JPS6055568A - フレキシブルディスク駆動装置 - 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】 〔利用分野〕 本発明はフレキシブルディスク駆動装置に係９、特にト
ラッキング精度を向上させることができるトラッキング
サーボ方式を用いたフレキシブルディスク駆動装置に関
する。

〔背　景〕

従来のフレキシブルディスク駆動装置では、通常ステッ
プモータを用いてヘッド送りを行っており、トラック位
置を検出してヘッド位置を調整するいわゆるトラッキン
グサーボは用いられていない。そのため、ヘッド送り機
構の誤差、ディスクの＠湿間による伸縮、ディスクのチ
ャッキング時の誤差などによってヘッドの位置決め誤差
（いわゆるトラッキング誤差）が生じるので、トラック
Ｗ変を上げることができない。現在の所、１インチ（ｌ
Ｉ５４ｃｎ）あたり１００　トラックのトラックＷＩ度
＠家のものまでしか実用化されていない。

一方、ハードディスク駆動装置では、一般にトラッキン
グサーボが行われてお９、１インチあたり１０００　ト
ラックのトラック密変程度のものまで、すでに実用化さ
れている。ところが、ハードディスク駆動装置で用いら
れているトラッキングサーボは、θままの形ではフレキ
シブルディスク駆動装置に用いることができず、゛ある
いは用いても効率が悪い。

トラッキングサーボは大別して、サーボ信号を記録する
面を独自に持っているサーボ面サーボと、データ面にサ
ーボ信号が記録されているデータ面サーボに分類するこ
とができる。

サーボ面サーボでは、サーボ用のトラッキング信号を記
録しておくディスク面が必要である。このため裏表合せ
て２面しか記録面を持たないフレキシブルディスク駆動
装置では効率が悪い。

一方、データ面サーボでは、データ面上のトラックを複
数個のセクタに分割し、各セクタの間のデータの記録再
生に用いない領域にトラッキング信号を専用のサーボ信
号記録装置であらかじめ記録しておくことが必要である
。このため、セクタ数やセクタの大きさが一定でなく、
これらを自由に設定することがあるフレキシブルディス
ク駆動装置には用いることができない。

以上のように、従来のフレキシブルディスク駆動装置に
従来のハードディスクのトラッキングサーボを応用しよ
うとすると、上記のような欠点が生じ、未だフレキシブ
ルディスク駆動装置に有効なトラッキングサーボ装置は
存在しなかった。

〔目　的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、従
来のフレキシブルディスク駆動装置との互換性を保ちな
がら、サーボ用の特別なメカ的な装置、例えばボイスコ
イルモータ等を必要としないフレキシブルディスク駆動
装置用のトラッキングサーボ装置を提供することにある
。

〔概　要〕

本発明の特徴は、フレキシブルディスク上に記録された
データを再生するための磁気ヘッドと、磁気ヘッドを任
意のトラック上に移動させるためのステップモータを備
えるフレキシブルディスク駆動装置において、ステップ
モータのコイル電流を切換えることによりステップモー
タならびに磁気ヘッドを振動させ、磁気ヘッドの再生信
号の振幅変化を検出することによりトラッキングエラー
をディジタル的に算出し、その結果によシステップモー
タのコイル電流のデユーティ比を変えることにより、磁
気ヘッドの位置決めを行うようにした点にある。

〔実施例〕 以下に、本発明を実施例によって説明する。第１図は本
発明の一実施例の全体の構成を示すブロック図である。

第１図において、１はトラッキングサーボを行なわない
従来のフレキシブルディスク駆動装置である。２から１
４までは本発明によるトラッキングサーボを行なうため
に追加した部分である。

ただし、ステップモータ４は、磁気ヘッド（図示せず）
を任意のトラック位置へ移動させるためのものである。

これは、従来のフレキシブルディスク装置１でも用いら
れているが、トラッキングサーボでも用いるので前記従
来のフレキシブルディスク駆動装置１とは別に図示して
いる。

３は、ステップモータ４の駆動回路である。この駆動回
路３は、任意のトラックを選択するためのヘッド送り、
トラッキングエラー検出のためのヘッドの加振、および
トラッキングエラー補正のためのヘッド位置の微調整な
どをステップモータ４で行なうために、ステップモータ
４のコイル電流を切換える働きをする。

２は、サーボ回路の制御回路であり、トラッキングを行
うための条件の検出や各種タイミング信号の出力等を行
う。

発振回路５．カウンタ６、ラッチ８．ディジタル比較回
路７は、磁気ヘッドの加振やトラッキング誤差の補正を
行なうための、ステップモータ４のコイル電流切換信号
を出力するための回路である。発振回路５の出力により
、カウンタ６は常時カウントを続け、オーバフローする
と再び０からカウントをはじめる。比較回路７は、カウ
ンタ６とラッチ８の値の大小を比較し、その結果をコイ
ル電流切換信号としてステップモータ駆動回路３に出力
する。コイル電流切換信号は、ラッチ８の値に応じてデ
ユーティが変化する。

トラッキング誤差は、磁気ヘッドの再生信号の振幅の変
化を調べることにより検出される。９は磁気ヘッドの再
生信号を増幅する増幅回路、１０は再生信号の振幅を検
出する振幅検出回路、１１はＡ／Ｄ変換回路、１２．１
３はそれぞれラッチであり、コイル電流切換信号と同期
して、異なる２つの位相で再生信号の振幅を検出し保持
する。１４は演算回路であり、ラッチ１２．１３の出力
を比較、演算して、結果をラッチ８に出力する。演算回
路１４の出力は、トラッキング誤差信号となっている。

なお、第１図中の各ラインに付した名称又は符号は、該
ライン上を伝達される信号を表わしている。この信号に
ついては、下記の説明によって明らかにされるので、こ
こではその説明を省略する。

ステップモータ４には４つのステータコイルがあり、ス
テップ送りする場合にはその中の２つのコイルに電流を
流し、咳コイルの組を順次切換えることによりステップ
送りを行う。ステップモータの１ステツプが、１トラツ
クに対応している。

今、２つのコイルの電流を、第２図に示すようなデユー
ティを有するコイル電流切換信号により交互に切換えて
流すと、ステップモータはステップ角の　１／２の振幅
の範囲で正弦波状に振動する。

したがって、磁気ヘッド５０は、トラック間隔をＴとす
ると士ＴＴの範囲で正弦波状に振動する。

コイル電流切換信号の周波数が第２図図示のものより、
かなり低い場合、ステップモータ４は該コイル電流切換
信号に追従し、磁気ヘッドは士±Ｔの幅で矩形波状に振
動する。

一方、コイル電流切換信号の周波数が第２図のものより
かなり高い場合、ステップモータは追従しきれず、振動
しない。

コイル電流切換信号が第２図に示されているように、適
当な周波数、（ステップモータの特性によシ異なるが）
例えば、１００〜ＩＫヘルツ程度の周波数に対しては、
前述のようにステップモータは正弦波状に振動し、第２
図に示すように磁気ヘッド５０はフレキシブルディスク
上の記録トラック５１の上を振動する。

この時、磁気ヘッド５０が記録トラック５１の上に正し
く位置決めされている場合には、どの方向に振動しても
磁気ヘッド５０はトラック５１上からずれていくので、
第２図（ｂ）に示すようにコイル電流切換信号の２倍の
同波数の振幅変化が現われる。一方、磁気ヘッドがいず
れかの方向にずれている場合には、第２図（ａｌ　、　
（ｅ）に示すようにコイル電流切換信号と同じ周波数の
振幅変化が現われる。

したがって、コイル電流切換信号と同期して、コイル電
流切換信号がＨの場合とＬの場合の再生信号の振幅を検
出し、これらの値を比較することでトラッキング誤差を
検出することができる。

一方、トラッキング誤差を補正するために、ヘッド位置
を微調整することは、コイル電流切換信号のデユーティ
を変化させることにより行う。第３図に示すように、コ
イル電流切換信号のデユーティを変化させると、磁気ヘ
ッドの位置は±７Ｔの範囲で変化する。コイル電流切換
信号の周波数が高い場合、例えばＩＯＫヘルツの場合に
は、ヘッドは振動せず、第３図のグラブのように、コイ
ル電流の切換信号のデユーティ比に応じて位置が変る。

したがって、トラッキング誤差を検出する場合（は、ヘ
ッドを振動させて再生信号の振幅変化を検出する。トラ
ッキング誤差が検出されると、コイル電流のデユーティ
比を、ヘッドがトラックの中心に位置決めされるように
変え、同時に電流切換の周波数を高くしてヘッドの振動
を止める。

第４図にステップモータ駆動回路３とステップモータの
詳細を示し、第５図にそのタイミングチャートを示す。

φえ　、φ３は、フレキシブルディスク駆動装置本体１
から出力されるステップモータ駆動信号であり、φ　、
φ、に応じてステップム モータ４の４つのコイルφ１〜φ４に電流が流れステッ
プモータは回転する。

今、ステップパルス５ＴＥＰがフレキシブルディスク駆
動装置本体１から入力されると、再起動可能なモノマル
チ２３が起動され、ＮＡＮＤゲート　２０−１．２０−
２．ＡＮＤゲート１９によりステップモータ４のコイル
１６の内の２つのコイルに電流が流れる。第５図の工φ
１〜■φ４は、それぞれφ、〜φ、のコイル電流を表わ
している。

最後のステップパルス５ＴＥＰから一定の時間Ｔ（この
時間はヘッドの整定時間（Ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｔ、ｉｍ
ｅ　）基 にほぼ等しく設定されている）経過するとモノマルチ２
３の出力パルスがＬになり、ステップモータ４の２つの
コイル、今の場合φ１とφ２の電流は、コイル電流切換
信号によシ交互に切換えられる。

したがって、以上のことから明らかなように、ステップ
パルス８Ｔ１ｉｉＰが入力されてヘッドを他のトラック
上へ移動させる１合には、ステップモータの２つのコイ
ルに、該コイルの組を順次切換えて電流が流される。こ
れによって、ステップモータ４は正しくかつ高速にヘッ
ドを他のトラックに移動させることができる。ヘッドの
移動が終了し、ヘッドの整定時間が経過すると、コイル
電流切換信号のデユーティにより選択されている２つの
コイルの電流が交互に切換えられる。

発振回路５．カウンタ６、比較回路７を第６図に、ラッ
チ８を第７図に、そして、これらの各部の信号のタイム
チャートを第８図に示す。

発振回路５は、発振器２４と分周用カウンタ２５からな
っておｐ、制御回路２からの８１信号により、出力信号
の周波数が切換えられる。カウンタ６は、１６進カウン
タで構成されており、４ビツトのカウント信号を比較回
路７に出力する。

比較回路７は、４ビツトの比較器２８−１〜２Ｂ−３の
３（１ｍで構成されている。比較器２８−１は、カウン
タ６の値Ａ−ＣＮＴとラッチ８の値Ｂ−ＣＮＴとを比較
し、カウンタ６の値がラッチ８の値より大となったとき
にＨとなる信号を出力し、これがコイル電流切換信号と
なる。比較器２Ｂ−２，２８−３は、Ａ／Ｄ　変換回路
１１へのサンプル信号と、ラッチ１２．１３へのデータ
取込み信号ＴＩ、Ｔ２を出力する回路である。この比較
器２Ｂ−２，２８−３は、ラッチ８の出力Ｂ−ＣＮＴを
、下位方向へ１ビツトずらし、最上位桁へそれぞれ１お
よび０を加えた値とカウンタ６の（［Ａ　−ＣＮＴの一
致を検出している。このようにすると、データ取込１４
号ＴＩ、Ｔ２は、それぞれコイル電流切換信号がＬまた
はＨとなる区間のほぼ中央に位置することになる。

なお、比較器２８−２のｖＤＤは端子Ａ３に１を入力す
るための信号源である。

モノーンルチ３Ｇ−１，３０−２，３Ｇ−３，３０−４
は、タイミング合せのために設けられている。　Ａ／Ｄ
変換回路へのサンプル信号が出力された後、一定時間が
経過し、Ａ／Ｄ　変換回路の出力が確定した後に、′Ｍ
８図にボされているように、データ取込（！ｌ’ｌ’ｌ
、Ｔ２のい４“れかがラッチ１２，１３１Ｃ出力される
。

第７図に示されているラッチ８は、やはり４ビツトのラ
ッチ３１で構成されている。ラッチ８０入力は、スイッ
チ３２により切換えられ、演算回路１４の出力または固
定のｆ直「７」（すなわち、ｏｉｌｔ　）が人力される
。なお、固定値「７」は、スイッチ３２を図の上側の接
点に接続することにより、得られる。

第８図に示されているように、カウンタ６の値Ａ−ＣＮ
Ｔがラッチ８の値Ｂ−ＣＮＴよりも大きくなるとコイル
電流切換信号はＨとなる。またカウンタ６の値Ａ−ＣＮ
Ｔが３および１１の所でサンプル信号が出力され、サン
プル信号から一定時間後にデータ取込信号ＴＩ、Ｔ２が
出力される。

第９図にＡ／Ｄ変換回路１１とラッチ１２．１３を示す
。Ａ／Ｄ　変換回路１１は、サンプルホールド回路３３
．Ａ／Ｄ　変換器３４．モノマルチ３０−５からなる。

このサンプルホールド回路３３はサンプル信号ＳＡＭＰ
ＬＥによシ振輪検出回路１０から出力される再生信号振
幅をサンプルホールドする。

モノマルチ３０−５は該サンプルホールドに必要な時間
だけ、前記サンプル信号ＳＡＭＰＬＥを遅延し、Ａ／Ｄ
　変換器３４に送る。　Ａ／Ｄ変換器３４は、この１６
号が入力した時、前記サンプルホールドされた再生信号
振幅をＡ／Ｄ変換する。

ラッチ１２．１３は、それぞれ４ビツトのラッチ３５−
１．３５−２で構成されており、データ取込償４Ｔ１．
Ｔ２ｖｃより　Ａ／Ｄ変換されたデータを取込む。

第１０図に演算回路１４を示す。演算回路１４は、４ビ
ット加算器３６．３７とインバータ３８からなる。加算
器３６は、ラッチ１２　、１３の出力の減算を行い、さ
らに加算器３７は、加算器３６の出力と固定値「７」の
加算を行う。上記加算器３６の出力値は、トラッキング
誤差を示している。

第１１図に、制御回路２８、第１２図にその動作を示す
タイムチャートを示す。

図において、３０−６．３０−７．３０−８．３０−９
はモノマルチ、４１　はＤ型フリップフロップ、４２は
Ｔ型フリッグフロッグである。

ＩＮＤＥＸ　−Ｉは、インデックスセンサから出力され
る信号であり、モノマルチ３Ｇ−６，３−１０によりこ
の信号の立上りから約８ｍ５１！１Ｃ遅れてから、イン
デックス信号が出力される。ＷＧはライトゲート信号、
ＫＧ　はＷＧから一定時間遅れて出力されるイレーズ信
号である。

ＩＮＤｇＸ−Ｉ信号の立上）時に、ＢＵＳＹ信号、ＷＧ
倍信号ＥＧ信号のいずれもが出力されていないと、ＮＯ
Ｒゲート４３の働きによりＤ型フリップフロップ４１が
［ＩＮＤＥＸ−Ｉ信号の立上ルによりセットされる。フ
リッププロップ４１がセットされると、８１信号がＨに
なり、発振回路５の出力信号が低い周波数に切換えられ
る。また同時にモノマルチ３０−８によシ、ＲＡＴ　信
号が出力されてカウンタ６がリセットされる。さらに、
８２信号、Ｃ−ＬＯＡＤ　信号が出力され、ラッチ８に
固定値「７」が取込まれる。

したがって、コンパレータ７からは、デユーティ比が５
０％の低い周波数のコイル電流切換信号が出力される。

これらのタイムチャートは、第８図に示されている。

カウンタ６のＣＡＩ’ｔＲＹ信号により、Ｔ型フリップ
プロップ４２がセットされる。したがって、１個目のＣ
ＡＲＲＹｆＮ号で、Ｔ型フリッププロップ４２からＨレ
ベルの信号が出力されるようになシ、２イ固目のＣＡＲ
ＲＹＩ［！号で、ＡＮＤゲート　４０−３からＨレベル
の信号が出力されるようになる。

このため、２周期だけ低い周波数のコイル電流切換信号
が出力されると、ＡＮＤゲーデー０−３、モノマルチ３
０−９からリセットパルスが出力されてフリップフロッ
プ４１がリセットされる。さらにラッチ８にＯＲゲート
３９−３を通ってＣ−Ｌ　ＯＡ　Ｄ信号が送られ、該ラ
ッチ８に演算回路１４の出力すなわちトラッキングエラ
ー信号が取込まれる。

これによって、コイル電流切換信号のデユーティ比は、
磁気ヘッドをトラックの中央に位置付けさせる値になる
。

フリップフロップ４１がリセットされると、再び発振回
路５の出力は高い周波数に切換えられる。

またラッチ８にはトラッキングエラー信号が取込まれて
いるので、ヘッドがトラックの中央に位置づけされるよ
うに、デユーティ比が補正されたコイル電流切換信号が
、コンパレータ７から出力される。

以上のようにして、フレキシブルディスクのトラッキン
グ制御が行なわれる。

第１３図に、フレキシブルディスクにおいてよく用いら
れているデータフォーマットの例を示す。

ＩＮＤＥＸ信号の位置から、プレアンブル部としてギャ
ップＧ１あるいはＧ１とインデックスマークが記録され
、その後複数個のセクタが記録され、最後にポストアン
ブル部としてギャップＧ４が記録されている。

各セクタはさらにセクタの識別用のＩＤブイールドと実
際のデータを収めたデータフィールドに分けられる。こ
れらのうち、データフィールドは・データの書き換えの
たびに新しく書き換えられるが、その他の部分はフォー
マット付けの場合にのみ書き込まれ、通常のデータの記
録再生では書き換えられない。

データフォーマットにはいくつかの種類があり、セクタ
数や１セクタ当りのデータ量は一定ではない。しかし、
いずれのフォーマットでもＩＮＤＥＸ信号の紬のポスト
アンブル部とデータ部の後のギャップＧ３と合わせて、
約８ｍ秒の書き換えられない部分がある。また、■Ｄフ
ィールドの後のギャップＧ２（約２．５ｍ秒）は、フォ
ーマット付は時（のみ記録される。

本発明の実施例では、第１１図および第１２図で前に説
明したことから明らかなように、ＩＮＤＥＸ信号の直前
でのみトラッキングサーボを行なっており、常にフォー
マット付けの時の記録トラックを基準にしている。

したがって、何度データの書き換えを行なっても記録ト
ラックがしだいにずれて行くということはない。書きか
えられるデータフィールドを基準にトラッキングサーボ
を行うと、トラッキングサーボの誤差が累積して、トラ
ックの位置が最終的に大きくずれる場合がある。

一般にフレキシブルディスク装置では、利用者が自由に
フォーマット付けを行うことが可能である。このような
場合に古いデータを基準にしてトラ、キングサーボを行
うのは望ましくないので、フォーマット付けの場合には
、各トラックの中心の位置に新しいトラックを記録する
ように構成されている。

第１４図に示すように、フォーマット付けを行う場合に
は必ずＩＮＤＥＸ信号の立上りの直後から書込み信号Ｗ
Ｇが立上る。したがって、これを検出してラッチ８のデ
ータ取込信号Ｃ−ＬＯＡＤを出力し、ラッチ８に初期値
７をセットする。ラッチ８にデータ７８セツトすること
はトラッキングサーボな起動する場合にも行う。

〔効　果〕

以上述べたように、本発明によれば従来からフレキシブ
ルディスク駆動装置に用いられているステップモータと
磁気ヘッドを用いてトラッキングサーボを行うことがで
き、従来のフレキシブルディスク駆動装置にサーボ回路
を追加するだけで他の機構部、例えば、モータやアクチ
ェエータ等を必要とせずにトラック密度を向上させるこ
とができる。

また、従来から用いられているデータフォーマットや使
用法もまったく変更する必要がなく、従来装置との互換
性を保持しているという利点がある。

さらに、本発明は、磁気ヘッドのトラッキングエラーを
ディジタル的に算出し、これによシトラッキング制御を
行なっているので、トラッキング動作を迅速に行なえる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体の構成のブロック図、第２図はト
ラッキングエラー検出の説明図、第３図はフィル電流の
デユーティ比とヘッド位置との関係を示すグラフ、第４
図は第１図のステップモータの駆動回路とステップモー
タの一具体例の回路図、第５図は第４図の回路の要部信
号のタイムチャート、第６図は館１図の発振回路、カウ
ンタおよびコンパレータの一具体例の回路図、第７図は
ラッチの一具体例の回路図、第８図は＃Ｉ６図、第７図
、第１１図の回路の要部信号のタイムチャート、第９図
は第１図のＡ／Ｄ変換回路とラッチの一具体例を示す回
路図、第１０図は第１図の演算回路の一興体例を示す回
路図、第１１図は第１図の制御回路の一具体例を示す回
路図、第１２図は第１１図の回路の要部信号のタイムチ
ャート、第１３図はデータフォーマットの一例の説明図
、第１４図はフォーマット付けを行う場合の信号のタイ
ムチャートを示す。 １・・・フレキシブルディスク駆動回路、　２・・・制
御回路、　３・・・ステップモータ駆動回路、　４・・
・ステップモータ、　５・・・発振回路、　６・・・カ
ウンタ回路、７・・・コンパレータ回路、　８゜１２．
１３・・・ラッチ回路、　９・・・増幅回路、１０　・
・・振幅構出回路、　１１・・・Ａ／Ｄ　変換回路、１
４・・・演算回路 代理人弁理士　平　木　道　人 第２図 ４−Ｔ→ 一４１４ 一」−１−「］ （Ｃ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレキシブルディスク上に記録されたデータを再
   生するための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを任意のト
   ラック上に移動させるためのステップモータを備えるフ
   レキシブルディスク駆動装置において、デエーティ比を
   可変にできるコイル電流切換信号発生手段と、該コイル
   電流切換信号発生手段の出力信号が入力し、前記出方信
   号によって前記ステップモータのコイル電流が切換えら
   れるステップモータ駆動回路Ｅ、前記磁気ヘッドの再生
   信号の振幅変動を検出する再生信号振幅検出回路と、誼
   再生信号振幅検出回路によって検出された振幅変動をＡ
   ／Ｄ変換する回路と、該Ａ／Ｄ変換されたデータの差と
   固定値とを加算する演算回路と・　トラッキングを行う
   ための条件の検出および各種タイミング信号を出力する
   制御回路とを具備し、前記コイル電流切換信号発生手段
   の出力信号を用いて前記ステップモータのコイル電流を
   切換えることにより、前記ステップモータならびに前記
   磁気ヘッドを振動させ、前記磁気ヘッドの再生信号の振
   幅変化を前記再生信号振幅検出回路とＡ／Ｄ　変換回路
   と演算回路とにより検出し、その結果によシ前記コイル
   電流切換信号発生手段の出力信号のデエーティ比を変化
   させることにょシ、前記磁気ヘッドの位置決めを行うよ
   うにしたことを特徴とするフレキシブルディスク駆動装
   置。
2. （２）前記磁気ヘッドの位置決め終了後は、前記コイル
   電流切換信号のデエーティ比を保持したままでその周波
   数を切換えることにより、前記磁気ヘッドの中心位置を
   変えることなく振動を停止するようにしたことを特徴と
   する特許 第１項記載のフレキシブルディスク駆動装置。
3. （３）前記コイル電流切換信号発生手段を、発振回路と
   、該発振回路の出力によシ繰返しインクリメントされる
   カウンタと、前記演算回路の出力信号をラッチするラッ
   チ回路と、前記カウンタの値と前記ラッチ回路の値の大
   小を検出する比較回路とによシ構成したことを特徴とす
   る特許 範囲第１項記載のフレキシブルディスク駆動装置。