは一貫してBダイビットと呼ばれる。こ
れらは交番トラックの中間のトラック上で反転する。こ
れにより隣接するAおよびB磁気ダイビットが半径方向
に整列(aligns)する。サーボ・ギャップのトラ
ック位置部におけるトラックをスキャンしている磁気ヘ
ッド内で発生したA信号およびB信号の差はサーボによ
りその磁気ヘッドをトラック中心に位置決めするのに使
用される。磁気ヘッド内で発生したA信号およびB信号
の和はディスク・ドライブの読取りおよび書込みの使用
モード中にサーボ利得を補償する目的に使用される。サ
ーボ・ギャップの前縁と後縁とにガード・バンド(gu
ard band)を設けて、前縁でサーボ・ギャップ
にデータを書き過ぎないようにする空間とするとともに
、ヘッドを後縁で信号をサーボに供給するモードからデ
ータ・コードの読取りまたは書込みを行うモードに切換
える。
自動利得制御フィールドから得られる信号は高速設定A
GCループでピーク検出され、実質的に一様なサーボ利
得を維持するステップとして振幅に関して正規化される
。これはサーボ・コード、特にその後に続くセクタ・マ
ークを確実に読取るための重要な特徴である。セクタ・
マークの検出によりトラック番号とこれに続くトラック
位置サーボ・コードによる正確なタイミング基準が確立
する。
セクタ・マーク信号はAGC信号のピーク検出のレベル
の約2分の1でしきい値検出される。セクタ・マーク・
パターンは障害に耐えるように設計され、各セクタ・マ
ーク空間でビット・カウント試験を行うビット・カウン
タとアルゴリズムとを用いて、第1空間、第2空間、お
よび第3空間と呼ばれる3つの部分で読取られる。この
手段により、セクタ・マークの積極的な認識が確実に行
われる。
トラックの識別はグレイ・コードで記録されたトラック
番号を用いて行われる。グレイ・コードも半トラック・
ダイビット記録技法を用いて記録されている。トラック
番号信号はしきい値検出され、トラック・シーキング動
作に要求されるトラック番号に応答するサーボへのフィ
ードバック信号として使用される。これによりトラック
をカウントする目的の基準として内部および外部のトラ
ック・ガード・バンドを探す(シーキング)必要性を除
去する。
トラック位置サーボ・コードは、やはり半トラック・ダ
イビット記録技法を用いて記録されているが、サーボ・
ギャップ内のトラック番号コードに追従する。Aダイビ
ットは各トラックの一方の側に記録され、Bダイビット
は各トラックの反対側に記録される。半トラック記録技
法のためAおよびBダイビットはトラック辺(trac
k 5ides)を交換し、隣接する半トラック位置で
半径方向に整列する。これらは異なる二つの磁気ダイビ
ット・パターンにフォーマット化されている。一方のパ
ターンでは、AおよびBの個々のダイビットはトラック
の逆の側にある円周方向の位相位置に交替する。他方の
パターンでは、Aダイビットは各トラックの一方の側に
ダイビット・ストリングあるいはバーストの群として記
録され、Bダイビットは各トラックの他方の側にダイビ
ット・ストリングあるいはバーストの群として記録され
る。AおよびBのダイビット群はトラックの反対側にあ
る円周方向の位相位置に交替する。ヘッドがトラック位
置サーボ・コード上でトラックの中心にあると、Aおよ
びBの信号の振幅は等しい。AおよびBの信号はサーボ
に結合しているAGCループで処理され、サーボ利得を
実質上一様に維持するサーボ制御信号を発生する。処理
したAおよびBの信号の、差はトラック・フォロイング
の目的でサーボにより使用される。
〔発明の実施例〕
第1図は、ディスク1、回転可能に取付けられた(pi
votally mounted)アームスタックある
いはキャリッジ3、アームスタックあるいはキャリッジ
3の端に取付けられたたわみアセンブリ7の上にある磁
気ヘッド5から成る、本発明のディスク・ドライブの主
要部分を示す。ディスク・ドライブは典型的には、図示
するように、スピンドル上に軸方向等間隔に配置され、
一定速さで反時計方向に回転する複数のディスク1を備
えている。磁気へラド5はキャリッジ3およびたわみア
センブリ7により各ディスクの各側に設置されている。
キャリッジ3はヘッドをディスクを横切って異なるトラ
ック位置に動かす直動または回転アクチュエータ系の一
部とすることができる。回転可能に取付けられたキャリ
ッジはピボット・マウント9を備えて示しである。アク
チュエータ部材11は、固定された弧状磁石構体13と
キャリッジ3の一方の端部に設置され磁石と磁気的に結
合しているコイル15とから構成されている。サーボ動
作モードでは、トラック・シーキングまたはトラック・
フォロイングのいずれかの目的で、サーボ系16が所定
の磁気へラド5と接続されて、サーボの出力が接続され
ているアクチュエータ部材11を制御する目的でそこか
らの信号を受取る。ホスト・コンピュータ14はサーボ
系に、計算またはデータ処理機能のためディスク・ドラ
イブのアクセス情報に入っているトラック番号等の要求
を与える。
メモリ・ディスク内のサーボ・コードの改良されたフォ
ーマツティングは、1986年10月14日に出願され
、「改善されたサンプル・サーボ・シークおよびトラッ
ク・フォローディスク・ドライブに関する方法と装置J
 (”Method and Apparatus f
orAn Improved Sampled 5er
vo 5eek and Track PPo−11o
 Disc Drive”)と題する米国出願番号第9
19099号に記されている形式のサンプル・サーボ・
システムに有効である。ここに記されているとうり、個
々のトラックを識別するトラック番号を使用するととも
に、ディスク上のサーボ・コードの適格なフォーマツテ
ィングは専用サーボ・ディスクの必要性を除去する。こ
れにより、とりわけ、汎用、専用、およびターゲット・
ヘッド間でサーボを切換えることが不要になる点で、シ
ステムの複雑さが減少する。
ディスク1は大きさが等しい複数個のセクタ17に分割
されている。現在の目的のためにこれらセクタの数個だ
けを示し、一つを詳細に示しである。
各セクタ17はサーボ・ギャップ19を備えている。
個々の同心円状トラック21と関連するサーボ・ギャッ
プ19は、図示のように、半径方向に整列している。サ
ーボ・ギャップ19を通って延びている各トラックの部
分にはサーボ・コードが記録されている。特定のセクタ
内のそのサーボ・ギャップに続く各トラックの部分には
データ処理機能またはコ゛ンピュータ機能に有用なデー
タが記録されている。
第2図は第1図を更に展開したもので、尺度を拡大して
描いてあり、付加的な細部をも示している。二つの同心
トラックだけを示しである。拡大により、第2図σ右の
サーボ・ギャップに見るようにサーボ・ギャップ19の
中のサーボ・コー、ドを更に詳細に示すことができる。
サーボ・コードはサーボ・ギャップ内のトラック部分2
1aに沿って記録されており、トラック位置サーボ・コ
ード部23、トラック番号部25、および前方に小さな
ガード・バンドGBI(図示せず)を有する自動利得制
御の領域から主として構成される部分27から構成され
ている。ここでは2種類のトラック位置サーボ・コード
を記述する。ここに示すトラック位置サーボ・コードは
、トラック中心線の反対側に円周方向に一定間隔を隔て
た位置に配置され、トラック中心線21aの両側でトラ
ックのおよそ半分だけ重なっている磁性ゾーン(mag
netic zones)すなわちダイビット (di
bits) AおよびBから゛構成されている。磁気グ
イピッ)Bは円周上磁気ダイビットAの中間の位置にあ
る。すなわち、それらは円周上の位相位置を交替する。
トラック番号を定義する部分25の磁気ダイビットも、
自動利得制御部27の磁気ダイビット記録のように、ト
ラック中心線21aの各側の半トラック位置に記録され
ている。ディスクが回転すると、トラック位置サーボ・
コード23のダイビットがその下を通過するとき所定磁
気ヘッドにトラック位置信号が発生する。
この信号は磁性ゾーンすなわちダイビットAおよびBに
関して、したがって、トラック中心に関して磁気ヘッド
の半径方向位置を決めるのに役立つ。
第3A図は、第4図に展開されることになる、第2図の
トラック位置サーボ・コード23の変更した断片の拡大
図である。この図の左側に示される磁気ヘッド5はトラ
ック中心位置にある。ディスクの表面は、図面の平面で
表わしであるが、一つの磁気極性を持っている。磁性ゾ
ーンすなわちダイビットは逆の磁気極性を持っている。
図示より、磁気ヘッド5の下を左から右へ動(ディスク
の運動により磁気ヘッド内にトラック位置サーボ・コー
ド電圧が発生し、この電圧は増幅、処理の後、第3A図
の下側に示す時間変動トラック位置サーボ・コード波形
AおよびBの特徴を備える。Aダイビット電圧とBダイ
ビット電圧の差(A−B)は、積分されるが、トラック
の中心に関する磁気ヘッドの半径方向位置を示しており
、磁気ヘッドをトラックの中心に保つトラック・フォロ
イング動作モードで使用される。A信号とB信号との差
がOのときは、磁気ヘッドはトラックの中心にある。
サンプル・サーボ形式のトラック・シーキングおよびト
ラック・フォロイングサーボ系におけるトラック・フォ
ロイングおよびトラック・シーキング動作での信号Aお
よびBの使用法について以下に詳述する。トラック・シ
ーキング動作およびトラック・フォロイング動作にこれ
らA信号およびB信号を使用する他の方法は従来技術に
おいて既知である。上述のLe%1isおよびPenn
imanらの米国特許にも説明されている。
第3B図は本発明の好適な一実施例のトラック位置サー
ボ・コード・フォーマットを示す、AおよびBの磁気ダ
イビットはまた半トラック位置に記録されているが、今
度はストリング状にまたは、たとえば、トラックの反対
側の円周上の位相位置に交互に設けられる7個のダイビ
ットの連鎖等から構成されるストリングまたはバースト
状になっている。磁気ヘッド5がこのダイビット・フォ
ーマットをスキャンするときに発生する信号波形は第3
A図のものと同じであるが、個々の波形ピークは、Aダ
イビットおよびBダイビットを交互に感知して生ずるか
わりに、今度はAダイビットおよびBダイビットのスト
リングあるいはバーストを交互に感知することにより生
じ、波形群Aおよび波形群Bを生ずる。ここで、再び、
A電圧とB電圧との差はトラック中心に関する磁気ヘッ
ドの半径方向位置を示している。両フォーマットに関す
るA電圧およびB電圧の処理については後に説明するこ
とにする。
第4図および第5図は、本発明に係るサーボ・ギャップ
の拡大した直線状展開図であり、各々、トラック3.4
.5、および6と任意に番号付けた四個の隣接ディスク
・トラックに対する磁気ダイビットの記録を示している
。第4図は第3A図のトラック位置サーボ・コード・フ
ォーマントを示し、第5図は第3B図のトラック位置サ
ーボ・コード・フォーマットを示す。
各図のディスク運動の方向は図面の最上部に示しである
。ディスクに関する半径方向および円周方向も示しであ
る。サーボ・ギャップに関するその他の付加的情報は各
図で明らかである。図示のように、各図の左側にあるサ
ーボ・ギャップの前縁より進んで示される、各サーボ・
ギャップは、第1のガード・バンドGBI、自動利得制
御部あるいはフィールド27、セクタ・マーク部あるい
はフィールド29(これはすべてのセクタに対して同じ
である)、指標ビットII、欠陥ビットD1グレイコー
ドで記録されたトラック番号部25、第2の指標ピント
■2、およびAおよびBのトラック位置サーボ・コード
・フィールド23を備えている。
各サーボ・ギャップはガード・バンド部OB2で終了し
ている。データ・トラックはサーボ・ギ;ツブの各側に
現れる。図示した各サーボ・ギャップはサーボ・ギャッ
プの右側にデータ・トラしりを備えたセクタの一部であ
る。
ガード・バンドGBIとGB2とは、サーボ・コードが
ユーザ・データにより重ね書きされないようにディスク
の回転速度の変動に対処する書込み重ね継ぎ領域(wr
ite 5plice areas)である。
ガード・バンドGBIは、書込み動作中その前縁で書込
み動作の中断を始め、これによりAGCフィールドに重
ね書きが起こらないようにしている。
自動利得制御フィールド27は(磁気ヘッドからの信号
に応答して)、後続のサーボ・ギャップ・フィールドが
正しく検出され処理されるように信号の振幅を正規化す
る、第7図の高速設定自動利得制御ループにより検出さ
れる。これは信号振幅のかなりな変化を生ずる可能性の
あるヘッド切換えが丁度起った場合に特に重要である。
自動利得制御フィールド27はデータ検出回路の自動利
得制御にも使用される。
自動利得制御では、信号振幅は正規化される。。
トラック番号、セクタ・マーク、およびトラック位置を
識別する目的の磁気ダイビット・パターンの差(ダイビ
ットの円周方向の隙間)の他°は、自動利得制御フィー
ルドはグレイ・コードおよびファイン(fine)  
・サーボ・フィールド(トラック位置サーボ・コード)
と実質上同じ密度で記録される。これら磁気フィールド
を変換するにあたり、たとえば、グレイ・コード・フィ
ールドは、自動利得制御フィールド、AGCフィールド
に使用するしきい値の半分の電圧しきい値で変換される
ので、グレイ・コード・トラック番号の検出は磁気ヘッ
ドが半分トラックから外れるときに変化するとこになる
セクタ・マーク29も、やはりAGCフィールドの半分
のピーク電圧で検出されるが、それに続くサーボ信号を
基準として正確なタイミングを確立する特別のビット・
パターンである。これにより通常専用サーボ・ディスク
・ドライブあるいは上述のLewisらに使用されてい
るようなサンプル・サーボ・ドライブに用いられる位相
ロック・ループの必要性が無くなる。セクタ・マーク・
パターン(第6A図および第6B図参照)はディスクに
欠陥が存在する場合にも正しく識別することができるよ
うに欠陥に耐える設計がなされている。このマークはま
たセクタ・マーク間の間隔の時間を調節することにより
ディスクの回転速度を制御するのにも使用することがで
きる。
指標ビット11と■2とは、指標セクタと呼ばれるセク
タを識別するのに使用する冗長ビットである。各トラッ
ク上の一個のセクタだけが遷移すなわちビット・セル1
1および■2に書かれたダイビットを備えている。これ
は、たとえば、セクタOである。冗長性はディスクの欠
陥に対して免疫となり、ディスク上の、他のセクタ位置
を決める最初のセクタとして予め選択されたセクタを識
別する。
欠陥とットDは、次の、すなわち続くサーボ・ギャップ
が欠陥であると判定された場合、書込まれるダイビット
を備えたビット・セルである。このビットはディスクの
製造時サーボ・コードを試験するときにフォーマントに
書込まれる。ディスク欠陥を含んでいる全てのサーボ・
ギャップはビットDを前のサーボ・ギャップに書込むこ
とにより不良の印をけつることができる。このビットは
サーボ復調エレク′トロニクスに次のサーボ・ギャップ
を無視するように知らせる。そのサーボ・ギャップに関
連するセクタのデータ・フィールドは正常に処理するこ
とができる。
グレイ・コードによるトラック番号の部分又はフィール
ド25は、ヘッドが現在その上を浮上しているトラック
に対するトラック・アドレスを備えている一組の磁気ダ
イビットである。これらは、ツクに限定されるようにグ
レイ・コード列にコード化されている2進アドレスであ
る。グレイ・コードを使用するときは、トラック識別番
号の1ビツトだけが、図示のように、トラックからトラ
ッ実、これらトラック・アドレスはトラック位置のフィ
ードバックを行ってシーキング動作を制御するのに使用
される。実用上は、ホスト・コンピュータを使用してデ
ィスク・ドライブに情報の検索や書込みをプログラムす
ることができる。この点で、ホスト・コンピュータ14
(第1図参照)はアクセスされるべき特定のトラック番
号の形で要求を行う。磁気ヘッドが位置する現在のトラ
ック・アドレスあるいは番号はこのシーキング動作に使
用されるフィードバック信号を供給する。
トラック位置サーボ・コード23は、AおよびBファイ
ン・サーボ・フィールドとも呼ばれるが、データ・トラ
ックの中心線の各側の半トラック位置に記録されている
磁気ダイビット記録から構成される。第4図において、
トラック中心線の一方の側の個別のBダイビット記録は
そのトラック中心線の反対側の個別のAダイビット記録
の中間の位置に円周方向に一定間隔で配置されている。
第5図でトラック中心線の一方の側のダイビット記録の
B群あるいはストリングはそのトラック中心線の反対側
のダイビット記録のA群あるいはストリングの中間の位
置に円周方向に一定間隔で配置されている。上に注記し
たように、トラック位置サーボ・コードの磁気へラド遷
移により発生したA信号およびB信号の振幅が等しいと
きは、その磁気ヘッドはその特定のデータ・トラ2りの
中心線上に正確に位置している。これらの信号はトラッ
ク・フォロイングの目的でサーボ系16をフィードバッ
ク制御するのに使用される。
サーボ・ギャップ内の自動利得制御部あるいはフィール
ドを使用することは廉価なサーボ系を開発する基本とな
る。自動利得制御フィールドを各サーボ・ギャップの先
頭に設置することにより、且つ自動利得制御の応答時間
を自動利得制御フィールドが磁気ヘッドでスキャンされ
る時間内ニ設定するに充分な速さにすることにより、自
動利得制御電圧を求めることができる。この電圧は、こ
こでは利得調整電圧と呼ぶが、次のサーボ・ギャップに
到達するまで一定に保たれ、サーボおよびそのサーボ・
ギャップに含まれるセクタ内のデータ・コードから得ら
れるすべての信号の振幅を正規化するのに使用される。
サーボ・ギャップ内のすべてのセクタまたはフィールド
にある磁気ダイビットは同じであり、指示されたトラッ
クの各側の半トラック位置に、ダイビットの2倍の幅の
磁気ヘッドを用いダイビットを半トラックとびに記録す
ることにより、記録されるという事実に注目する。自動
利得制御フィールド内の磁気ヘッド5はダイビット・パ
ターンの一様性と密度とのため、トラックの中心にあっ
ても、トラックの中心からはずれていても、あるいはA
GCフィールドを横切るときトラックと交差するトラッ
ク・シーキング動作に関係していても、同量の磁気ダイ
ビットを見る。このためサーボが一つの磁気ヘッドから
他に切換えられるとき良好な自動利得制御を達成すると
いう問題が解決される。隣接トラック上のフィールドが
一貫して書込まれるこの半トラック記録技法により、磁
気ヘッドは、トラック間に位置しているときでも、正し
い読取りを行う。したがって、この機構はシーキング動
作中に正しい自動利得制御機能をも提供する。
この機構は、ヘッド切換え動作中、またはシーキング動
作中、または両方を行っているとき、ヘッドが特定のト
ラック上に設定しようとすると同時に自動利得制御機能
を設定しなければならないという問題をも回避する。こ
の問題は自動利得制御おび位置ループが相互作用ループ
になっているシステムに存在する。
上述のように、自動利得制御フィールドまたは自動利得
制御部をフォーマツティングすることにより、AにBを
加算して形成されるサーボ信号を一定にあるいは比較的
一定に保つことができる。
第4図および第5図の下部に描いた信号列は理想化しで
ある。それぞれは磁気ヘッドでスキャンされるときのサ
ーボ・ギャップの別々のフィールドあるいは部分で発生
した信号のパターンの振幅を示している。信号パターン
は、トラック番号3と称する最下トラックに関連してい
る。Vi気ヘフド5のトラック中心にある位置が示しで
あるが、AGCフィールドから変換された信号パターン
はトラック上あるいはトラックはずれのいずれの位置に
対しても有効である。信号のピーク振幅はすべての部分
において比較的一定である。上に説明したように、自動
利得制御信号のピーク振幅の半分でトラック番号を表わ
す信号25aを検出するのが望ましい。こうすることに
より、現存する信号ビットがカウントされ、ビットが失
われているとき信号レベルがカウントされないという確
信が持てる。またトラック番号は磁気ヘッドが半トラッ
ク位置を横切るとき変る。
トラック位置サーボ・フィールドにおいて、信号振幅は
比較的一定であり、他のサーボ・フィールドの信号のピ
ーク振幅の約半分である。その理由はトラック中心位置
では磁気ヘッド5が異なる時間・でダイピッl−Aおよ
びBの半分をオーバーラツプするからである。
第6A図および第6B図はそれぞれ第4図および第5図
のサーボ・コード信号に対する一組のタイミング信号に
関する。これらはサーボ・コードを変換するにあたり所
定の機能を行うことができる方形波信号である。イネー
ブル信号(enable) E N(AGC)はAGC
フィールドを読取ることができる時間間隔を制御する。
第6八図および第6B図かられかるように、書込み回復
間隔はヘッドがAGCフィールドに入るにつれて与えら
れ、読取り期間がこれに続き、AGCフィールドの終端
部であるいはその内で終了する。信号IAおよびIBは
A信号およびB信号を、個々に (第6A図)、または
群として(第6B図)、連続的にゲートし、以下に説明
するように、信号A−BおよびA+Bを作るように処理
する。更に詳細には、第6A図において信号IAおよび
IBがそれぞれ個別のAおよびB電圧ピークと同期する
。第6B図で、信号IAとIBとはAおよびBの信号群
と同期してそれぞれの読取り間隔をAおよびB信号群の
それぞれの間隔より小さくして、個々の信号群の始まり
および終りで信号が失われないようにする。IA倍信号
よびIB倍信号その二つの電圧状態の低い方にあるとき
サンプル・サーボ・ゲート信号5SGTによりゲートさ
れる。放電信号DSCGが発生し、これは二つの電圧状
態の高い方にあるが、以下に説明するように、信号Aお
よびBがゲートされる個々の積分増幅器を放電させる。
タイミング信号を発生する回路は、lewisらの特許
等、周知である。
セクタ・マークを検出する機能をここで説明する。第6
B図でわかるように、長さ35ビツトのセクタ・マーク
がこの特徴を示すのに用いられている。
他のビット長を使用することも可能である。セクタ・マ
ークは三つの空間に分割されている。セクタ・マークの
始めにある第1空間は長さ5ビツトである。中央の第2
空間の長さは25ビツトであり、終りの第3空間の長さ
は5ビツトである。このビット・パターンはそれがセク
タ・マークであることを識別するものであり、第8図の
フロー・チャートでわかるように、セクタ・マークが見
つかったことを決定する際に使用される。
自動利得側?11機能を行う高速設定AGC回路を第7
図に示す。ここで、サーボ・ギャップを横断する磁気ヘ
ッド5の電気的出力は前置増幅器31で増幅され、その
出力は自動利得制御増幅器33に一つの入力として結合
される。この増幅器の出力はフィルタ回路35でフィル
タされ、その出力が増幅器37に印加される。増幅器3
7の出力信号ANは、イネーブルAGC信号40 CE
NAGC)で制御されるピーク検出器39でピーク検出
され、その出力は所望の振幅を有する基準AGC信1号
と比較されて差信号を発生する。差信号は積分器43で
積分される。積分器43はループ内のフィードバックと
してAGC増幅器33の第2の入力と連結する利得調整
信号を発生し、格納する。この利得調整信号はサーボ・
ギャップおよびデータ・フィールドの残りを含む現在の
セクタをスキャンする間中存在する。AGCサイクルは
磁気ヘッドが信号40(ENAGC)の存在下で次のサ
ーボ・ギャップ内の次のAGCフィールドをスキャンす
るとき再び開始する。
利得調整フィードバック信号は、成る意味でAGC区間
(ENAGC)中にピーク検出器のピーク振幅出力を基
準AGC信号のピーク振幅と釣合わせるように、AGC
増幅器33の出力を増減させる働きをする。このように
してサーボ・ギャップの先端で自動利得制御フィールド
27をスキャンすることにより、自動利得制御機能が達
成される。
各セクタに対する振幅正規化信号ANは、サンプル・サ
ーボ・ゲーティング信号がその二つの電圧状態の低い方
であるとき、それ自身のA+B自動利得機能を備えてい
る、第1図のサーボ系16の入力において、第8図の位
置誤差信号復調器45と結合する。第6A図の、その二
つの電圧状態の高い方にある読取りイネーブル・タイミ
ング信号、RENは、サンプル・サーボ・ゲーティング
信号5SGTに続くもので、磁気ヘッドがデータ・フィ
ールドに入るにつれてデータ回路38を使用可能とし、
ホスト・コンピュータ14から要求されるときデータを
ユーザ42に伝達する。
第7図の位置誤差信号復調器45は、第8図に詳細にブ
ロック図で示す。これは第1図のサーボ系16の一部で
ある。第7図の自動利得制御増幅器からの正規化信号は
サーボ信号入力としてサーボ・グイ、ビット電流変換器
47と結合される。この電流変換器47はAおよびBの
トラック位置サーボ・コード信号だけが処理されるよう
にサンプル・サーボ・ゲーティング信号5SGT (第
6A図および第6B図参照)でゲートされる。この回路
47の出力はA信号およびB信号からだけ発生したダイ
ビット電流である電流I  (DB)である。この電流
は、フィードバック・ループから結合する第2の入力V
 (AGC)と基準人力V (R)とを備えているAG
C電流分割器49に入力として結合し、自動利得制御を
達成する。その出力電流をI  (AGC)と名付ける
。AGC電流分割器49からのAおよびB電流信号I 
 (AGC)は、AおよびB信号入力と同期して、信号
IAおよびIB(第6A図および第6B図参照)により
ゲートされるサーボ・グイ、ビット積分器51に入力と
して結合する。これはAおよびBのトラック位置サーボ
・フィールドからの信号を積分して、AレベルおよびB
レベルの出力信号A (LVL)およびB (LVL)
を発生する。実際には、これらの信号は、ここでは微分
回路53および加算回路55として表わしている微分増
幅器および加算増幅器と結合して、それぞれ位置誤差信
号(A−B)と和信号(A+B)とを発生する。位置誤
差信号(A−B)はサーボ系16のトラック・フォロイ
ング制御ループに使用して第1図のアクチュエータ11
を制御し、ヘッド5を所定のトラックの中心に位置決め
する。信号(A+B)は回路57で基準信号と比較され
、その出力は積分増幅器59と結合され、自動利得制御
電流分割器49にフィードバックV (AGC)を供給
する。
サーボ・ダイビット電流変換器47は出力電流I(DB
)を発生するが、これはAおよびBの各人力信号の振幅
に比例している。この変換器は半波整流器として機能す
る。本願明細書ではそれはAおよびBサーボ信号の負レ
ベルだけを整流して電流パルスI  (DB)を発生す
る。
このような電流変換器は従来のPNP型トランジスタを
用いて実現することができる。このトランジスタはベー
ス・バイアスされているので非導電または実質上非導電
性であり、出力がトランジスタのエミッタに結合してい
るインバータにより使用不能とされ、これにより通常エ
ミッタ電圧がベース・バイアス電圧より低いレベルに引
き下げられる。サンプル・サーボ・ゲーティング信号5
SGTの存在下では、インバータ回路はエミッタ電圧を
トランジスタが導通するように上昇させることができる
。AおよびBのサーボ・フィールド電圧はトランジスタ
のベースにAC結合している。
負のエクスカーション(negative excur
sions)によりトランジスタが導通して電流I  
(DB)が発生する。
回路49のようなAGC電流分割器は入電流(in−c
oming current)  I  (DB)を分
割してその数分の1を出力電流1  (AGC)として
送信するPNPトランジスタの差動対を含むことが可能
である。
1  (AGC)として伝送される入力電流1  (D
B)の量はフィードバック電圧V (AGC)と基準電
圧V (R)との差により制御される。V (R)はシ
ステムに適合する公称値(nominal value
)に設定される。
サーボ・グイピント積分器はPNP )ランジスタ対よ
り構成することができ、そこで信号I  (AGC)が
所定の電圧にクランプされている二つのエミッタに結合
される。コレクタは別々に接地と容量結合している。こ
れらトランジスタのバイアスに基いた、一定のバイアス
がそれらを遮断するか、あるいは実質的に遮断する。信
号IAおよびIBはそれぞれ、トランジスタのベースに
結合し、第6A図の個々のAおよびB電圧と、あるいは
第6B図のAおよびB電圧群と同期してトランジスタを
切換える。Aレベル電圧A (LVL)およびBレベル
電圧B (LVL)はトランジスタのそれぞれのコレク
タ回路からバッファされている出力である。放電信号D
SCGはコンデンサの前にあるコレクタ回路の個別のス
イッチを制御して、コンデンサを接地と結合させるので
、コンデンサはトラック位置サーボ・コードを磁気ヘッ
ドが遷移する直前に放電することができる。
自動利得制御増幅器は加算回路57および減算回路57
とともにA (LVL)入力とB (LVL)入力とを
加算してサーボ・ゲイン係数信号(A+B)を作り、こ
れは入力回路57でA+B基準信号と比較されて積分増
幅器59に送られる。回路57は積分増幅器への正およ
び負の入力を表わしている。出力電圧V (AGC)は
どんな値が必要なときでもそれ自身で調節するのでA(
L V L)信号とB(LVL)信号との和は所定の基
準レベルに正確に適合する。
微分回路(differencing)53はA (L
VL) −B(LVL)に対応する差信号を発生する従
来から用いられている増幅器を表わしている。したがっ
てこれら二つの入力信号が等しいときは、出力電圧はO
になるか、あるいはトラック中心におけるヘッド位置を
指示する成る所定の電圧となる。
上に説明した形式の回路は、その細目が従来と変らず且
つ本発明の理解には必要がないので、ここではこれ以上
詳細に例示あるいは説明を行わない、更にこのような細
目は本願明細書の特許請求の範囲に限定されるものでも
ない。しかしながら、これらの回路は現在、説明したと
うりに実施されている。
セクタ・マークの検出はシステムのタイミングに絶対必
要である。第6B図は、上述したように3空間にセクタ
・マークを分割することが示されている。この例では、
長さ5ビツトの第1空間、長さ25ビツトの第2空間、
および長さ5ビツトの第3空間から成る三つの空間から
構成されている。
このセクタ・マークを検出する方法を第9図のフロー・
チャートに示しである。
セクタ・マーク検出サイクルは磁気ヘッドがまだ自動利
得制御フィールドに位置する間に始まる。
これはその二つの電圧状態の高い方になっている、第6
A図の、セクタ・マーク探索ウィンドウ信号60(SM
SW)によって開始される。探索はセクタ・マークの先
頭にある、4個の0ビツトと1個の1ビツトを含む、す
なわち00001の5ビツトのセクタ・マーク・ギャッ
プ、第1空間に対して始まる。1のビットは双ビツト信
号62から生ずる。セクタ・マークの第1空間はAGC
フィールドの終端から始まる(第6B図参照)。第9図
のビット時間および時間間隔カウンタ70はビット時間
の計数と間隔の時間調整とを行う。セクタ・マークの第
1空間1は00001が第1空間の時間間隔内でカウン
トされれば見つけられ、セクタ・マークの第2空間2は
24個のOと1個の1とが空間2が磁気ヘッドでスキャ
ンされる時間内にカウントされれば見つけられる。ビッ
ト・カウント1はダイビット信号64によるものである
。第3空間はOビットが5個、すなわちoooooがス
キャン中にカウントされれば見つけられる。
第9図を参照すると、セクタ・マークの探索がセクタ・
マーク探索ウィンドウ信号60により開始ブロック66
で始まっている。探索タイムアウト判定機能(Sear
ch timeout decision funct
ion)68により監視される、第1空間のタイミング
間隔中に、AGCフィールドからの信号がシフト機能6
5によってシフト・インする。1からOへの信号パター
ンの変化は第1空間の開始を指示し、これはその後に続
く0で確認される。探索タイムアウト判定機能68によ
り監視される第1空間の時間間隔内でカウントされれば
、ビット時間Oがカウントされ、第1空間を表わす00
001が見つけられる。これは理想的な場合である。o
ooooのビット・カウントも受入れ可能である。
いずれかの第1空間が存在するとき、セクタ・マーク判
定機能67の始まりを探す第1空間の時間間隔内のビッ
ト・カウントがシフト機能69を始動する。次の25ビ
ツトがカウントされる。第2空間2に対して正しいビッ
ト・カウントが行われるとシフト機能73が使用可能と
なり、第3空間の5個のビット・カウントに対するカウ
ントが開始される。その他の場合はセクタ・マーク探索
が第2空間に対する判定機能71により終結される。第
2空間を検出しそこなったことに対応する判定機能70
はセクタ・マーク探索を次のセクタまで延期する。
第3空間に対する5個のビット・カウントがすべて0で
ある場合には、判定機能75は判定機能77に時間同期
が確立していることを確認する指示を与える。この状況
における信号処理は、サーボ・ギャップの残りで継続す
る。その他の場合はセクタ・マーク探索は次のセクタま
で延期される。
他のセクタ・マーク・ダイビット構成を採用することが
できる。例示し説明したものを実現させたものは欠点に
耐えるものであるとともに、他のビット・パターン、特
にサーボ・ギャップ内でそれに先行するAGCフィール
ドの高密度ダイビット・パターンの間で容易に識別可能
となる。
信号振幅を正規化する、この改善されたメモリ・ディス
ク・サーボ・コードのフォーマット、システムおよびそ
の方法は、その全体としての構成に関して、およびサー
ボ・ギャップ内のサーボ・コードの磁気ダイビットの特
定な記録に関して、いくつかの長所が得られる。
サーボ・ギャップ内のサンプル・サーボ・コードのフォ
ーマットはシステムに、ディスク速度を維持し、トラッ
ク・シーキング、トラック・フォロイングを行い、ヘッ
ド切換えを行うのに必要な信号を発生する。専用サーボ
表面あるいは他のエンコーダは不要である。
埋込みサンプル・サーボ(embedded samp
ledservo)およびその使用によりヘッドの機械
的および熱的オフセフ)に関連する問題が除去される。
したがって、データ・ヘッドをデータ・トラック上もっ
と中心に近く位置決めすることができる。
ヘッドの半径方向の不整合(misaligument
)の量がいくらあってもグレイ・コード式トラック・ア
ドレスを用いて寛容に取扱うことができる。何故ならス
イッチの切換え動作中、探索はトラック・センタリング
が実施される特定のトラック番号に対して行われるから
である。
スキューと称する、かなりの量の円周方向のヘッド不整
合はセクタ・マーク・パターンからのりイミング回復の
ため大目に見ることができる。したがって、不整合によ
る、キャリッジの傾きによる、あるいはディスク・スピ
ンドルの傾きによる、あるいはこれら全部による特定の
円周方向ヘッド・スキューに必要な補正の決定をする必
要が無い。
サーボ・ギャップ内の欠陥ビットを使用すれば傷の無い
ディスク表面を使用する必要を除去する。
欠陥ビットが存在すれば、磁気ヘッドで検知したとき、
次のサーボ・ギャップへの飛越しくskipp−ing
)が起こる。
成るディスク・ドライブでは、ヘッドを内径または内径
のガード・バンドまで動かしてディスク信号との同期ロ
ックを得る必要が無い。これは本発明のサーボ・ギャッ
プ・フォーマットを用いれば必要が無い。セクタ・マー
ク・パターンはこのような機能が得られる。
成るディスク・ドライブでは、トラックOを見つけるた
めにシステムを再校正する必要がある。
このような再校正操作は、トラック・アドレスを今度は
直接読取るので、本発明のドライブを用いれば不必要で
ある。
AGCフィールドがサーボ・ギャップの残りを処理する
前に正しい信号振幅を再確定するのに使用される信号を
発生するので、一つのヘッドから他のヘッドへ切換える
とき信号振幅の変動によりサーボ信号を失なうことは決
してない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本願発明に係るディスク・ドライ
ブでは、自動利得制御の実施可能とする磁気ディスク上
のサーボ・コードのフォーマットを設定することにより
、付加的な専用ディスクを使用することなぐより正確な
磁気ヘッドのトランキングを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はメモリ・ディスク表面の概略図。第2図はメモ
リ・ディスクのセクタ部の平面図。第3A図及び第3B
図は本発明の一実施例を示すトラック位置サーボ・コー
ドの説明図。第4図及び第5図は本発明の一実施例であ
るディスク・ドライブの部分詳細平面図。第6A図及び
第6B図は第4図及び第5部のサーボ・コードに関する
信号のタイミングの動作説明図。第7図は自動利得制御
回路のブロック図。第8図は位置誤差回路のブロック図
。 第9図はサーボ・ギャップ内のセクタ・マーク検出を示
す動作説明図。 1:ディスク、3:キャリッジ、5:磁気ヘッド。 7:たわみアセンブリ。 14:ホスト・コンピュータ、15:コイル。 16:サーボ系、17:セクタ。 19:サーボ・ギャップ、31:前置増幅器。 33:自動利得制御増幅器、35:フィルタ回路。 37:増幅器、39:ピーク検出器、38:データ回路
。 45;位置誤差信号復調器、47:電流変換器。 49:AGC電流分割器。 51:サーボ・ダイビット積分器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数個の同心円状のトラックを有する回転可能なメモリ
    ・ディスクと、前記各トラックはサーボ・ギャップを有
    するセクタ群に分割され、前記各トラックの中心より各
    側の半トラック位置に互いに半径方向に整列するように
    配置される磁気ダイビットを有し、前記各サーボ・ギャ
    ップの先端部に位置する自動利得制御フィールドと、前
    記自動利得制御フィールドに追従して前記各サーボ・ギ
    ャップのトラック上で円周方向に等間隔を隔てて配置さ
    れるセクタ・マークと、前記セクタ・マークのトラック
    中心より各側の半トラック位置に配列される磁気ダイビ
    ットから成ることを特徴とするディスク・ドライブ。
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