JP2000222847A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスク装置において、ディスクの１つの
面のサーボ信号の間に他の面のサーボ信号が位置するよ
うに書き込み、記録ヘッドと再生ヘッドの回路を別回路
として、データ記録中に再生ヘッドを順次切替えること
で、データ記録中の位置決め精度を向上できる。 【解決手段】検出された位置信号１１は、記録面とのヘ
ッド間オフセット量の補正をして位置制御部８の制御入
力として使用される。これにより、位置制御部８により
きめこまかい制御が可能となり、位置決め精度が向上す
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
の磁気ヘッド位置決め制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置は、磁気ディスクの記
録面に同心円状に設けられたデータトラックを有し、磁
気ヘッドをデータトラックに位置決めすることにより、
任意のデータトラックにデータを記録再生する。磁気ヘ
ッドをデータトラックに位置決めするために磁気ディス
ク記録面には間欠的にサーボ信号が記録されている。磁
気ヘッドはこの間欠的なサーボ信号をデータ信号と一緒
に読み出し、ヘッド読み出し検出部を通してヘッド位置
信号を算出し、ディスク面上の現在位置を認識する。

【０００３】認識した現在位置と目標データトラック位
置の誤差量をもとにボイスコイルモータを駆動し、検出
した現在位置のフィードバック閉ループ制御によりボイ
スコイルモータ操作量を制御することにより、磁気ヘッ
ドを目標データトラックに位置決めする。そして、位置
決めした磁気ヘッドを用いて磁気ディスク記録面のデー
タトラックにデータを記録再生する。

【０００４】このとき、磁気ヘッドをデータトラックに
位置決め制御するときの位置決め精度はサーボ信号を検
出する周期（サンプリング周期）に依存する。つまり、
サーボ信号を検出する周期が短ければきめこまかい制御
を行うことができ、位置決めの精度が向上する。しか
し、サーボ信号は、磁気ディスク面内のデータ記録部に
間欠的に記録されているため、サーボ信号を増やすとデ
ータの記録容量が減ってしまう。よって、データ記憶領
域に対する位置信号領域の割合を表すフォーマット効率
が低下する。

【０００５】従来、位置決め精度を確保するため、サー
ボ信号のみが書かれているサーボ専用磁気ディスク面を
用いてヘッド位置決め制御を行うサーボ面サーボ制御方
式を採用していた。しかし、温度変化や経時変化で偏
芯、ディスクずれ等が生じ、ヘッド間オフセット量が変
動するため、データ専用ディスク面内のデータトラック
にヘッドが正しく位置決めされない。

【０００６】この対策として、サーボ専用ディスク面を
使用せずにデータ記憶領域にサーボ信号を間欠的に書き
込み、ヘッドの位置決め制御を行うデータ面サーボ制御
方式が採用された。

【０００７】しかし、位置決め制御の制御周期（サンプ
リング周期）は間欠的に書き込まれているサーボ信号の
周期と一致するため、データ記憶領域の確保の観点から
容易に位置信号領域を増加することはできない。また、
サーボ信号はディスク面上に間欠的に書き込まれている
ため、サーボ信号間のヘッドの位置は検出できない。し
たがって、衝撃によりヘッドがデータトラック位置から
移動したことを早期に検出できず、隣接トラック上のデ
ータを破壊してしまう可能性がある。

【０００８】サーボ信号増加によるシーク制御性能の向
上として、例えば、特開平2-265077号公報では、ディス
クの１つの面のサーボ情報の間に他の面のサーボ情報が
位置するように書き込むことにより、アクセスタイムの
向上を図る方法が開示されている。また、衝撃によるヘ
ッドのオフトラックの対策として、例えば、特開平8-10
6742号公報では、現在の位置信号と１つ前の位置信号か
ら次のヘッド位置信号を予測して、その予測位置が あ
るスライス値を越えた場合には、ヘッドの書き込み動作
を中止する方法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】データ面サーボ制御に
おいて、高精度な位置決め精度を得るためには、データ
ディスク面のサーボ信号領域を増やすことなく、位置決
め制御の制御性能を向上することが必要である。その場
合、データを記録している時のヘッド位置決め精度が特
に重要である。また、データ再生時も記録時と同等の位
置決め精度を有することが望ましい。

【００１０】また一方で、データ記録時、間欠的に書か
れている位置信号の周期が長すぎるために、衝撃により
ヘッドがデータを記録しているトラック上から移動し、
隣接トラックのデータを破壊してしまうことがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】磁気ディスクの１つの面
のサーボ信号の間に他の面のサーボ信号が位置するよう
に書き込み、データ記録用回路とデータ再生用回路を別
回路として構成することで、データ記録用ヘッドにより
データを記録している時に再生用ヘッドを順次切換えな
がら記録面とその他の面のサーボ信号を読み出し、ヘッ
ド読み出し検出部により位置信号を算出し、その位置信
号をもとに位置決め制御を行うことにより、ヘッド位置
決め精度を向上させたり、衝撃によるヘッドのオフトラ
ックを早期に発見することができる。このために、磁気
ディスクの１つの面のサーボ信号の間に他の面のサーボ
信号が位置するように書き込む手段、および、データ記
録用回路とデータ再生用回路を別回路として構成する手
段、およびデータ記録用ヘッドによりデータを記録して
いる時に再生用ヘッドを順次切換えながら記録面とその
他の面のサーボ信号を検出する手段、および検出したサ
ーボ信号をもとに位置決め制御を行う手段を備えてい
る。

【００１２】即ち、上記の手段を用いることにより、ヘ
ッド位置決め制御の制御性能を向上することができ、高
精度な位置決め制御が実現できる。また、衝撃等による
ヘッドのデータトラック位置からのオフセットの早期発
見が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施例を図１に従
い説明する。

【００１４】情報を記録するための少なくとも１枚の磁
気ディスク１は、スピンドルモータ４により駆動する軸
に取り付けられている。磁気ディスク１に相対して配置
される磁気ヘッド２は、ヘッド支持機構３により一体と
して支持される。ヘッド支持機構３は、駆動部５により
駆動される。これにより、磁気ヘッド２は磁気ディスク
１の外周から内周方向、あるいは、その逆方向に移動
し、目標とする同心円状の記憶領域である目標トラック
（図示せず）に位置決めされ、情報の記録再生を行う。
このとき、磁気ヘッド２の読み出し信号１０はヘッド読
み出し検出部６でデータ信号と位置信号１１に分離され
る。

【００１５】ヘッド位置信号１１は、ヘッド読み出し検
出部６から一定のサンプル間隔で検出され（ディジタル
変換される）、ヘッド間オフセット補正器７によりヘッ
ド間のオフセット量を補正した位置信号１２となる。そ
して減算器９で目標位置信号１３との位置偏差信号１４
が算出されてヘッド位置制御部８に取り込まれる。ヘッ
ド位置制御部８では、取り込まれた位置偏差信号１４に
基づいて制御演算を行い、駆動部５に駆動指令値を出力
する。

【００１６】ここで、磁気ディスク１に書き込まれてい
るサーボ信号１５は、１つの磁気ディスク面のサーボ信
号の間に他の面のサーボ信号が位置するように書き込
む。つまり、ディスク面(N)（ヘッド(N)で読み出され
る）のサーボ信号が周期Tで書き込まれているとき、デ
ィスク面(N+1)はディスク面(N)のサーボ信号からT/３だ
けずらしてサーボ信号を書き込む。ディスク面(N+2)に
はディスク面(N+1)からさらにT/３だけずらしてサーボ
信号を書き込む。

【００１７】また、ヘッド読み出し検出部６は、図２で
表わされるようにヘッド選択部１７とデータ変換部１８
で構成されている。ヘッド選択部１７では、記録再生を
行う磁気ヘッドの選択を行い、データ変換部１８では、
磁気ヘッド２により読み出された読み出し信号１０から
データ部とヘッド位置信号部１１に分離する。

【００１８】ヘッド選択部１７では、ディスク面(N)に
データを記録する場合、ディスク面(N)に対向する記録
用ヘッド(N)にデータを送るためにスイッチSW-WT(N)をO
Nにし、位置信号を検出するためにスイッチSW-RD(N)、S
W-RD(N+1)、SW-RD(N+2)を一定時間間隔T/3でON／OFFさ
せて再生用ヘッドから位置信号１１を読み出す。このデ
ータ記録中のスイッチのタイミングチャートを図４に示
す。

【００１９】データを記録するヘッド(N)にデータを送
るため、スイッチSW-WT(N)はディスク面(N)のデータ部
のみONとなる。このとき、各ディスク面のサーボ信号を
検出するために、まずヘッド(N)のスイッチSW-RD(N)をO
Nとしてディスク面(N)のサーボ信号を検出する。ディス
ク面(N)のサーボ信号を検出すると、次にディスク面(N+
1)のサーボ信号を検出するためにスイッチSW-RD(N)をOF
Fにしてヘッド(N+1)のスイッチSW-RD(N+1)をONにする。
このとき、ヘッド(N+1)でディスク面(N+1)のサーボ信号
を検出しているとき、ディスク面(N)では、記録用ヘッ
ド(N)によりデータの記録が行われている。

【００２０】そして、ディスク面(N+1)のサーボ信号を
検出したら、スイッチSW-RD(N+1)をOFFにしてヘッド(N+
2)のスイッチSW-RD(N+2)をONにして、ディスク面(N+2)
のサーボ信号を検出する。ディスク面(N+2)のサーボ信
号を検出したら、スイッチSW-RD(N+2)をOFFにしてヘッ
ド(N)のスイッチSW-RD(N)をONにして、ディスク面(N)の
サーボ信号を検出する。以上の動作を繰り返すことによ
り、ディスク面(N)に書き込まれているサーボ信号の周
期Tの間に３つのサーボ信号を得ることができる。

【００２１】サーボ信号から算出された位置信号１１
は、記録しているヘッド(N)とのヘッド間オフセット量
の補正を行い、位置決め制御部の入力信号として使用さ
れる。ヘッド位置制御部８は、ディスク面(N)に書き込
まれているサーボ信号の周期Tの１／３倍の周期（制御
周波数は３倍）で動作する。このため、木目細かい位置
決め制御が実現でき制御性能が向上する。

【００２２】また、ディスク面(N)のデータ再生時に
は、データ再生中の再生用ヘッドを順次切替えることが
できないため、ディスク面(N)のサーボ信号のみを検出
する。そしてサーボ信号間の位置情報を予測して使用す
ることにより、データ記録時とほぼ同等の位置決め制御
性能を得ることができる。このときのタイムチャートを
図５に示す。ディスク面(N)のデータ部およびサーボ信
号部を再生用ヘッドにより読み出すため、つねにスイッ
チSW-RD(N)はONとなりその他のスイッチSW-RD(N+1)、SW
-RD(N+2)はOFFのままである。

【００２３】次に、衝撃によるヘッドのデータトラック
からのオフトラックを早期発見する方法の実施例を図６
を用いて示す。図１のように構成された磁気ディスク装
置において、ヘッド位置制御にディスク面(N)の位置信
号のみを使用している場合、ディスク面(N)に書き込ま
れているサーボ信号の周期T毎にしかサーボ信号が検出
されない。このため、磁気ディスク装置に外部衝撃が加
わり、磁気ヘッド２がデータを記録しているデータトラ
ック上から移動したことを発見することが遅れる可能性
がある。このとき、磁気ヘッドが隣接トラック上でデー
タを記録してしまうため、隣接トラックに記録されてい
たデータを壊してしまう。

【００２４】そこで、ディスク面(N)にデータを記録し
ているときにその他のディスク面からの位置信号を検出
するために、スイッチSW-RD(N)、SW-RD(N+1)、SW-RD(N+
2)を図４のタイムチャートで示されているのように順番
に切替えることにより、ヘッドの位置信号を検出する。
ここで、位置制御部の入力として使用されるのは、ディ
スク面(N)から検出された位置信号のみである。また、
ヘッドのオフトラックの検出用として、オフトラックス
ライスを設けて検出されたヘッドの位置信号がこのオフ
トラックスライスを越えた時点でデータの記録を中断さ
せる。

【００２５】このオフトラックスライスを越える判定を
するための位置信号にデータを記録しているディスク面
(N)からの位置信号と、その他のディスク面からの位置
信号を用いることにより、ヘッドのオフトラックを早期
に発見でき、隣接トラックのデータ破壊を確実に防止で
きる。 以上、本発明の特徴を列挙すれば次のとおりで
ある。

【００２６】請求項１の磁気ディスク装置において、デ
ータ再生時には、データ再生用回路はデータを再生して
いる再生用ヘッドのみに接続し、そのディスク面上から
検出された位置信号のみを用いてヘッド位置決め制御を
行うことを特徴とする磁気ディスク装置。

【００２７】請求項１の磁気ディスク装置において、デ
ータ再生時には、データ再生用回路はデータを再生して
いる再生用ヘッドに接続され、データ再生面から検出さ
れた位置信号とその位置信号間を予測した位置信号の両
者を用いてヘッド位置決め制御を行うことにより、デー
タ記録時と同等の制御性能を得ることを目的とすること
を特徴とする磁気ディスク装置。

【００２８】請求項１の磁気ディスク装置において、位
置信号のうち記録しているディスク面以外の面からの位
置信号が、ヘッド間オフセット量の学習値により補正さ
れていることを特徴とする磁気ディスク装置。

【００２９】請求項１の磁気ディスク装置において、位
置信号検出時の磁気ヘッドの切換え方法が、隣接ヘッド
を選択することを特徴とする磁気ディスク装置。

【００３０】請求項１の磁気ディスク装置において、位
置信号検出時の磁気ヘッドの切換え方法が、対向ヘッド
をとばして選択することを特徴とする磁気ディスク装
置。

【００３１】データを記録する磁気ディスクと、該磁気
ディスクの各記録面上にデータを記録する記録用ヘッド
と、各記録面上からデータを再生する再生用ヘッドを有
する磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを磁気ディスク記録面
上に支持するヘッド支持機構と、該ヘッド支持機構を移
動させる駆動部と、該磁気ディスクのデータトラック位
置を認識する該ディスク上に間欠的に記録されたサーボ
信号と、該サーボ信号をサンプラを通して検出するヘッ
ド位置検出部と、該駆動部に駆動指令値を出力し該磁気
ヘッドの位置を制御するヘッド位置制御部を有する磁気
ディスク装置において、該磁気ディスクの１つの面のサ
ーボ信号の間に他の面のサーボ信号が位置するように書
き込み、データ記録用回路とデータ再生用回路を別回路
として、データ記録時、データ記録用回路はデータを記
録している記録用ヘッドに接続しており、データ再生用
回路は再生用ヘッドを順次切替えながら接続させ、位置
決め制御には、記録面から検出された位置信号のみを用
いて、記録面以外の面から検出された位置信号によりヘ
ッドのオフトラックを早期に検出し、オフセットライト
を防止することを特徴とする磁気ディスク装置。

【００３２】データを記録する磁気ディスクと、該磁気
ディスクのデータトラック位置を認識する該ディスク上
に間欠的に記録されたサーボ信号と、該磁気ディスクの
各記録面上にデータを記録する記録用ヘッドと、各記録
面上からデータを再生する再生用ヘッドと該サーボ信号
を検出するための位置検出用ヘッドを有する磁気ヘッド
と、該磁気ヘッドを磁気ディスク記録面上に支持するヘ
ッド支持機構と、該ヘッド支持機構を移動させる駆動部
と、該サーボ信号をサンプラを通して検出するヘッド位
置検出部と、該駆動部に駆動指令値を出力し該磁気ヘッ
ドの位置を制御するヘッド位置制御部を有する磁気ディ
スク装置において、該磁気ディスクの１つの面のサーボ
信号の間に他の面のサーボ信号が位置するように書き込
み、データ記録および再生時、位置信号検出用ヘッドを
順次切替えながらサーボ信号を読み取り位置決め制御す
ることを特徴とする磁気ディスク装置。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク装置のヘ
ッド位置決め動作において、磁気ディスクの１つの面の
サーボ信号の間に他の面のサーボ信号が位置するように
書き込み、データ記録用回路とデータ再生用回路を別回
路として、データ記録時、データ記録用回路はデータを
記録している記録用ヘッドに接続し、データ再生用回路
は再生用ヘッドを順次切替えながら接続することによ
り、記録面とその他の面のサーボ信号を交互に検出し、
位置決め制御を行うことにより、位置決め精度を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ディスク装置のヘッド位置決
め制御系の一実施例を示す図。

【図２】本発明によるヘッド読み出し検出部の構成図。

【図３】従来のヘッド読み出し検出部の構成図。

【図４】本発明によるデータ記録時のタイムチャート。

【図５】本発明によるデータ再生時のタイムチャート。

【図６】衝撃印可時のヘッドのオフトラックの模式図。

【符号の説明】 １…磁気ディスク、２…磁気ヘッド、３…ヘッド支持機
構、４…スピンドルモータ、５…駆動部、６…ヘッド読
み出し検出部、７…ヘッド間オフセット補正部、８…ヘ
ッド位置制御部、９…減算器、１０…ヘッド読み出し信
号、１１…ヘッド位置信号、１２…補正位置信号、１３
…目標位置信号、１４…位置偏差信号、１５…サーボ信
号部、１６…データ部、１７…ヘッド選択部、１８…デ
ータ変換部、１９…記録用ヘッド、２０…再生用ヘッ
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを記録する磁気ディスクと、該磁気
   ディスクの各記録面上にデータを記録する記録用ヘッド
   と、各記録面上からデータを再生する再生用ヘッドを有
   する磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを磁気ディスク記録面
   上に支持するヘッド支持機構と、該ヘッド支持機構を移
   動させる駆動部と、該磁気ディスクのデータトラック位
   置を認識する該ディスク上に間欠的に記録されたサーボ
   信号と、該サーボ信号をサンプラを通して検出するヘッ
   ド位置検出部と、該駆動部に駆動指令値を出力し該磁気
   ヘッドの位置を制御するヘッド位置制御部を有する磁気
   ディスク装置において、 該磁気ディスクの１つの面のサーボ信号の間に他の面の
   サーボ信号が位置するように書き込み、データ記録用回
   路とデータ再生用回路を別回路として、データ記録時、
   データ記録用回路はデータを記録している記録用ヘッド
   に接続しており、データ再生用回路は再生用ヘッドを順
   次切替えながら接続することにより、記録面とその他の
   面のサーボ信号を交互に検出し、位置決め制御を行うこ
   とを特徴とする磁気ディスク装置。