JP2000173005A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP2000173005A
JP2000173005A JP10342545A JP34254598A JP2000173005A JP 2000173005 A JP2000173005 A JP 2000173005A JP 10342545 A JP10342545 A JP 10342545A JP 34254598 A JP34254598 A JP 34254598A JP 2000173005 A JP2000173005 A JP 2000173005A
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recording
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Toru Matsushita
亨 松下
Hideki Zaitsu
英樹 財津
Reijirou Tsuchiya
鈴二朗 土屋
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキュー角起因で生じるイレーズバンド非対
称があってもヘッドオフトラック特性を劣化させず、装
置パフォーマンスを低下させない磁気ディスク装置を提
供する。 【解決手段】 内周側イレーズバンドが外周側イレーズ
バンドよりも大きい個所では、外周側隣接トラックが自
己トラックを消去しにくくするために、内周側へのオフ
セットに対するライトインヒビットスライス値を外周側
へのオフセットに対するライトインヒビットスライス値
よりも小さくする。また、逆に外周側イレーズバンドが
内周側イレーズバンドよりも大きい個所では、内周と外
周を反対に読み替えることにより対応する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係り、特に情報の記録再生動作を行う磁気ヘッドと情
報を記憶する記録媒体の間の相対移動方向と、記録媒体
上に記録形成される磁化反転領域とがなす角（以下、ス
キュー角と称する）が0度ではないときに生じるイレー
ズバンド幅の左右非対称に起因によるヘッドオフトラッ
ク特性の悪化の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に、ヘッドによってディスクに記録
した記録状態を磁気力顕微鏡によって観察した結果を示
す。ここでは、下地として書かれたデータ３の上にデー
タ１を記録している。図２に表れているように、記録し
たデータ１のトラック幅の両サイドにはイレーズバンド
２（情報が記録されないが下地を消去するエリア）が存
在する。通常、目標トラックに位置決めされた状態(フ
ォロイング状態)の時には隣接トラックを消去すること
はないが、他のトラックからシークしてきた直後に振動
(セトリング振動)が十分制定していないうちに記録動作
を行ったり、または外部衝撃によって大きなオフセット
が生じた状態で記録してしまった時、イレーズバンド２
が隣接トラックの情報を消去してしまう。そのようなデ
ータ誤消去を防ぐため、現在の磁気ディスク装置では、
通常、時々刻々と得られる位置信号をもとに、装置で定
めたライトインヒビットスライス値より大きなオフセッ
トが目標記録トラックに対して生じてしまった場合は記
録動作を行わないようにする。
【０００３】図３に、現在の磁気ディスク装置の主流方
式であるロータリアクチュエータ方式を示す。ロータリ
アクチュエータ方式においては、ヘッド５を支持するア
クチュエータ６が図中点Aを中心に回転することによ
り、情報を記憶するディスク４上の内外周のトラックを
移動する構造となっている。図４に示すように、ロータ
リアクチュエータ方式においては、情報の記録再生動作
を行う磁気ヘッド５と情報を記憶するディスク４の間の
相対移動方向と、ヘッド４の素子位置とロータリアクチ
ュエータ回転中心Aを結ぶ直線方向がなす角φが、内周
から外周に移動するにつれて変化する。そのため、図５
に示すように、ディスク走行方向と、ディスク上に記録
形成される磁化９の反転領域とがなす角θ（以下、スキ
ュー角と称する）が内周から外周に移動するにつれて変
化する。スキュー角の存在によりイレーズバンドが非対
称になることが報告されている[K. Wiesen et al., IEE
E Trans. Magn., Vol.29, pp.4002, 1993]。
【０００４】スキュー角が0度の状態で、自己トラッ
ク、および両側隣接トラックを記録したときのディスク
上の記録状態の模式図を図６に示す。ここでは、まず自
己トラックを記録し、次に内周側隣接トラックを、そし
て最後に外周側隣接トラックを記録したものとする。実
効的に記録されたトラック幅を図６中に示したようにTw
w、左右のイレーズバンド幅(内周側も外周側も等しい)
をEBとした時、自己トラックの左端と右端で消去される
領域の幅に差はない。
【０００５】一方、スキュー角が0度ではない有限の値
をとる時を想定し、図６と同様に自己トラック、および
両側隣接トラックを記録したときのディスク上の記録状
態の模式図を図７に示す。ここでも図６と同様に、まず
自己トラックを記録し、次に内周側隣接トラックを、そ
して最後に外周側隣接トラックを記録したものとする。
実効的な記録トラック幅をTww(s)とし、内周側イレーズ
バンド幅をEB(s)in、外周側イレーズバンド幅をEB(s)ou
tとする。図７には、内周側イレーズバンドEB(s)inがEB
(s)outよりも大きい時の状態を示した。図７に示すよう
に、自己トラックの両側の隣接トラックをTww(s)+EB(s)
outだけ離れたトラックピッチの位置に記録すると、外
周側隣接トラックのイレーズバンドが自己トラックのデ
ータトラック領域と接しており、これよりも小さなトラ
ックピッチに対して外周側隣接によって自己データが破
壊される。しかし、同じ距離をおいて記録した内周側隣
接トラックはまだ自己トラックのデータトラック領域を
破壊するまでには至らない。このことから、記録するト
ラックの内周側イレーズバンドと外周側イレーズバンド
とが非対称であると、トラックピッチの縮小にしたがっ
て隣接するトラックの片側から記録データが破壊される
ことがわかる。
【０００６】上記記録状態をもととして、イレーズバン
ドの非対称性の有無で747曲線[J. K. Lee et al., IEEE
Trans. Magn., Vol.26, pp.2475, 1990]は影響を受け
る。論文[F. Tomiyama et al., IEEE Trans. Magn., Vo
l.34, pp.1970, 1998]にて開示されたアルゴリズムを用
いて、747曲線のイレーズバンド非対称性依存を計算し
た例を図８に示す。イレーズバンドの非対称性の存在に
より、 トラックピッチの小さな領域でOff-Track Capab
ilityが減少することがわかる。これは、左右の大きな
方のイレーズバンドが隣接トラックに攻込んで隣接トラ
ックに記録された情報の一部を消し始めることに起因す
る。
【０００７】イレーズバンドに対する非対称性のため
に、左右の大きな方のイレーズバンドが隣接トラックデ
ータを消去してOff-Track Capabilityが減少したとして
も、従来のように左右のライトインヒビットスライス値
を同じにしている状況下では、ライトインヒビットスラ
イス値をただひたすら小さくし、データ保護の観点から
厳しくするするしかなかった。しかし、ライトインヒビ
ットスライス値を小さく設定することは、少々の外乱に
よる位置決め精度の一時的な悪化によってたびたびライ
ト動作を禁止するため、回転待ちの頻度が増加し、装置
のパフォーマンスが低下することにつながるおそれがあ
る。装置パフォーマンス確保の観点から、ライトインヒ
ビットスライス値の縮小は、必要最小限にする必要があ
る。
【０００８】上記考え方はライトインヒビットスライス
値のみならず、シーク完了スライスレベルにおいても同
様のことが成り立つ。ここでシーク完了スライスレベル
とは、図９に示すように、シーク時に目標トラックに対
して接近していく時、あらかじめ定めたシーク完了スラ
イスレベルと目標トラック位置に対するヘッドの距離を
比較し、シーク完了スライスレベルよりも小さな距離に
なったらシーク完了と判定するようなスライスレベルの
ことである。ライトインヒビットスライス値と同様に、
内周から外周へのシークと外周から内周へのシークとで
同じ時刻に対して同じ振幅の残留振動であったとして
も、イレーズバンド非対称が存在する場合は、隣接デー
タに対して破壊されやすさに差が生じる。そのため、両
方のシークに対してデータ破壊が起こりやすい方に合わ
せてシーク完了条件を小さく設定する必要があった。シ
ーク完了スライスレベルを小さくすることはシークタイ
ムを大きくすることにつながるため、装置パフォーマン
スが低下するおそれがある。ライトインヒビットスライ
ス値の時と同様に、装置パフォーマンスの観点からはシ
ーク完了スライスレベルを縮小することは最低限にする
必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記背景を考え、本発
明は、スキュー角起因で生じるイレーズバンド非対称が
あってもヘッドオフトラック特性を劣化させることな
く、かつ装置パフォーマンスを低下させないことを課題
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】内周側イレーズバンドが
外周側イレーズバンドよりも大きい個所では、外周側隣
接トラックが自己トラックを消去しやすくなるために、
内周側へのオフセットに対するライトインヒビットスラ
イスを外周側へのオフセットに対するライトインヒビッ
トスライスよりも小さくする。
【００１１】また、逆に外周側イレーズバンドが内周側
イレーズバンドよりも大きい個所では、上述の課題解決
手段における記述において、内周と外周を反対に読み替
えることにより対応する。
【００１２】同様に、シーク完了スライスレベルを内周
から外周へのシークと外周から内周へのシークの時とで
異なる値とし、隣接トラックを消去しやすい側のシーク
条件を厳しくすることで対応することも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】(実施例１）本実施例ではロータ
リアクチュエータ方式の磁気ディスク装置を用いる。こ
の磁気ディスク装置は、ヘッド５を支持するアクチュエ
ータ６が図中点Ａを中心に回転することにより、情報を
記憶するディスク４上を移動する構造となっている。ロ
ータリアクチュエータ方式であるので、情報の記録再生
動作を行う磁気ヘッド５と情報を記憶するディスク４の
間の相対移動方向と、ヘッド４の素子位置とロータリア
クチュエータ回転中心Aを結ぶ直線方向がなす角φが、
内周から外周に移動するにつれて変化する。図１に本発
明の第一の実施例を示すフローチャートを示す。コント
ローラからの目標記録トラックでの記録命令を受けた
後、目標トラックにおいて内周側のイレーズバンドが外
周側イレーズバンドよりも大きいかどうかを判定する。
この判定は、例えば内外周のイレーズバンド非対称性の
情報をテーブル化して記憶しておくことにより行う。内
周側イレーズバンドが外周側イレーズバンドよりも大き
い場合、内周側オフセットに対するライトインヒビット
スライスレベルSinと、外周側オフセットに対するライ
トインヒビットスライスレベルSoutを Sin＜Sout (式１) となるように設定する。その上で目標トラックにシーク
を行い、シーク動作が完了したら記録動作を行う。これ
は、内周側の大きなイレーズバンドによって内周側隣接
トラックのデータが破壊されないようにするために行う
設定である。ライトインヒビットスライスが小さいと、
セトリング残留振動や異常振動等の時にしっかりとデー
タ保護をすることができるが、記録動作を開始するまで
に要する時間は長くなる。本実施例のように上記式１を
仮定すれば、最悪を想定して内外周両側オフセットへの
ライトインヒビットスライスをともに小さくすることに
比べて、装置全体での平均アクセスタイムを向上させる
ことができる。上記内容は、逆に外周側イレーズバンド
が内周側イレーズバンドよりも大きい場合にも上記「内
周」と「外周」を入れ替えて読み替えるだけで同様に成
り立つ。
【００１４】(実施例２)実施例１における内周側イレー
ズバンドと外周側イレーズバンドの大きさの比較をする
判別ルーチンは、記録する目標トラックにおけるスキュ
ー角の大きさよりも外周側隣接トラックにおけるスキュ
ー角の大きさよりも大きいか小さいか、という判別に変
更してもよい。すなわち、図４から容易に推測できるよ
うに、通常、スキュー角の半径依存性は連続的に変化す
るからである。大きいときには、内周側オフセットに対
するライトインヒビットスライスを外周側オフセットに
対するライトインヒビットスライスよりも小さくすれば
よい。逆に、小さいときには、外周側オフセットに対す
るライトインヒビットスライスを内周側オフセットに対
するライトインヒビットスライスよりも小さくすればよ
い。
【００１５】(実施例３)目標トラックに対するオフセッ
ト量を位置信号より得て所定のシーク完了スライスレベ
ルと比較することでシーク完了の判定をするアルゴリズ
ムを有する磁気ディスク装置において、図９のようなセ
トリング応答波形を示すとした時、シーク完了スライス
レベルより位置誤差が小さくなると記録動作を行うこと
が可能となる。これは逆に言うと、シーク完了スライス
レベル分だけの位置誤差をもって記録してしまうという
ことを意味する。実施例１等と同様に、スキュー角が０
度ではないトラック等の内周側と外周側のイレーズバン
ドの大きさが等しくないトラックでは、大きな方のイレ
ーズバンドが隣接トラックを消し込みやすいので、大き
な方のイレーズバンド側のシーク完了スライスレベルを
反対側のスライスレベルよりも小さくしておくことでデ
ータを保護し、かつ内外周の両オフセットに対するシー
ク完了スライスレベルを大きな方のイレーズバンドに合
わせて両方とも同一の厳しい値に設定するよりも、平均
的なシーク時間は短縮される。
【００１６】(実施例４)目標トラックに対して記録命令
がヘッドに達した時刻にヘッドが目標トラックに対して
内周側にあるトラック数だけ離れた位置にあるとし、そ
れから目標トラックに向かってシークを開始するとす
る。通常、目標トラックにするシークに関して、同じト
ラック数を横切るシークについては、内周から外周への
シークも外周から内周へのシークも機構的な要因によっ
てはシークタイムに差は生じない。ただし、シークで横
切るトラック数が異なると、シーク距離の違いやベアリ
ング特性の差により、シークタイムに差が生じる。スキ
ュー角が０度ではないトラックを目標記録トラックとす
る時、同じトラック数を横切る内周から外周へのシーク
と外周から内周へのシークに対し、イレーズバンド非対
称による隣接データ消し込みが生じやすい方向のシーク
タイムを反対方向のシークタイムよりも大きくしておく
ことで、消し込みがおきやすい方向のシークに対しては
セトリング振動がよく制定するまで待ってから記録動作
を行うことができるため、両方向のシークタイムとも同
じにして消し込みが双方でおきないように厳しく設定す
る時と比較して、オフトラック特性の劣化を起こさない
で平均シーク時間を短縮することができる。
【００１７】(実施例５)記録動作を行いながら図１０に
示すような回転衝撃を磁気ディスク装置に印可した時、
装置内部でヘッドは円板に対して、装置への角加速度印
可方向と逆方向に移動オフセットする。そのため装置内
部ではそのオフセットを補正するべく、検出した位置信
号をもとに、ヘッド位置を元に戻すようなはたらきがな
される。スキュー角が０度ではないトラックを目標記録
トラックとする時、角加速度印可によりライトインヒビ
ットスライス程度を超えるオフセットが生じたとする
と、イレーズバンド非対称による隣接トラックデータ消
し込みが生じやすい方向のオフセットに対して消し込み
を起こさせないために、あらかじめ装置に組み込んだ加
速度センサ等で衝撃を検知した時点でその方向のオフセ
ットに対してはオフセットがよく制定してから記録が始
められるように、記録可能とするまでの時間を大きくす
ることで安全がはかれ、かつ両方のオフセット方向に対
してその時間をオフセットに厳しい方の時間に合わせて
待つよりは良好なパフォーマンスが得られる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の実施により、隣接トラックを誤
消去することなく、目標トラックへのアクセス時間を低
減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すフローチャート。
【図２】ヘッドを用いたディスク上のデータ記録状態を
示す図。
【図３】ロータリアクチュエータ方式の磁気ディスク装
置の構成を示す図。
【図４】図３における磁気ディスクとヘッドの関係を示
す概略図。
【図５】スキュー角を定義する図。
【図６】スキュー角0度におけるデータの記録状態の模
式図。
【図７】スキュー角が0度を超える状態でのデータの記
録状態の模式図。
【図８】イレーズバンドの非対称の有無による747曲線
の計算結果。
【図９】シーク時の位置誤差の時間応答と、シーク完了
スライスレベルの説明図。
【図１０】本発明における磁気ディスク装置を表す図。
【符号の説明】
１・・記録したデータ、２・・イレーズバンド、３・・
下地データ、４・・ディスク、５・・ヘッド、６・・ロ
ータリアクチュエータ、７・・内周側トラック、８・・
外周側トラック、９・・記録磁化の向き、１０・・記録
ヘッドコア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 亨 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 財津 英樹 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 土屋 鈴二朗 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 高野 公史 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D031 AA04 CC11 HH02 HH06 5D096 AA02 BB01 BB08 DD03 EE09 HH10 KK02 KK15

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】同心円状に設けられた複数のトラックを有
    し該トラックに情報を記憶する磁気ディスクと、該磁気
    ディスク上を移動し情報を記録または再生する磁気ヘッ
    ドと、前記磁気ディスクの目標トラックに対して所定の
    ライトインヒビットスライス値より大きなオフセットが
    存在すると記録動作を行わないアルゴリズムと、各トラ
    ックに対して設定するライトインヒビットスライス値の
    テーブルとを有し、記録時には該テーブルを参照してラ
    イトインヒビットスライス値を設定することを特徴とす
    る磁気ディスク装置。
  2. 【請求項２】前記設定されたライトインヒビットスライ
    ス値に対して、スキュー角が０度ではないトラックにお
    いて、さらに内周側オフセットに対するライトインヒビ
    ットスライス値と外周側オフセットに対するライトイン
    ヒビットスライス値を独立に設定するテーブルを有し、
    記録時にはそのテーブルを参照して実際にライトインヒ
    ビットスライス値を設定することを特徴とする請求項１
    記載の磁気ディスク装置。
  3. 【請求項３】前記テーブルはイレーズバンド非対称性に
    関する情報を有し、記録時には該テーブルを参照し、各
    トラックにおける内外周のイレーズバンドのうち大きな
    方をみつけてその方向のオフセットに対するライトイン
    ヒビットスライスを他方のオフセットに対するライトイ
    ンヒビットスライスよりも小さくすることを特徴とする
    請求項１記載の磁気ディスク装置。
  4. 【請求項４】目標トラックに対して所定のライトインヒ
    ビットスライス値より大きなオフセットが存在すると記
    録動作を行わないようなアルゴリズムを有する磁気ディ
    スク装置に関し、スキュー角が０度ではないトラックを
    目標記録トラックとする時、内周側オフセットに対する
    ライトインヒビットスライス値と外周側オフセットに対
    するライトインヒビットスライス値を異なる値に設定す
    ることを特徴とする磁気ディスク装置。
  5. 【請求項５】目標トラックに対するオフセット量を位置
    信号より得て所定のシーク完了スライスレベルと比較す
    ることでシーク完了の判定をするアルゴリズムを有する
    磁気ディスク装置に関し、各トラックに対して設定する
    シーク完了スライスレベルのテーブルを有し、記録時に
    はそのテーブルを参照して実際にシーク完了スライスレ
    ベルを設定することを特徴とする磁気ディスク装置。
  6. 【請求項６】目標トラックに対するオフセット量を位置
    信号より得て所定のシーク完了スライスレベルと比較す
    ることでシーク完了の判定をするアルゴリズムを有する
    磁気ディスク装置に関し、スキュー角が０度ではないト
    ラックを目標記録トラックとする時、内周から外周への
    シーク時のシーク完了スライスレベルと外周から内周へ
    のシーク完了スライスレベルを異なる値に設定すること
    を特徴とする磁気ディスク装置。
  7. 【請求項７】目標トラックに対して所定のライトインヒ
    ビットスライス値より大きなオフセットが存在すると記
    録動作を行わないようなアルゴリズムを有する磁気ディ
    スク装置に関し、記録するトラックにおける内周側イレ
    ーズバンド幅EBinと外周側イレーズバンド幅EBoutを比
    較して、 EBout < EBin となる時、そのトラックにおける内周側オフセットに対
    するライトインヒビットスライス値を外周側オフセット
    に対するライトインヒビットスライス値よりも小さくす
    ることを特徴とする磁気ディスク装置。
  8. 【請求項８】目標トラックに対して所定のライトインヒ
    ビットスライス値より大きなオフセットが存在すると記
    録動作を行わないようなアルゴリズムを有する磁気ディ
    スク装置に関し、記録するトラックにおける内周側イレ
    ーズバンド幅EBinと外周側イレーズバンド幅EBoutを比
    較して、 EBin < EBout となる時、そのトラックにおける外周側オフセットに対
    するライトインヒビットスライス値を内周側オフセット
    に対するライトインヒビットスライス値よりも小さくす
    ることを特徴とする磁気ディスク装置。
  9. 【請求項９】目標トラックに対して所定のライトインヒ
    ビットスライス値より大きなオフセットが存在すると記
    録動作を行わないようなアルゴリズムを有する磁気ディ
    スク装置に関し、記録するトラックにおけるスキュー角
    の大きさよりも外周側隣接トラックにおけるスキュー角
    の大きさの方が大きい時、そのトラックにおける内周側
    オフセットに対するライトインヒビットスライス値を外
    周側オフセットに対するライトインヒビットスライス値
    よりも小さくすることを特徴とする磁気ディスク装置。
  10. 【請求項１０】目標トラックに対して所定のライトイン
    ヒビットスライス値より大きなオフセットが存在すると
    記録動作を行わないようなアルゴリズムを有する磁気デ
    ィスク装置に関し、記録するトラックにおけるスキュー
    角の大きさよりも内周側隣接トラックにおけるスキュー
    角の大きさの方が大きい時、そのトラックにおける外周
    側オフセットに対するライトインヒビットスライス値を
    内周側オフセットに対するライトインヒビットスライス
    値よりも小さくすることを特徴とする磁気ディスク装
    置。
  11. 【請求項１１】スキュー角が０度ではないトラックを目
    標記録トラックとする時、記録命令がヘッドに到達した
    時刻にヘッドが目標トラックに対して内周側にNトラッ
    ク離れた位置に存在する時と外周側にNトラック離れた
    位置に存在した時とを比較して、目標記録トラックに向
    かって同じトラック数を横切るシークをする時に、両シ
    ークのシークタイムに差をつけることを特徴とする磁気
    ディスク装置。
  12. 【請求項１２】スキュー角が0度ではないトラックを記
    録トラックとする時、記録動作を行いながら、磁気ディ
    スク装置に時計方向の角加速度を有する回転衝撃を与え
    た時と、等しい大きさの反時計方向の角加速度を与えた
    時、記録可能となるまでの時間に差を与えることを特徴
    とする磁気ディスク装置。
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