JPH04341976A - 情報記録装置 - 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】本発明は磁気ディスク装置などの
ディスク基板を用いた情報記録装置に係り、特に大容量
記録に好適な情報記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置などディスク状の記録
媒体に情報を記録させる情報記録装置は計算機の外部記
録装置として広く用いられている。これらの記録装置で
は、ディスクの内周側のトラックでも外周側のトラック
でも１トラックあたりの記録容量は一定とする方式が従
来は一般的であった。この方式は外周側のトラックほど
情報の線記録密度が低くなる。そこで記録面をより有効
に利用してディスク面あたりの記録容量を増加させる方
法が知られている。この方法は記録エリアを半径方向に
複数本のトラックを含むいくつかのゾーンに分割し、外
周側のゾーンほど１トラックあたりの記録容量を大きく
する方法で、一部で実用化されている。このような記録
方式は、ゾ−ンデンシティーレコーディング方式、ゾー
ン記録方式などと呼ばれている。ゾーン記録方式につい
て書かれた文献としては例えば、エレクトロニック　　
デザイン　　ノーベンバ．１３．１９８６　（Ｅｌｅｃ
ｔｏｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ；　Ｎｏｖ．１３．１９
８６）のｐｐ．１４１−１４４の“コンスタント　　デ
ンシティ　　レコーディング　　カムズ　　アライブ　
　ウィズ　　ニュー　　チップス”（　　Ｃｏｎｓｔａ
ｎｔ　ｄｅｎｓｉｔｙｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｃｏｍｅｓ
　ａｌｉｖｅ　ｗｉｔｈ　ｎｅｗ　ｃｈｉｐｓ”）など
がある。なお、以後、本明細書においては従来一般的で
あった内外周のトラック容量が一定である方式を、一定
トラック容量方式、そして記録エリアを複数ゾーンに分
割して、ゾーンごとにトラック容量を変化させる方法を
ゾーン記録方式と呼ぶことにする。

【０００３】まず、従来の一定トラック容量方式におい
て一面あたりの容量を最大化する条件を説明する。一定
トラック容量方式の場合、最内周トラックの半径ｒｉｎ
ｎを最外周トラックの半径ｒｏｕｔの１／２とすること
により一面あたりの記録容量が最大となる。すなわち、
達成可能な最大線記録密度とトラック密度を各々Ｄｌ（
ビット／　ｍｍ），およびＤｔ（トラック／ｍｍ）とす
ると、トラックあたりの記録容量Ｃｔ（ビット）は最内
周のトラックの半径ｒｉｎｎで決まり（数１）となる。

【０００４】

【数１】 　　　　　　　　Ｃｔ＝２π×ｒｉｎｎ×Ｄｌ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（数１）また、記録できるデータトラックの本数Ｎ
ｔはトラック密度を一定とすれば（数２）で表わされる
。

【０００５】

【数２】 　　　　　　　　Ｎｔ＝（ｒｏｕｔ−ｒｉｎｎ）×Ｄｔ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（数２）したがって、面記録容量Ｃａｐｔは

【０００６】

【数３】 　　　　　　　　Ｃａｐｔ＝Ｃｔ×Ｎｔ　　　　　　　
　　　　　　＝２π×ｒｉｎｎ×（ｒｏｕｔ−ｒｉｎｎ
）×（Ｄｌ×Ｄｔ）　　　　　（数３）となる。（数３
）はｒｉｎｎについての２次式であるので、Ｃａｐｔが
最大となる条件は（数３）をｒｉｎｎで微分することに
より、

【０００７】

【数４】 　　　　　　　　ｒｉｎｎ＝０．５×ｒｏｕｔ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（数４）が得られる。これが一定容量トラック方
式で面記録容量を最大化するための条件である。（数４
）を（数３）に代入すると、最大面容量Ｃａｐｔ（ｍａ
ｘ）は

【０００８】

【数５】 　　　　　　　　Ｃａｐｔ（ｍａｘ）＝πｒｏｕｔ２×
（Ｄｌ×Ｄｔ）／２　　　　　　　　　　　　　　　　
（数５）で表される。つぎに最大面記録容量Ｃａｐｔ（
ｍａｘ）とｒｉｎｎ／ｒｏｕｔの関係をもとめる。ｒｉ
ｎｎ／ｒｏｕｔ＝αとおき、（数３）と（数５）に代入
し、その比βをとると

【０００９】

【数６】 　　　　　　　　β＝Ｃａｐｔ／Ｃａｐｔ（ｍａｘ）＝
４α（１−α）　　　　　　　　　　　　　　　　　（
数６）となる。（数６）はα＝０．５で最大値β＝１と
なり、α＝０．５５でβ＝０．９９，α＝０．４５でβ
＝０．９９となる。以上の結果から、一定トラック容量
方式では最内周トラックｒｉｎｎの半径と最外周トラッ
クの半径ｒｏｕｔとの比を０．５とすることによりディ
スク面での面容量Ｃａｐｔが最大となるが、ｒｉｎｎと
ｒｏｕｔの比が０．５から±１０％程度変化しても面容
量は１％程度しか変化しないことがわかる。これらの関
係から従来一定トラック容量方式の磁気ディスク装置で
は、最内周トラックの半径ｒｉｎｎはｒｏｕｔの１／２
よりもやや大きめに設計するのが普通であった。すなわ
ち、ｒｉｎｎをｒｏｕｔの０．５よりもやや大きめにす
ることにより、面容量をほぼ最大に保ちつつ、トラック
あたりの容量を大きくできるためにデータの転送速度を
高められ、またヘッドのシークストロークを小さくでき
るためにアクセスの観点からも有利になるからである。

【００１０】一方、ゾーン記録方式の磁気ディスク装置
は（数１）から（数６）で示したような単純な関係は一
般には成り立たない。ゾーン記録方式は基本的にはｒｉ
ｎｎとｒｏｕｔの間のエリアを複数のゾーンに分割し、
各ゾーンの内周部のトラックの線記録密度を最内周ｒｉ
ｎｎの線記録密度Ｄｌと概ね等しくすることにより、外
周側のゾーンのトラック容量を内周側のトラックよりも
増加させ、これにより一定トラック容量方式のとくに外
周側トラックを有効に利用するよう改善した記録方式で
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のゾ
ーン記録方式は、情報記録エリアの面積を増加すること
により面記録容量を増大し得ることに着眼した改善はな
されず、一定トラック容量方式のディスク形体における
外周トラック容量の改善という観点にとどまるものであ
った。本発明は、上記のような着眼により、従来のゾー
ン記録方式にはない高容量の情報記録装置を提供するこ
とを第１の目的とするものである。また本発明は、さら
に高信頼性記録の確保を意図した情報記録装置を提供す
ることを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明では、最内周情報トラックと最外周情報
トラックとの間の情報記録エリアを半径方向に複数のゾ
ーンに分割し、各ゾーン内の各情報トラックの情報容量
を等しくし、かつ外周側のゾーンほど情報容量を大きく
するディスク状の情報記録装置において、最内周の情報
トラックの半径をｒｉｎｎを、最外周の情報トラックの
半径をｒｏｕｔとするとき、

【００１３】

【数７】 　　　　　　　α＝ｒｉｎｎ／ｒｏｕｔ≦　０．５　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（数７）とする。ここで外周側のゾーンほど情
報容量を大きくするには、各ゾーンの最内周情報トラッ
クの線記録密度を概ね同じくするようにすればよい。ま
た、（数７）の条件を容易にするために、円板外径に対
する円板のセンタホール径の比率を従来よりも小さくす
る。より具体的には情報記録媒体は外径を２Ｒｏｕｔ（
半径Ｒｏｕｔ）、内径を２Ｒｉｎｎ（半径Ｒｉｎｎ）の
ディスク状のものとし、

【００１４】

【数８】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒｉｎｎ　
≦　０．２５×Ｒｏｕｔ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（数８）であることとする。ここで上記情報
記録媒体は磁気ディスクであってもよい。また、磁気デ
ィスク装置で用いられるスパッタ（薄膜媒体）円板では
磁気特性の向上などの目的で、ディスク基板の表面にテ
クスチャ加工と呼ばれる微細な溝状の一種のキズをディ
スク円周方向に沿ってつける加工が施されることがある
。（数７）の条件を満足する磁気ディスク装置において
は、ディスク基板のテクスチャ加工を基板面のほぼ全面
に施すことにする。より具体的には情報記録媒体の外径
を２Ｒｏｕｔ（半径Ｒｏｕｔ）、その内径すなわちセン
タホールの内径を２Ｒｉｎｎ（半径Ｒｉｎｎ）とすると
き

【００１５】

【数９】 　　　　　　　　　　　　　　Ｒｉｎｎ＋１．０（ｍｍ
）　≦　ｒ　≦　Ｒｏｕｔ−１．０（ｍｍ）　　　　　
　（数９）で表される半径　ｒ　の領域にテクスチャ加
工を施すようにする。

【００１６】

【作用】ディスク状の情報記録装置で、最内周情報トラ
ックと最外周情報トラックとの間の情報記録エリアを半
径方向に複数のゾーンに分割し、各ゾーン内の各情報ト
ラックの情報容量を等しくし、かつ外周側のゾーンほど
情報容量を大きくすることはゾーン記録方式で代表され
る。ゾーン記録方式は基本的には各ゾーン最内周トラッ
クの線記録密度を概ね等しくする記録方式であるため、
円板上の情報記録部分の面積が大きいほど面記録容量が
増加する。一般に最外周トラックの半径ｒｏｕｔは円板
のサイズが与えられれば、記録再生ヘッドなどの機械的
寸法が許す範囲でできるだけ大きな数値が採られる。こ
のため情報記録面積を大きくするためには、最内周トラ
ックの半径ｒｉｎｎが小さい値であるほど有効である。 したがってゾーン記録方式の磁気ディスク装置において
は、一定トラック容量方式の場合と異なり、α＝０．５
で面記録容量が最大となるのではなく、（数７）のよう
に　α　≦　０．５　でαが可能な限り小さくすること
により面記録容量を増加することが可能になる。すなわ
ち、これにより、　α　≧　０．５　のディスク形体の
一定トラック容量方式の面記録容量を改善するものとし
ての従来のゾーン記録方式では得られないような高容量
化への改善が可能になる。

【００１７】また、（数７）においてαを小さくするた
めには最外周トラック半径ｒｏｕｔを大きくするか、最
内周トラック半径ｒｉｎｎを小さくするのが有効である
が、ｒｉｎｎはセンタホールの大きさに制約を受け、セ
ンタホールの半径Ｒｉｎｎ　に対して、

【００１８】

【数１０】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒｉｎｎ
＞Ｒｉｎｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（数１０）である。したがって、ｒｉ
ｎｎを小さくするためにはＲｉｎｎを小さくするのが有
効であるが、現在生産されている磁気ディスク円板はＲ
ｉｎｎ／Ｒｏｕｔ値が０．２６以上であり、ゾーン記録
方式で記録容量を高めるために必ずしも十分ではない。 このため、ディスク基板のサイズを（数８）とすること
により、記録容量をより高めることが可能となる。

【００１９】また、ゾーン記録方式においてはディスク
面の記録可能面積が広いほど記録容量が高められる。こ
のため、ディスクの内縁、外縁とも（数９）に示すよう
に１．０ｍｍの加工用のマージン領域を除いたディスク
面の全面に、スパッタディスク基板のテクスチャ加工を
施すことにより、ディスク面のほぼ全面で安定な磁気特
性や安定なヘッドの浮上特性が得られ、安定で記録容量
の高いゾーン記録方式の磁気ディスク装置の実現が可能
となる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明する
。図２は本発明が適用される一般的な磁気ディスク装置
の構成を示す図である。磁気ディスク装置は一般に情報
記録媒体である少なくとも１枚以上の磁気ディスク１（
本例では３枚）、スピンドル５、磁気ディスク１の取り
付けられたスピンドル５を回転させるスピンドルモータ
６、ディスク面上の情報を記録再生するための磁気ヘッ
ド２、ヘッド２を支持するためのヘッドアーム３、ヘッ
ド群をディスクの半径方向に移動させて目的のトラック
にアクセスさせるためのキャリッジ４、これらの機構系
を保持するためのベース７、また電気回路系として、磁
気ヘッド１からの再生信号の増幅、弁別および記録信号
の制御などを行う記録再生回路８、変復調回路９、上位
の計算機（図に示さず）とのデータ交換の窓口であるイ
ンタフェース回路１０、アクセスやフォロイングの制御
を行うキャリッジ制御回路１１、モータ制御回路１２、
および装置全体の制御を行う制御回路１３などから構成
される。

【００２１】図１は本発明の特徴を説明するために図２
の磁気ディスク１を拡大して示す。ディスク１は外径（
直径）２Ｒｏｕｔでその中心部にスピンドルを貫通させ
るための直径２Ｒｉｎｎのセンタホールがあけられてい
る。 ｒｉｎｎは最内周トラックの半径、ｒｏｕｔは最外周ト
ラックの半径を表わす。ゾーン記録方式の場合ｒｉｎｎ
とｒｏｕｔの間を複数個のゾーンに分割する。図１の例
では８個のゾーンに分割した場合を示しており、ｚ１〜
ｚ８は各々のゾーンを示している。

【００２２】本発明は（数７）に示すように、ｒｉｎｎ
／ｒｏｕｔ　≦　０．５　とすることを特徴とするが、
その第１の数値例を（表１）に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】（表１）は一般に５．２５インチサイズと
呼ばれる磁気ディスク円板に対する本発明の数値例であ
る。５．２５インチサイズの磁気ディスク円板では外径
直径が１３０ｍｍ（Ｒｏｕｔ＝６５ｍｍ）、センタホー
ルの直径は４０ｍｍ（Ｒｉｎｎ＝２０ｍｍ）が標準サイ
ズとされている。 最外周トラック半径ｒｏｕｔは磁気ヘッドのサイズなど
が許すかぎり大きく採るが、具体的にはＲｏｕｔよりも
１〜５ｍｍ程度小さい値となる。本例ではｒｏｕｔを６
２ｍｍとした。Ａ１，Ａ２，Ａ３の例はｒｉｎｎをそれ
ぞれ、２６ｍｍ，３１ｍｍ，２０ｍｍとした場合であり
、いずれの例もα（ｒｉｎｎ／ｒｏｕｔ）は０．５以下
である。ここでゾーン記録方式はｒｉｎｎ〜ｒｏｕｔ間
を８つのゾーンに等分割し、各ゾーンの最内周トラック
の線記録密度を一定（５０ｋＢＰＩ）とした場合を想定
した。ここで表中の効果指標１は等しいｒｉｎｎとｒｏ
ｕｔ条件での最内周トラック（半径ｒｉｎｎ）の線記録
密度を５０ｋＢＰＩとした一定トラック容量方式の場合
との面容量の比率、効果指標２は一定トラック容量方式
で面容量が最大となる条件（α＝０．５）の場合の面容
量（Ｃａｐｔ（ｍａｘ））とゾーン記録方式での面容量
との比率を示すものである。従来の一定トラック容量方
式の場合はα≧０．５とするのが一般的であったが、（
表１）の結果から明らかなようにゾーン記録方式の場合
にはα値を０．５から小さくするほど、効果指標で表わ
される容量の増加分が大きくなることがわかる。なお、
例番のＡ１とＡ２は現在の標準サイズの５．２５インチ
ディスクを対象にした例であるが、Ａ３はセンタホール
の内径を３０ｍｍ（Ｒｉｎｎ＝１５ｍｍでＲｉｎｎ／Ｒ
ｏｕｔ＝０．２３）とした場合の例である。この場合に
はｒｉｎｎを２０ｍｍ程度まで小さくすることが可能と
なるのでより容量を増加させることができる。なお、Ａ
１，Ａ２の例では２１ｍｍ≦ｒ≦６４ｍｍ，Ａ３の例で
は１６ｍｍ≦ｒ≦６４ｍｍの半径　ｒ　の領域について
テクスチャ加工を施し、またこの領域でディスク表面の
一定平坦化加工を行うのが望ましい。

【００２５】表１に示す効果をわかり易くするために図
３を用いてさらに説明する。図３は表１の最内周トラッ
クの半径に対応する面記録容量の比率を示すものである
。すなわち、同図において、曲線ａおよび曲線ｂはそれ
ぞれ表１のｒｉｎｎの値に対してこれに対応する効果指
標１および効果指標２の値をそれぞれ右の縦軸のスケー
ルによりプロットして得た曲線である。したがって曲線
ａは、一定トラック容量方式に対するゾーン記録方式の
面記録容量の比率を示し、曲線ｂは、一定トラック容量
方式の最大面記録容量に対するゾーン記録方式の面記録
容量の比率を示す。曲線ｂから、ゾーン記録方式の面記
録容量はｒｉｎｎが３１ｍｍすなわちαが０．５におい
ては一定トラック容量方式の最大面記録容量より４４％
大きく、ｒｉｎｎが小さくなるにつれてその大きさはさ
らに大きくなることがわかる。曲線ａがｒｉｎｎの小さ
い値で曲線ｂより大きな値を示しているのは、ゾーン記
録方式がｒｉｎｎの小さくなるとともに曲線ｂのように
面記録容量が大きくなる一方で、これとは逆に、一定ト
ラック容量方式の面記録容量はｒｉｎｎの小さくなると
ともに小さくなることを示すものである。曲線ｃは、ゾ
ーン記録方式の面記録容量をｒｉｎｎが３１ｍｍのとき
を１とした場合の面記録容量の比率を左の縦軸のスケー
ルにより得た曲線である。同曲線からｒｉｎｎが２６ｍ
ｍのときすなわちαが０．４２のときその面記録容量は
９％、ｒｉｎｎが２０ｍｍでαが０．３２のときは１７
％増加することがわかる。 つまり、ゾーン記録方式の面記録容量は、αが１／２で
は一定トラック容量方式のそれより４０％以上大きく、
αが略１／３ではさらに２０％近く大きくなることにな
る。

【００２６】（表２）および（表３）に本発明の第２お
よび第３の数値例を示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】（表２）は一般に３．５インチサイズと呼
ばれる磁気ディスク円板、（表３）は一般に２．５イン
チサイズと呼ばれる磁気ディスク円板に対する本発明の
数値例である。３．５インチ円板の標準サイズはＲｏｕ
ｔ＝４７．５ｍｍ，Ｒｉｎｎ＝１２．５ｍｍであり、２
．５インチサイズの標準サイズはＲｏｕｔ＝３２．５ｍ
ｍ，Ｒｉｎｎ＝１０．０ｍｍである。例番Ｂ１，Ｂ２お
よびＣ１，Ｃ２は各々標準サイズ円板に対する本発明の
適用例であり、Ｂ３，Ｃ３はセンタホール径を標準サイ
ズよりも小さくしたものである。Ｂ３の例ではＲｉｎｎ
／Ｒｏｕｔ＝０．２１、Ｃ３の例ではＲｉｎｎ／Ｒｏｕ
ｔ＝０．２５となり、ｒｉｎｎをより小さくとることに
より容量を上げられるようにしたものである。いずれの
例においてもα値を０．５よりも小さくすることによっ
て、ゾーン記録方式の場合には（表１）の場合と同様に
面記録容量を大きくすることが可能となることがわかる
。すなわち数値的には、αが０．５のときの面記録容量
に比較して、表２ではαが０．３３のときの面記録容量
は１５％増、表３ではαが０．３７のときのそれは１４
％増となる。つまり表１の場合と同様、αが１／３では
略２０％に近い面記録容量増が得られる。なお、（表２
）のＢ１，Ｂ２の例では１３．５ｍｍ≦ｒ≦４６．５ｍ
ｍ、Ｂ３の例では１１ｍｍ≦ｒ≦４６．５ｍｍ、また（
表３）のＣ１，Ｃ２の例では１１ｍｍ≦ｒ≦３１．５ｍ
ｍ、Ｂ３の例では９ｍｍ≦ｒ≦３１．５ｍｍの半径ｒの
領域について、テクスチャ加工、およびディスク表面の
一定平坦化加工を行うのが望ましい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ディスクの最内周トラ
ックの半径を最外周とラックの半径の１／２以下にする
ことでゾーン記録方式のディスク装置の記録容量を高め
ることが可能となる。実際、最内周トラックの半径を僅
かに小さくすることで、増加する記録容量は無視出来な
い大きさとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクの構造を説明する図。

【図２】本発明の磁気ディスク装置の全体構成を説明す
る図。

【図３】面記録容量の比率を示す図で、本発明の効果の
例を説明する図である。

【符号の説明】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク基板上の情報記録媒体に円周状の
   情報トラックを有し、最内周情報トラックと最外周情報
   トラックとの間の情報記録エリアを半径方向に複数のゾ
   ーンに分割し、各ゾーン内の各情報トラックの情報容量
   を等しくし、かつ外周側のゾーンの各情報トラックほど
   情報容量を大きくする情報記録装置において、最内周情
   報トラックの半径をｒｉｎｎ、最外周情報トラックの半
   径をｒｏｕｔとするとき、 ｒｉｎｎ／ｒｏｕｔ≦０．５ とすることを特徴とする情報記録装置。
2. 【請求項２】上記、外周側のゾーンの各情報トラックほ
   ど情報容量を大きくすることは、各ゾーンの最内周情報
   トラックの線記録密度を概ね同じくするものであること
   を特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
3. 【請求項３】上記の情報記録媒体は、外径２Ｒｏｕｔ、
   内径２Ｒｉｎｎのディスク状のものであり、　　　　　
   　　　　　Ｒｉｎｎ　≦　０．２５×Ｒｏｕｔ であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   情報記録装置。
4. 【請求項４】上記の情報記録媒体は、磁気ディスクであ
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記
   載の情報記録装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の情報記録装置において、情
   報記録媒体の外径を２Ｒｏｕｔ、内径を２Ｒｉｎｎとす
   るとき、 Ｒｉｎｎ＋１．０（ｍｍ）　≦　ｒ　≦　Ｒｏｕｔ−１
   ．０（ｍｍ）で表される半径ｒの領域で基板表面にテク
   スチャ加工を施すことを特徴とする情報記録装置。