JPH1091930A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置誤差信号の分解能を充分に高め、磁気ヘ
ッドの位置制御を高精度に行うことが可能な磁気ディス
ク装置を提供すること。 【解決手段】 図１（ａ）は、磁気ディスク上における
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号の記録パターンを示したも
のであり、ディスク半径方向に、一定周波数で記録され
た１．５トラックピッチ幅の信号部分と、同じく１．５
トラックピッチ幅の無信号部分とが交互に書き込まれて
いる。図１（ｂ）は、磁気ヘッド１が図１（ａ）の図示
する位置にあるときに読み出されたヘッド再生信号の電
圧レベルを概略的に示したものであり、Ａ，Ｂバースト
信号に係る再生信号の電圧レベルは（３／４）・Ｖとな
り、Ｃ，Ｄバースト信号に係る再生信号の電圧レベルは
それぞれＶ／２，Ｖとなる。各バースト信号のディスク
半径方向における幅をトラックピッチの１．５倍として
いるので、トラック方向には常に各バースト信号相互間
の重畳部分が生じることになり、再生信号のうちに電圧
レベルがゼロとなるものは生じない。したがって、ＳＮ
比が高くなりノイズの影響を受けにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録または
読み出しを行う磁気ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置は、磁気ディスクを回
転させ、磁気ディスク上の任意の半径位置に位置決めさ
れる磁気ヘッドにより、複数の同心円上に情報を記録し
または読み出すものである。近年のコンピュータをはじ
めとする情報機器の性能の向上に伴い、このような磁気
ディスク装置においては、磁気ディスクの記録密度の高
密度化と、磁気ヘッドによる読み取りに関する転送レー
トの高速化とが益々強く要求されてきている。そして、
このような高密度化及び高速化の要求に応えるために
は、磁気ヘッドの位置制御をより高精度且つ迅速に行う
必要がある。

【０００３】３．５インチあるいは２．５インチＨＤＤ
等の小型磁気ディスク装置においては、従来からディス
クの記録円上の一部に離散的に書き込まれているサーボ
パターン情報を用いて磁気ヘッドの位置制御を行ってい
た。図４は、このようなサーボパターン情報の磁気ディ
スク上における位置関係を概略的に示したものである。
この図において、磁気ディスク上に同心円状に形成され
た各トラックには複数のセクタが設けられており、各セ
クタの先頭位置にサーボパターン情報が書き込まれてい
る。そして、矢印で示すように、磁気ディスクはディス
クトラック方向に回転し、磁気ヘッドはディスク半径方
向に移動するようになっている。

【０００４】図５はサーボパターン情報に係るデータブ
ロックについての説明図である。図５（ｂ）はサーボパ
ターン情報とデータ情報との間のデータ量の比を表して
おり、両者の比は１：５乃至１：１０程度である。図５
（ａ）はサーボパターン情報を構成するデータ内容を示
しており、アドレスＡＧＣ信号、イレーズ信号、グレイ
コードにより作成されたアドレス信号、バーストＡＧＣ
信号、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号、ＧＡＰバースト信
号により構成されている。

【０００５】図６（ａ）は、磁気ディスク上における
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号の記録パターンを示したも
のであり、斜線部分が磁気記録されている部分である。
各バースト信号は、ディスク半径方向には、一定周波数
で記録された１トラックピッチ幅の信号部分と、同じく
１トラックピッチ幅の無信号部分とが交互に書き込まれ
て、構成されている。Ａ，Ｂバースト信号相互間及び
Ｃ，Ｄバースト信号相互間はトラック方向の位相が逆転
しており、また、Ａ，Ｂバースト信号とＣ，Ｄバースト
信号とはトラック方向の位相が９０度ずれて書き込まれ
ている。

【０００６】図６（ｂ）は、磁気ヘッド１が図６（ａ）
の図示する位置にあるときに読み出されたヘッド再生信
号の電圧レベルを概略的に示したものである。磁気ヘッ
ド１の磁気的読み取り幅はトラックピッチと同一であ
り、磁気ヘッド１はＡ，Ｂバースト信号の磁気記録部分
の半分をトレースするので、これらの部分を読み出した
再生信号の電圧レベルはＶ／２となる。また、磁気ヘッ
ド１は、Ｃバースト信号の磁気記録部分をトレースせ
ず、Ｄバースト信号については全ての磁気記録部分をト
レースするので、これらの部分を読み出した再生信号の
各電圧レベルは０，Ｖとなる。

【０００７】図７は、シーク時に磁気ヘッド１がディス
ク半径方向に移動しながらＡ，Ｂバースト信号を読み出
していったときの各再生信号及びこれらの偏差信号を示
したものである。図７では、Ａ，Ｂバースト信号のみを
示しているが、Ｃ，Ｄバースト信号についてもＡ，Ｂバ
ースト信号よりも位相が９０度ずれたものを考えればよ
い。この図に示すように、Ａ，Ｂバースト信号について
の各再生信号は、周期が２×トラックピッチで、互いに
位相が１８０度ずれ、磁気ヘッド１の位置に応じた山形
の連続波形となり、最大電圧がＶボルト、最小電圧が０
ボルトとなる。

【０００８】そして、Ａバースト信号とＢバースト信号
との間の偏差を示す（Ａ−Ｂ）偏差信号が得られ、この
偏差信号を位置誤差信号として利用する。このとき、
Ｃ，Ｄバースト信号からも、（Ａ−Ｂ）偏差信号から半
トラックピッチ分だけ位相がずれた（Ｃ−Ｄ）偏差信号
が得られる。（Ａ−Ｂ）偏差信号の波形において、山の
頂上付近では位置誤差が大きくなるため、実際にはこの
頂上付近をカットし、Ｖ／２〜−Ｖ／２ボルトの範囲の
みを利用するようにしている。そして、このカットした
頂上付近での位置制御については、半トラックピッチ分
だけ位相がずれた（Ｃ−Ｄ）偏差信号を利用するように
している。結局、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号の全てが
磁気ヘッドの送り制御及び位置制御に利用されることに
なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気ディス
ク装置の記録容量を増やすためにはトラック密度を高く
する必要があり、トラック密度を高くするには高精度の
位置制御が可能なサーボ系を構成する必要がある。その
ためには、電気的ノイズの影響を極力排除した分解能の
良好な位置誤差信号が必要になる。

【００１０】ところが、上述したように、Ａ，Ｂバース
ト信号及び（Ｃ−Ｄ）偏差信号のうち実際に利用してい
るのはＶ／２〜−Ｖ／２ボルトの範囲のみであるため、
磁気ヘッドのトランスデューサが再生信号を発する磁気
記録部分は半分以下であり、半分以上は必要な磁気記録
が書かれていない不必要な部分をヘッドが再生している
ことになる。したがって、再生信号出力に対する磁気メ
ディアからの磁気ノイズの影響が大きなものとなってい
る。また、Ｖ／２，−Ｖ／２ボルトは再生可能な電圧の
約半分であるため、電源等から飛び込んでくる電気的ノ
イズの影響も大きなものとなっている。

【００１１】このように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号
を用いた従来の位置制御はもともとノイズの影響を受け
やすいものであり、特に、ＭＲヘッドなどの高記録密度
に適し且つメディアノイズに敏感なヘッドの場合は、一
層分解能の良好な位置誤差信号が必要となる。

【００１２】しかし、図６（ｂ）における各バースト信
号の再生信号のうちＣバースト信号に係る再生信号の電
圧レベルは０となっており、そのためこの時のＣバース
ト信号に対するノイズの影響は他のバースト信号よりも
大きなものとなっている。このようなことはＣバースト
信号に対してだけでなく、磁気ヘッドの位置によって他
のバースト信号に対しても言えることである。そのた
め、結局、従来の技術では分解能の充分に良好な位置誤
差信号を得ることができず、磁気ヘッドの位置制御の精
度を一定以上高めることができなかった。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、位置誤差信号の分解能を充分に高め、磁気ヘッド
の位置制御を高精度に行うことが可能な磁気ディスク装
置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、トラック方向の
位相が互いに所定角度ずつずれると共に、ディスク半径
方向の信号幅が互いに異なる複数のバースト信号が磁気
ディスクのトラックの各セクタ毎に書き込まれており、
これら複数のバースト信号のうち磁気ヘッドが読み出し
た所定の２つのバースト信号についての各再生信号間の
レベル偏差に基づき、磁気ヘッドのディスク半径方向の
位置制御を行う磁気ディスク装置において、前記複数の
バースト信号のそれぞれは、前記磁気ヘッドのディスク
半径方向の位置如何に拘わらず、前記磁気ヘッドで読み
出したその再生信号が、常時所定値以上のレベルを有す
るものである、ことを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記各バースト信号は、ディスクの半径方
向の信号幅がディスクのトラックピッチよりも大きなも
のである、ことを特徴とする。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記磁気ヘッドは、その信号読み取り幅が
バースト信号のディスク半径方向の信号幅よりも大きな
ものである、ことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。図１（ａ）は、磁気ディスク上における
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信号の記録パターンを示したも
のであり、斜線部分が磁気記録されている部分である。
各バースト信号は、ディスク半径方向には、一定周波数
で記録された１．５トラックピッチ幅の信号部分と、同
じく１．５トラックピッチ幅の無信号部分とが交互に書
き込まれて、構成されている。Ａ，Ｂバースト信号相互
間及びＣ，Ｄバースト信号相互間はトラック方向の位相
が逆転しており、また、Ａ，Ｂバースト信号とＣ，Ｄバ
ースト信号とはトラック方向の位相が９０度ずれて書き
込まれている。

【００１８】図１（ｂ）は、磁気ヘッド１が図１（ａ）
の図示する位置にあるときに読み出されたヘッド再生信
号の電圧レベルを概略的に示したものである。磁気ヘッ
ド１の磁気的読み取り幅はトラックピッチと同一であ
り、磁気ヘッド１はＡ，Ｂバースト信号の磁気記録部分
の７５％をトレースするので、これらの部分を読み出し
た再生信号の電圧レベルは（３／４）・Ｖとなる。同様
に、磁気ヘッド１は、Ｃバースト信号については磁気記
録部分の５０％をトレースし、Ｄバースト信号について
は全ての部分をトレースするので、これらの部分を読み
出した再生信号の電圧レベルはそれぞれＶ／２，Ｖとな
る。

【００１９】上記のように、本実施形態では各バースト
信号のディスク半径方向における幅をトラックピッチの
１．５倍としているので、トラック方向には常に各バー
スト信号相互間の重畳部分が生じることになる。したが
って、磁気ヘッド１が相対的にディスク上をトラック方
向に移動した場合に、磁気ヘッド１は常にＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄバースト信号のうちのいずれかの記録部分を読み取っ
ているため、これらの再生信号のうちに電圧レベルがゼ
ロとなるものは生じない。例えば、図６（ｂ）において
はＣバースト信号に係る再生信号の電圧レベルがゼロで
あったため、この部分におけるＳＮ比が低くノイズの影
響を受けやすいものとなっていたが、図１（ｂ）におい
てはＣバースト信号に係る再生信号の電圧レベルがＶ／
２となり、この部分におけるＳＮ比が高くなってノイズ
の影響を受けにくいものとなっている。同じように、
Ａ，Ｂ，Ｄ全バースト信号のＳＮ比も高くなりノイズの
影響を受けにくくなる。

【００２０】すなわち、位置誤差信号は、バースト信号
に係る再生信号相互間の偏差により求められるものであ
るため、再生信号が大きくなるほどメディアノイズ及び
電気ノイズの影響が軽微になり分解能が大きくなる。結
局、位置誤差信号の分解能はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄバースト信
号の各再生信号の大きさで決定されることになる。そし
て、本実施形態では上述したように、各バースト信号の
ディスク半径方向における幅をトラックピッチの１．５
倍としているので、いずれの再生信号も電圧レベルが従
来のようにゼロとなることはなく、位置誤差信号の分解
能が高いものとなっている。つまり、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄバ
ースト信号の各再生信号について常に５０％以上の磁気
記録部分をトレースしているため、再生出力に対するメ
ディアノイズの影響が少なくなっており、また、再生信
号の出力電圧は最低でもＶ／２ボルト以上の高いものと
なっているため、電気ノイズの影響も低減されている。
したがって、磁気ヘッドの位置決め精度を良好にできる
と共にトラック密度を高めることができ、磁気ディスク
の記憶容量を増加させることができる。

【００２１】図２は、本実施形態における磁気ヘッド１
がディスク半径方向に移動しながらＡ，Ｂバースト信号
を読み出していったときの各再生信号及びこれらの偏差
信号を示したものである。図２では、Ａ，Ｂバースト信
号のみを示しているが、Ｃ，Ｄバースト信号についても
Ａ，Ｂバースト信号よりも位相が９０度ずれたものを考
えればよい。この図に示すように、Ａ，Ｂバースト信号
についての各再生信号は、周期が２×トラックピッチ
で、互いに位相が１８０度ずれ、磁気ヘッド１の位置に
応じた矩形状のの連続波形となり、最大電圧がＶボル
ト、最小電圧がＶ／２ボルトとなる。

【００２２】そして、Ａバースト信号とＢバースト信号
との間の偏差を示す（Ａ−Ｂ）偏差信号が得られ、この
偏差信号を位置誤差信号として利用する。このとき、
Ｃ，Ｄバースト信号からも、（Ａ−Ｂ）偏差信号から半
トラックピッチ分だけ位相がずれた（Ｃ−Ｄ）偏差信号
が得られる。（Ａ−Ｂ）偏差信号の波形において、最大
値及び最小値付近では一定値となっているので、この部
分の位置制御については、半トラックピッチ分だけ位相
がずれた（Ｃ−Ｄ）偏差信号を利用することになる。

【００２３】本実施形態では、バースト信号のディスク
半径方向の信号幅がディスクのトラックピッチよりも５
０％大きな場合につき説明したが、この信号幅の値はゼ
ロ以上の任意の値に設定することが可能であり、例え
ば、１％であってもそれなりの効果を得ることができ
る。

【００２４】また、本実施形態では、磁気ヘッドのディ
スク半径方向の位置如何に拘わらず、磁気ヘッドで読み
出した再生信号が、常時所定値以上のレベルを有するよ
うにするための構成として、バースト信号のディスク半
径方向の信号幅をディスクのトラックピッチよりも大き
くする技術を採用したが、同様の効果は、バースト信号
の書き込み方を従来と同じにしたままで、磁気ヘッドの
信号読み取り幅をディスクのトラックピッチよりも大き
くする技術を採用することによっても得ることができ
る。例えば、磁気ヘッドに幅の広いものを使用したり、
隣接したトラックの信号を読みやすくするためにフリン
ジ部の大きなものを使用する技術である。これらの技術
により得られる効果は、１０ｋＴＰＩ程度以上の高密度
のトラックにおいて顕著になる。図３は、バースト信号
再生時のＳＮ比を本発明と従来例との間で対比した特性
図であるが、トラック密度が高くなりトラック幅が減少
するとＳＮ比は低下するが、本発明に係るＳＮ比の方が
従来例より大きくなっていることが分かる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
バースト信号の各再生信号が、磁気ヘッドのディスク半
径方向の位置如何に拘わらず、常時所定値以上のレベル
を有する構成としたので、位置誤差信号の分解能を充分
に高め、磁気ヘッドの位置制御を高精度に行うことが可
能な磁気ディスク装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における各バースト信号の記
録パターン、及び各バースト信号に係るヘッド再生信号
の電圧レベルを概略的に示した説明図。

【図２】図１のバースト信号により得られる再生信号及
び偏差信号の波形を示す波形図。

【図３】バースト信号再生時のＳＮ比を本発明と従来例
との間で対比した特性図。

【図４】磁気ディスク上におけるサーボパターン情報の
位置関係を概略的に示した説明図。

【図５】サーボパターン情報に係るデータブロックにつ
いての説明図。

【図６】従来例における各バースト信号の記録パター
ン、及び各バースト信号に係るヘッド再生信号の電圧レ
ベルを概略的に示した説明図。

【図７】図６のバースト信号により得られる再生信号及
び偏差信号の波形を示す波形図。

【符号の説明】

１ 磁気ヘッド Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ バースト信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラック方向の位相が互いに所定角度ずつ
   ずれると共に、ディスク半径方向の信号幅が互いに異な
   る複数のバースト信号が磁気ディスクのトラックの各セ
   クタ毎に書き込まれており、これら複数のバースト信号
   のうち磁気ヘッドが読み出した所定の２つのバースト信
   号についての各再生信号間のレベル偏差に基づき、磁気
   ヘッドのディスク半径方向の位置制御を行う磁気ディス
   ク装置において、 前記複数のバースト信号のそれぞれは、前記磁気ヘッド
   のディスク半径方向の位置如何に拘わらず、前記磁気ヘ
   ッドで読み出したその再生信号が、常時所定値以上のレ
   ベルを有するものである、 ことを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気ディスク装置におい
   て、 前記各バースト信号は、ディスクの半径方向の信号幅が
   ディスクのトラックピッチよりも大きなものである、 ことを特徴とする磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の磁気ディスク装置におい
   て、 前記磁気ヘッドは、その信号読み取り幅がバースト信号
   のディスク半径方向の信号幅よりも大きなものである、 ことを特徴とする磁気ディスク装置。