JPH01243277A - 接線クロック位置決め方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般的にはディスクドライブに関し、特に、ト
ランクの半径の一致についてスピンドルの非反復的な振
れの影響を最小にするディスクドライブの改良構造に関
する。

周知のように、コンピュータ装置において大量の記憶に
用いられるタイプのディスク、例えば磁気ディスクでは
、データがスピンドルで支持された記憶媒体上の複数の
同心トラックに書き込まれまたこれらトラックから読み
取られる。ある場合には、トラックからトラックまで半
径の一致があることは重要である。半径の一致は隣接し
たトラックのパルスを整合させる。回転するドライブに
おけるジターはトラックからトラックまで不整合を招く
ことになる。重要なジターである情報の例は、任意のタ
イプのタイム基準を使ってディスクにサーボ書き込みを
しながら書き込まれる情報である。ジターは、特に、ス
ピンドルの軸受けの公差によりスピンドルの非反復的な
振れによって引き起こされる。ジターは高ビット密度の
応用において特に顕著である。

代表的には、先行技術では、タイムに関する情報を書き
込むときに用いられるタイム基準はクロックトラック、
しばしばディスクの最も内側のデータトラックの内側ト
ラックの使用によって開発された。クロックトラックを
読み取るために、クロックヘッドは、−膜内には半径進
路に沿っている読取／書込ヘッドの作用線または運動円
弧に対してディスク上の任意の角度位置で半径方向に向
けられた。このような構成では、高いジター公差を満た
すためには、厳密な機械的公差が要求され、かくして、
歩留まりの低下と高い製造コストとによりコスト増加が
経験された。また広い公差がゆるされる場合には、低ビ
ツト密度は所定のスピンドル機械技術について大目にみ
る必要があった。

かくして、トラックの半径の一致についてスピンドルの
非反復的振れの影響を最小にする必要がある。

発明の４既要 本発明はこの問題に対する解決策を提供する。

本発明によれば、クロックトラックに対して接線方向に
向けられたクロックヘッドを利用してクロック基準を発
生させる。このクロックトラックは図示した実施例では
、書き込むべき最も内側のデータトラックの半径よりも
小さい半径を有し、データトラックと反対側の、ディス
クの側にある。

クロックヘッドは書き込みに用いられるヘッドの作用線
と一線をなして配置される。クロック情報は相当に高い
周波数でこのトランクに書き込まれる。

非反復的振れの接線成分はディスクに書き込まれたパル
スの位置でタイミングジターを引き起こす。書込ヘッド
、例えばサーボ書込ヘッドの作用線と一線をなしている
位置にクロックヘッドを置くことによって、クロックヘ
ッドによって見られるジターはサーボ書込ヘッドによっ
て見られるのと同じジターである。勿論、ジターの大き
さはより大きい半径で増す。この構成では、２つの隣合
ったトラック上のパルス間の相対的な誤りはクロックト
ラックの半径で見られるタイミングジターによって減ぜ
られる。これは、クロックトラックの半径に大変近いで
相対的なジターをほとんど完全に効果的に除去する。ク
ロックドラッグの半径の２倍では、ジターは他でカット
されるものの半分までカットされる。

所定のジター公差、即ち半径の一致について、最大の半
径がクロックトラックの半径の約２倍である場合では、
スピンドルの非反復的振れ公差は倍になる。その結果、
もっと安価なスピンドルをうまく使うことができる。そ
の上、読取／書込ヘッドとの機械的干渉が最小になるよ
うな場所にトランクを置くことができる。その上、クロ
ックトラックそれ事態は、データが書き込まれているデ
ィスク領域の残部と物理的に干渉しない。これにより、
クロックトラックを再び発生させる必要なしにディスク
に再び書き込むことができる。

かくして、本発明の結果、スピンドルの非反復的振れに
ついてより高い許容できる機械的公差がある。他方、所
定のスピンドル機械技術についてより高いビット密度か
えられる。より高い公差をもつ能力のために、スピンド
ルのコストが下げられ、製造の歩留まりが著しく増す。

さらに、本発明はドライブの構成要素に対して高価な付
加物を必要とせず、或いは製造工程において特別な配慮
を必要とせず、またクロックの再生を必要としないので
再書き込みをする能力を危うくしない。

スピンドルの公差を増すことにより、所定密度について
記憶製品の合否の差を意味する程度までコストの節約を
図ることが出来る。更に、本発明は非反復的な作用がも
っと大きく減少することとスピンドルの公差がもっと大
きく増すことで他の書き込み戦略を可能にする。

第１図は本発明を利用している装置全体を示す。

スピンドル１３はモータ１２によって高速回転で典型的
には３６００ｒｐｍで駆動される。スピンドルには１つ
またはそれ以上のディスク１１が取りつけられ、このデ
ィスクには、情報が読取／書込ヘッドによってディスク
の片面又は両面に同心トラックで書き込まれる。ディス
ク当たり読取／書込ヘッドの１つ又はそれ以上が設けら
れる、即ちディスクの両面で読み取ったり書き込んだり
するために、各ディスクの各側に読取／書込ヘッドを設
けることが普通である。頂きディスク１１の上面用の読
取／書込ヘッド１５が示されている。読取／書込ヘッド
１５はブロック１６で指示した位置決め機構によって作
用線１７に沿って位置決めされる。追加の読取／書込ヘ
ッドが同時に同様な方法で位置決めされる。ディスク１
１の上面の最も内側の同心データトラックの内側にクロ
ックトラック２３が形成され、このクロックトラックは
比較的高い周波数でクロック情報を含んでいる。

しかしながら、好ましくは、クロックトラック２３は読
取／書込ヘッド１５と反対側のディスク１１の側に形成
される。

本発明によれば、好ましくはディスク１１の他の側に置
かれたクロックヘッド２７が設けられ、このヘッドはク
ロックヘッド位置決め器２５によって位置決めされる。

これにより、クロックヘッド２７を、クロックトラック
２３との接線に沿いそして読取／書込ヘッド１５の作用
線１７と一線をなす位置へ移動させ、且つ又ディスクの
交換を可能にするために、ディスクの表面から遠ざける
。

タロツクトラック２３の信号はクロックヘッド２７によ
って読み取られ、線２６にクロック信号出力を出す。こ
れはディスク駆動装置と関連した電子装置２８に対する
人力である。この電子装置は在来の特性のものである。

クロック信号及び他の入力を利用すると、装置は、例え
ば、トラックの１つに書き込むべく読取／書込ヘッド１
５に加えられるサーボ書込パターンを発生する。ディス
クの他の側にクロックヘッドを置くことによってヘッド
２７及び１５は互いにシールドされ、干渉が防止される
。

上述したように、複数のディスク１１がもうけられても
よい。１つ以上のクロックヘッドが必要とされる場合に
は、他のディスク面にタロツクトラックをさらに設ける
。この場合、クロックヘッド及び関連した読取／書込ヘ
ッドは好ましくは異なる空隙におかれ、従って、１つま
たはそれ以上のディスクがクロックヘッドと読取／書込
ヘッドを互いにシールドする。

この構造を第２図に詳細に示す。この図では、読取／書
込ヘッド１５が、領域２１に位置する最も内側のトラッ
クに書き込むため、例えばサーボ書き込むために最も内
側の位置に置かれていることがわかる。最も外側のトラ
ック１９の位置も指示しである。最も内側のトラックの
内側にはクロックトラック２３がある。この図には、デ
ィスク１１の、ヘッド１５と同じ側にクロックトラック
２３及びクロックヘッド２７が示しである。上述したよ
うに、クロックトラック２３及びクロックヘッド２７は
、ディスクを２つのヘッド間のシールドとして作用させ
るためにディスク１１の反対側にある。

クロックヘッド２７はクロックトラック２３に対して接
線方向に延ばされ、かくして、読取／書込ヘッド１５に
隣接した位置にあるが、クロックヘッドが読取／書込ヘ
ッド１５と干渉しないように位置決めされる。換言すれ
ば、りＤ　ンクトラックとの接線に沿うクロックヘッド
の位置により、読取／書込ヘッドは干渉なしに作用線１
７にそって自由に移動することができる。非反復的な振
れの接線成分の方向を第２図に矢印３１で示す。上述し
ように、これは主としてスピンドル軸受は公差によって
引き起こされる。

ジターの際非反復的な振れの影響を第３図の図形に示す
。第３図にはクロックトラック２３、内側トランク２１
及び外側トラック１９が示されている。１３．３３５ｃ
ｍ（５％インチ）ディスクドライブでは、外側トラック
の半径は５．５８８　ｃｍ（２２インチ）、内側トラッ
クの半径は３．３０２ｃｍ（１，３インチ）、クロック
トラックの半径は２．９２１ｃｍ　（１，１５インチ）
である。これらの寸法は一例としてのみ使用され、本発
明はもっと大きいディスクにももっと小さいディスクに
も等しく適用できる。読取／書込ヘッドの作用線１７を
クロックヘッドの向き３３とともに示す。

第３図にはまたトラック１９．２１．２３の各々に示さ
れたジターＸが描かれている。勿論、ジターの量は図示
のために大変誇張しである。ジターＸは軸受けの非反復
的な振れによるジター、特に第２図に示す非反復的な振
れの接線成分３１によるジターである。このジターＸは
クロックトラックからの出力パルスにタイミングジター
として現れる。Ｖｃｔをクロックトラックの接線速度と
定義すれば、クロックトラックのタイムジターｘ／ｖｃ
ｔに等しい。■、の速度を有する内側トラックのタイム
シクーはＸ　／　ｖ　、になる。クロックに対する内側
トラックのネットジターはＸ　／　ｖ　。

−Ｘ　／　ｖ　ｔになり、ｉｌｎと定義される。クロッ
クトラックはサーボ書き込み中タイム基準をなすから、
それはこの相対的なジターであり、これは重要である。

外側トラックｔ０のジターはＸ　／　Ｖ　Ｏに等しい。

ネットタイムジターｔ　ｏｈはＸ／ｖｏ−ｘ／ｖｃｔに
等しい。

ディスクの回転速度を３６０　Ｏｒｐｍ（６０ｒｐｓ）
と仮定すると、接線速度Ｖ、は半径ｒにおいて毎秒２π
ｒｘｌ　５２．４ｃｍ　（６０インチ）に等しい。

軸受けの非反復的な振れ公差を計算するために、最大許
容タイムジターで始めることができる。たとえば、最大
許容ジターが４９７ノセカンド即ち４９　Ｘ　１０−９
秒であると仮定する。最大ジターは外側クランクである
から、 ｔｏｈ−４９ｘ１０９＝Ｘ／ｖｏ　　Ｘ／ｖｃｔ−（１
／ｖｏ　　１／ｖｃｔ）Ｘを見出すと、 ４９　Ｘ　１０−９４９　Ｘ　１Ｏ−９（１／ｖ０１／
ｖＣｔ）　　　　　　Ｖａ　　　ｖｅｔｃｔＸｖ０ Ｖｏ　　　　　ＶｃＬ どの半径の接線速度もｒωにひとしく、ここにωは角速
度である。

ω　２πｎ１ここにｎは回転７秒である。

Ｖ　２π−１，１５インチ（２，９２１ｃｍ）　　・６
０ｒ／ｓ ｖ　２π・２．２インチ（５，５８８ｃｍ）　　・６０
ｒ／ｓ 代入すると、 ２π　・６０（２，２−１，１５） １．５ 一４５Ｘ１０−ロインチー４５マイクロインチ他方、本
発明のクロック位置決めによって達成される修正なしに
、最大ジターが内側半径で起こる。このジターが外側半
径ではなく内側半径で最大であると言う事実はジターに
ついての次の式によって説明される。

ｔ外側＝□ ■。

ｔ内側−□ ■。

■ＲはＶ。′の約半分であるから、を内側はｔ外側の約
２倍である。この場合について軸受は公差は次の式によ
って与えられる。

Ｘ＝４９ｘ１０−９ｘ１．１５ｘ２ＸπＸ６０Ｘ２３フ
ィクロインｆこれは本発明を使用したときに達成される
ものの約半分である。

上述したように、１３．３３５ｃｍ（５Ｉ／１インチ）
の磁気ディスクドライブについて例を示す。しかしなが
ら、本発明は他の大きさの磁気ディスクドライブにもま
た情報を同心トラックに記録し、タイミングトラックを
トラックからトラックまでの半径の一致を持たなければ
ならない情報を記録するのに利用する他のタイプのドラ
イブに等しく適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用するディスク装置を示すブロック
図であ水。 第２図はディスクについて本発明の読取／書込ヘッド及
びクロックヘッドの配列を示す拡大平面図である。 第３図は非反復的な振れ及びそのジター作用の推測を示
す図である。 １１・・　・・ディスク、　　１２・　・・モータ、１
３・・・・・・スピンドル、１５・・・・・読取／書込
ヘッド、１７・・・・・作用線、　　　２３−・−−ク
ロックトラック、２７・・・・・・クロックヘッド。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）スピンドル、 （ｂ）複数の同心のデータトラックを有し、前記スピン
   ドルで支持された少なくとも１つのディスク、 （ｃ）前記スピンドルが前記ディスクに対して接線の方
   向に非反復的振れを現し、このスピンドルを高い回転速
   度で回転させる装置、 （ｄ）前記ディスクについて本質的に半径方向の作用線
   を有し、前記ディスク上の前記複数のデータトラックに
   データを書き込み、 また前記データトラックからデータを読み取るための少
   なくとも１つの読取／書込ヘッド、 （ｅ）前記ディスク上の最も内側のデータトラックの半
   径よりも小さい半径で前記ディスクに書き込まれたクロ
   ックトラック、 （ｆ）前記クロックトラックについて接線方向に配列さ
   れ、前記読取／書込ヘッドの作用線と一線をなした位置
   で支持された、前記クロックトラック上のデータを読み
   取るためのクロックヘッド、 からなるディスクドライブ。
2. （２）前記データトラックは前記ディスクの一方の側に
   あり、前記クロックトラックは他方の側にあり、２つの
   ヘッド間にシールドを作るために前記クロックヘッドは
   前記ディスクによつて前記読取／書込ヘッドから分離さ
   れている、請求項（１）に記載のディスクドライブ。
3. （３）前記ディスクドライブは、ぶくすうのディスクと
   、複数の読取／書込ヘッドと、第１及び第２のクロック
   ヘッドとを有し、各クロックヘッドハ読取／書込ヘッド
   と関連し、前記クロックヘッド及びそれと関連した読取
   ／書込ヘッドが同じ空隙内にけっしてないように配列さ
   れる、請求項（１）に記載のディスクドライブ。
4. （４）前記クロックヘッドをこれが前記クロックトラッ
   クについて接線方向に配置されるような位置から前記デ
   ィスクのない位置まで移動させるためのクロックヘッド
   位置決め装置うさらに含む、請求項（１）に記載のディ
   スクドライブ。
5. （５）前記ディスクは磁気ディスクである、請求項（１
   ）に記載のディスクドライブ。
6. （６）（ａ）スピンドル、 （ｂ）複数の同心のデータトラックを有し、前記スピン
   ドルで支持された少なくとも１つのディスク、 （ｃ）前記スピンドルが前記ディスクに対して接線方向
   に非反復的振れを現し、このスピンドルを高い回転速度
   で回転させる装置、 （ｄ）前記ディスク上の前記複数のデータトラックにデ
   ータを書き込み、また前記データトラックからデータを
   読み取るための少なくとも１つの読取／書込ヘッド、 （ｅ）前記読取／書込ヘッドを前記ディスクについて本
   質的に半径方向の作用線に沿って前記データトラックの
   内の１つの上の位置に位置決めするための装置、 （ｆ）前記ディスク上の最も内側のデータトラックの半
   径よりも小さい半径で前記ディスクに書き込まれたクロ
   ックトラック、 （ｇ）前記クロックトラック上のデータを読み取るため
   のクロックヘッド、 （ｈ）前記クロックヘッドを、前記読取／書込ヘッドの
   作用線と一線をなす位置で、前記クロックトラックにつ
   いて接線方向に位置決めするための装置、 からなるディスクドライブ。
7. （７）前記最も内側のトラックみよび前記読取／書込ヘ
   ッドは前記ディスクの一方の側にあり、前記クロックト
   ラック及び前記クロックヘッドは前記ディスクの他方の
   側にある、請求項（６）に記載のディスクドライブ。
8. （８）複数のディスクと、複数の読取／書込ヘッドと、
   少なくとも２つのクロックヘッドとを有し、２つのクロ
   ックトラックは前記読取／書込ヘッドのうちの２つとそ
   れぞれ関連し、各クロックヘッドは関連した読取／書込
   ヘッドと異なる空隙に置かれる、請求項（６）に記載の
   ディスクドライブ。
9. （９）前記クロックヘッドを位置決めするための装置は
   前記クロックヘッドをこれが前記クロックトラックにつ
   いて接線方向に配置される位置から前記ディスクのない
   位置まで移動させるようになっている、請求項（６）に
   記載のディスクドライブ。
10. （１０）時間に従属するジターの精確な情報をデータ記
    憶ディスクの表面に書き込む方法であって、読取／書込
    ヘッドが本質的に半径方向の作用線にそって位置決めさ
    れ、前記ディスクは複数の同心のデータトラックを有し
    、 （ａ）前記最も内側のトラックの内側の位置にクロック
    情報を有するクロックトラックを形成し、 （ｂ）前記読取／書込ヘッドの作用線と一線をなして支
    持された接線方向に配置のヘッドで前記クロックトラッ
    クを読み取ってクロック信号を発生し、 （ｃ）前記クロック信号を基準として使用して前記ディ
    スクの表面にジターの精確な情報を書き込むこと、 からなる方法。
11. （１１）前記クロックトラックは前記読取／書込ヘッド
    と反対側の、前記ディスクの側に形成される、請求項（
    １０）に記載の方法。
12. （１２）複数のディスクはそれぞれ少なくとも１つの読
    取／書込ヘッドを備え、前記ディスクの内の１つにもう
    １つのクロックトラックを形成し、前記他のクロックト
    ラックを読み取ってもう１つのクロック信号を発生し、
    クロック信号を基準として使用してジターの精確な情報
    が書き込まれている表面から少なくとも１つのディスク
    によつて分離された表面に前記クロックトラックの各々
    を形成することを含む、請求項（１０）に記載の方法。
13. （１３）前記書き込みがサーボ書き込みからなる、請求
    項（１０）に記載の方法。