(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置を調整するためのサーボパターンを有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドがサーボパターンを読み取ることにより得た再生信号をもとに、磁気記録媒体のトラックの半径方向の位置に対応した周波数を検出する周波数検出部と、磁気記録媒体の各トラック位置に対応する所定の周波数情報を予め記憶した記憶部と、前記周波数検出部が検出した周波数と、記憶部に記憶された同一のトラックに対応した周波数情報とを比較し、その周波数差に基づく磁気ヘッドの位置調整信号を生成するトラッキング部とからなり、
前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において、磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンの長さが連続的または離散的に変化しており、
前記磁気記録媒体が、外周近傍領域に外周に沿って複数の放射状パターンを配列した円板状の媒体であって、前記放射状パターンが、磁気ヘッドによってこの放射状パターンを１周にわたって読み取ることにより、１周分の周波数変化を測定することが可能なパターンであり、
前記周波数検出部が、前記放射状パターンを１周にわたって読み取ることにより、１周分の周波数を測定し、測定された１周分の周波数に変化がある場合には、周波数に変化がない場合に検出されるべき周波数と前記測定された周波数を比較して、前記記憶部に記憶された周波数情報を補正することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２】
磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置を調整するためのサーボパターンを有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドがサーボパターンを読み取ることにより得た再生信号をもとに、磁気記録媒体のトラックの半径方向の位置に対応した周波数を検出する周波数検出部と、磁気記録媒体の各トラック位置に対応する所定の周波数情報を予め記憶した記憶部と、前記周波数検出部が検出した周波数と、記録部に記憶された同一のトラックに対応した周波数情報とを比較し、その周波数差に基づく磁気ヘッドの位置調整信号を生成するトラッキング部とからなり、
前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンのパターン長が連続的または離散的に変化し、かつ磁気記録媒体の円周方向に並設された第１のバーストパターンおよび第２のバーストパターンからなり、第１のバーストパターンのパターン長の変化の傾向と、第２のバーストパターンのパターン長の変化の傾向とが逆であることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項３】
前記記憶部には、各トラックごとに異なる周波数情報が記憶されていることを特徴とする請求項１の磁気記録装置。
【請求項４】
前記記憶部には、前記第１および第２のバーストパターンについての周波数情報が、各トラックごとに記憶されていることを特徴とする請求項２の磁気記録装置。
【請求項５】
前記磁気記録媒体が円板状の媒体であって、設計上の回転中心とは異なる位置に回転中心が存在する偏芯媒体である請求項４の磁気記録装置。
【請求項６】
前記放射状パターンが、半径方向に細長い形状のパターンであることを特徴とする請求項１の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気記録装置に関し、特に、ディスク上に記録されたサーボパターンを用いて記録再生ヘッドのトラッキングサーボを行う磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気記録装置では情報の記録再生に磁気ヘッドが用いられるが、この磁気ヘッドの磁気ディスクに対する位置決めをするために、磁気ディスク上に、サーボパターンが形成されている。
従来の磁気ディスクは、ユーザのデータを記録するためのデータ領域と、磁気記録装置の磁気ヘッドの位置決めをするための信号が予め記録されたサーボ領域とに分けられる。サーボ領域は、円板状の磁気ディスクの中心より放射線状に所定の間隔をあけて数十本程度形成されている。
【０００３】
また、サーボ領域は、一般的には、オートゲインコントロール（AGC）のための一定周期パターンと、１回転の先頭を示すインデックスパターンと、何本目のトラックかを示すグレイコードパターンと、トラックの位置情報を得るためのサーボパターン（位置信号パターンとも呼ぶ）とから構成される。
ここで、サーボパターンは、磁気記録装置の磁気ヘッドを位置決めするために必要なパターンからなり、たとえば所定のトラック間隔ごとに複数のサーボビットが千鳥配置されたものである。このサーボビットの各々を磁気ヘッドで読み取り、再生信号を得て、その信号の振幅差を比較することにより、トラック幅方向の位置情報を取得し、磁気ヘッドの位置決め（トラッキング）を行っている（特公昭４７−３２０１２号公報）。
【０００４】
図１５に、従来の「振幅検出サーボ」方式の概略説明図を示す。図１５（ａ）はトラックとサーボパターンの関係を示す図、図１５（ｂ）はサーボパターン上を移動する磁気ヘッドから得られる再生信号の一例を示す図である。トラック幅Ｔwrの磁気ヘッド１０をトラック♯Nに位置決めする場合を考える。図１５（ａ）に示すように、磁気ヘッド１０が図のｘ方向に進行し、パターンＰ、Ａ〜Ｄを通過するとき、図１５（ｂ）に示すような再生信号を得る。ここで、Ｐ、Ａ〜Ｄの各パターンの白い部分と黒い部分はそれぞれ、磁気記録媒体上に記録されたサーボパターンの磁化の向きが互いに逆であることを表す。すなわち、面内磁気記録であれば、白い部分と黒い部分の磁化の向きは媒体面内にトラック方向（ｘ方向）成分を持つ互いに逆方向を向いたベクトルであり、垂直記録であれば、白い部分と黒い部分の磁化の向きは媒体表面に垂直な成分を持つ互いに逆方向を向いたベクトルである。また、図１５（ａ）のパターンは模式図であり、実際には図１５（ｂ）の信号周期とは一致する。
【０００５】
パターンＡの再生信号振幅ＳAと、パターンＢの再生信号振幅ＳBとの差分であるＳA−ＳBの演算を行い、トラック幅方向ｙへ磁気ヘッド１０を移動させると、演算結果は図１５（ａ）の右に示したＮ−ＰＯＳとなる。同様に、パターンＣの再生信号振幅ＳCと、パターンＤの再生信号振幅ＳDとの差分であるＳC−ＳDの演算を行い、トラック幅方向ｙへ磁気ヘッド１０を移動させると、演算結果は図１５（ａ）の右に示したＱ−ＰＯＳとなる。上記で求めたＮ−ＰＯＳ、Ｑ−ＰＯＳの信号を位置信号として適宜用いることにより、磁気ヘッド１０の現在位置を知ることができる。
【０００６】
一方、上記とは別のサーボ方式として「位相検出サーボ」なる方式が、たとえば特開昭６０−１０４７２号公報に開示されている。図１６に、従来の「位相検出サーボ」方式の概略説明図を示す。トラック幅Ｔwrの磁気ヘッド１０をトラック♯Nに位置決めする場合を考える。磁気ヘッド１０がx方向に進行し、図１６（ａ）に示すパターンP、A〜Cを通過するとき、例えば図１６（ｂ）に示すような再生信号を得る。ここで、P、A〜Cの各パターンの白い部分と黒い部分の表記法は図１５と同様である。パターンは磁気ヘッド１０に対してアジマスがついているが、その角度は再生信号の劣化（アジマスロス）が問題とならない程度に小さいので、それぞれの再生信号の波形は図１５とほとんど変わらない。但し、パターンPに対する各パターンA、B、Cの位相は、トラック幅方向ｙの位置により異なり、ここでは♯Ｎトラックでの位相をそれぞれＰA、ＰB、ＰCとする。ここで、図１６（ａ）のパターンは模式図であり、実際には図１６（ｂ）の信号周期とは一致する。
【０００７】
いま、それぞれの位相の差ＰB−ＰA、ＰC−ＰBを計算したとき、トラック幅方向ｙにおけるこの演算結果は、一例として図１６（ａ）の右に示したものとなる。上記で求めたＰB−ＰA、ＰC−ＰBの信号を位置信号として適宜用いることにより、磁気ヘッド１０の現在位置を知ることができる。なお、図１６（ｂ）の再生信号より位相ＰA、ＰB、ＰCを求める方法としては、例えば、特開平９−３１２０７３号公報に開示されている方法を用いることができる。この位相検出サーボ方式のパターンでは、１周期を多数のトラックで構成するので、ディスク上の位置を示すコード情報は、振幅検出方式のパターンよりも少なくて済む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、今日、記憶密度をさらに向上させることが要求されており、記憶の単位ビットを小さくすることや、ディスク上を占めるサーボ領域の占有率を少しでも下げることが求められている。
しかし、前記した従来のようなサーボ検出方式では、記録再生の信頼性を維持したまま記憶密度の向上を図ることは難しい。
【０００９】
また、サーボ領域に記録される情報は、従来、サーボトラックライター（ＳＴＷ）を用いて記録されていたが、これは磁気ヘッドを用いて記録する方式であるため、その記録時間が長いという問題があった。そこで、この問題を解決するべく、磁気転写技術を用いて、マスタディスクに記録されたサーボパターン等を一括して、従来よりも短時間で、スレーブディスクに転写するサーボ情報転写方法が提案されている。
【００１０】
しかし、この転写方法では、ダスト等の存在によりマスタディスクとスレーブディスクとの間が密着不足となると均一な転写をすることが難しくなる。均一に転写できなかった場合、サーボパターンを磁気ヘッドで再生すると、その再生信号に振幅の変動が生じ、位置決めの信頼性に欠けることになる。特にパターンの密度が上がるとより顕著になる。
また、マスタとスレーブの位置合わせがずれていると、偏芯が生じたスレーブディスクとなってしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、ディスク全体に対するサーボ領域の占有率を下げて記録密度を向上させ、磁気転写方法により作成された磁気ディスクにおいて偏芯が生じても正確なトラッキングを可能とする磁気記録装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置を調整するためのサーボパターンを有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドがサーボパターンを読み取ることにより得た再生信号をもとに、磁気記録媒体のトラックの半径方向の位置に対応した周波数を検出する周波数検出部と、磁気記録媒体の各トラック位置に対応する所定の周波数情報を予め記憶した記憶部と、前記周波数検出部が検出した周波数と、記憶部に記憶された同一のトラックに対応した周波数情報とを比較し、その周波数差に基づく磁気ヘッドの位置調整信号を生成するトラッキング部とからなり、前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において、磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンの長さが連続的または離散的に変化しており、前記磁気記録媒体が、外周近傍領域に外周に沿って複数の放射状パターンを配列した円板状の媒体であって、前記放射状パターンが、磁気ヘッドによってこの放射状パターンを１周にわたって読み取ることにより、１周分の周波数変化を測定することが可能なパターンであり、前記周波数検出部が、前記放射状パターンを１周にわたって読み取ることにより、１周分の周波数を測定し、測定された１周分の周波数に変化がある場合には、周波数に変化がない場合に検出されるべき周波数と前記測定された周波数を比較して、前記記憶部に記憶された周波数情報を補正することを特徴とする磁気記録装置を提供するものである。
これによれば、サーボパターンを利用して周波数を検出しているので、磁気記録媒体全体に対するサーボ領域の占有率を従来よりも下げることができ、記録密度を向上させることができる。
【００１３】
また、前記サーボパターンは、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において、磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンの長さが連続的に変化しており、前記記憶部には、各トラックごとに異なる周波数情報が記憶されるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、前記サーボパターンは、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において、磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンの長さが離散的に変化しており、前記記憶部には、各トラックごとに異なる周波数情報が記憶されるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において磁気記録媒体の円周方向のパターン長が連続的に変化し、かつ磁気記録媒体の円周方向に並設された第１のバーストパターンおよび第２のバーストパターンからなり、第１のバーストパターンのパターン長の変化の傾向と、第２のバーストパターンのパターン長の変化の傾向とが逆であり、前記記憶部には、前記第１および第２のバーストパターンについての周波数情報が、各トラックごとに記憶されるようにしてもよい。
これによれば、サーボパターンとして円周方向のパターン長の変化の傾向が異なる２つのバーストパターンを形成しているので、磁気転写方法などにより作成された磁気記録媒体が装置に搭載する際などにおいて偏芯が生じている場合でも、正確なトラッキングができる。
【００１６】
さらに、前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において磁気記録媒体の円周方向のパターン長が離散的に変化し、かつ磁気記録媒体の円周方向に並設された第１のバーストパターンおよび第２のバーストパターンからなり、第１のバーストパターンのパターン長の変化の傾向と、第２のバーストパターンのパターン長の変化の傾向とが逆であり、前記記憶部には、前記第１および第２のバーストパターンについての周波数情報が、各トラックごとに記憶されるようにしてもよい。
また、特に磁気記録媒体は、円板状の媒体であって、設計上の回転中心とは異なる位置に回転中心が存在する偏芯媒体であっても、正確なトラッキングができる。
【００１７】
また、磁気記録媒体が、外周近傍領域に外周に沿って複数の放射状パターンを配列した円板状の媒体であって、前記周波数検出部が、前記放射状パターンを１周にわたって読み取ることにより、１周分の周波数を測定し、測定された１周分の周波数に変化がある場合には、周波数に変化がない場合に検出されるべき周波数と測定された周波数を比較して、前記記憶部に記憶された周波数情報を補正  するようにしてもよい。これによれば、偏芯のある場合でも、正確なトラッキングができる。
【００１８】
この発明は、磁気ヘッドの位置を調整するためのサーボパターンを有する磁気記録媒体であって、前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において、磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンの長さが連続的に変化していることを特徴とする磁気記録媒体を提供するものである。ここで、円周方向に沿うサーボパターンの長さは、離散的に変化していてもよい。
【００１９】
また、磁気ヘッドの位置を調整するためのサーボパターンを有する磁気記録媒体であって、前記サーボパターンが、複数のトラックを横断する細長いパターンであって、所定数のトラックからなるトラックグループ内において磁気記録媒体の円周方向に沿うサーボパターンのパターン長が連続的に変化し、かつ磁気記録媒体の円周方向に並設された第１のバーストパターンおよび第２のバーストパターンからなり、第１のバーストパターンのパターン長の変化の傾向と、第２のバーストパターンのパターン長の変化の傾向とが逆でることを特徴とする磁気記録媒体を提供するものである。ここで、円周方向に沿うサーボパターンのパターン長は、離散的に変化していてもよい。
【００２０】
磁気記録媒体は、大別して２つの領域に分けられる。一つはユーザの情報を記録するデータ領域であり、もう一つは媒体に対する磁気ヘッドの位置決め、トラックやセクタの位置の識別などの情報を記録するサーボ領域である。サーボ領域は、従来と同様な種々の情報が記録された領域であるが、この発明ではそのうちのサーボパターンに特徴を有し、さらにサーボパターンを利用して周波数を検出してトラッキングを行うことを特徴とする。
【００２１】
磁気ヘッドが設計どおりのトラック位置を進行するときは、予め設定された周波数そのものが検出されるが、一般的には装置の振動や温度変化などの種々の外乱によって設計上のトラック位置から少しずれた位置を進行する場合がある。そのような場合には、設定値と異なる周波数が検出されるので、設定値と検出周波数との周波数差をもとに、磁気ヘッドを本来の設計上のトラック位置に戻すための位置調整信号を生成し、この位置調整信号をもとに、磁気ヘッドの位置を微調整（トラッキング）する。
【００２２】
また、この発明では、サーボ領域は複数のトラックを横断する細長いパターンであって、円板状磁気記録媒体では、半径方向に長いパターンである。サーボ領域に含まれるサーボパターンも半径方向に細長いパターンであるが、その領域をできるだけ少ない面積とするために、この発明ではサーボパターンは半径方向に一定の周期をもって形成されることが好ましい。
【００２３】
すなわち、半径方向には数十本のトラックが同心円状に形成されているが、サーボパターンは、所定数のトラックごとに一定周期を有するように形成する。この所定数のトラックを、トラックグループまたは周期ｎのグループと呼ぶ。この１つの周期内において、サーボパターンの円周方向に沿う長さは、連続的に、あるいは離散的に変化していることを必要とする。これは１周期のグループ内部の隣接するトラックにおいて必ず異なる周波数を検出するようにするためである。この発明の周波数検出部は、ＰＬＬ（フェーズ  ロックド  ループ）回路を用いればよいが、この他に、ＤＦＴ（デジタルフーリエ変換）（特開平９−３１２０７３号公報参照）回路を用いてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。
＜実施例１＞
図１に、この発明の実施例１のサーボパターンの説明図を示す。
図１（ａ）はこの発明の磁気ディスク１の平面図を示したものである。半径方向に延びた線状のサーボ領域２が円周方向に一定間隔で形成されているようすを示している。
サーボ領域２は、従来と同様に、一定周期のパターンインデックスパターン，グレイコードパターン，サーボパターン等から構成される。この発明の以下の実施例では、サーボ領域のうち、磁気ヘッドの位置決めに用いるサーボパターンの形状に注目して説明する。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のサーボ領域２を拡大し、特にサーボパターン３の部分を示した図である。
磁気ディスクには同心円状に複数本のトラックが形成されているが、サーボパターン３は、磁気ディスクの半径方向に、このトラックを横断するように形成されている。図１（ｂ）では、サーボパターンの幅５の中に、４つのサーボパターンＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３およびＳＰ４が配置されているが、これに限るものではない。
【００２６】
また、サーボパターン３は、半径方向のｎ本のトラックを１周期として形成されており、図１（ｂ）では、ｍ個の周期を持つパターンとして形成されている。すなわち、図１（ｂ）は、ｍ個のトラックグループからなる。１つの周期の中に注目すると、トラック１からトラックｎまで、円周方向のパターン幅ａ（クロック幅とも呼ぶ）を連続的に変化させたパターン、すなわちバーストの周波数を異ならせたパターンとなっている。
【００２７】
たとえば、図１（ｂ）の周期１の中では、トラック１のサーボパターン３のパターン幅ａが最も短く、トラックｎのサーボパターン３のパターン幅が最も長くなるように連続的に変化している。すなわち、周期１のトラック１のパターン周期をｔ1、トラックｎのパターン周期をｔnとすると、ｔ1＜ｔnである。
言いかえれば、周期１の最外周のトラック１のサーボパターンの繰り返しの周波数をｆ1とし、周期１の最内周のトラックｎのパターンの繰り返し周波数をｆnとすると、ｆ1＞ｆnである。
【００２８】
磁気ヘッドは、理想的にはこのトラックのほぼ中央を円周方向に進行し、このサーボパターン３を読み取り、再生信号を生成する。
【００２９】
あるトラックにおけるサーボパターンから生成される再生信号の周波数は、そのトラック内のパターン幅ａによって決定され、トラックの位置により再生信号から検出される周波数が異なることになる。一般にある周期内におけるＩ番目のトラックにおいて検出される周波数ｆｉは、次式で表される。
ｆｉ＝ｆ１＋（ｆ１−ｆｎ）×（２ｉ−１）／ｎ
ここで、周波数ｆ１，ｆｉ，ｆｎは、いずれも、磁気ヘッドが理想的な位置である各トラックの中央を進行した場合の数値とすると、これらの理想的な周波数は、サーボパターンの設計時に予め決定することができる。
【００３０】
図４に、各トラックに対して検出されるべき理想的な周波数と、この周波数に対応して、後述するＤ／Ａコンバータから出力される理想信号Ｂの電圧値のテーブルの説明図を示す。このテーブルは、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶素子に予め記憶される。
【００３１】
磁気ヘッドがトラックの中央位置を進行するときは、再生信号からこの理想的な周波数に一致する周波数が検出されるので、磁気ヘッドの位置を半径方向に調整する必要はないが、磁気ヘッドがトラックの中央位置から上方向又は下方向にずれている場合は、理想的な周波数と異なる周波数ｆｘが検出されることになる。理想的な周波数と検出された周波数ｆｘとの差と、磁気ヘッドの半径方向のずれは１対１に対応するので、周波数の差（Δｆｉ＝ｆｘ−ｆｉ）を検出することにより、磁気ヘッドの調整すなわちトラッキングをすることができる。
【００３２】
図５に、この発明の一実施例において検出される周波数の比較とトラッキングの説明図を示す。
この図は、トラックｉの部分を拡大表示したものであり、サーボパターンのうちＳＰ１のみを示している。トラックｉの中央位置、すなわち図の点線上を磁気ヘッドが進行する場合は、図４のテーブルに記憶されたトラックｉに対応する周波数ｆｉが検出されることになる。
ここで、周波数ｆｉは、サーボパターンＳＰ１の幅Ｌ１に相当するものである。
【００３３】
一方、磁気ヘッドがトラックｉの中央位置よりも少し下方向へずれて進行する場合を考えると、この位置でのサーボパターンＳＰ１の幅Ｌ１’に相当する周波数ｆｘが検出されることになる。この場合、幅Ｌ１’＞Ｌ１であるので、周波数はｆｘ＜ｆｉの関係にある。
この周波数の差Δｆｉ＝ｆｘ−ｆｉは、磁気ヘッドの上下方向のずれ量に１対１に対応するので、周波数差Δｆｉに対応する磁気ヘッドの位置調整量を算出し、磁気ヘッドをこの位置調整量分だけ上下方向（図５の場合は上方向）に移動させれば、磁気ヘッドをトラックｉの中央位置に調整することができる。
【００３４】
図３に、この発明の磁気記録装置の一実施例においてトラッキング処理の部分の回路構成ブロック図を示す。
図３の磁気ヘッド１０１からＶＣＯ１０５までのブロックにより、磁気ヘッドの位置に対応した周波数の検出信号Ａが生成される。
周波数テーブル１０６とＤ／Ａ変換部１０７により、磁気ヘッドによってトラッキングすべきトラックの番号に対応する理想的な周波数ｆｉと対となって記憶されている電圧値Ｖi（理想信号Ｂ）が出力される。比較器１０８で、この検出信号Ａと理想信号Ｂとの比較、すなわち減算を行い、周波数差に相当する誤差信号Ｃを生成する。
トラッキング回路１０９では、この誤差信号Ｃを得て、磁気ヘッド１０１が接続されているアクチュエータ１１０を微動させるための位置移動信号を生成し、アクチュエータを駆動させる。
【００３５】
具体的には、まず、磁気ヘッド１０１があるトラックｉのサーボパターンを横切ると、再生信号が生成され、これが２値化回路部１０２に与えられる。２値化回路部１０２では、立上りと立下りを検出してパルス信号を生成し、サーボ領域のうちサーボパターン３に対応する部分のみを位相比較部１０４に与えるため、タイミング遮断部１０３にこのパルス信号が出力される。
この後、サーボパターン３に対応するパルス信号が、位相比較部１０４とＶＣＯ１０５からなるＰＬＬ回路に与えられ、位相比較部１０４から、磁気ヘッド１０１で検出された周波数に対応した電圧値の検出信号Ａが、比較器１０８へ出力される。
【００３６】
一方、図４に示した周波数テーブル１０６から同じトラックｉに対応する電圧値が読み出され、Ｄ／Ａ変換部１０７によりアナログ電圧の理想信号Ｂが、比較器１０８へ出力される。
比較器１０８では、検出信号Ａと理想信号Ｂとの減算が行われ、図５で説明した周波数差Δｆｉに相当する誤差信号Ｃが、トラッキング部１０９へ出力される。トラッキング部１０９がこの誤差信号Ｃからアクチュエータ１１０に対して、アクチュエータの位置移動信号を出力すると、アクチュエータ１１０は、この信号に相当する距離だけ磁気ヘッドを移動させ、トラッキングをする。
【００３７】
以上のように、この発明では、磁気ディスクに記録されているサーボパターンを読み取り、このサーボパターンの位置によって異なる周波数に相当する信号を検出し、理想的な周波数と比較することにより、磁気ヘッドのトラッキングを行う。
【００３８】
サーボパターン（ＳＰ１〜ＳＰ４）の数は、図１（ｂ）では４本からなるものを示したが、これに限るものではなく、原理的には少なくとも２本あればよい。ただし、安定したトラッキングを実現するためには、現実的には、サーボパターンの幅５は８０クロック分程度は必要である。このときグレイコードパターン等も含めたサーボ領域２は１０４０クロック分程度の幅となる。
また、各サーボパターンの１クロック分の幅はたとえば０.２５μｍ程度である。
従来の振幅検出方法では、サーボパターンの幅５は少なくとも２４０クロック分（サーボ領域２は１２００クロック分）は必要としていたのと比べると、サーボパターンの占有率を１／３程度に減少させることができ、記録密度の向上を図ることができる。
【００３９】
また、サーボパターンの形状は、図１（ｂ）に限るものではなく、種々の形状のものが考えられる。トラックごとに異なる周波数を検出できるようなサーボパターンであればよく、位相の連続性を保つために隣接するトラックの各クロック幅が連続的に変化するようなパターンが好ましい。
【００４０】
この実施例１によれば、図１に示したサーボパターンの幅５を従来よりも小さくしても、記録再生の信頼性を維持したままトラッキングできるので、ユーザデータの記録密度を向上させた磁気記録装置を提供することができる。
なお、図３では、周波数検出のために、ＰＬＬ回路を使用しているが、これに限るものではなく、ＤＦＴ回路を使用してデジタルサンプリングによる検出を行ってもよい（特開平９−３１２０７３号公報参照）。
【００４１】
＜実施例２＞
図６に、この発明の実施例２のサーボパターンの説明図を示す。
図６では、２つのバーストパターン（３１，３２）からなるサーボパターンを示している。第１バースト３１は図２に示したパターンと同一であり、第２バースト３２は、１周期内において第１バーストの周波数の変化の傾向を反転させたパターンである。たとえば、周期１において第１バースト３１では、トラック１とトラックｎの周波数はｆ11＞ｆ1nの関係にあったが、第２バースト３２のトラック１の周波数ｆ21と第２バーストのトラックｎの周波数ｆ2nの関係はｆ21＜ｆ2nとなる。すなわち、周期１において、第１バーストの周波数の変化は増加傾向にあるが、第２バーストの周波数は減少傾向にある。
【００４２】
このサーボパターン３では、図１（ｂ）と比べるとサーボパターンの幅５は２倍となり、サーボパターンの占有率が増加することになるが、前記したような磁気転写方法や、サーボ埋め込み型磁気ディスクなど、偏芯が生じる可能性のある磁気ディスクで利用する場合に有効である。
すなわち、図６のサーボパターンを形成すれば、以下に示す原理により磁気ディスクの偏芯を検出することができ、偏芯量に対応した誤差信号を生成することにより、偏芯が生じている磁気ディスクでも正確にトラッキングをすることができる。
【００４３】
図６の第１バースト３１および第２バースト３２のサーボパターン幅はそれぞれ、８０クロックとすればよく、サーボパターン３としては１６０クロック分の幅が必要となるが、この場合も従来よりはサーボパターンの占有率を少なくすることができる。
【００４４】
以下に、図６のサーボパターンを用いたトラッキングについて説明する。
まず、偏芯がない場合を考える。磁気ヘッドで検出されるあるトラックｉにおける周波数は、第１バースト３１の周波数と第２バースト３２の周波数の２種類である。
たとえば、トラックｉにおいて第１バーストおよび第２バーストのサーボパターンで検出される周波数は、それぞれ、
ｆ1i＝ｆ11＋（ｆ1n−ｆ11）×（２ｉ−１）／ｎ，
ｆ2i＝ｆ21＋（ｆ2n−ｆ21）×（２ｉ−１）／ｎで表される。
ここで、ｆ11，ｆ1nは、第１バーストの最外周トラック１および最内周トラックｎの中央で検出されるべき周波数であり、ｆ21，ｆ2nは、第２バーストの最外周トラック１および最内周トラックｎの中央で検出されるべき周波数である。
この２種類の周波数について、実施例１と同様に、検出信号Ａとテーブルに記憶された理想的な周波数に対応する理想信号Ｂとを比較することにより、トラッキングすることができる。この場合、２種類の周波数を検出してトラッキングを行うので、トラッキングの精度を向上させることができる。
【００４５】
次に、偏芯があった場合のトラッキングについて説明する。
図７に、この発明の実施例２の偏芯があった場合の周波数変化の説明図を示す。
図７のサーボパターンは、図６に示したものと同じである。
今、周期１全体の中央部分を磁気ヘッドが横切ったときに検出されるべき周波数をｆｃ（以下、中心周波数）とする。
第１バーストのトラック１で検出されるべき周波数をｆ1，第１バーストのトラックｎで検出されるべき周波数をｆnとすると、ｆc＝（ｆ1＋ｆn）／２で表される。
【００４６】
周期１の中央から距離ΔＸだけ内周方向にずれた位置（図の点線）上を磁気ヘッドが進行した場合を考え、この距離ΔＸに相当する周波数変化量がΔｆであったとする。
このとき、図７によれば第１バーストでは、中心周波数ｆcよりもΔｆだけ低い周波数が検出され、第２バーストでは、中心周波数ｆcよりもΔｆだけ高い周波数が検出されることになる。
すなわち、第１バースト３１により検出周波数ｆ1x＝ｆc−Δｆ，第２バースト３２により検出周波数ｆ2x＝ｆc＋Δｆが検出される。
【００４７】
言いかえれば、任意のΔＸの値に対応する周波数差Δｆを、中心周波数ｆcに加算又は減算した周波数（ｆ1x、ｆ2x）が、第１バーストと第２バーストから必ず検出されることになる。さらに、前記したｆ1xとｆ2xの式よりｆ2x−ｆ1x＝２Δｆが必ず成立する。
この式は、第１バーストと第２バーストの検出周波数の差（ｆ2x−ｆ1x）はその位置ΔＸに対応する周波数変化量Δｆの２倍に等しいことを意味している。
【００４８】
ところで、磁気ディスクに偏芯があった場合は、中心周波数は、偏芯がないとしたときの中心周波数ｆcから一定量だけ変化する。
この偏芯があった場合の中心周波数をｆc’とすると、周期１の中央から距離ΔＸだけ離れた位置で検出される周波数（ｆ1x，ｆ2x）は、やはり±Δｆだけずれたものであり（ｆ1x＝ｆc’−Δｆ，ｆ2x＝ｆc’＋Δｆ）、その周波数差（ｆ2x−ｆ1x）は、偏芯のないときと同じ２Δｆである。
したがって、図６に示したサーボパターンを利用すれば、偏芯の有無によらず、磁気ヘッドが進行する位置のみに関係した周波数変化を検出すればトラッキングを行うことができる。すなわち、この実施例２によれば、磁気ディスクに偏芯があった場合でも、正確にトラッキングすることができ、安定した記録再生が可能である。
【００４９】
図９に、この発明の実施例２で検出されるべき周波数差２Δｆを記憶した周波数テーブルの一実施例の説明図を示す。このテーブルは、前記したように、１周期の中央位置からの距離ΔＸと、これに対応する周波数差２Δｆとを対にして記憶したものである。
【００５０】
図８に、この発明の実施例２の磁気記録装置の構成ブロック図を示す。
ここでは、図３のＰＬＬ回路ブロックの後に第１バースト３１および第２バースト３２の検出周波数に対応するデジタル化された電圧値を記録するメモリ１１２，１１３と、Ａ／Ｄ変換部１１１と減算器１１４を設ける。周波数テーブル１１５は、図９に示したテーブルを意味する。
【００５１】
ＰＬＬ回路の位相比較部１０４の出力として、第１バースト３１から得られた電圧はＡ／Ｄ変換部１１１でＡ／Ｄ変換され、メモリ１１２に記憶される。同様に第２バースト３２から得られた電圧はＡ／Ｄ変換され、メモリ１１３に記憶される。この２つのメモリ１１２，１１３の数値を減算器１１４で引き算すると、２Δｆに相当する周波数差電圧（検出信号Ａ）が、減算器１１４から比較器１０８へ出力される。
また、周波数テーブル１１５からは、磁気ヘッドが進行したトラックの位置ΔＸに対する周波数差２Δｆに対応する電圧（理想信号Ｂ）が、比較器１０８へ出力される。
以後、図３と同様にして比較器１０８から誤差信号Ｃが出力され、トラッキングが行われる。
【００５２】
＜実施例３＞
図１０に、この発明の実施例３のサーボパターンの一実施例の説明図を示す。これは、図１に示したサーボパターンと類似する形状であるが、各トラック内のバーストの周波数を離散的に変化させたパターンとしたものである。
図１０では、１つのトラック内について、２つの長方形状のパターンを配置したものであるが、３つ以上の長方形状パターンで構成してもよい。２つのパターンの場合は、トラックピッチ（＝０.３μｍ）の半分を単位として周波数が変わる。
【００５３】
たとえば、図７のトラック１では、２つの周波数ｆ1a，ｆ1bが検出されることになる。
すなわち、磁気ヘッドがトラック１の上半分を進行するときは、周波数ｆ1aが検出され、トラック１の下半分を進行するときは、周波数ｆ1bが検出される。
磁気ヘッドのコア幅と長方形状パターンの半径方向の単位幅との関係から、この２つの周波数が検出され、理想的な目標トラックテーブルの周波数と検出された周波数とを比較することで、目標トラック±０.５トラックが分かり、±０.５トラック以下の誤差信号は検出された２つの周波数の振幅を比較することで、トラッキング誤差信号を生成することができる。
【００５４】
図１１に、この発明の第３実施例のサーボパターンの他の実施例の説明図を示す。
ここでは、第１及び第２のバーストからなるサーボパターンであって、各バーストのトラックの中のパターンが、図７に示したような離散的な長方形状パターンとなったものを示している。
この場合も、図１０と同様にして誤差信号を生成すればよい。図１１の場合は、前記した実施例２のように、偏芯がある場合でも、正確なトラッキングをすることができる。
【００５５】
＜実施例４＞
ここでは、偏芯がある磁気ディスクの正確なトラッキングをするために、磁気ディスクの外周部分に放射状パターンを形成した実施例を示す。
図１２に、この発明の実施例４の放射状パターンの説明図を示す。
図１２に示す符号４１が放射状パターンである。放射状パターン４１のそれぞれは、半径方向に細長い長方形状のパターンであり、磁気ディスクの最外周の円周全体にわたって中心から等距離の位置に図のように配置する。１つの放射状パターン４１の大きさは、たとえば半径方向の長さを５０μｍ，円周方向の幅を０.２５μｍ程度とする。
【００５６】
偏芯がない場合、磁気ディスクを１回転させて磁気ヘッドでこの放射状パターン４１の部分を再生したとすると、一定の周波数（＝ｆ0とする）が検出される。しかし、偏芯がある場合、現実の回転中心が理想的な中心からずれているため、放射状パターン４１の位置によって検出される周波数は異なる。一定の回転速度で回転している場合、現実の回転中心からの距離が短い位置にある放射状パターン４１からは、前記した周波数ｆ0よりも低い周波数が検出されることになる。逆に現実の回転中心からの距離が長い位置にある放射状パターン４１からは、周波数ｆ0よりも高い周波数が検出されることになる。
【００５７】
このように偏芯がある場合は、磁気ディスク１周分にわたって、異なる周波数が検出されることになるが、検出される周波数の最大値をｆ2，最小値をｆ1とし、１周分（０〜３６０°）にわたって見ると、前記した周波数ｆ0を中心として、ｆ1からｆ2の範囲を変化する周波数が検出されることなる（図１３参照）。
【００５８】
図１３のように放射状パターンから検出された周波数の変化は、回転中心に対するパターンの偏芯量によって一義的に定められる。すなわち、放射状パターン４１を利用して、１周分の周波数変化の数値を検出すれば、その磁気ディスクの偏芯量がわかる。この偏芯量から図１４に示すような目標周波数テーブルを求め、メモリに記憶しておく。
図１４において、角度とは、例えばスピンドルのインデックスからの角度を表す。放射状パターン４１により角度に対する周波数がわかっているので、放射状パターンで検出されるこの偏芯分を考慮した周波数，電圧が記憶されている。
次に、このような放射状パターン４１を用いて、偏芯分を考慮した周波数を求め、図１４のテーブルを参照してこの周波数に対応する電圧を設定して、トラッキングを行う方法について説明する。
【００５９】
まず、磁気ディスクをスピンドルに装着して、磁気ヘッドで放射状パターン４１を再生し、スピンドルのインデックスに同期させて１周にわたって周波数を測定し、位置（角度）ごとにメモリに記憶する。偏芯があると、この検出周波数は一定の幅で変化し、位置によって異なる数値となっている。
この測定周波数の値をもとに、角度ごとの周波数すなわち電圧を設定し、図１４に示したような目標周波数テーブルを作成する。
【００６０】
次に、磁気ヘッドで各トラックのサーボパターンを読み出す場合、サーボパターンとしては、図１，図２等のようなパターンが形成されているので、各トラックごとにそのパターンに対応する周波数が検出されることになる。偏芯がある場合は、この検出周波数を、作成した目標周波数テーブルの中においてその偏芯量に対応する角度の図１４に示した周波数（電圧）に置換して検出信号Ａとして出力する。この後は、実施例１と同様にして、誤差信号Ｃを作成してトラッキングを行う。
このようにすれば、偏芯がある磁気ディスクでも、正確なトラッキングをすることができるようになる。
【００６１】
【発明の効果】
この発明によれば、磁気ディスク上に形成されたサーボパターンから周波数を検出して磁気ヘッドのトラッキングを行うようにしているので、偏芯のある磁気ディスクでも正確にトラッキングすることができ、そのサーボパターンの占有率を従来よりも下げることができるので、磁気ディスクの記憶密度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の磁気ディスクのサーボパターンの一実施例の説明図である。
【図２】この発明の磁気ディスクのサーボパターンの一実施例の説明図である。
【図３】この発明の磁気記録装置の一実施例の構成ブロック図である。
【図４】この発明の磁気ディスクに対する周波数テーブルの説明図である。
【図５】この発明の周波数の比較とトラッキングの説明図である。
【図６】この発明の磁気ディスクのサーボパターンの一実施例の説明図である。
【図７】この発明の実施例２の偏芯があった場合の周波数変化の説明図である。
【図８】この発明の磁気記録装置の実施例２の構成ブロック図である。
【図９】この発明の磁気ディスクに対する周波数テーブルの説明図である。
【図１０】この発明の実施例３のサーボパターンの説明図である。
【図１１】この発明の実施例３のサーボパターンの説明図である。
【図１２】この発明の実施例４の放射状のパターンの説明図である。
【図１３】この発明の実施例４の偏芯ディスクの周波数変化の説明図である。
【図１４】この発明の実施例４の目標周波数テーブルの説明図である。
【図１５】従来の「振幅検出サーボ」方式の概略説明図である。
【図１６】従来の「位相検出サーボ」方式の概略説明図である。
【符号の説明】
１  磁気ディスク
２  サーボ領域
３  サーボパターン
４  データ領域
５  サーボパターン幅
３１  第１バースト
３２  第２バースト
１０１  磁気ヘッド
１０２  ２値化部
１０３  タイミング遮断部
１０４  位相比較部
１０５  ＶＣＯ
１０６  周波数テーブル
１０７  Ｄ／Ａ変換器
１０８  比較器
１０９  トラッキング部
１１０  アクチュエータ
Ａ  検出信号
Ｂ  理想信号
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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