JPH07114063B2

JPH07114063B2 - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH07114063B2
Application number: JP17501188A
Authority: JP
Inventors: 訓一高山; 信義牛島; 徹三小橋; 雅彦佐藤; 良彦矢野; 純磯崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH0227571A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、サーボ情報書き込み方法に特徴を有する磁気
ディスク装置にかかり、特にセクターサーボ方式の磁気
ディスク装置において、高精度にヘッドを位置決めがで
き、大容量の記憶容量を実現できる磁気ディスク装置に
関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の小型化、記録容量の増大の要求に伴
い、ヘッド位置決めのための専用のデータ面ディスクを
要しない、いわゆるセクターサーボ方式の磁気ディスク
装置が提案されている。

セクターサーボ方式の磁気ディスク装置は、データ情報
と同じ表面にトラック位置情報を書き、トラック位置情
報用として用いられるサーボ面ディスクとサーボヘッド
の使用を不要にする方式である。

従来セクターサーボ方式の磁気ディスク装置は、磁気デ
ィスク円板の表面が、同心上の複数の環状トラックに画
定され、これらのトラックのそれぞれは複数のセクタに
分割されている。各セクタの先頭部には予めトラックの
位置を識別するためのサーボ情報が書き込まれている。
このサーボ情報は主に、セクターの先頭を表すために連
続的に“0"信号が書き込まれたDCイレーズ部、トラック
番号が記録されているトラックアドレス部、ヘッドの微
細位置決めのためのバースト信号が記録されているバー
スト信号部の３つに分けられる。これらの従来技術は、
特許出願公表昭58−501644号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドがシーク動作
中にも、正確にサーボ情報を読まねばならないことか
ら、上記位置情報ビット部はグレーコードにて記録され
ている。

グレーコードは、隣のトラックに書き込まれたコードと
１ビットだけ異なるように組み合わせて、トラックアド
レスを書き込む方法であり、IEEE Transactions on mag
netics,Vol.MAG−14,No.4,July1978に詳しく記載されて
いる。このグレーコードを用いると、磁気ヘッドがトラ
ック間の境界を交差しながらサーボ情報を読みだして
も、あいまいさを±１トラック内におさめることができ
るという特徴を有する。

このグレーコードは、隣のトラックに書き込まれたグレ
ーコードとはわずか１ビットだけ異なるように組み合わ
せる必要性から、例えば、1110トラックを有する磁気デ
ィスクでは、1110トラック分を表現するのに11ビット要
する。また、この場合には最大11ビットの“0"が連続す
ることがある。

一方、サーボ情報の先頭部にはセクターの先頭を表すた
めに連続的に“0"信号が書き込まれたDCイレーズ部があ
る。磁気ヘッドがDCイレーズ部のデータを読取り、所定
回数以上“0"が連続するのを認識することによって、DC
イレーズ部以降に続く信号をトラックアドレス情報とし
て読取るためである。

従って、DCイレーズ部の長さは、サーボ情報中に連続し
て現れる“0"の長さよりも長いことを必要とする。これ
は、磁気ヘッドがシーク動作中にグレーコードで連続し
て現れる“0"信号とDCイレーズ部を誤って認識しないた
めである。

しかし、DCイレーズ部の長さを長くすることは、磁気デ
ィスク装置全体の記憶容量の低下をまねくことになる。
DCイレーズ部は、ユーザが情報を記録できないエリアで
あるからである。

本発明の目的は、セクターサーボ方式の磁気ディスク装
置において、磁気ヘッドの高い位置決め精度を維持しつ
つ、上記DCイレーズ部の長さを可能な限り短くし、磁気
ディスク装置全体の記憶容量の増大を図ることを目的と
する。

〔課題を達成するための手段〕

上記目的は、セクターサーボ方式の磁気ディスク装置に
おいて、サーボ情報中のグレーコードに現れる連続して
現れるビット“0"の出現回数を制限することによって達
成される。

具体的に言えば、トラック番号を示すグレーコードにて
記述されている位置情報の中に、DCイレーズ部の長さよ
りも短く、かつ、ヘッドの微細位置決めのためのバース
ト信号の一つのブロック長より短い間隔毎に、ダミー信
号を挿入する。このダミー信号は、ビット“1"を用い、
グレーコード中に連続して現れるビット“0"の回数を制
限する。

さらに、実際のシーク時において、ダミー信号の挿入さ
れたグレーコードを読取る際に、回路構成によって、ハ
ードウェアでダミー信号を取り除く。そして、ダミービ
ットの取り除かれたグレーコードをバイナリー絶対番号
に変換する。

〔作用〕

一定間隔でグレーコード中に挿入されたダミー信号は、
グレーコードのビット“0"が必要ビット数以上連続する
のを防止するため、シーク時に磁気ヘッドが、ビット
“0"が連続して現れるグレーコード部を誤ってDCイレー
ズ信号と認識することを防止する。従って、DCイレーズ
部は常に正しく認識され、正確なサーボ情報の読みだし
を可能にする。

また、グレーコード中にダミー信号を入れることによっ
て、DCイレーズ部の長さをグレーコードの総ビット数よ
り長くする必要が無くなるので、記憶容量の増加が図れ
る。

ダミー信号の挿入されたグレーコードは、復調時に復調
回路によって自動的に取り除かれるため、復調時におけ
る速度低下等の問題も生ぜず、従来の復調回路にダミー
ビットを取り除くための簡単な回路を付加するだけで容
易に実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第３図は、本実施例にかかる磁気ディスク装置の全体を
示す斜視図である。

円板１は、ユーザーが情報を記録するユーザーエリア、
及び、予めセクタ位置情報を記録しておくサーボ情報エ
リアを有する磁気記録媒体であり、通常複数枚積層され
る。円板１は、アルミニウムからなる基板に磁気記録媒
体の薄い膜を形成したものである。ヘッド２は、円板１
上にデータを読み書きするもので、例えば、フェライト
やセラミックの材料による精密スライダにより構成され
ている。アクチュエータ３は、ヘッド２を円板１上でシ
ーク動作させるものであり、ロータリー型の駆動手段を
有している。コントローラ４は、アクチュエータ３のシ
ーク動作を制御するものである。ヘッドアンプ５は、ヘ
ッド２から読み出された信号を増幅し、電流信号を電圧
信号に変換するためのものである。ヘッドサスペンショ
ン６は、ヘッド２を支持するものであって、ヘッドアー
ム７に取付けられている。上記の動作は、コントローラ
４からの信号によって制御され、この信号は、ポリアミ
ドフィルムからなるFPC（フレキシブル・プリンテッド
・サーキット）８により伝達される。コントローラ４
は、アクチュエータ３を制御すると共に、円板１を回転
させるモーター（図示せず）を一定回転、3600rpm±１
％で回転させるよう制御している。

第４図は、円板１上の記録エリアを示したもので、記録
される情報は同心円上に形成される複数のデータトラッ
ク10上に記録される。データトラック10は、更にいくつ
かのデータ領域エリアのセクタ11に分割される。

第１図は、本実施例にかかるセクタ11のサーボ情報部の
詳細を説明するための図である。１つのセクタは、セク
タの先頭であることを示す連続したビット“0"であるDC
イレーズ部12、読みだしのタイミングを取るための複数
のタイミング信号部100、先頭セクタを表す信号等を含
むインデックス信号部101、グレーコードにてトラック
番号が書き込まれているN₁₁〜N₀までの12ビットからな
るトラックアドレス部102、ヘッドの微細の位置決めを
するものであって、ＡとＢの２つのブロックからなるバ
ースト信号部103、ユーザーデータの記録エリア15によ
り構成される。本実施例の特徴は、トラックアドレス部
102の12ビットから成るグレーコードの３ビット毎にダ
ミービット“1"を挿入したことにある。これを第２図を
用いて詳細に説明する。

第２図は、トラックアドレス部102に書き込まれたグレ
ーコードを示す図であり、第２図（ａ）の110は、従来
の磁気ディスク装置におけるトラックアドレス部の信号
を示したもの、第２図（ｂ）は本実施例にかかるトラッ
クアドレス部102の信号を示したものである。第２図
（ａ）、（ｂ）では説明の便宜上トラック０からトラッ
ク10までしか示していないが、実際の装置においては、
1000トラック以上有する。又、図中の点線は、トラック
アドレス部102、110の境界線を示すため、説明の便宜上
附したものである。

従来の装置においては、第２図（ａ）に示すようにトラ
ックアドレス部110にN₁₁〜N₀までの12ビットからなるグ
レーコードにてトラックナンバーが書き込まれている。
しかし、この第１トラックは、12ビットから成るグレー
コードが全て“0"であるので、12ビットの“0"が連続す
る。従って、DCイレーズ部12とこのトラックアドレス部
110を誤って認識しないようにするためには、DCイレー
ズ部12をこのトラックアドレス部110より十分長い長
さ、例えば２倍の長さにする必要がある。

これに対して、本実施例におけるトラックアドレス部10
2では、N₁₁〜N₀までの12ビットからなるグレーコードの
３ビット毎に“1"ビットが挿入されている。即ち、第２
図（ｂ）に示すように、N₁₁ビットの前、N₉ビットとN₈
ビットとの間、N₆ビットとN₅ビットとの間、N₃ビットと
N₂ビットとの間、N₀ビットの後にダミーのビット“1"が
挿入されている。従って、第２図（ａ）の12ビットに対
し、本実施例のトラックアドレス部102の総ビット数は1
7ビットとなる。しかしながら、トラックアドレス部102
では、ビット“0"が最大でも３ビットしか連続しないの
でDCイレーズ部12を４ビット以上の長さにすればDCイレ
ーズ部12と、このトラックアドレス部102を誤って認識
しない。ここで、ダミービットをN₁₁ビットの前とN₀ビ
ットの後にも入れたのは、インデックス信号部101、タ
イミング信号部100との境界をわかりやすくするため、
及び、復調を容易にするための理由によるもので、必ず
しも必要とされるものではない。

次に、本実施例におけるトラックアドレス部102の復調
回路について説明する。本実施例ではグレーコードに全
部で５ビットのダミービットを挿入しているので、復調
時にはこれらのダミービットを削除する必要がある。ダ
ミービットを削除する方法としては、マイクロプログラ
ムによって、ソフトウェア的に削除する方法が考えられ
る。しかし、ソフト的に処理するとプログラムの実行時
間による処理速度の低下は免れない。そこで、本実施例
ではハードウェアによって行なう。

第５図は、本実施例の磁気ディスク装置の復調回路図で
ある。ヘッド２によって読み出され、ヘッドアンプ５で
増幅された読出し信号16が、無信号状態になると、ディ
レイタイマ17がスタートする。ディレイタイマ17は、所
定の時間経過後にオンするものである。ディレイタイマ
17がオンし、かつ、読出し信号16が“1"となることによ
って、リセット信号18を発生する。ここで、読出し信号
16は、標準クロック発生部19の発生信号20と論理積を取
ることによって、データの取込みのタイミングが決定さ
れる。

次に、４ビットカウンタ21を用いてクロック部19の発生
信号20からダミービットマスククロック22を生成する。
ダミービットマスククロック22はクロック部19の発生信
号20の４回に１回の割合で発生し、これと読出し信号16
とクロック信号20との論理積を取ることによってダミー
ビットを取り除いた信号列23を生成する信号列23は、従
来のグレーコードと同じ信号列になる。

つぎに、このグレーコードを絶対番地列すなわちバイナ
リコード列に変換する。Ｄ型フリップフロップ24のクロ
ック信号に信号列23を入力することにより、信号列23に
ビット条件がある毎に出力ビットは反転し、信号列25が
作られる。更に、信号列25を16ビットシフトレジスタ26
のデータ列に入力し、16ビットシフトレジスタ26のクロ
ックにダミーマスククロック22を入力することで、シリ
アルパラレル変換が完了し、読み出し信号から位置バイ
ナリ信号への変換が終了する。読取タイミングは信号列
を16ビットカウンタ28でカウントし、マイコン27への割
込み信号30を発行することにより、マイコン27がデータ
バス31を介して絶対番地列になった信号を読取りトラッ
ク番号を識別する。これらの各信号のタイミングクロッ
クを第６図にて示す。

以上のように、ダミー信号を含ませたグレーコード列の
復調は、従来のグレーコードの復調回路にディレイタイ
マ等よりなる簡単な回路を加えてダミービットを削除す
るだけで容易に実現できる。

次に、第７図、第８図においてサーボ情報の書き込み回
路について説明する。

第７図はサーボ情報を予め記録する際の回路のブロック
図である。マイコン32は、全体の制御を行なうものであ
る。該当トラック番号をグレーコード化したものは、RO
M34に記憶されている。該当するトラック番号のグレー
コードはデータバス33を通して読み出され、これをもと
にマイコン32はサーボ情報を作成し、該情報をヘッドア
ンプ36に制御信号と共にあたえる。ヘッドアンプ36は、
マイコン32からのサーボ情報をヘッド37に送り円板１に
書き込む。

第８図は、第７図のマイコン32の動作を示すフローチャ
ートである。

最初にクロック信号を最外周に書き込む（39）。つぎに
シリンダナンバーCYLを０とし（40）、外周より内周へ
半トラック毎にヘッド２を移動しながら（41,42）、サ
ーボ信号を書き込んでいく。この書き込まれる信号は、
第１図にて示したDCイレーズ部と、グレーコードにダミ
ービット14を加えたトラックアドレス部と（43）、バー
スト信号部のうちの信号Ａである（44）。これをトラッ
ク一周にわたり行なう。同様にして書き込みの磁気ヘッ
ドを切替え磁気ディスクの各面の同一トラックに同様に
書き込む（46）。

すべてが終了したら半トラック内周側に移動を行ない、
同じ位置情報を書き込むが、バースト信号はＡ部を消
去、Ｂ部を書き込みにする。前述同様にトラック一周に
ついて磁気ディスクの各面について書き込みを行なう。
更に、トラックを半トラック内周に移動させ、即ち、次
のトラックに該当する位置にサーボ情報の書き込みを行
なう。この書き込みではバースト信号Ａを全部消去し、
Ｂ部を書き込む。以下、同様にして磁気ディスクの最内
周のトラックまで書込みをおこなう（41）。

次に、第８図の書込みをおこなう回路について第９図、
第10図を用いて説明する。第９図において、バイナリ位
置情報52はマイコン47より発行され、マイコン47のロー
ド指令53により回路が起動される。ロード信号がハイレ
ベル状態になると、４ビットカウンタ50は、ダミー信号
を作るためのタイミングのカウントを始める。書込まれ
るトラックアドレス信号はマイコン47によってパラレル
・シリアル変換器48に与えられる。カウンタクロックの
反転信号61をＤ型フリップフロップ51のクロック信号と
して、パラレル・シリアル変換器48の出力信号59の排他
的論理和をとることにより、グレーコード列63が生成さ
れる。データセレクタ49により、この作成されたグレー
コード列63に、カウンタ50のクリア信号54のレベルロー
信号毎に発生するダミー信号を入力していくことによっ
て、ダミー信号を含んだグレーコード信号が作成され
る。データセレクタ49の出力信号60は位置情報信号列と
なっている。

以上のように、ダミー信号を含ませたグレーコード列
は、従来のグレーコードの書き込み回路に４ビットカウ
ンタ等の簡単な回路を加えるだけで容易に実現できる。

以上説明したように、本実施例によればグレーコード列
にダミービットを挿入してビット“0"の連続出現回路を
制限することによってDCイレーズ部に長さを制限するこ
とができるので、記憶容量の増大が図れ、高精度に磁気
ヘッドの位置決めが出来る。また、グレーコード列にダ
ミービットを挿入してもその復調回路、読み取り回路は
簡単な回路構成で実現でき、且つ速度低下もほとんど生
じないという効果を有する。

尚、本実施例では、ダミービットを３ビット毎に挿入し
たが、必ずしもこれに限定される必要はなく、実際のDC
イレーズ部12のビット数に応じてダミービットを挿入す
る間隔を適宜設定すれば良い。この場合、ヘッドの微細
位置決めのためのバースト信号部中のＡ部又はＢ部で連
続するビット“0"より短くなるように設定すれば、トラ
ックアドレス部とグレーコード部を認識することも防止
できる。

また、ダミービットは１ビットずつ等間隔で挿入した
が、これらは復調回路の構成、例えば使用するカウンタ
等に応じて適宜設定すれば良い。

また、本実施例の復調回路ではダミービットを削除する
のに４ビットカウンタを用いた回路により実現したが、
フリップフロップを用いて所定の段の値のみを出力する
ようにすれば、カウンタを用いずに実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、トラックアドレス部のグレーコード列
の所定間隔毎にダミービットを挿入して、グレーコード
中に発生するビット“0"の長さを制限するという簡単な
方法により、DCイレーズ部の長さを短かくすることが出
来るので記憶容量の増大が図れる。また、DCイレーズ部
の長さを短くしてもDCイレーズ部とグレーコード部を誤
って認識することがないので、高精度に磁気ヘッドの位
置決めができる。更に、ダミービットを含んだグレーコ
ード列を復調するための復調回路も、簡単な回路構成で
実現できる為、簡単なゲート回路で実現でき、カスタム
LSIなどに回路を組み込むことが可能となり、省スペー
ス化、小型化の面においても効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例にかかるサーボ情報部の詳細を説明す
るための図、第２図はトラックアドレス部102に書き込
まれたグレーコードを説明するための図、第３図は本実
施例にかかる磁気ディスク装置の全体を示す斜視図、第
４図は円板１上の記録エリアを示した図、第５図は本実
施例の磁気ディスク装置の復調回路図、第６図は第５図
の回路のタイミングチャート図、第７図はサーボ情報を
予め記録する際の回路のブロック図、第８図は第７図の
マイコン32の動作を示すフローチャート、第９図はサー
ボ情報の書き込み回路図、第10図は第９図の回路のタイ
ミングチャート図である。 10…データトラック、11…セクタ、12…DCイレーズ部、
13…位置情報ビット、14…ダミービット、15…ユーザー
データの記録エリア、100…タイミング信号部、101…イ
ンデックス信号部、102…トラックアドレス部、103…バ
ースト信号部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤雅彦神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者矢野良彦神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者磯崎純茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データを記憶すべき記憶領域がセクター単
位に分けられ、該セクターの先頭部にセクターの先頭で
あることを示すDCイレーズ信号並びに該セクタの位置を
示すためのグレーコード信号を含む位置情報信号が書き
込まれた磁気ディスクと、該磁気ディスクにデータを読
み／書きするための磁気ヘッドを搭載し、該磁気ヘッド
が前記位置情報信号を読取ることによって前記セクター
に磁気ヘッドを位置決めするアクチュエータを有する磁
気ディスク装置において、前記グレーコード信号中に、所定の間隔毎でダミーの信
号を挿入し、連続する前記DCイレーズ信号の長さは前記グレーコード
信号中に挿入されたダミーの信号の間隔よりも長くした
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】前記ダミー信号は、前記グレーコード中の
３ビットおきに１ビットずつ挿入されることを特徴とす
る請求項第１項記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】前記位置情報信号は、磁気ヘッドの微細位
置決めのための複数のバースト信号を含み、連続する前
記DCイレーズ信号の長さは、連続する該バースト信号の
長さよりも短いことを特徴とする請求項第１項記載の磁
気ディスク装置。
【請求項４】データを記憶すべき記憶領域がセクター単
位に分けられ、該セクターの先頭部にグレーコード並び
にダミーの信号を含む位置情報信号が書き込まれた磁気
ディスクと、該磁気ディスクにデータを読み／書きする
ための磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって読取られた
前記位置情報信号に含まれるダミーの信号を取り除くた
めの回路と、ダミーの信号が取り除かれた位置情報信号
を復調するための復調回路と、該復調回路によって復調
された信号に基づいて所定のセンター位置に磁気ヘッド
を位置決めするアクチュエータを有することを特徴とす
る磁気ディスク装置。
【請求項５】前記位置情報信号は、グレーコード中の所
定の間隔毎にダミーの信号が挿入された信号であること
を特徴とする請求項第４項記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】前記ダミーの信号を取り除くための回路
は、ディレイタイマを含むことを特徴とする請求項第４
項記載の磁気ディスク装置。