JPH103763A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドがサーボ情報を読み取るために必
要であった記録不可能な空走区間を不要にし、ディスク
の利用効率を向上させて更に大量のデータを記録するこ
とができる磁気ディスク装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 表面にデータを記録再生するためのデー
タエリアとサーボマーク１１ａ，１１ｂが設けられたサ
ーボエリアとが円周方向に交互に現れるようにプリフォ
ーマットされたディスク状媒体と、データを記録再生す
る磁気ヘッド２２とに加え、この磁気ヘッド２２のギャ
ップ２２ａの近傍に静電容量検出電極２１を新たに備え
る。これにより、磁気ヘッド２２がサーボエリアに来た
ときに、磁気ヘッド２２の位置情報であるサーボマーク
１１ａ，１１ｂを静電容量検出電極２１が専用に検出す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
関し、特にコンピュータなどの外部記憶媒体として使用
されるハードディスクに適用して好適な磁気ディスク装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気ヘッドの位置決めのため
の情報をディスクの所定位置にあらかじめ記録しておく
プリフォーマットディスクがあり、このようなプリフォ
ーマットディスクとしては、たとえば凹凸マークによる
サーボマークが放射状に配置された磁気ディスクが知ら
れている。

【０００３】図５は従来のプリフォーマットディスクを
示す説明図である。図５において、その下方には、プリ
フォーマットディスク５０を示し、図の中央には、この
プリフォーマットディスク５０の円周方向のディスク領
域の一部を展開して示してある。プリフォーマットディ
スク５０は、その円周方向にサーボエリア５１とデータ
エリア５２とが交互に配置される構成によってプリフォ
ーマットされている。サーボエリア５１は磁気ヘッドの
位置決めのための凹凸マークが設けられている凹凸マー
ク領域であり、データエリア５２はデータを記録再生す
るための磁気記録領域である。ここで、プリフォーマッ
トディスク５０のサーボエリア５１に関して、その詳細
を図の上方に拡大して示してある。

【０００４】サーボエリア５１は磁気ヘッドの位置決め
のためのサーボ情報であるサーボマーク５３がプリフォ
ーマットされている領域５１ａとアドレス情報がプリフ
ォーマットされている領域５１ｂとを有し、それぞれの
情報は凹凸のマークによって表現されている。アドレス
情報はアドレスコード５４によって表され、このアドレ
スコード５４は凸状部分５５と凹状部分５６との組み合
わせから構成される。なお、ここでは、プリフォーマッ
トディスク５０は、反時計方向に回転駆動され、サーボ
エリア５１ではサーボマーク５３、アドレスコード５４
の順で情報が読み出される。このように、サーボエリア
５１にプリフォーマットされたサーボマーク５３からの
位置情報およびアドレスコード５４によるアドレス情報
は、データエリア５２に対してデータの記録再生を行う
磁気ヘッドによって読み出される。

【０００５】この磁気ヘッドによるこれらの情報の読み
出しに関し、従来の磁気ディスク装置（たとえば１９９
３年発行の日経エレクトロニクスｎｏ．５８６，ｐｐ．
１６９−１８２「ハード・ディスク装置の容量を光ディ
スク並みに上げる技術を開発」に記載の磁気ディスク装
置）では、サーボエリア５１とデータエリア５２とにお
いて、磁気ヘッドを位置センサの用途と記録再生の用途
とに時分割で切り替えて使用している。たとえば磁気デ
ィスク装置がデータを記録するモードの場合、磁気ヘッ
ドがデータエリア上に位置するときにはデータの記録を
行い、サーボエリア上に位置するときには磁気ヘッドを
再生モードに切り替えてサーボマークからヘッドの位置
情報を読み出し、再びデータエリアに位置したところで
記録モードに切り替えてデータの続きを記録する、とい
うことを繰り返し行っている。このとき、特に、記録モ
ードから再生モードに切り替えたときには、再生アンプ
のバイアス電位が整定するまでに時間がかかるなどの理
由により、１０μｓ程度の間、再生出力に乱れが生じ
る。再生出力が乱れているときには、位置情報が正しく
読み出せないために、従来の磁気ディスク装置ではデー
タエリア５２の最後尾とサーボエリア５１の先頭との間
に何も記録しない１０μｓ程度の空走区間５７を設けて
いる。

【０００６】図６は図５のａ−ａ断面を示す図である。
表面が磁性膜５８によって覆われたディスク基板５９に
おいて、そのサーボエリア５１はアドレスコードのパタ
ンが凸状部分５５と凹状部分５６とによってプリフォー
マットされている。凸状部分５５の磁性膜５８は、たと
えば、負の磁化（左方向の矢印で示す）が施され、凹状
部分５６の磁性膜５８には正の磁化（右方向の矢印で示
す）が施されている。そして、これらの凸状部分５５お
よび凹状部分５６に対向して磁気ヘッド６０が配置され
ている。

【０００７】ここで、プリフォーマットディスクが図面
の左方向に回転すると、磁気ヘッド６０はプリフォーマ
ットディスクの凸状部分５５と一定の距離を保って図面
の右方向に相対移動することになる。凸状部分５５と凹
状部分５６との境界、すなわち、パタンのエッジ上では
磁化反転があるので、そこを磁気ヘッド６０が通過する
と、磁気ヘッド６０からはパルス状の再生信号６１が得
られる。磁気ディスク装置はこの再生信号６１をもとに
磁気ヘッドのディスク上の位置を検出し、次に記録再生
すべきデータエリアを認識する。また、サーボエリア５
１のサーボマーク５３に対しては、磁気ヘッド６０はト
ラック中心からのずれ量を検出し、磁気ディスク装置は
磁気ヘッド６０がトラック中心に来るように位置決めの
制御を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の磁気
ディスク装置では、高記録密度化の要請で、トラックピ
ッチは減少の一途をたどっている。トラックピッチが狭
まれば狭まるほど、磁気ヘッドを正確にトラック中心に
位置決めする必要がある。正確な位置決めを実現するた
めに不可欠な精度のよい位置情報を得るために、近年の
磁気ディスク装置では、ディスクの一面当たりにより多
くサーボエリアが必要となる傾向にある。したがって、
トラックピッチの減少に伴いサーボエリアの数が増大す
ると、サーボエリア数に比例してディスクの全面積に対
する空走区間の総和の占める割合が大きくなり、ディス
クの利用効率が悪くなるという問題点があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、空走区間を確保する必要をなくし、ディスク
の利用効率を向上させ、１枚のディスクに更に大量のデ
ータを記録できる磁気ディスク装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、データ
を記録再生するためのデータエリアと磁気ヘッドの位置
決めのための凹凸マークのサーボ情報が設けられたサー
ボエリアとが円周方向に交互に現れるようにプリフォー
マットされたディスク状媒体を備える磁気ディスク装置
において、データを記録再生する磁気ヘッドのギャップ
の近傍に設けられ、前記ディスク状媒体との間の静電容
量を測定して前記サーボエリアに設けられたサーボ情報
を検出する静電容量検出電極を備えたことを特徴とする
磁気ディスク装置が提供される。

【００１１】上記構成によれば、プリフォーマットされ
たディスク状媒体を備える磁気ディスク装置において、
サーボエリアにおいてサーボ情報を与える凹凸マークの
検出は、磁気ヘッドのギャップの近傍に新たに設けた静
電容量検出電極によって独立して行うようにし、磁気ヘ
ッドはサーボ情報の検出をすることはなく、データエリ
アにおけるデータの記録再生のみを行うようにしてい
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１はディスクのサーボエリアの
一部と磁気ヘッドを含むスライダとを拡大して示した図
である。

【００１３】図１において、プリフォーマットディスク
は、ディスク基板１０上のサーボエリアにサーボマーク
１１ａ，１１ｂがプリフォーマットされている。これら
のサーボマーク１１ａ，１１ｂは破線で示したトラック
中心１２からディスク外周側およびディスク内周側に均
等に振り分けられた表面の微小な窪みとして形成されて
いる。

【００１４】一方、サーボマーク１１ａ，１１ｂが設け
られたディスク基板１０に対向して配置されるスライダ
２０には、その端面に静電容量検出電極２１と磁気ヘッ
ド２２とが搭載されている。静電容量検出電極２１は磁
気ヘッド２２のディスク基板１０の側の先端にあるギャ
ップ２２ａの近傍に磁気ヘッド２２と互いの中心を一致
させるように配置されている。

【００１５】静電容量検出電極２１は薄膜プロセスによ
ってスライダ２０の端面に形成される。このとき、好ま
しくは、静電容量検出電極２１は、その幅Ｗがトラック
ピッチＴｐとほぼ等しくなるように形成される。また、
磁気ヘッド２２はディスク基板１０の側の先端にギャッ
プ２２ａを有する２枚のコアとコイル（図示しない）と
によって構成されている。これら磁気ヘッド２２を構成
するコア、ギャップ、コイル、それに絶縁層などは、静
電容量検出電極２１の上に、静電容量検出電極２１と同
様の薄膜プロセスによって形成される。

【００１６】静電容量検出電極２１および磁気ヘッド２
２を担持するスライダ２０はディスク基板１０の回転時
にディスク表面との間に介在する空気による空気膜浮上
力を受けて、ディスク表面と常に一定の距離（スペイシ
ング）ｄを保って浮上するよう公知の方法にて設計され
ている。

【００１７】磁気ヘッド２２は、その２枚のコアの先端
のギャップ２２ａから漏れ出る磁束によってディスクの
磁性層に記録を行う。一方、再生はディスクの磁性層か
ら漏れ出る磁束が２枚のコアを通り、図示しないコイル
に誘導電流が誘起され、その電流を検出することによっ
て行われる。

【００１８】静電容量検出電極２１はこれに接続された
図示しない静電容量検出回路とともにディスク基板１０
の磁性層との間の静電容量を検出するよう構成され、特
に、トラック中心１２の両側にオフセットされたサーボ
マーク１１ａ，１１ｂを検出してトラック中心１２から
の磁気ヘッド２２のずれ量を測定する。また、静電容量
検出電極２１の幅ＷをトラックピッチＴｐとほぼ等しく
したことにより、位置検出の不感帯をなくするようにし
ている。

【００１９】次に、ディスク基板１０のサーボエリアに
おけるサーボ情報の検出および磁気ヘッドのずれ量の判
断について説明する。図２はディスクのサーボエリアの
平面および断面を示す図である。

【００２０】図２において、（Ａ）はサーボエリアの一
部を拡大して示した平面図であり、（Ｂ）はサーボエリ
アの中の特にサーボマーク１１ａを含む領域の部分断面
図である。ここで、図２（Ａ）の平面図によれば、プリ
フォーマットディスクのサーボエリア１３とその両側の
データエリア１４の一部とが示されている。なお、図の
上側がディスク外周側、下側がディスク内周側とする。
サーボエリア１３には、トラック中心１２の両側に、か
つ円周方向に互いにずらしてサーボマーク１１ａ，１１
ｂが設けられている。

【００２１】図２（Ｂ）に示したサーボマーク１１ａの
断面図によれば、非磁性体のディスク基板１０上に、た
とえば深さ０．２μｍ程度の窪みによりサーボマーク１
１ａを形成している。そのサーボマーク１１ａの表面に
は、たとえばスパッタ法によって導電性のある磁性層１
５が被着されている。さらに、その磁性層１５の表面に
非導電性で潤滑性を有する保護膜層１６が形成されてい
る。

【００２２】さて、磁気ディスク装置の動作時には、静
電容量検出電極２１（図１）によって、磁性層１５と静
電容量検出電極２１との間の静電容量が公知の検出法に
よって計測される。ここで、トラック中心１２からディ
スクの外周方向にオフセットされたサーボマーク１１ａ
上での静電容量Ａとトラック中心１２からディスクの内
周方向にオフセットされたサーボマーク１１ｂ上での静
電容量Ｂとを測定し、そして、これらの差Ａ−Ｂをもっ
てトラック中心１２のどちら側にどれだけ磁気ヘッド２
２（図１）が位置ずれを起こしているのかを知る。すな
わち、もし、差Ａ−Ｂが正ならば、磁気ヘッド２２はト
ラック中心１２から外周側へオフセットしており、差Ａ
−Ｂが負ならば、内周側へオフセットしていることにな
る。なお、好ましくは、磁性層１５と静電容量検出電極
２１との間のスペイシングｄの変動の影響を取り除くた
めに、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を求めて、これをヘッド
の位置誤差信号とするのがよい。

【００２３】上記のように、プリフォーマットディスク
のサーボエリアにおける位置情報を静電容量検出電極２
１によって検出するため、磁気ディスク装置がデータを
記録するモードの場合に、磁気ヘッドがサーボエリア上
に位置されても、磁気ヘッドを再生モードに切り替えて
ヘッドの位置情報を読み出すという必要がなくなり、し
たがって、モード切り替えに必要であった空走区間が不
要になる。具体的には、サーボエリア数１００、空走時
間１０μｓ、回転数３６００ｒｐｍの磁気ディスク装置
においては、ディスクの全面積の６％を占めていた空走
区間をなくすことができる。この結果、空走区間として
必要であったエリアをデータエリアとして利用できるよ
うになり、ディスクの利用効率を向上させることができ
る。

【００２４】上記の例は磁気ヘッドがディスクより浮上
する浮上式の磁気ディスク装置について説明したが、次
に、磁気ヘッドがディスクと接触してデータを記録再生
する、接触式の磁気ディスク装置の例について説明す
る。

【００２５】図３は磁気ヘッドの他の構成例を示し、図
４は他の構成の磁気ヘッドの使用状態を示す図である。
磁気ディスク装置のヘッド部分の構成において、図３に
示したように、スライダ３０の端面には静電容量検出電
極３１および先端にギャップ３２ａを有する磁気ヘッド
３２が形成され、このスライダ３０はカンチレバー３３
の一端に担持されている。これら静電容量検出電極３１
および磁気ヘッド３２はいずれも、図１に例示した磁気
ヘッドおよび静電容量検出電極と同様の薄膜プロセスに
よって形成される。

【００２６】また、ディスク状媒体４０としては、図１
に例示した構成を有するディスク基板、すなわち、サー
ボエリアに磁気ヘッドの位置決めに必要なサーボ情報を
有するディスク基板が使用される。静電容量検出電極３
１および磁気ヘッド３２を搭載したスライダ３０は、図
４に示すように、スライダ３０のディスク状媒体４０側
の面をディスク状媒体４０の表面に接触した状態に保つ
よう制御されており、接触式磁気ディスク装置を構成し
ている。すなわち、カンチレバー３３は、ディスク状媒
体４０を摩耗損傷させることなくかつディスク表面に追
従性よく安定した接触が得られるように、極めて小さな
接触荷重で常にスライダ３０をディスク状媒体４０に当
接する働きをしている。

【００２７】磁気ディスク装置の動作時には、高速回転
駆動されているディスク状媒体４０のディスク表面にス
ライダ３０が接触し、摺動しながら、磁気ヘッド３２に
よってディスク状媒体４０のデータエリアに対して記録
再生を行う。同時に、静電容量検出電極３１は、図２に
示したサーボ情報による位置決めと同様の方法により、
ディスク状媒体４０のサーボエリアに記録されたサーボ
マークを読み取ってトラック中心からの位置ずれを測定
し、その位置ずれの量だけヘッド位置を修正するような
制御が行われる。

【００２８】このように、スライダ３０がディスク状媒
体４０のディスク表面に接触する構成としたことによ
り、磁気ヘッド３２とディスク状媒体４０との間の距離
（スペイシング）を極めて小さくすることができるの
で、線記録密度を向上させることができ、さらにデータ
記録モード時の電力消費を抑えることができる。

【００２９】なお、上記の実施の形態では、ディスク状
の記録媒体としてデータエリアに平坦な表面を持つディ
スク状媒体を例にして説明したが、データエリアにおい
て、隣接するトラック間に溝状のガードバンドを設けた
ディスクリート・トラック構造を持つディスク状媒体
（たとえば１９９３年発行の日経エレクトロニクスｎ
ｏ．５８６，ｐｐ．１６９−１８２「ハード・ディスク
装置の容量を光ディスク並みに上げる技術を開発」に記
載）を用いても本発明の趣旨からは逸脱しないのは言う
までもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気ディス
ク装置は、ディスクとの間の静電容量を検出する電極を
磁気ヘッドのギャップに隣接して設ける構成とした。こ
れにより、磁気ヘッドで位置情報を読み出していたとき
に必要としていたモード切り替えのための空走区間は不
要となるため、ディスクの利用効率が向上し、１枚のデ
ィスクにさらに大量のデータを記録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】

【図１】ディスクのサーボエリアの一部と磁気ヘッドを
含むスライダとを拡大して示した図である。

【図２】ディスクのサーボエリアの平面および断面を示
す図である。

【図３】磁気ヘッドの他の構成例を示す図である。

【図４】他の構成の磁気ヘッドの使用状態を示す図であ
る。

【図５】従来のプリフォーマットディスクを示す説明図
である。

【図６】図５のａ−ａ断面を示す図である。

【符号の説明】

１０…ディスク基板、１１ａ，１１ｂ…サーボマーク、
１２…トラック中心、２０…スライダ、２１…静電容量
検出電極、２２…磁気ヘッド、２２ａ…ギャップ、Ｗ…
静電容量検出電極の幅、Ｔｐ…トラックピッチ、ｄ…ス
ライダとディスク表面との距離（スペイシング）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを記録再生するためのデータエリ
   アと磁気ヘッドの位置決めのための凹凸マークのサーボ
   情報が設けられたサーボエリアとが円周方向に交互に現
   れるようにプリフォーマットされたディスク状媒体を備
   える磁気ディスク装置において、 データを記録再生する磁気ヘッドのギャップの近傍に設
   けられ、前記ディスク状媒体との間の静電容量を測定し
   て前記サーボエリアに設けられたサーボ情報を検出する
   静電容量検出電極を備えたことを特徴とする磁気ディス
   ク装置。
2. 【請求項２】 前記磁気ヘッドは、前記ディスク状媒体
   の面に接触かつ摺動しながらデータの記録再生を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記磁気ヘッドは、前記ディスク状媒体
   の面との間に空気膜を介して一定の距離を保ちながらデ
   ータの記録再生を行うことを特徴とする請求項１記載の
   磁気ディスク装置。