JPH0594674A - デイスク媒体およびデイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セクタサーボ方式にＺＢＲ方式を適用する場
合の容量増加が最大となるようなサーボフォーマットを
有するディスク媒体を提供すること。 【構成】 全データトラックが複数のゾーン６〜８に分
割され、１つのゾーン内では記録再生周波数が同じで、
異なるゾーンではデータの記録再生周波数が異なり、サ
ーボセクタがデータと同一面上に形成されたディスク媒
体において、同じゾーン内では所定数のサーボセクタ２
が等角度位置に等角度間隔で形成されると共に、データ
セクタ群３がサーボセクタ２間に挟まれるように形成さ
れ、隣接するゾーン間のデータの記録再生が行われない
ゾーン境界領域５内では隣接するゾーンのサーボセクタ
位置がトラック方向で少なくとも一部で重なるサーボセ
クタはゾーン境界領域のディスク半径方向中心まで形成
され、重ならないサーボセクタは隣接ゾーン近傍まで延
在して形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクや光ディ
スクなどのディスク媒体およびこれを用いてデータの記
録／再生を行うディスク装置に係り、特にトラックが幾
つかのゾーンに分割され、データの記録／再生周波数が
同じゾーン内のトラックでは同じで、ゾーン毎に異なる
ディスク媒体およびディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来のディスク装置、例えば磁
気ディスク装置では、内周から外周に亘るディスク上の
全てのトラックにおいて同じ記録周波数でデータが記録
されている。この場合、ディスク媒体（以下、単にディ
スクという）上ではトラックの半径によってトラック一
周の長さが異なるので、データの記録波長は外周になる
ほど内周より長くなる。そして最内周トラックのデータ
の記録波長が最も短く、これが該ディスクでの最大線記
録密度に対応する。

【０００３】近年、ディスクの記憶容量向上させるため
に、全トラックの線記録密度（記録波長）を同じとする
線密度一定方式（Constant Linear Density ：以下、Ｃ
ＬＤ方式と略す）の一種である、ゾーンビット記録方式
（Zoned Bit Recording ：以下、ＺＢＲ方式と略す）が
採用されるようになってきた。ＺＢＲ方式では、全トラ
ックをいくつかのゾーンに分割する。例えば、総トラッ
ク数が１，０００の場合、４つのゾーンに分割するもの
とすると、第１ゾーンはトラック０〜２４９、第２ゾー
ンはトラック２５０〜４９９、第３ゾーンはトラック５
００〜７４９、第４ゾーンはトラック７５０〜９９９と
いうように分割する。そして、１つのゾーン内の全ての
トラックに記録されるデータの記録周波数は同じである
が、外周側のゾーンほどデータの記録周波数を高くし
て、各ゾーン内でのデータの最大線記録密度（最短記録
波長）が等しくなるようにデータ記録を行う方法であ
る。なお、ＺＢＲ方式において特に１トラックを１ゾー
ンに対応させると、ＣＬＤ方式となる。

【０００４】ＺＢＲ方式によれば、外周側のゾーンに含
まれるトラックほどトラック当たりの記憶容量が増加
し、ディスクの総記憶容量が増加する。例えば、記録領
域＝半径１７．７４０ｍｍ〜３１．０３６ｍｍ、トラッ
ク密度＝２，１１７ＴＰＩ（トラックピッチ＝１２μ
ｍ：トラック数＝１１０９本）、ゾーン内の最大線記録
密度＝７０ｋＢＰＩ、セクタ容量＝１，２００Ｂの固定
磁気ディスク装置の場合、ゾーン数を２とすると、第１
表に示すように設計される。

【０００５】 （第１表） ゾーン 最内周トラック 最大線記録 番号 中心半径（mm） トラック番号 トラック数 セクタ数 密度(kBPI) 1 17.740 0〜553 554 32 70.00 2 24.388 554〜1108 555 44 70.02 ＺＢＲ方式を用いない場合のディスク面当たりの記憶容
量は４２．５９ＭＢであるが、上記のように２ゾーンに
分割するＺＢＲ方式を用いると、ディスクの面当たりの
記憶容量は５０．５８ＭＢとなり、容量は約１９％増加
する。分割するゾーン数が多いほど、この記憶容量は増
大する。

【０００６】一方、この種のディスク装置におけるトラ
ッキングサーボ方式として、熱的オフトラックが無く、
また特にディスク枚数が少ない小型ディスク装置におい
て、サーボ面サーボ方式よりもフォーマット効率の良い
セクタサーボ方式が用いられるようになってきた。セク
タサーボ方式では、ヘッド位置決めのためのサーボ情報
をセクタの一部の領域に形成し、セクタ周期毎に得られ
る該サーボ情報によってサンプル値制御でヘッド位置決
めを行うものである。この場合、１セクタ内においてデ
ータを記録する領域はデータセクタ、サーボ情報を記録
する領域はサーボセクタとそれぞれ呼ばれ、区別されて
いる。

【０００７】このセクタサーボ方式をトラッキングサー
ボ方式として用いたディスク装置に上記ＺＢＲ方式を適
用する場合の従来例について、図９を用いて説明する。
図９に示すように、従来のディスク媒体ではサーボセク
タはＺＢＲ方式を用いない場合と同様に、ゾーンに関係
なく全トラックに亘って同じ角度位置に形成される。従
ってサーボセクタ数は全てのトラックで同じであり、ま
たサーボセクタに形成されるサーボパターンの記録周波
数も同じである。これはサーボセクタ数をゾーン毎に変
えた場合、ヘッドの移動に伴ってゾーンが変化した場合
のサーボセクタの検出が困難となるからである。従って
サーボセクタに対してデータセクタは、隣接するサーボ
セクタ間にサーボセクタを跨がらないように、１つ以上
設けられる（サーボセクタ間のデータセクタをデータセ
クタ群と呼ぶ）。また、データセクタは外周側ゾーンほ
どセクタ数が増加するように設けられる。

【０００８】ところが、このような従来の方法では、Ｚ
ＢＲ方式による容量増加を最大化するためにデータセク
タ群内のセクタ数を最適化した場合、サーボセクタ数が
減少するという問題が生じる。例えば、図９に示すデー
タセクタ群内のセクタ数の最小値（最内周ゾーンのセク
タ数）が２の場合について、第２表に設計例を示す。こ
こでは、第１表に示した例と対応させるために、ゾーン
数＝２、セクタ容量＝１，２００Ｂ、各ゾーンの最大線
記録密度は７０ｋＢＰＩとしている。

【０００９】 （第２表） ゾーン 最内周トラック 最大線記録 番号 中心半径（mm） トラック番号 トラック数 セクタ数 密度(kBPI) 1 17.740 0〜738 739 32 70.00 2 26.608 739〜1108 370 48 70.01 ディスク一面当たりの記憶容量は４９．６９ＭＢであ
り、ＺＢＲ方式を用いない場合に対して、約１７％増加
する。このとき、サーボセクタ数は１６である。次に、
２ゾーンに分割するときに容量が最大となる場合を考え
る。これは、第１表に示した内周側ゾーンでのデータセ
クタ数＝３２、外周側ゾーンでのデータセクタ数＝４４
の場合である。上記のようにディスク面当たりの記憶容
量は５０．５８ＭＢとなり、容量は約１９％増加する。
しかしながら、サーボセクタ数は内周側および外周側ゾ
ーンでのデータセクタ数３２，４４の最大公約数である
４となってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術ではセクタサーボ方式を用いたディスク装置に単
純にＺＢＲ方式を適用すると、サーボセクタ数が各ゾー
ンにおけるデータセクタ数の最大公約数となるため、サ
ーボセクタ数がデータセクタ数に対して少なくなる問題
がある。

【００１１】また、サーボセクタ数をデータセクタ数と
独立に設計できず、あるゾーン数に対して容量が最大と
なるようにデータセクタ数を最適化した場合、所望のサ
ーボセクタ数が得られないため、一般に容量に関して最
適化するほどサーボセクタ数は減少する。

【００１２】セクタサーボ系ではサーボセクタ数が少な
くなるほどサンプリング周波数が低くなり、トラッキン
グ性能やシーク性能などのヘッド位置決め制御性能が劣
化するので、こうしたサーボセクタ数の減少は問題とな
る。このようなことから、従来ではある程度のサーボセ
クタ数を確保するために、ＺＢＲ方式を用いたことによ
る容量増加を最大限に発揮できるサーボセクタ数の設計
ができなかった。

【００１３】本発明は、セクタサーボ方式を用いたディ
スク装置にＺＢＲ方式を適用する場合の容量増加が最大
となるようなサーボフォーマットを有するディスク媒体
およびこれを用いたディスク装置を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディスク媒
体は、全データトラックがディスク半径方向に連続した
所定本数のデータトラックをそれぞれ含む複数のゾーン
に分割され、１つのゾーン内ではデータの記録再生周波
数が同じで、異なるゾーンではデータの記録再生周波数
が異なり、さらにヘッド位置決めのためのサーボ情報を
有するサーボセクタがデータと同一面上に形成されたデ
ィスク媒体において、同じゾーン内では所定数のサーボ
セクタが等角度位置に等角度間隔で形成されると共に、
１個以上のデータセクタが該サーボセクタ間に挟まれる
ように形成され、隣接するゾーン間にはデータが記録さ
れないゾーン境界領域が設けられ、該ゾーン境界領域内
では隣接するゾーンのサーボセクタ位置がトラック方向
で少なくとも一部で重なる第１のサーボセクタはゾーン
境界領域のディスク半径方向中心まで形成され、重なら
ない第２のサーボセクタは該第２のサーボセクタを有す
るゾーンから該ゾーン境界領域を挟んで隣接するゾーン
近傍まで延在して形成されていることを特徴とする。

【００１５】なお、異なるゾーン間では等角度間隔で形
成されるサーボセクタの角度位置は必ずしも一致しな
い。また、データセクタはサーボセクタ間に少なくとも
１個以上形成される。

【００１６】また、このようなディスク媒体を用いる本
発明のディスク装置は、ディスク媒体からヘッドにより
読み出されたサーボ情報を復号してサーボ信号として再
生する手段と、この手段により再生されたサーボ信号か
らディスク媒体上のヘッドが存在するゾーンを識別する
手段と、識別されたゾーン内のサーボセクタを識別する
手段と、識別されたサーボセクタに続いて出現する、次
に検出すべきサーボセクタ候補を抽出する手段と、抽出
された次に検出すべきサーボセクタ候補の中から次に検
出すべきるサーボセクタを決定する手段と、決定された
サーボセクタを検出する手段とを具備することを特徴と
する。

【００１７】

【作用】本発明のディスク媒体では、サーボセクタ数を
各ゾーンのデータセクタ数の最大公約数とする必要がな
いため、データの最大線記録密度が全てのゾーンでほぼ
等しくなるように設計できる。また、サーボセクタはデ
ータセクタ数に等しい数まで形成することができ、ＺＢ
Ｒ方式を用いることによるサーボセクタ数の減少は全く
無い。

【００１８】さらに、ゾーン境界領域内では前記のよう
な形態で第１および第２のサーボセクタが形成されてい
ることにより、サーボセクタの検出が確実になされる。
すなわち、ヘッドがちょうどゾーン境界領域のディスク
半径方向中心（ゾーン境界という）上にあるような場合
は、該ゾーン境界上までしか存在していない第１のサー
ボセクタは正しく検出されない可能性があるが、ゾーン
境界上を越えて隣接するゾーン近傍まで延びている第２
のサーボセクタは容易に正しく検出される。一方、ヘッ
ドがちょうどゾーン境界領域のディスク半径方向端部に
あるような場合は、ゾーン境界領域端部近傍で終わって
いる第２のサーボセクタが正しく検出されない可能性が
あるが、ゾーン境界領域端部を越えてゾーン境界まで延
びている第１のサーボセクタは容易に正しく検出され
る。

【００１９】本発明のディスク媒体は、ゾーン毎にサー
ボセクタのサンプリング周期が異なるため、ディスク装
置としてはあるサーボセクタが検出された後の次のサー
ボセクタの検出をどの様に行うかを工夫する必要があ
る。そこで、本発明のディスク装置では、まず検出され
たサーボセクタ上のサーボ情報から得られるサーボ信号
によりヘッドの位置を識別し、そのヘッド位置から今検
出したサーボセクタがどのゾーンのサーボセクタかを識
別すると共に、そのサーボセクタのゾーン内におけるセ
クタ番号を識別する。

【００２０】さらに、検出されたサーボセクタの識別情
報から、次に検出すべきサーボセクタの候補を求める。
例えば次に検出すべきサーボセクタは、ディスクの回転
に従って時間的に順次出現するサーボセクタであるか
ら、例えばディスク媒体上のサーボセクタの配置関係か
ら各サーボセクタの出現時刻を予めてテーブル化してお
き、出現時刻の大小関係から次に検出すべきサーボセク
タの候補を求めることができる。

【００２１】こうして得られた次に検出すべきサーボセ
クタ候補の出現時刻でのヘッドの位置を求め、これがそ
のサーボセクタのゾーンと一致するなら、それを次に検
出すべきサーボセクタと決定する。例えば、ある第１の
ゾーンでサーボセクタを検出した後、最初に出現するサ
ーボセクタが第１のゾーンのサーボセクタであることが
分かり、その時のヘッドの位置が同じ第１のゾーンにあ
ることが求められたとき、次に検出すべきサーボセクタ
は第１ゾーンのサーボセクタに決定される。

【００２２】また、ある第１のゾーンでサーボセクタを
検出した後、時間的に最初に出現するサーボセクタが第
２のゾーンのサーボセクタであることが分かり、その時
のヘッドの位置が第１のゾーンにあることが求められた
ときは、次に検出すべきサーボセクタは、このサーボセ
クタではなく、第２ゾーンのサーボセクタの次に出現す
るサーボセクタに対して同様な操作が行われ、それが次
に検出すべきサーボセクタかどうか決定される。

【００２３】但し、次に検出すべきサーボセクタがゾー
ン境界領域において一部重なるサーボセクタ（第１のサ
ーボセクタ、但し完全に重なるものは除く）で、かつそ
のサーボセクタ出現時刻でのヘッドの位置がゾーン境界
領域内にある場合は検出を行わず、さらに時間的にその
次に出現するサーボセクタ（第２のサーボセクタ）に対
して同様な処理を行って、そのサーボセクタに対して検
出すべきかどうかを決定する。そのサーボセクタが検出
すべきものと判定されたなら、そのサーボセクタがヘッ
ドによって読み出される直前から検出動作を開始し、サ
ーボセクタ検出を行う。

【００２４】また、こうして連続して検出されるサーボ
セクタでのヘッドの位置とそのヘッドの位置の差をそれ
らの検出時間間隔で割れば、ヘッドの移動速度を連続的
に求まり、これに基づいてヘッドのシーク制御を円滑に
行うことが可能となる。

【００２５】さらに、本発明ではトラック追従制御系が
ゾーン毎に異なるサンプリング周期を持つが、系の伝達
特性の位相余裕度やゲイン余裕度などの安定指標が一定
以上となるように調整することで、全てのゾーンにおい
て安定で高精度なトラック追従制御を行うことができ
る。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、ディスク媒体１上に形成されたサーボセ
クタ２とデータセクタ群３の配置を示す図である。サー
ボセクタ２は、データトラックにヘッドを位置決めする
ためのサーボ情報が形成される領域である。データセク
タ群３は１つ以上のデータセクタからなり、データが記
録／再生されるデータトラック１５が形成される領域で
ある。本実施例では、ディスク媒体１上の全データトラ
ックは４つのゾーン６〜９に分割されている。各ゾーン
６〜９内ではサーボセクタは等角度間隔で等角度位置に
設けられているが、ゾーン毎にサーボセクタ数は異なる
ため、異なるゾーン間ではサーボセクタの角度位置は必
ずしも一致しない。また、サーボセクタ間には、１つ以
上のデータセクタ、すなわちデータセクタ群３が設けら
れる。

【００２７】この場合、１つのゾーン内のデータの記録
／再生周波数は同じであるが、各ゾーンの最大線記録密
度（ゾーン内の最内周トラックの線記録密度）ができる
だけ等しくなるように設計されるため、ゾーン毎にデー
タの記録／再生周波数は異なる。

【００２８】図２は、図１に示されるＡ部分の詳細図で
あり、主にゾーン境界領域５のサーボセクタ及びデータ
セクタ（群）の配置を示している。ゾーン境界領域５
は、数トラックに亘ってデータを記録再生しない領域、
すなわちデータセクタ群の無い領域である。

【００２９】ここで、ゾーン境界領域５内のサーボセク
タの配置は次のように設定される。まず、ゾーン境界領
域５内で隣接するゾーンの各サーボセクタが少なくとも
一部で重なる角度位置にある場合、例えば図２のサーボ
セクタ１０や１１（第１のサーボセクタ）は、ゾーン境
界１４（ゾーン境界領域５のディスク半径方向中心位
置）で両者が接するまで設けられている。また、隣接す
るゾーンのサーボセクタが全く重ならない角度位置にあ
る場合、例えば図２のサーボセクタ１２や１３（第２の
サーボセクタ）は、これらのサーボセクタ１２，１３を
それぞれ有するゾーン８，９からゾーン境界領域５を挟
んで隣接するゾーン近傍まで、ゾーン境界１４を越えて
延在して形成される。

【００３０】図３は、上述したディスク媒体を用いてデ
ータを記録再生するディスク装置のブロック図である。
図３において１０１は上述したディスク媒体であり、例
えば磁気ディスクである。このディスク装置には、機構
部としてディスク媒体１０１を回転させるスピンドルモ
ータ１０２、ディスク媒体１０１上の図１、図２のよう
に設定されたサーボセクタに形成されているサーボ情報
を読み出すと共に、データセクタでデータの記録／再生
を行うためのヘッド１０３、ヘッド１０３を所望トラッ
クに移動させて位置決めするためのアクチュエータ１０
４が備えられている。アクチュエータ１０４は、可動部
であるキャリッジ１０５と推力を発生するためのボイス
コイルモータ（ＶＣＭ）１０６からなる。この図ではア
クチュエータ１０４にリニア型アクチュエータを用いて
いるが、ロータリ型アクチュエータを用いてもよい。

【００３１】一方、ヘッド１０３の位置決めのための回
路部は、サーボセクタからヘッド１０３で読み取られた
サーボ情報をサーボ信号として再生すると共に、データ
セクタ領域でデータを記録／再生するためのリード／ラ
イト（Ｒ／Ｗ）回路１０７、サーボセクタの先頭を示す
パターンに一致する信号を再生信号から検出したときサ
ーボセクタ検出信号を出力するサーボセクタ検出回路１
０８、サーボセクタ検出信号に同期して、サーボセクタ
領域で再生されるサーボ信号のピーク値を検出しホール
ドするピークホールド回路１０９、ピークホールドされ
たサーボ信号をディジタル化してμＣＰＵ１１１に取り
込むためのＡ／Ｄ変換器１１０、ヘッド１０３のディス
ク媒体１０１上での位置や移動速度の検出、トラック追
従時においてトラック追従誤差の検出とトラック追従の
ための位置制御信号の生成、シーク時における回転速度
曲線との速度誤差の検出および速度制御信号の生成など
を行うμＣＰＵ１１１、メモリ１１２、位置制御信号と
速度制御信号出力用のＤ／Ａ変換器１１３およびＶＣＭ
駆動用電流アンプ１１５からなっている。

【００３２】なお、トラック追従制御時においては安定
な閉ループサーボ系となるように位相およびゲイン補償
を行い、シーク制御時においてもゲイン補償を行うが、
これらの補償を行うための補償フィルタはμＣＰＵ１１
１によってディジタルフィルタとして実現されるものと
する。

【００３３】次に、本実施例におけるサーボセクタの検
出手順の概略を図４のフローチャートを参照して説明す
る。

【００３４】サーボセクタ検出動作を開始すると（Ｓ
０）、まずヘッドがサーボセクタの先頭に来てからサー
ボ情報が復号され、サーボ信号が再生される（Ｓ１，Ｓ
２）。この再生されたサーボ信号からヘッド位置が識別
され（Ｓ３）、得られたヘッド位置情報Ｐ₁ からヘッド
の存在するゾーンが識別される（Ｓ４）そして、識別さ
れたゾーン内のサーボセクタのセクタ番号が識別される
（Ｓ５）。

【００３５】この後、後述のようにしてヘッド移動速度
Ｖが計算され（Ｓ６）、さらに次に検出すべきサーボセ
クタが決定される（Ｓ７）。

【００３６】次に、本実施例におけるサーボセクタの検
出方法を具体的なディスク装置のモデルを設定して詳細
に説明する。ディスク媒体の仕様は、記録領域＝半径１
７．７４０mm〜３１．０３６mm、トラック密度＝２，１
１７ＴＰＩ（トラックピッチ＝１２μｍ、トラック本数
＝１，１０９本）、ゾーン内のデーの最大線記録密度７
０ｋＢＰＩ、ディスク回転数＝３，６００ｒｐｍ、ゾー
ン数＝４、第１，２，３，４ゾーンのサーボセクタ数＝
３２，３８，４４，５０、セクタ容量（ディスク１周を
前記サーボセクタ数で割った中に記憶できるデータ換算
の容量）＝１，２００バイトとする。ここで、セクタ容
量１２００バイトのデータセクタ群およびサーボセクタ
への割当ては、セクタ容量の１０％程度がサーボセクタ
に割り当てられる。

【００３７】なお、サーボ情報の記録再生周波数は全て
のゾーンにおいて一定であるとすると、サーボセクタの
データ換算容量（セクタ容量におけるサーボセクタの占
める割合い）は外周のゾーンほど増加する。また、各ゾ
ーンの最内周トラック位置、トラック番号、トラック
数、セクタ数および最大線記録密度の関係を第３表のよ
うに設計する。

【００３８】 （第３表） ゾーン 最内周トラック 最大線記録 番号 中心半径（mm） トラック番号 トラック数 セクタ数 密度(kBPI) 1 17.740 -15〜261 277 32 70.000 2 21.064 262〜538 277 38 70.01 3 24.388 539〜816 278 44 70.02 4 27.724 817〜1093 277 50 69.99 まず、サーボセクタの初期検出は、最初にヘッドを位置
決めする基準トラックが設けられているゾーン内におい
て行われる。そのゾーンにおいて最初の或るサーボセク
タが検出されたとすると、次のサーボセクタの検出は次
のサーボセクタが出現する直前の時刻から開始される。
すなわち、ディスク１回転周期をＴ_r 、セクタ数をＳ_n
とするとサーボセクタ周期Ｔ_r ／Ｓ_n より短い時間が経
ってから次のサーボセクタ検出が開始され、それまでは
検出動作は行われない。これはデータセクタ区間におい
てサーボセクタの誤検出を極力防止するためである。こ
のようなサーボセクタ検出操作が一定期間繰り返し正常
に行われると、初期検出は成功と見なされ、次に同じゾ
ーン内の基準トラックへのヘッド位置決めがなされる。

【００３９】例えば本実施例において、基準トラック＃
００のある第１ゾーンにおいて行われる場合、Ｔ_r ／Ｓ
_n ＝１６．６７ｍｓｅｃ／３２＝０．５２ｍｓｅｃより
短い時間後に当たる次のサーボセクタ出現の直前におい
て、次のサーボセクタの検出を開始する。そして、正常
なサーボセクタ検出がなされるようになった後、基準ト
ラック＃００へヘッドの位置決めを行う。

【００４０】基準トラック＃００へヘッドがセットされ
ると、ディスク装置はデータを記録再生したい目標トラ
ックへのヘッドアクセスが可能な状態となる。目標トラ
ックへのヘッドアクセスは、サーボセクタに形成された
サーボ情報から得られるディスク媒体上のヘッドの位置
に基づいて行われる。

【００４１】次に、ヘッドアクセス制御時のサーボセク
タの検出について説明する。まず、或るゾーンにおいて
サーボセクタが検出された場合に、このサーボセクタが
どのゾーンで検出され、何番目のサーボセクタであるか
というサーボセクタの識別方法（図４のＳ５の処理）を
説明する。

【００４２】サーボセクタがどのゾーンで検出されたか
は、そのサーボセクタのサーボ情報から得られるヘッド
の位置から求められる。例えばサーボ情報からヘッドが
２７０トラック付近にいたことが判ると、そのサーボセ
クタは第２ゾーンで検出されたことが判る。

【００４３】また、検出されたサーボセクタが何番目の
サーボセクタかという識別は、サーボセクタのサーボ情
報にセクタ識別情報を加え、それを再生することによっ
てゾーン識別と共に行なうことができる。

【００４４】他の方法として、図１に示すように各ゾー
ンの１つのサーボセクタだけは内外周に亘って同じ角度
位置に形成し、この基準サーボセクタだけを識別する情
報をサーボセクタに形成する。そして、基準サーボセク
タを検出したなら、それからタイマーを働かせてサーボ
セクタが検出された時点までの時間を計測する。

【００４５】各サーボセクタの出現時刻は予め図５に示
すようにテーブル化されており、上記タイマーにより計
測された基準サーボセクタ検出からサーボセクタが検出
された時点までの時間が最も近いサーボセクタをこのテ
ーブルから見つけることによって、サーボセクタの識別
を行うこともできる。また、上記タイマーのクロック
は、ディスクの回転に同期して発生されるものを用いる
ことによって、より精度の高い識別を行うことができ
る。例えば、ディスク回転に従って発生され、ディスク
回転を制御するために用いられるＦＧパルスを基準入力
信号とするＰＬＬ（Phased Look Loop）回路の出力信号
をクロックとして用いればよい。

【００４６】上記のようなサーボセクタの検出（以下、
既検出サーボセクタと記す）と識別の後、さらにその次
のサーボセクタ（以下、次検出サーボセクタと記す）を
検出する図４のステップＳ７の処理手順を図５に示すフ
ローチャートを用いて説明する。

【００４７】この場合、まず次検出サーボセクタの候補
が求められる（Ｓ８）。今、ヘッドは最内周の第１ゾー
ンから第２ゾーンに向かって移動しており、既検出サー
ボセクタは第１ゾーンにおいて検出され、セクタ番号は
＃２であるとする。一般に、次のサーボセクタが検出さ
れるまでの時間内にヘッドが隣接ゾーンより遠いゾーン
まで移動する可能性は極めて低く、次検出サーボセクタ
は既検出サーボセクタと同じ第１ゾーンから検出される
か、またはヘッドの移動方向側に隣接するゾーン（この
場合、ヘッドは外周に向けて移動していてるので、第２
ゾーンとなる）から検出される可能性が高い。

【００４８】ここで、次検出サーボセクタが既検出サー
ボセクタと同じゾーンから検出されるならば、既検出サ
ーボセクタ番号をＳ_b とし、そのゾーンのサーボセクタ
数をＳ_n とすると、（Ｓ_b ＋１）ｍｏｄＳ_n によって次
検出サーボセクタ候補の番号が求められる。ｍｏｄは剰
余を求める演算子であり、（Ｓ_b ＋１）ｍｏｄＳ_n は
（Ｓ_b ＋１）をＳ_n で除した時の剰余を示す。この場合
は（２＋１）ｍｏｄ３２＝３となり、＃３が次検出サー
ボセクタの候補となる。

【００４９】しかし、既検出サーボセクタが他のゾーン
から検出される場合、ディスク回転に従って次に出現す
るサーボセクタは＃３となるとは限らない。そこで、上
記でも用いた図６に示すようなサーボセクタ出現時刻テ
ーブルを用意する。既検出サーボセクタ（ゾーン＝＃
１、セクタ＝＃２）の出現時刻は０．５２であり、次検
出サーボセクタが第２ゾーンで検出されるとすると、第
１候補は０．５２以降の時刻に出現する最初のサーボセ
クタであり、出現時刻が０．８８の＃３ということにな
る。

【００５０】但し、出現時刻が０．５２以上のサーボセ
クタならば、全て次検出サーボセクタの候補となり得る
わけではなく、既検出サーボセクタの処理時間や次検出
サーボセクタの検出準備時間などの一定時間を考慮する
必要がある。例えば、この時間を０．１とすると０．５
２＋０．１＝０．６２以降の時刻に出現するサーボセク
タが次検出サーボセクタの候補となり得る。

【００５１】上記のように次検出サーボセクタをサーボ
セクタ出現時刻テーブルの時刻の大小関係から求めてい
くという処理や、既検出サーボセクタが最終番号サーボ
セクタの場合、次検出サーボセクタの候補は番号の若い
サーボセクタとなる。その場合、テーブルの出現時刻に
はディスク１回転周期＝１６．６７を加算するという処
理が必要となるど、テーブルをそのまま用いるのは処理
が複雑となり、時間がかかる。そこで、サーボセクタ出
現時刻の関係は予め分かっており、次検出サーボセクタ
候補も予め分かっているので、それらもテーブル化して
おく方がより好ましい。

【００５２】図７に、隣接ゾーンの次検出サーボセクタ
候補を出現時刻と共にテーブル化した例を示す。前述し
たように、一般に次のサーボセクタが検出されるまでの
時間内にヘッドが隣接ゾーンより遠くのゾーンへ移動す
ることはほとんど無いので、隣接ゾーンでの次検出サー
ボセクタ候補のみをテーブル化しておけばよい。もし隣
接ゾーンより遠くのゾーンで次検出サーボセクタの検出
を行なう必要があるなら、その時は前述したような出現
時刻の大小関係から求めれば良い。なお、図７のテーブ
ルでは、前述した一定時間マージンを０．１として、次
検出サーボセクタ候補を決定している。

【００５３】以上のようにして、既検出サーボセクタが
検出されたゾーンと同じゾーン内からは（Ｓ_b ＋１）ｍ
ｏｄＳ_n によって、また他のゾーンからは図３または図
４のようなテーブルによって次検出サーボセクタ候補が
抽出される。この次検出サーボセクタ候補の抽出処理を
行うのが図５のステップＳ８である。

【００５４】次に、これらの次検出サーボセクタ候補か
ら最終的に次検出サーボセクタを決定する処理（図５の
Ｓ９〜Ｓ１７）について説明する。前述したように、次
のサーボセクタが検出されるまでの時間内にヘッドが隣
接ゾーンより遠いゾーンまで移動する可能性は極めて低
いので、次のサーボセクタが検出されるまでの時間に相
当する時間にヘッドが移動する距離は、半径方向の幅が
最小のゾーン幅よりも十分小さいとする。よって最も長
いサーボセクタ周期の２〜３倍の時間に相当する時間内
に、ヘッドが最小の半径方向の幅を持つゾーンを横断す
ることはない。

【００５５】また前記と同様に、ヘッドは最内周の第１
ゾーンから第２ゾーンに向けて移動しており、既検出サ
ーボセクタは第１ゾーンにおいて検出されたとする。こ
の場合、次検出サーボセクタの決定は、第１ゾーンある
いは第２ゾーンの次検出サーボセクタ候補の中で出現時
刻が早い方から順番に、その出現時刻においてヘッドが
存在する位置を求め、この求められた位置が対応するサ
ーボセクタと同じゾーンならば、そのサーボセクタを次
検出サーボセクタとすればよい。

【００５６】図８に、ヘッド軌跡とサーボセクタ検出タ
イミングのいくつかの例を示す。図８では、既検出サー
ボセクタでのヘッドの位置をＰ₁ 、そして次検出サーボ
セクタ候補のうち出現時刻の早いサーボセクタでのヘッ
ド位置を順番にＰ₂ ，Ｐ₃ ，Ｐ₄ …としている。図８
（ａ）では次検出サーボセクタ候補の出現順番は第２→
第１→第２ゾーンのサーボセクタという順番であるが、
ヘッド軌跡１ではＰ₂ が第２ゾーンにあり、次検出サー
ボセクタは最初のサーボセクタとなる。ヘッド軌跡２で
はＰ₂ が第１ゾーンにＰ₃ が第２ゾーンにＰ₄ が第２ゾ
ーンにあり、次検出サーボセクタは３番目のＰ₄ に対応
するサーボセクタとなる。ヘッド軌跡３ではＰ₂ が第１
ゾーンにＰ₃ も第１ゾーンにあり、次検出サーボセクタ
はＰ₃ に対応するサーボセクタとなる。

【００５７】同様に、図８（ｂ）のヘッド軌跡１ではＰ
₃ に対応するサーボセクタが、ヘッド軌跡２ではＰ₂ に
対応するサーボセクタが、さらにヘッド軌跡３ではＰ₂
に対応するサーボセクタがそれぞれ次検出サーボセクタ
となる。

【００５８】但し、図８（ｃ）のように次検出サーボセ
クタ候補の出現時刻が近接していてそれらサーボセクタ
がゾーン境界で終わっている場合（隣接し合うゾーンの
サーボセクタが完全に重なっている場合は除かれる）に
おいて、それら出現時刻でのヘッドの位置Ｐ₂ あるいは
Ｐ₃ がゾーン境界線近傍にある場合（ここではゾーン境
界領域内とする）は、次検出サーボセクタ候補から外
す。従って、図８（ｃ）では次検出サーボセクタはＰ₃
に対応するサーボセクタではなく、Ｐ₄ に対応するサー
ボセクタに決定される。この理由は次の通りである。

【００５９】サーボセクタはゾーン境界において終わっ
ているが、この部分においてサーボセクタのサーボ情報
を検出した場合、サーボ情報をヘッドのトラック方向の
幅以下でしか読むことができず、誤った情報を検出した
り、サーボセクタの検出をできなかったりする可能性が
高く、従ってそのサーボセクタの半径方向の端の部分を
ヘッドが通過する時には、サーボセクタの検出を行わな
いようにすることが望ましいが、出現時刻におけるヘッ
ドの位置は位置検出精度に従う誤差を含んでおり、図８
（ｃ）のような場合ヘッドがサーボセクタの半径方向の
端の部分でサーボセクタ検出を行う可能性が高いからで
ある。

【００６０】ところが、図８（ａ）のヘッド軌跡１にお
けるＰ₂ の場合や、図８（ａ）のヘッド軌跡２における
Ｐ₃ の場合では、サーボセクタは隣接するゾーン内のゾ
ーン境界領域内にまで設けられているので、サーボセク
タの半径方向の端までのマージンは大きく、サーボセク
タの誤検出の可能性は低くなる。このことは逆に、ゾー
ン境界領域の幅は広い程、サーボセクタ検出の誤検出を
防ぐことができるということである。しかしながら、ゾ
ーン境界領域の幅広くする程データ領域は減少するの
で、この領域の最適な幅は次検出サーボセクタ候補出現
時刻でのヘッドの位置を求める精度以上ということにな
る。

【００６１】ここで、次検出サーボセクタ出現時刻での
ヘッドの位置Ｐ_n は、既検出サーボセクタで得られたヘ
ッドの位置と速度および出現時刻までの時間から予測す
ることで求められる。すなわち、予測されるヘッドの位
置Ｐ_n は、既検出サーボセクタでの位置Ｐ₁ 、既検出サ
ーボセクタと次検出サーボセクタ候補との出現時間間隔
をＴ_1nとすると、 Ｐ_n ＝Ｐ₁ ＋Ｖ×Ｔ_1n （ｎ：２，３，４…） によって求められる。ここで、速度Ｖは既検出サーボセ
クタで得られたヘッドの位置Ｐ₁ とその前に検出された
サーボセクタで得られた位置Ｐ₀の差をそれらサーボセ
クタの間隔時間Ｔ₁₀で割ることによって、すなわち、Ｖ
＝（Ｐ₁ −Ｐ₀ ）／Ｔ₁₀によって求められる。

【００６２】このようにして次検出サーボセクタが決定
される（Ｓ１７）。次検出サーボセクタが決定される
と、該サーボセクタが出現する直前からサーボセクタ検
出動作を開始する（Ｓ１８）。検出された次検出サーボ
セクタ出現する直前までは検出動作を行わないのは、前
述したようにサーボセクタ以外の部分でサーボセクタ検
出を行うことによる誤検出を最小限にするためである。
こうしてサーボセクタ検出動作が行われる（Ｓ１９）。

【００６３】なお、次検出サーボセクタ出現時刻でのヘ
ッドの位置Ｐ_n は、ヘッドの変位を与える位置センサを
併用して実際に求めることもできる。例えば、図３にお
いてヘッド１０３をマウントするキャリッジ１０５に光
学位置センサを設ける。この光学位置センサからは、デ
ィスク媒体１０１半径方向でのヘッド１０３の変位量が
得られる。この場合、既検出サーボセクタでサーボ情報
から得られる位置をＰ₁ 、既検出サーボセクタと次検出
サーボセクタ候補との出現時間間隔をＴ_1n、既検出サー
ボセクタからＴ_1n後のヘッド変位量をＰ_vnとすると、 Ｐ_n ＝Ｐ₁ ＋Ｐ_vn （ｎ：２，３，４…） によってヘッドの位置Ｐ_n が求められことになる。但
し、この場合のヘッドの位置Ｐ_n は、サーボセクタ出現
時刻直前での位置である。サーボセクタの中心でヘッド
位置を得ても、次検出サーボセクタの決定は行えるが、
既にヘッドはそのサーボセクタを通り過ぎようとしてい
ることになり、実際のサーボセクタの検出は行えない。

【００６４】以上のようにしてサーボセクタが検出さ
れ、それに含まれるサーボ情報が読み出されて再生され
るサーボ信号から、ヘッドの位置が識別される（図４の
Ｓ２〜Ｓ３）。また、ヘッドの移動速度は、連続して検
出される２つのサーボセクタの位置Ｐ_p ，Ｐ_b と、それ
らの時間間隔Ｔ_pbから、上記に示したようにＶ＝（Ｐ_p
−Ｐ_b ）／Ｔ_pbとして計算される（図４のＳ６）。サー
ボセクタがある同じゾーンにおいて連続して検出される
ならば、Ｔ_pbはいつもそのゾーンでのサーボセクタ周期
となる。

【００６５】ヘッドアクセス制御は、目標トラック付近
まで高速でヘッドを移動させる速度制御と、目標トラッ
クに対してヘッドを正確に追従させる位置制御からな
る。速度制御では予め目標トラック付近までの最適な移
動速度曲線が設定され、ヘッドはこの速度曲線に従って
シークするように制御されるが、この時上記のようにし
て連続的に求められるヘッド移動速度Ｖが用いられる。

【００６６】さらに、ゾーン毎にサンプリング周期が異
なるため、目標トラックへヘッドを正確に追従させる位
置制御（ここではサーボセクタ毎に得られるデータトラ
ックセンタからのずれ情報に基づき、これを零とするよ
うなフィードバックループを持つサンプル値サーボ系）
では、その伝達特性がゾーン毎に最適となるように、図
３のμＣＰＵ１１１によってディジタルフィルタとして
実現されるサーボ系報償フィルタの特性を調整する。一
般に、外周側のゾーンほどサンプリング周波数が高くな
る。サンプリング周波数が高くなると、サーボ系の一巡
伝達特性のゲインが上昇し、結果としてサーボ帯域（ゲ
インクロス周波数）が高くなり、サーボ帯域での位相余
裕度が低下してサーボ系が不安定となる。これに対して
は、サーボ帯域が一定となるようにゲインを調整した
り、あるいはサーボ帯域での位相余裕度が一定以上とな
るように位相を補償すればよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、データの最大線記録密
度が全てのゾーンでほぼ等しくなるようにディスク媒体
を設計できるため、ＺＢＲ方式を用いることによる容量
向上を最大限に発揮することができる。

【００６８】また、本発明のディスク媒体ではＺＢＲ方
式を用いることによるサーボセクタ数の減少が全く無い
ばかりか、外周側のゾーンではサーボセクタ数を増加さ
せることができるので、外周側のゾーンほどヘッド位置
決め性能を向上させることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るディスク媒体のサー
ボセクタとデータセクタの配置を示す模式図

【図２】 図１のＡ部分におけるゾーン境界領域のサー
ボセクタ及びデータセクタの配置を説明するための図

【図３】 同実施例に係るディスク装置の構成を示すブ
ロック図

【図４】 サーボセクタ検出手順の概略を説明するため
のフローチャート

【図５】 次検出サーボセクタ決定手順を説明するため
のフローチャート

【図６】 基準サーボセクタに対して作成したサーボセ
クタ出現時刻テーブルの説明図

【図７】 隣接ゾーンにおける次検出サーボセクタの候
補を予め出現時刻と共にテーブル化した例を示す図

【図８】 次検出サーボセクタ候補の中から次検出サー
ボセクタを決定する過程を説明するためのヘッド軌跡と
サーボセクタ検出タイミング例を示す図

【図９】 従来のディスク媒体のサーボセクタとデータ
セクタの配置を示す図。

【符号の説明】

１…ディスク媒体 ２，１０，１１，１２，
１３…サーボセクタ ３…データセクタ群 ４…基準サーボセクタ ５…ゾーン境界領域 ６，７，８，９…ゾーン １４…ゾーン境界 １０１…ディスク媒体 １０３…ヘッド １１８…サーボセクタ検
出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】全データトラックがディスク半径方向に連
   続した所定本数のデータトラックをそれぞれ含む複数の
   ゾーンに分割され、１つのゾーン内ではデータの記録再
   生周波数が同じで、異なるゾーンではデータの記録再生
   周波数が異なり、さらにヘッド位置決めのためのサーボ
   情報を有するサーボセクタがデータと同一面上に形成さ
   れたディスク媒体において、 同じゾーン内では所定数のサーボセクタが等角度位置に
   等角度間隔で形成されると共に、１個以上のデータセク
   タが該サーボセクタ間に挟まれるように形成され、隣接
   するゾーン間にはデータが記録されないゾーン境界領域
   が設けられ、該ゾーン境界領域内では隣接するゾーンの
   サーボセクタ位置がトラック方向で少なくとも一部で重
   なる第１のサーボセクタはゾーン境界領域のディスク半
   径方向中心まで形成され、重ならない第２のサーボセク
   タは該第２のサーボセクタを有するゾーンから該ゾーン
   境界領域を挟んで隣接するゾーン近傍まで延在して形成
   されていることを特徴とするディスク媒体。
2. 【請求項２】全データトラックがディスク半径方向に連
   続した所定本数のデータトラックをそれぞれ含む複数の
   ゾーンに分割され、１つのゾーン内ではデータの記録再
   生周波数が同じで、異なるゾーンではデータの記録再生
   周波数が異なり、さらにヘッド位置決めのためのサーボ
   情報を有するサーボセクタがデータと同一面上に形成さ
   れたディスク媒体を用いて、ヘッドによりデータの記録
   再生を行うディスク装置において、 同じゾーン内では所定数のサーボセクタが等角度位置に
   等角度間隔で形成されると共に、１個以上のデータセク
   タが該サーボセクタ間に挟まれるように形成され、隣接
   するゾーン間にはデータが記録されないゾーン境界領域
   が設けられ、該ゾーン境界領域内では隣接するゾーンの
   サーボセクタ位置がトラック方向で少なくとも一部で重
   なる第１のサーボセクタはゾーン境界領域のディスク半
   径方向中心まで形成され、重ならない第２のサーボセク
   タは該第２のサーボセクタを有するゾーンから該ゾーン
   境界領域を挟んで隣接するゾーン近傍まで延在して形成
   されているディスク媒体と、 このディスク媒体から前記ヘッドにより読み出されたサ
   ーボ情報を復号してサーボ信号として再生する手段と、 この手段により再生されたサーボ信号から前記ディスク
   媒体上の前記ヘッドが存在するゾーンを識別する手段
   と、 この手段により識別されたゾーン内のサーボセクタを識
   別する手段と、 この手段により前記検出されたサーボセクタに続いて出
   現し、次に検出すべきサーボセクタ候補を抽出する手段
   と、 この手段により抽出された次に検出すべきサーボセクタ
   候補の中から次に検出すべきるサーボセクタを決定する
   手段と、 この手段により決定されたサーボセクタを検出する手段
   とを具備することを特徴とするディスク装置。