JP2007048335A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シングル・ライト方式を採用した場合の、磁気ヘッド位置の上記オフセットを、簡便な処理により決定でき、かつその精度を向上できるディスク装置を提供する。
【解決手段】 隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを有する記録媒体、記録媒体に対して情報を書込む記録ヘッドと記録媒体から情報を読み出す再生ヘッドとを備えるヘッドアセンブリ、及びヘッドアセンブリの記録媒体に対する位置を制御する制御デバイスと、を含み、記録媒体上に、互いに位相の異なる位置誤差検出信号が、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録され、制御デバイスは、再生ヘッドにて読み取られたバースト信号に基づいて、ヘットアセンブリの位置制御を行うディスク装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハードディスク等のディスク装置に関する。

近年では、種々の装置にハードディスクが搭載されている。例えば携帯用音楽プレーヤや、カーナビゲーションシステムなどにもハードディスクが搭載されている。こうした状況の下、ハードディスク自体の小型化を進めながら、情報の記録容量を増大させる技術の一つとして、例えば、記録媒体の円周内側から外側へと順次、隣接するデータトラックで一部を上書きしながら、板葺き屋根（ｓｈｉｎｇｌｅ）のようにデータトラックを記録していく方法がある（以下、シングル（ｓｈｉｎｇｌｅ）・ライト方式と呼ぶ）。これにより、実際の磁気ヘッドが書き込む記録幅よりも狭いデータトラックを実現できる。

ところがこの方法では、例えば円周内側から数えてｋ番目のデータトラックにデータを書き込む場合、当該ｋ番目から円周の最も外側までのすべてのデータトラックを再度書き直さなければならない。そこでこの書き直しのオーバーヘッドを低減するため、特許文献１には次のような技術が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示の技術では、２つのデータトラックを組（グループ）とし、この組においてシングル・ライト方式での記録を行う。つまり、組に含まれる２つのデータトラックのうち、円周内側のデータトラックを記録して、次に円周外側のデータトラックを記録する。この円周外側のデータトラックについては、一部を上書きせず、磁気ヘッドの記録幅のデータトラックとなる。

この方法によると、奇数番目のデータトラックと、偶数番目のデータトラックとで読み出し位置を異ならせることで、組となったデータトラックの上書き部分（重なり合う部分）を避けて読み出し位置を設定することができ（特許文献１の図１０を参照）、データの書き替えを比較的柔軟に行うことができる。
米国特許第６１８５０６３号明細書

こうしたシングル・ライト方式では、データの記録幅と、データの記録が完了したあとのデータトラックの幅とが異なるため、データを記録するときの磁気ヘッドの中心位置に、データを読み出すときの磁気ヘッドの中心位置を合わせるだけでは不十分である。つまり、記録時の磁気ヘッドの位置と読み出し時の磁気ヘッドの位置との差（オフセット）を定める必要がある。従来のハードディスク装置でも、記録ヘッドと再生ヘッドのスキュー角によって生じるオフセットを再生信号の振幅が最大となるとの条件や、書き込んだデータのエラーレートが最小となるとの条件を用いて、測定して定めていた。

しかしながら、再生信号の振幅が最大となる条件を用いる方法では、オフセットのずれに対する再生信号の振幅変化の感度が低く、オフセット決定の精度の向上が困難であった。また、エラーレートを測定する方法では、エラーレート測定の処理が煩雑で、処理負担が大きくなってしまう。

また、シングル・ライト方式では、記録トラック幅の変動に伴って、データを読み出す位置がシフトするという問題がある。具体的には、環境温度の変化により記録電流が変動すると、出荷前に調整したオフセットを用いて再生ヘッドを位置決めしても、最適位置からずれてしまうという問題である。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、シングル・ライト方式を採用した場合の、磁気ヘッド位置の上記オフセットを、出荷後の再調整にも対応可能な簡便な処理により決定でき、かつ記録トラック幅の変動が生じたとしてもその設定精度を維持することのできるディスク装置を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ディスク装置であって、同心円状またはスパイラル状のデータトラックであって、隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを有する記録媒体と、前記記録媒体に対して情報を書込む記録ヘッド、及び前記記録媒体から情報を読み出す再生ヘッドを備えるヘッドアセンブリと、前記ヘッドアセンブリの前記記録媒体に対する位置を制御する制御デバイスと、を含み、データトラック領域に互いに位相の異なる位置誤差検出信号が、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録され、前記制御デバイスは、前記再生ヘッドにて読み取られた前記位置誤差検出信号に基づいて、前記ヘットアセンブリの位置制御を行うことを特徴としている。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係るディスク装置は、例えばハードディスクであり、図１に示すように記録媒体１と、ヘッドユニット２と、ヘッド駆動制御部３と、リード・ライト（ＲＷ）部４と、制御部５とを含んで構成されている。

記録媒体１は、円盤状の磁気記録媒体である。この記録媒体１は、回転可能に支持され、筐体のベースに固定されている。この記録媒体１には、同心円状またはスパイラル状にデータトラックが形成されており、隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを含む。すなわち、少なくとも一部のデータトラックは、シングル・ライト方式のデータトラックとなっている。

ヘッドユニット２は、少なくとも一つのヘッドアセンブリを含む。このヘッドアセンブリは、図２にその概要を示すように、記録媒体１の各記録面に対応するヘッド２１と、各ヘッド２１を支持するアーム２２とを含んで構成されている。ヘッドユニット２は、ボイスコイルモータの回転中心を中心として回動可能なように支持される。

ヘッド駆動制御部３は、制御部５から入力される指示に従って、ボイスコイルモータを駆動し、ヘッドユニット２に含まれるヘッド２１の位置を制御する。ＲＷ部４は、ヘッド２１に含まれる再生ヘッドが記録媒体１から読み出す情報に対し、復号などの所定処理を行い、制御部５に出力する。また、このＲＷ部４は、制御部５から入力される記録対象の情報を符号化するなど所定処理し、ヘッド２１に含まれる記録ヘッドを介して、記録媒体１に当該情報を記録する。

制御部５は、ホストとなるコンピュータ等に接続され、ホスト側からの指示に基づいて、ホスト側が要求する情報の記録されている場所までヘッド２１を移動するよう、ヘッド駆動制御部３に指示し、また、ＲＷ部４が出力する情報をホスト側へ出力する。また、ホスト側からの記録要求に従って、情報を記録する位置までヘッド２１を移動するよう、ヘッド駆動制御部３に指示するとともに、ＲＷ部４に対して記録の対象となる情報を出力する。

また、この制御部５は、情報を記録するトラックを、記録媒体１の面に、例えば同心円状に形成する。このとき制御部５は、記録媒体１の円周内側又は外側のいずれか一方である第１側のトラックの一部を、他方側である第２側のトラックで上書きして、シングル・ライトを行う。以下の例では、第１側と外周側のトラックの一部を、隣接する、第２側としての内周側のトラックによって上書きして、シングル・ライトを行う場合を例として説明する。

さらに本実施の形態の制御部５は、シングル・ライトに係るデータトラック群のデータエリアに、それぞれデータトラックの幅の位置誤差検出信号を、動径方向に互いに隣接しない部分を有して記録する。例えば、各データトラックにおいてデータ・セクタ長を２Ｎ（Ｎは１／２、または１以上の整数）で除して記録長Ｌを得ておき、シングル・ライトに係るデータトラックの一つを注目トラックとして、当該注目トラック上のいずれかのデータ・セクタの先頭から、記録長Ｌだけ所定強度のバースト信号を記録し、これに続く記録長Ｌの部分はＤＣイレーズする動作を繰り返して行う。このようにバースト信号の記録とＤＣイレーズとを記録長Ｌごとに交互に行った信号部分（位置誤差検出信号）を注目トラック上に記録する。つまり、いわゆるサーボ・セクタに書き込まれたＣバースト信号に相当する位置誤差検出信号を注目トラック上に繰り返し記録する。

次に、注目トラックに隣接するトラックについて、いずれかのデータ・セクタの先頭から、記録長Ｌの部分をＤＣイレーズし、次に、引き続く記録長Ｌの部分に所定強度のバースト信号を記録する動作を繰り返して行う。すなわち、注目トラックに記録した位置誤差検出信号とは位相が１８０度ずれている位置誤差検出信号（いわゆるサーボ・セクタに書き込まれたＤバースト信号に相当する）を、注目トラックに隣接するトラックに繰り返し記録する。

このようにすると、シングル・ライトに係るデータトラック群において、図３に示すように、所定強度のバースト信号（ハッチング部分）と、ＤＣイレーズされた部分（空白部分）とがチェッカーパターン状に配列され、互いに位相の異なる位置誤差検出信号が、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録されることとなる。１つのデータ・セクタに付き、Ｎ個の位置誤差信号が検出される（Ｎ＝１／２の場合は、２つのデータ・セクタで１個の位置誤差信号が検出されることを意味する）。

なお、ここではデータ・セクタを単位として、そのバースト信号の記録長を定めたが、これに限られるものではない。例えば、サーボ・セクタに挟まれたデータ領域に２個以上のデータ・セクタが配置するような場合に、サーボ・セクタ間の領域を単位として、バースト信号の記録長を定めても良い。また、本実施例では面内記録方式を想定したが、垂直記録方式のディスク装置であっても良い。この場合、ＤＣイレーズの代わりにＡＣイレーズを行うか、もしくは、磁気ヘッドからの再生信号を微分することにより、同等の効果が得られる。

あるトラック（ｎ）とトラック（ｎ＋１）の境界位置を検出するための記録パターンを図５に示す。図中の番号ｊはあるデータ・セクタの位置誤差検出用の記録パターン（ｂ）と（ｅ）のペアを示す番号であり、０からＮまでの値を取る。再生ヘッドでこの記録パターンを再生した時の信号波形の概念図をその下に示した。再生ヘッドがトラック境界を通過する時にはＣバースト信号の振幅ＣｊとＤバースト信号の振幅Ｄｊが等しくなり（中段）、外周側にずれるとＣｊ＞Ｄｊ（上段）、内周側にずれるとＣｊ＜Ｄｊとなる（下段）ので、Ｃｊ−Ｄｊはトラック境界でゼロクロスする位置誤差信号となる。これを平均化した（Ｃ−Ｄ）はあるデータ・セクタに対する位置誤差信号となる（ここで、Ｃ、ＤはＮ個のＣｊ、Ｄｊの平均値）。さらに、これを１トラックの全セクタについて平均化したＰＥＳ＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）はトラック１周に対する平均的な位置誤差信号になる。なお、（Ｃ＋Ｄ）で割ることによって規格化している。なお、ここで定義したＰＥＳはトラック（ｎ）を基準にしたときに、内周側の隣接するトラックとの境界に対する位置誤差信号であり、外周側の隣接するトラック（ｎ−１）との境界に対して極性が異なる。

制御部５は、さらにトラック１周に対するＰＥＳの値が略ゼロとなるように位置に再生ヘッドを移動する。この移動により、再生ヘッドの中心位置が隣接するトラックペアの境界位置に一致することとなる。すなわち、制御部５は、ＰＥＳの極性を考慮しながら、ＰＥＳの値をゼロに近づけるように再生ヘッドの位置を制御するのである。

そして互いに隣接するトラックペア（ｎ，ｎ＋１番目のトラックとする）の境界位置に再生ヘッドの中心位置を一致させたときの当該再生ヘッドの中心位置と、トラックペアごとに定められる所定の基準位置との差Ｌ（ｎ）を取得する。なお、基準位置は、トラックペアのいずれか一方（例えば一部上書きされる側のトラック）に位置誤差検出信号を記録したときの記録ヘッドの中心位置Ｃ（ｎ）とする。

制御部５は、この差の値Ｌ（ｎ）を記憶する。そしてｎ番目のトラックに記録された情報を再生する際に、当該ｎ番目のトラックに情報を記録する際の記録ヘッドの位置Ｃ（ｎ）から、上記差の平均値Ｌ（ｎ）だけ移動した位置をトラック境界とし、さらにこのトラック境界からトラックピッチＳＷＰの半分ＳＷＰ／２だけ移動した位置
Ｐ（ｎ）＝Ｃ（ｎ）−Ｌ（ｎ）＋ＳＷＰ／２
に、再生ヘッドを移動する（図６）。

なお、ここまでの説明では、位置誤差検出信号をトラックの幅に亘って記録する例について述べたが、位相が１８０度ずれた２種類の位置誤差検出信号が、記録媒体１の動径方向にトラックピッチＳＷＰだけずれていれば、隣接する２つのトラックにまたがって記録されてもよい。つまり、いわゆるサーボ・セクタに書き込まれたＡバースト信号とＢバースト信号とに相当するものであってもよい（図４参照）。

これまで説明してきたオフセット調整の手順は出荷前の工程で行うことが前提であり、出荷後に実施することは現実的ではない。そこで、記録電流の変動によってＰ（ｎ）が変化した場合に対しては、以下に説明するような試験記録を実施する。すなわち、記録ヘッドの位置決め制御を変更することによって、再生ヘッドの位置決め制御を変更しないで対処する。

まず、出荷前のオフセット調整の工程において、２組のトラックペア（ｎ、ｎ＋１）と（ｍ、ｍ＋１）を特定のディスク領域に設けられた試験記録領域に記録する。これらのペアに対して、トラック境界の位置Ｌ（ｎ）、Ｌ（ｍ）を取得し、その値を記憶しておく。出荷後にディスク装置が起動すると、一方のトラックペア（ｍ、ｍ＋１）だけ再度記録し、２組のトラックペアのトラック境界の位置を再度取得する。それらの値をＬ’（ｎ）とＬ’（ｍ）とする。トラック境界の距離Ｌ’（ｎ）−Ｌ’（ｍ）が出荷前のＬ（ｎ）−Ｌ（ｍ）と一致していれば、出荷前のオフセットを用いて記録する。もし、一致していなければ、その偏差に基づいて、オフセットの変動量を決定し、これを用いてオフセットを補正して記録を実施する。

ここで試験用領域は、例えば、図７に示すように、記録媒体１上で比較的外周側に設ける（Ｒ）。また、ディスク装置では、ディスク半径方向に複数のゾーンに分割するのが一般的であるので、試験記録領域についても各々のゾーン毎に設けることが望ましい。

このように本実施の形態によると、データトラックに位置誤差検出信号を記録し、これらを利用することで、シングル・ライト方式を採用した場合の、磁気ヘッド位置の上記オフセットを、出荷後の再調整にも対応可能な簡便な処理により決定でき、かつトラック幅の変動が生じたとしてもその設定精度を維持することができる。

本発明の実施の形態に係るディスク装置の概要を表すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るヘッドユニットの概要図である。 本発明の実施の形態に係る位置誤差検出信号の記録例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る位置誤差検出信号の記録例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る位置誤差検出信号の記録例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係るヘッド位置の制御例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る試験用領域の例を表す説明図である。

符号の説明

１ 記録媒体、２ ヘッドユニット、３ ヘッド駆動制御部、４ リード・ライト部、５ 制御部、２１ ヘッド、２２ アーム。

Claims (4)

1. 同心円状またはスパイラル状のデータトラックであって、隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを有する記録媒体と、
   前記記録媒体に対して情報を書込む記録ヘッド、及び前記記録媒体から情報を読み出す再生ヘッドを備えるヘッドアセンブリと、
   前記ヘッドアセンブリの前記記録媒体に対する位置を制御する制御デバイスと、
   を含み、
   前記記録媒体上に、互いに位相の異なる位置誤差検出信号が、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録され、
   前記制御デバイスは、前記再生ヘッドにて読み取られた前記位置誤差検出信号に基づいて、前記ヘットアセンブリの位置制御を行う、
   ことを特徴とするディスク装置。
2. 請求項１に記載のディスク装置において、
   前記位置誤差検出信号は、前記記録媒体上で予め定められた試験用領域に記録されることを特徴とするディスク装置。
3. 同心円状またはスパイラル状のデータトラックであって、隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを有し、
   当該データトラックの各々には、さらに円周方向に複数のデータ・セクタが形成され、
   互いに位相の異なる位置誤差検出信号が、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録されてなる
   ことを特徴とする記録媒体。
4. 同心円状またはスパイラル状のデータトラックであって、隣接する円周内側または外側のデータトラックによって一部が上書きされて形成されたデータトラックを有する記録媒体と、
   前記記録媒体に対して情報を書込む記録ヘッド、及び前記記録媒体から情報を読み出す再生ヘッドを備えるヘッドアセンブリと、
   前記ヘッドアセンブリの前記記録媒体に対する位置を制御する制御デバイスと、
   を備えるディスク装置を用い、
   互いに位相の異なる位置誤差検出信号を、トラック幅方向にトラックピッチだけずれて、トラック方向に繰り返し記録し、
   前記制御デバイスが、前記再生ヘッドにて前記位置誤差検出信号を読み取り、当該読み取った位置誤差検出信号に基づいて、前記ヘッドアセンブリの位置制御を行う、
   ことを特徴とするディスク装置の制御方法。
   

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