JP2000123506A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ディスク装置Info
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- JP2000123506A JP2000123506A JP10291604A JP29160498A JP2000123506A JP 2000123506 A JP2000123506 A JP 2000123506A JP 10291604 A JP10291604 A JP 10291604A JP 29160498 A JP29160498 A JP 29160498A JP 2000123506 A JP2000123506 A JP 2000123506A
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- Japan
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- head
- speed
- servo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置決め精度およびライトフォールト信号の
信頼性の向上を図る。 【解決手段】 セクタサーボ方式の磁気ディスク装置に
おいて、個々のサーボ情報を、引込み領域A、トラック
識別領域B、位置信号/速度検出領域Cで構成し、位置
信号/速度検出領域Cは、データトラックの周方向に対
して同相の所定のアジマス角を持つように形成された一
対のパターンC−1およびC−3と、その間に挟まれた
パターンC−2からなる構成とした。位置信号/速度検
出領域CではパターンC−1とC−3は同相であり、逆
相のC−2領域が割り込んだ構成になっているため、同
一セクタ内の一つのサーボ情報から、サーボ系は、C−
2とC−1あるいはC−3の位相差より位置情報を検出
し、C−1部とC−3部の位相差を観測することで速度
情報を検出する。この同一セクタ内の位置情報と速度情
報から記録のためのライトフォールト信号を作る。
信頼性の向上を図る。 【解決手段】 セクタサーボ方式の磁気ディスク装置に
おいて、個々のサーボ情報を、引込み領域A、トラック
識別領域B、位置信号/速度検出領域Cで構成し、位置
信号/速度検出領域Cは、データトラックの周方向に対
して同相の所定のアジマス角を持つように形成された一
対のパターンC−1およびC−3と、その間に挟まれた
パターンC−2からなる構成とした。位置信号/速度検
出領域CではパターンC−1とC−3は同相であり、逆
相のC−2領域が割り込んだ構成になっているため、同
一セクタ内の一つのサーボ情報から、サーボ系は、C−
2とC−1あるいはC−3の位相差より位置情報を検出
し、C−1部とC−3部の位相差を観測することで速度
情報を検出する。この同一セクタ内の位置情報と速度情
報から記録のためのライトフォールト信号を作る。
Description
【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、特に、セクタサーボ方式におけるヘッド位置決
めのための位置情報検出、速度検出等に適用して有効な
技術に関する。
に関し、特に、セクタサーボ方式におけるヘッド位置決
めのための位置情報検出、速度検出等に適用して有効な
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の位置決め方式
は、データ面内に位置信号領域を間欠的に設けたセクタ
サーボ方式が主流になっており、その位置信号検出パタ
ーンは、特開平7−45020号公報に見られるような
2相バーストパターンや特開平7−230676号公報
に見られるような位相検出パターンが用いられている。
これらのパターンの再生出力からヘッド位置をディスク
上の目標位置からのずれ量、即ち、位置誤差信号として
検出する。ヘッドは、サーボ系によりこの位置誤差信号
を縮小するように制御される。近年、磁気ディスク装置
の高トラック密度化に伴い、ヘッドの位置決め精度の向
上、及び、振動等の外部要因による位置ずれが発生した
時に、記録動作を禁止するプロテクト信号(ライトフォ
ールトと呼ばれる)の精度向上が重要な技術的課題にな
っている。
は、データ面内に位置信号領域を間欠的に設けたセクタ
サーボ方式が主流になっており、その位置信号検出パタ
ーンは、特開平7−45020号公報に見られるような
2相バーストパターンや特開平7−230676号公報
に見られるような位相検出パターンが用いられている。
これらのパターンの再生出力からヘッド位置をディスク
上の目標位置からのずれ量、即ち、位置誤差信号として
検出する。ヘッドは、サーボ系によりこの位置誤差信号
を縮小するように制御される。近年、磁気ディスク装置
の高トラック密度化に伴い、ヘッドの位置決め精度の向
上、及び、振動等の外部要因による位置ずれが発生した
時に、記録動作を禁止するプロテクト信号(ライトフォ
ールトと呼ばれる)の精度向上が重要な技術的課題にな
っている。
【0003】ライトフォールトを発生する条件は、位置
誤差信号の大きさがある一定値を越えた時に発生するよ
うに決められているが、位置誤差信号は、一周に70個
程度しか得られないため、位置信号自体の変動等の影響
や位置信号がないデータ領域での位置ずれ量を補償する
意味で、位置信号のレベル検出だけでは十分とは言えな
かった。衝撃センサーもライトプロテクトのために利用
されているが、回転衝撃など感度の点でも技術的課題が
あった。
誤差信号の大きさがある一定値を越えた時に発生するよ
うに決められているが、位置誤差信号は、一周に70個
程度しか得られないため、位置信号自体の変動等の影響
や位置信号がないデータ領域での位置ずれ量を補償する
意味で、位置信号のレベル検出だけでは十分とは言えな
かった。衝撃センサーもライトプロテクトのために利用
されているが、回転衝撃など感度の点でも技術的課題が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、磁気デ
ィスク装置の位置決め関係の技術的課題には、サーボ系
に係わる精度向上とライトフォールト信号精度の向上等
がある。サーボ系の精度向上とは、結果的に位置誤差を
縮小すれば良いが、原因によって対処方法が異なる。一
般的に言って、サーボ帯域の向上が一つの解であるが、
セクタサーボ方式のため、位置信号のサンプリング周波
数の制限があり、また、機構系の共振等の制限が存在
し、安易にサーボ帯域を上げられない場合がある。サー
ボ帯域が上げられない時の問題には、応答性と低域のゲ
イン不足のため、アクチュエータに働く外力(風乱、軸
受けの粘性等がある。)の圧縮不足等がある。最近の小
型ディスク装置では、稼動質量の軽量化により、ますま
す外乱の影響が大きくなり、低域の外乱の圧縮向上が課
題の1つである。一方、機種によっては、回転速度が向
上したため、サーボ帯域の向上も容易になり、機構共振
を抑えることが重要になっている場合もある。また、サ
ーボ帯域は同じでも位相余裕を拡大するために機構共振
を圧縮することで効果がでる場合もある。
ィスク装置の位置決め関係の技術的課題には、サーボ系
に係わる精度向上とライトフォールト信号精度の向上等
がある。サーボ系の精度向上とは、結果的に位置誤差を
縮小すれば良いが、原因によって対処方法が異なる。一
般的に言って、サーボ帯域の向上が一つの解であるが、
セクタサーボ方式のため、位置信号のサンプリング周波
数の制限があり、また、機構系の共振等の制限が存在
し、安易にサーボ帯域を上げられない場合がある。サー
ボ帯域が上げられない時の問題には、応答性と低域のゲ
イン不足のため、アクチュエータに働く外力(風乱、軸
受けの粘性等がある。)の圧縮不足等がある。最近の小
型ディスク装置では、稼動質量の軽量化により、ますま
す外乱の影響が大きくなり、低域の外乱の圧縮向上が課
題の1つである。一方、機種によっては、回転速度が向
上したため、サーボ帯域の向上も容易になり、機構共振
を抑えることが重要になっている場合もある。また、サ
ーボ帯域は同じでも位相余裕を拡大するために機構共振
を圧縮することで効果がでる場合もある。
【0005】なお、速度検出の例として、ヘッド移動経
路上に三つのパターンを交互に振り分けて配置し、最初
と最後のパターンの検出ピークの差分と両パターンの周
方向時間間隔とから、半径方向のヘッド実速度をシーク
中に検出することで、エラーを含む可能性のあるトラッ
ク番号を使用することなく、ヘッド速度を検出する技術
が、特開平8−180620号公報に開示されている
が、最初と最後のパターンの間隔が狭いため、高い精度
が要求されるライトフォールト信号の生成に用いるに
は、速度検出精度が低いことが懸念される。
路上に三つのパターンを交互に振り分けて配置し、最初
と最後のパターンの検出ピークの差分と両パターンの周
方向時間間隔とから、半径方向のヘッド実速度をシーク
中に検出することで、エラーを含む可能性のあるトラッ
ク番号を使用することなく、ヘッド速度を検出する技術
が、特開平8−180620号公報に開示されている
が、最初と最後のパターンの間隔が狭いため、高い精度
が要求されるライトフォールト信号の生成に用いるに
は、速度検出精度が低いことが懸念される。
【0006】本発明の目的は、サーボ系の改良とライト
フォールト信号精度の向上を実現することが可能な磁気
ディスク装置を提供することにある。
フォールト信号精度の向上を実現することが可能な磁気
ディスク装置を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、速度検出の検出アル
ゴリズムの効率化を実現することが可能な磁気ディスク
装置を提供することにある。
ゴリズムの効率化を実現することが可能な磁気ディスク
装置を提供することにある。
【0008】
【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、磁気ディスクに配置されるデータトラックに離散
的に配置される複数のサーボ情報領域の各々から、位置
信号と同時に速度信号を検出出来るようにし、サーボ系
には、速度フィードバック項を設け、力外乱を圧縮し、
機構系共振に対しては、速度の後退差分近似等により加
速度を求め、加速度フィードバックにより機構系共振を
圧縮するループを設けた。
置は、磁気ディスクに配置されるデータトラックに離散
的に配置される複数のサーボ情報領域の各々から、位置
信号と同時に速度信号を検出出来るようにし、サーボ系
には、速度フィードバック項を設け、力外乱を圧縮し、
機構系共振に対しては、速度の後退差分近似等により加
速度を求め、加速度フィードバックにより機構系共振を
圧縮するループを設けた。
【0009】また、位置情報と共に速度も考慮し、一つ
のサーボ情報領域内から得られる位置および速度の情報
でヘッド軌跡を予測することによりライトフォールト検
出精度を向上させた。
のサーボ情報領域内から得られる位置および速度の情報
でヘッド軌跡を予測することによりライトフォールト検
出精度を向上させた。
【0010】速度フィードバック、あるいは位置、速度
を用いたオブザーバを構成することにより、制御信号に
直接力外乱成分を入れることになり、力外乱が圧縮でき
る。また、加速度フィードバックのループは、高域の機
構系共振に対し、同様に抑制可能である。ライトフォー
ルト信号に位置と同時に速度も考慮することにより、そ
の後のヘッド軌跡の予測精度が向上し、データ領域での
ヘッド位置を推定してライトフォールト信号レベルを決
められるので、精度向上が図れる。
を用いたオブザーバを構成することにより、制御信号に
直接力外乱成分を入れることになり、力外乱が圧縮でき
る。また、加速度フィードバックのループは、高域の機
構系共振に対し、同様に抑制可能である。ライトフォー
ルト信号に位置と同時に速度も考慮することにより、そ
の後のヘッド軌跡の予測精度が向上し、データ領域での
ヘッド位置を推定してライトフォールト信号レベルを決
められるので、精度向上が図れる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
を参照しながら詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の一実施の形態である磁気デ
ィスク装置における磁気ディスク上のサーボ情報領域の
構成の一例を示す概念図であり、図2は、その作用の一
例を示す概念図、図3は、その形成方法の一例を説明す
るための磁気ディスクの概念図、図4、図5、図6およ
び図7は、本実施の形態におけるサーボ情報領域の構成
の変形例を示す概念図である。
ィスク装置における磁気ディスク上のサーボ情報領域の
構成の一例を示す概念図であり、図2は、その作用の一
例を示す概念図、図3は、その形成方法の一例を説明す
るための磁気ディスクの概念図、図4、図5、図6およ
び図7は、本実施の形態におけるサーボ情報領域の構成
の変形例を示す概念図である。
【0013】また、図8は、本実施の形態の磁気ディス
ク装置におけるライトフォールト信号の作成方法の一例
を示す線図、図9は、本実施の形態の磁気ディスク装置
におけるサーボ系の構成の一例を示す概念図、図10
は、本実施の形態の磁気ディスク装置の構成の一例を示
す一部破断斜視図である。
ク装置におけるライトフォールト信号の作成方法の一例
を示す線図、図9は、本実施の形態の磁気ディスク装置
におけるサーボ系の構成の一例を示す概念図、図10
は、本実施の形態の磁気ディスク装置の構成の一例を示
す一部破断斜視図である。
【0014】まず、図10にて、本実施の形態の磁気デ
ィスク装置の構成の一例について簡単に説明する。
ィスク装置の構成の一例について簡単に説明する。
【0015】図10に例示されるように、複数の磁気デ
ィスク10が共通のスピンドル14に所定の間隔で同軸
かつ平行な姿勢で固定され、個々の磁気ディスク10の
複数の記録面の各々には、ロードアーム11の先端部に
個別に保持された複数のヘッド15がセットされてい
る。ロードアーム11の基端部はピボット軸12aを中
心として揺動するアクチュエータ12に支持され、この
アクチュエータ12はさらにボイスコイルモータ13に
よって駆動される。ヘッド15は、たとえば再生用MR
ヘッドと記録用誘導ヘッドとが一体に形成された複合ヘ
ッドからなる。
ィスク10が共通のスピンドル14に所定の間隔で同軸
かつ平行な姿勢で固定され、個々の磁気ディスク10の
複数の記録面の各々には、ロードアーム11の先端部に
個別に保持された複数のヘッド15がセットされてい
る。ロードアーム11の基端部はピボット軸12aを中
心として揺動するアクチュエータ12に支持され、この
アクチュエータ12はさらにボイスコイルモータ13に
よって駆動される。ヘッド15は、たとえば再生用MR
ヘッドと記録用誘導ヘッドとが一体に形成された複合ヘ
ッドからなる。
【0016】すなわち、ボイスコイルモータ13に対す
る通電方向や通電量の制御によって、アクチュエータ1
2およびロードアーム11は磁気ディスク10と平行な
平面内を、揺動速度や角度が制御された揺動運動をし、
この揺動運動によって、ロードアーム11の先端部に支
持されているヘッド15は磁気ディスク10の記録面上
を当該磁気ディスク10の径方向に移動し、たとえば磁
気ディスク10の記録面上に同心円状に配置された複数
のトラックの間の移動(シーク動作)や、特定のトラッ
クに対して追従する動作を行う。
る通電方向や通電量の制御によって、アクチュエータ1
2およびロードアーム11は磁気ディスク10と平行な
平面内を、揺動速度や角度が制御された揺動運動をし、
この揺動運動によって、ロードアーム11の先端部に支
持されているヘッド15は磁気ディスク10の記録面上
を当該磁気ディスク10の径方向に移動し、たとえば磁
気ディスク10の記録面上に同心円状に配置された複数
のトラックの間の移動(シーク動作)や、特定のトラッ
クに対して追従する動作を行う。
【0017】ボイスコイルモータ13やスピンドル14
の動作、ヘッド15を介した磁気ディスク10へのデー
タの記録/再生動作、図示しない上位装置との間におけ
るデータ転送等は、制御部16によって制御される。
の動作、ヘッド15を介した磁気ディスク10へのデー
タの記録/再生動作、図示しない上位装置との間におけ
るデータ転送等は、制御部16によって制御される。
【0018】すなわち、制御部16は、上位装置との間
におけるデータやコマンドの授受を制御するインターフ
ェイス制御部16−6、ヘッド位置決め命令に従ってサ
ーボ系16−2に命令を与え、またサーボ系16−2か
らの論理情報を受け取るサーボ制御部16−1、上位装
置からのデータリード/ライト命令に従って、R/W系
を駆動してヘッド15を介したデータリード/ライトを
行い、またR/W系からの論理情報を受け取るR/W制
御部16−3、磁気ディスク装置のステータスを生成
し、上位装置からの指令等に応じて送出するステータス
制御部16−5、等で構成されている。
におけるデータやコマンドの授受を制御するインターフ
ェイス制御部16−6、ヘッド位置決め命令に従ってサ
ーボ系16−2に命令を与え、またサーボ系16−2か
らの論理情報を受け取るサーボ制御部16−1、上位装
置からのデータリード/ライト命令に従って、R/W系
を駆動してヘッド15を介したデータリード/ライトを
行い、またR/W系からの論理情報を受け取るR/W制
御部16−3、磁気ディスク装置のステータスを生成
し、上位装置からの指令等に応じて送出するステータス
制御部16−5、等で構成されている。
【0019】本実施の形態の場合、磁気ディスク10の
記録面には、複数のデータトラックが同心円状に配置さ
れ、個々のデータトラックには、データ領域(たとえば
データセクタ)の間にサーボ情報領域が周方向に分散し
て配置されている。そして、制御部16のサーボ制御部
16−1およびサーボ系16−2は、ヘッド15、R/
W系16−4を介して個々のサーボ情報領域から読出さ
れる情報に基づいた後述のようなサーボ制御により、上
位装置から指示された目的の位置にヘッド15を位置付
けて、データの記録や再生動作を行う。
記録面には、複数のデータトラックが同心円状に配置さ
れ、個々のデータトラックには、データ領域(たとえば
データセクタ)の間にサーボ情報領域が周方向に分散し
て配置されている。そして、制御部16のサーボ制御部
16−1およびサーボ系16−2は、ヘッド15、R/
W系16−4を介して個々のサーボ情報領域から読出さ
れる情報に基づいた後述のようなサーボ制御により、上
位装置から指示された目的の位置にヘッド15を位置付
けて、データの記録や再生動作を行う。
【0020】また、本実施の形態の制御部16のサーボ
制御部16−1は、後述の図8のような方法で、特定の
データトラックに対するデータ書き込み中に、ヘッド1
5が当該トラックから逸脱すると判断した場合に、ライ
トフォールト信号を生成してR/W制御部16−3に与
え、R/W制御部16−3がヘッド15によるデータ書
き込み動作を禁止することで、他のデータトラックのデ
ータが誤ライトにて破壊されることを防止する機能を有
する。
制御部16−1は、後述の図8のような方法で、特定の
データトラックに対するデータ書き込み中に、ヘッド1
5が当該トラックから逸脱すると判断した場合に、ライ
トフォールト信号を生成してR/W制御部16−3に与
え、R/W制御部16−3がヘッド15によるデータ書
き込み動作を禁止することで、他のデータトラックのデ
ータが誤ライトにて破壊されることを防止する機能を有
する。
【0021】図1は、このような磁気ディスク10上の
複数のデータトラックの各々の周方向に分散して配置さ
れた本実施の形態の一つのサーボ情報領域のフォーマッ
トの一例を示している。
複数のデータトラックの各々の周方向に分散して配置さ
れた本実施の形態の一つのサーボ情報領域のフォーマッ
トの一例を示している。
【0022】図1の例では、位置検出、速度検出共に位
相検出パターンであるが、位相検出に限定する必要はな
く、振幅検出パターンの例についても後述する。図1の
構成を説明する。単一周波数のパターンが記録された引
き込み領域A、セクタ情報及びトラック情報を与えるト
ラック識別領域B、トラック内の位置情報及び速度情報
を得るための位置信号/速度検出領域Cからなる。
相検出パターンであるが、位相検出に限定する必要はな
く、振幅検出パターンの例についても後述する。図1の
構成を説明する。単一周波数のパターンが記録された引
き込み領域A、セクタ情報及びトラック情報を与えるト
ラック識別領域B、トラック内の位置情報及び速度情報
を得るための位置信号/速度検出領域Cからなる。
【0023】位置信号/速度検出領域Cは、データトラ
ックの周方向に対して同相の所定のアジマス角を持つよ
うに形成された一対のパターンC−1およびパターンC
−3(速度検出パターン領域)と、その間に挟まれた逆
相のパターンC−2(位置検出パターン領域)からな
る。
ックの周方向に対して同相の所定のアジマス角を持つよ
うに形成された一対のパターンC−1およびパターンC
−3(速度検出パターン領域)と、その間に挟まれた逆
相のパターンC−2(位置検出パターン領域)からな
る。
【0024】C領域ではパターンC−1とC−3は同相
であり、逆相のC−2領域が割り込んだ構成になってい
るため、制御部16のサーボ系16−2では、C−2と
C−1あるいはC−3(C−1、C−3を合わせると検
出領域が増大するため検出精度が向上できる。)の位相
差より位置情報を検出する。位相位置情報検出方法は特
開平6−231552号公報に示されているようなデジ
タル検出方法等が知られている。
であり、逆相のC−2領域が割り込んだ構成になってい
るため、制御部16のサーボ系16−2では、C−2と
C−1あるいはC−3(C−1、C−3を合わせると検
出領域が増大するため検出精度が向上できる。)の位相
差より位置情報を検出する。位相位置情報検出方法は特
開平6−231552号公報に示されているようなデジ
タル検出方法等が知られている。
【0025】本実施の形態の場合、磁気ディスク10
(データトラック)の径方向におけるヘッド15の速度
検出は、図2に示すように(位相差Δとして表記)、C
−1部とC−3部の位相差を観測することで実現出来
る。すなわち、径方向に速度を持たない場合(ヘッド軌
跡2)では、C−1、C−3は同相パターンのためC−
1、C−3間に位相差は無いが、径方向に速度を持つ場
合(ヘッド軌跡1)では位相差Δを生じる。位相検出
は、上述の位置検出と同様に考えればよいが、速度検出
のため直接位相差を検出するためにC−1とC−3の位
相をパターンでπ(rad)(180度)だけずらし、
C−1、C−3の位相を別々に演算するのではなく、C
−1、C−3領域を一連の演算領域とし、一括して計算
すれば、演算結果は、位相差を示すことになるので、演
算処理を簡素化でき、速度検出の検出アルゴリズムの効
率化を実現することが可能となる。
(データトラック)の径方向におけるヘッド15の速度
検出は、図2に示すように(位相差Δとして表記)、C
−1部とC−3部の位相差を観測することで実現出来
る。すなわち、径方向に速度を持たない場合(ヘッド軌
跡2)では、C−1、C−3は同相パターンのためC−
1、C−3間に位相差は無いが、径方向に速度を持つ場
合(ヘッド軌跡1)では位相差Δを生じる。位相検出
は、上述の位置検出と同様に考えればよいが、速度検出
のため直接位相差を検出するためにC−1とC−3の位
相をパターンでπ(rad)(180度)だけずらし、
C−1、C−3の位相を別々に演算するのではなく、C
−1、C−3領域を一連の演算領域とし、一括して計算
すれば、演算結果は、位相差を示すことになるので、演
算処理を簡素化でき、速度検出の検出アルゴリズムの効
率化を実現することが可能となる。
【0026】なお、前記一対のパターンを用いる他に、
図2のパターン(C−1)から判る様に速度がある場合
(ヘッド軌跡1)は、(ヘッド軌跡2)に比べ周期が速
度に応じた周波数変化が発生する(C−1では3周期で
ΔTだけ変化する。)。この周波数変化に着目して速度
を検出することが出来るが、回転変動等に対しての考慮
が必要であり、PLL(フェーズロックループ)等を用
いた同期検出が必要である。先記一対のパターンC−
1、C−3で検出する方が、両者の間隔を離せば感度が
上がり、かつ同期検出の必要がない点で有利である。
図2のパターン(C−1)から判る様に速度がある場合
(ヘッド軌跡1)は、(ヘッド軌跡2)に比べ周期が速
度に応じた周波数変化が発生する(C−1では3周期で
ΔTだけ変化する。)。この周波数変化に着目して速度
を検出することが出来るが、回転変動等に対しての考慮
が必要であり、PLL(フェーズロックループ)等を用
いた同期検出が必要である。先記一対のパターンC−
1、C−3で検出する方が、両者の間隔を離せば感度が
上がり、かつ同期検出の必要がない点で有利である。
【0027】ヘッド15の再生系に磁気抵抗効果型ヘッ
ドを用いた磁気ディスク装置では、ヘッド15の径方向
に感度分布があるため、位置信号に非線形性が現れるこ
とが知られている。図1では、速度検出の線形性確保の
ため、アジマスを有するパターンC−1、C−3部を連
続パターンにしている。連続パターンでは、位置による
パターン変化が無いため位相差に非線形性は生じない。
このC−1、C−3用の連続パターンを記録するために
は、図3に示す例のように移動方向の異なるヘッドで予
めC−1およびC−3用の連続パターンを、記録面の一
部(既記録領域31、未記録領域32)、もしくは全面
に記録した磁気ディスク10を磁気ディスク装置に組込
み、組立完了後の磁気ディスク装置でサーボパターンを
記録する時に、そのパターン上に図1の引込み領域A、
トラック識別領域B、位置信号領域C−2の部分を上書
きして記録する。すなわち、予め記録したパターンを一
部残すことによって実現している。
ドを用いた磁気ディスク装置では、ヘッド15の径方向
に感度分布があるため、位置信号に非線形性が現れるこ
とが知られている。図1では、速度検出の線形性確保の
ため、アジマスを有するパターンC−1、C−3部を連
続パターンにしている。連続パターンでは、位置による
パターン変化が無いため位相差に非線形性は生じない。
このC−1、C−3用の連続パターンを記録するために
は、図3に示す例のように移動方向の異なるヘッドで予
めC−1およびC−3用の連続パターンを、記録面の一
部(既記録領域31、未記録領域32)、もしくは全面
に記録した磁気ディスク10を磁気ディスク装置に組込
み、組立完了後の磁気ディスク装置でサーボパターンを
記録する時に、そのパターン上に図1の引込み領域A、
トラック識別領域B、位置信号領域C−2の部分を上書
きして記録する。すなわち、予め記録したパターンを一
部残すことによって実現している。
【0028】以上述べた図1のパターン以外にも、多く
のパターンが考えられる。幾つかのケースを図4から図
7に示す。
のパターンが考えられる。幾つかのケースを図4から図
7に示す。
【0029】図4は、図1の代わりに、パターンC−
1、C−3を、逆相のパターンC−2と同様に従来方法
で径方向に不連続に記録した場合であり、パターンとし
ては特徴はないが、パターンC−1、C−3を用いて速
度検出を行う点で従来装置とは異なる。
1、C−3を、逆相のパターンC−2と同様に従来方法
で径方向に不連続に記録した場合であり、パターンとし
ては特徴はないが、パターンC−1、C−3を用いて速
度検出を行う点で従来装置とは異なる。
【0030】図5は位置の検出は、パターンC−100
を用いる従来の振幅検出であるが、速度検出のための位
相パターンC−4、位相パターンC−5を付加したもの
である。
を用いる従来の振幅検出であるが、速度検出のための位
相パターンC−4、位相パターンC−5を付加したもの
である。
【0031】図6は位置、速度とも振幅検出型であり、
(C−6)振幅−(C−7)振幅、あるいは(C−8)
振幅−(C−9)振幅、で位置変化を検出し{(C−
6)振幅−(C−7)振幅}と{(C−10)振幅−
(C−11)振幅}の差から速度を検出する。この場合
はヘッド位置が図に示すトラック近傍の範囲だけ検出可
能である。
(C−6)振幅−(C−7)振幅、あるいは(C−8)
振幅−(C−9)振幅、で位置変化を検出し{(C−
6)振幅−(C−7)振幅}と{(C−10)振幅−
(C−11)振幅}の差から速度を検出する。この場合
はヘッド位置が図に示すトラック近傍の範囲だけ検出可
能である。
【0032】図7は引き込み領域A−1を速度検出のた
めの位相基準パターンと兼用したものであり引き込み領
域A−1と位相パターンC−12の位相差で速度を検出
する。位置は、パターンC−200による振幅検出であ
る。検出間隔を、図1のC−1とC−3の場合よりも広
く取れる点で検出感度が向上する。このように、多くの
パターン、配置等が考えられる。
めの位相基準パターンと兼用したものであり引き込み領
域A−1と位相パターンC−12の位相差で速度を検出
する。位置は、パターンC−200による振幅検出であ
る。検出間隔を、図1のC−1とC−3の場合よりも広
く取れる点で検出感度が向上する。このように、多くの
パターン、配置等が考えられる。
【0033】以上、個々のサーボ情報領域内での速度検
出について述べたが、次に、速度検出を利用したライト
フォールト信号の実施例について述べる。
出について述べたが、次に、速度検出を利用したライト
フォールト信号の実施例について述べる。
【0034】ライトフォールト信号は記録動作時に、ヘ
ッド位置が大きくずれたと思われる時、記録動作を中止
するための信号である。サーボ情報が間欠的にしか存在
しないセクタサーボ方式の磁気ディスク装置では、各サ
ーボ情報から得られる位置信号のみだと予測精度が悪い
ため、安全のためライトフォールト信号を少しの位置ず
れ量(位置誤差信号で判断)で発生せざるを得ず、検査
工程での磁気ディスク装置の歩留まりを低下させる要因
になった。
ッド位置が大きくずれたと思われる時、記録動作を中止
するための信号である。サーボ情報が間欠的にしか存在
しないセクタサーボ方式の磁気ディスク装置では、各サ
ーボ情報から得られる位置信号のみだと予測精度が悪い
ため、安全のためライトフォールト信号を少しの位置ず
れ量(位置誤差信号で判断)で発生せざるを得ず、検査
工程での磁気ディスク装置の歩留まりを低下させる要因
になった。
【0035】図8に本発明の各サーボ情報領域内での速
度と位置情報を用いたライトフォールト信号作成の概念
図を示す。あるセクタ(t=0)で、Xoの位置ずれが
あり、次のセクタ(t=T T:サンプル周期)ではX
1の位置ずれが生じているとする。X1<Xf(Xf:
ライトフォールトにする基準位置ずれ量)だが速度がV
1とするとt=2Tでは、この速度のため(X1+V1
×T)の位置ずれが予測される。
度と位置情報を用いたライトフォールト信号作成の概念
図を示す。あるセクタ(t=0)で、Xoの位置ずれが
あり、次のセクタ(t=T T:サンプル周期)ではX
1の位置ずれが生じているとする。X1<Xf(Xf:
ライトフォールトにする基準位置ずれ量)だが速度がV
1とするとt=2Tでは、この速度のため(X1+V1
×T)の位置ずれが予測される。
【0036】従って、 X1+V1×T < Xf をライトフォールトの判定条件とする。この図8の場
合、t=Tで記録禁止(ライトフォールト)になり、隣
接トラックのデータ破壊を未然に防止できる。この例で
判るように遅れの無い速度検出(同一セクタ内での速度
検出のこと)結果を使うことによりより安全に判定でき
ることが判る。なお、本ケースでも、t=T1からT2
の間は予測であり、外力の状況次第では予測にずれが生
じるので、上記判定式は一例と考えるべきである。
合、t=Tで記録禁止(ライトフォールト)になり、隣
接トラックのデータ破壊を未然に防止できる。この例で
判るように遅れの無い速度検出(同一セクタ内での速度
検出のこと)結果を使うことによりより安全に判定でき
ることが判る。なお、本ケースでも、t=T1からT2
の間は予測であり、外力の状況次第では予測にずれが生
じるので、上記判定式は一例と考えるべきである。
【0037】次に速度をサーボ系16−2に導入し、力
外乱の圧縮、機構系共振の圧縮のための構成例を図9に
示す。図9(a)は、本実施の形態の磁気ディスク装置
の制御部16におけるサーボ系16−2でのフィードバ
ック系を示しており、速度項をフィードバックしている
点に特徴がある。Yは磁気ディスク10上のトラックを
意味し、Xはヘッド位置を示している。位置誤差信号復
調器はYとXの位置誤差量を電圧に変換する。G(z)
はデジタルフィルターであり、ここでは、位置フィード
バック系と速度のマイナーループ系で構成される。速度
信号復調器16−2aは後述するが、位置の微分と検出
速度を帯域分離し、精度の高い速度を検出するものであ
る。DAはデジタル信号をアナログ電圧に変換する。
P.Aはパワーアンプで電圧を電流に変換しボイスコイ
ルモータ(VCM)13を駆動する。kfはVCM13
の推力定数であり、Mが稼動質量を示している。Sはラ
プラス演算子で1/Sは積分を示す。従って、VCM1
3の電流により質量Mに加速度が生じ、それを積分する
と速度が得られ、速度の積分で位置Xが得られることを
示している。
外乱の圧縮、機構系共振の圧縮のための構成例を図9に
示す。図9(a)は、本実施の形態の磁気ディスク装置
の制御部16におけるサーボ系16−2でのフィードバ
ック系を示しており、速度項をフィードバックしている
点に特徴がある。Yは磁気ディスク10上のトラックを
意味し、Xはヘッド位置を示している。位置誤差信号復
調器はYとXの位置誤差量を電圧に変換する。G(z)
はデジタルフィルターであり、ここでは、位置フィード
バック系と速度のマイナーループ系で構成される。速度
信号復調器16−2aは後述するが、位置の微分と検出
速度を帯域分離し、精度の高い速度を検出するものであ
る。DAはデジタル信号をアナログ電圧に変換する。
P.Aはパワーアンプで電圧を電流に変換しボイスコイ
ルモータ(VCM)13を駆動する。kfはVCM13
の推力定数であり、Mが稼動質量を示している。Sはラ
プラス演算子で1/Sは積分を示す。従って、VCM1
3の電流により質量Mに加速度が生じ、それを積分する
と速度が得られ、速度の積分で位置Xが得られることを
示している。
【0038】ここで、図9(b)を参照して本構成の特
徴である速度信号復調器16−2aについて詳述する。
位置と同時に検出した速度(図1等で説明した速度検出
のこと。Vs)は、高周波領域で感度が高く、かつ検出
遅れがほぼ無いと見なせる。一方、位置の後退差分等の
微分を演算で求める速度は、低周波域で精度が良く遅れ
も無視できるが、高周波領域では、遅れが大きくサーボ
系16−2を構成する上で不都合であった。速度信号復
調器16−2aは、位置の後退差分をローパスフィルタ
(L.P.F)を通し、本実施例で述べた速度Vsは、
ハイパスフィルタ(H.P.F)を通した後加算した。
図9(b)中で1/zは1サンプル前の値を示す。aは
接点周波数である(例えばa=2×π×1000)。T
はサンプル周期である。この合成した速度は、サーボ帯
域全域に渡って、遅れの無い速度を示すので、速度をフ
ィードバックすることにより、アクチュエータ12に働
く力外乱や機構共振の圧縮ができる。なお、HPF、L
PFの演算は一例と考えるべきである。速度フィードバ
ックとしては、 (c1+c2×(1−1/z)/T)V (ただしc1,c2は定数)のように速度項と微分項の
一次系が好適である。速度のフィードバックは、低周波
領域の力外乱に対して有効であることが知られている
が、位置の差分による速度検出は、高周波で位相遅れを
生じ、力外乱抑制の弊害が高周波領域に現れた。本発明
で述べた速度検出は高周波域でも遅れが生じないため、
低周波領域の力外乱のみ抑圧できる。
徴である速度信号復調器16−2aについて詳述する。
位置と同時に検出した速度(図1等で説明した速度検出
のこと。Vs)は、高周波領域で感度が高く、かつ検出
遅れがほぼ無いと見なせる。一方、位置の後退差分等の
微分を演算で求める速度は、低周波域で精度が良く遅れ
も無視できるが、高周波領域では、遅れが大きくサーボ
系16−2を構成する上で不都合であった。速度信号復
調器16−2aは、位置の後退差分をローパスフィルタ
(L.P.F)を通し、本実施例で述べた速度Vsは、
ハイパスフィルタ(H.P.F)を通した後加算した。
図9(b)中で1/zは1サンプル前の値を示す。aは
接点周波数である(例えばa=2×π×1000)。T
はサンプル周期である。この合成した速度は、サーボ帯
域全域に渡って、遅れの無い速度を示すので、速度をフ
ィードバックすることにより、アクチュエータ12に働
く力外乱や機構共振の圧縮ができる。なお、HPF、L
PFの演算は一例と考えるべきである。速度フィードバ
ックとしては、 (c1+c2×(1−1/z)/T)V (ただしc1,c2は定数)のように速度項と微分項の
一次系が好適である。速度のフィードバックは、低周波
領域の力外乱に対して有効であることが知られている
が、位置の差分による速度検出は、高周波で位相遅れを
生じ、力外乱抑制の弊害が高周波領域に現れた。本発明
で述べた速度検出は高周波域でも遅れが生じないため、
低周波領域の力外乱のみ抑圧できる。
【0039】また、加速度をフィードバックすること
で、機構共振を抑圧できる。機構共振は高周波であり、
この場合も位置から加速度を検出する場合も同様に遅れ
が大きく、実現が難しい。遅れの無い速度の差分から加
速度を計算する場合、遅れが小さくある程度抑圧可能で
あることがわかった。
で、機構共振を抑圧できる。機構共振は高周波であり、
この場合も位置から加速度を検出する場合も同様に遅れ
が大きく、実現が難しい。遅れの無い速度の差分から加
速度を計算する場合、遅れが小さくある程度抑圧可能で
あることがわかった。
【0040】以上述べたサーボ系以外にも位置、速度を
比較対象とするオブザーバーを構成することもできる。
比較対象とするオブザーバーを構成することもできる。
【0041】以上述べたように、本実施の形態の磁気デ
ィスク装置では、磁気ディスク10のトラック上に周方
向に離散的に配置された複数のサーボ情報の各々におい
て、位置信号と同時に速度情報を得るようにしたため、
従来のように複数の位置信号(サーボ情報)の差分から
求める速度情報のような遅れが無く、ライトフォールト
信号の信頼性が向上する。換言すれば、ライトフォール
ト信号を発生させる基準となるヘッド位置ずれ量を必要
以上に厳格に設定する必要がなくなり、検査工程で不合
格となる磁気ディスク装置の数が減少し、歩留りが向上
する。
ィスク装置では、磁気ディスク10のトラック上に周方
向に離散的に配置された複数のサーボ情報の各々におい
て、位置信号と同時に速度情報を得るようにしたため、
従来のように複数の位置信号(サーボ情報)の差分から
求める速度情報のような遅れが無く、ライトフォールト
信号の信頼性が向上する。換言すれば、ライトフォール
ト信号を発生させる基準となるヘッド位置ずれ量を必要
以上に厳格に設定する必要がなくなり、検査工程で不合
格となる磁気ディスク装置の数が減少し、歩留りが向上
する。
【0042】さらに、サーボ系においても、力外乱や機
構系共振の圧縮ができ、サーボ系の改良およびヘッド位
置決め精度の向上が達成できる。
構系共振の圧縮ができ、サーボ系の改良およびヘッド位
置決め精度の向上が達成できる。
【0043】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0044】
【発明の効果】本発明の磁気ディスク装置によれば、サ
ーボ系の改良とライトフォールト信号精度の向上を実現
することができる、という効果が得られる。
ーボ系の改良とライトフォールト信号精度の向上を実現
することができる、という効果が得られる。
【0045】また、速度検出の検出アルゴリズムの効率
化を実現することができる、という効果が得られる。
化を実現することができる、という効果が得られる。
【図1】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の一例
を示す概念図である。
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の一例
を示す概念図である。
【図2】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
の作用の一例を示す概念図である。
の作用の一例を示す概念図である。
【図3】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
におけるサーボ情報の形成方法の一例を説明するための
概念図である。
におけるサーボ情報の形成方法の一例を説明するための
概念図である。
【図4】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
【図5】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
【図6】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
【図7】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
における磁気ディスク上のサーボ情報領域の構成の変形
例を示す概念図である。
【図8】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置
におけるライトフォールト信号の作成方法の一例を示す
線図である。
におけるライトフォールト信号の作成方法の一例を示す
線図である。
【図9】(a)および(b)は、本発明の一実施の形態
である磁気ディスク装置におけるサーボ系の構成の一例
を示す概念図である。
である磁気ディスク装置におけるサーボ系の構成の一例
を示す概念図である。
【図10】本発明の一実施の形態である磁気ディスク装
置の構成の一例を示す一部破断斜視図である。
置の構成の一例を示す一部破断斜視図である。
1,2…ヘッド軌跡、10…磁気ディスク、11…ロー
ドアーム、12…アクチュエータ、12a…ピボット
軸、13…ボイスコイルモータ(VCM)、14…スピ
ンドル、15…ヘッド、16…制御部、16−1…サー
ボ制御部、16−2…サーボ系、16−3…R/W制御
部、16−4…R/W系、16−5…ステータス制御
部、16−6…インターフェイス制御部、16−2a…
速度信号復調器、31…既記録領域、32…未記録領
域、A…引き込み領域、A−1…引き込み領域、B…ト
ラック識別領域、C…位置信号/速度検出領域。
ドアーム、12…アクチュエータ、12a…ピボット
軸、13…ボイスコイルモータ(VCM)、14…スピ
ンドル、15…ヘッド、16…制御部、16−1…サー
ボ制御部、16−2…サーボ系、16−3…R/W制御
部、16−4…R/W系、16−5…ステータス制御
部、16−6…インターフェイス制御部、16−2a…
速度信号復調器、31…既記録領域、32…未記録領
域、A…引き込み領域、A−1…引き込み領域、B…ト
ラック識別領域、C…位置信号/速度検出領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤城 協 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 5D096 AA03 BB01 CC01 DD02 EE03 GG01 HH07 HH09 KK12 5D109 KA17 KB04 KD12 KD18 KD23
Claims (3)
- 【請求項1】 磁気ディスクと、前記磁気ディスク上に
設定されたデータトラックに対する情報の記録動作およ
び再生動作を行うヘッドと、前記ヘッドの前記磁気ディ
スクに対する位置決め動作を行う位置決め機構とを含
み、前記データトラック上に間欠的にサーボ情報領域が
配置され、前記サーボ情報領域から読出されるサーボ情
報に基づいて前記ヘッドを任意の前記データトラックに
位置付けるセクターサーボ方式の磁気ディスク装置であ
って、 個々のサーボ情報領域から前記ヘッドに関する位置信号
と共に速度信号をつくり、前記位置信号および速度信号
を共に用いて、前記ヘッドによる前記記録動作を抑止す
るライトフォールト信号が作成されることを特徴とする
磁気ディスク装置。 - 【請求項2】 磁気ディスクと、前記磁気ディスク上に
設定されたデータトラックに対する情報の記録動作およ
び再生動作を行うヘッドと、前記ヘッドの前記磁気ディ
スクに対する位置決め動作を行う位置決め機構とを含
み、前記データトラック上に間欠的にサーボ情報領域が
配置され、前記サーボ情報領域から読出されるサーボ情
報に基づいて前記ヘッドを任意の前記データトラックに
位置付けるセクターサーボ方式の磁気ディスク装置であ
って、 個々の前記サーボ情報領域から位置信号と共に速度信号
をつくり、前記位置信号を微分操作した信号と前記速度
信号を帯域分離して合成した新たな合成速度信号を構成
し、前記合成速度信号と前記位置信号を用いてサーボ系
を構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の磁気ディスク装
置において、 前記サーボ情報領域内に、位置検出パターン領域を一部
兼用、あるいは包含される一対の速度検出パターン領域
を有する第1の構成、 前記第1の構成において、前記速度検出パターン領域の
少なくとも一部は、磁気ディスクを磁気ディスク装置に
組み込む前に既に記録されているパターンからなる第2
の構成、 前記速度検出パターン領域は、一対の位相パターンから
なり、一対の前記位相パターン間の位相差を検出するこ
とで速度検出が行われるとともに、一対の前記位相パタ
ーンの位相差が180度である第3の構成、 のいずかの構成を含むことを特徴とする磁気ディスク装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10291604A JP2000123506A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10291604A JP2000123506A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 磁気ディスク装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000123506A true JP2000123506A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17771107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10291604A Pending JP2000123506A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000123506A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007200554A (ja) * | 2007-05-14 | 2007-08-09 | Toshiba Corp | 磁気記録再生装置 |
KR100771881B1 (ko) | 2006-08-23 | 2007-11-01 | 삼성전자주식회사 | 디스크 회전 슬립에 따른 데이터 섹터 위상 보정 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 |
US7292404B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-11-06 | Fujitsu Limited | Signal reproducing method and storage apparatus |
US7440222B2 (en) | 2005-09-28 | 2008-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic recording apparatus and positioning correction method |
US7463439B2 (en) | 2006-08-30 | 2008-12-09 | Fujitsu Limited | Control device, storage device, storage medium, servo data demodulation method, repeatable velocity error measuring device, and computer product |
WO2009016683A1 (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Fujitsu Limited | 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
US7551391B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-06-23 | Fujitsu Limited | System and method for controlling head velocity by demodulating servo information |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10291604A patent/JP2000123506A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7292404B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-11-06 | Fujitsu Limited | Signal reproducing method and storage apparatus |
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KR100771881B1 (ko) | 2006-08-23 | 2007-11-01 | 삼성전자주식회사 | 디스크 회전 슬립에 따른 데이터 섹터 위상 보정 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 |
US8059359B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Data sector phase correction method and disk drive apparatus using the same |
US7463439B2 (en) | 2006-08-30 | 2008-12-09 | Fujitsu Limited | Control device, storage device, storage medium, servo data demodulation method, repeatable velocity error measuring device, and computer product |
US7551391B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-06-23 | Fujitsu Limited | System and method for controlling head velocity by demodulating servo information |
JP2007200554A (ja) * | 2007-05-14 | 2007-08-09 | Toshiba Corp | 磁気記録再生装置 |
WO2009016683A1 (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Fujitsu Limited | 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
JPWO2009016683A1 (ja) * | 2007-07-27 | 2010-10-07 | 東芝ストレージデバイス株式会社 | 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
US8111475B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-02-07 | Toshiba Storage Device Corporation | Magnetic recording medium and magnetic recording apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |