JPH04339372A - 磁気ディスク装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボヘッドで読出し
たサーボディクスからの位置情報に基づきデータヘッド
を記録再生用ディスクに位置決め制御するシリンダ面サ
ーボ方式を採用した磁気ディスク装置に関し、特にデー
タヘッドを切換えた際に、サーボヘッドに対するデータ
ヘッドの位置ずれを補正した後に記録再生動作に入る磁
気ディスク装置に関する。サーボディスクからの位置情
報に基づいてデータヘッドを位置決め制御するシリンダ
面サーボ方式を採用した磁気ディスク装置では、サーボ
ヘッドに対するデータヘッドの位置ずれによるリード・
エラーの発生は重要な問題であり、システムに与える影
響は多大なものがある。

【０００２】近年、磁気ディスク装置に対して大容量・
高機能化が要求されており、特に大容量達成のためにト
ラック密度は高密度化し、データヘッドの多少の位置ず
れも非常に大きな問題となってきている。しかし、組立
精度や温度等に依存した機械的な誤差に起因したデータ
ヘッドの物理的な位置ずれをゼロにすることは困難であ
り、このためデータヘッドの位置ずれ補正を行う必要が
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置に於いては、デ
ータヘッドの位置ずれ補正を各ヘッド毎に個々に行って
いる。即ち、磁気ディスク装置の電源投入時や稼働後の
所定時間毎に、サーボヘッドに対する個々のデータヘッ
ドの位置ずれ量を検出して記憶する位置ずれ検出処理を
実行し、この位置ずれ検出処理で得られた位置ずれ量に
基づき、例えば同一シリンダ位置でデータヘッドを順次
切換えてデータをリードするようなブロックアクセスの
際に、データヘッドを切換える毎に、予め得られた位置
ずれ量に基づきデータヘッドの位置を補正してからリー
ド動作に入るようにしている。

【０００４】このデータヘッドの位置ずれ補正は、デー
タヘッドを数μｍほど物理的に移動させるために、２〜
３ｍｓ程度の処理時間が必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、データ
ヘッド毎に個々に位置ずれ補正を行った場合、データヘ
ッドの切換え毎に２〜３ｍｓの処理時間が必要となり、
システム上のスループットが低下するという大きな問題
があった。特に大量のデータを処理する場合には、複数
のトラックを連続して書込み或いは読出し動作するよう
になるが、この時のトラック切換えはシーク動作を不要
とするため、特定のシリンダ位置にヘッドを位置決めし
た状態でのヘッド切換えにより行われることが多い。

【０００６】この場合、あるデータヘッドのトラックｎ
上のセクタ０からラストセクタまで書込み或いは読出し
動作を行い、２番目のデータヘッドに切換えて次のトラ
ックｎ＋１のセクタ０に対し書込み或いは読出し動作を
行う。しかし、ヘッド切換えに２〜３ｍｓの処理時間が
かかると、ヘッド位置は既にセクタ０を通り過ぎており
、セクタ０の書込み或いは読出し動作は１回転待ち、即
ち媒体の回転数で決まる約１０ｍｓ〜２０ｍｓの回転待
ちとなり、システム上の処理効率が低下する問題があっ
た。本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、位置ずれ補正を伴うヘッド切換えを必要最小
限に抑えて処理効率を向上させるようにした磁気ディス
ク装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、図１（ａ）に示すように、ス
ピンドル軸に装着した複数のディスク内の少なくとも１
つのディスク面を回転位置情報を記録したサーボディス
ク２とすると共に残りを記録再生用のデータディスク１
とし、データディスク１に設けたデータヘッド３及びサ
ーボディスク２に設けたサーボヘッド４を媒体トラック
を横切る方向に移動自在とし、データヘッド３を切換え
た際にサーボヘッド４に対するデータヘッド３の位置ず
れを補正した後に記録再生動作に入る磁気ディスク装置
を対象とする。

【０００８】このような磁気ディスク装置につき本発明
にあっては、複数のデータヘッド３を、サーボヘッド４
に対する位置ずれ量に応じて複数のブロックに分け、同
一ブロックに属するデータヘッド間での切換時には位置
ずれの補正を行わず、他のブロックのデータヘッドへの
切換時にのみ位置ずれを補正する位置決め制御手段５を
設けたことを特徴とする。

【０００９】また位置決め制御手段５は、図１（ｂ）に
示すように、同一ブロックに属するデータヘッドの物理
ヘッド番号がブロック内で連続した論理ヘッド番号とな
るように変換することを特徴とする。更に、上位装置が
位置ずれ補正の機能を持たない磁気ディスク装置の接続
を予定している場合に対応できるようにするため、位置
決め制御手段５は、図１（ｃ）に示すように、各ブロッ
ク内のデータヘッドの本数を同数とし、先頭のブロック
から順番に論理シリンダ番号を順番に割り当てることで
各ブロックにおける同一物理シリンダ番号の繰り返しを
各ブロック毎に異なる連続する論理シリンダ番号に変換
し、異なるブロック間での位置ずれの補正を伴うヘッド
切換えの際に、論理シリンダ番号の切換えによって上位
装置にヘッド切換えに伴なう位置ずれ補正をシーク動作
に見せ、上位装置にシーク待ちを行わせる。

【００１０】

【作用】このような構成を備えた本発明の磁気ディスク
装置によれば次の作用が得られる。トラック密度の高密
度化に対応した位置ずれ補正を行なっても、システム上
のスループットを最低限に抑えるため、本発明では各デ
ータヘッド毎に個々に位置ずれ補正を行うのでは無く、
位置ずれ量の近いヘッドを集めて幾つかのブロックに分
け、ブロック単位で位置ずれ補正を行うことにより、位
置ずれ補正を行う回数を減らすことができる。

【００１１】このようなブロック単位で位置ずれ補正を
行うことにより、ブロック内のデータヘッドであれば位
置ずれ補正のための動作は不要となり、ヘッド切換えに
必要な処理時間は約２〜３ｍｓから約５〜１５μｓ　に
短縮できる。また連続したデータ処理を行う場合には、
ブロック内のヘッド番号を連続した番号にする必要があ
るため、ブロック分けにより連続性のない物理ヘッド番
号を連続した論理ヘッド番号に変換する。

【００１２】このようにブロック内のヘッド番号を連続
した番号にすることにより、連続した大量のデータ処理
の場合でもヘッド切換えをが容易になる。更に、上位装
置がヘッドの位置ずれ補正の機能を持たない磁気ディス
ク装置の接続を予定していた場合、この上位装置にヘッ
ド切換え時に位置ずれ補正を行う磁気ディスク装置を接
続すると、ヘッド切換え時間が大きく異なるため、正常
な磁気ディスク装置の制御が出来なくなる場合がある。

【００１３】これを解決するために、各ブロック内のヘ
ッド本数を同一本数とし、物理シリンダ番号をブロック
数に応じた論理シリンダ番号に変換し、ブロック間のヘ
ッド切換えで論理シリンダ番号を切換えて上位装置にシ
ーク動作に見せ、ヘッド切換えに伴う位置ずれ補正に時
間がかかっても、上位装置はシーク待ち状態となり、見
掛け上、位置ずれ補正機能を持たない磁気ディスク装置
として上位装置で使用できる。

【００１４】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図２において、磁気ディスク装置はディスク
制御装置１０とディスクドライブ装置２０に大別される
。ディスク制御装置１０には制御プロセッサ部１１が設
けられ、装置全体の制御を行う。制御プロセッサ部１１
に対しては上位装置とのインタフェース部１２、データ
転送バッファ１３、シリアル／パラレル変換部１４及び
ドライブ・インタフェース部１５が設けられる。

【００１５】制御プロセッサ部１１は、上位装置からの
制御コマンドを受けて解析し、解析結果をディスクドラ
イブ装置２０に通知する。またリード／ライト時のフォ
ーマット制御、ＥＣＣの生成、データエラーの検出等を
行う。ディクスドライブ装置２０は、ディスク制御装置
１０とのインタフェース制御部２１、データ変復調部２
２、リード／ライト制御部２３、リード／ライト回路２
４、サーボ制御部２５、位置決め制御部２６を備える。

【００１６】尚、データ変復調部２２とリード／ライト
回路部２４はＶＦＯ回路を構成する。３０はディスクエ
ンクロージャーであり、スピンドルモータ３１の回転軸
に、複数の記録再生用のデータディスク１と１枚のサー
ボディスク２を装着し、データディスク１に対してはデ
ータヘッド３が配置され、またサーボディスク２に対し
てはサーボヘッド４が配置される。

【００１７】データヘッド３及びサーボヘッド４はＶＣ
Ｍ３２によりディスク１，２のトラックを横切る方向に
移動される。図３はディスクエンクロージャー３０に使
用されるヘッド駆動機構を示す。図３において，３３は
回転軸であり、回転軸３３の後方にＶＣＭのコイルコア
３４が配置され、前方に複数本のアーム３５が延在され
ている。各アーム３５の先端にはジンバル３６を介して
データヘッド３が装着されており、複数のデータヘッド
１の中央位置にサーボヘッド４が装着されている。

【００１８】アーム３５の側面にはヘッドＩＣ３６が実
装される。このヘッドＩＣ３６にはヘッド切換回路が含
まれている。再び図２を参照するに、ディスクドライブ
装置２０の位置決め制御部２５は、予め求めたサーボヘ
ッド４に対するデータヘッド３の位置ずれ量を各データ
ヘッド３毎に記憶しており、ヘッド切換えを行った際に
、対応する位置ずれ量だけヘッド位置を補正する処理を
行った後に書込み又は読出し動作に入る。

【００１９】更に位置決め制御部２５はデータヘッド３
を位置ずれ量に応じてブロック分けしており、同じブロ
ック内でのヘッド切換えについては位置ずれ補正を行わ
ず、異なるブロックのヘッドに切換えた場合にのみ位置
ずれ補正を行う。図４は本発明によるデータヘッドのブ
ロック分割の第１実施例を示した説明図である。

【００２０】図４において、中央のサーボヘッド４の上
側にヘッド番号ＨＤ０〜ＨＤｎ＋１で示すデータヘッド
３を配置し、下側にヘッド番号ＨＤｎ＋２〜ＨＤｍ＋１
で示すデータヘッド３を配置している。尚、ＨＤ０〜Ｈ
Ｄｍ＋１は物理ヘッド番号である。上側のヘッド番号Ｈ
Ｄ０〜ＨＤｎ＋１のデータヘッド３はサーボヘッド４に
対し左側に位置ずれを起こしており、また下側のヘッド
番号ＨＤｎ＋２〜ＨＤｍ＋１のデータヘッド３はサーボ
ヘッド４に対し右側に位置ずれを起こしている。

【００２１】この実施例ではヘッド番号ＨＤ０〜ＨＤｍ
＋１のデータヘッド３をサーボヘッド４を境に第１ブロ
ックと第２ブロックに２分割している。このようにブロ
ック分けした際の第１ブロック及び第２ブロックのサー
ボヘッド４に対するデータヘッド３の位置ずれ量として
は、各ブロックに属するデータヘッド３の持つ個々の位
置ずれ量の平均値を使用して他のブロックからヘッド切
換えが行われた時の位置ずれ補正を行う。この異なるブ
ロック間でのヘッド切換えには従来と同様に２〜３ｍｓ
程度の時間を必要とする。

【００２２】その後、同じブロック内でのヘッド切換え
については、位置ずれ補正は行わない。このため同一ブ
ロック内でのヘッド切換えに要する時間は約５〜１５μ
ｓと短縮できる。ここで第１実施例におけるブロック化
のタイミングは、装置の初期化時の１回のみであっても
よいし、装置の使用時に定期的に行うようにしてもよい
。

【００２３】図５は本発明におけるブロック分割の第２
の実施例を示した説明図であり、サーボヘッド４に対す
るデータヘッド３の位置ずれ状態が図３のように方向性
をもたずにランダムに生じた場合を例にとっている。こ
のような場合には、例えば、サーボヘッド４に対し左側
に位置ずれを起こしているデータヘッド３を集めた第１
ブロックと、右側に位置ずれを起こしているデータヘッ
ド３を集めた第２ブロックとに２分割する。

【００２４】このようなブロック分割では各ブロックに
属するデータヘッド３の物理ヘッド番号が連続しなくな
り、特定シリンダにヘッドを位置付けた状態でヘッドを
順番に切換えてデータの書込み又は読出しを行なうブロ
ックアクセスの際のヘッド指定が煩雑になる。そこで図
６に示すように、連続性のない第１ブロックと第２ブロ
ックの物理ヘッド番号について、連続性をもつ論理ヘッ
ド番号を割り当てた変換テーブルを作成し、上位装置か
らの指定ヘッド番号を論理ヘッド番号として受け入れ、
変換テーブルを使用して物理ヘッド番号に変換してヘッ
ド切換えを行う。

【００２５】ここで第２実施例のブロック化のタイミン
グは、図６に示したように論理ヘッド番号を決定する必
要があることから、装置の初期化時の１回のみとする。 尚、図４及び図５では第１及び第２ブロックに属するヘ
ッド本数が同じになっているが、これは説明の都合上で
あり、実際にはブロック分けを行なう規則に応じて各ブ
ロックのヘッド数は適宜に定まる。

【００２６】図７は位置ずれ補正機能を持たない磁気デ
ィクス装置の接続を予定した上位装置で本発明の磁気デ
ィスク装置の使用を可能とするためのブロック分割に伴
なうシリンダ及びヘッド構成を従来と対比して示した説
明図である。本発明の磁気ディスク装置は、ヘッド切換
え時に位置ずれ補正を行うことを前提としており、この
位置ずれ補正に２〜３ｍｓ程度の処理時間を必要とする
。従って、本発明の磁気ディスク装置を接続する上位装
置では、このヘッド切換え時の位置ずれ補正に伴なう処
理を意識したアクセス管理を行っている。例えばヘッド
切換え後の位置ずれ補正に２〜３ｍｓ程度かかるため、
この間に次のトラックのセクタ０を通過してしまった場
合には１回転待ちとなり、この回転待ちを正常動作とし
て許容するアクセス管理を上位装置は行っている。

【００２７】これに対し位置ずれ補正機能をもたない磁
気ディスク装置の使用を予定している上位装置に本発明
の位置ずれ補正機能を備えた磁気ディスク装置を接続す
ると、ヘッド切換後の位置ずれ補正に伴う回転待ち等の
際に、上位装置はタイムオーバー・エラーと認識して異
常終了と判定してしまい、正常に制御できない。そこで
本発明の第３実施例にあっては、ヘッドの位置ずれ補正
が行なわれるブロック間でのヘッド切換えの際に、上位
装置に対しヘッド切換えをシーク動作に見せ、シーク待
ちにより位置ずれ補正に伴う上位装置の異常処理を回避
できるようにする。

【００２８】図７（ａ）は従来のヘッド構成とディスク
トラックの軸方向の連鎖で形成されるシリンダ構成の対
応関係を示す。この例ではデータヘッド３は物理ヘッド
番号ＨＤ０〜ＨＤ１０でなる２０個で構成され、またシ
リンダ数は物理シリンダ番号ＣＹＬ００００〜ＣＹＬ０
０９９の１００シリンダで構成される。

【００２９】図７（ｂ）は図７（ａ）を対象に４つのブ
ロックに分けた際の本発明のヘッド及びシリンダ構成を
示す。まず４ブロックに分けた際に、第１ブロック〜第
４ブロックの各ブロックに含まれるヘッド本数は同数と
する。この場合、各ブロックには５つのヘッドが割り当
てられる。

【００３０】このブロック分けにおける物理シリンダ番
号は、右側に示すように、第１ブロック〜第４ブロック
の各々において、同じ物理シリンダ番号ＣＹＬ００００
〜ＣＹＬ００９９の繰り返しとなる。このような物理ブ
ロック番号は左側に示すように、第１ブロックから第４
ブロックまで順番に増加する連続した論理シリンダ番号
ＣＹＬ００００〜ＣＹＬ０３９９に変換され、次の変換
テーブルを得る。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　［物理
シリンダ番号］　　［論理シリンダ番号］　　　　　　
第１ブロック　　　　　　ＣＹＬ００００〜００９９　
　　　　　ＣＹＬ００００〜００９９　　　　　　第２
ブロック　　　　　　ＣＹＬ００００〜００９９　　　
　　　ＣＹＬ０１００〜０１９９　　　　　　第３ブロ
ック　　　　　　ＣＹＬ００００〜００９９　　　　　
　ＣＹＬ０２００〜０２９９　　　　　　第３ブロック
　　　　　　ＣＹＬ００００〜００９９　　　　　　Ｃ
ＹＬ０３００〜０３９９このような物理シリンダ番号と
論理シリンダ番号の変換テーブルを使用することで、同
じ物理シリンダ番号の中でのヘッド切換えであっても、
異なるブロックのヘッドへ切換えた際には、論理シリン
ダ番号が変わることとなり、このため論理シリンダ番号
が異なることから実際には同一シリンダ位置でのヘッド
切換えにもかかわらず、上位装置はシーク動作と認識す
ることになる。

【００３１】図８は図７において、物理シリンダ番号Ｃ
ＹＬ００００に位置付けた状態でデータヘッドを物理ヘ
ッド番号ＨＤ００からＨＤ１９へ順番に切換えた時の動
作を、図８（ａ）の物理シリンダ番号をそのまま使用し
た場合と、図８（ｂ）の図７（ｂ）の変換テーブルを使
用した場合に分けて示したものである。図８（ａ）は論
理シリンダ番号ＣＹＬ００００がそのまま物理シリンダ
番号ＣＹＬ００００となり、ブロック内でのヘッド切換
えについては位置ずれ補正を必要としないが、異なるブ
ロック間のヘッド切換えについては位置ずれ補正を必要
とする。

【００３２】このため位置ずれ補正機能を持たない磁気
ディスク装置の接続を予定している上位装置に本発明の
磁気ディスク装置を接続することはできない。これに対
し図８（ｂ）の変換テーブルを使用した場合には、第１
ブロックについては論理シリンダ番号ＣＹＬ００００は
そのまま物理シリンダ番号ＣＹＬ００００となるが、第
２ブロック、第３ブロック及び第４ブロックについては
、異なる論理シリンダ番号ＣＹＬ０１００、ＣＹＬ０２
００、ＣＹＬ０３００となり、上位装置はシリンダ番号
が変わることからシーク動作として認識し、論理シリン
ダ番号に変わるブロック間でのヘッド切換えで行われる
位置ずれ補正に伴なう処理の遅れをシーク待ちとして正
常に処理できる。

【００３３】このため位置ずれ補正機能を持たない磁気
ディスク装置の接続を予定している上位装置であっても
、図７（ｂ）の変換テーブルを備えることで本発明の磁
気ディスク装置を接続することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ータヘッドの位置ずれ補正をヘッドのブロック単位で行
うことにより、位置ずれ補正による安定した読み取り動
作と、ヘッドの切換えの処理時間を短縮することができ
る。またブロック内の物理ヘッド番号を連続させた論理
ヘッド番号を使用するため、大量のデータをヘッド切換
えによりアクセスする処理を効率化できる。

【００３５】更にブロック毎に異なる論理シリンダ番号
に変換することにより、ブロック間のヘッド切換えに伴
なう位置ずれ補正を上位装置に対しシーク動作に見せ、
位置ずれ補正機能を持たない磁気ディスク装置に見せ掛
けることで、磁気ディスク装置の制御条件を変えること
なく位置ずれ補正機能のない磁気ディスク装置を使用し
ている上位装置にそのまま使用させることができ、高い
汎用性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】本発明のヘッド駆動機構の説明図

【図４】本発
明のデータヘッドのブロック分割の説明図

【図５】本発
明のデータヘッドの他のブロック分割を示した説明図

【図６】図５のブロック分割を対象とした物理ヘッド番
号と論理ヘッド番号との変換説明図

【図７】上位装置が位置ずれ補正機能を持たない磁気デ
ィクス装置の接続を予定した場合のブロック分割に伴な
うシリンダ及びヘッド構成を従来と対比して示した説明
図

【図８】図７についてヘッドをＨＤ０からＨＤ１９に順
番に切換えた時の位置ずれ補正の説明図

【符号の説明】

１：データディスク ２：サーボディスク ３：データヘッド ４：サーボヘッド ５：位置決め制御手段 １０：ディスク制御装置 １１：制御プロセッサ部 １２：インタフェース制御部 １３：データ転送バッファ １４：シリアル／パラレル変換部 １５：ドライブ・インタフェース部 ２０：ディスクドライブ装置 ２１：インタフェース制御部 ２２：データ変復調部 ２３：リード／ライト制御部 ２４：リード／ライト回路 ２５：サーボ制御部 ２６：位置決め制御部 ３０：ディスクエンクロージャー ３１：スピンドルモータ ３２：ボイスコイルモータ（ＶＣＭ） ３３：回転軸 ３４：ＶＣＭのコイルコア ３５：アーム ３６：ジンバル ３６：ヘッドＩＣ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピンドル軸に装着した複数のディスク内
   の少なくとも１つのディスク面を回転位置情報を記録し
   たサーボディスク（２）とすると共に残りを記録再生用
   のデータディスク（１）とし、前記データディスク（１
   ）に設けたデータヘッド（３）及び前記サーボディスク
   （２）に設けたサーボヘッド（４）を媒体トラックを横
   切る方向に移動自在とし、前記データヘッド（３）を切
   換えた際に前記サーボヘッド（４）に対するデータヘッ
   ド（３）の位置ずれを補正した後に記録再生動作に入る
   磁気ディスク装置に於いて、前記複数のデータヘッド（
   ３）を、サーボヘッド（４）に対する位置ずれ量に応じ
   て複数のブロックに分け、同一ブロックに属するデータ
   ヘッド間での切換時には位置ずれの補正を行わず、他の
   ブロックのデータヘッドへの切換時にのみ位置ずれを補
   正する位置決め制御手段（５）を設けたことを特徴とす
   る磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気ディスク装置に於いて
   、前記位置決め制御手段（５）は、同一ブロックに属す
   るデータヘッドの物理ヘッド番号がブロック内で連続し
   た論理ヘッド番号となるように変換することを特徴とす
   る磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の磁気ディスク装置に於いて
   、前記位置決め制御手段（５）は、各ブロック内のデー
   タヘッドの本数を同数とし、先頭のブロックから論理シ
   リンダ番号を順番に割り当てることで各ブロックにおけ
   る同一物理シリンダ番号の繰り返しを各ブロック毎に異
   なる連続する論理シリンダ番号に変換し、異なるブロッ
   ク間での位置ずれの補正を伴うヘッド切換えの際に、論
   理シリンダ番号の切換えによって上位装置にヘッド切換
   えに伴なう位置ずれの補正をシーク動作に見せてシーク
   待ちさせるようにしたことを特徴とする磁気ディスク装
   置。