(57)【要約】【課題】サーボトラックのバーストパターン部の磁化状態を安定に保持し、リードヘッドの位置誤差検出を適正に行うえるようにすること。【解決手段】バーストパターンＡ、ＢをトラックＮ、Ｎ＋１に記録し、その隣接トラックにダミーパターンＡ、Ｂを記録する。そして、ダミーパターンＡ、ＢをバーストパターンＡ、Ｂより低い基本周波数を持つ任意の磁化パターンとする。そして、磁気ディスク装置内で、（ｂ）（ｂ’）に示すようにハイパス特性の信号処理を施した後で、（ｃ）に示すようにバーストパターンＡ、バーストパターンＢの振幅の差Ｖａ’−Ｖｂ’を求め、これを位置誤差検出信号として用いる。また、位置誤差が大きくなるにつれて位置誤差検出信号の直線性が劣化することを防ぐため、ハイパス特性の信号処理をしたダミーパターンＡ、Ｂの高周波成分の振幅Ｖｄ’の最小値と、Ｖａ’−Ｖｂ’の最大値を記憶し補正演算を行う。【選択図】          図１
2005025866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドと、バースト信号が記録されたバースト部を有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体の記録トラックに対する磁気ヘッドの位置誤差を求め、該位置誤差に基づき磁気ヘッドの位置決めを行う位置決め手段を備えた垂直記録方式の磁気ディスク装置であって、
上記磁気記録媒体のバースト部は、第１、第２の領域を有し、
上記磁気記録媒体の第１の記録トラックの上記第１の領域にはバーストパターンが記録され、第２の領域には該バーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンが記録され、
上記第１の記録トラックに隣接する第２の記録トラックの第１の領域にはバーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンが記録され、第２の領域にはバーストパターンが記録されており、
上記位置決め手段は、上記磁気ヘッドにより読み取られたバースト部の第１の記録トラックと、第２の記録トラックの読み取り信号の差に基づき、磁気ヘッドの位置誤差を求めて磁気ヘッドを位置決めする
ことを特徴とする垂直記録方式の磁気ディスク装置。
【請求項２】
上記位置決めを行う手段は、ダミーパターンの基本周波数より高く、バーストパターンの基本周波数より低いカットオフ周波数を持つハイパスフィルタを備え、
上記磁気ヘッドの出力からバースト部の信号を切り出して上記ハイパスフィルタに印加し、該ハイパスフィルタの出力信号に基づき、磁気ヘッドの位置誤差を求める
ことを特徴とする請求項１の垂直記録方式の磁気ディスク装置。
【請求項３】
上記第１、第２のダミーパターンに含まれる高周波成分の振幅、および、上記バースト部の第１の記録トラックと、第２の記録トラックの読み取り信号の差の最大値を予め記録し、
上記位置決め手段は、上記バースト部の第１、第２の記録トラックから読み取った信号の差を、上記高周波成分の振幅および上記差の最大値で補正して、記録トラックに対する磁気ヘッドの位置誤差を求める
ことを特徴とする請求項２または請求項３の垂直記録方式の磁気ディスク装置。
【請求項４】
垂直記録方式の磁気記録媒体のバーストパターンを含む記録トラックを生成するサーボトラックライタであって、
上記サーボトラックライタは、磁気記録媒体のバースト部に記録するバーストパターン信号を発生するパターン発生器と、書き込みヘッドとを備え、
上記書き込みヘッドは、上記パターン発生器の出力に基づき、上記磁気記録媒体のバースト部の第１の記録トラックの第１の領域にバーストパターンを記録すし、第２の領域に該バーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンを記録し、
上記第１の記録トラックに隣接する第２の記録トラックの第１の領域にバーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンを記録し、上記第２の記録トラックの第２の領域にバーストパターンを記録する
ことを特徴とする垂直記録方式磁気記録媒体のサーボトラックライタ。
【請求項５】
バーストパターンを記録したバースト部を含む記録トラック有する垂直記録方式の磁気記録媒体であって、
上記バースト部の第１の記録トラックの第１の領域にバーストパターンが記録され、第２の領域に該バーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンが記録されており、
上記第１の記録トラックに隣接する第２の記録トラックの第１の領域にバーストパターンより基本周波数が低いダミーパターンが記録され、上記第２の記録トラックの第２の領域にバーストパターンが記録されている
ことを特徴とする垂直記録方式の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置に関し、より詳細には円板状の垂直磁気記録媒体に設けられた記録トラックにロータリアクチュエータを用いて磁気ヘッドの位置決めを行い情報を記録する磁気ディスク装置およびサーボトラックライタ並びに垂直記録方式磁気記録媒体に関する。
現在、磁気ディスク装置の記録密度を飛躍的に向上させる磁気記録方式として従来の長手記録方式に代わる垂直記録方式が提唱され、要素技術としての垂直記録方式の磁気ディスク媒体と磁気ヘッドの開発が進められている。
本発明は、この垂直記録方式の磁気ディスク媒体と磁気ヘッドを用いた垂直記録方式の磁気ディスク装置を実現するために必要となるサーボ信号の生成方式に関連し、特にサーボトラックのバーストパターンと位置誤差の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置においては、回転するディスクに対してヘッドを半径方向に移動させて位置決めし、所望のトラックへのデータの書き込み、読み出しを行っており、この位置決めのためディスク上のサーボセクタにバーストパターンが書き込まれている。
従来においては、上記バーストパターンとして、垂直記録方式の場合でも図８（ａ）に示すように長手記録方式の場合と同様のバーストパターンを用いていた。
そして、バーストパターンＡ、バーストパターンＢの振幅Ｖａ、Ｖｂを図８（ｂ）のように求め、振幅の差Ｖａ−Ｖｂが図８（ｃ）のようにリードヘッドのトラック方向の位置誤差に対応しており、また、同図に示すように直線性を持つことに着目し、Ｖａ−Ｖｂを位置誤差検出信号として利用し、ヘッドの位置決めを行っていた。
しかしながら垂直記録方式には、円周方向の記録密度が低いと磁化状態が不安定になると言う特性があるため、従来方式ではバーストパターンＡ、バーストパターンＢが、隣接トラックのＤＣイレーズの影響を受けて磁化状態が不安定になる。このため、バーストパターンの振幅Ｖａ、Ｖｂが正しく検出できず、結果として振幅の差Ｖａ−Ｖｂが位置誤差信号として利用できなくなると言う問題が生じていた。
上記問題を解決するため、バーストパターンＡ、バーストパターンＢの隣接トラックに、バーストパターンより高い記録密度でダミーパターンを記録し、耐熱減磁性を向上させ、位置決め精度を向上させた磁気ディスク装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５０７２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の発明によれば、耐熱減磁性を向上させ、位置決め精度を向上させることができるが、特許文献１に記載のものは、バーストパターンより高い記録密度でダミーパターンを記録している。このため、バーストパターンより高い周波数の信号を生成して磁気記録媒体に書き込む必要があり、装置設計が難しくなるといった問題がある。
また、読みだした信号を復調する復調器における信号処理が難しくなるといった問題も生ずる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、サーボトラックのバーストパターン部の磁化状態を安定に保持し、リードヘッドの位置誤差検出を適正に行うことができる、装置設計が比較的容易な垂直記録方式の磁気ディスク装置およびサーボトラックライタ並びに垂直記録方式磁気記録媒体を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが検討した結果、ダミーパターンの周波数がバーストパターンの周波数より低くても、ある程度高密度であれば、バーストパターン部の磁化状態を安定に保持し、リードヘッドの位置誤差検出を適正に行うことができることを見いだした。
そこで、本発明においては、図１（ａ）に示すようにバーストパターンＡ、バーストパターンＢをトラックＮ、Ｎ＋１の第１、第２の領域に記録し、その隣接トラックの第１の領域にダミーパターンＡ、第２の領域にダミーパターンＢを記録する。そして、ダミーパターンＡ、ダミーパターンＢをバーストパターンＡ、バーストパターンＢより低い基本周波数を持つ任意の磁化パターンとする。これにより、ＤＣイレーズに伴うバーストパターンＡ、バーストパターンＢの磁化状態の劣化を防ぐことができる。
ここで、上記のダミーパターンＡ、ダミーパターンＢを含むバーストパターンから得られるリードヘッドの出力信号には本来の波形より低い周波数成分が含まれてしまうため、磁気ディスク装置内では、図１（ｂ）（ｂ’）に示すようにハイパス特性の信号処理を施した後で、図１（ｃ）に示すようにバーストパターンＡ、バーストパターンＢの振幅の差Ｖａ’−Ｖｂ’を求め、これを位置誤差検出信号として用いる。
また、ハイパス特性の信号処理を施した後のダミーパターンＡ、ダミーパターンＢにもバーストパターンＡ、バーストパターンＢと同じ周波数成分が含まれているため、上記のようにハイパス特性の信号処理を施しただけでは、位置誤差が大きくなるにつれて位置誤差検出信号の直線性が劣化することがある。
そこで、ハイパス特性の信号処理を施した後のダミーパターンＡ、ダミーパターンＢの高周波成分の振幅Ｖｄ’の最小値、振幅の差Ｖａ’−Ｖｂ’の最大値を記憶し、補正演算を行う。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施例のヘッドの位置決めを行うサーボ系の概略構成を示す図である。
同図において、１は垂直記録方式で記録された磁気ディスクであり、磁気ディスク１のサーボトラックには、前記図１（ａ）に示した第１、第２の領域にバーストパターン、ダミーパターンが記録されている。ここでは、例えば、バーストパターンＡ，Ｂが”１０１０１０１０”であり、ダミーパターンＡ，Ｂが”１０００１０００”であるとする。
２は垂直再生ヘッド（リードヘッド）であり、リードヘッド２で読み出されたリードヘッド出力信号は、再生アンプ３に送られて増幅され、微分回路４で微分される。微分回路４の出力は復調器５に与えられ、サーボトラックに書き込まれたダミーパターンＡ、ダミーパターンＢを含むバーストパターンが切り出され、復調器５で復調されてＡ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。
ハイパスフィルタ７は、Ａ／Ｄ変換器６の出力にハイパス特性の信号処理を施し、図１（ｂ）に示すダミーパターンＡ、ダミーパターンＢを含むバーストパターンから図１（ｂ’）に示すように低周波成分のダミーパターンＡ、ダミーパターンＢの低周波成分を除去する。なお、ハイパスフィルタ７のカットオフ周波数は、バーストパターンとダミーパターンの間の適当な周波数を選択する。
【０００７】
ここで、リードヘッド２のトラック方向の位置がＰ１，Ｐ２，Ｐ３（図１（ａ）参照）であるときのリードヘッド出力信号をＶ１，Ｖ２，Ｖ３とし、リードヘッド位置がＰ１，Ｐ２，Ｐ３であるときのハイパスフィルタ７の出力信号をＶ１’，Ｖ２’，Ｖ３’とする。
前記したようにバーストパターンＡ、バーストパターンＢが１０１０１０１０の２Ｔパターン、ダミーパターンＡ、ダミーパターンＢが１０００１０００の４Ｔパターンの場合、リードヘッド２がＰ１，Ｐ２，Ｐ３にあるとき、リードヘッド出力信号は、それぞれ図１（ｂ）に示すＶ１，Ｖ２，Ｖ３のようになり、またそれぞれの位置におけるハイパスフィルタ７の出力信号は、図１（ｂ’）に示すＶ１’，Ｖ２’，Ｖ３’となる。
上記ハイパスフィルタ７の出力は、位置復調器８に入力される。バーストパターンＡ，Ｂにおけるリードヘッド２の出力信号をＶａ，Ｖｂとし、バーストパターンＡ，Ｂにおけるハイパスフィルタ７の出力信号をＶａ’，Ｖｂ’とすると、位置復調器８は、ハイパスフィルタ７の出力信号からＶａ’とＶｂ’の差Ｖａ’−Ｖｂ’を求めて、サーボコントローラ９に出力する。上記差Ｖａ’−Ｖｂ’は、図１（ｃ）に示すように、トラック方向のリードヘッド２の位置誤差信号に対応している。
サーボコントローラ９は上記位置誤差信号に基づき、アクチュエータ１０を駆動して、再生ヘッド２を位置決めする。なお、上記ハイパスフィルタ７、位置変調器８、サーボコントローラ９は、Ａ／Ｄ変換器６が出力するデジタル信号をコンピュータで処理することにより実現することができる。
【０００８】
図３は位置復調器８の構成例を示す図である。上記ハイパスフィルタ７の出力は、同図に示す振幅検波部８１に入力される。振幅検波部８１は、ゲートＧ１，Ｇ２、ゲートＧ１，Ｇ２の出力を振幅検波する振幅検波器８１１、８１２を有する。
ゲートＧ１、ゲートＧ２は、図示しないディスクコントローラから与えられるゲート信号Ａ，Ｂにより図４に示すように交互に開き、リードヘッド２で読みだされハイパスフィルタ７で低周波成分が除去されたバーストパターンＡ（ダミーパターンＡ）、バーストパターンＢ（ダミーパターンＢ）を振幅検波器８１１，８１２に出力する。振幅検波器８１１，８１２は、この信号を振幅検波し、Ｖａ’，Ｖｂ’を出力する。
振幅検波器８１１，８１２の出力は減算器８２に与えられ、減算器８２はその差Ｖａ’−Ｖｂ’を出力する。
ここで、リードヘッド２が図１（ａ）に示すＰ１にあるとき、ゲートＧ１の出力は図１（ｂ’）のＶ１’に示すバーストパターンＡとなり、振幅検波器８１１の出力Ｖａ’はこの振幅に対応した値となる。またゲートＧ２の出力は図１（ｂ’）のＶ１’に示すハイパスフィルタ７で低周波成分が除去されたダミーパターンＢとなり、振幅検波器８１２の出力Ｖｂ’はこの振幅に対応した値となる。この場合、減算器８２の出力Ｖａ’−Ｖｂ’はトラック方向のリードヘッド２の位置誤差信号に対応した値である図１（ｃ）のＡ点に相当する。
【０００９】
一方、リードヘッド２が図１（ａ）に示すＰ３にあるときには、ゲートＧ１の出力は図１（ｂ’）のＶ３’に示すハイパスフィルタ７で低周波成分が除去されたダミーパターンＡとなり、振幅検波器８１１の出力Ｖａ’はこの振幅に対応した値となる。またゲートＧ２の出力は図１（ｂ’）のＶ３’に示すバーストパターンＢとなり、振幅検波器８１２の出力Ｖｂ’は、この振幅に対応した値となる。この場合、減算器８２の出力Ｖａ’−Ｖｂ’はトラック方向のリードヘッド２の位置誤差信号に対応した値である図１（ｃ）のＢ点に相当する。
さらに、リードヘッド２が図１（ａ）に示すＰ２にあるときには、ゲートＧ１の出力は図１（ｂ’）のＶ２’に示すバーストパターンＡとなり、振幅検波器８１１の出力Ｖａ’はこの振幅に対応した値となる。また、ゲートＧ２の出力は図１（ｂ’）のＶ２’に示すバーストパターンＢとなり、振幅検波器８１２の出力Ｖｂ’は、この振幅に対応した値となる。
この場合、減算器８２の出力Ｖａ’−Ｖｂ’はトラック方向のリードヘッド２の位置誤差信号に対応した値である図１（ｃ）のＣ点に相当する。
【００１０】
すなわち、Ｖ１’  ，Ｖ２’，Ｖ３’のそれぞれについて、バーストパターンＡとバーストパターンＢの部分の波形の振幅の差Ｖａ’−Ｖｂ’を求めたものは、図２（ｃ）上の黒丸Ａ，Ｂ，Ｃの３点に相当し、ほぼ直線上に並ぶ。
したがって、トラック方向のリードヘッド２の位置誤差信号に対応した上記差Ｖａ’−Ｖｂ’に基づき、サーボコントローラ９によりリードヘッド２の位置を制御することで、リードヘッド２の位置決めをすることができる。
しかし、前記したようにダミーパターンＡ，ＢにもパーストパターンＡ，Ｂと同じ周波数成分が含まれているため、位置誤差が大きくなるにつれて位置誤差検出信号の直線性が劣化する。
そこで位置復調器８に、最小値記憶テーブル８３、最大値記憶テーブル８４、補正値算出部８５を設け、図５に示すように最小値記憶テーブル８３にＶｂ’の最小値Ｖｄ’を記憶する。また、｜Ｖａ’−Ｖｂ’｜の最大値（Ｖｍａｘという）を求めて、最大値記憶テーブル８４に記憶する。なお、上記最小値記憶テーブル８３に記憶されるＶｂ’の最小値Ｖｄ’、最大値記憶テーブル８４に記憶されるＶｍａｘは、磁気ディスク装置を調整する段階で予め上記テーブル８３，８４に記憶される。
補正値算出部８５では以下の式により補正値を求め、減算部８６に出力する。
補正値＝Ｖｄ’×（Ｖａ’−Ｖｂ’）／Ｖｍａｘ
減算部８６は、前記減算部８２が出力するＶａ’−Ｖｂ’から上記補正値を減算して、Ｖａ’−Ｖｂ’を補正し、補正された位置誤差信号を出力する。
上記のように、低周波成分が除去されたダミーパターンに含まれるパーストパターンＡ，Ｂと同じ周波数成分の最小値に応じて、位置誤差信号を補正することにより、位置誤差検出信号の直線性の劣化を補正し、直線性を改善することができる。
【００１１】
次に上記磁気ディスクのサーボトラックに、上記バーストパターンＡ，Ｂ、ダミーパターンを書き込むサーボトラックライタの構成例について説明する。
図６は本発明の実施例のサーボトラックライタの構成を示す図である。
同図において、１１は基準クロック発生部であり、基準クロック発生部１１が発生する基準クロックはパターンジェネレータ１２に送られる。
パターンジェネレータ１２は、信号パターンテーブル１２ａからサーボトラックへの書き込みパターンを読み出し、磁気ディスク１（垂直記録ディスク）のサーボトラックに書き込むバーストパターンＡ，Ｂ、ダミーパターンＡ，Ｂを生成する。
図７は上記信号パターンテーブル１２ａの信号パターン例を示す図であり、同図（ａ）は従来の信号パターンを示し、（ｂ）は本発明の信号パターン例を示す。  同図に示すように、従来の信号パターンは、同図（ａ）に示すように、バーストパターンＡ，ＢとＤＣイレーズパターンから形成されていたが、本発明では、同図（ｂ）に示すように、バーストパターンＡ、バーストパターンＢが１０１０１０１０の２Ｔパターン、ダミーパターンＡ、ダミーパターンＢが１０００１０００の４Ｔパターンから形成される。
パターンジェネレータ１２で生成されたバーストパターンとダミーパターンから形成される記録信号は、書き込み回路１３に送られ、アクチュエータ１４により駆動される垂直記録ヘッド１５により磁気ディスク１（垂直記録ディスク）に書き込まれる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によると、サーボトラックのバーストパターン部の磁化状態を安定に保持することが可能であり、リードヘッドの位置誤差検出を適正に行うことができる。またバーストパターンが従来と同じ基本周波数で良いため、既存のサーボトラックライタを使用してサーボパターンの書き込みが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す図である。
【図２】本発明の実施例の磁気ディスク装置のサーボ系の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例の位置復調器の構成例を示す図である。
【図４】位置復調器のゲートＧ１，Ｇ２によるバーストパターンとダミーパターンの混成波の捕捉を説明する図である。
【図５】ハイパスフィルタによりダミーパターンの低周波成分を除去した後のＶａ’，Ｖｂ’、Ｖｂ’の最小値を説明する図である。
【図６】本発明の実施例のサーボトラックライタの構成例を示す図である。
【図７】信号パターンの例を示す図である。
【図８】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１    磁気ディスク
２    垂直再生ヘッド（リードヘッド）
３    再生アンプ
４    微分回路
５    復調器
６    Ａ／Ｄ変換器
７    ハイパスフィルタ
８    位置復調器
９    サーボコントローラ
１０  アクチュエータ
１１  基準パルス発生器
１２  パターンジェネレータ
１３  書き込み回路
１４  アクチュエータ
１５  垂直記録ヘッド
８１  振幅検波部
８２  減算器
８３  最小値記憶テーブル
８４  最大値記憶テーブル
８５  補正値算出部
８６  減算部
【図１】
2005025866.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005025866.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005025866.tif 000009
【図８】
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