JP3344351B2 - 回転媒体情報記憶装置 - Google Patents

回転媒体情報記憶装置

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JP3344351B2
JP3344351B2 JP06216799A JP6216799A JP3344351B2 JP 3344351 B2 JP3344351 B2 JP 3344351B2 JP 06216799 A JP06216799 A JP 06216799A JP 6216799 A JP6216799 A JP 6216799A JP 3344351 B2 JP3344351 B2 JP 3344351B2
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  • Moving Of Heads (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多量のディジタル情
報を記録する装置として利用する。本発明は、ディス
ク、シリンダ、その他回転記録媒体にアクセスする複数
のヘッドを用いて同時に複数のチャネルにより書込また
は読出を行う技術に関する。本発明は、高密度に情報を
記録し、かつ高速転送が可能な回転媒体を用いた情報記
録装置に関する。本発明は、特に、同軸回転する回転記
録媒体に複数のヘッドがアクセスし、その複数のヘッド
位置を２段構成のアクチュエータを用いて制御する技
術、およびその信号形式に関する。
【０００２】
【従来の技術】一つの回転記録媒体、あるいは同軸回転
する複数の記録媒体に多数のヘッドがアクセスして書込
または読出を複数チャネルで同時に行う装置が知られて
いる。図２に例示するものはハード磁気ディスク装置に
ついての従来例装置である。同軸回転する２枚の磁気デ
ィスク１１、１２のそれぞれ表裏に磁気材料が形成さ
れ、この表裏にそれぞれ１個ずつ、計４個のヘッドがア
クセスし、その４個のヘッドは１個のアクチュエータ１
により一括して駆動され、位置制御される構造となって
いる。この図示する例ではヘッドの数は４個であるが、
この構造により、同軸回転する記録媒体の数を４枚ある
いは８枚と大きくすることが可能になり、記憶容量を大
きくすることができる。
【０００３】本願出願人は、このような多数のヘッド位
置を制御するアクチュエータを２段構成とする発明につ
いて、特許出願した（特開平９−３３０５７２号公報参
照、以下「先願」という）。すなわちこの先願に開示し
た装置は、図１に例示するものであって、この複数のヘ
ッドの全部についてその位置を一括して大きい範囲で駆
動制御する第一のアクチュエータ１と、この複数のヘッ
ドの位置を個別に小さい範囲で駆動制御する第二のアク
チュエータ２とを備えるものである。
【０００４】この図１に示す装置では、第一のアクチュ
エータ１に連結され、ヘッドを指示するアームの中間に
関節を設け、ここに第二のアクチュエータ２が設けられ
る。すなわち、各ヘッドを支持するアームはこの第二の
アクチュエータ２の位置に設けられた関節の軸まわり
に、ディスク面に平行な平面を扇状に移動する。第二の
アクチュエータ２は、駆動信号にしたがってそのアーム
先端の移動角度を駆動制御する。この第一のアクチュエ
ータ１が回動することにより、４個のヘッドは連動し
て、ディスク１１および１２の半径方向に一斉に移動す
る。そして、第二のアクチュエータ２により、４個のヘ
ッドをそれぞれ個別に、小さい範囲で微小に位置制御を
行うことができる。
【０００５】一般に、記憶装置の主要な性能は、記録容
量およびデータ転送速度である。このような装置で記憶
容量を大きくするには、記録媒体の密度を高くする。つ
まり記録媒体上に設定されるトラック間の距離を小さく
し、記録媒体とヘッドとの距離を小さくする。したがっ
て、図２に例示するような装置では個別にヘッド位置を
制御できないから、ヘッド位置制御の精度が記録密度を
高くするための限界を決めることになる。一方、書込ま
たは読出の速度、すなわちデータ転送速度を大きくする
には、記録媒体の回転速度を大きくしなければならな
い。記録媒体の回転速度が大きくなると、ヘッド位置制
御もそれに応じて高速化することが必要であり、ヘッド
を駆動するアクチュエータは強力でありかつ精度の高い
ものが必要になる。
【０００６】これらの事情から、図２に例示する従来装
置に比べて、図１に例示する新しい装置は、記録密度を
高くするにもデータ転送速度を大きくするにも有利であ
る。すなわち、新しい装置はアームの関節に第二のアク
チュエータ２を備えているから、各ヘッドの位置をそれ
ぞれ個別に微細に制御することができる。したがって、
トラック間隔が狭くなっても、それぞれ個別に正確にト
ラッキングを行うことができる。また、第二のアクチュ
エータ２からヘッド位置までのアームの長さを短くでき
るから、位置制御を高速化することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、第二のアク
チュエータを備えた図１に例示する新しい装置を利用す
るためには、その制御論理や信号形式などを図２に例示
する従来装置のものをそのまま踏襲することはできな
い。さらに発明者らは、この新しい装置を利用すること
により、ヘッド位置を交互に駆動して、記録媒体上に設
定されるトラックを途切れることなく利用することがで
きることに気付いた。
【０００８】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、複数のヘッドについてその位置を一括して大き
い範囲で駆動制御する第一のアクチュエータと、この複
数のヘッドの位置を個別に小さい範囲で駆動制御する第
二のアクチュエータとを備えた装置に適する合理的なヘ
ッド位置制御手段を提供することを目的とする。本発明
は記録密度を高くして記憶容量を大きくすることができ
る装置を提供することを目的とする。本発明は、同時に
複数のヘッドを利用し書込および読出を行うことによ
り、データ転送速度を向上させることを目的とする。本
発明は、記録媒体上に設定されるトラックを途切れるこ
となく効率的に利用することができる装置を提供するこ
とを目的とする。本発明は、記憶容量に対する記憶装置
のコストを小さくすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、同軸回転する
１以上の記録媒体（図面符号１１、１２）上のトラック
にデータを読み書きする３以上のヘッドと、このヘッド
の全部についてその位置を一括して大きい範囲で駆動制
御する第一のアクチュエータ（１）と、この複数のヘッ
ドの位置を個別に小さい範囲で駆動制御する第二のアク
チュエータ（２）とを備えた装置に実施する。そして本
発明は、この３以上のヘッドの全部を同時に読出または
書込に使用するのではなく、読出または書込に使用しな
いヘッドを設けておき、これを他のヘッド読出または書
込を実行している期間に、次にアクセスすべきトラック
に先行して移動させることを特徴とする。
【００１０】すなわち本発明は、この二種のアクチュエ
ータを制御するヘッド位置決め回路（２１）を備え、こ
のヘッド位置決め回路（２１）は、ｉ）前記ヘッドをそ
れぞれトラック位置に対してサーボ制御するトラッキン
グ手段と、ii）２以上のヘッドが書込または読出状態に
あるとき書込または読出状態にない１以上のヘッドを次
にアクセスすべきトラック位置に先行移動させるシーク
手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】二種のアクチュエータにより制御される多
数のヘッドは、上述の構造により多数増設することがで
きる。そして、その全部が同時に書込または読出を行う
のではない。その一部を書込または読出の仕事から解放
させておき、この仕事から解放されているヘッドを次の
タイミングで書込または読出を行うために、回転記録媒
体の所望のトラック位置に先行して移動させるように制
御する。このようにすることにより、全運転時間にわた
り書込または読出を間断なく連続して行うことができ
る。
【００１２】そして本発明では、回転記録媒体のトラッ
クに書込むデータおよびトラックから読出すデータは固
定長とすることが望ましい。すなわち本発明は、入力固
定長データを前記ヘッドを介して前記記録媒体上のトラ
ックに書込む書込制御手段と、前記記録媒体上のトラッ
クから前記ヘッドを介して読出したデータを出力固定長
データとする読出制御手段とを含むコントローラ（２
３）を備える。
【００１３】本発明は、連続データからこの固定長デー
タを切出し、あるいは固定長データから連続データを作
るためにドライバ（２４）を設ける。すなわち本発明
は、入力した連続データを前記入力固定長データに分割
する分割手段と、前記出力固定長データを結合して連続
データとして出力する結合手段とを含むこのドライバ
（２４）を備える。
【００１４】本発明では、この固定長データの書込また
は読出時間は前記シーク手段によりヘッドを移動可能と
するシーク時間の整数倍に設定することが望ましい。さ
らに、一つの連続データに係る複数の固定長データの書
込または読出に要する時間は複数の異なるヘッドの間で
時間的に連続して設定することがよい。これにより、記
録媒体上のトラックを物理的に連続して設定することが
できる。
【００１５】前記ヘッド位置決め回路（２１）は、一つ
のヘッドが書込または読出状態に設定されると、ほぼ同
時に他のヘッドのシーク動作を開始させる手段を含む構
成とすることができる。また、このヘッド位置決め回路
（２１）は、一つの連続データに係る固定長データを一
つの（または隣接する）トラックに連続的に書込むよう
に制御することが望ましい。
【００１６】回転記録媒体は、磁気、光、光磁気（Ｍ
Ｏ）、その他について同様に本発明を実施することがで
きる。また、回転記録媒体は１個でも本発明を実施する
ことができるが、一つの回転軸に機械的に連結した同軸
構造とすることにより、回転記録媒体を２個、４個、あ
るいはそれ以上に増設することができる。またこの回転
記録媒体にアクセスするためのヘッドも増設することが
できる。
【００１７】このように構成することにより、回転記録
媒体には無駄な領域をなくしてデータを記録することが
できる。また、時間的に間断なく書込または読出を実行
することができる。したがって、実効的な記録密度は高
くなり、記録可能な単位情報量（メガ・バイト）当たり
のコストを小さくすることができる。書込および読出の
ための待ち時間を実質的になくすることができるから、
データ転送速度を大きくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】さらに図面を用いて本発明の実施
の形態を詳しく説明する。図１は本発明の実施の形態を
説明する図である。この図で、回転記録媒体とヘッドお
よびアクチュエータの位置関係を説明する。回転記録媒
体の一例として磁気ディスク１１および１２が、図に一
点鎖線で示す回転軸に機械的に同軸に連結され、この回
転軸は図外のモータにより高速に回転駆動される。２枚
の磁気ディスク１１および１２は、それぞれ表裏に磁気
媒体が形成されていて、表裏にデータを記録することが
できる。この２枚の磁気ディスク１１および１２のそれ
ぞれの表裏にアクセスするヘッド（磁気ヘッド）が１個
ずつ、合計４個設けられ、この４個のヘッドは第一のア
クチュエータ１により一括してその位置を駆動制御され
る。すなわち第一のアクチュエータ１が駆動信号（電気
信号）にしたがって回動することにより、この第一のア
クチュエータ１とヘッドとを連結するアームは４本が一
斉に連動して、ヘッドのアクセス位置を大きい範囲で駆
動制御する。
【００１９】このアームには関節が設けられ、その関節
位置に第二のアクチュエータ２が配置される。この第二
のアクチュエータ２はヘッド毎に個別に設けられる。そ
してこの第二のアクチュエータ２への駆動信号（電気信
号）は図外のアームに沿って布設される配線によりそれ
ぞれ個別に供給される。この第二のアクチュエータ２が
それぞれの駆動信号にしたがって回動することにより、
この関節まわりにヘッドがそれぞれ個別に回動して、小
さい範囲でそれぞれのヘッド位置が駆動制御される。
【００２０】図３は本発明実施の形態を説明するブロッ
ク構成図である。第一のアクチュエータ１、第二のアク
チュエータ２、ヘッドおよび記録媒体の機械的な関係は
図１を用いて説明したとおりである。そして、第一のア
クチュエータ１にはヘッド位置決め回路２１から駆動信
号が供給される。第二のアクチュエータ２には、ヘッド
位置決め回路２１から、切換回路１３を介してそれぞれ
個別の駆動信号が供給される。
【００２１】読出書込制御回路２２と各ヘッドとの間に
は切換回路１４を介して、それぞれヘッド毎に個別に、
双方向の読出書込信号が伝達される。各ヘッドからの読
出信号は分岐されて切換回路１３を介してヘッド位置決
め回路２１に入力し、トラッキング制御に利用される。
すなわち、ヘッド位置が記録媒体上に設定されたトラッ
クを正確にトレースするように、ヘッドからの読出信号
を分岐して取込み、これを利用してサーボ制御を行う。
【００２２】ここで、各ヘッドに与えられる読出書込信
号は固定長データにより構成される。このためにコント
ローラ２３が設けられる。すなわち、コントローラ２３
は、入力固定長データを前記ヘッドを介して前記記録媒
体上のトラックに書込む書込制御手段と、前記記録媒体
上のトラックから前記ヘッドを介して読出したデータを
出力固定長データとする読出制御手段とを含む。
【００２３】さらに、この固定長データと外部に接続す
る連続データとを相互変換するためにドライバ２４が設
けられる。ドライバ２４は、入力端子２５に入力した連
続データを入力固定長データに分割する分割手段と、出
力固定長データを結合して連続データとして出力端子２
６に出力する結合手段とを含む。
【００２４】
【実施例】この装置の動作について説明する。図４はこ
の動作の第一例である。ヘッドは図１で説明したように
４個あり、それぞれ所望のトラック位置へアクセスする
ためのシークが行われ、トラック位置にアクセスされる
と読出または書込（リード・ライト）が実行される。読
出または書込の全期間にわたり、ヘッド位置がサーボ系
によりトラッキング制御される。上で説明した読出また
は書込は、上で説明したように固定長データで行われ
る。
【００２５】図４で、固定長データであるブロック１に
ついて、ヘッド１でシークが行われ読出または書込が実
行される。読出または書込が開始されると同時にヘッド
２はシークが行われ、次いで固定長データであるブロッ
ク２について読出または書込が実行される。この図４に
示す例では、シーク時間の２倍が読出または書込の時間
として設定されている。ヘッド２で読出または書込が開
始されると同時にヘッド３のシークが行われる。ブロッ
ク１についてヘッド１での読出または書込が終了する
と、その直後からヘッド３によりブロック３について読
出または書込が実行される。ヘッド３の読出または書込
が開始されると同時にヘッド４のシークが行われる。こ
のとき、ヘッド１のトラッキング制御を行っていた信号
が切換回路１３により切換られてヘッド４のシークを行
うように制御される。
【００２６】このようにして、この例では動作が定常状
態に達した後には、任意の時点で二つのヘッドが読出ま
たは書込を実行し、一つのヘッドがシークを実行してい
ることになる。位置制御信号は、シーク、トラッキン
グ、シーク、トラッキングのように交互に繰り返され、
読出または書込の動作は全運転時間を通じて、間断なく
連続的に実行されることになる。
【００２７】図５は動作の第二例である。この例も図１
で説明したヘッドが４個備えられた構造のものであり、
各ヘッドはシーク動作につづいて読出または書込が実行
される。しかし、図５の場合には、二つのヘッド、つま
りヘッド１およびヘッド２が同時にシークから読出また
は書込に移行し、連続する固定長のブロックデータを交
互に取り扱うように設定されている。つまり、いったん
読出または書込が実行されると、交互にＮブロックにわ
たり連続的に読出または書込が実行される。この間にわ
たりヘッド１およびヘッド２は連続的にトラッキング制
御される。このとき、ヘッド１は記録媒体上の一つのト
ラックに、ヘッド２もまた記録媒体上の一つのトラック
に、連続してＮ／２ブロックを読出または書込する期間
にわたり留まる。各トラックは間断なくデータを読出ま
たは書込を行うことができる。すなわち、記録媒体上に
はデータが記録されていない空きの部分を作ることなく
有効に利用することができる。
【００２８】図６は動作の第三例である。この例も図１
で説明したようにヘッドが４個備えられた構造のもので
あり、各ヘッドはシーク動作につづいて読出または書込
が実行される。この図６の場合には、同時に二つのヘッ
ドについてシークおよび読出または書込が開始され、同
時に二つのヘッドについて一つの固定長データ１ブロッ
ク分が実行されると読出または書込が終了する。これら
が終了する前の時点から、次の二つのヘッドについてシ
ーク動作が先行して実行され、前の二つのヘッドについ
ての読出または書込が終了した直後に、次の二つのヘッ
ドについての読出または書込が実行される。このように
して交互に二つずつのヘッドが読出または書込を実行
し、二つのヘッドの間で、読出または書込が時間的に間
断なく実行される。このように時間が連続的であるとと
もに、トラック位置も順次連続するように設定すること
ができる。
【００２９】上記例はわかりやすいように、回転記録媒
体を磁気ディスクとして、その磁気ディスクを２枚使用
し、磁気ヘッドをそれぞれの表裏に合計４個設ける例を
説明したが、現実に大容量情報記録装置を設計する場合
には、回転記録媒体はディスクに限らず、シリンダでも
同様に実施することができる。また、回転記録媒体２個
に対してヘッドが４個でなくとも、回転記録媒体の数は
任意に増設することができるし、ヘッドの数も任意に増
設することができる。そして、その場合には、読出また
は書込のタイミングとシークのタイミングの設定には、
さらに自由度が増すことになるが、これらにより同様に
本発明を実施することができる。
【００３０】次に、図７ないし図９を参照して磁気ディ
スク上に書込まれたビデオ・ストリームの状態をさらに
具体的に説明する。図７は磁気ディスク上へのビデオ・
ストリームの書込み状況を示す図である。図８はスキュ
ーを含むビデオ・ストリーム書込み状況を示す図であ
る。図９はスキューを含まないビデオ・ストリーム書込
み状況を示す図である。
【００３１】図７に示すように、ビデオ・ストリームの
データは受信機２７によって受信され、一時的にライト
・バッファ２８に蓄積される。ライト・バッファ２８か
ら読出されたデータは、図３に示す入力端子２５から入
力され、ドライバ２４、コントローラ２３、読出書込制
御回路２２、切換回路１４を介してヘッドにより記録媒
体である磁気ディスクに記録される。記録の状況は図７
に示すとおりである。図７ではビデオ・ストリームのデ
ータにレコード間スキューが含まれる例を示している。
ビデオ・ストリームのデータにレコード間スキューが含
まれる場合には、図８に示すように、データ位置はスキ
ューの分少しずつずれを生じる。
【００３２】ここで、図９に示すように、本発明を用い
れば、スキューをほぼ零とすることができる。したがっ
て、本発明ではデータ転送速度を向上させることができ
るとともに、記録密度を高くして記憶容量を大きくする
ことができる。これにより、記録媒体を効率的に利用す
ることができるため、記憶容量に対する記憶装置のコス
トを小さくすることができる。
【００３３】図１０は本発明と従来例との比較結果を示
す図である。横軸にライト・バッファ２８のメモリ容量
をとり、縦軸に同時録画・再生チャネル数をとる。比較
条件は、表１のとおりである。
【００３４】
【表１】 これにより、同一のライト・バッファ２８のメモリ容量
で同時録画・再生チャネル数を従来例と比較すると、本
発明の方が飛躍的に向上していることがわかる。例え
ば、同時録画・再生チャネル数が１０チャネルであると
きには、従来例では８ＭＢｙｔｅのメモリ容量が必要で
あったが、本発明では１ＭＢｙｔｅのメモリ容量でよ
い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヘッドが次のトラック位置を求めて移動しているシーク
の期間は、他のヘッドが読出または書込を実行している
期間であり、読出または書込が常に間断なく実行されて
いることになる。したがって、本発明ではデータ転送速
度を向上させることができる。また、本発明ではヘッド
位置が細かく駆動制御されるから、記録密度を高くして
記憶容量を大きくすることができる。また、記録媒体上
にトラックを連続的に設定することができるから、記録
媒体を効率的に利用することができる。本発明では全体
として、記憶容量に対する記憶装置のコストを小さくす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の記録媒体およびヘッドの位置
関係の一例を説明する図。
【図２】従来例の記録媒体およびヘッドの位置関係を説
明する図。
【図３】本発明実施例の装置ブロック構成図。
【図４】本発明実施例の動作第一例を説明するタイムチ
ャート。
【図５】本発明実施例の動作第二例を説明するタイムチ
ャート。
【図６】本発明実施例の動作第三例を説明するタイムチ
ャート。
【図７】磁気ディスク上へのビデオ・ストリームの書込
み状況を示す図。
【図８】スキューを含むビデオ・ストリーム書込み状況
を示す図。
【図９】スキューを含まないビデオ・ストリーム書込み
状況を示す図。
【図１０】本発明と従来例との比較結果を示す図。
【符号の説明】
１ 第一のアクチュエータ ２ 第二のアクチュエータ １１、１２ 磁気ディスク １３、１４ 切換回路 ２１ ヘッド位置決め回路 ２２ 読出書込制御回路 ２３ コントローラ ２４ ドライバ ２５ 入力端子 ２６ 出力端子 ２７ 受信機 ２８ ライト・バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 潤 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−293975（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105772（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−47124（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 21/02 G11B 21/08 G11B 21/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同軸回転する１以上の記録媒体上のトラ
    ックにデータを読み書きする３以上のヘッドと、このヘ
    ッドの全部についてその位置を一括して大きい範囲で駆
    動制御する第一のアクチュエータと、この複数のヘッド
    の位置を個別に小さい範囲で駆動制御する第二のアクチ
    ュエータとを備え、 この二種のアクチュエータを制御し、ｉ）前記ヘッドを
    それぞれトラック位置に対してサーボ制御するトラッキ
    ング手段と、ii）２以上のヘッドが書込または読出状態
    にあるとき書込または読出状態にない１以上のヘッドを
    次にアクセスすべきトラック位置に先行移動させるシー
    ク手段とを含むヘッド位置決め回路を備え、 入力固定長データを前記ヘッドを介して前記記録媒体上
    のトラックに書込む書込制御手段と、前記記録媒体上の
    トラックから前記ヘッドを介して読出したデータを出力
    固定長データとする読出制御手段とを備え 、前記書込制御手段および読出制御手段と前記ヘッドとの
    間に書込または読出状態にあるヘッドと前記書込制御手
    段および読出制御手段とを接続する第一の切換回路が設
    けられ、 前記第二のアクチュエータと前記ヘッド位置決め回路と
    の間を接続する第二の切換回路が設けられた ことを特徴
    とする回転媒体情報記憶装置。
  2. 【請求項２】 入力した連続データを前記入力固定長デ
    ータに分割する分割手段と、前記出力固定長データを結
    合して連続データとして出力する結合手段とを含むドラ
    イバを備えた請求項１記載の回転媒体情報記憶装置。
  3. 【請求項３】 前記固定長データの書込または読出時間
    は前記シーク手段によりヘッドを移動可能とするシーク
    時間の整数倍に設定された請求項２記載の回転媒体情報
    記憶装置。
  4. 【請求項４】 一つの連続データに係る複数の固定長デ
    ータの書込または読出に要する時間は複数の異なるヘッ
    ドの間で時間的に連続して設定された請求項３記載の回
    転媒体情報記憶装置。
  5. 【請求項５】 前記ヘッド位置決め回路は、一つのヘッ
    ドが書込または読出状態に設定されるとほぼ同時に他の
    ヘッドのシーク動作を開始させる手段を含む請求項４記
    載の回転媒体情報記憶装置。
  6. 【請求項６】 前記書込制御手段は、一つの連続データ
    に係る固定長データを一つのまたは隣接するトラックに
    連続的に書込むように制御する手段を含む請求項２記載
    の回転媒体情報記憶装置。
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