JPS634467A - 磁気デイスク駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディスク状に形成された磁気記録媒体を回
転駆動して、情報の記録／再生をおこなう磁気ディスク
駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

情報記録媒体、例えば円板状に形成された磁気記録媒体
（以下、磁気ディスクと称する）を回転駆動して情報の
記録および／または再生をおこなうディスク駆動装置に
は種々の形式のものが知られているが、特に小型で多く
の情報量を必要とするものについては、ハードディスク
装置とも称されるディスク駆動装置が多く採用されてい
る。このハードディスク装置は、硬質の円板の表面にＥ
ｎ気記ｔ３層を形成した磁気ディスクを高速で回転させ
、磁気ヘッドを磁気ディスク表面に浮上させて記録／再
生をおこなうようになっている。

この種のディスク駆動装置の一例を第６図に示す。同図
においてディスク駆動装置は、情報を記録する磁気ディ
スク１と、この磁気ディスク１に対し情報の記録／再生
を行なう磁気ヘッド２と、磁気ディスク１を回転駆動す
る図示しないダイレクト・ドライブ・モータ（以下、Ｄ
Ｄモータと略称する）と、磁気へラド２を磁気ディスク
１上の所定のトラックに移動するためのヘッド駆動機構
４と、磁気ディスク１や磁気ヘッド２等を収容し密閉状
態に保持する筐体のベースとなるベースプレート５と、
モータ駆動回路、制御回路等が形成されたプリント基板
６と、このプリントＭＦｉ６を前記ベースプレート５に
取り付けるための図示しないフレームとから主に構成さ
れている。

磁気ディスク１は、この磁気ディスク装置においては、
２枚設けられ、１枚の磁気ディスク１に両面記録を行な
う関係上、磁気ヘッド２は各面に１個、全部で４個設け
られており、ヘッド駆動機構４のスイングアーム８に片
持ち状の支持バネを介して取り付けられている。ヘッド
駆動機構４は、このスイングアーム８と、スイングアー
ム８の一部に取り付けられたスチールベルト９と、スチ
ールベルト９の中間部が巻回されたプーリ１０と、ステ
ッピングモータ１１とからなり、このステッピングモー
タ１１の駆動軸１２に前記スチールベルト９が巻回され
たプーリ１０を挿入して固定し、ステッピングモータ１
１を駆動することにより、前記スイングアーム８を、回
動軸８ａを中心として揺動可能である。

磁気ディスク１．磁気ヘッド２．スイングアーム８．ス
チールベルト９およびプーリ１０等を収容する筐体は、
前記ベースプレート５と図示しないトップカバーとから
なり、気密性を保つため、ベースプレート５とトップカ
バーとの接触部やステッピングモータ１１の取付部には
ガスケットが使用され、ＤＤモータの軸部分には磁性流
体が充填されている。また、上記スイングアーム８の反
磁気ヘッド装着側８ｂにはシャッタ１７が外側に向けて
突設されている。さらに、ベースプレート５の気密室５
ａ側には、アウトサイドセンサとしてホトインタラプタ
１８を設け、このホトインタラプタ１８の挿入路１８ａ
内に前記シャッタ１７が遊挿できるように配置されてい
る。この従来例においては、外周のＯトラック位置に磁
気ヘッド２が達したときに前記シャッタ１７がホトイン
タラプタ１８の挿入路１８ａに形成された光路を遮断す
るようにされている。

ところで、上記のようにステッピングモータ１１を用い
て磁気ヘッド２を移送する場合、高密度化が進むとヘッ
ドの位置決めが難しくなる。すなわち、ハードディスク
装置では、装置内部の材質の膨張係数が異なるので、温
度変化によりトラックに対する磁気ヘッド２の位置がず
れるサーマル・オフトラックと称される問題があり、こ
のため、例えば５．２５インチ型のハードディスク装置
においては、−般に４００ＴＰＩを超えるとサーボを用
いずに磁気ヘッド２の位置決めをすることは困難になる
。

そこで、何らかのサーボ手段を導入する必要があり、磁
気ディスク１にサーボ情報を書き込んで、このサーボ情
報を読み出し、読み出したサーボ情報に基づいて磁気ヘ
ッドを記録トラックのファイントラック位置に位置させ
る位置決め制御方法が種々提案されている。

その一つに、本出願人の提案に係る発明がある。

この発明は、予め設定した個数のサーボ情報を内部イン
デックスと対応させ書き込んだサーボトラックを情報記
録媒体の予め設定したトラック位置にのみ形成し、書込
みまたは読出し時に、書込みまたは読出し対象となる記
録トラックから随時サーボトラックにヘッド装置を移動
させてサーボ情報を読み出し、読み出したサーボ情報に
よりヘッド装置の移送用モータに供給する駆動電圧を制
御してヘッド装置をサーボトラックに対するファイント
ラック位置に位置決めし、その後、ヘッド装置を移動前
の記録トラックへ戻すとともに、サーボトラックに対す
るファイントラック位置への位置決め情報に基づいて、
ヘッド装置を対象となる記録トラックのファイントラッ
ク位置に位置決めすることを特徴としている。そして、
必要に応じてサーボ情報を読むことによりヘッド装置を
正確なトラック位置に位置させることができ、位置決め
に際し無駄時間の少ない効率的なディスク駆動装置を捷
供できるとともに、特定のトラックのみにサーボ情報を
書き込んでサーボトラックとしたので、他のトラックは
全周にわたって記録／再生に供することができ、磁気デ
ィスクの回転速度を落す必要がなく、安定した記録／再
生が可能になるという効果を奏している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記提案の発明にあっては、エンドユー
ザーで磁気ディスクをフォーマツティングする際に、外
部からの衝堅や、何らかの原因で磁気ヘッドが所定のト
ラックから他のトラックにずれると、すなわち、フォー
マツティング時にミスステップすると、サーボトラック
を記録トラットと誤認してフォーマツチングを実行する
虞れがある。もし、サーボトラックをフォーマツティン
グすると、サーボトラックに書き込まれたサーボ情報が
消去されてしまい、そのサーボトラックからサーボ情報
を得ることができなくなる。

この発明は、上記技術的背景に鑑みてなされたもので、
その目的は、フォーマツティング時にミストラックをし
てもサーボ情報を消去する虞れのない磁気ディスク駆動
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明は、゛ディスク状に
形成された磁気記録媒体に、同心円状にトラックを形成
し、このトラックを磁気ヘッドによりトレースして信号
の書込みまたは読出しをおこなう磁気ディスク駆動装置
において、磁気ヘッドの上記トラックに対する位置決め
情報を書き込んだ複数本のトラック群からなるサーボト
ラックと、トラック識別信号がそれぞれ書き込まれ、か
つデータを書き込むことができる記録トラックとが形成
された磁気記録媒体と、記録トラックに書き込まれたト
ラック識別情報の検出手段とを備えた構成にしである。

〔作　用〕

上記手段によれば、フォーマツティング時に記録トラッ
クとサーボトラックとを、記録トラックに書き込まれた
トラック識別信号により識別することができるので、記
録トラックにのみフォーマツティングをおこなうことが
できる。これにより、サーボ情報の消去の回避が可能に
なる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第５図は、この発明の詳細な説明するため
のもので、第１図は磁気ディスクの記録トラックとサー
ボ信号の書込み状態を示す説明図、第２図は実施例に係
るディスク駆動装置の制御系を示すブロック図、第３図
は磁気ディスクの領域を示す説明図、第４図はサーボ回
路および検出回路の一例を示すブロック図、第５図はイ
ンデックス検出を説明するためのディスク駆動装置の底
面図である。また、ディスク駆動装置自体は第６図に示
した従来例と同一であり、以下の説明において従来例と
同一もしくは同一とみなせる構成要素には同一の符号を
付しである。

第２図において、ディスク駆動装置の制御系は、磁気デ
ィスク１を回転駆動するＤＤモータ３とスイングアーム
８を揺動させるステッピングモータ１１とを詞御し、か
つヘッドアンプ２１に対して信号の送受をおこなう駆動
回路２２と、磁気ヘッド２によって読み出され、ヘッド
アンプ２１によって増幅されたサーボ情報を処理してサ
ーボ制御に関する電気信号を上記駆動回路２２に送出す
るサーボ回路２３と、ヘッドアンプ２１によって増幅さ
れたトラック識別信号を処理して、トラック識別に関す
る電気信号を駆動ｒｙＪＨ２２に送出する検出回路４２
と、駆動回路２２をインタフェース２４を介して制御す
るコントローラ２５とから主に構成されている。そして
、該コントローラ２５とホストコンピュータ２６はバス
２７によって連結され、磁気ヘッド２によって検出した
信号、あるいは磁気ヘッド２に送出する信号の処理が可
能になっている。

第３図に磁気ディスク１に形成したサーボトラックと、
トラック識別信号が付与された記録トラックの領域を示
す、磁気ディスク１は、例えばアルミニウムの湧仮に磁
気コーティングが施こされたもので、最内周側にデータ
が書き込まれないインヒビットゾーンＩが形成され、そ
の外周側にデータゾーンＤが形成されている。データゾ
ーンＤには、６００本内外の記録トラックＴが同心円状
に形成され、さらに、このデータゾーンＤの中央部に、
第１図に示すような４本のトラックを−群とするサーボ
トラック群ＳＴが形成され、各トラックに位相が１８０
度ずれた状態でサーボ信号Ｆがサーボ情報として書き込
まれたサーボゾーンＳＺが形成されている。

第１図は、例えば中間部に形成されたサーボトラック群
ＳＴとトラック識別信号Ｐの説明図であり、サーボトラ
ック群ＳＴは、４本のサーボトラックＳ　Ｔ＋　、　　
Ｓ　Ｔｚ　、　　Ｓ　Ｔ３　、　Ｓ　Ｔ４よりなってい
る。そして、各サーボトラックＳＴ、、ＳＴ、。

Ｓ　Ｔ　３　、　　Ｓ　Ｔ　４には、第１および第２の
内部インデックス信号ＩＮ、、ＩＮ、に対応して、その
長手（円周）方向の中心′４ＩＡＣに関して等距離の位
置に、サーボ信号Ｆが同一周波数で千鳥状に交互に書き
込まれている。また、サーボトラックＳＴ。

〜ＳＴ４以外の記録トラックＴには、第１の内部インデ
ックス信号ＩＮ、に対応してトラック識別信号Ｐが書き
込まれており、第１の内部インデックス信号ＩＮ、から
予め設定されたカウント数経過すると外部インデックス
信号ＥＩＮがホストコンピュータ側に送出されるように
なっている。この外部インデックス信号ＥＩＮは、デー
タゾーンＤの記録トラックＴへの書き込みあるいは読み
出しの指標として使用され、外部インデックス信号ＥＩ
Ｎ検出から、次の第１の内部インデックス信号ＩＮ、検
出時までが記録がおこなわれる領域Ｑで、第１の内部イ
ンデックス信号ｌＮ１ａ出時から外部インデックス信号
ＥＩＮ送出時までは、データマスク信号ＤＭが出て、こ
の間で記録／再生がおこなわれることはない。

この実施例の場合、同一の磁気ヘッド２で、サーボ信号
Ｆやトラック識別信号Ｐを書き込むので、サーボ信号Ｆ
、）ラック識別信号Ｐ、記録トラックＴ及びサーボトラ
ックＳＴ、〜ＳＴ、のトラック幅は、磁気ヘッド２のギ
ヤツブＧ長と−致し、オフトラックは磁気へラド２のギ
ャップＧの位置が、対象となる記録トラックＴからずれ
ることによって生じる。

この実施例において、１つのサーボトラックに対するサ
ーボ信号Ｆが互いに１８０度の位相のずれもって書き込
まれているのは、磁気ヘッド２の位置修正に関する収束
時間と磁気ディスク１の１回転あたりの回転時間を勘案
したものである。すなわち、磁気ディスク１が１回転に
要する時間は、３６００ｒｐｍとして約１６．６７ｍ５
ｅｃであり、ステッピングモータ１１の駆動後の収束時
間は約３ｍｓ　ｅ　ｃである。したがって、サーボゾー
ンの位相が１８０度ずれていると、例えば第１の内部イ
ンデックス信号Ｉ　Ｎ　＋に対応するサーボゾーンＳＺ
ｌのサーボ信号Ｆを読み出して位置修正し、その修正動
作が収束した直後に、第２の内部インデックス信号ＩＮ
、に対応するサーボゾーンＳＺ□のサーボ信号Ｆを読み
出して、修正動作が適正か否かが検出できる。この場合
は、磁気ディスク１の１回転あたりの回転時間とステッ
ピングモータ１１の収束時間が上記の関係になっている
ので、サーボゾーンの位相を１８０度ずらせて、１周あ
たり２個のサーボゾーンを設けであるが、これはステッ
ピングモータ１１や他の形式の駆動モータの位置決め動
作の収束時間および記録媒体の回転数等に応じて種々選
択できることはいうまでもない。しかし、モータ形式等
が異なっても１周あたり１個ないし数個のサーボゾーン
を設けるだけで充分に機能すると考えられる。

また、このディスク駆動装置にあっては、上記のように
サーボゾーンｓｚ、、ＳＺ２を１８０度の位相差をもっ
て形成しているので、第１および第２の内部インデック
ス信号ＩＮ＋、ＩＮ２にも１８０度の位相差が要求され
る。これに対処するために、例えば第５図に示すように
、このディスク駆動装置ではＤＤモータ３の回転子ロー
タ３ａの外周部にパルス発生手段として極性を変えて２
個のマグネット（以下、ＰＣマグネットと称する）４０
ａ、４０ｂを１８０度ずらして取り付け、ＰＧマグネッ
ト４０ａ、４０ｂからの磁気的変化を、ＤＤモータ３の
回転子ロータ３ａの外周部近傍であって、ＤＤモータ３
の回転中心に対して対称な対向する位置にそれぞれ設け
た例えばコイルやホール素子等の検出手段（以下、ＰＧ
センサと称する）４１によって検出して、その検出パル
スを第１および第２の内部インデックス信号ＩＮ＋、１
Ｎｔとしている。

次に、サーボトラックが４本で一群をなす理由について
説明する。

ステッピングモータ１１は、磁極歯の形成間隔の誤差や
、回転子の着磁間隔の誤差等により、−ステップあたり
の回転角が完全に同一ではない。

したがって、４相ユニポーラ形あるいは２相バイポーラ
形のステッピングモータを使用した場合、１相励磁で４
ステツプ、２相励磁で４ステツプの計８ステップで１周
期となる。このとき励磁相による回転角の誤差は１／２
周期ごとに同一のパターンを示すことがわかっている。

それ故、１／２周期に対応する４本のトラックについて
のみ回転角と励磁電圧の対応をとって修正できるように
しておけば、同一の励磁相および１／２周期ずれた励磁
相を励磁したときに、４本おきの記録トラックＴに対し
て制御条件が同じになる。

また、第１図に示したサーボトラック群ＳＴの外周側と
円周側に位置するトラックはガードトラックＧＴで、ガ
ードトラックＧＴおよびサーボトラックｓＴ、−３Ｔ、
のサーボ信号Ｔ形成部以外のトラックはダミートラック
ＤＴとして形成され、これらはデータ領域として利用さ
れることはない。

引き続き、上記のように構成されたディスク駆動装置の
動作について説明する。

この種のディスク駆動装置は、非使用時と使用時とで比
較的大きな温度差が生じる。そのため、ディスク駆動装
置の電源を投入した直後に、まず、磁気ヘッド２が磁気
ディスク１面を一回走査し、各記録トラックＴに対応す
るステッピングモータ１１の励磁相に関する電気酌量を
駆動回路２２のＲＡＭに記憶させて、ＲＡＭテーブルを
作製する。

そして、温度上昇を考慮した位置決め補正の方式を予め
マイクロコンピュータに記憶させておき、このマイクロ
コンピュータが記憶しているサーボアルゴリズムに従っ
て、通常、記録／再生がおこなわれる。すなわち、上記
のＲＡＭテーブルに従って所定の励磁相を励磁して、所
望の記録トラックＴで記録／再生をおこなっている際に
、上記予め設定されたサーボアルゴリズムによりマイク
ロコンピュータから駆動回路２２に対してサーボの指令
が出ると、磁気ヘッド２を現在位置している例えば記録
トラックＴ、　　（あるいはＴＳ）と同一の励磁相に相
当するサーボトラック、例えば第１図におけるＳ　Ｔ　
ｔに位置させる。この場合、当然記録トラックがＴｚ（
Ｔｓ）位置であったならば、サーボトラックではＳ　Ｔ
　ｚ位置に、Ｔ３（Ｔ？）位置ならばＳＴ３位置に、Ｔ
４（ＴＯ）位置ならばＳＴ、位置にそれぞれ位置するこ
ととなる。この実施例においては、ステッピングモータ
１１の１周期を８ステツプに設定した例を挙げであるの
で、サーボトラックは一つのサーボゾーンについてステ
ッピングモータ１１の１／２周期あたりのステップ数に
対応して４本設けであるが、ステッピングモータ１１の
形式や制御方法が異なれば、サーボトラックの数もそれ
に、応じて変わることがあるのはいうまでもない。

さて、同一の励磁相を同一の電圧値で励磁したとき、磁
気ヘッド２のギャップＧが第１図Ａ装置にあってサーボ
信号Ｆを読み取ったとすると、最初に読んだサーボ信号
レベルと、後から読み取ったサーボ信号レベルとには差
違が生じる。そこで、第４図に示すようなサーボ回路２
３のサンプル／ホールド回路２８．２９により該信号を
弁別し、その信号レベルを比較回路３０によって比較す
る。

そして、その比較値に応じてステッピングモータ１１の
励磁相に印加する電圧値をサーボアンプ３１により設定
して、駆動回路２２を介してステッピングモータ１１を
制御する。これにより、磁気ヘッド２のギャップＧは第
１図８４ｉｌとして示すように中心線Ｃに対して対称な
位置に移動して収束し、サーボトラックＳＴ、に対する
ファイントラック位置が規定される。

磁気ヘッド２の移動が収束すると、前述の理由によりそ
の直後に第２のサーボゾーンＳＺｚのサーボ信号Ｆを読
み出し、この第２のサーボゾーンＳＺ□で、上記移動が
適正か否かの判断をする。

すなわち、第２のサーボゾーンｓＺｔにおける比較回路
３０からの出力が、予め設定したレベル以下であれば、
上記移動状態をそのまま維持し、予め設定したレベル以
上であれば、再度ステッピングモータ１１を駆動し°ζ
同様の位置制御をおこない適正なトラック位置、つまり
ファイントラック位置に磁気ヘッド２を位置させる。

そして、ファイントラック位置に位置したときのステッ
ピングモータ１１の励磁相に印加した電圧値は、駆動回
路２２のＲＡＭに記憶され、磁気ヘッド２は前記ＲＡＭ
テーブルを照合しながら元の記録トラックＴ３位置に戻
り、該ＲＡ　Ｍに記憶された電圧値で該記録トラックＴ
、に対するギヤラフＧ位置が規定される。これにより、
記録トラックＴ、についてもファイントラックが実現す
る。

上記ＲＡＭテーブルは、温度上昇に対応しあるいは経時
的に随時更新され、磁気ヘッド２は常に最新の位置デー
タに基づいて制御されるように配慮されている。そして
、記１３／再生時に前記サーボアルゴリズムに従ってヘ
ッド位置の修正をおこなうのみならず、コントローラ２
５やホストコンピュータ２６の指令によっても上記と同
じ方法でヘッド位置の位置決めがなされ、常に最良の状
態で記録／再生がおこなわれる。

次に、フォーマツティングについて説明する。

フォーマツティングは記録トラックＴをセクタと称する
単位に分割するもので、出荷前に予め第１図および’！
３ｆｆｌに示すようにサーボトラックＳＴ、〜ＳＴ、に
サーボ信号Ｆを第１および第２の内部インデックス信号
ＩＮｌ、ＩＮ！に対応させて書き込み、各記録トラック
Ｔにそれぞれトラック識別信号Ｐを第１の内部インデッ
クス信号ＩＮ。

に対応させて書き込んでおく。そして、出荷後に、ユー
ザーが各自上記フォーマツティングをおこなう。このと
き、所定のフォーマットに従って、各記録トラックＴを
分割するが、フォーマツティングをおこなうべきトラッ
クか否か、上記トラック識別信号Ｐの有無を検出して判
断し、トラック識別信号Ｐを検出した場合のみフォーマ
ツティングが実行される。すなわち、第４図に示すよう
に、磁気ヘッド２によって検出した信号をヘッドアンプ
２１を介して増幅し、バンドパスフィルタ４０、エンベ
ロープ検出器４３および比較回路４１により、トラック
識別信号Ｐを弁別する。そして、トラック識別信号Ｐが
確認されると、フォーマット可能という信号が検出回路
４２側から駆動回路２２に送出され、上記フォーマツテ
ィングがおこなわれる。これにより、磁気ヘッド２がミ
スステップしたとしてもサーボトラックＳ　Ｔ　ｒ〜Ｓ
　Ｔ　４をフォーマツティングすることはないので、サ
ーボ信号Ｆが消去される虞れはない。

なお、上記のトラック識別信号Ｐのうち、最外周の記録
トラックＴのトラック識別信号Ｐを例えば他のトラック
識別信号と異なる周波数で書き込んでおくと、その最外
周のトラック識別信号Ｐを利用して０トラツクの検出を
おこなうことができる。これにより、第５図および第６
図に示したホトインタラプタ１８が不要になる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、記録トラックにトラッ
ク識別信号を書き込み、ユーザー側でフォーマツティン
グする際に、トラック識別信号を検出したトラック、す
なわち記録トラックのみにフォーマットを形成すること
ができるように構成したこの発明によれば、トラック識
別信号が書き込まれていないサーボトラックをフォーマ
ツティングすることがないので、サーボ情報が消去され
る虞れがなく、サーボ動作を確実におこなわせることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の実施例に係る磁気ディ
スク駆動装置を説明するためのもので、第１図は磁気デ
ィスクの記録トラックとサーボトラックの詳細を示す説
明図、第２図は制御系を示すブロック図、第３図は磁気
ディスクの記録トラックとサーボトラックの概略を示す
説明図、第４図はサーボ回路と検出回路の一例を示すブ
ロック図、第５図は磁気ディスク駆動装置の底面図、第
６図は従来からの磁気ディスク駆動装置の具体例を示す
一部を破断した要部斜視図である。 １・・・磁気ディスク、２・・・磁気ヘッド、４０・・
・検出回路、Ｆ・・・サーボ信号、Ｐ・・・トラック識
別信号、ＳＴ・・・サーボトラツり群、ＳＴ＋　、ＳＴ
ｔ　、ＳＴ３　、ＳＴａ　　・・・サーボトラック、Ｔ
・・・記録トラック。 第３図 第４図 第５図 ４０ｂ　　３ａ　　３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク状に形成された磁気記録媒体に、同心円状にト
   ラックを形成し、このトラックを磁気ヘッドによりトレ
   ースして信号の書込みまたは読出しをおこなうものにお
   いて、磁気ヘッドの上記トラックに対する位置決め情報
   を書き込んだ複数本のトラック群からなるサーボトラッ
   クと、トラック識別信号がそれぞれ書き込まれ、かつデ
   ータを書き込むことができる記録トラックとが形成され
   た磁気記録媒体と、記録トラックに書き込まれたトラッ
   ク識別情報の検出手段とを備えたことを特徴とする磁気
   ディスク駆動装置。