JP2570435B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、磁気ディスク装置に関し、特に磁気ヘッ
ドの構造及びその磁気ヘッドによるサーボ方式を用いた
磁気ディスク装置に関するものである。

［従来の技術］ まず、従来の磁気ディスク装置に用いられていた磁気
ヘッドの構造について記述する。従来の磁気ディスク装
置用の磁気ヘッドは、製造法の差異で分類すると、バル
ク型ヘッドと薄膜型ヘッドに大別できる。第11図はバル
ク型ヘッドの構造を示す斜視図である。（１）はコア、
（２）はこのコア（１）に巻回されたコイル、（３）は
上記コア（１）のギャップを示し、これらによりバルク
型ヘッド（４）は構成されている。（５）は記録媒体、
（６）は上記コイル（２）の両端間に接続された電気回
路、（７）はトラック幅である。

記録時には電気回路（６）は記録情報に応じた電流を
コイル（２）に流し、再生時には、ヘッド（４）からの
再生信号を処理して情報を復元する。

第12図は薄膜型ヘッドの構造を示す正面図である。
（８）は端子、（９）はコイル導体、（10）は結合部、
（11）は上部磁性層、（12）はスライダ基板を示し、こ
れをフォトグラフィ技術により形成したものが薄膜形ヘ
ッド（13）である。なお、（14）はトラック幅を示す。

次に、従来のサーボ方式について記述する。従来の磁
気ディスク装置におけるサーボ方式としてクローズドル
ープサーボ系にのみ注目すれば、サーボ面サーボ方式と
データ面サーボ方式の２つが知られている。サーボ面サ
ーボ方式は、磁気ディスクの一面全部をサーボ情報のた
めの専用面として使用し、そのサーボ面から得たサーボ
情報を用いてヘッドの位置決めを行う方式である。

データ面サーボ方式の一つであるセクターサーボ方式
は、データトラックの各セクターの一部にサーボ情報を
記録し、そのサーボ情報を用いてヘッドの位置決めを行
う方式である。

また、セクターサーボ方式と同様、データ面サーボ方
式の一つであるインデックスサーボ方式は、データトラ
ックの一個所、インデックスエリアにサーボ情報を埋め
込み形成し、１回転に１回このサーボ情報を用いてヘッ
ド位置の修正を行う方式である。

従来のサーボ方式は、上述のようであるため、何れの
サーボ方式を用いる場合でも、予めサーボ信号をディス
ク上に記録しておかなければならない。このサーボ信号
をディスク上に書き込む装置としてサーボトラックライ
タが知られている。磁気ディスク装置のヘッド位置決め
性能は、サーボ信号の品質に大きく左右される。従っ
て、サーボトラックライタには、磁気ディスク装置の回
転変動・偏心及びクロストークなどを考慮すると、サブ
ミクロンオーダの厳しい位置決め精度が要求されてい
た。

一方、サーボ信号を用いず読み出そうとするデータト
ラックからの再生信号を位置決め信号として利用するサ
ーボ方式として特開昭50−15520号がある。以下にこの
特開昭50−15520号によるサーボ方式について説明す
る。

第13図に示されるように、磁気ヘッド（４）は、デー
タトラック（15）幅の半分に分割され、それぞれに巻き
線（2a）、（2b）をもつヘッド（4a）、（4b）から構成
される。第14図は、ヘッド位置決め回路の構成図であ
る。ヘッド（4a）、（4b）の巻き線（2a）、（2b）でそ
れぞれ再生された信号は、感度調整抵抗（16a）、（16
b）にそれぞれ入力され、記録・再生切り替え回路（1
7）を経てデータ信号増幅回路（18a）、（18b）で増幅
され、整流回路（19a）、（19b）で整流されて、差動演
算回路（20）に入力される。差動演算回路（20）は整流
回路（19a）、（19b）からの信号の差を取り、その差信
号は信号平滑回路（21）で平滑され、ヘッド駆動装置増
幅回路（22）で増幅され、その出力信号によって、ヘッ
ド駆動装置（23）はヘッド（４）を支持したキャリッジ
（24）を駆動する。

ヘッド（4a）の巻き線（2a）から検出され、データ信
号増幅回路（18a）で増幅されされた出力波形は、第15
図（イ）（25a）のようになり、同様に、ヘッド（4b）
の巻き線（2b）から検出され、データ信号増幅回路（18
b）で増幅されされた出力波形は、第15図（ロ）（25b）
のようになり、差動演算回路（20）からの出力波形は、
第15図（ハ）（26）であり、それを信号平滑回路（21）
で平滑すると第15図（ハ）（27）の信号波形となる。一
般にヘッド再生電圧はヘッド幅に比例するので、ヘッド
（４）が、データトラック（15）の中心に位置している
場合には、それぞれの巻き線（2a）、（2b）からの再生
電圧は等しくなり、信号平滑回路（21）の出力である
（27）は、Ａ点で０となる。一般に、この状態をオント
ラックという。一方、ヘッド（４）が、データトラック
（15）の中心からずれると、（27）は、そのずれに比例
した値をそのずれがスピンドル側に近づく方向か、遠ざ
かる方向かという情報を含んだ形で出力する。従って、
（27）をサーボ情報として使用すれば、ヘッド位置決め
を行うことができる。

データ信号は、データ信号増幅回路（18a）、（18b）
の出力信号が加算するように、データ信号再生和動演算
回路（28）の入力で結線すれば得られ、また記録信号増
幅回路（29）からの記録信号は、記録・再生切り替え回
路（17）の接片をｂ側にし、ヘッド（４）の巻き線（2
a）、（2b）を和動に働くようにすれば、データ情報を
記録することができる。

次にここで用いられるヘッド（４）の構成を第16図に
より記述する。巻き線（2a）、（2b）は、ヘッド材料
（30）と異なった材料（31）に巻かれ、ヘッド材料（3
0）は、第16図（ロ）に示したように、透磁率μａ、μ
ｂにμａ《μｂの関係を持たせ、第16図（ロ）の点線で
示した部分を境に、ヘッド（4a）、（4b）を物理的に切
り離すことなく、見掛け上独立した２個のヘッドとして
の機能をさせる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の磁気ディスク装置のサーボ方式は、以上のよう
に予めサーボ信号を磁気ディスク上に記録しておくため
にサーボトラックライタを必要とし、前述したようにサ
ーボトラックライタにはサブミクロンオーダの厳しい精
度が要求されていたため磁気ディスク装置を開発する上
で技術的・設備的・コスト的に大きなネックになるとい
う問題点があった。

また特開昭50−15520号は読み出そうとするデータト
ラックからの再生信号を位置決め信号として利用するた
め、予めサーボ信号を磁気ディスク上に記録しておく必
要がないという点では優れているが、初期の時点におい
て、ヘッド位置決めのために予め磁気ディスクをフォー
マットしておかなければならないという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、サーボ情報を自己録再できる磁気ディスク
装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる磁気ディスク装置は薄膜絶縁物を挟
んで記録トラック方向に対して直角に上記薄膜絶縁物分
距離を有して配設された磁気特性の等しい２つの磁気ギ
ャップを有しかつ上記磁気記録媒体の表面に配列された
表側磁気ヘッドと、この表側磁気ヘッドと同一構成で、
かつ上記表側磁気ヘッドに対向して上記磁気記録媒体の
裏面に配設された裏側磁気ヘッドから磁気ヘッドを構成
し、この表・裏側の磁気ヘッドがヘッドアーム介して１
つのキャリッジに固定されて連動するとともに、上記表
裏の磁気ヘッドにより上記磁気記録媒体面に記録するサ
ーボ情報を発生するサーボパタン発生回路と、上記記録
されたサーボ情報を読み出し上記磁気ヘッドの位置決め
情報を出力するヘッド位置決めサーボ回路とを備え、上
記表裏の磁気ヘッドは、上記サーボパタン発生回路によ
るサーボ情報の記録とヘッドを位置決めするための新た
に記録されたサーボ情報を読み出し上記ヘッド位置決め
サーボ回路へ出力する動作をヘッド切り替え回路により
切り替えて交互に繰り返し、サーボ情報を記録媒体面に
記録する構成としたものである。

［作用］ この発明においては、磁気ディスク装置に搭載される
表・裏側の磁気ヘッドはキャリッジにより連動し、一方
の磁気ヘッドでサーボパタン発生回路からのサーボ情報
を記録した後、磁気ヘッドを移動しこの一方の磁気ヘッ
ドでそのサーボ情報を読み出し上記磁気ヘッドの位置決
め情報を出力するヘッド位置決めサーボ回路の位置決め
に用い、位置決めされた他方の磁気ヘッドでサーボ情報
を記録する。そしてこの動作を交互に繰り返す。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。第
１図は電気回路の構成を示したもので、（32a）、（32
b）は磁気ディスクの表側（Ａ面）に当接する磁気ヘッ
ド、（33a）、（33b）は磁気ディスクの裏側（Ｂ面）に
当接する磁気ヘッド、（34a）、（34b）はヘッド切り替
え回路、（35）は読み出しアンプ回路、（36）はヘッド
位置決めサーボ回路、（23）はヘッド駆動装置、（37）
は制御回路、（38）はサーボパターン発生回路、（39）
は書き込みアンプ回路、（40）は記録再生回路であり、
これらは磁気ディスク装置内に組み込まれる。磁気ヘッ
ド（32a）、（32b）は同一な磁気特性を有し、第２図に
矢印で示すように、その接着面が磁気ヘッドの進行方向
に略平行した状態で並設されており、それぞれに巻き線
コイル（41a）、（41b）を持ち、独立に録再が行える構
造になっている。

なお磁気ディスクの裏面に当接する磁気ヘッド（33
a）、（33b）も同様な構造になっている。

第３図はサーボ情報を記録する前の初期状態を示す図
であり、（42）はディスク板、（43）はヘッドアーム、
（44）はストッパーでヘッドはディスク板の最外周にい
る。

次にこの初期状態からサーボ情報をディスク上に記録
する方法について第４図を参照して記述する。一般に、
磁気ディスク装置には複数枚の磁気ディスクが搭載され
ているが、今、そのうちの任意の１枚の磁気ディスクの
表側（Ａ面）、裏側（Ｂ面）の磁気ヘッドの挙動のみに
注目する。まず第４図（イ）に示すように磁気ディスク
の最外周において、Ａ面の磁気ヘッド（32a）、（32b）
の両方で、サーボパターン発生回路（38）で発生したサ
ーボパターン（45）をセクタサーボ方式と同様に各セク
タの先頭に書き込み、このときＢ面の磁気ヘッド（33
a）、（33b）は録再を行わないようにする。第４図
（イ）に示したサーボパターン（45）は、説明のために
示したもので、実際的なものではない。以下の図におい
ても同様である。第２ステップとして、ヘッド位置決め
サーボ回路（36）で発生した信号よりヘッド駆動装置
（23）が磁気ヘッド（32a）、（32b）、（33a）、（33
b）を移動し、第４図（ロ）に示すように、Ａ面の磁気
ヘッド（32a）で今書き込まれたサーボパターンを再生
することにより、オントラック状態にし、同時にＢ面の
磁気ヘッド（33a）、（33b）の両方でサーボパターン発
生回路（38）で発生したサーボパターン（46）を書き込
む。破線はＡ面に書き込まれたサーボパターンを透視し
たもので、Ｂ面に書き込まれたサーボパターンは、Ａ面
に書き込まれたサーボパターンから半トラックずれてい
ることになる。次に第３ステップとして、同様にそれぞ
れの磁気ヘッドが移動され、第４図（ハ）に示すよう
に、Ｂ面の磁気ヘッド（33a）でオントラック状態に
し、同時にＡ面において磁気ヘッド（32a）、（32b）に
より磁気ヘッド（32a）がＣ上にオントラックできるよ
うなサーボパターンを書き込む。第４ステップとして、
第４図（ニ）に示すようにＡ面の磁気ヘッド（32a）を
Ｃ上にオントラックし、同時にＢ面において磁気ヘッド
（33a）、（33b）により磁気ヘッド（33a）がＤ上にオ
ントラックできるようなサーボパターンを書き込む。第
５ステップとして、第４図（ホ）に示すように、Ｂ面の
磁気ヘッド（33a）をＤ上にオントラックし、同時にＡ
面において磁気ヘッド（32a）、（32b）により磁気ヘッ
ド（32a）がＥ上ではオントラックできるがＣ上ではオ
ントラックできないようなサーボパターン、つまり、Ｃ
の延長上が第５図（ロ）に示されるガードバンドとなる
ようなサーボパターンを記録媒体面に書き込む。この過
程を順次繰り返していくことにより、Ａ面Ｂ面共、第５
図に示すようなサーボ情報を磁気ディスク上に記録する
ことができる。また、データの読み出し・記録は、それ
ぞれの面において、磁気ディスクの外周側あるいは内周
側の磁気ヘッドのどちらかでオントラックした後に行う
こととし、従って、サーボトラック（47）、データトラ
ック（15）、ガードバンド（48）の位置関係は第５図
（ロ）に示したようになる。第５図において（45）はサ
ーボ情報、（50）はデータセクタ、（51）はサーボセク
タ、（42）は磁気ディスク、（47）はサーボトラック、
（15）はデータトラック、（48）はガードバンドを示し
ている。この実施例ではデータトラック（15）とガード
バンド（48）の比率は1:1となる。前述のように、Ａ面
とＢ面、つまり表面と裏面ではサーボパターンが半トラ
ックずれることになるが、データの読み出し・記録を行
う場合は、サーボ面サーボ方式と違い、それぞれの面に
対応したヘッドが位置決めを行うので問題とならない。

また、サーボパターンを磁気ディスク上に記録すると
きは、前述したようにサーボパターンを書き込む磁気ヘ
ッドと位置決めする磁気ヘッドを順次切り替えるが、そ
れは制御回路（37）から出力されるヘッド切り替え信号
より制御される。例えば前記第４図（ロ）の場合ではヘ
ッド切り替え回路（34a）はＢ面の磁気ヘッド（33a）、
（33b）を選択し、ヘッド切り替え回路（34b）はＡ面の
磁気ヘッド（32a）を選択する。データの読み出し・記
録はサーボパターンを書き込み時にのみ必要な回路、即
ち制御回路（37）、サーボパターン発生回路（38）を除
いた部分を用いて行うことができる。

次に、この発明の他の実施例について、第６図以下を
参照し説明する。前述したように、上記実施例ではデー
タ領域の内データトラックが占める割合が50％であり、
従来の方式では70％前後であるので、非常に効率が悪い
ことになる。そこで一例として、第６図に示すように外
周側の磁気ヘッドのコア幅（52）：内周側の磁気ヘッド
のコア幅（53）＝3:5とする。

以下に、この実施例の場合のサーボパターンの書き込
み方式について第６図を用いて説明する。まず、第４図
（イ）と同様にＡ面の磁気ヘッド（32a）、（32b）の両
方でサーボパターン（45）を書き込み、Ｂ面の磁気ヘッ
ド（33a）、（33b）は何も動作させない。その様子は第
６図（イ）に示される。次に第６図（ロ）に示すよう
に、Ａ面の磁気ヘッド（32a）でサーボパターンを再生
することにより、オントラック状態にし、同時にＢ面に
おいて磁気ヘッド（33a）、（33b）のでサーボパターン
（46）を書き込む。次に、第６図（ハ）に示すように、
Ｂ面の磁気ヘッド（33a）でオントラック状態にし、同
時にＡ面の磁気ヘッド（32a）、（32b）で磁気ヘッド
（32a）がＦ上にオンラックできるようなサーボパター
ンを書き込む。この時、先に磁気ヘッド（32b）で書き
込まれたサーボパターンの上に新しいサーボパターンが
重ねて記録される。次に第６図（ニ）に示すようにＡ面
の磁気ヘッド（32a）でＦ上にオントラックし、同時に
Ｂ面においてＧ上に磁気ヘッド（33a）オンラックでき
るようなサーボパターンを書き込む。次に、第６図
（ホ）に示すように、Ｂ面の磁気ヘッド（33a）でＧ上
にオントラックし、同時にＡ面において磁気ヘッド（32
a）がＨ上ではオンラックできるがＦ上ではオンラック
できないようなサーボパターンを書き込む。これを順次
繰り返していけば、磁気ヘッド（32a）、（33a）、つま
り外周側に位置する磁気ヘッドの大きさにあったサーボ
トラックが同心円状に形成される。データの読み出し・
書き込みは、磁気ヘッド（32b）、（33b）で行うことに
する。従って、サーボトラック（４）、データトラック
（15）、ガードバンド（48）の様子は第７図のようにな
る。

この時、データ領域をデータトラックが占める割合
は、 ［内周側の磁気ヘッドのコア幅（53）／｛外周 側の磁気ヘッドのコア幅（52）×２］×100（％） 即ち［5/｛３×２｝］×100＝83.3％となり、効率良
くデータ領域を使用することが可能となる。

次に、この発明に用いられる磁気ヘッドについて説明
する。従来から知られているバルク型ヘッドや薄膜型ヘ
ッドはクロストークの問題、加工上の問題、高TPI化に
限界があるといった問題があり上記の発明への適用は現
実的でない。そのためこの発明では以下に声明する磁気
ヘッドが用いられる。

第８図はこの磁気ヘッドの分解斜視図であり、（54）
はコの字形に形成された非磁性体、（55）はこの非磁性
体の一面にフォトグラフィ技術により形成された透磁率
の高い薄膜であり、この部分がコアになる。コア（55）
が形成された非磁性体（54）を縦方向にガラスボンディ
グ等により接着し、コア構造体（56）を形成する。

（57）は絶縁薄膜、（58）は記録再生ギャップであ
る。コア構造体（56）を２個コア（55）部が向き合うよ
うに絶縁薄膜（57）を挟んで、即ちコア構造体（56）同
志がそれぞれクロスした形になるようにガラスボンディ
グ等により接着する。その後それぞれのコア構造体（5
6）に銅線を巻き、巻き線コイル（59a）、（59b）を形
成する。第９図はこのようにして構成された磁気ヘッド
である。第10図は、磁気ヘッド（32）をヘッドスライダ
ー（60）に搭載した状態を示したものであり、矢印で示
されたヘッド進行方向に対しインライン構造となる２つ
のヘッドギャップのヘッドギャップライン（61）、（6
2）が略直角となるように磁気ヘッド（32）はヘッドス
ライダー（60）に搭載される。上記のような構造の磁気
ヘッド（32）において、コア（55）は、フォトグラフィ
技術により薄膜形成するため、精度良くギャップ幅を制
御することができ、バルク型ヘッドのようにギャップ部
分を削り出す作業もないので、磁気特性の歪みも生ぜず
にギャップを形成することが可能である。また、コア幅
はフォトグラフィ技術により形成される膜厚により決定
されるので、従来の磁気ヘッドであるバルク型ヘッド、
薄膜型ヘッドよりも精度良くコア幅を制御することが可
能であり、従ってトラック幅を小さくすることができ、
高TPI化を促進することができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば記録トラック方向に
対して直角に僅かな距離を有して配設された磁気特性の
等しい２つの磁気ギャップを有する磁気ヘッドを磁気記
録媒体の表・裏面にそれぞれ配設し、この表・裏側の磁
気ヘッドを１つのキャリッジに固定して連動するととも
に、サーボ情報を発生するサーボパタン発生回路と、サ
ーボ情報を読み出し上記磁気ヘッドの位置決め情報を出
力するヘッド位置決めサーボ回路と表・裏側の磁気ヘッ
ドとの接続をヘッド切り替え回路により交互に切り替え
て交互にサーボ情報の記録と磁気ヘッドの位置決めを交
互に繰り返すので、磁気ヘッドの位置決めを正確に行う
ことができ、表・裏側の磁気ヘッドが１つのキャリッジ
に固定されて連動し、サーボ情報の記録と磁気ヘッドの
位置決めを交互に繰り返すので、媒体に何も記録されて
いない初期状態においてもヘッドを位置決めすることが
でき、装置単体でサーボ情報を記録することができる。
従って、従来のクローズドループサーボ方式のようにサ
ーボパターンを磁気ディスク上に記録するためのサーボ
トラックライタ等の装置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路図、第２図
は磁気ヘッドの位置関係を示す図、第３図は磁気ヘッド
と磁気ディスクの初期状態を示す図、第４図はこの発明
の一実施例によるサーボパターンを記録するときの磁気
ヘッドの挙動を示す図、第５図は記録されたサーボ情報
を示す図、第６図は他の実施例によるサーボパターンを
記録するときの磁気ヘッドの挙動を示す図、第７図はそ
のサーボ情報を示す図、第８図はこの発明の磁気ヘッド
の一実施例を示す分解斜視図、第９図はその組立斜視
図、第10図は磁気ヘッドをヘッドスライダーに搭載した
斜視図、第11図は従来のバルク型ヘッドの斜視図、第12
図は従来の薄膜型ヘッドの正面図、第13図から第16図は
何れもデータトラックからの再生信号で磁気ヘッドの位
置決めを行う従来のサーボ方式の説明図で、第13図は磁
気ヘッドの位置関係を示す図、第14図は電気回路図、第
15図は出力波形図、第16図はヘッドの構成図である。 図中、（15）はデータトラック、（23）はヘッド駆動装
置、（32a）、（32b）、（33a）、（33b）は磁気ヘッ
ド、（34a）、（34b）はヘッド切り替え回路、（36）は
ヘッド位置決めサーボ回路、（37）は制御回路、（38）
はサーボパターン発生回路、（40）は記録再生回路、
（42）は磁気ディスク、（45）、（46）はサーボパター
ン、（47）はサーボトラック、（48）はガードバンド、
（54）は非磁性体、（55）はコア、（57）は絶縁薄膜、
（58）は記録再生ギャップ、（60）はヘッドスライダー
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一面にサーボ情報領域とデータ領域を具
   備した磁気記録媒体の記録トラックに磁気ヘッドが移動
   され、この磁気ヘッドにより上記磁気記録媒体のデータ
   の読み出しおよび上記磁気記録媒体にデータの記録を行
   う磁気ディスク装置において、上記磁気ヘッドは薄膜絶
   縁物を挟んで記録トラック方向に対して直角に上記薄膜
   絶縁物分距離を有して配設された磁気特性の等しい２つ
   の磁気ギャップを有しかつ上記磁気記録媒体の表面に配
   列された表側磁気ヘッドと、この表側磁気ヘッドと同一
   構成で、かつ上記表側磁気ヘッドに対向して上記磁気記
   録媒体の裏面に配設された裏側磁気ヘッドからなり、こ
   の表・裏側の磁気ヘッドがヘッドアーム介して１つのキ
   ャリッジに固定されて連動するとともに、上記表裏の磁
   気ヘッドにより上記磁気記録媒体面に記録するサーボ情
   報を発生するサーボパタン発生回路と、上記記録された
   サーボ情報を読み出し上記磁気ヘッドの位置決め情報を
   出力するヘッド位置決めサーボ回路とを備え、上記表裏
   の磁気ヘッドは、上記サーボパタン発生回路によるサー
   ボ情報の記録とヘッドを位置決めするための新たに記録
   されたサーボ情報を読み出し上記ヘッド位置決めサーボ
   回路へ出力する動作をヘッド切り替え回路により切り替
   えて交互に繰り返し、サーボ情報を記録媒体面に記録す
   る構成としたことを特徴とする磁気ディスク装置。