(57)【要約】【課題】サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御と、複数のデータトラックの並列読み出しによる転送速度の向上を、低コストで効率よく実現することができる磁気ディスク装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る磁気ディスク装置は、１本ないし複数本のデータトラックと１本のサーボトラックが交互に形成された磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０の半径方向に配列され、磁気記録媒体５０から信号を読み出す複数の再生ヘッド６１ａおよび６１ｂ等を備え、再生ヘッド６１ａおよび６１ｂは、一方の再生ヘッドが一のサーボトラックからサーボ信号を読み出すときに、他方の端の再生ヘッドが他のサーボトラックからサーボ信号を読み出す位置関係を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本のサーボトラックと少なくとも１本のデータトラックが交互に形成された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体の半径方向に配置され、前記磁気記録媒体から信号を読み出す再生ヘッドを少なくとも２つ備えたヘッド部と、
前記磁気記録媒体の半径方向に配置された該再生ヘッドの内両端の該再生ヘッドが該サーボトラックから読み出したサーボ信号に基づいて前記ヘッド部の位置を制御する制御手段とを備えた磁気ディスク装置。
【請求項２】
該両端の再生ヘッド間の間隔は、該サーボトラックの間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
１つの該両端の再生ヘッドの有効感度領域が該サーボトラックの中心に達するときに、もう１つの該両端の再生ヘッドの有効感度領域が他の該サーボトラックの中心に達する位置関係で配置されることを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記制御手段は、該両端の再生ヘッドによって読み出されるそれぞれのサーボ信号の強度を比較することにより、前記ヘッド部の変位の方向と大きさを測定することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１つに記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
該両端の再生ヘッドは、該サーボトラックからのサーボ信号の読み出しと同時に該データトラックの読み出しを行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１つに記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
全ての該サーボトラックに単一の周波数の該サーボ信号が記録されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１つに記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記制御手段は、該サーボ信号から、前記磁気記録媒体への書き込み動作を制御するための信号を生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
該サーボ信号は、同一のビットが最大数連続する場合における前記データ信号よりも低い周波数で読み出されるように前記磁気記録媒体に記録され、
前記制御手段は、該両端の再生ヘッドによって読み出された信号を帯域分離して該サーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１つに記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
少なくとも一本のデータトラックと１本のサーボトラックが交互に形成され、最内周と最外周のトラックが該サーボトラックであることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記サーボトラックは、円周方向に所定の幅をもつ非磁性領域と磁性領域の繰り返しパターンとして形成されることを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気ディスク装置および磁気記録媒体に関し、特に、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御と、複数のデータトラックの並列読み出しによる転送速度の向上を、低コストで効率よく実現することができる磁気ディスク装置および磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、磁気ディスク装置においては、目的トラックに対してデータの読み書きを安定して行うために、サンプルサーボ方式によるサーボ制御が一般的に行われている。サンプルサーボ方式とは、各セクターの先頭にあるサーボフレームに書き込まれたサーボ信号に基づいて、記録再生ヘッドのトラック位置を間欠的に補正する方式である。
【０００３】
このサンプルサーボ方式が用いられた場合、記録再生ヘッドは、あるサーボフレームを通過した後、次のサーボフレームを通過するまでの間に、記録再生ヘッド自身のゆらぎやトラックサーボの偏差等によって、本来あるべき位置を外れることがある。従来は、こうしたサーボフレーム間での記録再生ヘッドの位置ズレが記録再生特性に影響を与えないようにするために、トラックピッチを十分に広くとる対応がとられていた。
【０００４】
ところが、近年、磁気ディスク装置に対する大容量化の要望が強くなり、高密度記録を実現するためにトラックの狭ピッチ化が進んだことから、サンプルサーボ方式における記録再生ヘッドの位置ズレは、重大な問題となりつつある。この問題を解決するためには、サンプルサーボ方式に代えて、サーボトラックを用いたサーボ制御方法を採用することが有効であると考えられる。
【０００５】
サーボトラックとは、データを読み書きするためのデータトラックと平行して円周状に設けられたサーボ制御用のトラックである。サーボトラックに記録されているサーボ信号を読み出しながら記録再生ヘッドのトラック位置を制御することにより、記録再生ヘッドのトラック位置を間欠的にではなく、連続的に制御することが可能になり、記録再生ヘッドの位置ズレの発生を有効に防止することができる。
【０００６】
サーボトラックを用いたサーボ制御方法は、例えば、特許文献１や特許文献２において開示されている。特許文献１においては、データトラックの内周側と外周側に設けられた２つのサーボトラックに記録されているサーボ信号を１つの再生ヘッドで読み出してサーボ制御を行う方式が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２においては、１つのサーボトラックに記録されているサーボ信号を２つの再生ヘッドで読み出してサーボ制御を行う方式と、隣接する２つのサーボトラックに記録されているサーボ情報を１つの再生ヘッドで読み出してサーボ制御を行う方式とが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−９１９０５号公報
【特許文献２】特開昭６１−３９９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年、磁気ディスク装置に対しては、大容量化に加えて、転送速度の向上への要望が非常に強くなっている。磁気ディスク装置の転送速度を大きく向上させるには、複数の再生ヘッドと記録ヘッドを磁気記録媒体の半径方向に配列し、複数のトラックに対して並列的に読み書きができるようにすることが有効である。
【００１０】
しかしながら、前述の特許文献１にて開示されているサーボ制御方法は、データトラックに記録されている信号と、その両側のサーボトラックに記録されている信号とを１つの再生ヘッドで読み出すことを前提としているため、再生ヘッドを複数設けて転送速度を向上させることはできない。
【００１１】
一方、前述の特許文献２にて開示されているサーボ制御方法は、サーボトラックから信号を読み出すための再生ヘッドと、データトラックから信号を読み出すための再生ヘッドとが独立しているため、データトラックから信号を読み出すための再生ヘッドを複数にすることが可能である。
【００１２】
しかしながら、特許文献２にて開示されているサーボ制御方法のうち、２つの再生ヘッドでサーボ制御を行う方式は、データ信号を読み出すための再生ヘッドに加えて、サーボ信号を読み出すための２つの再生ヘッドを必要とするため、磁気ディスク装置のコストの上昇を招くという問題がある。また、１つの再生ヘッドでサーボ制御を行う方式は、並列的に読み書きが行われるデータトラックの組合せ毎に２本のサーボトラックが必要となるため、磁気記録媒体の利用効率が悪いという問題がある。
【００１３】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御と、複数のデータトラックの並列読み出しによる転送速度の向上を、低コストで効率よく実現することができる磁気ディスク装置および磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一つの態様では、磁気ディスク装置において、１本のサーボトラックと少なくとも１本のデータトラックが交互に形成された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の半径方向に配置され、前記磁気記録媒体から信号を読み出す再生ヘッドを少なくとも２つ備えたヘッド部と、前記磁気記録媒体の半径方向に配置された該再生ヘッドの内両端の該再生ヘッドが該サーボトラックから読み出したサーボ信号に基づいて前記ヘッド部の位置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明の態様によれば、複数の再生ヘッドを配列し、その両端の再生ヘッドでサーボトラックからサーボ信号を読み出してサーボ制御を行うこととしたので、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御を実現しながら、サーボトラック間に形成されるデータトラックの数を容易に増やすことが可能となり、もって、データの転送速度と磁気記録媒体の利用効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、該両端の再生ヘッド間の間隔は、該サーボトラックの間隔よりも狭いことを特徴とする。
【００１７】
この発明の態様によれば、両端の再生ヘッド間の間隔をサーボトラックよりも狭くすることとしたので、ヘッド部を小型化することができる。
【００１８】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、１つの該両端の再生ヘッドの有効感度領域が該サーボトラックの中心に達するときに、もう１つの該両端の再生ヘッドの有効感度領域が他の該サーボトラックの中心に達する位置関係で配置されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記制御手段は、該両端の再生ヘッドによって読み出されるそれぞれのサーボ信号の強度を比較することにより、前記ヘッド部の変位の方向と大きさを測定することを特徴とする。
【００２０】
これらの発明の態様によれば、２つの再生ヘッドで読み出されたサーボ信号の強度を比較してヘッド部の変位の方向と大きさを測定するように構成したので、単純な構成によって高精度な位置決め精度を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、該両端の再生ヘッドは、該サーボトラックからのサーボ信号の読み出しと同時に該データトラックの読み出しを行うことを特徴とする。
【００２２】
この発明の態様によれば、サーボ信号の読み出しを行う再生ヘッドがデータ信号の読み出しも行うようにしたので、必要とされる再生ヘッドの数が削減され、製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、全ての該サーボトラックに単一の周波数の該サーボ信号が記録されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明の態様によれば、全てのサーボトラックに単一の周波数のサーボ信号を記録することとしたので、磁気記録媒体の初期化する際にサーボトラック毎に記録する周波数を変更する必要がなく、磁気記録媒体の初期化作業を簡略化することができる。
【００２５】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記制御手段は、該サーボ信号から、前記磁気記録媒体への書き込み動作を制御するための信号を生成することを特徴とする。
【００２６】
この発明の態様によれば、サーボ信号から書き込み動作を制御するためのクロックを生成することとしたので、個々の媒体の状態に応じて、ライト動作を安定的に行うことが可能なクロックを生成することができる。
【００２７】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、該サーボ信号は、同一のビットが最大数連続する場合における前記データ信号よりも低い周波数で読み出されるように前記磁気記録媒体に記録され、前記制御手段は、該両端の再生ヘッドによって読み出された信号を帯域分離して該サーボ信号を抽出することを特徴とする。
【００２８】
この発明の態様によれば、サーボ信号をデータ信号と帯域分離にできるようにしたので、サーボ信号の読み出しを行う再生ヘッドがデータ信号の読み出しも行うことができ、もって、必要とされる再生ヘッドの数が削減され、製造コストを低減することができる。
【００２９】
また、本発明の他の態様では、磁気記録媒体において、少なくとも一本のデータトラックと１本のサーボトラックが交互に形成され、最内周と最外周のトラックが該サーボトラックであることを特徴とする。
【００３０】
この発明の態様によれば、少なくとも一本のデータトラックと１本のサーボトラックを交互に形成し、最内周と最外周のトラックをサーボトラックとしたので、サーボトラックに基づく安定したサーボ制御を実行可能な磁気ディスク装置を実現できる。
【００３１】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記サーボトラックは、円周方向に所定の幅をもつ非磁性領域と磁性領域の繰り返しパターンとして形成されることを特徴とする。
【００３２】
この発明の態様によれば、非磁性領域と磁性領域の繰り返しパターンとしてサーボトラックを形成することとしたので、サーボトラックにサーボ信号を書き込んで初期化する作業を省力化でき、また、精密加工技術によって高精度なサーボ信号の再生が可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の一つの態様によれば、複数の再生ヘッドを配列し、その両端の再生ヘッドでサーボトラックからサーボ信号を読み出してサーボ制御を行うこととしたので、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御を実現しながら、サーボトラック間に形成されるデータトラックの数を容易に増やすことが可能となり、もって、データの転送速度と磁気記録媒体の利用効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明の一つの態様によれば、両端の再生ヘッド間の間隔をサーボトラックよりも狭くすることとしたので、ヘッド部を小型化することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明の一つの態様によれば、２つの再生ヘッドで読み出されたサーボ信号の強度を比較してヘッド部の変位の方向と大きさを測定するように構成したので、単純な構成によって高精度な位置決め精度を得ることができるという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明の一つの態様によれば、サーボ信号の読み出しを行う再生ヘッドがデータ信号の読み出しも行うようにしたので、必要とされる再生ヘッドの数が削減され、製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明の一つの態様によれば、全てのサーボトラックに単一の周波数のサーボ信号を記録することとしたので、磁気記録媒体の初期化する際にサーボトラック毎に記録する周波数を変更する必要がなく、磁気記録媒体の初期化作業を簡略化することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明の一つの態様によれば、サーボ信号から書き込み動作を制御するためのクロックを生成することとしたので、個々の媒体の状態に応じて、ライト動作を安定的に行うことが可能なクロックを生成することができるという効果を奏する。
【００３９】
また、本発明の一つの態様によれば、サーボ信号をデータ信号と帯域分離にできるようにしたので、サーボ信号の読み出しを行う再生ヘッドがデータ信号の読み出しも行うことができ、もって、必要とされる再生ヘッドの数が削減され、製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【００４０】
また、本発明の一つの態様によれば、少なくとも一本のデータトラックと１本のサーボトラックを交互に形成し、最内周と最外周のトラックをサーボトラックとしたので、サーボトラックに基づく安定したサーボ制御を実行可能な磁気ディスク装置を実現できるという効果を奏する。
【００４１】
また、本発明の一つの態様によれば、非磁性領域と磁性領域の繰り返しパターンとしてサーボトラックを形成することとしたので、サーボトラックにサーボ信号を書き込んで初期化する作業を省力化でき、また、精密加工技術によって高精度なサーボ信号の再生が可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置および磁気記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００４３】
まず、サーボトラックを用いた従来のサーボ制御方法の概要について説明する。図１５は、従来のサーボ制御方法の概要を示す図である。同図に示すように、磁気記録媒体１０にはデータトラックとサーボトラックが交互に設けられており、例えば、データトラック１２ａの両隣には、サーボトラック１１ａおよび１１ｂが存在する。なお、同図において、矢印は、磁気記録媒体１０の回転方向を示している。
【００４４】
ヘッド部２０は、磁気記録媒体１０の上を半径方向に移動可能なように構成されており、磁気記録媒体１０に記録された信号を読み出すための再生ヘッド２１を備える。データトラック１２ａに記録されているデータ信号を読み出す必要が生じた場合、ヘッド部２０は、図１５に示すように配置され、再生ヘッド２１は、データトラック１２ａに記録されているデータ信号に加えて、サーボトラック１１ａおよび１１ｂに記録されているサーボ信号を読み出す。
【００４５】
再生ヘッド２１によって信号が読み出される３つのトラックには、それぞれ異なる周波数で信号が記録され、帯域分離によってそれぞれの信号を抽出することが可能になっている。そして、抽出されたサーボトラック１１ａのサーボ信号とサーボトラック１１ｂのサーボ信号とを比較することにより、ヘッド部２０のトラック位置の変位が検出され、位置補正が実行される。
【００４６】
この従来のサーボ制御方法は、１つの再生ヘッドでデータ信号とサーボ信号を読み出すことを前提としているため、複数の再生ヘッドを設けて磁気ディスク装置の転送速度を向上させたい場合には適用することができない。また、データトラックとサーボトラックを交互に設ける必要があるため、磁気記録媒体の利用効率が悪い。
【００４７】
サーボトラック間に複数のデータトラックを設け、それらのデータトラックに記録された信号を１つの再生ヘッドで読み出すことにより、磁気ディスク装置の転送速度を向上させると共に、磁気記録媒体の利用効率を改善することも考えられるが、各トラックに記録されている信号を識別するために複雑な信号処理が必要となるため、現実的ではない。
【００４８】
図１６は、従来の他のサーボ制御方法の概要を示す図である。同図に示すように、磁気記録媒体３０には４本のデータトラックと２本のサーボトラックが交互に設けられており、例えば、データトラック３２ａ〜３２ｄの隣には、サーボトラック３１ａおよび３１ｂが存在する。サーボトラック３１ａは、データトラック３２ａおよび３２ｃに対して読み書きを行う場合に利用されるサーボトラックであり、サーボトラック３１ｂは、データトラック３２ｂおよび３２ｄに対して読み書きを行う場合に利用されるサーボトラックである。
【００４９】
ヘッド部４０は、磁気記録媒体３０の上を半径方向に移動可能なように構成されており、磁気記録媒体３０に記録されたサーボ信号を読み出すための再生ヘッド４１ａおよび４１ｂと、データ信号を読み出すための再生ヘッド４２ａおよび４２ｂとを備える。データトラック３２ａおよび３２ｃに記録されているデータ信号を読み出す必要が生じた場合、ヘッド部４０は、図１６に示すように配置され、再生ヘッド４１ａおよび４１ｂは、サーボトラック３１ａに記録されているサーボ信号を読み出す。
【００５０】
この状態で、再生ヘッド４１ａから読み出されるサーボ信号と、再生ヘッド４１ｂから読み出されるサーボ信号とを比較することにより、ヘッド部４０のトラック位置の変位が検出され、位置補正が実行される。また、再生ヘッド４２ａおよび４２ｂによって、データトラック３２ａおよび３２ｃに記録されているデータ信号が並列的に読み出される。
【００５１】
また、データトラック３２ｂおよび３２ｄに記録されているデータ信号を読み出す必要が生じた場合は、ヘッド部４０は、再生ヘッド４１ａおよび４１ｂがサーボトラック３１ｂに記録されているサーボ信号を読み出すことができる位置に配置され、再生ヘッド４２ａおよび４２ｂによって、データトラック３２ｂおよび３２ｄに記録されているデータ信号が並列的に読み出される。
【００５２】
このように、この従来のサーボ制御方法では、複数の再生ヘッドによって複数のデータトラックから信号を並列的に読み出すことにより、磁気ディスク装置の転送速度を向上させることが可能になっている。しかしながら、この方式では、サーボ信号を読み出すために、再生ヘッド４１ａおよび４１ｂという２つの再生ヘッドが必要になっており、ヘッド部４０の構造の複雑化と、コストの上昇を生じさせる要因となっている。
【００５３】
次に、本実施例に係るサーボ制御方法について説明する。図１は、本実施例に係るサーボ制御方法の概要を示す図である。なお、同図においては、磁気記録媒体５０がパターンドメディアである場合を例にして図示しているが、本実施例に係るサーボ制御方法は、パターンドメディア以外の記録媒体においても有効である。パターンドメディアとは、磁区粒子をビット毎に孤立化させた記録媒体であり、情報を高密度かつ安定的に記録することができる。
【００５４】
図１に示すように、磁気記録媒体５０には４本のデータトラックと１本のサーボトラックが交互に設けられており、例えば、データトラック５２ａ〜５２ｄの隣には、サーボトラック５１ａおよび５１ｂが存在する。なお、磁気記録媒体５０の最内周と最外周のトラックはサーボトラックが配置される。
【００５５】
ヘッド部６０は、磁気記録媒体５０の上を半径方向に移動可能なように構成されており、磁気記録媒体５０に記録されたデータ信号を読み出すための再生ヘッド６２ａおよび６２ｂと、サーボ信号とデータ信号の両方を読み出すための再生ヘッド６１ａおよび６１ｂとを備える。再生ヘッド６１ａ、６２ａ、６２ｂおよび６１ｂは、同時に信号を読み出すことができるように、磁気記録媒体５０の半径方向に配列され、再生ヘッド６１ａおよび６１ｂは、その両端部に位置する。再生ヘッド６１ａおよび６１ｂの間隔は、サーボトラック５１ａおよび５１ｂの間隔よりも小さい。
【００５６】
サーボトラック５１ａ等のサーボトラックには、データトラックよりも低周波の信号が記録され、再生ヘッド６１ａおよび６１ｂにおいて読み出された信号からサーボ信号とデータ信号を帯域分離することができるようになっている。例えば、データトラックに、０または１が３個以上連続して出現しないように符号化されたデータ信号が記録されている場合、サーボトラックに、４個以上の０と１を交互に書き込みすることにより、低周波の信号を記録しておくことができる。
【００５７】
なお、サーボトラック５１ａ等のサーボトラックには低周波の信号が記録されていればよく、高密度に情報を記録する必要がないため、磁気記録媒体５０がパターンドメディアであっても、サーボトラックについては、ビット毎に独立した磁区粒子を形成せずに、従来の連続した磁性膜として構成することもできる。
【００５８】
データトラック５２ａ〜５２ｄに記録されているデータ信号を読み出す必要が生じた場合、ヘッド部６０は、図１に示すように配置され、再生ヘッド６１ａは、サーボトラック５１ａに記録されているサーボ信号とデータトラック５２ａに記録されているデータ信号を読み出し、再生ヘッド６１ｂは、サーボトラック５１ｂに記録されているサーボ信号とデータトラック５２ｄに記録されているデータ信号を読み出す。
【００５９】
この状態で、再生ヘッド６１ａから読み出される信号と、再生ヘッド６１ｂから読み出される信号から、帯域分離によってサーボ信号を抽出し、両者を比較することにより、ヘッド部６０のトラック位置の変位が検出され、位置補正が実行される。また、再生ヘッド６２ａおよび６２ｂによって、データトラック５２ｂおよび５２ｃに記録されているデータ信号が並列的に読み出され、再生ヘッド６１ａから読み出される信号と、再生ヘッド６１ｂから読み出される信号から、帯域分離によってデータトラック５２ａおよび５２ｄに記録されているデータ信号が取得される。
【００６０】
このように、本実施例に係るサーボ制御方法では、複数の再生ヘッドによって複数のデータトラックから信号を並列的に読み出すことにより、磁気ディスク装置の転送速度を向上させることが可能になっている。また、サーボ信号を読み出すための専用の再生ヘッドを必要としないため、ヘッド部６０の構造を比較的単純にすることができ、コストの上昇を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施例に係るサーボ制御方法では、同時に読み書きが行われるデータトラックの組合せの間に１本のサーボトラックを設けるだけでサーボ制御を行うことができるため、磁気記録媒体の利用効率もよい。
【００６２】
なお、図１の例では、４本のデータトラック毎に１本のサーボトラックを設ける例を示しているが、上述したように、本実施例に係るサーボ制御方法ではヘッド部６０の構造を比較的単純にすることができるため、同時に読み書きが行われるデータトラック数を増やすことが容易である。例えば、６本のデータトラック毎に１本のサーボトラックを設けることとすれば、さらに磁気記録媒体の利用効率が向上し、磁気ディスク装置の転送速度も向上する。
【００６３】
また、本実施例に係るサーボ制御方法では、サーボトラックのサーボ信号を読み出す２つの再生ヘッドが、一方の再生ヘッドの有効感度領域があるサーボトラックの内周側の端から中心まで達する場合に、他方の再生ヘッドの有効感度領域が他のサーボトラックの外周側の端から中心まで達するような位置関係で配置される。
【００６４】
例えば、図１の例では、サーボトラック５１ｂからサーボトラック５１ａに向かう方向が外周方向だとして、再生ヘッド６１ａの有効感度領域は、サーボトラック５１ａの内周側の端からサーボトラック５１ａの中心まで達しており、再生ヘッド６１ｂの有効感度領域は、サーボトラック５１ｂの外周側の端からサーボトラック５１ｂの中心まで達している。
【００６５】
この状態では、再生ヘッド６１ａは、サーボトラック５１ａに記録されている信号の全強度の半分の強度の信号を読み出し、再生ヘッド６１ｂは、サーボトラック５１ｂに記録されている信号の全強度の半分の強度の信号を読み出すことになる。
【００６６】
そして、ヘッド部６０が外周側に変位するにつれて、再生ヘッド６１ａにて読み出される信号の強度は大きくなり、再生ヘッド６１ｂにて読み出される信号の強度は小さくなる。また、ヘッド部６０が内周側に変位するにつれて、再生ヘッド６１ａにて読み出される信号の強度は小さくなり、再生ヘッド６１ｂにて読み出される信号の強度は大きくなる。
【００６７】
このように、サーボトラックのサーボ信号を読み出す２つの再生ヘッドを上記のように配置することにより、２つの再生ヘッドで読み出されるサーボ信号の強度に基づいてヘッド部６０の変位の方向と大きさを検出することが可能になる。
【００６８】
従来、２つのサーボトラックを用いてサーボ制御を行う方式では、ヘッド部６０の変位の方向を識別するために、サーボトラック５１ａと５１ｂに異なる周波数のサーボ信号を記録しておくことが一般的であったが、再生ヘッドを上記のように配置し、サーボ信号の強度に基づいてヘッド部６０の変位を検出することにより、全てのサーボトラックに記録するサーボ信号の周波数を共通にすることが可能になる。
【００６９】
ここで、ヘッド部６０の変位量と再生ヘッド６１ａおよび６１ｂよって読み出されるサーボ信号の信号強度の対応の例を図２に示す。同図は、再生ヘッド６１ａによって読み出されるサーボ信号をＲ−ｃｈ、再生ヘッド６１ｂによって読み出されるサーボ信号をＬ−ｃｈとし、磁区粒子の半径が２０ｎｍ、磁区粒子の間隔が２０ｎｍ、トラックピッチ（Ｔｐ）が６０ｎｍである場合の例を示している。
【００７０】
同図に示すように、Ｌ−ｃｈの信号強度の最大値とＲ−ｃｈの信号強度の最大値が同一であるとすると、ヘッド部６０の変位量が０ｎｍの場合、Ｌ−ｃｈの信号強度とＲ−ｃｈの信号強度は、いずれも最大時の半分の大きさとなり、大きさが同一となる。そして、ヘッド部６０の変位量が大きくなるにつれて、Ｌ−ｃｈの信号強度とＲ−ｃｈの信号強度の一方の値が大きくなっていき、他方の値が小さくなっていく。
【００７１】
したがって、Ｌ−ｃｈの信号強度とＲ−ｃｈの信号強度の差を求めると、図３に示すように、ヘッド部６０の変位量が０ｎｍの場合に差が０となり、ヘッド部６０の変位量が大きくなるにつれて、差が正の方向もしくは負の方向に大きくなっていくことになる。本実施例に係るサーボ制御方法では、この関係を利用し、Ｌ−ｃｈの信号強度とＲ−ｃｈの信号強度の差が０になるようにヘッド部６０の位置を制御することにより、サーボ制御を実現する。
【００７２】
この方式は、単純な回路で実現できる上に、ヘッド部６０がわずかに変位しただけでもサーボ信号の強度差が０でない値を示すことになるため、高精度に位置決めを行うことができる。また、全てのサーボトラックに同じ周波数のサーボ信号を記録しておけばよいため、サーボトラックの初期化を容易に行うことができる。
【００７３】
図１６に示した従来のサーボ制御方法は、１つのサーボトラックから読み出されるサーボ信号に基づいてヘッド部の変位を検出するため、本実施例に係るサーボ制御方法と同様に、全てのサーボトラックに同じ周波数のサーボ信号を記録しておくことができるという特徴をもつ。しかしながら、本実施例に係るサーボ制御方法は、図１６に示した従来のサーボ制御方法と比較して、変位調整幅が広いという長所を有している。
【００７４】
図４は、図１６に示した従来のサーボ制御方法を、パターンドメディアを有する磁気ディスク装置に適用した例を示している。この例では、磁区粒子５３の直径を３０ｎｍ、サーボトラック５１ａからサーボ信号を読み出す再生ヘッド４１ａおよび４１ｂの距離を１０ｎｍとしている。この場合、図５に示すように、ヘッド部の変位量が１０ｎｍよりも大きくなると、再生ヘッド４１ａと４１ｂのいずれかがサーボトラック５１ａから外れてしまい、サーボ信号を読み出すことができなくなるため、変位調整幅は±１０ｎｍとなる。再生ヘッド４１ａおよび４２ｂの距離を小さくすれば、変位調整幅を広げることができるが、再生ヘッド間の距離をこれ以上小さくしたヘッド部６０の製造は極めて困難である。
【００７５】
図６は、本実施例に係るサーボ制御方法を、図４に示したものと同じパターンドメディアを有する磁気ディスク装置に適用した例を示している。この場合、図７に示すように、ヘッド部の変位量が磁区粒子５３の半径である１５ｎｍを超えるまでは、再生ヘッド６１ａと６１ｂのいずれもがサーボトラック５１ａからサーボ信号を読み出すことができ、変位調整幅は±１５ｎｍと、従来のサーボ制御方法の場合よりも大きくなっている。
【００７６】
なお、図１においては、再生ヘッド６１ａおよび６１ｂがデータ信号とサーボ信号の読み出しを兼ねる例を示したが、図８におけるヘッド部７０のように、再生ヘッド７２ａ〜７２ｄがデータ信号のみを読み出し、再生ヘッド７１ａおよび７１ｂがサーボ信号のみを読み出すように構成することもでき、この場合もサーボ信号の強度に基づくサーボ制御を実行することができる。
【００７７】
次に、本実施例に係るサーボ制御方法を実行する磁気ディスク装置１００の構成について説明する。図９は、磁気ディスク装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、磁気ディスク装置１００は、磁気記録媒体１１０ａと、ヘッド部１２０と、ハブ１３０と、スピンドルモーター１４０と、サーボ駆動部１５０と、制御部１６０とを有する。
【００７８】
なお、同図は、磁気ディスク装置１００の構成の概略を示すものであり、実際には、これらの各部は、アルミ等の筺体内に収められ、図示しないシールド材やトッププレートを取り付けることで封入され、外気との遮断を図る構造がとられる。
【００７９】
磁気記録媒体１１０ａは、ハブ１３０を介してスピンドルモーター１４０に取り付けられ、所定の角速度にて回転される。スピンドルモーター１４０に対する回転数の維持、スタート／ストップ等の指示は、制御部１６０によって行われる。サーボ駆動部１５０は、制御部１６０の指示に従い、ヘッド部１２０の磁気記録媒体１１０ａへのロード／アンロードや、内周または外周へのシーク動作を行う。
【００８０】
磁気記録媒体１１０ａとヘッド部１２０の詳細を図１０に示す。同図に示すように磁気記録媒体１１０ａは、パターンドメディアであり、データ領域は、正方格子状に配列された磁区粒子によって構成され、連続サーボを実施するために、サーボトラック１１１ａ等のサーボトラックが設けられている。
【００８１】
また、従来の磁気記録媒体と同様に、プリアンブル領域１１５ａ、サーボマーク領域１１５ｂ、サーボデータ領域１１５ｃおよびバーストパターン領域１１５ｄからなるサーボフレーム１１５がトラックと直行するように設けられ、各セクターのアドレス情報等がここに記録される。サーボフレーム１１５は、ドットパターンもしくは楕円長マークパターンとした磁性体にて構成される。
【００８２】
磁気ディスク装置１００においては、サーボトラック１１１ａ等のサーボトラックから読み出された情報と、サーボフレーム１１５から読み出された情報とに基づいて、ヘッド部１２０のトラック位置の制御が行われる。具体的には、ヘッド部１２０がサーボフレーム１１５を通過する際に、サーボフレーム１１５から得たトラックアドレス情報とバーストパターン情報に基づいてヘッド部１２０の大まかなトラック位置決めが行われ、データ領域では、サーボトラックの信号を得て高精度なトラックサーボが行われる。
【００８３】
また、図１０の例では、３本のデータトラック毎にサーボトラックが設けられており、例えば、サーボトラック１１１ａと１１１ｂの間に、データトラック１１２ａ〜１１２ｃが存在する構成となっている。なお、サーボトラック間に何本のデータトラックを設けるかは任意であり、データトラックの数を増減させる場合は、その数だけ再生ヘッドの数も増減させればよい。
【００８４】
そして、サーボトラック１１１ａ等のサーボフレームは、複数ビット分の幅をもつ磁化済みの磁性体パターン１１４と、磁性体パターン１１４と同じ幅の非磁性材料とがトラック方向に交互に出現するように構成されている。磁性体パターン１１４の幅は、再生されるべきサーボ信号の周波数に応じて決定される。
【００８５】
サーボ制御を高精度に行うには、サーボトラックから生成されるサーボ信号の精度を高める必要がある。従来、サーボトラックへのサーボ信号の記録は、サーボライタによって行われるのが一般的であるが、サーボライタ自身の偏差が磁気記録媒体に反映されてしまうため、十分な精度が得難い。図１０の例のように、パターンニングによってサーボ信号の生成パターンを埋め込むこととすれば、ナノインプリント技術等を用いた微細加工により、生成されるサーボ信号の精度を高めることができる。
【００８６】
ヘッド部１２０には、データ信号を読み出すための再生ヘッド１２２と、サーボ信号とデータ信号の読み出しを行う再生ヘッド１２１ａおよび１２１ｂが半径方向に配列されている。そして、再生ヘッド１２１ａは、有効感度領域が、サーボトラック１１１ａの一方の端からサーボトラック１１１ａの中心まで達する位置に配置され、再生ヘッド１２１ｂは、有効感度領域が、サーボトラック１１１ｂの他方の端からサーボトラック１１１ｂの中心まで達する位置に配置されている。
【００８７】
続いて、制御部１６０の詳細を図１１に示す。なお、説明を簡単にするため、同図においては、再生ヘッド１２１ａおよび１２１ｂ（以下、この２つの再生ヘッドを「再生ヘッド１２１」と総称する）によって読み出されたサーボ信号に関連する部分のみを示している。
【００８８】
同図に示すように、制御部１６０は、プリアンプ１６１と、再生ヘッド信号処理部１６２と、システム制御部１６３と、制御量付与部１６４と、制御量記録部１６５と、サーボ駆動制御部１６６とを有する。
【００８９】
再生ヘッド信号処理部１６２は、再生ヘッド１２１によって読み出された信号を信号処理する処理部であり、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部１６２ａと、サーボ信号振幅検出部１６２ｂと、ライトクロック生成部１６２ｃとを有する。システム制御部１６３は、磁気ディスク装置１００の各種動作を制御する制御部であり、トラック位置制御部１６３ａと、書き込み制御部１６３ｂとを有する。
【００９０】
再生ヘッド１２１において読み出された信号は、プリアンプ１６１において増幅された後、ＦＦＴ処理部１６２ａに入力され、高速フーリエ変換処理によって、低周波数成分であるサーボ信号と、高周波数成分であるデータ信号とに分離される。そして、サーボ信号振幅検出部１６２ｂは、分離された２つのサーボ信号の振幅を検出し、強度を比較する。
【００９１】
こうして得られたサーボ信号の強度差に基づいて、トラック位置制御部１６３ａは、トラック位置制御情報を生成する。そして、制御量付与部１６４は、トラック位置制御情報と、ヘッド部１２０の変位を補正するためにサーボ駆動部１５０に加えるべき制御量の対応とを記憶する制御量記憶部１６５を参照して、生成されたトラック位置制御情報に対応する制御量を取得し、サーボ駆動制御部１６６が、その制御量をサーボ駆動部１５０に加える。
【００９２】
ＦＦＴ処理部１６２ａにおいて分離されたサーボ信号は、ライトクロック生成部１６２ｃへも入力される。ライトクロック生成部１６２ｃは、サーボ信号に基づいてライトクロックを生成する処理部であり、ライトクロック生成部１６２ｃにおいて生成されたライトクロックは、書き込み制御部１６３ｂが記録ヘッド１２３における書き込み動作のタイミングを制御するために用いられる。なお、本実施例においては、説明を簡単にするため、図１０等において記録ヘッド１２３の図示を省略しているが、記録ヘッド１２３は、データ信号を読み出す再生トラックと同じ数だけヘッド部１２０に存在し、並列的に書き込み処理を実行することができるものとする。
【００９３】
パターンドメディアにおいては、磁区粒子がトラック方向に分離して配置されているため、書き込み動作を行うタイミングを正確に制御する必要性がある。ライトクロック生成部１６２ｃがサーボ信号に基づいてライトクロックを生成することにより、個々の磁気記録媒体の状態に応じたタイミング制御が可能になり、書き込み動作を安定的に行うことができる。
【００９４】
ライトクロック生成部１６２ｃの構成の一例を図１２に示す。同図に示すように、ライトクロック生成部１６２ｃは、微分回路２０１と、ゼロクロス回路２０２と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２０３とを有する。ライトクロック生成部１６２ｃに入力されたサーボ信号は、微分回路２０１とゼロクロス回路２０２によってパルス波に変換され、ＰＬＬ回路２０３において分周された後、ライトクロックとして出力される。
【００９５】
なお、このように、ライトクロックは、サーボ信号に基づいて生成されるため、サーボ信号の周波数は、分周することによって、必要なライトクロックに相当する高信号周波数が得られる周波数でなければならない。
【００９６】
次に、図１０に示した磁気記録媒体１１０ａの製造方法について説明する。ここでは、図１３を参照しながら、ナノインプリント技術を用いた製造方法の例を示すこととする。まず、予め強力な磁場が印加された磁気記録媒体３０１の表面に樹脂膜３０２を形成する（ステップＳ１）。そして、金型を樹脂膜３０２に押し当てて、金型の形状を樹脂膜３０２に転写する（ステップＳ２）。
【００９７】
続いて、樹脂膜３０２の上からエッチング処理を施し、樹脂膜３０２の表面を削り取る（ステップＳ３）。このとき、金型の転写時に樹脂膜３０２の厚みが薄くなっていた部分については、磁気記録媒体３０１まで侵食が進み、磁気記録媒体３０１に凹部が形成される。そして、磁気記録媒体３０１から樹脂膜３０２を除去し、形成された凹部にＳｉＯ２等の非磁性材料３０３を充填することにより、磁気記録媒体１１０ａが作成される（ステップＳ４）。
【００９８】
この製造方法によれば、サーボトラックの磁性体パターン１１４は、予め磁気記録媒体３０１に強力な磁場を印加する段階で磁化され、改めて、サーボトラック毎に書き込み処理を行って初期化する必要がない。このため、磁気記録媒体１１０ａの製造工程においてフォーマットに要する時間が短縮され、コストの低減に寄与する。
【００９９】
なお、本実施例に係るサーボ制御方法は、磁気ディスク装置１００を構成する磁気記録媒体１１０ａをパターンドメディア以外の媒体に置き換えた場合でも有効である。磁気記録媒体１１０ａをディスクリートトラックメディアに置き換えた場合の例を図１４に示す。
【０１００】
同図に示すように、ディスクリートトラックメディアからなる磁気記録媒体１１０ｂは、３本のデータトラック毎にサーボトラックが設けられており、例えば、サーボトラック１１６ａと１１６ｂの間に、データトラック１１７ａ〜１１７ｃが存在する構成となっている。なお、サーボトラック間に何本のデータトラックを設けるかは任意であり、データトラックの数を増減させる場合は、その数だけ再生ヘッドの数も増減させればよい。
【０１０１】
サーボトラック１１６ａおよび１１６ｂと、データトラック１１７ａ〜１１７ｃの間は、非磁性体材料からなるグルーブ１１８ａ〜１１８ｆによって隣接するトラックと分離され、隣接するトラックの磁場の影響を受けないようになっている。
【０１０２】
このように磁気記録媒体１１０ａを磁気記録媒体１１０ｂに置き換えた場合でも、上述した通り、再生ヘッド１２１ａおよび１２１ｂによって読み出されたサーボ信号の強度に基づいてサーボ制御を行うことが可能である。また、磁気記録媒体１１０ｂは、図１３に示した製造方法によって製作することが可能である。
【０１０３】
なお、磁気記録媒体１１０ａをパターンドメディア以外の媒体に置き換えた場合は、ライトクロック生成部１６２ｃは不要となる。また、図１４の例では、サーボトラック１１６ａと１１６ｂから読み出されるサーボ信号が逆位相になるように、磁性体パターン１１４の位置をサーボトラックによって変更しているが、図１０の例のように、読み出されるサーボ信号が同位相になるように磁性体パターン１１４を配置してもよい。
【０１０４】
上述してきたように、本実施例では、複数の再生ヘッドを配列し、その両端の再生ヘッドでサーボトラックからサーボ信号を読み出してサーボ制御を行うこととしたので、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御を実現しながら、サーボトラック間に形成されるデータトラックの数を容易に増やすことが可能となり、もって、データの転送速度と磁気記録媒体の利用効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、本実施例では、サーボ信号の読み出しを行う再生ヘッドがデータ信号の読み出しも行うようにしたので、必要とされる再生ヘッドの数が削減され、製造コストを低減することができる。
【０１０６】
また、本実施例では、２つの再生ヘッドで読み出されたサーボ信号の強度を比較してヘッド部の変位の方向と大きさを測定するように構成したので、単純な構成によって高精度な位置決め精度を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上のように、本発明に係る磁気ディスク装置および磁気記録媒体は、サーボトラックから読み出されるサーボ信号に基づいてサーボ制御を行う場合に有用であり、特に、サーボトラックを用いた安定的なサーボ制御と、複数のデータトラックの並列読み出しによる転送速度の向上を、低コストで効率よく実現することが必要な場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施例に係るサーボ制御方法の概要を示す図である。
【図２】ヘッドの変位量と信号強度の対応を示す図である。
【図３】ヘッドの変位量と信号強度の差分の対応を示す図である。
【図４】従来のサーボ制御方法を用いる場合の再生ヘッドの配置例を示す図である。
【図５】従来のサーボ制御方法を用いた場合の変位調整幅を示す図である。
【図６】本実施例に係るサーボ制御方法を用いる場合の再生ヘッドの配置例を示す図である。
【図７】本実施例に係るサーボ制御方法を用いた場合の変位調整幅を示す図である。
【図８】サーボトラックの読み取り専用の再生ヘッドを設けた例を示す図である。
【図９】本実施例に係る磁気ディスク装置の構成を示す図である。
【図１０】本実施例に係る磁気ディスク装置における磁気記録媒体とヘッド部の詳細を示す図である。
【図１１】制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】ライトクロック生成部の構成を示すブロック図である。
【図１３】磁気記録媒体の製造工程を示す図である。
【図１４】磁気記録媒体をディスクリートトラックメディアとした例を示す図である。
【図１５】従来のサーボ制御方法の概要を示す図である。
【図１６】従来の他のサーボ制御方法の概要を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    磁気記録媒体
１１ａ、１１ｂ  サーボトラック
１２ａ  データトラック
２０    ヘッド部
２１    再生ヘッド
３０    磁気記録媒体
３１ａ〜３１ｄ  サーボトラック
３２ａ〜３２ｄ  データトラック
４０    ヘッド部
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ  再生ヘッド
５０    磁気記録媒体
５１ａ、５１ｂ  サーボトラック
５２ａ〜５２ｄ  データトラック
５３    磁区粒子
６０    ヘッド部
６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ  再生ヘッド
７０    ヘッド部
７１ａ、７１ｂ、７２ａ〜７２ｄ  再生ヘッド
１００    磁気ディスク装置
１１０ａ、１１０ｂ  磁気記録媒体
１１１ａ、１１１ｂ  サーボトラック
１１２ａ〜１１２ｃ  データトラック
１１３    磁区粒子
１１４    磁性体パターン
１１５    サーボフレーム
１１５ａ  プリアンブル領域
１１５ｂ  サーボマーク領域
１１５ｃ  サーボデータ領域
１１５ｄ  バーストパターン領域
１１６ａ、１１６ｂ  サーボトラック
１１７ａ〜１１７ｃ  データトラック
１１８ａ〜１１８ｆ  グルーブ
１２０    ヘッド部
１２１、１２１ａ、１２１ｂ  再生ヘッド
１２２    再生ヘッド
１２３    記録ヘッド
１３０    ハブ
１４０    スピンドルモーター
１５０    サーボ駆動部
１６０    制御部
１６１    プリアンプ
１６２    再生ヘッド信号処理部
１６２ａ  高速フーリエ変換処理部（ＦＦＴ処理部）
１６２ｂ  サーボ信号振幅検出部
１６２ｃ  ライトクロック生成部
１６３    システム制御部
１６３ａ  トラック位置制御部
１６３ｂ  書き込み制御部
１６４    制御量付与部
１６５    制御量記憶部
１６６    サーボ駆動制御部
２０１    微分回路
２０２    ゼロクロス回路
２０３    ＰＬＬ回路
３０１    磁気記録媒体
３０２    樹脂膜
３０３    非磁性材料
【図１】
2008217896.tif 000003
【図２】
2008217896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008217896.tif 000014
【図１３】
2008217896.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008217896.tif 000017
【図１６】
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