JP2596222B2 - 磁気ディスク及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク及び磁気ディスク装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータを記録再生する磁
気ディスク及び磁気ディスク装置に関するものであり、
さらに詳しくは、特別なフォーマットによって大きな記
憶容量を得る磁気ディスクとこれにデータを記録再生す
る大容量の磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置は多量のデータを記憶
しうるだけでなく、ランダムアクセス式に高速にデータ
にアクセスできることから、データストレージシステム
として広く普及してきた。しかしテープ装置と異なっ
て、データはディスク板の表面の多数の同心円上のトラ
ックに記録されるから、外周側のほうのトラックの長さ
より、内周側のトラックのほうが短いので、内周へ行く
ほど記録密度は高くなる。逆に外周側は記録密度が低い
ので、磁気記録的には外周側の記録密度を上げることに
よって、さらに記録容量を増大させる可能性を残してい
る。
【０００３】円板状のアルミニウムあるいはガラスの基
盤に磁性材料を被膜したハードディスクを使って、これ
をその軸方向に多数枚スタックしたディスクアセンブリ
と、そのディスクの各々の面に一つずつ磁気ヘッドを、
多数個組み立てて構成したヘッドキャリッジを、ディス
クの半径方向に出し入れする位置決め装置を含んだハー
ドディスク装置はもっとも広く知られた例である。この
ハードディスク装置ではそのスタックしたディスクの特
定の一面をデータ書き込みに用いないで、ヘッドキャリ
ッジの位置決めに必要なサーボパターン信号を記録して
おくために用いる。このサーボパターン信号を再生しな
がら、選択されたトラックにヘッドを位置決めする。こ
れをサーボ面サーボ方式あるいは、デディケーテッドサ
ーボ方式と呼ぶ。このような方式のハードディスク装置
では、データ信号記録面とサーボパターン信号記録面が
それぞれ独立して存在するから、データ信号記録面の各
トラックのフォーマットをどのように構成しても、任意
のトラックにヘッドを位置決めさせることは容易であ
る。
【０００４】例えば、ＵＳＰ４，０１６，６０３あるい
は特公昭５９−９０１号公報に開示されているように、
データ信号記録面にある多数の同心円上のトラックをい
くつかの群（ゾーン）に分けて、外周部のゾーンへ行く
ほどデータセクタの数を多くする。このようにすると、
記録密度は比較的均一に、かつ許される範囲で高くする
ことができる。問題があるとすれば、ディスクの回転は
一定であるので、外周ほど周速が速く、そのため外周の
ゾーンにおけるデータ転送速度が高くなるということで
あるが、近年、電子回路の処理速度が飛躍的に向上して
きたのでよく採用されるようになってきている。
【０００５】ところが、前述のように多数のディスクを
スタックしたハードディスク装置であれば、簡単に外周
部のゾーンのデータセクタ数を増やすようなフォーマッ
トを採用することは容易であるが、ディスクの枚数が２
枚とか、一枚のときは、そのうち一面をサーボパターン
信号のために用いるのは効率がわるいから、サーボ面サ
ーボ方式を採用し難い。
【０００６】ディスク枚数が一枚しかないハードディス
ク装置では、サーボ面サーボ方式に代わってデータセク
タとデータセクタの間にサーボパターン信号を挿入（ご
く狭い幅のサーボセクタを挿入）するデータ面サーボ方
式が広く使われるようになった。これはエンベデッドサ
ーボ方式とも呼ばれる。つまりこの方式は、ヘッドの位
置決めに必要なサーボパターン信号をデータ信号記録面
に離散的に散在させるハイブリッド方式である。
【０００７】ポリエチレンテレフタレートなどのような
フレキシブル媒体に磁性膜を着膜した磁気ディスクを用
いた、フレキシブル磁気ディスク装置は交換型の磁気デ
ィスク装置のなかで最も広く普及したシステムである。
この場合もディスク枚数の少ないハードディスク装置と
良く似た課題が考えられる。最近、このフレキシブルの
磁気ディスクも高容量化する試みが行われ、特にトラッ
ク密度が高くなり、トラックピッチが細かくなってきた
ため、精度の高いサーボ位置決めが必要になってきてい
る。そのため、このような大容量フレキシブル磁気ディ
スクでもデータ面サーボ方式を採用するようになった。
これは例えば特開昭６３−１７３２８２号公報に詳しく
開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のデー
タ面サーボ方式では、サーボセクタがデータセクタの間
にはさまれているため、データフォーマットを自由に行
うことが難しくなってくる。離散的なサーボパターン信
号はヘッドがどの位置にあっても、一定のサンプリング
時間（離散時間）毎に、検出されるのがサーボ制御上、
簡便でかつ都合もよい。つまり、ディスクの内周から外
周に至るまで各トラックのサーボパターン信号（サーボ
セクタ）は等角度に配置されているのがよい。言い替え
ればデータセクタの角度は全周にわたって等角度にフォ
ーマットされているのがよく、そのために、外周ほどセ
クタの数を増やすと言う方法と両立しにくくなる。
【０００９】特開昭５９−１１６９１１号公報は、この
問題にたいする一つの解答を示している。ここでは、ト
ラックを複数の群（ゾーン）に分割し外周のゾーンほど
セクタの数を増やし、なおかつ、各セクタとセクタの間
にサーボセクタを挿入している。このようにするとサー
ボセクタは、内周から外周に向かって連続することはな
く、かつ、外周ゾーンほどその数も多くなっていく。し
かしながら、そのためにサーボ処理はより複雑なシーケ
ンスを必要とすると言う欠点がある。そのために、等角
度でフォーマットされたサーボセクタから一定のサンプ
リング時間でサーボパターン信号を検出してサーボ制御
を行う従来のデータ面サーボ方式より、電子制御回路が
かなり複雑になるという欠点がある。また異なるゾーン
をまたがって、高速でヘッドを移動させ、かつ位置決め
することが難しくなる。これは異なるゾーン間において
サーボパターン信号を検出するサンプリングタイミング
が異なること、またサンプリング周期が異なるためであ
る。また異なるゾーン境界は位置決めできない。以上か
らどうしてもアクセス時間が長くなる欠点がある。
【００１０】本発明はこのような欠点を解消しするため
になされたものであって、その第１の目的とするところ
は、外周側のセクタ数を内周側より多くすることによっ
て記録容量の増大を図りながらも、互換性の高いシンプ
ルなデータ面サーボ方式を用いることのできる磁気ディ
スク及び磁気ディスク装置を提供することである。
【００１１】第２の目的とするところは、サーボセクタ
をハードセクタ化し、データセクタをソフトセクタ化す
ることによって、言い替えれば、前者を物理セクタ化
し、後者を非物理セクタ化することによってそれぞれを
独立化させ、サーボセクタの制約をあまり受けずにデー
タセクタのフォーマットを自由に設計できる磁気ディス
ク及び磁気ディスク装置を提供することである。
【００１２】第３の目的とするところは、データセクタ
数の異なる複数のゾーンがあって、外周側のデータセク
タ数が内周側より多くても、高速なアクセスと位置決め
が可能になるデータ面サーボ方式を備えた効率のよい磁
気ディスク及び磁気ディスク装置を提供することであ
る。
【００１３】第４の目的とするところは、たとえば大容
量のフレキシブル磁気ディスク装置等で、データ面サー
ボ制御と位置決め機構を同一のままで、容量増大を可能
にする磁気ディスク及び磁気ディスク装置を提供するこ
とである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに本発明の磁気ディスクは、磁気ディスクのデータ記
録面に形成された多数の同心円状のデータ記録トラック
を、Ｋ個（Ｋは整数）の群に分割し、内周から外周に向
かって第１ゾーンから第Ｋゾーンまで、全部でＫ個のト
ラック群を形成し、次に、データ記録トラックに沿って
形成された多数のデータセクタを、円周方向に略々等角
度になるようにＪ個（Ｊは整数）に分割し、全部でＪ個
のセクタ群を形成し、各セクタ群間に配置された一周Ｊ
個のサーボセクタを備え、このサーボセクタにはそれぞ
れサーボパターン信号を含むように構成し、さらにま
た、第ｐゾーンの各トラックの各セクタ群に含まれるセ
クタ数ｓは、以下の１式に示される式を満たすようにし
ている。
【００１５】 ｓ＝ｐ＋Ｍ ・・・１式 （ただし、Ｍは整数） さらにまた、本発明の磁気ディスク装置は、上記の磁気
ディスクを記録再生するように構成し、サーボセクタの
数Ｊ個が一定であれば、トラック群の数Ｋ個、及び整数
Ｍが異なっていても、選択されたトラックに磁気ヘッド
を位置決め可能にするような、磁気ヘッド位置決め装置
を備え、この磁気ヘッド位置決め装置は少なくとも２つ
の磁気ヘッドを取り付けたヘッドキャリッジを移動させ
る位置決め機構と、サーボセクタからサーボパターン信
号を抽出して選択されたトラックに磁気ヘッドを位置決
めするための制御信号を求めて前記位置決め機構にくわ
える電子制御回路とを含んで構成する。
【００１６】
【作用】本発明は以上に記述したように構成することに
より、サーボセクタの構造を変えないで記録容量の増大
を図ることができるから、そのデータ面サーボ制御に関
しては、おおむね従来と同程度のシンプルな処理、シン
プルな電子制御回路で対応することができる。
【００１７】また外周側ゾーンのデータセクタ数が内周
側のゾーンより多くして、容量増大を実現しながらも、
サーボセクタは磁気ディスクの内周から外周に向かって
放射状につながっているので、サーボ検出時間間隔がほ
ぼ一定で、ゾーンの区切りに関係なくヘッドを高速にア
クセスさせ位置決めさせることが容易になる。
【００１８】さらにサーボセクタとデータセクタは独立
しているので、新しい磁性材料の採用などで記録容量を
増大させるときでも、サーボセクタはそのままで、デー
タセクタのみ記録密度を増やすことが容易（データセク
タの数を増やす）である。とくに大容量のフレキシブル
磁気ディスク及びフレキシブル磁気ディスク装置の場
合、データ面サーボ制御や位置決め機構はそのままで、
容易に容量増大化が可能になる。
【００１９】さらにまた、その場合でもフォーマットラ
イタ装置（サーボライタ装置）、即ち、生ディスクにサ
ーボパターン信号を書き込む装置も変えずに同じものが
利用できるという経済的な利点がある。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面をもって
具体的に説明する。図１は本発明の磁気ディスクの具体
的な一実施例であって、そのディスク記録面上の基本的
なフォーマットを説明する図である。１はディスク板で
あって、円板状のアルミニウムあるいはガラス基盤もし
くはポリエチレンテレフタレートのような円板状の樹脂
フィルム媒体の表面に磁性体を着膜したものである。磁
気ヘッドによって書き込まれたフォーマットの磁気パタ
ーンは直接見ることはできないが、図１は見えるものと
して描かれている。この磁気ディスク１のデータ記録面
に形成された多数の同心円状のトラックを、まずＫ個の
群（ゾーン）に半径方向に分割して内周側から順に番号
をつけて、２、３、４に示すように第１ゾーン、第２ゾ
ーン、第Ｋゾーンとする。ただし、ここでＫは整数とす
る。各ゾーンには複数のトラックが含まれている。つぎ
に今度は、トラックに形成された多数のセクタを、円周
方向にほぼそれぞれが等角度になるようにＪ個のセクタ
群に分割し、順番に番号をつけて１１、１２、１３、１
４に示すように第１セクタ群、第２セクタ群、第３セク
タ群、第Ｊセクタ群とする。ただし、ここでＪは整数と
する。各セクタ群は１つ以上のデータセクタ１５を含
み、このそれぞれのデータセクタ１５は例えば５１２バ
イトのユーザデータを含んでいるようなものとする。２
１は各セクタ群の間に配置された幅の狭い複数のサーボ
セクタで、全周でＪ個設けられる。このサーボセクタは
磁気ディスクの内周ゾーンから外周ゾーンまでつながっ
ていておおよそ放射線方向に並ぶ。サーボセクタの中に
はヘッドをサーボ位置決めするために必要なサーボパタ
ーン信号が含まれる。ヘッドを位置決めするための位置
決め装置は、データセクタ群の中に散在的に埋め込まれ
たこのサーボパターン信号を離散的に検出し、この信号
に基づいてヘッドを選択されたゾーンの選択されたトラ
ックに位置決めする。これはデータ面サーボ方式あるい
はエンベデッドサーボ方式と呼ばれる方式に属する。
【００２１】ここで第ｐゾーンの各トラックの各セクタ
群に含まれるセクタ数ｓは、以下の１式に示される式を
満たすものとする。但し、以下のＭは整数とする。
【００２２】ｓ＝ｐ＋Ｍ ・・・１式 図２は本発明の磁気ディスクのさらに具体的な一実施例
であって、図１において、ゾーン数Ｋは２、全セクタ群
数Ｊは２８、整数Ｍを１と置いたもので、第１ゾーン２
２の各セクタ群のセクタ数は２個、第２ゾーン２３の各
セクタ群のセクタ数は３個、一周のサーボセクタ２１の
数は２８個になっている。３１は第一セクタ群、３２は
第２セクタ群、３３は第３セクタ群、３４は第２８セク
タ群である。ここで全トラック数を３２０本とし、第１
ゾーンに２２０本、第２ゾーンに１００本を分割したと
し、１セクタあたりのユーザデータを５１２バイトとす
ると、一面で１０メガバイトのユーザデータのフォーマ
ットが得られる。すなわちディスクの裏表で２０メガバ
イト得られる。
【００２３】図３は本発明の磁気ディスクのさらに別な
具体的な一実施例であって、図１において、ゾーン数Ｋ
は４，全セクタ群数Ｊは２８，整数のＭを２と置いたも
のであって、図２の実施例と同じく、一周のサーボセク
タ２１の数を２８個のままに同じにしている。しかし第
１ゾーン４２の各セクタ群のセクタ数は３個、第２ゾー
ン４３の各セクタ群のセクタ数は４個、第３ゾーン４４
の各セクタ群のセクタ数は５個、第４ゾーン４５の各セ
クタ群のセクタ数は６個としている。５１は第１セクタ
群、５２は第２セクタ群、５３は第３セクタ群、５４は
第２８セクタ群である。ここで全トラック数を３２０本
とし、第１ゾーンに６０本、第２ゾーンに７０本、第３
ゾーンに９０本、第４ゾーンに１００本を分割したと
し、１セクタあたりのユーザデータを５１２バイトとす
ると、一面で２０メガバイトのユーザデータのフォーマ
ットが得られる。すなわちディスクの裏表で４０メガバ
イト得られることになる。
【００２４】この他に冗長であるため、図面では示さな
いが、ゾーン数Ｋを３，全セクタ群数Ｊは２８，整数の
Ｍを２と置いたものは、トラック本数を適切に設計し
て、１セクタあたりのユーザデータを５１２バイトとす
ると、一面で１６メガバイト以上のユーザデータのフォ
ーマットが得られる。すなわちディスクの裏表で３２メ
ガバイト以上得られる。
【００２５】図２と図３で示した本発明の実施例は、両
者ともサーボセクタ数が２８で一定であり、トラック密
度（トラックピッチ）が同じであれば、データ面サーボ
制御方式や位置決め機構はそのままで、容易に記録容量
を増大させることができることを示している。このよう
にサーボセクタとデータセクタを分離しておいて、固定
化されたサーボセクタを固定化するのをハードセクタ化
あるいは物理セクタ化と呼ぶことにする。またこれとは
無関係に自由にフォーマットできるデータセクタをソフ
トセクタ化あるいは非物理セクタ化すると言うことにす
る。もちろんソフトセクタ化されたデータセクタは自由
に設計できるとは言え、高容量化するには高記録密度化
を可能にするあらたな磁性材料を用いた磁気ディスクが
必要なことは言うまでもないことである。また同時にあ
らたな磁気ヘッドが必要とされるかもしれない。しかし
ながら、記録容量の増大に対してフォーマットライタ装
置（サーボライタ装置）、即ち、生ディスクにサーボパ
ターン信号を書き込む装置も変えずに同じものが利用で
きる。
【００２６】図４は本発明の磁気ディスク装置の一実施
例の断面図である。１は磁気ディスク、６１は磁気ディ
スクのサイド０側の面の磁気ヘッドを埋め込んだスライ
ダ、６２はサイド１側の面の磁気ヘッドを埋め込んだス
ライダ、それぞれに磁気ヘッド６３、６４がある。６５
はヘッドキャリッジ、６６は磁気ヘッドを選択されたト
ラック上に位置決めするための位置決め機構６７と、デ
ータ面サーボ制御を行うための電子制御回路６８とを含
む位置決め装置、６９は磁気ディスクを回転させるため
のスピンドルモータである。電子制御回路６８は離散的
なサーボセクタからサーボパターン信号を抽出して選択
されたトラックに磁気ヘッド６３、６４を位置決めする
ための制御信号を求めて位置決め機構６７をコントロー
ルする。７１は磁気ディスクのサイド０側の面の第１ゾ
ーン、７２は磁気ディスクのサイド１側の面の第１ゾー
ン、７３は第２ゾーンを示している。このようにした図
４に示す磁気ディスク装置は、サーボセクタがハードセ
クタ化されその数Ｊが一定であれば、ソフトセクタ化さ
れたデータセクタ部がどのようなフォーマットであって
も、選択された任意のトラックにヘッドを位置決めさせ
ることができる。
【００２７】この図４の本発明の実施例は、磁気ディス
クが一枚の場合の例であって、とくに大容量のフレキシ
ブル磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置に適合性の
良い構造を持っている。すなわちフレキシブル磁気ディ
スクは媒体が薄いのでサイド０側とサイド１側の磁気ヘ
ッドが磁気的干渉を起こすので、ヘッドの位置をディス
クの半径方向に少しずらせて配置している。通常の３．
５インチのフレキシブル磁気ディスク装置では、１．５
ｍｍずらしている。従ってディスクのサイド０とサイド
１側ではトラック位置もゾーンの位置もずれていなけれ
ばならない。ところが、ゾーンの切れ目は物理的な磁気
特性から、ほぼ同じ半径であるほうが望ましい。そうす
るとサイド０とサイド１ではゾーンの幅（すなわちゾー
ンに含まれるトラックの本数）が異なることになる。図
４ではサイド０側の第１ゾーン７１の幅の方がサイド１
側の第１ゾーン７３の幅より狭い。このようにすること
によって磁気記録特性をよくすることができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上に記述したような構成によ
り以下に示すような効果を得ることができる。まず記録
容量の増大を図る場合も、全く同じデータ面サーボ制御
を活用するでき、従来と同程度のシンプルな処理、シン
プルな電子回路を使うことで済ますことができる。
【００２９】また外周側ゾーンのデータセクタ数を内周
側のゾーンより多くして、容量増大を実現しながらも、
サーボセクタは磁気ディスクの内周から外周に向かって
放射状につながっているので、サーボ検出時間間隔がほ
ぼ一定で、ゾーンの切れ目に関係なくゾーンをまたがっ
て、あるいは横切ってヘッドを高速に移動、アクセスさ
せて位置決めさせることが容易にできる。
【００３０】さらにサーボセクタとデータセクタは独立
しているので、新しい磁性材料の採用等で記録容量を増
大させるときでも、サーボセクタはそのままで、データ
セクタのみ記録密度を増やすことが容易（データセクタ
の数を増やす）である。特に大容量のフレキシブル磁気
ディスク及びフレキシブル磁気ディスク装置の場合、デ
ータ面サーボ制御や位置決め機構はそのままで、容易に
容量増大化が可能になる。
【００３１】さらにまた、その場合でもフォーマットラ
イタ装置（サーボライタ装置）、即ち、生ディスクにサ
ーボパターン信号を書き込む装置も変えずに同じものが
利用できるという経済的な利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスクの具体的な一実施例であ
って、そのディスク記録面上の基本的なフォーマットを
説明する図
【図２】本発明の磁気ディスクのさらに具体的な一実施
例の図
【図３】本発明の磁気ディスクのさらに別な具体的な一
実施例の図
【図４】本発明の磁気ディスク装置の一実施例の断面図
【符号の説明】
１ 磁気ディスク ２ 第１ゾーン ３ 第２ゾーン ４ 第Ｋゾーン １１ 第１セクタ群 １２ 第２セクタ群 １３ 第３セクタ群 １４ 第Ｊセクタ群 １５ データセクタ ２１ サーボセクタ ６３、６４ 磁気ヘッド ６５ ヘッドキャリジ ６６ 位置決め装置 ６７ 位置決め機構 ６８ 電子制御回路 ７１ サイド０の第１ゾーン ７２ サイド０の第２ゾーン ７３ サイド１の第１ゾーン ７４ サイド１の第２ゾーン

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気ディスクのデータ記録面に形成され
    た多数の同心円状のデータ記録トラックと、これを、Ｋ
    個（Ｋは整数）の群に分割し、内周から外周に向かって
    第１ゾーンから第Ｋゾーンまで、全部でＫ個のトラック
    群と、データ記録トラックに沿って形成された多数のデ
    ータセクタと、これを円周方向に略々等角度になるよう
    にＪ個（Ｊは整数）に分割した全部でＪ個のセクタ群
    と、各セクタ群間に配置された一周Ｊ個のサーボセクタ
    と、このサーボセクタに含まれるサーボパターン信号と
    を備え、第ｐゾーンの各トラックの各セクタ群に含まれ
    るセクタ数ｓは、以下の１式に示される式を満たすこと
    を特徴とする磁気ディスク。 ｓ＝ｐ＋Ｍ ・・・１式 （ただし、Ｍは整数）
  2. 【請求項２】 データ記録面に形成された多数の同心円
    状のデータ記録トラックと、Ｋ個のトラック群の配置と
    は、磁気ディスクの表と裏とで半径が異なっていること
    を特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
  3. 【請求項３】 第ｐゾーンのトラック群に含まれる同心
    円状のデータ記録トラックの本数は、磁気ディスクの裏
    と表で異なっていることを特徴とする請求項１記載の磁
    気ディスク。
  4. 【請求項４】 Ｋは２、Ｊは２８、Ｍは１であることを
    特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
  5. 【請求項５】 Ｋは３、Ｊは２８、Ｍは２であることを
    特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
  6. 【請求項６】 Ｋは４、Ｊは２８、Ｍは２であることを
    特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
  7. 【請求項７】 請求項１で限定される磁気ディスクを記
    録再生する磁気ディスク装置であって、サーボセクタの
    数Ｊ個が一定であれば、トラック群の数Ｋ個、及び整数
    Ｍが異なっていても、選択されたトラックに磁気ヘッド
    を位置決め可能にするような、磁気ヘッド位置決め装置
    を備え、この磁気ヘッド位置決め装置は少なくとも２つ
    の磁気ヘッドを取り付けたヘッドキャリッジを移動させ
    る位置決め機構と、サーボセクタからサーボパターン信
    号を抽出して、選択されたトラックに磁気ヘッドを位置
    決めするための制御信号を求めて前記位置決め機構にく
    わえる電子制御回路とを含んで構成することを特徴とす
    る磁気ディスク装置。
  8. 【請求項８】 請求項１で限定される、かつ交換可能で
    フレキシブルな磁気ディスクを記録再生する磁気ディス
    ク装置であって、上記磁気ディスクの両面に対して少な
    くとも２つの磁気ヘッドを備え、これらヘッドは上記磁
    気ディスクの半径方向に互いにずれていることを特徴と
    する請求項７記載の磁気ディスク装置。
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