JPH02232807A - 磁気ディスク装置における円周方向のオフセット量の測定方法 - 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】 〔概要〕 コンピュータシステムのファイル装置として使用する磁
気ディスク装置の、磁気ヘッドが円周方向にオフセット
する量を測定する方法に関し、磁気ヘッドのトラック円
周方向のオフセット量を測定する方法を確立することに
よって、磁気ヘッドとトラックの間のオフセットを、よ
り具体的に把握可能とし、よって磁気ディスク装置の信
鯨性の、飛躍的向上を実現するを目的とし、磁気ディス
ク装置において、インデックス信号からデータ記録領域
までの間の、リードクロック信号の数をカウントし、該
磁気ディスク装置に所定の環境ストレスを加えた後に、
再度、インデックス信号からデータ記録領域までの間の
、リードクロック信号の数をカウントし、前記リードク
ロック信号のカウント数の差と、測定トラックの円周長
と、トラック１回転当たりの総リードクロック数とから
、前記環境ストレスを原因とするところの、磁気ヘッド
が円周方向にオフセットした量を求めるように構成する
． 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンピュータシステムのファイル装置として
使用する磁気ディスク装置において、磁気ヘッドが円周
方向にオフセットする量を測定する方法に関する． 〔磁気ディスク装置の機構概要〕 第３図は、磁気ディスク装置の機構の概要を説明する斜
視図である。

磁気ディスク装置は、複数の磁気ディスク媒体１がスピ
ンドル２に実装され、モータ３によって高速回転される
． 各磁気ディスク媒体ｌには、その表面に対向して磁気へ
ッド４が配設され、該磁気ディスク媒体１の高速回転に
よって発生する風力で浮上している． また、情報のリード（ｒｅａｄ　：読み出し）／ライ｝
　（ｗｒｉｔｅ　：書き込み）は、磁気へッド４を、位
置決め機構６によって所定のトラック位置まで移動させ
て行なう． トラック位置は、磁気ディスク媒体１のいずれか１枚を
サーボディスク（ｓｅｒｖｏ　ｄｉｓｋ）として使用し
、該サーボディスクのトラックにサーボ信号を記録して
おいて、該サーボ信号を読み取ることによって決めてい
る． すなわち、磁気ディスク媒体１の各面に配設された磁気
ヘッド４は、位置決め機構６によって一斉に駆動され、
サーボディスクのトラックを基準として各ディスクのト
ラックに位置合わせされるのである． したがって、磁気ディスク装置の使用状態において、磁
気ディスク媒体１の各ディスク間に、また、磁気ヘッド
４の各ヘッド間に、相対位置の変化が発生することは、
該磁気ディスク装置の信顛性を根本から崩壊させる要因
となる． すなわち、磁気ヘッド４が所定のトラック上に位置決め
されず、オフトラック（ｏｆ　ｆ　ｔｒａｃｋ）を生じ
、読み取りデータにエラーを生じたり、甚だしい場合は
記録データの読み取りが不能となったり、データの書き
込みによって隣接トラックのデータを破壊することにな
るからである． また、磁気ディスク装置の小型化と記憶容量増大にとも
ない、磁気ディスク媒体上の記録密度が高まっており、
前記オフトラックの存在は磁気ディスク装置の信親性を
規定する重要な因子となっている。

本発明は、このオフトラックに深い関係を有する、磁気
ヘッドの円周方向へのオフセット量を測定する方法に関
するものである． 〔従来の技術〕 （１）オフトラック 第４図は、オフトラックを説明する平面図である。

第４図において、正常時のトラック７に対しては、磁気
ヘッド４がオントラックしている。しかし、何らかの原
因により磁気ディスク媒体の位置あるいは磁気ヘッド４
の位置が移動すると、磁気ヘッド４の位置とトラックの
位置が一致しなくなる。これがオフトラックである． 図上において、オフトラック発生時のトラック８と磁気
ヘッド４との間の距離ΔＣがオフトラック量である。す
なわち、トラックに対して垂直方向成分の距離で規定さ
れている。

したがって、トラックにたいして水平方向成分の距離は
、ここでは問題としていない。

第５図は、磁気ディスク媒体の回転軸の傾きと磁気ヘッ
ドのオフトラックの関係を説明する図で、（ａ）は磁気
ディスク媒体と磁気ヘッドおよび位置決め機構の側面図
、（ｂ）および（ｃ）は各磁気ヘッドとオフトラック量
の関係を説明する図である．同図（ｂ）　．　（ｃ）は
、回転軸９が図上で左に傾いた場合のオフトラック量を
示したものである。

（ｂ）は磁気ディスク媒体１のディスクＤ１がサーボデ
ィスクの場合で、しかも図上でディスクＤ１の下面がサ
ーボ面の場合である。したがって、磁気ヘッド４のうち
、サーボトラックをトレースするヘッドＨｌａのオフト
ラックはＯ（ゼロ）であり、図上で上方に位置する磁気
ヘッドほど、オフトラック量は大きくなる。

（ｃ）は磁気ディスク媒体１のディスクＤ３がサーボデ
ィスクの場合で、しかも図上でディスクＤ３の下面がサ
ーボ面の場合である。したがって、磁気ヘッド４のうち
、サーボトラックをトレースするヘッドＨ３ａのオフト
ラックは０（ゼロ）であり、他の磁気ヘッドは、ヘッド
Ｈ３ａから遠くに位置するほど、オフトラック量は大き
くなる．第６図は、磁気ディスク媒体の偏心によるオフ
トラックを説明する図である。

同図は、ディスクＤ３に偏心を生じた場合について説明
するものである． （ａ）はディスクＤｉがサーボディスクの場合で、磁気
ヘッド４のヘッドＨ３ａ，　Ｈ３ｂのみにオフトラック
を生じる． （ｂ）はディスクＤ３がサーボディスクの場合で、磁気
ヘッド４のヘッドＨ３ａ，　　Ｈ３ｂ以外の全ての磁気
ヘッドにオフトラックを生じることになる。

（２）オフトラックの測定方法 このオフトラックの測定は、オシロスコープ上の観測波
形から、作業者が目視で読み取っている．第７図は、ア
ナログ手法による振れ回りオフトラック量の測定方法を
説明する図で、（ａ）は測定用トラックの信号パターン
、（ｂ）はオフトラックがない場合の磁気ヘッドの出力
電圧波形、（ｃ）はオフトラックがある場合の磁気ヘッ
ドの出力電圧波形、（ｄ）は（ｃ）の出力電圧の差から
換算したオフトラック量を説明している． 同図（ａ）　，　（ｂ）　，　（ｃ）　，　（ｄ）にお
いて、（ａ）の横軸はトラックの距離を表しており、（
ｂ）　．　（ｃ）　，　（ｄ）の横軸は時間を表してい
る。しかし、磁気ディスク媒体は一定の周期で回転して
いるので、磁気ヘッドから見た測定トラックの各位置と
磁気ヘッドの出力電圧の時間軸とは、一定周期で繰り返
す相関を持っている．したがって第７図においては、こ
れらを同列に扱う． 以下に測定手順を説明する． 手順■・・・・・・測定用トラックに、測定用信号を記
録する。

測定用トラックに、同一周波数、同一レベル、の信号パ
ターンＡおよびＢを、オントラック位置に対してある一
定量のオフセット値で、お互いに逆方向位置に磁気ヘッ
ドをオフトラックさせて書き込む．（ａ）図はこれを示
している．手順■・・・・・・磁気ディスク装置に、温
度ストレスなどの環境ストレスを加える． 磁気ディスク装置は、温度変化などにより膨張、収縮し
、それによって非可逆性の位置ズレ等を生じる。

手順■・・・・・・磁気ヘッドの出力電圧波形を、オシ
ロスコープで観測する． 磁気ディスク媒体上の測定用記録信号は、オントラック
位置に対してある一定量のオフセット値で、お互いに逆
方向位置に記録してある。

したがって、磁気ヘッドにオフトラックが存在しなけれ
ば、（ａ）図の記録信号Ａの部分と記録信号Ｂの部分と
で、磁気ヘッドの出力電圧は一致する。

しかし、磁気ヘッドにオフトラックが存在するならば、
オフトラックが生じている位置方向の記録信号の出力電
圧が大きくなり、反対位置の記録信号の出力電圧は小さ
くなる。

（ｂ）図は、オフトラックが存在しない場合の磁気ヘッ
ドの出力電圧で、記録信号Ａの部分の出力電圧Ｖａと記
録信号Ｂの部分の出力電圧ｖｂとは、Ｖａ　＝Ｖｂとな
る。

また、（ｃ）図は、オフトラックが記録信号Ａ側に生じ
た場合で、記録信号Ａの部分の出力電圧Ｖａａと記録信
号Ｂの部分の出力電圧ｖｂｂとは、Ｖａａ＞Ｖｂｂとな
る． 手順■・・・・・・磁気ヘッドの出力電圧からオフトラ
ック量を換算する。

（ｄ）図は、前記（ｃ）図の出力電圧の差から換算した
、磁気ヘッドのオフトラックΔＣの変化である。

以上のようにして磁気ヘッドのオフトラック量を測定し
ていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 第８図は、垂直方向のオフセットと水平方向のオフセッ
トを説明する斜視図である。

従来のオフトラックの測定方法では、トラックに対して
垂直方向のオフセット量（オフトラック量）１０を測定
することは可能であるが、トラックに対して水平方向の
オフセット量１ｌを測定することは出来ない． すなわち、磁気ヘッド４の垂直方向成分のオフセット量
のみしか測定できず、磁気ヘッド４がどのような方向に
オフセットしているかを知ることはできないのである． オフトラックはデータの読み取りエラーを発生する要因
となるために、従来から重視されてきた。

しかし、磁気ディスク装置の小型化、記録容量の増大に
ともなう記録密度め高密度化によって、磁気ヘッドのト
ラック上における水平方向のオフセットも、重要な問題
となってきている．すなわち、実際上どの方向にオフセ
ットしているのかを知ることが、求められているのであ
る．したがって、水平方向のオフセット量を測定する方
法を確立することが強く望まれている．本発明の技術的
課題は、従来のオフトラック量測定方法における以上の
ような問題を解消し、磁気ヘッドのトラック円周方向の
オフセット量を測定する方法を確立することによって、
磁気ヘッドとトラックの間のオフセットを、より具体的
に把握可能とし、よって磁気ディスク装置の信鯨性の、
飛躍的向上を実現することにある． 〔課題を解決するための手段〕 第１図は、本発明の基本原理を説明する図で、（ａ）は
トラック上のインデックスとデータ記録領域の位置関係
、（ｂ）はインデックス信号、（ｃ）はり−ドクロック
信号、（ｄ）は測定のフローチャート、である。

本発明の測定方法は、トラックの物理的原点となるイン
デックスを基準位置として、磁気ディスク装置が該イン
デックスで出力するインデックス信号１３と、データを
読み取る場合の同期信号として出力するリードクロック
信号１４を利用し、インデックスを基準位置としてデー
タ記録領域ｌ２までの距離を測定するところに特徴があ
る。

以下に本発明の測定方法の手順を説明する。

手順■ 磁気ディスク媒体の測定トラックに基準データを記録す
る． 手順■ インデックス信号（１３）からデータ記録領域（１２）
までの間の、リードクロック信号（１４）の数（ｎ１）
をカウントする． 手順■ 磁気ディスク装置に、温度や振動など所定の環境ストレ
スを加える． 手順■ 再度、，インデックス信号（ｌ３）からデータ記録領域
（ｌ２）までの間の、リードクロック信号（１４）の数
（ｎ２）をカウントする． 手順■ リードクロック信号（１４）のカウント数の差（ｎｌ一
ｎ２）と、測定トラックの円周長（Ｌ０）と、トラック
１回転当たりの総リードクロック数（ｎ０）とから、前
記環境ストレスを原因とするところの、磁気ヘッドが円
周方向にオフセットした量を求める 以上である。

尚、磁気ヘッドの位置決め機構を制御するためのサーボ
トラックから得られるサーボパルス信号（１４ａ）を、
リードクロック信号（１４）の代わりとして用いること
も可能である。

〔作用〕

本発明による測定方法は、トラック１周当たりの総リー
ドクロック数が一定であることに着目し、リードクロッ
ク数によって円周上の距離を測定するところに特徴があ
る。

すなわち、サーボ面の磁気ヘッドとデータ面の磁気ヘッ
ドとの間に、トラックの円周方向すなわち水平方向のオ
フセットが生じると、インデックスからデータ記録領域
１２までの円周距離Ｌｉｄが変化するので、該円周距離
Ｌｉｄの変化から該オフセッｌ−１を求めるものである
． いま、トラック１周の円周長をＬ０、トラック１回転当
たりの総リードクロック数をｎ０とすれば、１リードク
ロック当たりの円周長ΔＬは次式で表せる。

ΔＬ＝Ｌ６／ｎ６ したが、って、磁気ディスク装置に環境ストレスを加え
たことによって生じた水平方向のオフセットΔＨは、次
式で求めることができる。

ΔＨ＝ΔＬ−ｎｌ−ΔＬ−ｎ２ ＝ΔＬ・　（ｎｌ　−ｎ２） ＝　（Ｌｏ　／ｎｏ　）　　・（ｎｌ　−ｎ２）また、
リードクロック信号の代わりに、サーボパルス信号を用
いた場合も、全く同様である．〔実施例〕 第２図は、実施例を説明する図で、（ａ）は磁気ディス
ク装置と試験装置との接続図、（ｂ）データ記録領域の
同期バイトを説明する図、（ｃ）はインデックスからデ
ータ記録領域までのリードクロック数をカウントするた
めの、手順を説明するフローチャート、（ｄ）は磁気ヘ
ッドの円周方向のオフセットを説明する図、である． （１）磁気ディスク装置と試験装置の接続本実施例は、
第２図（ａ）に示すように、磁気ディスク装置１５と試
験装置１６とを、小型系磁気ディスク装置の主流インタ
ーフェースであるＳＭＤ（ｓｍａｌｌ　ｄｅｖｉｃｅ　
ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使用して接続し、トラックに対
する磁気ヘッドの、円周方向のオフセットを測定するも
のである。

ＳＭＤインターフェースは、磁気ディスク装置側から該
磁気ディスク装置が接続される上位制御装置に対して、
データの書き込み／読み取り制御信号として、　（１）
インデックス信号、　（２）インターフェース・ライト
クロック信号、　（３）リードクロツク信号を出力する
。

以下に各信号の意味を説明する． （１）インデックス信号 磁気ヘッドの位置決め制御、また磁気ディスク媒体の回
転制御を行なうサーボ信号から生成され、磁気ディスク
媒体１回転に１回インデックス位置で発生する． （２）インターフェース・ライトクロック信号上位制御
装置が磁気ディスク装置にデータを書き込むときに、同
期をとるために使用する。

（３）リードクロック信号 記録領域のビットセルの始まりを示し、読み取りデータ
は本信号に同期して上位制御装置に転送される． 以上である． （２）測定 一方、試験装置１６側ではインデックス信号をトリガー
として、リードクロック信号を基にカウントアップされ
るポジションカウンタを有し、該リードクロック信号を
カウントする。

他方、第２図（ｂ）に示すように、測定トラックのデー
タ記録領域１２の先頭部には、該データ記録領域の始ま
りであることを示す同期バイト１８が設けてある。

また、試験装置１６から磁気ディスク装置１５の測定ト
ラックに書き込む基準データは、同期バイト１８に誤っ
た同期バイトデータを書き込んでおき、次に該試験装置
１６が該基準データを読み取ったときに、同期バイトデ
ータの比較エラーが発生するようにする。

したがって、前記比較エラーの発生時点がデータ記録領
域の先頭部であると判断できることになる。

本実施例の測定方法は、リードクロックのカウント開始
トリガー信号としてインデックス信号を使用し、カウン
ト停止信号として前記エラー信号を使用することによっ
て、インデックスからデータ記録領域ｌ２までのリード
クロツタ数をカウントするものである。

尚、試験装置１６をマイクロコンピュータシステムで構
成することにより、前記したリードクロツクのカウント
とその間始／停止の制御は、ソフトウエア上で実現でき
る． 測定の基本手順は第１図（ｄ）と同一であるので、ここ
ではリードクロック数のカウント手順を第２図（Ｃ）の
フローチャートにしたがって説明する。

手順■ リードクロック用のカウンタをクリーアする。すなわち
０（ゼロ）にする。

手順■ インデックス信号を受信するまで待期し、該インデック
ス信号を受信したらリードクロツクのカウントを開始す
る。

手順■ 同期バイトのエラーが発生するまでリードクロックのカ
ウントを続け、該エラー発生時点でカウントを停止する
。

以上である． すなわち、手順■でカウントしたカウント数が、インデ
ックスからデータ記録領域までのリードクロック数であ
る。

したがって、磁気ディスク装置に温度ストレスや振動ス
トレスなどの環境ストレスを加える前と後との、前記カ
ウント数の差から、磁気ヘッドのトラック円周方向のオ
フセット量を求めることができる． 第２図（ｄ）は、測定トラック７ｂ、同期バイト１８、
磁気へッド４の関係を、模式的に説明する図で、同図に
示すΔＨが円周方向のオフセット量である．〔発明の効
果〕 以上のように本発明による測定方法によれば、磁気ディ
スク装置において、磁気ヘッドのトラック円周方向のオ
フセット量を測定することが可能となる。

したがって、今迄わからなかった磁気ヘッドのトラック
円周方向の動きがわかるようになり、磁気ヘッドとトラ
ックの間のオフセットを、より具体的に把握可能となる
． その結果、磁気ディスク装置の設計や試験などに、更に
精密さを加えることが可能となり、磁気ディスク装置の
信顛性を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本原理を説明する図で、（ａ）は
トラック上のインデックスとデータ記録領域の位置関係
、（ｂ）はインデックス信号、（ｃ）はリードクロック
信号、（ｄ）は測定のフローチャート、 第２図は、実施例を説明する図で、（ａ）は磁気ディス
ク装置と試験装置との接続図、（ｂ）データ記録領域の
同期バイトを説明する図、（ｃ）はインデックスからデ
ータ記録領域までのり−ドクロツタ数をカウントするた
めの、手順を説明するフローチャート、（ｄ）は磁気ヘ
ッドの円周方向のオフセットを説明する図、 第３図は、磁気ディスク装置の機構の概要を説明する斜
視図、 第４図は、オフトラックを説明する平面図、第５図は、
磁気ディスク媒体の回転軸の傾きと磁気ヘッドのオフト
ラックの関係を説明する図で、（ａ）は磁気ディスク媒
体と磁気ヘッドおよび位置決め機構の側面図、（ｂ）お
よび（ｃ）は各磁気ヘッドとオフトラック量の関係を説
明する図、第６図は、磁気ディスク媒体の偏心によるオ
フトラックを説明する図、 第７図は、アナログ手法による振れ回りオフトラック量
の測定方法を説明する図で、（ａ）は測定用トラックの
信号パターン、（ｂ）はオフトラックがない場合の磁気
ヘッドの出力電圧波形、（ｃ）はオフトラックがある場
合の磁気ヘッドの出力電圧波形、（ｄ）は（ｃ）の出力
電圧の差から換算したオフトラック量を説明する図、 第８図は、垂直方向のオフセットと水平方向のオフセッ
トを説明する斜視図、である。 図において、１は磁気ディスク媒体、２はスピンドル、
３はモータ、４は磁気ヘッド、５は駆動アーム、６は位
置決め機構、７は正常時のトラック、７ａはトラック、
７ｂは測定トラック、８はオフトラック発生時のトラッ
ク、９は回転軸、１０は垂直方向のオフセット、１１は
水平方向のオフセット、１２はデータ記録領域、１３は
インデックス信号、１４はリードクロック信号、１４ａ
はサーボパルス信号、１５は磁気ディスク装置、１６は
試験装置、１７はＳＭＤインターフェース、１８は同期
バイト、をそれぞれ示している．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ディスク装置において、 トラックの物理的原点となるインデックスを基準位置と
   して、該磁気ディスク装置が該インデックスで出力する
   インデックス信号１３と、データを読み取る場合の同期
   信号として出力するリードクロック信号１４を用い、 磁気ディスク媒体の測定トラックに基準データを記録し
   、 インデックス信号（１３）からデータ記録領域（１２）
   までの間の、リードクロック信号（１４）の数（ｎ１）
   をカウントし、 該磁気ディスク装置に所定の環境ストレスを加えた後に
   、 再度、インデックス信号（１３）からデータ記録領域（
   １２）までの間の、リードクロック信号（１４）の数（
   ｎ２）をカウントし、 前記リードクロック信号（１４）のカウント数の差（ｎ
   １−ｎ２）と、測定トラックの円周長（Ｌ＿０）と、ト
   ラック１回転当たりの総リードクロック数（ｎ＿０）と
   から、前記環境ストレスを原因とするところの、磁気ヘ
   ッドが円周方向にオフセットした量を求めることを特徴
   とする磁気ディスク装置における円周方向のオフセット
   量の測定方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の測定方法において、 磁気ヘッドの位置決め機構を制御するためのサーボトラ
   ックから得られるサーボパルス信号（１４ａ）を、リー
   ドクロック信号（１４）の代わりとして用いることを特
   徴とする磁気ディスク装置における円周方向のオフセッ
   ト量の測定方法。