JPH06338134A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ書き込み時の耐衝撃性に優れ、部品点
数が少なく、小型化が可能な磁気ディスク装置を提供す
ること。 【構成】 磁気ディスク装置へのデータ書き込み時に、
ホストコンピューターから指定されたデータ書き込みセ
クターに隣接するセクターのデータを、予め読み込み記
憶しておくメモリーと、衝撃印加時の磁気ヘッドの位置
ずれ量をサーボデータから検出する位置ずれ検出回路か
らなり、隣接セクターのデータ破壊を生じる位置ずれの
検出時に、メモリーに記憶したデータを隣接セクターに
書き込み、データを修復する。

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に関
し、特に動作時の衝撃に対するセクター上の磁気ヘッド
の位置ずれ検出機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置に於いては近年小型軽
量化が進み、ノートブックサイズのコンピュータ及びパ
ームトップコンピューターに代表される持ち運び可能な
小型情報機器に搭載されるに至っている。小型情報機器
では使用者が手に持って操作することにより、磁気ディ
スク装置に対するデータの書き込み、読み出し動作時に
不注意により落下され、磁気ディスク装置が衝撃を受け
る機会が多くなっている。このため動作時の耐衝撃性の
優れた磁気ディスク装置が要求されてきている。

【０００３】磁気ディスク装置、特に小型情報機器に搭
載可能なディスクサイズが２．５”以下のものに於い
て、装置の構造と、データ書き込み及び読み出し動作に
ついて現在その主流になっている方式を説明する。

【０００４】磁気ディスク装置に於いては、図３、図４
及び図５に示されるようにデータを読み書きする磁気ヘ
ッド２はサスペンション２０と呼ばれるバネ部材に搭載
されており、スピンドルモータ３（以下ＳＰＭと記
す。）により４、０００回転前後に高速回転する磁気デ
ィスク１によって生ぜられる空気流により磁気ディスク
１上を０．１μｍ前後の高さで浮上している。前記磁気
ヘッド２は、回転型ボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと
記す。）１１と、後述するサーボ制御により所定のデー
タトラック上に高速に移動し、正確に位置決めされる。
ＶＣＭ１１は下ヨーク２１、上ヨーク２２、Ｎ極とＳ極
の磁界を発生する磁石２３、２４、コイル２５及びサス
ペンション２０を搭載するアーム体２６、アーム体２６
を回転保持する回転軸受け２７から構成される。

【０００５】磁気ヘッド２が目的のデータトラック上に
移動する場合、ＶＣＭ制御回路１０によりコイル２５に
流れる電流の方向と大きさが制御され、コイル２５には
その電流ｉに対応した磁界が発生する。コイル２５は磁
石２３、２４の上部に小さな隙間をもって配置されてお
り、磁石との重なり部２５ａ、２５ｂでは異なった極性
の磁界が発生するので、コイル２５は同一回転方向に反
発、あるいは吸引され、コイル２５を搭載したアーム体
２６が、回転軸受け２７を中心に回転することにより磁
気ヘッド２を目的のデータトラック上に移動させること
ができる。

【０００６】次にサーボ制御方式について説明する。小
型磁気ディスク装置に於いては、データが記憶されるデ
ィスク面と同一面に、磁気ヘッド２の位置制御をするた
めの基準信号であるサーボデータが書き込まれているデ
ータ面サーボ方式が一般的になっており、そのなかでも
磁気ディスク１上のデータトラックを、円周方向に５０
前後の領域に等分割したセクターと呼ばれる記録単位の
先頭部分に、サーボ信号が配置されているセクターサー
ボ方式が広く用いられている。

【０００７】サーボデータ１７は図６で示されるよう
に、データ部１８の先頭部に位置し、大きくはデータの
読みだしタイミングと振幅を調整するための同期部１７
ｓと、ディスク上の何番目のトラックかを表すトラック
アドレス部１７ｔと、後述するトラック中心に対する磁
気ヘッド２の位置ずれ量を表す位置誤差信号（以下ＰＥ
Ｓと記す。）を生成するためのバースト部１７´からな
っている。

【０００８】トラックアドレス部１７ｔには各トラック
に順番に絶対アドレスが割り振られており、ＰＥＳを生
成するバースト部１７´はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４個のバー
スト信号１７´ａ、１７´ｂ、１７´ｃ、１７´ｄ、か
ら成る。これらのバースト信号からどのようにＰＥＳが
生成されるのかを以下に示す。図７は磁気ヘッドギャッ
プ２ａが、ディスクの半径方向にゆっくり動いて行った
時のＡバースト信号１７´ａとＣバースト信号１７´ｃ
の振幅を表している。振幅に平坦な部分があるのはバー
スト信号が１トラックピッチの幅で書き込まれているの
に対し、磁気ヘッドのギャップ幅は通常１トラックピッ
チより狭いからである。

【０００９】４個のバースト信号から同様に、位相の異
なった４個の信号が得られる。これらからマイクロコン
トローラー８（以下ＭＣＵと称する。）は図８に示すＡ
−Ｃ、Ｂ−Ｄ、（Ａ−Ｃ）＊、（Ｂ−Ｄ）＊を計算し、
（＊は信号の反転を表す）下記ルールによる大小関係に
より常に右上がりの直線部分を選択し、これを図９に示
すＰＥＳとする。前記ルールは、Ｐ＝Ｄ−Ｂ、Ｐ＊＝
（Ｄ−Ｂ）＊、Ｑ＝Ｃ−Ａ、Ｑ＊＝（Ｃ−Ａ）＊とした
時、Ｐ＞Ｑ、かつＰ＜Ｑ＊ならＰＥＳ＝Ｐとする。Ｐ＞
Ｑ、かつＰ＞Ｑ＊ならＰＥＳ＝Ｑとする。Ｐ＜Ｑ、かつ
Ｐ＞Ｑ＊ならＰＥＳ＝Ｐ＊とする。Ｐ＜Ｑ、かつＰ＜Ｑ
＊ならＰＥＳ＝Ｑ＊とする。図９に於いて、横軸は磁気
ヘッド２の位置ずれ量を、縦軸は位置ずれ量に対する振
幅を表し、上記４個のＰＥＳにより２トラックにわたる
磁気ヘッド２の位置ずれ量を表す。

【００１０】前述したサーボデータ１７の読み出し時、
図５に示されるように、磁気ヘッド２は、高速回転する
磁気ディスク１上の、記録データに対応する磁化パター
ンによって生じるインダクティブ変化を出力信号として
読み取る。この出力信号はプリアンプ４と信号処理回路
５と復調回路６とからなる信号処理部４２において処理
されるが、先ずプリアンプ４において微弱な信号を必要
とされる振幅まで増幅する。増幅された信号は信号処理
回路５を介し、トラックアドレス信号とＰＥＳを生成す
るための復調回路６に送られる。復調回路６から出力さ
れたトラックアドレス信号とＰＥＳはＭＣＵ８に送られ
る。おくられた信号はＭＣＵ８とＤ／Ａコンバーター９
とＶＣＭ制御回路１０とからなる制御部で処理されるが
先ずＭＣＵ８にて動作するソフトウェアサーボ制御によ
り処理され、ＶＣＭ１１への位置指令信号がデジタル値
で出力される。位置指令信号はＤ／Ａコンバーター９に
よりアナログ信号に変換され、ＶＣＭ制御回路１０より
ＶＣＭ駆動電流が出力され、ＶＣＭ１１は所定の回転角
度分だけ回転する。

【００１１】目的のトラック近傍まで磁気ヘッド２を移
動させるシーク動作は、磁気ヘッド２の移動速度を制御
する速度制御にて行われる。速度制御は、予め設定され
た速度プロファイルに従って行われ、プロファイルに乗
るまでは最高速度で駆動し、以後はプロファイルをトレ
ースするように制御する。移動中の磁気ヘッド２の位置
はトラックアドレス信号により得られる。目的トラック
に近づくと、トラックフォローイングモードに移行し、
位置制御に切り替わる。このモードではバースト信号読
み取り後、ＭＣＵが前述した計算を行い大小関係を比較
後、位置補正を行うＰＥＳを選択し、そこから得られる
トラックずれ量を補正する方向にＶＣＭ１１を駆動し、
磁気ヘッド２を指定セクター上に正確に位置決めする。

【００１２】その後ＶＣＭには図３及び図４に示される
ように、プリアンプ４と磁気ヘッド２を接続するケーブ
ル２９によって生じる張力や、磁気ディスク装置の非動
作時に、磁気ヘッド２を待避位置に固定するためのラッ
チ磁石３０による吸引力などにより磁気ヘッド２が移動
しないように、一定の電流が流され続ける。これにより
磁気ヘッド２は指定セクターのデータを読み書きする
間、セクター上にホールドされる。

【００１３】磁気ディスク装置のデータを読み出す場
合、磁気ヘッド２はホストコンピューター１６によって
指定された読み出しセクター上に、前述したサーボ制御
により正確に位置決めされる。位置決め後、磁気ヘッド
２はサーボデータと同様に高速回転する磁気ディスク１
上の記録データに対応する磁化パターンによって生じる
インダクティブ変化を出力信号として読み取る。この出
力信号は微弱なためプリアンプ４により必要とされる振
幅まで増幅される。増幅された信号は信号処理回路５に
よりＮＲＺデータに変換され、磁気ディスク装置の信号
の流れと動作をホストコンピューター１６の命令に従っ
て制御するハードディスクコントローラー（以下ＨＤＣ
と記す。）７と、インターフェース回路１５（以下Ｉ／
Ｆと記す。）を介し、ホストコンピューター１６に送ら
れる。この時ホストコンピューター１６が他の処理を実
行中でＨＤＣ７からのデータを受け取られない場合、Ｈ
ＤＣ７は、データを一時バッファメモリー１３に記憶
し、ホストコンピューター１６の処理終了後データの転
送を行う。

【００１４】磁気ディスク装置にデータ書き込む場合、
データ読み出し時と同様に磁気ヘッド２は、ホストコン
ピューター１６によって指定された書き込みセクター上
に、正確に位置決めされる。ホストコンピューター１６
からのＮＲＺデータは、Ｉ／Ｆ１５とＨＤＣ７を介し、
信号処理回路５に送られ、磁化パターンに変換される。
プリアンプ４は、磁化パターンに対応した書き込み電流
を磁気ヘッド２に出力し、磁気ディスク１上にデータが
書き込まれる。この時ホストコンピューター１６から送
られるデータの転送速度が速く、処理出来ない場合、Ｈ
ＤＣ７はデータを一時バッファメモリー１３に記憶し、
順次、磁気ディスク１上への書き込みを行う。

【００１５】上記磁気ディスク装置のデータ読み書き動
作中に衝撃が加わった場合、前述したようにアーム体２
５はケーブル２９の張力や、ラッチ磁石３０の吸引力に
対する一定の力だけでセクター上にホールドされている
だけなので、アーム体２５はその衝撃印加方向のデータ
トラック上に移動してしまうことになる。

【００１６】データ読み出し時に衝撃が加わった場合、
磁気ヘッド２は、指定されたセクターとは異なる隣接し
たセクターに向かって移動し、指定されたセクターから
はずれる際に異常なデータを読みとることになる。これ
によりデータエラーが生じ、ホストコンピューター１６
は読みだしエラーとして異常を知ることができ、リトラ
イと呼ばれる再読み出し動作を、衝撃印加終了後に実行
することにより、正しいデータを得ることができる。

【００１７】一方データ書き込み時に於いては、磁気ヘ
ッド２は同様に隣接したセクターに向かって移動し、指
定セクター以外のセクターにデータを書き込んでしま
う。これにより、隣接したセクターに書き込まれていた
データは破壊され、データを記憶する磁気ディスク装置
としては致命的な不具合を生じることになる。

【００１８】前述した不具合を解消するために、従来の
磁気ディスク装置に於いては圧電素子などをセンサーと
する小型の衝撃センサー３１を搭載し、衝撃印加時に衝
撃センサー３１から出力される信号により書き込み動作
を禁止し、データ破壊を回避するものがある。前記方式
の衝撃センサー３１は、小基板３１ａ上にセンサー３１
ｂと、センサー３１ｂの信号を増幅し波形成形するセン
サー信号処理回路３１ｃが実装された構造になってい
る。衝撃センサー３１の磁気ディスク装置への搭載方法
としては、図４に示すようにメイン回路基板３２上に半
田付けによって実装されているもの、あるいは図面は省
略するが、ベース２８にネジ止めなどにより固定されて
いるものがある。衝撃印加時に於いて、衝撃センサー３
１は衝撃検知信号をＨＤＣ７に送る。これによりＨＤＣ
７は磁気ヘッド２が隣接セクターに移動する前に書き込
み動作を中止し、同時にホストコンピューター１６に対
し、書き込みエラーの発生を知らせる。ホストコンピュ
ーター１６は衝撃印加終了後、ＨＤＣ７に対し再度デー
タ書き込み動作を指令し、データは正常に記憶され、デ
ータ破壊は回避される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の方式では、衝撃センサー３１を新たに設けるこ
とにより磁気ディスク装置の部品点数が増え、搭載する
ための工数が必要になるばかりでなく、衝撃センサー３
１を配置するためのスペースが必要になり、小型軽量化
を目指す磁気ディスク装置に於いては大きな欠点となっ
ていた。

【００２０】そこで本発明は、部品点数が少なく、小型
軽量化が実現可能な、データ書き込み時の耐衝撃性に優
れた磁気ディスク装置の提供を目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク装置に於いては、磁気ディス
ク装置へのデータ書き込み時に、ホストコンピューター
から指定された書き込みセクターに隣接するセクターの
データを予め読み込み、記憶しておくメモリーと、衝撃
印加による磁気ヘッドの位置ずれ量をサーボデータから
検出する位置ずれ検出回路を有し、隣接セクターのデー
タ破壊を生じるような位置ずれを検出した場合、メモリ
ーに記憶したデータを隣接セクターに書き込み、データ
を修復することを特徴とするものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の実施例に於ける磁気ディスク
装置のブロック図、図２は磁気ディスク上のセクターの
配置を表す概略平面図である。従来技術と同一な部分は
説明を省略する。

【００２３】磁気ディスク装置へのデータ書き込み時、
ＨＤＣ７はホストコンピューター１６によって指定され
たデータ書き込みセクターＳｎ，Ｔｒ．ｎに隣接するセ
クターＳｎ，Ｔｒ．ｎ＋１、Ｓｎ，Ｔｒ．ｎ−１のデー
タを予め読み出し、バッファーメモリー１３のメモリー
１３ａに記憶する。その後ＨＤＣ７は、ホストコンピュ
ーター１６から送られた書き込みデータを指定セクター
Ｓｎ，Ｔｒ．ｎに書き込む。書き込み終了後、位置ずれ
検出回路１４は、後続のセクターＳｎ＋１，Ｔｒ．ｎの
サーボデータ１７を読み取り、トラックアドレスデータ
がデータ書き込みセクターＳｎ，Ｔｒ．ｎのトラックア
ドレスデータと異なっていた場合、あるいは、ＰＥＳか
ら、隣接セクターＳｎ，Ｔｒ．ｎ＋１、またはＳｎ，Ｔ
ｒ．ｎ−１のデータが破壊されたと思われる位置ずれ量
を検出した場合、メモリー１３ａに記憶したデータを、
隣接セクターＳｎ，Ｔｒ．ｎ＋１、またはＳｎ，Ｔｒ．
ｎ−１に書き込むことをＨＤＣ７に指示する。

【００２４】また、位置ずれ検出回路１４を、ＨＤＣ７
と一体化しても同様の効果が得られ、部品点数の削減に
も寄与する。

【００２５】ＰＥＳからデータ破壊が生じたことを検出
する基準としては、例えば、通常データ破壊が生じる危
険性が増大するのは、磁気ヘッド２の位置ずれ量が、ト
ラックピッチの１０％前後に達した場合であるので、図
９のＰＥＳに於いては、振幅値がＰ点に達した場合に、
位置ずれ検出回路１４はデータ破壊が生じた事を検出す
る。

【発明の効果】

【００２６】本発明の磁気ディスク装置は、従来の磁気
ディスク装置のバッファーメモリーを増設し、ＨＤＣの
コントロールシーケンスを僅かに変更するだけで、デー
タ書き込み時の衝撃によるデータ破壊を回避したもので
ある。近年、メモリー素子の技術革新は目ざましく、同
一形状、同一価格の集積回路での記憶容量向上が実現さ
れ、スペースの増大を招かず、容易にメモリーの増設が
できる。このため衝撃センサーを設けることによる部品
点数の増大を招くことがなく、センサーを搭載するため
のスペースも不要となり、磁気ディスク装置の小型軽量
化に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於ける磁気ディスク装置と
ホストコンピュータとの関係を示すブロック図である。

【図２】磁気ディスク上のセクターの配置を表す概略平
面図である。

【図３】磁気ディスク装置を表す平面図である。

【図４】従来の磁気ディスク装置を表す斜視図である。

【図５】従来の磁気ディスク装置とホストコンピュータ
との関係を示すブロック図である。

【図６】サーボデータを表す概略パターン図である。

【図７】バースト信号の振幅を表す図である。

【図８】バースト信号の計算結果を表す図である。

【図９】ＰＥＳを表す図である。

【符号の説明】

Ｓｎ，Ｔｒ．ｎ データ書き込みセクター Ｓｎ，Ｔｒ．ｎ＋１ 隣接セクター Ｓｎ，Ｔｒ．ｎ−１ 隣接セクター １ 磁気ディスク ２ 磁気ヘッド ３ スピンドルモータ ４ プリアンプ ５ 信号処理回路 ６ 復調回路 ７ ハードディスクコントローラー ８ マイクロコントローラー ９ Ｄ／Ａコンバーター １０ ボイスコイルモータ制御回路 １１ ボイスコイルモータ １２ スピンドルモータ制御回路 １３ バッファメモリー １３ａ メモリー １４ 位置ずれ検出回路 １５ インターフェース回路 １６ ホストコンピューター １７ サーボデータ ４０ 制御部 ４２ 信号処理部 ２６ アーム体 ２８ ベース ３１ 衝撃センサー ３２ メイン基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクと、該磁気ディスクを所定
   の速度で回転させるスピンドルモータと、該スピンドル
   モータを駆動させる制御回路と、前記磁気ディスクに情
   報の書き込み読みだしを行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッ
   ドを取り付けたアーム体と、該アーム体を目的とするセ
   クターに移動させるボイスコイルモータと、前記磁気デ
   ィスクからの位置情報を処理する信号処理部と、前記磁
   気ヘッドをセクター中心上に位置決めするセクターサー
   ボ方式の制御を行う制御部と、装置全体の信号の流れと
   動作を制御するハードディスクコントローラーと、ホス
   トコンピュータとの情報のやりとりを行うインターフェ
   ース回路と、データ書き込み時にデータ書き込みセクタ
   ーにとなりあう隣接セクターのデータを予め読み取り記
   憶するメモリーと、データ書き込み時の磁気ヘッドの位
   置ずれ量をデータ書き込みセクターと後続するセクター
   のサーボデータから検出する位置ずれ検出回路と、前記
   隣接セクターのデータ破壊が生じる位置ずれの検出時
   に、前記メモリーに記憶したデータを前記隣接セクター
   に書き込むこむ手段とを具備したことを特徴とする磁気
   ディスク装置。