JPS6356882A - ヘツドの位置決め制御方式 - 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、複数のデータ面の所定領域にサーボ情報を埋
込み形成した記録媒体に対し、ヘッドを上記サーボ情報
を用いて、目標トラックへ高速且つスムーズに移動する
ことができるヘッドの位置決め制御方式に関する。

（従来の技術） 従来、ディスク装置におけるヘッドの位置決めは、ディ
スク記録媒体の一面に予め書込まれたサーボ情報を基準
として行われており、一般にデディケーティッドサーポ
方式と称されている。ところがこの方式にあっては、デ
ィスク装置内部における温度勾配によって、サーボトラ
ックとデータトラックとの間で熱的オフトラックが生じ
易いと云う不具合がある。しかもこの方式では、ディス
ク記録媒体の一面全域に亘ってサーボ情報が書込まれて
いる為、上記記録媒体が一枚のときにはその記録容量の
半分しか情報記録に利用することができないと云う不具
合がある。更には、上記ディスク記録媒体が交換可能な
、所謂カートリッジ型の場合、上記記録媒体の偏芯等を
考慮することが必要となるので、結局トラック密度を高
くすることができないと云う潜在的な欠点を有している
０そこで最近では、上記欠点を補うべく、ディスク記録
媒体のデータ面の所定領域にサーボ情報をも書込んでお
くデータ面サーボ方式が種々研究されている。例えばデ
ィスク記録媒体のデータセクタ間にサーボセクタを設け
、このサーボセクタに間欠的にサーボ情報を書込んでお
くセクタサーボ方式や、データトラックの深層部に磁気
的あるいは光学的にサーボ情報を書込んでおく等の方式
が提供されるに至っている。この中でも、上記セクタサ
ーボ方式は、記録Ｗ体の構成が簡単なこと、信号処理が
簡単である等の理由により広く注目され、カートリッジ
タイプのディスク装置の一部において実用化されている
。

ところが、この種のセクタサーボ方式に代表されるデー
タ面サーボ方式にあっては、用いられるディスク面の全
てに予めサーボ情報を、専用のサーボ情報書込装置いわ
ゆるサーボライタを用いて書込むために、これによって
定められるデータトラックの同じトラック位置に、実際
にデータを記録／再生する装置の各ヘッドを正確に対応
させて設置することが必要となってくる。即ち、サーボ
ライタにおいては、各面に定められる同じデータトラッ
クの位置の径方向のズレ量が、各ヘッドのギャップ間隔
と等しくなるように記録パターンが書かれ、さらに、サ
ーボライタのへラドギャップ間隔が実際にデータを記録
／再生する装置のヘッドギャップ間隔と一致している必
要がある。これらの条件が満たされていない場合、ある
データ面においてオントラックしているヘッドから他の
面のヘッドへ制御を切換えたとき、全く異なるトラック
にオントラックするおそれがあり、また上記切換えと同
時にシーク動作を行なわせたときには、目標トラックと
異なるトラックへオントラックしてしまうおそれがある
。

この為、従来では、各面に定められる同じデータトラッ
クの位置の径方向のズレ量が、各ヘッドギャップ間隔と
等しくなるように各面間時に記録パターンを書込んだり
、各ヘッドを取り付けたキャリッジの正確な基準位置か
ら各面とも必ず書込訃ようにしている。また、サーボラ
イタと装置間で各ヘッドのギャップ間隔ができるだけ一
致するように、各ヘッドの取付は位置を微調整している
が、トラック密度の向上やヘッド数の増加に伴い、上記
調整自体が非常に困難なものとなってきている０ そこで、ヘッドを切換えた際、そのヘッドをディスク面
の基準トラックまで移動させて位置ズレを修正したのち
目標トラックヘシーク動作を行わしめる方式が考えられ
ている。この方式によれば、常に正確にヘッドの位置修
正を行わしめて目標トラックに確実にオントラックさせ
得るが、ヘッドの制御切換え毎にヘッドを基準トラック
へ移動させる必要がある為、そのシーク時間が非常に長
いと云う欠点がある。この為、効率良く、速やかにヘッ
ドのトラック移動を行い得ないと云う問題があった。

そこでさら１こ、本発明者等は、％重唱５８−２１８０
７８によってヘッドの取付は誤差およびサーボライタに
よる書込みトラックの位置ズレに起因する各ヘッド間の
トラック位置の相対的なズレ量が、径方向のヘッドの位
置を与える周期的なサーボパターンの周期の上釉以内で
あれば、切換え直前のヘッドのトラック位置と、切換え
後にヘッドから読出されるサーボ情報によって切臭え後
のヘッドの位置を検出し、連続して目標トラックまで位
置決め制御を行うことを提唱した。しかしながら、この
方式では前述の如く、前記ズレ量が前記周期パターンの
周期の±１／２以内と限定されているため、トラック密
度の向上によってこれを満足しない場合が生じてきた。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来のヘッド位置決め制御方式にあっては、
ヘッドの取付は誤差およびサーボライタによる書込みト
ラックの位置ズレに起因する各ヘッド間のトラック位置
の相対的なズレ量を効果的に修正できないという開運が
あった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量を効果的に
修正でき、互換性が高くしかも効率良く且つ速やかに目
標トラックへヘッドを位１４決めすることのできる実用
性の高いヘッドの位置決め制御方式を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

（間、１点を解決するための手段） 本発明は上記のような目的を達成するために、複数のデ
ータ面にそれぞれサーボ情報を予め埋込み形、成したデ
ィスク記録媒体に対し、各データ面に対応して設けられ
たヘッドにて読出さ几る上記サーボ情報に従って上記ヘ
ッドの位置決めを行うディスク装置において、予め各ヘ
ッド間のトラック位置の相対的なズレ量を求め、あるデ
ィスク面にオントラックしているヘッドから他のディス
ク面のヘッドに制御を切換えて、目標トラックにヘッド
を位置決めするに際し、前記ヘッドの切換え直前のヘッ
ドのトラック区間および位置情報と、前記各ヘッド間の
トラック位置の相対的なズレ量と、ヘッド切換後にサー
ボ情報から読取られるヘッドのトラック区間およびその
区間における位置情報とからヘッド間の位置ズレを修正
してヘッドの位置情報を求め、この位置情報と前記目標
トラックとの距離が、所定値より大なるときには、上記
目標トラックに対するヘッドのシーク動作を行わしめる
と共に、上記距離が所定値より小なるときには、前記目
標トラックに対してヘッドの位置制御だけを行なわしめ
ることを特徴とするヘッドの位置決め制御方式を提供す
るものである。

（作用） このような本発明によると、予め、ヘッドの取付は誤差
およびサーボライタによる書込みトラックの位置ズレに
起因する各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量を
求め、あるディスク面にオントラックしているヘッドか
ら他のディスク面のヘッドに制御を切換えて、目標トラ
ック（こヘッドを位置決めするに際し、ヘッドを切換え
る直前のヘッドのトラック区間および位置情報と、前記
各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量とヘッド切
換え後にサーボ情報から読取られるヘッドのトラック区
間およびその区間内の位置を与える情報とから、上記ヘ
ッドの位置情報を求め、このヘッド位置と目標トラック
との間の距離が予め定めた値より大きい場合にはシーク
動作を行うと共に、上記距離が上記値より小さい場合に
は位置制御だけを行うよう作用する。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るディスクの記録パタ
ーンの概略図並びにサーボパターンの詳細図を示す。

図１こおいて、ディスク１の両面には、その内周部にデ
ータを記録する領域であるデータゾーン３゜外周部にガ
ードゾーン２が形成されている。上記ガードゾーン２は
、データゾーン３における最外周の基準トラックを検出
するためにディスクの最外周部分に数十トラック分の幅
で設けられ、通常、データの書込み／読出しを行なわな
い。

さらにそれらは、放射状に配置された被数のセクタで分
割され、各セクタ４は、サーボ情報を埋込み形成したサ
ーボセクタ５．６とデータの書込み／読出しを行う部分
であるデータセクタ７．８とで構成されている。

上記サーボセクタ５および６の詳細は、イレーズ部９．
ＡＧＣ部ＩＯ，ゾーン部１１および、ボジシ、ン部１２
の４つの部分から構成されている。

イレーズ部９は、１トラツクにおける最大消去期間を有
し、各セクタの先頭部分を検出する部分である。また、
ＡＧＣ部１０はトラック間、セクタ間の信号レベル調整
を行う際の信号等に用いられる。そして、ボジシ響ン部
１２は、記録媒体半径方向の位置を検出する部分であり
、通常２相ダイビツトパターンと称される２相サ一ボ信
号１３が書き込まれている。なお、このサーボセクタ５
．６については、ヘッドによる書き込みが禁止されてい
る。さらに、ゾーン部１１は、データゾーン３とガード
ゾーン２を区別するために設けられた部分である。

このようなディスクに対して、ヘッドの位置決め制御は
以下の如く行なわれる。

すなわち、ボジシ、ン部１２にて検出される信号を順に
、位置信号人、　Ｂ、　Ｃ，Ｄとすると、上記位置信号
が各々ピークホールドされた値のλＢ問およびＣＤ間の
差信号 Ｘ＝、Ａ−Ｂ、　　　　Ｙ＝Ｃ−Ｄ を第１の信号群とし、この第１の信号群の和信号および
差信号 Ｕ＝Ｘ＋Ｙ、　　　　ｖ＝ｘ−ｙ を第２の信号群とする。これらの信号Ｘ、　Ｙ、　Ｕ。

■の大きさと、ヘッドの位置との関係は、第２図に示す
通りである。

いま、シーク動作を行う場合、ヘッドの最大移動速度が
１セクタ当り４トラツク未満であれば、第２図からも明
らかなように、Ｘ、Ｙの大小判定を行うことによってヘ
ッドの存在する区間”Ｏｒ　”Ｉ　＋Ｌ２．　Ｌ、の判
別ができ、更にはこの判別された区間内において直線的
な変化を示すＵ、Ｖを用いることによってヘッドの正確
な位置を求めることができる。

すなわち、区間Ｌｏ、　Ｌ、　、　Ｌ、　、　Ｌ、の判
定は、まず信号Ｘ、Ｙを得、 Ｌｏ：Ｘ＞Ｏ，ｙ＞。

Ｌ、　：Ｘ＞Ｏ，ｙ＜。

Ｌｔ：Ｘ＜Ｏ，Ｙ＜Ｏ Ｌ、　：ｘ＜ｏ、　Ｙ＞０ の判定を行うことにより、ヘッドの存在区間Ｌ０〜Ｌ、
　　を知ることができる。

一方、トラック内におけるヘッドの位置は％ＵＩ■を用
いて、 Ｄｏ　”　”／　ａ＋　０．５　：　Ｌ。

Ｄ、　＝　０．５−　Ｕ／　ａ　：　ＬｔＤ、　＝　０
．５−　Ｖ／ａ：　Ｌ２ にて求めることができる（但し、ａは第２図に示すＸ、
Ｙの振幅値）。

カくシて、一つ前のセクタでヘッドが位置していた区間
ＬＢ　と、その区間り、内における位置ＤＢをメモリに
著えておけば、現在ヘッドが位置している区間ＬＰおよ
びその区間ＬＰ内における位置ＤＰによって現在位置ｐ
ｐを求めることができる。

また、同時に１セクタ当りのヘッド移動速度Ｖも、ｖ　
＝　ｐｐ　−ｐＢ によって求めることができる。

次に、上記の如くサーボパターンが埋込み形成されたデ
ィスク入面１６とディスク８面１７の各ヘッド間のトラ
ック位置のズレ量を予め求める第１の方法について、第
３図、第４図を参照して説明する。

第３図において、ディスク装置が起動するとμＣＰＵ３
１は、Ｉ１０ボート３２を介してアナログ、スイッチ３
５を切替えてサーボ系を速度制御に切替えＤ／人変換器
３３．アナログスイッチ３５およびアンプ３６を介して
、ボイスコイルモータ２０に速度制御電流を流して、キ
ャリッジ１９に固定されたヘッド１６．１７をディスク
１の内周へ移動させる０キヤリツジ１９はやがてストッ
パー１８に接続し、このときヘッド１６．１７はガード
ゾーン２上のそれぞれＰ０人＋ＰＣＩＢに固定される。

しかして、ストッパーによって位ＩＰｏ人に固定された
ディスク入面１４のヘッ゛ド１６は、ディスクｌからサ
ーボ情報を読出し、上記サーボ情報から、前述の如く、
その時ヘッドが存在する区間玩とその区間内の位置り、
がμＣＰＵ３１によって求められる。その後μＣＰＵ３
１は、ヘッドの位置を求めるためサーボセクタ毎にサー
ボ情報を続出しながら、１セクタ当９のヘッドの移動速
度が１トラツク以下となるようにボイスコイルモータ２
０に流す電流を制御して、内周から外周へとヘッド１６
がデータゾーン３に入るまで移動させる。ここで、デー
タゾーンの検出は、サーボセクタ内のゾーン部１１を検
出することによって行なわれる。

上記操作によってヘッド１６は、第４図に示すように最
初区間Ｌ１内のり、の位置から、Ｌ０→Ｌ。

→Ｌ２→Ｌ、→Ｌｏど区間を横切って動くわけであるが
、μＣＰＵはデータゾーンが検出されるまで通過した上
記区間の数から通過したトラック数Ｎを求める。さらに
、上記Ｎとり、より、ストッパーによって固定された初
期位置Ｐ。Ａからデータゾーン検出までの距＠Ｄ人が Ｄ人＝Ｎ＋（ｔ　　　Ｄｐ）　　　　　　（Ｎ＝ｓ、Ｄ
ｐ＝Ｄ、）として求められ、記憶される。

同様に上記操作をディス２８面１５のヘッド１７につい
ても行い、ストッパーによって固定された初期位置ＰＯ
Ｂから、データゾーン検出までの距離ＤＢが求められ、
記憶される。

そして、上記り人とＤＢの差が、各ヘッドのトラック位
置の相対的なズレ量として得られる。

ここで、ディスク入面から得られるトラック位置がディ
ス２８面から得られるトラック位置に対して、０人＞Ｄ
ａのとき内周側に、０人＜ＤＢのとき外周側にそれぞれ
ズしていることになる。

また、ストッパーは、キャリッジが最内周で固定される
ように設置して、最初データゾーン内にキャリッジを固
定し、その位置からガードゾーンを検出するまで外周ヘ
ー・ラドを移動させ、前述の如くその間の距離を検出し
てもよい。

この時、それぞれのヘッドで得られる距離をＤＡ’、Ｄ
Ｒ’とすると、ディスク入面から得られるトラック位置
がディス２８面から得られるトラック位置に対して、Ｄ
人’）Ｄａ’のとき外周側にＤ人’＜ＤＢ’のとき内周
側にそれぞれズしていることになる。

さらに、各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量を
予め求める第２の方法について説明する。

第３図において、ディスク装置が起動すると、μＣＰＵ
３Ｌは、第１の方法と同様にして、キャリッジ１９をス
トッパー１８に押し付ける。そして、μＣＰＵ３１は、
ディスク入面１４のヘッド１６を選択し、各セクタ毎に
サーボ情報を読出して、ヘッドの位置を前述の如く、求
めながら、１セクタ当りのヘッドの移動速度が１トラツ
ク以下となるようにボイスコイルモータ２０に流す電流
を制御して、内周から外周へとヘッド１６がデータゾー
ン３に入るまですなわち基準トラックに入るまで移動さ
せる。データゾーン３が検出されると即座に、μＣＰＵ
３ｉは、Ｉ１０ボート３２を介して、アナログスイッチ
３５を切換えて、サーボ系を位置制御に切換て、Ｄ／Ａ
変換器３３を介して、各セクタ毎に得られるサーボ情報
から求められた第１の信号群のうち−Ｙを出力する。こ
れによって、ディスク入面のヘッド１６は、基準トラッ
クに位置決め制御される。しかして、基準トラックに位
置決めされたヘッド１６は、μＣＰＵによって、ディス
２８面１５のヘッド１７へ切換えると同時に、アナログ
スイッチ３５を切換えて、サーボ系を速度制御にする。

そして、各セクタから得られるサーボ情報によって切換
えた時点でのヘッドのトラック区間Ｌｐおよび区間内の
位置Ｄｐを求める。

その後、１トラック当りのヘッドの移動速度が１トラツ
ク以下となるようにボイスコイルモータ２０に流す電流
を制御して、切換えた時点のヘッドの位置がガードゾー
ン内ならば、データゾーン）こ入るまで内周へ移動させ
、前記ヘッドの位置がデータゾーン内ならば、ガードゾ
ーン厖大るまで、外周へ移動させる０そして、その間横
切った区間の数と、初期位置情報により、切換えられた
時点のヘッドの位置から基準トラックまでの距離が求め
られ、これがすなわち各ヘッド間のトラック位置のズレ
量となる。

第２の方法では、ディスク面が３面以上の場合、このう
ち特定のディスク面の基準トラックに必ず位置決めして
から、他のディスク面のヘッドへ切換え、上記操作に従
って上記ズレ量を求めるので、上記特定ディスク面以外
のディスク面のヘッド間のトラック位置ズレ量は、以下
のようにして求める。例えば、ディスク人面を特定トラ
ックとした場合、ディスク人面と１４１２８面のヘッド
間のトラック位置ズレ量を、ＤＡｅ、　　ディスク入面
とディスクＣ面のヘッド間のトラック位置ズレ量をＤＡ
Ｃとすると、１４１２８面とディスクＣ面のそれは、Ｄ
ＡＢ　−ＤＡＣとして求められる。

ここで、ディスク人面から得られるトラック位置が、デ
ィスクＢ面、Ｃ面より外周にズしている時、ＤＡＢ　、
　ＤＡＣ）　０とし、内周４こズしている時、ＤＡＢ。

ＤＡＣ（Ｏとする。そして、さら（ここの時、ＤＡＢ−
ＤＡＣ（０ならば、１４１２８面から得られるトラック
位置は、ディスクＣ面のそれ）こ対して、外周にズして
おりＤＡＢ　−ＤＡＣ：＞　０　ならば、内周にズして
いることになる口 しかして、いまディスク人面上でのヘッドの位置が２２
人であり、ディスク人面に対して、１４１２８面から得
られるトラック位置がズしている量を、　　Ｅｐとし、
しかも、外周にズしている時ＥＰ＞０、内周にズしてい
る時Ｅｐ＜Ｏとすると、ヘッドが切換わりた直後のディ
ス２８面上のヘッドの位置ＰＢＢは、 ＰＢＢ＝ＰＰ人　十　Ｂｌｌ で与えられる。さらに、切換わった後、最初にディス２
８面上から得られるサーボ情報によってより正確なヘッ
ドの位＠ＰＰｓが求められる。

ここで、ヘッドを切換えた後は、直ちにサーボ系を速度
制御に切換えるとともに、ボイスコイルモータ２６に流
す電流は零とし、前述の如く切換えた面でのヘッドの正
確な位置が得られたならば、目標トラック迄の距離を計
算して、前記距離が０．５トラック未満のとき、サーボ
系を位置制御に切換えて、目標トラックに対して精度良
く位置決めする。一方、目標トラック迄の距離が０，５
トラック以上ある場合は、目標トラック付近まで、予め
設定された速度テーブルに従って、ヘッドを高速移動さ
せる速度制御を行い、その後、目標トラックに対して、
０．５　）ラック以内に近付いたら、サーボ系を位置制
御に切換えて、′ｒ１度良く位置決めする０ 伺、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記のようにディスク１枚でデータ面が２面のも
のに限らず、複数面持つディスク装置にも適用すること
ができる。また、上記のセクタサーボ方式にのみ適用さ
れるものではなく、種々のデータ面サーボ方式に広く適
用することができる。また、サーボパターンとして、２
相サーボパターンのみならず、複数相の、つま９Ｎ相の
サーボパターンも用いることもできる。要するに本発明
はその、要脂を逸脱しない範凹で種々変形して実施する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ヘッドの取付は誤
差およびサーボライタによる書込みトラックの位置ズレ
に起因する各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレを
簡易に且つ効果的に修正してヘッドの正しい位置を求め
、目標トラックとの距離に応じてシーク動作あるいは、
その位置制御を、ヘッド切換えから連続して行うので、
効率良く且つ速やかに正確なヘッドの位置決めが可能で
、ヘッド切換えのたびに、基準トラックヘシークさせる
方式のような煩しさもなく、ディスク装置のスループッ
トは著しく向上する。

また、従来のようにヘッドの取付は位置を微調整する必
要が全くなく、互換性が非常に高くなり、その実用的利
点は非常に高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るディスクの記録パタ
ーンの概略及び詳細を示す図、第２図は、同実施例に係
る位置信号Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖ、　ゾーン信号と記録パター
ンとの関係を示す図、第３図は、同実施例に係るディス
ク装置の電気回路構成を示すブロック図、第４図は、同
実施例に係る各ディスク面のサーボパターンとヘッドの
位置の関係を示す図である。 ｌ・・・ディスク　　　　４・・・セクタ５．６・・・
サーボセクタ　　７．８・・・データセクタ９・・・イ
レーズ部　　　１０・・・ＡＧＣ部１１・・・ゾーン部
　　　１２・・・ボジシ、ン部２・・・ガードシー／　
　　３・・・データゾーン１６、１７・・・ヘッド　　
　１９・・・キャリッジ２０・・・ボイスコイルモータ
１８・・・ストッパー３６・・・モータドライバー 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第　　１　　図 外園　　　　　　　　内用 第　　２　図 第　　３　　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のデータ面にそれぞれサーボ情報を予め埋込
   み形成したディスク記録媒体に対し、各データ面に対応
   して設けられたヘッドにて読出される上記サーボ情報に
   従って上記ヘッドの位置決めを行うディスク装置におい
   て、予め各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量を
   求め、あるディスク面にオントラックしているヘッドか
   ら他のディスク面のヘッドに制御を切換えて、目標トラ
   ックにヘッドを位置決めするに際し、前記ヘッドの切換
   え直前のヘッドのトラック区間および位置情報と、前記
   各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量と、ヘッド
   切換後にサーボ情報から読取られるヘッドのトラック区
   間およびその区間における位置情報とからヘッド間の位
   置ズレを修正してヘッドの位置情報を求め、この位置情
   報と前記目標トラックとの距離が、所定値より大なると
   きには、上記目標トラックに対するヘッドのシーク動作
   を行わしめると共に、上記距離が所定値より小なるとき
   には、前記目標トラックに対してヘッドの位置制御だけ
   を行なわしめることを特徴とするヘッドの位置決め制御
   方式。
2. （２）各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量は、
   各ヘッドを取付けたキャリッジの基準位置における各ヘ
   ッドの位置から前記ヘッドがアクセスするディスク面の
   基準トラックまでの距離を各ヘッドについて求め、さら
   にその差を取って得られることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のヘッドの位置決め制御方式。
3. （３）キャリッジの基準位置は、最外周または最内周に
   おいて、キャリッジをストッパーに押し付けた位置とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヘッド
   の位置決め制御方式。
4. （４）各ヘッド間のトラック位置の相対的なズレ量は、
   或る特定のヘッドを基準トラックに位置決めしておき、
   そのとき存在する各ヘッドの位置から、前記ヘッドがア
   クセスするディスク面の基準トラックまでの距離を前記
   特定のヘッド以外のヘッドについて求め、さらにその差
   を取って得られることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のヘッドの位置決め制御方式。