KR20000047810A

KR20000047810A - 자기 디스크 장치

Info

Publication number: KR20000047810A
Application number: KR1019990054092A
Authority: KR
Inventors: 도미야마후또시; 하마구찌다께히꼬; 마쯔시따도루; 자이쯔히데끼; 쯔찌야레이지로; 다까노히사시
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2000-07-25
Also published as: JP2000173005A; JP3648395B2; US6657804B1; US20040075937A1; US6879460B2; KR100619217B1

Abstract

스큐각에 기인하여 발생하는 이레이즈 밴드 비대칭이 있어도 헤드 오프 트랙 특성을 열화시키지 않고, 장치 성능을 저하시키지 않는 자기 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그래서, 본 발명은 내주측 이레이즈 밴드가 외주측 이레이즈 밴드보다 큰 개소에서는, 외주측 인접 트랙이 자기 트랙을 소거하기 어렵게 하기 위해, 내주측으로의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 외주측으로의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값보다 작게 하는 것이다. 또한, 역으로 외주측 이레이즈 밴드가 내주측 이레이즈 밴드보다 큰 개소에서는, 내주와 외주를 반대로 바꿔 읽는 것에 대응한다.

Description

자기 디스크 장치{MAGNETIC RECORDING DISK DRIVE}

본 발명은 자기 디스크 장치에 관한 것으로, 특히 정보의 기록 재생 동작을 행하는 자기 헤드와 정보를 기억하는 기록 매체간의 상대 이동 방향과, 기록 매체상에 기록 형성되는 자화 반전 영역이 이루는 각(이하, 스큐각이라 칭함)이 0도가 아닌 경우에 발생하는 이레이즈(erase) 밴드폭의 좌우 비대칭에 기인하는 헤드 오프 트랙 특성의 악화의 방지에 관한 것이다.

도 2에 헤드에 의해 디스크에 기록한 기록 상태를 자기력 현미경에 의해 관찰한 결과를 도시하고 있다. 여기에서는 기초로서 쓰여진 데이타(3) 상에 데이타(1)를 기록하고 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 기록한 데이타(1)의 트랙 양 사이드에는 이레이즈 밴드(2; 정보가 기록되어 있지 않지만 기초를 소거하는 영역)가 존재한다. 통상 목표 트랙으로 위치 결정된 상태(폴로잉 상태)인 경우에는 인접 트랙을 소거하지 않지만, 다른 트랙으로부터 탐색하여 온 직후에 진동(세틀링 진동)이 충분히 제어되어 정착되어 있지 않는 동안에 기록 동작을 행하거나, 또는 외부 충격에 의해 큰 오프셋이 발생한 상태에서 기록해 버린 경우, 이레이즈 밴드(2)가 인접 트랙의 정보를 소거해 버린다. 그와 같은 데이타 소거 오류를 방지하기 위해, 현재 자기 디스크 장치에서는 통상 시시각각으로 얻어지는 위치 신호를 기초로, 장치에서 정한 기록 금지 슬라이스(write inhibit slice) 값보다 큰 오프셋이 목표 기록 트랙에 대해 발생해 버린 경우는 기록 동작을 행하지 않도록 하고 있다.

도 3에 현재의 자기 디스크 장치의 주류 방식인 로터리 액튜에이터(rotary actuator) 방식을 도시한다. 로터리 액튜에이터 방식에서는, 헤드(5)를 지지하는 액튜에이터(6)가 도면의 점 A를 중심으로 회전하는 것에 의해, 정보를 기억하는 디스크(4)상의 내외주의 트랙을 이동하는 구조로 되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 로터리 액튜에이터 방식에서는, 정보의 기록 재생 동작을 행하는 자기 헤드(5)와 정보를 기억하는 디스크(4)간의 상대 이동 방향과, 헤드(5)의 소자 위치와 로터리 액튜에이터 회전 중심 A를 잇는 직선 방향이 이루는 각 ψ가, 내주로부터 외주로 이동함에 따라 변화한다. 그러므로, 도 5에 도시한 바와 같이, 디스크 주행 방향과, 디스크 상에 형성되는 자화(9)의 반전 영역이 이루는 각 θ(이하, 스큐각이라 칭함)이 내주로부터 외주로 이동함에 따라 변화한다. 스큐각의 존재에 의해 이레이즈 밴드가 비대칭이 되는 것이 보고되어 있다.

스큐각이 0도인 상태에서, 자기(自己) 트랙 및 양측 인접 트랙을 기록한 경우의 디스크상의 기록 상태의 모식도를 도 6에 도시한다. 여기에서는 우선 자기 트랙을 기록하고, 다음에 내주측 인접 트랙을, 그리고 최후에 외주측 인접 트랙을 기록한 것으로 한다. 실효적으로 기록된 트랙폭을 도 6에 도시한 바와 같이 Tww, 좌우의 이레이즈 밴드폭(내주측도 외주측도 동일)을 EB로 한 경우, 자기 트랙의 좌단과 우단에서 소거되는 영역의 폭에 차이는 없다.

한편, 스큐각이 0도가 아닌 유한값을 얻는 경우를 상정하고, 도 6과 마찬가지로 자기 트랙, 및 양측 인접 트랙을 기록한 경우의 디스크상의 기록 상태의 모식도를 도 7에 도시한다. 여기에서도 도 6과 마찬가지로 우선 자기 트랙을 기록하고, 다음에 내주측 인접 트랙을, 그리고 최후에 외주측 인접 트랙을 기록한 것으로 한다. 실효적인 기록 트랙폭을 Tww(s)로 하고, 내주측 이레이즈 밴드폭을 EB(s)in, 외주측 이레이즈 밴드폭을 EB(s)out로 한다. 도 7에는 내주측 이레이즈 밴드 EB(s)in이 EB(s)out보다 큰 경우의 상태를 도시했다. 도 7에 도시한 바와 같이, 자기 트랙 양측의 인접 트랙을 Tww(s)+EB(s)out만큼 벗어난 트랙 피치의 위치에 기록하면, 외주측 인접 트랙의 이레이즈 밴드가 자기 트랙의 데이타 트랙 영역과 접하게 되어, 이것보다 작은 트랙 피치에서는 외주측이 인접함에 따라 자기 데이타가 파괴된다. 그러나, 동일한 거리에서 기록한 내주측 인접 트랙은 아직 자기 트랙의 데이타 트랙 영역을 파괴할 정도까지는 이르지 않는다. 이것으로부터, 기록하는 트랙의 내주측 이레이즈 밴드와 외주측 이레이즈 밴드가 비대칭이면, 트랙 피치의 축소에 따라 인접하는 트랙의 편측으로부터 기록 데이타가 파괴된다는 것을 알 수 있다.

상기 기록 상태를 기초로하여, 이레이즈 밴드의 비대칭성의 유무로 747 곡선은 영향을 받는다. 논문에서 개시된 알고리즘을 이용하여, 747 곡선의 이레이즈 밴드 비대칭성 의존을 계산한 예를 도 8에 도시한다. 이레이즈 밴드의 비대칭성의 존재에 의해, 트랙 피치가 작은 영역에서 오프 트랙 성능이 감소하는 것을 알 수 있다. 이것은, 좌우 중 큰쪽의 이레이즈 밴드가 인접 트랙으로 스퀴즈(squeeze)하여 인접 트랙에 기록된 정보의 일부를 삭제하는 것에 기인한다.

이레이즈 밴드에 대한 비대칭성으로 인해, 좌우 중 큰 쪽의 이레이즈 밴드가 인접 트랙 데이타를 소거하여 오프 트랙 성능이 감소한다 하더라도, 종래와 같이 좌우의 기록 금지 슬라이스 값을 동일하게 하고 있는 상황하에서는, 기록 금지 슬라이스값을 단지 작게 하고, 데이타 보호라는 관점에서 엄격하게 하는 것 외에는 없었다. 그러나, 기록 금지 슬라이스 값을 작게 설정하는 것은, 약간의 외란(外亂)에 의한 위치 결정 정밀도의 일시적인 악화에 따라 기록 동작을 자주 금지하기 때문에, 회전 대기 빈도가 증가하고 장치의 성능(performance)이 저하하는 것으로 이어질 염려가 있다. 장치 성능 확보라는 관점에서, 기록 금지 슬라이스 값의 축소는 가능한 한 최소한으로 할 필요가 있다.

상기 관점은 기록 금지 슬라이스 값 뿐만 아니라 탐색 완료 슬라이스 레벨에도 마찬가지로 성립한다. 여기에서, 탐색 완료 슬라이스 레벨이란, 도 9에 도시한 바와 같이, 탐색시에 목표 트랙에 대해 근접해 갈 때, 미리 정한 탐색 완료 슬라이스 레벨과 목표 트랙 위치에 대한 헤드의 거리를 비교하여, 탐색 완료 슬라이스 레벨보다 작은 거리가 되면, 탐색 완료라고 판정하도록 하는 슬라이스 레벨이다. 기록 금지 슬라이스 값과 마찬가지로, 내주로부터 외주로의 탐색과 외주로부터 내주로의 탐색에서, 동일 시각에 대해 동일 진폭의 잔류 진동이었더라도, 이레이즈 밴드 비대칭이 존재하는 경우는, 인접 데이타에 대해 파괴되기 쉬울 정도의 차이가 발생한다. 그러므로, 양쪽의 탐색에 대해 데이타 파괴가 일어나기 쉬운 쪽에 맞춰 탐색 완료 조건을 작게 설정할 필요가 있었다. 탐색 완료 슬라이스 레벨을 작게하는 것은 탐색 타임을 크게하는 것으로 이어지므로, 장치 성능이 저하할 우려가 있다. 기록 금지 슬라이스 값의 경우와 마찬가지로, 장치 성능이라는 관점에서는 탐색 완료 슬라이스 레벨을 축소하는 것은 최저한으로 할 필요가 있다.

상기 배경을 고려하여, 본 발명은 스큐각에 기인하여 발생하는 이레이즈 밴드 비대칭이 있더라도 헤드 오프 트랙 특성을 열화시키지 않고, 장치 성능을 저하시키지 않는 것을 목적으로 한다.

내주측 이레이즈 밴드가 외주측 이레이즈 밴드보다 큰 개소에서는, 외주측 인접 트랙이 자기 트랙을 소거하기 쉽게 되므로, 내주측으로의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스를 외주측으로의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스보다 작게 한다.

또한, 역으로 외주측 이레이즈 밴드가 내주측 이레이즈 밴드보다 큰 개소에서는, 상술한 기술에서, 내주와 외주를 반대로 바꿔 읽는 것에 대응한다.

마찬가지로, 탐색 완료 슬라이스 레벨을 내주로부터 외주로의 탐색과 외주로부터 내주로의 탐색의 경우에 다른 값으로 하고, 인접 트랙을 소거하기 쉬운 측의 탐색 조건을 엄격하게 함으로써 대응하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시하는 플로우 차트.

도 2는 헤드를 이용한 디스크 상의 데이타 기록 상태를 도시한 도면.

도 3은 로터리 액튜에이터 방식의 자기 디스크 장치의 구성을 도시한 도면.

도 4는 도 3에서의 자기 디스크와 헤드의 관계를 도시한 개략도.

도 5는 스큐각을 정의하는 도면.

도 6은 스큐각 0도에서의 데이타 기록 상태의 모식도.

도 7은 스큐각이 0도를 초과하는 상태에서의 데이타 기록 상태의 모식도.

도 8은 이레이즈 밴드의 비대칭 유무에 따른 747 곡선의 계산 결과를 도시한 도면.

도 9는 탐색시의 위치 오차의 시간 응답과, 탐색 완료 슬라이스 레벨의 설명도.

도 10은 본 발명에 따른 자기 디스크 장치를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기록한 데이타

2 : 이레이즈 밴드

3 : 기초 데이타

4 : 디스크

5 : 헤드

6 : 로터리 액튜에이터

7 : 내주측 트랙

8 : 외주측 트랙

9 : 기록 자화의 방향

10 : 기록 헤드 코어

(제1 실시예)

본 실시예에서는 로터리 액튜에이터 방식의 자기 디스크 장치를 이용한다. 이 자기 디스크 장치는, 헤드(5)를 지지하는 액튜에이터(6)가 도면의 점 A를 중심으로 회전함으로써, 정보를 기억하는 디스크(4)상을 이동하는 구조로 되어 있다. 로터리 액튜에이터 방식이므로, 정보의 기록 재생 동작을 행하는 자기 헤드(5)와 정보를 기억하는 디스크(4)간의 상대 이동 방향과, 헤드(4)의 소자 위치와 로터리 액튜에이터 회전 중심 A를 잇는 직선 방향간의 각 ψ가 내주로부터 외주로 이동함에 따라 변화한다. 도 1에 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 플로우 차트를 도시한다. 컨트롤러로부터 목표 기록 트랙으로의 기록 명령을 받은 후, 목표 트랙에서 내주측 이레이즈 밴드가 외주측 이레이즈 밴드보다 큰 지 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들면 내외주의 이레이즈 밴드 비대칭성 정보를 테이블화하여 기억해 두는 것에 의해 행한다. 내주측 이레이즈 밴드가 외주측 이레이즈 밴드보다 큰 경우, 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 레벨 Sin과 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 레벨 Sou를 Sin < Sou가 되도록 설정한다. 그 위에서 목표 트랙으로 탐색을 행하고, 탐색 동작이 완료하면 기록 동작을 행한다. 이것은 내주측의 큰 이레이즈 밴드에 따라 내주측 인접 트랙의 데이타가 파괴되지 않도록 하기 위해 행하는 설정이다. 기록 금지 슬라이스가 작으면, 세틀링 잔류 진동이나 이상 진동 등의 경우에 완전하게 데이타 보호를 하는 것이 가능하지만, 기록 동작을 개시할 때까지 필요한 시간은 길게 된다. 본 실시예와 같이 Sin < Sou라고 가정하면, 최악을 상정하여 내외주 양측 오프셋으로의 기록 금지 슬라이스를 함께 작게 하는 것에 비해, 장치 전체에서의 평균 액세스 타임을 향상시킬 수 있다. 상기 내용은, 역으로 외주측 이레이즈 밴드가 내주측 이레이즈 밴드보다 큰 경우에도 상기 "내주"와 "외주"를 바꿔 읽는 것만으로 마찬가지로 성립한다.

(실시예 2)

실시예 1에서의 내주측 이레이즈 밴드와 외주측 이레이즈 밴드의 크기를 비교하는 판별 루틴은, 기록하는 목표 트랙에서의 스큐각의 크기가 외주측 인접 트랙에서의 스큐각의 크기보다 큰지 작은지 여부를 판별하는 것으로 변경해도 좋다. 왜냐하면, 도 4로부터 용이하게 추측할 수 있는 바와 같이, 통상 스큐각의 반경 의존성은 연속적으로 변화하기 때문이다. 큰 경우에는, 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스를 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스보다 작게 하면 좋다. 역으로, 작은 경우에는 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스를 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스보다 작게 하면 좋다.

(실시예 3)

목표 트랙에 대한 오프셋 량을 위치 신호로부터 얻어 소정의 탐색 완료 슬라이스 레벨과 비교함으로써 탐색 완료의 판정을 행하는 알고리즘을 갖는 자기 디스크 장치에서, 도 9와 같은 세틀링 응답 파형을 도시한 것으로 한 경우, 탐색 완료 슬라이스 레벨보다 위치 오차가 작게 되면 기록 동작을 행하는 것이 가능하게 된다. 이것은 역으로 말하면, 탐색 완료 슬라이스 레벨 만큼만의 위치 오차를 지닌채 기록해 버린다고 하는 것을 의미한다. 실시예 1과 마찬가지로, 스큐각이 0도가 아닌 트랙 등의 내주측과 외주측의 이레이즈 밴드의 크기가 동일하지 않은 트랙에서는, 큰 쪽의 이레이즈 밴드가 인접 트랙을 삭제하기가 쉬워지므로, 큰 쪽의 이레이즈 밴드측의 탐색 완료 슬라이스 레벨을 반대측의 슬라이스 레벨보다 작게 해 둠으로써 데이타를 보호하며, 또한 내외주의 양 오프셋에 대한 탐색 완료 슬라이스 레벨을 큰 쪽의 슬라이스 레벨에 맞춰 양쪽을 동일한 엄격한 값으로 설정하는 것보다도, 평균적인 탐색 시간은 단축된다.

(실시예 4)

목표 트랙에 대해 기록 명령이 헤드에 도달한 시각에, 헤드가 목표 트랙에 대해 내주측에 있는 트랙 수만큼 벗어난 위치에 있는 것으로 하고, 그것으로부터 목표 트랙을 향하여 탐색을 개시하는 것으로 한다. 통상, 목표 트랙으로 하는 탐색에 관해서, 동일한 트랙수를 횡단하는 탐색에 관해서는, 내주로부터 외주로의 탐색도 외주로부터 내주로의 탐색도 기계적인 요인에 따라서는 탐색 타임에 차이가 생기지 않는다. 다만, 탐색에서 횡단하는 트랙수가 다르면, 탐색 거리의 차이나 베어링 특성의 차이에 의해, 탐색 타임에 차이가 발생한다. 스큐각이 0도가 아닌 트랙을 목표 기록 트랙으로 하는 경우, 동일한 트랙수를 횡단하는 내주로부터 외주로의 탐색과 외주로부터 내주로의 탐색에 대해, 이레이즈 밴드 비대칭에 의한 인접 데이타 삭제가 생기기 쉬운 방향의 탐색 타임을 탐색 타임보다 크게 해 둠으로써, 삭제가 일어나기 쉬운 방향의 탐색에 대해서는 세틀링 진동이 잘 제어되어 정착될 때까지 대기한 후 기록 동작을 행할 수 있으므로, 양방향의 탐색 타임을 동일하게 하여 삭제가 쌍방에서 일어나지 않도록 엄격하게 설정하는 경우와 비교하여, 오프 트랙 특성의 열화를 일으키지 않고서 평균 탐색 시간을 단축할 수 있다.

(실시예 5)

기록 동작을 행하면서 도 10에 도시한 바와 같은 회전 충격을 자기 디스크 장치에 인가한 경우, 장치 내부에서 헤드는 원판에 대해, 장치로의 각가속도 인가 방향과 역방향으로 이동 오프셋한다. 그러므로 장치 내부에서는 그 오프셋을 보정하기 위해, 검출한 위치 신호를 기초로 헤드 위치를 원래 위치로 되돌리려는 회전이 발생된다. 스큐각이 0도가 아닌 트랙을 목표 기록 트랙으로 하는 경우, 각가속도 인가에 의해 기록 금지 슬라이스 정도를 넘는 오프셋이 발생했다고 하면, 이레이즈 밴드 비대칭에 의한 인접 트랙 데이타 삭제가 생기기 쉬운 방향의 오프셋에 대해 삭제를 일으키지 않도록 하기 위해, 미리 장치에 조립한 가속도 센서 등으로 충격을 검지한 시점에서 그 방향의 오프셋에 대해서는 오프셋이 잘 제어되어 정착되고 나서 기록이 시작되도록, 기록이 가능할 때까지의 시간을 크게 함으로써 안전이 얻어지고, 또한 양쪽의 오프셋 방향에 대해 그 시간을 오프셋에 엄격한 쪽의 시간에 맞춰 대기하는 것보다는 양호한 성능이 얻어진다.

본 발명의 실시에 의해, 인접 트랙의 소거 오류를 발생시키지 않고, 목표 트랙으로의 액세스 시간을 저감할 수 있다.

Claims

자기 디스크 장치에 있어서,

동심원상으로 설치된 복수의 트랙을 구비하고, 상기 트랙에 정보를 기억하는 자기 디스크;

상기 자기 디스크 상을 이동하여 정보를 기록 또는 재생하는 자기 헤드;

상기 자기 디스크의 목표 트랙에 대해 소정의 기록 금지 슬라이스(write inhibit slice) 값보다 큰 오프셋이 존재하면 기록 동작을 행하지 않는 알고리즘; 및

각 트랙에 대해 설정하는 기록 금지 슬라이스 값의 테이블

을 구비하고,

기록시에는 상기 테이블을 참조하여 기록 금지 슬라이스 값을 설정하는

것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 상기 설정된 기록 금지 슬라이스 값에 대해 스큐각(skew angle)이 0도가 아닌 트랙에서, 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값과 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 독립적으로 설정하는 테이블을 더 구비하고, 기록시에는 상기 테이블을 참조하여 실제로 기록 금지 슬라이스 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 상기 테이블은 이레이즈 밴드(erase band) 비대칭성에 관한 정보를 구비하고, 기록시에는 상기 테이블을 참조하여 각 트랙에서의 내외주의 이레이즈 밴드 중 큰 쪽을 찾아내어, 그 방향의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스를 다른 쪽의 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 기록하는 트랙에서의 내주측 이레이즈 밴드폭 EBin과 외주측 이레이즈 밴드폭 EBout를 비교하여, EBout < EBin이 되는 경우, 그 트랙에서의 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 기록하는 트랙에서의 내주측 이레이즈 밴드폭 EBin과 외주측 이레이즈 밴드폭 EBout를 비교하여, EBin < EBout이 되는 경우, 그 트랙에서의 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 기록하는 트랙에서의 스큐각의 크기보다도 외주측 인접 트랙에서의 스큐각의 크기가 큰 경우, 그 트랙에서의 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값보다도 작게 하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서, 기록하는 트랙에서의 스큐각의 크기보다도 외주 인접 트랙에서의 스큐각의 크기가 큰 경우, 그 트랙에서의 외주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값을 내주측 오프셋에 대한 기록 금지 슬라이스 값보다도 작게 하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
자기 디스크 장치에 있어서,

스큐각이 0도가 아닌 트랙을 목표 기록 트랙으로 하는 경우, 기록 명령이 헤드에 도달한 시각에 헤드가 목표 트랙에 대해 내주측으로 N 트랙 이격된 위치에 존재하는 경우와 외주측으로 N 트랙 이격된 위치에 존재하는 경우를 비교하여, 목표 기록 트랙을 향하여 동일한 트랙수를 횡단하는 탐색을 하는 경우에, 양 탐색의 탐색 타임에 차이를 두는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
자기 디스크 장치에 있어서,

스큐가 0도가 아닌 트랙을 기록 트랙으로 하는 경우, 기록 동작을 행하면서, 자기 디스크 장치에 시계 방향의 각가속도를 가지는 회전 충격을 부여한 경우와, 동일한 크기의 반시계 방향의 각 가속도를 부여한 경우, 기록 가능할 때까지의 시간에 차이를 부여하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.