JPH0793923A - 磁気ディスク装置及び駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２組の駆動系を用いてシーケンシャル・アクセ
ス時のスループットを向上させることができ、また、回
路を増大させることなく、この２組の駆動系を制御す
る。 【構成】ダウンヘッド２３ａとアップヘッド２３ｂを交
互にアクチュエータアーム２４ａとアクチュエータアー
ム２４ｂで支持し、それぞれ別の駆動系（ボイスコイル
モータ２５ａとボイスコイルモータ２５ｂ）で独立に駆
動する装置において、連続するデータトラックを磁気デ
ィスク２１の両面に交互に設け、シーケンシャル・アク
セスの際にヘッド２３ａ、２３ｂを交互に駆動して効率
的なアクセスを行う。また、ヘッド２３ａと２３ｂとで
サーボデータの読出しタイミングがずれるように、サー
ボデータの位相をずらして磁気ディスク２１の両面に記
録することにより、２組の駆動系に対する制御を１つの
制御系で実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばパーソナルコン
ピュータ等のデータ処理装置の外部記憶装置として用い
られる磁気ディスク装置に係り、特に１つの磁気ディス
ク／スピンドルモータのアセンブリに対して、２組のリ
ード／ライトヘッドアクセス用アクチュエータを有する
磁気ディスク装置及び駆動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばパーソナルコンピュータで
は、外部記憶装置として磁気ディスク装置（ＨＤＤ）が
多く用いられている。この場合、磁気ディスク装置の構
造としては、１つの磁気ディスク／スピンドルモータの
アセンブリに対して、１つのリード／ライトヘッドアク
セス用アクチュエータを有するものが一般的である。

【０００３】図７および図８に従来の磁気ディスク装置
の構成を示す。図７は平面図、図８は側面図である。記
録媒体である複数の磁気ディスク１１はスピンドルモー
タ１２のモータ軸１２ａに固定されており、その両面に
はリード／ライト用のダウンヘッド１３ａおよびアップ
ヘッド１３ｂが配置されている。ダウンヘッド１３ａお
よびアップヘッド１３ｂは共にアクチュエータアーム１
４に支持されており、ボイスコイルモータ１５の駆動力
により磁気ディスク１１の半径方向に移動するようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、記録媒体を
アクセスする場合、例えばトラック０をアクセスした
後、トラック１、トラック２…というように、連続した
データをリード／ライトするシーケンシャル・アクセス
を行うことが多い。

【０００５】このような場合、図７および図８に示す従
来の構造では、各磁気ディスク１１の両面に設けられた
ダウンヘッド１３ａおよびアップヘッド１３ｂが同じ駆
動系にて常に連動して動くため、上述したようなシーケ
ンシャル・アクセスの際にも、どちらか一方のヘッドが
記録媒体の同一面上をシークしてデータのリード／ライ
トを行うしかなかった。この場合、１つのヘッドが各ト
ラック間をシークする速度には限界があるため、シーケ
ンシャル・アクセス時のスループットを向上させること
ができない等の問題があった。

【０００６】なお、ダウンヘッド１３ａおよびアップヘ
ッド１３ｂを別々の駆動系で駆動すする構成とすれば、
一方のヘッドでアクセスしているとき、他方のヘッドを
別のトラックに移動させることができるため、データア
クセスの高速化を図ることができる。

【０００７】しかしながら、このような構成とした場合
でも、従来のシーケンシャル・アクセスでは、同一面に
対して連続的にアクセスする方式であるため、たとえ２
つのヘッドを独立に駆動できたとしても、結局１つのヘ
ッドでアクセスすることになるため、スループットを向
上させることができない。また、２組の駆動系を有する
装置では、通常２組の制御回路が必要となるため、回路
が増大し、それに伴ってコストもかかることになる。

【０００８】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、２組の駆動系を用いてシーケンシャル・アクセス
時のスループットを向上させることができ、また、回路
を増大させることなく、この２組の駆動系を制御するこ
とのできる磁気ディスク装置及び駆動制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、記録媒体の両面にアクセスするための第１および
第２のヘッド手段を第１および第２の駆動手段でそれぞ
れ独立に駆動するものであって、連続するデータトラッ
クを上記記録媒体の一方面と他方面に交互に設け、この
各データトラックに対するアクセスを上記第１および第
２のヘッド手段で交互に行うように、上記第１および第
２の駆動手段の駆動を制御するようにしたものである。

【００１０】また、サーボデータを上記記録媒体の一方
面と他方面に位相をずらして記録し、上記記録媒体のア
クセス位置に応じて、上記第１または第２のヘッド手段
によって読出される上記サーボデータを選択的に取得
し、そのサーボデータに基づいて上記第１または第２の
駆動手段の駆動を制御するようにしたものである。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、独立した駆動系を２組有
することから、一方のヘッド手段でデータのリード／ラ
イトを行っている最中に、もう一方の駆動系で他方のヘ
ッド手段を駆動し、同ヘッド手段が次にアクセスする位
置に前もって移動させておくといった制御が可能とな
り、特に記録媒体の両面に、連続するデータトラックを
交互に設けておくことで、シーケンシャル・アクセス時
に２つのヘッド手段を効率的に移動させてデータのリー
ド／ライトを行うことができる。これにより、シーケン
シャル・アクセス時のスループットを向上させることが
できる。

【００１２】また、記録媒体の両面にサーボデータの位
相をずらして記録しておけば、第１のヘッド手段と第２
のヘッド手段とでサーボデータの読出しタイミングをず
らすことができる。したがって、記録媒体のアクセス位
置に応じて、第１または第２のヘッド手段によって読出
されるサーボデータを選択的に取得することにより、１
つの制御系で第１および第２の駆動手段を制御すること
ができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例に係る磁気ディスク装
置の構成を示す平面図、図２は同装置の構成を示す側面
図である。図１および図２において、記録媒体である複
数の磁気ディスク２１は、スピンドルモータ２２のモー
タ軸２２ａに沿って等間隔に取り付けられており、スピ
ンドルモータ２２の駆動力によって回転する。この場
合、本装置はデータ面サーボ方式を採用しており、各磁
気ディスク２１のデータトラックには、ヘッド位置決め
制御に必要なサーボデータが例えばセクタ毎に記録され
ている。

【００１４】ここで、同実施例では、各磁気ディスク２
１の一方面をアクセスするためのリード／ライト用ダウ
ンヘッド２３ａと他方面をアクセスするためのリード／
ライト用アップヘッド２３ｂとが、それぞれ別の駆動系
で独立に駆動されるようになっている。

【００１５】すなわち、ダウンヘッド２３ａはダウンヘ
ッド用のアクチュエータアーム２４ａおよびボイスコイ
ルモータ２５ａからなる第１の駆動系、アップヘッド２
３ｂｂはアップヘッド用のアクチュエータアーム２４ｂ
およびボイスコイルモータ２５ｂからなる第２の駆動系
にそれぞれ交互に配設されて独立に動く。この場合、ダ
ウンヘッド２３ａは、ボイスコイルモータ２５ａの駆動
力より、アクチュエータアーム２４ａを介して磁気ディ
スク２１の一方面（表面）をその半径方向に移動し、デ
ータのリード／ライトを行うことになる。一方、アップ
ヘッド２３ｂは、ボイスコイルモータ２５ｂの駆動力よ
り、アクチュエータアーム２４ｂを介して磁気ディスク
２１の他方面（裏面）をその半径方向に移動し、データ
のリード／ライトを行うことになる。

【００１６】図３はこのような構造を有する磁気ディス
ク装置の制御系の回路構成を示すブロック図である。通
常は、２組の駆動系に対して２組の制御系を必要とする
が、ここでは後述するサーボデータの記録方法（図５お
よび図６）によって、２組の駆動系の制御を１つの制御
系で実現している。

【００１７】すなわち、同実施例では、ダウンヘッド２
３ａ用のヘッドアンプ３１ａとアップヘッド２３ｂ用の
ヘッドアンプ３１ｂの各出力端に選択回路４２が設けら
れており、この選択回路４２を通じて、どちらか一方の
ヘッド出力を選択的に入力する構成となっている。

【００１８】ヘッドアンプ３１ａはダウンヘッド２３ａ
の読出し信号を増幅し、ヘッドアンプ３１ｂはアップヘ
ッド２３ｂの読出し信号を増幅するものである。選択回
路４２は、ＣＰＵ３６から出力される選択信号ＳＥによ
ってヘッドアンプ３１ａまたは３１ｂの出力信号を選択
する。この選択回路４２によって選択されたダウンヘッ
ド２３ａまたはアップヘッド２３ｂの読出し信号は、ピ
ーク検出・パルス生成回路３２およびサンプル・ホール
ド回路３４に与えられる。

【００１９】ピーク検出・パルス生成回路３２は、ヘッ
ド読出し信号（アナログ信号）のピーク点を検出し、同
信号をパルス化する。サーボコントローラ３３は、この
パルス化された読出し信号からサーボデータの構成デー
タの１つであるシリンダアドレスデータを検出し、これ
をＣＰＵ３６に出力する。また、このサーボコントロー
ラ３３は、サンプル・ホールド回路３４に対してタイミ
ング信号を出力する。サンプル・ホールド回路３４は、
サーボコントローラ３３からのタイミング信号に基づい
て、ヘッド読出し信号（アナログ信号）をサンプル・ホ
ールドすることにより、サーボデータの構成データの１
つであるバーストデータを検出して、これをＡ／Ｄ変換
器３５を介してＣＰＵ３６に与える。

【００２０】ここで、サーボデータを構成するシリンダ
アドレスデータとバーストデータについて簡単に説明し
ておくと、シリンダアドレスデータはシリンダ位置（ト
ラック位置）を示す位置情報であり、バーストデータは
トラックの中心位置に対するずれを示す位置情報であ
る。ヘッド位置決め制御（サーボ制御）には、大別して
速度制御と位置制御がある。速度制御では、シリンダ位
置（トラック位置）を示す位置情報つまりシリンダアド
レスデータに基づいてヘッドの移動速度を制御し、ヘッ
ドを目標トラックまで移動させる。位置制御では、トラ
ックの中心位置に対するずれを示す位置情報つまりバー
ストデータに基づいて、目標トラックまで移動したヘッ
ドをその中心位置に位置決めする。

【００２１】ＣＰＵ３６は、このようなシリンダアドレ
スデータおよびバーストデータからなるサーボデータを
取得することによって、上述したような速度制御および
位置制御を実行し、ダウンヘッド２３ａまたはアップヘ
ッド２３ｂの駆動に必要な制御信号を生成する。また、
ここでは、ＣＰＵ３６は、ＨＤＣ４１からのアクセス指
令を受け、そのときのアクセス位置に応じてダウンヘッ
ド２３ａまたはアップヘッド２３ｂの出力を選択するた
めの選択信号ＳＥを選択回路４２に出力する。なお、メ
モリ３７には、ヘッドの現在位置から目標位置までの残
り距離に応じた目標速度を示す速度プロフィール曲線デ
ータ等のデータが格納されている。

【００２２】Ｄ／Ａ変換器３８ａは、ＣＰＵ３６から出
力される制御信号をアナログ信号に変換してドライバ回
路３９ａに与える。ドライバ回路３９ａは、このアナロ
グ化された制御信号に従ってダウンヘッド２３ａの駆動
源であるボイスコイルモータ２５ａを駆動する。同様
に、Ｄ／Ａ変換器３８ｂは、ＣＰＵ３６から出力される
制御信号をアナログ信号に変換してドライバ回路３９ｂ
に与える。ドライバ回路３９ｂは、このアナログ化され
た制御信号に従ってアップヘッド２３ｂの駆動源である
ボイスコイルモータ２５ｂを駆動する。

【００２３】また、データ再生回路４０は、ダウンヘッ
ド２３ａまたはアップヘッド２３ｂの読出し信号を再生
し、その再生データをＨＤＣ（ハードディスクコントロ
ーラ）４１に与える。ＨＤＣ４１は、外部ホスト装置と
のインタフェースであり、再生データを外部ホスト装置
に与えたり、目標トラックなどのホスト指令をＣＰＵ３
６に与える。

【００２４】このような構成の磁気ディスク装置におい
て、まず、構造的には、図２から分かるように、ダウン
ヘッド２３ａとアップヘッド２３ｂを交互にアクチュエ
ータアーム２４ａとアクチュエータアーム２４ｂで支持
し、それぞれ別の駆動系（ボイスコイルモータ２５ａと
ボイスコイルモータ２５ｂ）で独立に駆動するようにな
っているため、各磁気ディスク２１間の間隔を狭めて厚
み方向の実装密度を高めることができる。すなわち、従
来のように１本のアクチェエータでダウンとアップの２
つのヘッドを支持し、１つの駆動系で駆動していた従来
構造に比べると、スピンドルモータ２２のモータ軸２２
ａ方向の幅（つまり磁気ディスク装置の厚み）を半分に
抑えることができる。

【００２５】なお、現状では、磁気ディスク２１の半径
方向にスペース的な余裕が多少あるため、本装置のよう
に駆動系を２組にして配置しても支障はなく、特に半径
方向の幅を広げなくても済む。

【００２６】また、制御的には、独立した駆動系を２組
有することから、ダウンヘッド２３ａまたはアップヘッ
ド２３ｂのどちらか一方のヘッドでデータのリード／ラ
イトを行っている最中に、もう一方の駆動系で他方のヘ
ッドを駆動し、同ヘッドが次にアクセスする位置に前も
って移動させておくといった制御が可能となる。

【００２７】ここで、連続するデータトラックを図４
（ａ）の平面図および同図（ｂ）の側面図に示すよう
に、磁気ディスク２１の両面に交互に設けることによ
り、次のような制御が可能となる。

【００２８】例えばトラック０をアクセスした後、トラ
ック１、トラック２…というように、連続したデータを
リード／ライトするシーケンシャル・アクセスを行う場
合において、ダウンヘッド２３ａとアップヘッド２３ｂ
を交互に駆動して、効率的なアクセスを行うことができ
る。

【００２９】すなわち、図４（ｂ）に示すデータフォー
マットでは、まず、ダウンヘッド２３ａで磁気ディスク
２１の一方面（表面）に設けられたトラックｎをアクセ
スし、その間に磁気ディスク２１の他方面（裏面）に設
けられたトラックｎ＋１にアップヘッド２３ｂを移動さ
せておき、トラックｎのアクセス終了後、直ちにトラッ
クｎ＋１をアクセスする。このようにして、ダウンヘッ
ド２３ａとアップヘッド２３ｂを交互に移動させて、ト
ラックｎ，ｎ＋１，ｎ＋２…に対するアクセスを順に行
う。この場合、トラックｎ，ｎ＋１，ｎ＋２…は磁気デ
ィスク２１の両面に交互に設けられているため、両ヘッ
ドのそれぞれ移動は１トラック分で済み、しかも、その
１トラック分の移動を一方のヘッドがアクセスしている
ときに実行することができる。したがって、１つのヘッ
ドのみが１トラック毎に移動しながらシーケンシャル・
アクセスしていた従来方式に比べると、その処理速度を
半分にすることができる。

【００３０】なお、ここでは、連続するトラックｎ，ｎ
＋１，ｎ＋２…を図４（ｂ）に示すように磁気ディスク
２１の両面に１トラック毎に交互に設けているが、本発
明はこれに限るものではなく、例えば所定トラック毎に
交互に設けても良く、要はシーケンシャル・アクセスの
際に２つのヘッド２３ａ、２３ｂが効率良く移動できる
ような配置であれば良い。

【００３１】ところで、小型の磁気ディスク装置では、
データ面サーボ方式を採用していることが多いが、本発
明のように２組の駆動系を持つと、制御系も２組必要と
なり、回路の増大およびコストアップにつながってしま
う問題がある。

【００３２】そこで、同実施例では、図５および図６に
示すように、ダウンヘッド２３ａとアップヘッド２３ｂ
とでサーボデータの読出しタイミングがずれるように、
サーボデータの位相をずらして磁気ディスク２１の両面
に記録することにより、２組の駆動系の制御を１つの制
御系で実現している。

【００３３】すなわち、図５に示すように、磁気ディス
ク２１の一方面（表面）に記録したサーボデータに対
し、他方面（裏面）に対するサーボデータを各セクタ毎
にθ分ずらして記録しておくと、図６に示すように、ダ
ウンヘッド２３ａから得られる表側セクタパルスとアッ
プヘッド２３ｂから得られるセクタパルスがＴ時間分ず
れて出てくることになる。言い換えれば、磁気ディスク
２１の両面でサーボデータの読出しタイミングをずれる
ことになる。

【００３４】したがって、図３に示す回路構成におい
て、ＣＰＵ３６が磁気ディスク２１の一方面をアクセス
するときと他方面をアクセスするときを判断し、そのア
クセス位置に応じて選択信号ＳＥを選択回路４２に出力
して、ダウンヘッド２３ａおよびアップヘッド２３ｂの
各読出し信号（サーボデータ）を選択的に入力すれば、
ピーク検出・パルス生成３２、サーボコントローラ３
３、サンプル・ホールド回路３４、Ａ／Ｄ変換器３５か
らなるサーボ系の回路が１組であっても、これを共有化
して２組の駆動系を選択的に制御することができるよう
になる。

【００３５】なお、ここでは、サーボデータの位相を図
５に示すように磁気ディスク２１の両面で１セクタ毎に
ずらして記録しているが、本発明はこれに限るものでは
なく、例えば所定セクタ毎にずらして記録しても良く、
要は２組の駆動系を選択的に制御できるように、磁気デ
ィスク２１の両面でサーボデータの読出しタイミングが
ずれるように記録しておけば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、記録媒体
の両面にアクセスするための第１および第２のヘッド手
段を第１および第２の駆動手段でそれぞれ独立に駆動す
る磁気ディスク装置において、連続するデータトラック
を上記記録媒体の一方面と他方面に交互に設け、この各
データトラックに対するアクセスを上記第１および第２
のヘッド手段で交互に行うように、上記第１および第２
の駆動手段の駆動を制御するようにしたため、シーケン
シャル・アクセス時に２つのヘッド手段を効率的に移動
させてデータのリード／ライトを行うことができる。こ
れにより、シーケンシャル・アクセス時のスループット
を向上させることができる。

【００３７】また、サーボデータを上記記録媒体の一方
面と他方面に位相をずらして記録し、上記記録媒体のア
クセス位置に応じて、上記第１または第２のヘッド手段
によって読出されるサーボデータを選択的に取得し、そ
のサーボデータに基づいて上記第１または第２の駆動手
段の駆動を制御するようにしたため、１つの制御系で第
１および第２の駆動手段を制御することができる。これ
により、２組の駆動系に対する制御回路を削減でき、コ
ストも下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置の構
成を示す平面図。

【図２】上記磁気ディスク装置の構成を示す側面図。

【図３】同実施例の制御系の回路構成を示すブロック
図。

【図４】同実施例のデータフォマットを説明するための
図。

【図５】同実施例のサーボデータの記録方法を説明する
ための図。

【図６】同実施例のセクタパルスの出力タイミングを示
す図。

【図７】従来の磁気ディスク装置の構成を示す平面図。

【図８】上記磁気ディスク装置の構成を示す側面図。

【符号の説明】

２１…磁気ディスク、２２…スピンドルモータ、２２ａ
…モータ軸、２３ａ…ダウンヘッド、２３ｂ…アップヘ
ッド、２４ａ…ダウンヘッド用アクチュエータアーム、
２４ｂ…アップヘッド用アクチュエータアーム、２５ａ
…ダウンヘッド用ボイスコイルモータ、２５ｂ…アップ
ヘッド用ボイスコイルモータ、３１ａおよび３１ｂ…ヘ
ッドアンプ、３２…ピーク検出・パルス生成回路、３３
…サーボコントローラ、３４…サンプル・ホールド回
路、３５…Ａ／Ｄ変換器、３６…ＣＰＵ（マイクロプロ
セッサ）、３７…メモリ、３８ａおよび２８ｂ…Ｄ／Ａ
変換器、３９ａおよび３９ｂ…ドライバ回路、４０…デ
ータ再生回路、４１…ＨＤＣ（ハードディスクコントロ
ーラ）、４２…選択回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続するデータトラックが一方面と他方
   面に交互に設けられた記録媒体と、 この記録媒体の一方面をアクセスするための第１のヘッ
   ド手段と、 この第１のヘッド手段を駆動する第１の駆動手段と、 この第１の駆動手段によって駆動される上記第１のヘッ
   ド手段とは別に上記記録媒体の他方面にアクセスするた
   めの第２のヘッド手段と、 この第２のヘッド手段を上記第１の駆動手段とは独立し
   て駆動する第２の駆動手段と、 上記各データトラックに対するアクセスを上記第１およ
   び第２のヘッド手段で交互に行うように、上記第１およ
   び第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し
   たことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 データ面サーボ方式の磁気ディスク装置
   において、 サーボデータが一方面と他方面に位相をずらして記録さ
   れた記録媒体と、 この記録媒体の一方面をアクセスするための第１のヘッ
   ド手段と、 この第１のヘッド手段を駆動する第１の駆動手段と、 この第１の駆動手段によって駆動される上記第１のヘッ
   ド手段とは別に上記記録媒体の他方面にアクセスするた
   めの第２のヘッド手段と、 この第２のヘッド手段を上記第１の駆動手段とは独立し
   て駆動する第２の駆動手段と、 上記記録媒体のアクセス位置に応じて、上記第１または
   第２のヘッド手段によって読出される上記サーボデータ
   を選択的に取得し、そのサーボデータに基づいて上記第
   １または第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを
   具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 記録媒体の一方面をアクセスするための
   第１のヘッド手段および上記記録媒体の他方面をアクセ
   スするための第２のヘッド手段を第１および第２の駆動
   手段でそれぞれ独立に駆動する磁気ディスク装置の駆動
   制御方法において、 連続するデータトラックを上記記録媒体の一方面と他方
   面に交互に設け、 この各データトラックに対するアクセスを上記第１およ
   び第２のヘッド手段で交互に行うように、上記第１およ
   び第２の駆動手段の駆動を制御することを特徴とする駆
   動制御方法。
4. 【請求項４】 記録媒体の一方面をアクセスするための
   第１のヘッド手段および上記記録媒体の他方面をアクセ
   スするための第２のヘッド手段を第１および第２の駆動
   手段でそれぞれ独立に駆動するデータ面サーボ方式の磁
   気ディスク装置の駆動制御方法において、 サーボデータを上記記録媒体の一方面と他方面に位相を
   ずらして記録し、 上記記録媒体のアクセス位置に応じて、上記第１または
   第２のヘッド手段によって読出される上記サーボデータ
   を選択的に取得し、 そのサーボデータに基づいて上記第１または第２の駆動
   手段の駆動を制御することを特徴とする駆動制御方法。