JP2590125B2

JP2590125B2 - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2590125B2
Application number: JP62202236A
Authority: JP
Inventors: 健仁山田; 一石谷本; 隆雄村岡; 裕児酒井; 徹夫井上
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-08-13
Filing date: 1987-08-13
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPS6446215A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、磁気媒体と信号を記録再生する磁気ヘッ
ドからなり磁気媒体上にヘッド位置決めのためのサーボ
パターンをもちその再生信号によりヘッドの位置決め制
御を行なう磁気ディスク装置に関する。

（従来の技術）従来の磁気媒体と信号を記録再生する磁気ヘッドから
なる磁気ディスク装置においては、通常１個のヘッドを
用いて媒体の記録領域全体に対して信号の記録再生を行
っている。また、ヘッド位置決めのためのサーボ情報を
データと同一の磁気媒体上に形成しておくデータ面サー
ボ方式では、第５図に示すように、磁気媒体１上を周方
向に分割し、その一部のサーボセクタ２のサーボ情報を
書込んでおく方式をとる。

この際、サーボ情報となるサーボパターンは、第５図
の下部に拡大して示したように精密にトラックを検出す
るためのサーボパターンA,B,C,Dと粗くトラックを検出
するためのサーボパターンP,Q,Rよりなっている。この
例では、16トラック周期でトラック検出できるが、さら
に長い周期でトラック検出するためには、サーボパター
ンが増える。

また、サーボパターンはサーボセクタ２の略全域に形
成されている。図示のように１つのヘッドの場合には記
録領域の最内周から最外周まで移動しなければならずヘ
ッド３がシークする距離（シーク距離）が大きくなって
しまう問題がある。

磁気ディスクの高速化、大容量化が求められている
が、高速化を達成するためにはシーク時間の短縮が必要
であり、このためにはシーク距離の効果的な低減が要求
される。

シーク距離の低減のために、ディスクの１面に対し２
組のヘッドおよびジンバルをアクチエータに取り付けて
磁気ディスク装置を構成することが考えられる。２個の
ヘッドはそれぞれ記録領域の内側半分と外側半分の記録
再生を受け持てばよいので、シーク距離はヘッドが１個
の場合に比べ略1/2に短縮することができる。

しかし、ヘッド、ジンバルが従来の装置の２倍必要で
あるため、アクチュエータ全体の重量が増加する。ヘッ
ドアクチュエータの重量の増加はシーク時間の短縮とい
う目的に反することになる。

（発明が解決しようとする問題点）磁気ディスク装置の高速化のためにシーク距離を短縮
し、シーク時間を短縮するために、従来例においてはデ
ィスク１面に対し２組のヘッド、ジンバルを設けてシー
ク距離の短縮を図っていた。しかし、この方式ではヘッ
ドアクチュエータの重量が増加し、シーク時間の短縮と
いう目的に反してしまう。また、シーク時間短縮のた
め、ヘッドアクチュエータを高速に移動させるとなる
と、トラック検出能力を高めるためにサーボパターンを
増やすことが必要となり、サーボ情報が全記録領域に占
める割合が増え、ディスクの一面に信号を記録再生でき
る有効領域が減少してしまうという問題もある。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたも
ので、ヘッドアクチュエータの重量を増加させることな
くディスク１面当りのヘッド数を増してシーク距離を短
縮するとともにサーボパターンが占める領域を減少させ
てもトラック検出能力を確保して精密な位置決めを可能
としまたアクチエータを高速に移動させることのできる
磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段および作用）上記の目的を達成するため、この発明は磁気媒体およ
び信号を記録再生する磁気ヘッドからなり１個のヘッド
スライダにＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁気ヘッドを設
け、この複数個のヘッドのヘッドギャップの間隔が媒体
上の全データ記録領域の幅の略1/N以上でかつ全データ
記録領域の幅より小さくこれらのＮ個のヘッドギャップ
はそれぞれ独立してヘッドスライダの磁気媒体の対向部
つまりABS（air bearing surface）部分に位置し、この
ABS部分は前記ヘッドギャップの位置に対応して１つの
ヘッドスライダにＮ個設けられ、コンタクトスタートス
トップ時、つまりCSS（contact start stop）時には前
記ヘッドスライダのABS分以外は前記磁気媒体に接触し
ない構成の磁気ディスク装置において、前記磁気媒体上
に形成するサーボパターンを前記各磁気ヘッドが受け持
つ領域毎に異ったパターンをすることを特徴としてい
る。すなわち、例えば磁気ヘッドが２個の場合に外周側
のヘッドが受け持つ領域に密なるサーボパターンを、内
周側のヘッドが受け持つ領域に粗なるサーボパターンを
形成しておくものである。なお、CSSとは周知のよう
に、磁気媒体（磁気ディスク）の回転停止時には媒体と
ヘッドが接触しており、媒体が回転を開始するとヘッド
が摺動しながら浮上を開始し、回転が停止するときは回
転数の低下と共に浮上量が減少し、摺動しながら媒体に
接触することをいう。

すなわち、この発明の一つの態様では、磁気媒体上
に、記録媒体の外周側に設けられた磁気ヘッドが受け持
つ領域では磁気媒体の半径方向のパターン周期が密とな
り、記録媒体の内周側に設けられた磁気ヘッドが受け持
つ領域では磁気媒体の半径方方向のパターン周期が粗と
なるようにサーボパターンを形成し、Ｎ個の磁気ヘッド
により各々の磁気ヘッドが受け持つ領域のサーボパター
ンを同時に読み出し、これに基づきヘッドスライダを位
置決め制御して磁気ヘッドの位置決めを行う。

また、この発明の他の態様では、磁気媒体上に、記録
媒体の外周側に設けられた磁気ヘッドが受け持つ領域で
は磁気媒体の周方向に粗の角度間隔で、記録媒体の内周
側に設けられた磁気ヘッドが受け持つ領域では磁気媒体
の周方向に密の角度間隔でサーボパターンを形成し、Ｎ
個の磁気ヘッドにより各々の磁気ヘッドが受け持つ領域
のサーボパターンを交互に読み出し、これに基づきヘッ
ドスライダを位置決め制御して磁気ヘッドの位置決めを
行う。

このようにすることにより、ヘッドアクチュエータの
重量を増加させることなくディスク一面当りのヘッド数
を増してシーク距離は短縮できるとともに、サーボパタ
ーンの記録媒体半径方向のパターン周期あるいは記録媒
体周方向の角度間隔を各ヘッドが受け持つ周方向の領域
毎に異ならせることによって、サーボパターンの全デー
タ領域に占める割合を低減しつつ、ヘッド位置検出能力
を確保して精密なヘッド位置決め制御が可能となる。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。

第１図において11は磁気媒体であり、この磁気媒体を
周方向に分割してその一部にサーボセクタ12を形成して
いる。13aおよび13bは１個のヘッドスライダ14に設けら
れた１対の磁気ヘッドであり、ヘッドギャップの間隔す
なわち磁気ヘッド13aおよび13bの間隔は全データ記録領
域の略1/2に形成されている。外周側の磁気ヘッド13aは
全データ記録領域の外側半分の記録再生を分担してお
り、内周側の磁気ヘッド13bは全データ記録領域の内側
半分の記録再生を分担している。このため、各ヘッド13
a,13bは全データ記録領域の約1/2の距離をシークするだ
けで、全データ記録領域のトラックをアクセスすること
ができる。

これに対し、従来のように１つのヘッドスライダ１個
のヘッドを設ける構成のものの場合にヘッドは全データ
記録領域の幅と同じ距離ダケシーク動作を行なわなけれ
ばならない。これらのことから、この実施例において
は、磁気ヘッド13a,13bのシーク距離を従来の1/2にでき
ることが分かる。

磁気ディスクの１面に対し複数個のヘッドを設ける場
合、従来例においてはそれぞれのヘッドが別々のジンバ
ルによって支持されており、ヘッドキャリッジ全体の重
量が増加するという問題があった。しかし、この実施例
においては２個のヘッド13a,13bにより構成された１つ
のヘッドスライダ14を一本のジンバルによって支持する
構成がとられている。ヘッドスライダ14の幅が大きくな
ることによるヘッドスライダ14自体の重量の増加はジン
バル１本の重量に比べて十分小さいので２組のヘッドス
ライダとジンバルを用いることと比較すると、殆んど重
量の増加はない。これらのことから、この実施例におい
ては、ヘッドアクチュエータの重量を増加させることな
くディスク１面当りのヘッド数を増してシーク距離を短
縮することが可能となる。

また、第１図の実施例では外周側のヘッド13aは全デ
ータ領域の外側半分の領域Z₁を分担しており、この領域
Z₁におけるサーボセクタ12a中のサーボパターンは４ト
ラックを周期とする二相のダイピットパターンとなって
おり精密なトラック位置検出、トラック位置決め用サー
ボ信号が得られるようになっている。

一方、内周側の磁気ヘッド13bは全データ領域の内側
半分の領域Z₂を分担しており、この領域Z₂におけるサー
ボセクタ12b中のサーボパタンは16トラックを周期とす
る粗いサーボパタンとなっており、磁気ヘッド13a,13b
を高速に移動させたいときもトラック位置の検出ができ
る。

この際、サーボ情報は磁気ヘッド13a,13bから読出さ
れ、両ヘッド13a,13bのサーボ情報によりヘッドスライ
ダ14全体を位置決め制御する。磁気ヘッド13aと13bは同
一のスライダ14上に構成されているため、外周の密なる
サーボパターンA,B,C,Dと内周の粗なるサーボパターン
P,Q,Rの関係は従来の磁気ディスク装置（第３図）に示
す例と同様になっている。

第３図においては、１個のヘッドスライダに１個のヘ
ッド３であるため、外周から内周にわたってP,Q,A,B,C,
D,Rの全サーボパターンを形成しておく必要があり、サ
ーボパターンが全データ領域に占める割合が大きくなっ
ている。これに対し、この発明の実施例では、外周側の
磁気ヘッド13aの領域に密なるサーボパタンA,B,C,D内周
側の磁気ヘッド13bの領域に粗なるサーボパターンP,Q,R
と分離してサーボパターンを形成しておき、この両サー
ボパターンを各ヘッド13a,13bで同時に読出しヘッド13
a,13bの位置決めに用いるためサーボパターンが全デー
タ領域に占める割合を従来より減少させ、しかも従来と
同様の精密なヘッド位置検出能力を確保することができ
る。

第２図は、この磁気デスク装置のヘッド位置決め系の
構成ブロック図である。

磁気ヘッド13aにより読み出される密なるサーボパタ
ーンより密位置信号検出回路21によって密位置信号を検
出し、また磁気ヘッド13bにより読み出される粗なるサ
ーボパターンより粗位置信号検出回路22によって粗位置
信号を検出し、これらをそれぞれマイクロコンピュータ
23に取り込む。マイクロコンピュータ23はトラック追従
制御時は密位置信号より精密位置決め信号を再生し位置
決め制御回路24に送り、位置決め機構25を介してキャリ
ジ26を制御する。

また、速度制御時は粗位置信号および密位置信号によ
りマイクロコンピュータ23においてヘッドスライダ14の
位置、移動速度を演算し、目標トラック位置まで円滑に
ヘットスライダ14が移動できるように制御信号を位置決
め制御回路24に送り位置決め機構25を介してキャリッジ
26を制御する。

第３図はこの発明の第２の実施例を示すものである。
この実施例は磁気媒体上を周方向に分割し、各磁気ヘッ
ドが受け持つ領域毎にこれらに対応したサーボパターン
を形成するものである。

第３図にいおいて11は磁気媒体であり、この磁気媒体
を周方向に分割するとともに各磁気ヘッド13a,13bが受
け持つ領域毎に異った位置（異った角度間隔）にサーボ
セクタ12a,12bを形成したものである。14はヘッドスラ
イダであり、磁気ヘッド13a,13bはヘッドスライダ14の
両端部に設けられている。なお、ヘッドキャップの間隔
すなわち磁気ヘッド13aおよび13bの間隔は第１図の実施
例と同様全データ記録領域の略1/2に形成されている。
この実施例においても第１図の実施例と同様に磁気ヘッ
ド13a,13bのシーク距離を従来の1/2に短縮することがで
きる。

第３図の実施例において、外周側の磁気ヘッド13aは
全データ領域の外側半分の領域Z₁を分担しており、また
内周側の磁気ヘッド13bは全データ領域の内側半分の領
域Z₂分担している。

そしてそれぞれの領域Z₁,Z₂においてサーボセクタ12
a,12bは異った位置（角度間隔）で形成されている。サ
ーボ情報はそれぞれのサーボセクタ12a,12bより磁気ヘ
ッド13a,13bにより読み出され、この両ヘッド13a,13bの
サーボ情報によりヘッドスライダ14全体を位置決め制御
する。磁気ヘッド13aと13bは同一のヘッドスライダ14上
に構成されているため、内周側および外周側の各サーボ
セクタ12a,12bよりサーボ情報を交互に読み出し位置決
めを行っても正確に位置決めすることができる。

第５図の従来例では１個のヘッドスライダに１個のヘ
ッド３を設けたものであるため第３図と同じだけのサン
プリング周期でサーボ情報を得るためには外周から内周
にわたって２倍の面積のサーボセクタが必要となり、サ
ーボパターンが全データ領域に占める割合が大きくな
る。この実施例の場合、サーボパターンの占める領域を
従来の場合に比して著しく低減し得ることが明らかであ
る。

第４図はこの実施例のヘッド位置決め系の構成ブロッ
ク図である。

磁気ヘッド13a,13bから交互に読み出されたサーボパ
ターンより位置信号検出回路21,22により位置信号を検
出しマイクロコンピュータ23に取り込む。このコンピュ
ータ23は位置決め信号を再生して位置決め制御回路24に
送り位置決め機構25を介してキャリッジ26を制御する。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものでは
なく要旨を変更しない範囲において種々変形して実施す
ることができる。

例えば上記実施例においては磁気ヘッドが２個の場合
を要しているがこの発明においては磁気ヘッドの数を適
宜増加して構成することができる。

［発明の効果］以上述べたように、この発明はディスク状の磁気媒体
およぴ信号を記録再生するＮ個（Ｎは２以上の整数）の
磁気ヘッドを１個のヘッドスライダに設け、これらＮ個
の磁気ヘッドのヘッドギャップの間隔が磁気媒体上の全
データ記録領域の幅の略1/N以上でかつ全データ記録領
域の幅より小さく、これらＮ個のヘッドギャップはそれ
ぞれ独立して前記ヘッドスライダの磁気媒体に対向する
Ｎ個の対向部に位置し、コンタクトスタートストップ時
にはヘッドスライダの対向部以外は磁気媒体に接触しな
い構成の磁気ディスク装置において、磁気媒体上に、記
録媒体の外周側に設けられた磁気ヘッドが受け持つ領域
では磁気媒体の周方向に粗の角度間隔で、記録媒体の内
周側に設けられた磁気ヘッドが受け持つ領域では磁気媒
体の周方向に密の角度間隔でサーボパターンを形成し、
Ｎ個の磁気ヘッドにより各々の磁気ヘッドが受け持つ領
域のサーボパターンを交互に読み出し、これに基づきヘ
ッドスライダを位置決め制御して磁気ヘッドの位置決め
を行うか、または磁気媒体上に、記録媒体の外周側に設
けられた磁気ヘッドが受け持つ領域では磁気媒体の半径
方向のパターン周期が密となり、記録媒体の内周側に設
けられた磁気ヘッドが受け持つ領域では磁気媒体の半径
方向のパターン周期が粗となるようにサーボパターンを
形成し、Ｎ個の磁気ヘッドにより各々の磁気ヘッドが受
け持つ領域のサーボパターンを同時に読み出し、これに
基づきヘッドスライダを位置決め制御して前記磁気ヘッ
ドの位置決めを行うようにしたものである。

従って、この発明によればヘッドアクチュエータの重
量を増加させることなくデイスク１面当りのヘッド数を
増してシーク距離を短縮するとともにサーボパターンが
占める領域を減少させてもトラック検出能力を確保して
精密な位置決めを可能としさらにアクチュエータを高速
に移動させることのできる磁気ディスク装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す説明図、第２
図は同実施例のヘッド位置決め系の構成を示すブロック
図、第３図はこの発明の他の実施例の構成を示す説明
図、第４図は、第３図の実施例のヘッド位置決め系の構
成を示すブロック図、第５図は従来の磁気ディスク装置
の一例の構成を示す説明図である。 11……磁気媒体、12,12a,12b……サーボセクタ 13a,13b……磁気ヘッド、14……ヘッドスライタＡ〜Ｄ……密なるサーボパターン P,Q,R……粗なるサーボパターン 21……密位置信号検出回路 22……粗位置信号検出回路 23……マイクロコンピュータ 24……位置決め制御回路 25……位置決め機構 26……キャリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井裕児神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者井上徹夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献特開昭55−1620（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−103172（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−28976（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−116911（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク状の磁気媒体および信号を記録再
生するＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁気ヘッドを１個の
ヘッドスライダに設け、これらＮ個の磁気ヘッドのヘッ
ドギャップの間隔が前記磁気媒体上の全データ記録領域
の幅の略1/N以上でかつ全データ記録領域の幅より小さ
く、これらＮ個のヘッドギャップはそれぞれ独立して前
記ヘッドスライダの前記磁気媒体に対向するＮ個の対向
部に位置し、コンタクトスタートストップ時には前記ヘ
ッドスライダの前記対向部以外は前記磁気媒体に接触し
ない構成の磁気ディスク装置において、前記磁気媒体上に、記録媒体の外周側に設けられた磁気
ヘッドが受け持つ領域では前記磁気媒体の半径方向のパ
ターン周期が密となり、記録媒体の内周側に設けられた
磁気ヘッドが受け持つ領域では前記磁気媒体の半径方向
のパターン周期が粗となるようにサーボパターンを形成
し、前記Ｎ個の磁気ヘッドにより各々の磁気ヘッドが受け持
つ領域のサーボパターンを同時に読み出し、これに基づ
き前記ヘッドスライダを位置決め制御して前記磁気ヘッ
ドの位置決めを行うことを特徴とする磁気ディスク装
置。
【請求項２】ディスク状の磁気媒体および信号を記録再
生するＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁気ヘッドを１個の
ヘッドスライダに設け、これらＮ個の磁気ヘッドのヘッ
ドギャップの間隔が前記磁気媒体上の全データ記録領域
の幅の略1/N以上でかつ全データ記録領域の幅より小さ
く、これらＮ個のヘッドギャップはそれぞれ独立して前
記ヘッドスライダの前記磁気媒体に対向するＮ個の対向
部に位置し、コンタクトスタートストップ時には前記ヘ
ッドスライダの前記対向部以外は前記磁気媒体に接触し
ない構成の磁気ディスク装置において、前記磁気媒体上に、記録媒体の外周側に設けられた磁気
ヘッドが受け持つ領域では前記磁気媒体の周方向に粗の
角度間隔で、記録媒体の内周側に設けられた磁気ヘッド
が受け持つ領域では前記磁気媒体の周方向に密の角度間
隔でサーボパターンを形成し、前記Ｎ個の磁気ヘッドにより各々の磁気ヘッドが受け持
つ領域のサーボパターンを交互に読み出し、これに基づ
き前記ヘッドスライダを位置決め制御して前記磁気ヘッ
ドの位置決めを行うことを特徴とする磁気ディスク装
置。