JP2000090608A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、磁気ディスク装置に関し、例えば
ハードディスク装置、リムーバブル型ハードディスク装
置に適用して、磁気ディスクの回転速度を切り換えて
も、十分なトラッキング制御特性と容量とを確保するこ
とができるようにする。 【解決手段】 複数のサーボエリアＳＡＲの再生信号を
参照して共通のクロックを生成することにより、短いサ
ーボエリアＳＡＲによっても同じクロックを基準として
トラッキング制御用の制御信号を生成できるようにし、
これによりサーボエリアを多数形成できるようにする。

Description

【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、例えばハードディスク装置、リムーバブル型ハ
ードディスク装置に適用することができる。本発明は、
複数のサーボエリアの再生信号を参照して共通するサー
ボクロック生成することにより、十分なトラッキング制
御特性と容量とを確保して、磁気ディスクの回転速度を
切り換えることができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスク装置、リムーバブ
ル型ハードディスク装置に代表される磁気ディスク装置
においては、アクセス時間を短縮し、かつ記録密度を向
上するようになされている。

【０００３】すなわちアクセス時間は、磁気ヘッドが目
標トラックにシークして所望のデータエリアの記録再生
を開始するまでの所要時間であり、この種の磁気ディス
ク装置では、磁気ヘッドのシーク時間と、回転待ち時間
（平均的には磁気ディスクの１回転に要する時間の１／
２の時間である）との和により表される。

【０００４】すなわちハードディスク装置においては、
角速度一定の条件（ＣＡＶ：Constant Angular Velocit
y ）により磁気ディスクを回転駆動することにより、磁
気ヘッドをシークさせても磁気ディスクの回転速度を一
定の回転速度に保持できるようになされ、これによりア
クセス時間の増大を有効に回避するようになされてい
る。またハードディスク装置は、このような角速度一定
の条件による回転駆動において、磁気ディスクを高速度
で回転駆動し、これによりさらにアクセス時間を短縮す
るようになされている。

【０００５】これに対して記録密度においては、トラッ
クの長手方向である線記録密度を増大すると共に、トラ
ック密度を増大し、これにより面記録密度を向上するよ
うになされている。因みに、近年、面記録密度は、３
〔Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ² 〕を超える製品が出現するよう
になっている。

【０００６】このように磁気ディスクの回転速度を高速
度化し、また記録密度を増大すると、ハードディスク装
置では、データ転送レートが高速度化する。すなわち線
記録密度が２００〔ｋｂｉｔ／ｉｎｃｈ〕を越える３．
５〔ｉｎｃｈ〕ハードディスク装置では、ディスク回転
速度が５４００〔ｒｐｍ〕程度であり、これにより最大
データ転送レートが１７０〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕を超え
るようになされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の磁気
ディスク装置は、リアルタイムで動画を記録再生する観
点からは、磁気ディスクの回転速度を低速度化してデー
タ転送速度を低速度化し、その分消費電力を低減するこ
とが求められるのに対し、このような動画をパーソナル
コンピュータにダウンロードする観点からは、磁気ディ
スクの回転速度を高速度化してデータ転送速度を高速度
化することが求められる。

【０００８】この場合、磁気ディスクの回転速度を必要
に応じて切り換えることにより、これらの要望を満足す
ることができると考えられる。

【０００９】ところが従来の磁気ディスク装置において
は、このように磁気ディスクの回転速度を切り換える
と、十分なトラッキング制御特性と容量とを確保できな
くなる問題がある。

【００１０】すなわち動画においては、近年、ＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）２規格によりデータ
圧縮するようになされており、このＭＰＥＧ２規格の場
合、４〜８〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕の平均データ転送レー
トにて十分な画質の動画を表示することができる。

【００１１】これにより従来のハードディスク装置にお
いては、この種の画像データのリアルタイムの記録再生
にとっては、データ転送レートが不必要に高いものであ
った。

【００１２】このようなデータ転送レートは、上述した
ように、磁気ディスクの回転速度に依存することによ
り、このような必要以上に高いデータ転送レートを低減
してその分スピンドルモータの回転速度を低減すること
ができれば、消費電力、騒音を低減できる。

【００１３】ところがこのようにして、磁気ディスクの
回転速度を低減すると、ヘッド位置決め精度が劣化し、
トラック密度が低下する。

【００１４】すなわち従来のハードディスク装置は、情
報記録面に一定の角間隔によりサーボエリアが形成さ
れ、ユーザーデータを記録するデータエリアがサーボエ
リア間に形成される。このサーボエリアは、１トラック
に数１０個設けられ、ヘッド位置、トラック番号等の磁
気ヘッドの位置決めに必要な位置情報、この位置情報の
取得の為に必要な同期パターン等が記録される。

【００１５】ハードディスク装置においては、各サーボ
エリアにおいて、クロックを同期させた後、磁気ヘッド
の位置情報を取得し、この位置情報によりトラッキング
制御等の処理を実行する。すなわち磁気ヘッドの位置決
め系においては、サーボループを形成して磁気ヘッドを
位置決めする。このようなサーボ系においては、種々の
条件により閉ループ制御帯域Ｂｓｖが決定される。

【００１６】すなわちハードディスク装置は、種々の外
乱の影響を受けないように、磁気へッドをトラックセン
タに位置決めする必要がある。ハードディスク装置にお
いては、このような外乱のうち内部で発生する外乱とし
て、スピンドルモータの軸ぶれの周期成分、非周期成
分、ディスクの振動やヘッド支持アームの振動によるヘ
ッド位置ずれなどがあり、外部からの外乱として、各種
振動、衝撃等があり、これら外乱は、周波数１〔ｋＨ
ｚ〕以下の、特に低い周波数領域にスペクトラムが分布
する。これによりヘッド位置決めサーボ系の閉ループ制
御帯域Ｂｓｖは、これらの外乱を十分抑圧するために、
少なくとも数百〔Ｈｚ〕以上は帯域が必要となる。

【００１７】また一般に、磁気ディスク等の位置決め制
御系の制御帯域Ｂｓｖは、次式により示すように、トラ
ック密度ＴＰＩの１／２乗に比例して広帯域化が必要と
される（K.K. Chew "Control system challenges to hi
gh track density magneticstorage" IEEE Trans. Mag
n.,Vol. 32, No.3, pp. 1799-1804,May 1996）。

【００１８】

【数１】

【００１９】これらにより磁気ディスク等の位置決め制
御系の制御帯域Ｂｓｖは、上述した必要以上にデータ転
送レートが高速度な現状のハードディスク装置程度の帯
域が必要となる。

【００２０】これに対してこの種のサーボ系は、閉ルー
プサンプリング制御系であることから、制御ループの安
定性を確保するために、サーボサンプリング周波数ｆｓ
ｖが制御帯域Ｂｓｖに比べて１０倍以上高いことが求め
られる。すなわち次式により示すような関係が求めら
れ、現在の所、サーボサンプリング周波数ｆｓｖは、少
なくとも数ｋＨｚに設定される。

【００２１】

【数２】

【００２２】なおここで、サーボサンプリング周波数ｆ
ｓｖは、単位時間当たりに磁気ヘッドが走査するサーボ
エリアの数であり、次式により示すように、磁気ディス
クのトラック１周におけるサーボエリア数Ｎｓｖとディ
スク回転速度Ｒの積で表される。

【００２３】

【数３】

【００２４】これら（１）〜（３）式の関係式より、次
式が得られ、これにより動画情報を記録再生するのに必
要十分な程度まで磁気ディスクの回転速度Ｒを下げる
と、制御帯域Ｂｓｖも低下することが判る。

【００２５】

【数４】

【００２６】このように制御帯域Ｂｓｖが低下すると、
具体的に、磁気ディスク装置においては、各種の外乱に
対する抑圧性能が劣化することによりヘッド位置決め精
度が劣化し、高密度にトラックを形成できなくなる。

【００２７】この問題を解決する１つの方法として、磁
気ディスクにおいて１周当たりのサーボエリア数Ｎｓｖ
を増大する方法も考えられるが、従来の磁気ディスクに
おいては、各サーボエリアにおいてクロックを再同期さ
せる等の処理が必要なことにより、サーボエリアの長さ
が比較的長く形成されており、これによりサーボエリア
数Ｎｓｖを増大すると、その分磁気ディスクの記録可能
な容量が格段的に低下することになる。

【００２８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、十分なトラッキング制御特性と容量を確保しつつ、
磁気ディスクの回転速度を切り換えることができる磁気
ディスク装置を提案しようとするものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、サーボエリアが、一定のクロック
に同期して形成され、かつトラッキング制御用の基準パ
ターンが形成されるようにし、磁気ディスク装置におい
ては、サーボエリアより得られる再生信号を基準にして
複数の前記サーボエリアで共通するクロックを生成する
クロック生成手段と、このクロックを基準にして基準パ
ターンよりトラッキング制御用の制御信号を生成するト
ラッキング制御信号生成手段と、この制御信号を基準に
して磁気ヘッドをトラッキング制御するトラッキング制
御手段と、磁気ディスクの回転速度を切り換える速度切
り換え手段とを備えるようにする。

【００３０】このようにして作成されるサーボクロック
は、多数のサーボエリアの再生信号を参照して生成され
ることにより、１つのサーボエリア中のクロックエリア
を短くすることができる。同様に、トラッキング制御用
の制御信号においても、多数のサーボエリアから生成さ
れるので、１つのサーボエリアをその分短くすることが
できる。これによりサーボエリアを多数形成しても、記
録密度の低下を防止することができる。また磁気ディス
クを低速度で回転する場合でも、サーボエリアを多数形
成してサンプリング周波数の低下を防止することができ
る。これにより十分なトラッキング制御特性と容量を確
保しつつ、磁気ディスクの回転速度を切り換えることが
できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００３２】（１）実施の形態の構成 図２は、本発明の実施の形態に係るディスクカメラのシ
ステム構成を示す略線図である。この実施の形態におい
て、ディスクカメラ１は、乾電池又は充電池により駆動
して所望の被写体の画像を動画又は静止画により内蔵の
磁気ディスクに記録し、またこの磁気ディスクに記録し
た動画又は静止画を再生してモニタできるようになされ
ている。これによりディスクカメラ１は、携帯して種々
の被写体を撮像できるようになされている。

【００３３】またディスクカメラ１は、ハードディスク
装置用のインターフェース（ＨＤＤ−Ｉ／Ｆ）を介して
パーソナルコンピュータに接続できるように形成され、
これにより内蔵の磁気ディスクに記録した動画又は静止
画をパーソナルコンピュータにダウンロードして編集等
の処理を実行できるようになされている。

【００３４】またディスクカメラ１は、ＡＣアダプター
を介して商用電源により駆動できるようになされ、これ
により例えばパーソナルコンピュータに接続して使用す
る場合等にあっては、電池の消耗を防止できるようにな
されている。

【００３５】ディスクカメラ１は、ディフォルトの状態
で磁気ディスクの回転速度を１８００〔ｒｐｍ〕に設定
し（以下低速モードと呼ぶ）、これにより消費電力及び
騒音の低減を優先する。これに対してインターフェース
（ＨＤＤ−Ｉ／Ｆ）を介してパーソナルコンピュータ等
の外部機器より、磁気ディスクの回転速度を高速度に切
り換える制御コマンドが入力されると、又は外部機器よ
りダウンロードの制御コマンドが入力されると、磁気デ
ィスクの回転速度を５４００〔ｒｐｍ〕に設定し（以
下、高速モードと呼ぶ）、これにより高デ−タ転送速度
による撮像結果のダウンロードを優先するようになされ
ている。

【００３６】図３は、このディスクカメラ１を示すブロ
ック図である。このディスクカメラ１において、カメラ
部２は、所望の被写体の撮像結果を動画又は静止画によ
り磁気ディスク部３に出力し、またこの磁気ディスク部
３より再生された動画又は静止画の撮像結果を表示す
る。このためカメラ部２において、ＣＣＤカメラ４は、
中央処理ユニット（ＣＰＵ）５の制御によりユーザーの
操作に応動して所望の被写体の撮像結果をビデオ信号Ｓ
Ｖにより出力する。

【００３７】圧縮器６は、中央処理ユニット５の制御に
よりこのビデオ信号ＳＶをデータ圧縮して出力する。こ
のとき圧縮器６は、ユーザーが動画による処理を選択し
た場合、ＭＰＥＧ２のフォーマットに従ってビデオ信号
ＳＶを動き補償、離散コサイン変換、再量子化、２次元
ハフマン符号化等により処理し、これによりデータレー
トをほぼ１／５に圧縮して出力する。また圧縮器６は、
ユーザーが静止画による処理を選択した場合、ＪＰＥＧ
のフォーマットによりビデオ信号ＳＶの所望のフレーム
をデータ圧縮して出力する。

【００３８】マイク７は、この被写体の音声を取得して
音声信号ＳＡを出力する。圧縮器８は、この音声信号Ｓ
Ａをデータ圧縮して出力する。マルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ）９は、圧縮器６及び８より出力される画像データ、
オーディオデータをＭＰＥＧ２に規定のフォーマットに
より時分割多重化処理し、これにより画像データ及びオ
ーディオデータによるＡＶデータストリームＴＰを生成
して出力する。なおここでこのＡＶデータストリームＴ
Ｐは、データ転送レートが４〜８〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕
である。

【００３９】オーディオビデオインターフェース（ＡＶ
−ＩＦ）１０は、記録時、このＡＶデータストリームＴ
ＰをバスＢＵＳに出力する。また再生時、このバスＢＵ
Ｓに送出されるＡＶデータストリームＴＰをデマルチプ
レクサ（ＭＵＸ）１１に出力する。

【００４０】デマルチプレクサ１１は、再生時、バスＢ
ＵＳに送出されるＡＶデータストリームＴＰを画像デー
タ及びオーディオデータに分解してそれぞれ補間回路１
２及び１３に出力する。補間回路１２は、必要に応じて
この画像データを補間処理し、続く伸長器１４は、この
補間回路１２より出力される画像データをデータ伸長し
てビデオ信号ＳＶを出力する。モニタ１５は、このビデ
オ信号ＳＶを表示する。これによりカメラ部２では、Ｃ
ＣＤカメラ４で取得した撮像結果を、記録時、データ圧
縮してバスＢＵＳに送出し、また再生時、このバスＢＵ
Ｓに送出された画像データをデータ伸長してモニタ１５
で表示する。

【００４１】補間回路１３は、必要に応じてデマルチプ
レクサ１１より出力されるオーディオデータを補間処理
し、伸長器１６は、このオーディオデータをデータ伸長
して出力する。これによりカメラ部２では、記録時、音
声信号ＳＡを撮像結果と多重化してバスＢＵＳに送出
し、また再生時、バスＢＵＳに送出されたオーディオデ
ータをデータ伸長して外部機器等に出力できるようにな
されている。

【００４２】中央処理ユニット５は、ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）１７にワークエリアを確保してリード
オンリメモリ（ＲＯＭ）１８に記録した処理手順を実行
することにより、このカメラ部２の動作を制御するコン
トローラを構成する。中央処理ユニット５は、ユーザー
の操作に応動して、記録時、オーディオビデオインター
フェース１０よりバスＢＵＳに送出されるＡＶデータス
トリームＴＰをランダムアクセスメモリ１７に一時保持
して所定のタイミングにより磁気ディスク部３に出力
し、これによりこのようにして多重化して記録する画像
データ及びオーディオデータをファイル化して磁気ディ
スク部３に出力する。またこれとは逆に、再生時、磁気
ディスク部３よりバスＢＵＳに出力されるＡＶデータ
（多重化された画像データ及びオーディオデータ）を一
時ランダムアクセスメモリ１７に保持した後、バスＢＵ
Ｓを介してオーディオビデオインターフェース１０に出
力し、これによりファイルデータとしてバスＢＵＳに送
出される画像データ及びオーディオデータをＡＶデータ
ストリームＴＰとしてオーディオビデオインターフェー
ス１０に出力する。

【００４３】なお図４は、この中央処理ユニット５によ
り実行される処理手順のソフトウェア体系を示す表であ
り、この実施の形態ではＤＯＳ互換ファイルシステムが
適用される。すなわち最下層の第１層は、ＨＤＤ用ドラ
イバであり、例えば拡張ＩＤＥ規格（ＡＴＡ規格）のド
ライバが適用される。また第２層のＡＶファイルシステ
ムは、中央処理ユニット５のペリフェラルとして、ＡＶ
データストリームＴＰをファイル化して磁気ディスク部
３に記録するミドルウェアであり、ＤＯＳ互換ファイル
システムが適用される。また第３層のＡＰＩは、第４層
のアプリケーションソフトウェアを容易に記述するため
に設けられた第２層とのインターフェースであり、例え
ばファイルの記録やファイルの読み出し等がＡＮＳＩの
Ｃ言語の関数群として定義されている。

【００４４】中央処理ユニット１８は、起動時、このア
プリケーションソフトウェアに従って磁気ディスク部３
の動作モードを低速モードに設定する。

【００４５】なおこれらによりランダムアクセスメモリ
１７は、中央処理ユニット５のワークエリアを構成し、
またＡＶデータストリームＴＰのバッファメモリを構成
し、リードオンリメモリ１８は、中央処理ユニット５の
処理手順を記録する。

【００４６】図５に示すように、磁気ディスク部３は、
このようにしてカメラ部２より出力されるＡＶデータを
記録し、またＡＶデータを再生してカメラ部２に出力す
る。

【００４７】すなわち磁気ディスク部３において、ハー
ドディスクインターフェース（ＨＤＤ−ＩＦ）２０は、
拡張ＩＤＥ規格（ＡＴＡ規格）によるインターフェース
であり、カメラ部２よりファイル形式で出力されるＡＶ
データをハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１に
出力し、また再生時、このハードディスクコントローラ
２１よりファイル形式で出力されるＡＶデータをカメラ
部２に出力する。またハードディスクインターフェース
２０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器との間の
インターフェースを構成し、これら外部機器との間で種
々の制御コマンド、ステータスデータ等を入出力し、さ
らにはＡＶデータをファイル形式により入出力する。

【００４８】ハードディスクコントローラ２１は、記録
時、このハードディスクインターフェース２０より入力
されるＡＶデータをバッファメモリ２２に一時記録した
後、所定のデータ量のブロック単位（例えば５１２バイ
ト単位）で読み出して記録チャンネル回路２３に出力す
る。このときハードディスクコントローラ２１は、各ブ
ロックにプリアンブルパターン（再生時にビット同期等
に使用される）、誤り訂正符号等を付加してパケットを
形成し、磁気ディスク２４の回転に同期させながら、記
録チャンネル回路２３に出力する。また中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）２５とのデータ通信により、カメラ部２よ
りファイル形式で出力されるＡＶデータの論理ブロック
アドレスを磁気ディスク２４の物理アドレス（ディスク
面番号、トラック番号、セクター番号等）に変換し、こ
れらの物理アドレスをサーボＤＳＰ２６に通知する。

【００４９】またハードディスクコントローラ２１は、
再生時、カメラ部２より出力される制御コマンドを中央
処理ユニット２５に通知し、これにより対応する磁気デ
ィスク２４の物理アドレスを検出する。ハードディスク
コントローラ２１は、このようにして検出した物理アド
レスをサーボＤＳＰ２６に通知し、この通知により対応
する物理アドレスの領域より再生されるＡＶデータを再
生チャンネル回路２７より入力する。ハードディスクコ
ントローラ２１は、このＡＶデータをバッファメモリ２
２に一時保持した後、ファイル形式によりハードディス
クインターフェース２０を介してカメラ部２等に出力す
る。このときハードディスクコントローラ２１は、記録
時に付加した誤り訂正符号により再生されたＡＶデータ
を誤り訂正処理し、必要に応じてリトライの処理を実行
する。

【００５０】このような一連の処理において、ハードデ
ィスクコントローラ２１は、中央処理ユニット２５の制
御により低速モードと高速モードとでそれぞれ入出力デ
ータのデータ転送速度を切り換える。

【００５１】かくしてバッファメモリ２２は、記録及び
再生時、記録再生に供するデータを一時保持するバッフ
ァを形成する。

【００５２】記録チャンネル回路２３は、記録時、ハー
ドディスクコントローラ２１より出力される各パケット
をチャンネル符号化処理し、磁気ディスク２４及び磁気
ヘッド２９からなる磁気記録チャンネルの特性に適合し
た２値のデータ列にこのパケットのデータを変換して出
力する。

【００５３】この処理において、記録チャンネル回路２
３は、中央処理ユニット２５の制御により低速モード及
び高速モ−ドでそれぞれ対応するデータ転送速度により
ハードディスクコントローラ２１より出力される各パケ
ットを処理する。

【００５４】記録アンプ３０は、この記録チャンネル回
路２３より出力される２値のデータ列に応じて磁気ヘッ
ド２９を駆動し、これにより記録に供するデータに応じ
て磁気ディスク２４上に順次磁化反転パターンを形成す
る。これにより磁気ディスク部３ではカメラ部２より出
力されたデータを磁気ディスク２４に記録するようにな
されている。

【００５５】これに対して再生アンプ３１は、磁気ヘッ
ド２９より得られる再生信号ＰＢを所定利得で増幅して
出力する。再生チャンネル回路２７は、この再生アンプ
３１より出力される再生信号ＰＢよりクロックを再生
し、このクロックを基準にして再生信号ＰＢを２値識別
することにより、２値のデータ列を再生する。再生チャ
ンネル回路２７は、このようにして再生した２値のデー
タ列のパケットをハードディスクコントローラ２１に出
力する。この処理において、再生チャンネル回路２７
は、中央処理ユニット２５の制御により、低速モード及
び高速モードで磁気ディスク２４の回転速度を切り換え
て変化する入力データのデータ転送速度に対応するよう
に処理速度を切り換え、これにより低速モード及び高速
モードにそれぞれ対応するデータ転送速度により再生し
たＡＶデータをハードディスクコントローラ２１に出力
する。

【００５６】スピンドルモータ（ＳＰＭ）制御回路３３
は、スピンドルモータ３４を角速度一定の条件により回
転駆動する。この制御において、スピンドルモータ制御
回路３３は、中央処理ユニット２５の制御により、低速
モードにおいては、磁気ディスク２４の回転速度Ｒが１
８００〔ｒｐｍ〕（３０Ｈｚ）になるようにスピンドル
モータ３４を回転駆動するのに対し、高速モードにおい
ては、磁気ディスク２４の回転速度Ｒが５４００〔ｒｐ
ｍ〕（９０Ｈｚ）になるようにスピンドルモータ３４を
回転駆動する。

【００５７】再生チャンネル回路２７は、再生信号ＰＢ
を処理することにより、磁気ヘッド２９の位置を検出す
る。サーボＤＳＰ２６は、この位置検出結果より磁気ヘ
ッド２９がジャストトラッキングするように駆動信号を
生成して駆動アンプ３５に出力する。また再生チャンネ
ル回路２７は、再生信号ＰＢより磁気ディスク２４のト
ラック番号を検出する。サーボＤＳＰ２６は、このトラ
ック番号がハードディスクコントローラ２１より指定さ
れる論理アドレスと一致するように駆動信号を生成して
駆動アンプ３５に出力し、これにより所望のトラックに
磁気ヘッド２９をアクセスさせる。

【００５８】中央処理ユニット２５は、この磁気ディス
ク部３の動作を制御するコントローラを構成する。中央
処理ユニット２５は、この制御において、ディフォルト
の状態では、カメラ部２の中央処理ユニット１８の制御
により動作モードを低速モードに設定する。これに対し
てハードディスクインターフェース２０を介して、外部
機器より動作モードを切り換える制御コマンドが入力さ
れると、又は磁気ディスク２４に記録した内容のダウン
ロードが指示されると、動作モードを高速モードに設定
する。

【００５９】図１は、磁気ディスク２４の構成を示す略
線図である。なおこの図面においては、矢印により情報
記録面の磁化方向（図１（Ｂ））を示す。

【００６０】この実施の形態において、磁気ディスク２
４は、所定の角間隔でサーボエリアＳＡＲが形成され、
ＡＶデータを記録するデータエリアＤＡＲがサーボエリ
アＳＡＲ間に形成される。

【００６１】ここでこれらサーボエリアＳＡＲは、一定
のクロックに同期して生成され、これにより一定の角速
度により磁気ディスク２４を回転駆動した場合には、各
サーボエリアＳＡＲでいちいちクロックの同期を図らな
くても、トラッキング制御用の情報等を取得できるよう
になされている。これによりサーボエリアＳＡＲは、従
来の磁気ディスクに比して短い長さにより十分なトラッ
キング制御情報等を取得できるようになされている。こ
の実施の形態において、サーボエリアＳＡＲは、この特
徴を有効に利用して、従来に比して十分に短い長さによ
り形成される。また１つのトラックに例えば２００箇所
形成されるようになされ、これにより磁気ディスク２４
においては、記録密度の低下を有効に回避し、また回転
速度を低下しても十分な制御特性を確保できるようにな
されている。

【００６２】各サーボエリアＳＡＲは、磁気ヘッド２９
の走査開始側から、トラック番号、セクタ番号を記録す
るアドレスエリアＡＤＡが形成され、続いてクロック同
期用のクロックエリアＣＫＡが形成され、続いてトラッ
キング制御用のトラッキングエリアＦＮＡが形成され
る。

【００６３】アドレスエリアＡＤＡは、サーボエリアＳ
ＡＲの生成基準であるクロックの１周期を単位にして磁
化パターンが順次形成され、この磁化パターンによりグ
レイコードによるトラック番号、セクタ番号が記録され
る。クロックエリアＣＫＡは、同様にクロックの１周期
を単位にした磁化パターンが磁気ディスク２４の半径方
向に延長するように形成され、再生時、この磁化パター
ンを基準にしてクロックを同期させることができるよう
になされている。

【００６４】トラッキングエリアＦＮＡは、同様にクロ
ックの１周期を単位にした磁化パターンが順次所定位置
に配置されて形成される。すなわちトラッキングエリア
ＦＮＡは、トラックセンタ上に配置された磁化パターン
Ｐ２又はＰ１と、この磁化パターンＰ２又はＰ１に対し
て磁気ディスク２４の半径方向に１トラックピッチだけ
オフトラックして形成された磁化パターンＰ１又はＰ２
とが配置される。これによりトラッキングエリアＦＮＡ
は、この１対の磁化パターンＰ１又はＰ２より得られる
再生信号ＰＢの信号レベルより、トラックの偶奇を判定
できるようになされている。

【００６５】トラッキングエリアＦＮＡは、続いてトラ
ックセンタ上より磁気ディスク２４の半径方向に１／２
トラックピッチだけオフトラックして形成された１対の
磁化パターンＰ３又はＰ４が配置される。これによりト
ラッキングエリアＦＮＡは、この１対の磁化パターンＰ
３又はＰ４より得られる再生信号ＰＢの信号レベル差よ
り、磁気ヘッド２９の位置情報であるトラッキングエラ
ー量を検出できるようになされている。

【００６６】図６は、ヘッド位置決めサーボ系を示すブ
ロック図である。再生アンプ３１を介して磁気ヘッド２
９より出力される再生信号ＰＢは、再生チャンネル回路
２７の内部に設けられた位置検出回路２７Ａ、アドレス
検出回路２７Ｂ、サーボクロック生成回路２７Ｃに入力
される。

【００６７】サーボクロック生成回路２７Ｃは、アドレ
ス検出回路２７Ｂより出力されるゲート信号ＧＴ１に基
づいて、クロックエリアＣＫＡを磁気ヘッド２９が走査
するタイミングで再生信号ＰＢを取り込み、この取り込
んだ再生信号ＰＢを基準にしてサーボクロックＣＫを再
生する。かくするにつき、この磁気ディスク２４におい
ては、各サーボエリアが一定のクロックに同期にして作
成されていることにより、サーボクロック生成回路２７
Ｃは、このようにクロックエリアＣＫＡに形成された磁
化パターンを基準にして精度の高いサーボクロックＣＫ
を生成できるようになされている。

【００６８】このようにしてサーボクロックＣＫを生成
するにつき、サーボクロック生成回路２７Ｃは、中央処
理ユニット２５の制御により低速モードと高速モードと
で内蔵のＰＬＬ回路におけるＶＣＯの特性を切り換え、
これにより動作モードを低速モードと高速モードとで切
り換えても確実にサーボクロックＣＫを生成できるよう
になされている。

【００６９】アドレス検出回路２７Ｂは、このサーボク
ロックＣＫを基準にして再生信号ＰＢを２値識別するこ
とにより、アドレスエリアＡＤＡからトラック番号、セ
クタ番号によるアドレスＡＤを検出し、このアドレスＡ
Ｄを磁気ディスク２４の面番号と共に、サーボＤＳＰ２
６に出力する。さらにアドレス検出回路２７Ｂは、この
アドレスＡＤの検出タイミングを基準にしたサーボクロ
ックＣＫによる時間計測により、磁気ヘッド２９がクロ
ックエリアＣＫＡを走査する期間の間信号レベルが立ち
上がるゲート信号ＧＴ１を生成し、このゲート信号ＧＴ
１をサーボクロック生成回路２７Ｃに出力する。また同
様にしてアドレス検出回路２７Ｂは、磁気ヘッド２９が
トラッキングエリアＦＮＡを走査する期間の間信号レベ
ルが立ち上がるゲート信号ＧＴ２を生成し、このゲート
信号ＧＴ２を位置検出回路２７Ａに出力する。

【００７０】位置検出回路２７Ａは、このゲート信号Ｇ
Ｔ２、サーボクロックＣＫを基準にして再生信号ＰＢの
信号レベルを検出することにより、トラッキングエリア
ＦＮＡにおいて各トラックに割り当てた４種類の磁化パ
ターンＰ１〜Ｐ４より得られる再生信号ＰＢの信号レベ
ルを検出する。位置検出回路２７Ａは、このようにして
検出した信号レベルより、対応する磁化パターンＰ１及
びＰ２、Ｐ３及びＰ４間でレベル差を検出することによ
り、デトラック量に応じて信号レベルが変化し、デトラ
ック量に対して位相が異なる２種類の位置検出信号を生
成する。

【００７１】サーボＤＳＰ２６は、アドレス検出回路２
７Ｂより検出されるアドレスＡＤ、及び面番号によるア
ドレスとハードディスクコントローラ２１より入力され
る物理アドレスとを比較し、この比較結果に基づいて必
要に応じて駆動信号を駆動アンプ３５に出力し、これに
よりハードディスクコントローラ２１で指定されるセク
タに磁気ヘッド２９をシークさせる。またサーボＤＳＰ
２６は、位置検出回路２７Ａより出力される２種類の位
置検出信号よりトラッキング制御用の駆動信号を生成
し、この駆動信号を駆動アンプ３５に出力し、これによ
り磁気ヘッド２９をトラッキング制御する。

【００７２】かくするにつき、磁気ヘッド２９は、所定
の回動軸を回動中心にして回動するアーム３８の先端に
保持され、このアーム３８は、電磁アクチュエータであ
るボイスコイルモータにより駆動されるようになされて
いる。駆動アンプ３５は、このボイスコイルモータのコ
イル３９をサーボＤＳＰ２６より出力される駆動信号に
より駆動するようになされている。

【００７３】（２）実施の形態の動作 以上の構成において、ディスクカメラ１においては（図
３、図５及び図６）、電源が立ち上げられると、中央処
理ユニット１８の指示により磁気ディスク２４がスピン
ドルモータ３４により１８００〔ｒｐｍ〕（３０Ｈｚ）
の回転速度で回転駆動され、これにより低速モードに設
定される。この状態でディスクカメラ１は、再生信号Ｐ
Ｂが検出され、この再生信号ＰＢが再生アンプ３１で増
幅された後、再生チャンネル回路２７で処理されて磁気
ヘッド２９の位置情報等が検出される。

【００７４】この磁気ディスク２４は（図１）、サーボ
エリアＳＡＲが１周に２００個形成されていることによ
り、回転速度Ｒ＝１８００〔ｒｐｍ〕（３０Ｈｚ）、サ
ーボエリア数Ｎｓｖ＝２００とおいて（３）式に代入す
れば、サーボサンプリング周波数ｆｓｖ＝６〔ｋＨｚ〕
となり、外乱を抑圧する制御帯域Ｂｓｖは、（２）式よ
り６００〔Ｈｚ〕程度まで確保できることが判る。これ
によりディスクカメラ１においては、磁気ディスク２４
を低速度である１８００〔ｒｐｍ〕により回転駆動して
も、従来と同程度のトラッキング制御特性を確保するこ
とができる。

【００７５】なおこのサーボサンプリング周波数ｆｓｖ
＝６〔ｋＨｚ〕を従来構成のハードディスク装置で確保
しようとすると、例えばサーボエリア数Ｎｓｖ＝６０の
場合には、ディスク回転速度を６０００〔ｒｐｍ〕（１
００Ｈｚ）まで上げなければならない。すなわちこのよ
うにして所定のクロックに同期したサーボエリアＳＡＲ
を形成することにより、同程度の制御帯域を確保しなが
らも、ディスク回転速度Ｒを１／３以下に下げることが
可能となる。

【００７６】またサーボクロックが複数のサーボエリア
の再生信号を参照して常時生成されていることにより、
いちいち各サーボエリアＳＡＲでサーボクロックの同期
を取り直さなくてもトラッキング制御に必要な情報等を
取得でき、これにより従来に比してサーボエリアＳＡＲ
を短く形成することができる。これにより従来に比して
１周当たりのサーボエリア数Ｎｓｖを増大しても、従来
と同程度の記録容量を確保することが可能となる。

【００７７】すなわちディスクカメラ１においては（図
６）、磁気ヘッド２９より出力される再生信号ＰＢが再
生アンプ３１において所定利得で増幅された後、サーボ
クロック生成回路２７Ｃに入力され、ここでクロックエ
リアＣＫＡの磁化パターンを基準にしてサーボクロック
ＣＫが生成される。さらにこのサーボクロックＣＫを基
準にしてこの再生信号ＰＢがアドレス検出回路２７Ｂに
おいて２値識別され、これによりアドレスエリアＡＤＡ
に記録されたトラック番号、セクタ番号によるアドレス
ＡＤが再生される。また同様にサーボクロックＣＫを基
準にした再生信号ＰＢの処理により、トラッキングエリ
アＦＮＡに記録された磁化パターンＰ１〜Ｐ４を基準に
してトラッキング制御用の制御信号が生成される。ディ
スクカメラ１においては、このようにして検出されるア
ドレスにより所望のトラックにアクセスし、またトラッ
キング制御用の制御信号に基づいてトラッキング制御の
処理が実行される。

【００７８】すなわちディスクカメラ１においては、こ
のようにトラッキング制御し、所望のトラックをアクセ
スした状態で、ＣＣＤカメラ４（図３）で取得した撮像
結果が動画により又は静止画によりデータ圧縮され、同
様にしてマイク７で取得された音声信号がデータ圧縮さ
れ、これらの画像データ及びオーディオデータがマルチ
プレクサ９において時分割多重化される。これによりＡ
ＶデータストリームＴＰが生成され、このＡＶデータス
トリームＴＰがランダムアクセスメモリ１７を介してフ
ァイル形式により磁気ディスク部３に入力される。

【００７９】磁気ディスク部３において（図５）、この
ように入力されるＡＶデータストリームＴＰは、バッフ
ァメモリ２２を介して所定のデータ単位でセクタ構造に
変換され、このセクタ構造によるＡＶデータが記録チャ
ンネル回路２３を介して磁気ヘッド２９の駆動信号に変
換される。さらにこの駆動信号により磁気ヘッド２９が
駆動され、これによりＡＶデータが磁気ディスク２４に
記録される。

【００８０】また再生時においては、磁気ヘッド２９よ
り得られる再生信号ＰＢが再生チャンネル回路２７で処
理されて再生データが生成され、この再生データがハー
ドディスクコントローラ２１を介して誤り訂正等の処理
を受け、その結果ＡＶデータが再生されてバッファメモ
リ２２に格納される。このＡＶデータは、ファイル形式
によりカメラ部２に出力され（図３）、デマルチプレク
サ１１において画像データとオーディオデータに分離さ
れる。このうち画像データにおいては、補間回路１２に
おいて補間処理された後、伸長器１４でデータ伸長され
て元の動画又は静止画が再生され、これら動画又は静止
画がモニタ１５で表示される。またオーディオデータに
おいては、同様に補間回路１３において補間処理された
後、伸長器１６でデータ伸長され、外部機器等に出力さ
れる。これにより磁気ディスク２４より画像データ、オ
ーディオデータが再生される。

【００８１】このようにして画像データ等を記録再生す
るにつき、この実施の形態では、ＭＰＥＧ２により画像
データをデータ圧縮することにより、ＡＶデータストリ
ームＴＰの平均データ転送レートにおいては、４〜８
〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕となる。

【００８２】これに対してこのディスクカメラ１におい
ては、磁気ディスク２４を低速度の１８００〔ｒｐｍ〕
により回転駆動していることにより、磁気ヘッド２９の
シーク等に十分な時間的な余裕を確保して、このＡＶデ
ータストリームＴＰの平均データ転送レート４〜８〔Ｍ
ｂｐｓ〕に対応するデータ転送レートによりＡＶデータ
ストリームＴＰを磁気ディスク２４に記録し、また再生
することが可能となる。

【００８３】すなわち図７は、データ転送レートと磁気
ディスクの回転速度との関係を示す特性曲線図であり、
２．５〔ｉｎｃｈ〕の磁気ディスクにおいて、線記録密
度を２００〔ｋｂｐｉ〕、２２０〔ｋｂｐｉ〕、２５０
〔ｋｂｐｉ〕とした場合である。なおここで磁気ヘッド
２９のシーク時間は、一般的な値である２［ｍｓｅｃ］
と仮定した。この図７より、平均データ転送レート４〜
８〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕を得るためには、磁気ディスク
２４の回転速度は、４００〜９００〔ｒｐｍ〕程度で良
いことが判る。なおこの図７においては、８／９コーデ
ィングにより変調し、リトライの処理を実行しない場合
である。

【００８４】これによりディスクカメラ１においては、
磁気ディスク２４の回転駆動に要する消費電力を低減す
ることができる。因みに、ディスクカメラ１において
は、スピンドルモータが全消費電力の１／３程度の電力
を消費し、このスピンドルモータの消費電力は、回転速
度に線形な関数として表される（M.Sri-Jayantha,H.Tok
umitsu,A.Aoyagi,"HDA Configuration for Minimum Idl
e Mode Power by Optimum Read/Write Head Position",
IBM Technical Disclosure Bulletin,Vol.36,No.06A,p
p.181-184,June 1993.）。従って磁気ディスク２４の回
転数を１／３に下げることにより、消費電力は大幅に削
減されることになる。

【００８５】またこれに伴い記録チャンネル回路２３、
再生チャンネル回路２７、ハードディスクコントローラ
２１の消費電力も低減でき、その分さらに全体の消費電
力を低減することが可能となる。因みに、これら記録チ
ャンネル回路２３、再生チャンネル回路２７、ハードデ
ィスクコントローラ２１においては、数十〔Ｍｂｉｔ／
ｓｅｃ〕以上のデータの処理を連続的に行うＣＭＯＳ論
理回路等であることから、動作周波数に応じて消費電力
が変化する。

【００８６】また磁気ディスク２４の回転速度の低下に
より回転騒音が低減され、これにより音の記録を行う場
合に背景ノイズ量を下げることができ、Ｓ／Ｎ比の良い
音を記録することができる。また装置自体としても静音
化することができる。

【００８７】この一連の処理に対して、このディスクカ
メラ１がパーソナルコンピュータ２等に接続され（図
２）、このパーソナルコンピュータ２より高速モードへ
の動作モードの切り換えが指示されると、又は磁気ディ
スク２４に記録したファイルのダウンロードが指示され
ると、ディスクカメラ１においては、これらを指示する
制御コマンドがハードディスクインターフェース２０よ
り中央処理ユニット２５に通知され、この中央処理ユニ
ット２５の制御により動作モードが高速モードに切り換
えられる。

【００８８】すなわちディスクカメラ１では、磁気ディ
スク２４がスピンドルモータ３４により５４００〔ｒｐ
ｍ〕（９０Ｈｚ）の回転速度で回転駆動され、この状態
でパーソナルコンピュータ１により指示されるファイル
が磁気ディスク２４より再生され、ハードディスクイン
ターフェース２０を介してパーソナルコンピュータに出
力される。

【００８９】この場合、低速モードに比して磁気ディス
ク２４の回転速度が３倍に増大することにより、その分
短時間で磁気ディスク２４のファイルをダウンロードす
ることが可能となる。

【００９０】すなわちディスクカメラ１においては、磁
気ディスク２４の記録容量を１〔ＧＢｙｔｅ〕とする
と、平均データ転送レート８〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕の動
画を１０００秒分記録することができ、これを実時間速
度でコンピュータに転送すると、転送に１０００秒の時
間が必要となる。これに対して高速モードにより、磁気
ディスク２４の回転速度を５４００〔ｒｐｍ〕に設定す
れば、データ転送レートは、最大で１００〔Ｍｂｉｔ／
ｓｅｃ〕程度になる。これにより高速モードにおいて
は、平均データ転送レートを４０〔Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ〕
程度確保でき、この場合２００（低速モードの約１／５
の時間）秒で記録内容を転送することができる。これに
よりコンピュータ上での編集などのデータ加工あるいは
ファイルサーバヘの長期保存などの処理を短時間で完了
することができる。

【００９１】さらにこのとき磁気ディスク２４の回転速
度が５４００〔ｒｐｍ〕（９０〔Ｈｚ〕）であることか
ら、これを（３）式に代入すれば、サーボサンプリング
周波数ｆｓｖは１８〔ＫＨｚ）となる。従って（２）式
より１．８〔ｋＨｚ〕程度までは十分な制御帯域を確保
でき、これにより十分なヘッド位置決め精度を得ること
ができる。従って磁気ヘッド２９、磁気ディスク２４等
の性能から決まる所定のトラック密度を確保でき、記録
容量の低下を防止することができる。

【００９２】さらにディスクカメラ１においては、この
ように高速モードにおいて磁気ディスク２４の回転速度
を高速度化して増大する電力がＡＣアダプターを介して
商用電源より供給され、これにより電池等の急激な消費
が防止される。

【００９３】（３）実施の形態の効果 以上の構成によれば、複数のサーボエリアの再生信号を
参照してクロックを生成することにより、短いサーボエ
リアによってもトラッキング制御用の制御信号を生成す
ることができる。これによりサーボエリアを多数形成し
て、磁気ディスクの回転速度を切り換えても、十分なト
ラッキング制御特性と容量とを確保することができる。

【００９４】従って低消費電力、低騒音の下で、大容量
の磁気ディスクにより長時間、動画を記録することがで
き、さらにこの記録した長時間の動画を短時間でサーバ
ー等にダウンロードすることができる。

【００９５】特に、このように低速モードにより磁気デ
ィスクの回転速度を低減して消費電力を低減すれば、従
来の磁気ディスク装置では実際上困難であった電池によ
る駆動を実現でき、これにより携帯性を向上することが
できる。

【００９６】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、磁化パターンにより
サーボエリアを形成する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、例えばエッチングなどの手法により磁
性膜を一部除去してパターン形状を形成した後、残った
磁性膜を磁気ヘッドなどにより一方向に直流磁化するこ
とによりこの種のサーボエリアを形成する場合、さらに
はディスク基板の表面に磁化パターンに対応した凹凸を
形成した後、この凹部と凸部を逆極性に磁化してこの種
のサーボエリアを形成する場合等、種々のサーボエリア
形成手法を広く適用することができる。

【００９７】また上述の実施の形態においては、磁気デ
ィスクの回転速度を２段階で切り換える場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばデータ転送速度
に対応した２段階以上の複数段階で磁気ディスクの回転
速度を切り換える場合にも広く適用することができる。

【００９８】また上述の実施の形態においては、本発明
をハードディスク装置に適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、磁気ディスクが交換可能な
リムーバブル型ハードディスク装置等、種々の磁気ディ
スク装置に広く適用することができる。

【００９９】また上述の実施の形態においては、ＭＰＥ
Ｇ２、ＪＰＥＧにより撮像結果をデータ圧縮する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＶ等、種々
のデータ圧縮手法を広く適用することができる。

【０１００】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、複数のサ
ーボエリアの再生信号を参照してクロックを生成するこ
とにより、することにより、短いサーボエリアによって
もトラッキング制御用の制御信号を生成でき、これによ
りサーボエリアを多数形成して、磁気ディスクの回転速
度を切り換えても、十分なトラッキング制御特性と容量
とを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るディスクカメラに適
用される磁気ディスクを示す略線図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るディスクカメラの外
部機器との接続を示す略線図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るディスクカメラを示
すブロック図である。

【図４】図３のディスクカメラの中央処理ユニットの説
明に供する図表である。

【図５】図３のディスクカメラの磁気ディスク部を示す
ブロック図である。

【図６】図５の磁気ディスク部のサーボ系を示すブロッ
ク図である。

【図７】データ転送レートと磁気ディスクの回転速度と
の関係を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１……ディスクカメラ、２……カメラ部、３……磁気デ
ィスク部、２４……磁気ディスク、２６……サーボＤＳ
Ｐ、２７Ａ……位置検出回路、２７Ｂ……アドレス検出
回路、２７Ｃ……サーボクロック生成回路、２９……磁
気ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D044 AB05 AB07 BC01 CC04 GM03 GM04 GM31 5D096 AA02 CC01 DD01 DD02 EE03 GG01 GG05 HH14 KK14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の角間隔で形成されたサーボエリアを
   基準にして磁気ヘッドをトラッキング制御して磁気ディ
   スクをアクセスする磁気ディスク装置において、 前記サーボエリアは、 一定のクロックに同期して形成され、トラッキング制御
   用の基準パターンが形成され、 前記磁気ディスク装置は、 前記サーボエリアより得られる再生信号を基準にして複
   数の前記サーボエリアで共通するクロックを生成するク
   ロック生成手段と、 前記クロックを基準にして前記基準パターンよりトラッ
   キング制御用の制御信号を生成するトラッキング制御信
   号生成手段と、 前記制御信号を基準にして前記磁気ヘッドをトラッキン
   グ制御するトラッキング制御手段と、 前記磁気ディスクの回転速度を切り換える速度切り換え
   手段とを備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】前記サーボエリア間を前記磁気ヘッドによ
   りアクセスして画像データ及びオーディオデータを記録
   及び又は再生することを特徴とする請求項１に記載の磁
   気ディスク装置。
3. 【請求項３】前記画像データを取得する画像データ生成
   手段を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気デ
   ィスク装置。
4. 【請求項４】前記画像データ生成手段は、 所望の被写体を撮像して撮像結果を出力する撮像手段
   と、 前記撮像結果を処理してデータ圧縮し、前記画像データ
   を生成するデータ圧縮手段とを有することを特徴とする
   請求項３に記載の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】所望の音声信号を処理してデータ圧縮し、
   前記オーディオデータを生成するデータ圧縮手段を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装
   置。
6. 【請求項６】前記磁気ディスクを交換可能に保持するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
7. 【請求項７】前記磁気ディスクの回転速度を低速度に切
   り換えた際に、前記磁気ディスクの回転速度が２０００
   〔ｒｐｍ〕以下であることを特徴とする請求項１に記載
   の磁気ディスク装置。