CN100382192C - 用于磁记录的装置和用于测量偏移量的方法 - Google Patents

Abstract

一个磁记录介质包括一个分立区，和一个偏移量测量区。分立区含有一个可以记录数据的磁记录区的多个轨道，以及在多个相邻轨道之间不能记录、定位数据的非磁区。偏移量测量区用于记录测量数据，该测量数据用于测量偏移量，表示以径向方向从一个轨道中心位置到组合磁头中的记录头和再现头中的一个的相对距离，当另一个头位于每个轨道中心位置时。组合磁头包括在磁记录区写入数据的记录头，以及在磁记录区读取数据的再现头。

Description

用于磁记录的装置和用于测量偏移量的方法

相关申请参照

本申请基于先前的日本专利申请No.2003-400873，申请于2003年11月28日，并要求它优先权的利益，它的整个内容在此引用作为参考。

技术领域

本发明涉及在介质中进行磁记录的技术。

背景技术

近来，随着计算机存储容量的增加，磁记录装置例如硬磁盘驱动器(HDD)的存储容量趋向于增加。为增加磁记录装置的存储容量，必须通过在一个磁记录层中制作一个更精细的记录磁畴的柱，以更高的密度完成记录，通过从一个磁头产生的一个信号磁场形成。作为记录更精细的磁畴柱的垂直磁记录方法总体上已经已知。

在垂直磁记录方法中，记录通过以垂直于记录层平面的方向，磁化磁记录介质的记录层来实现。然而，在大于100Gbit/in²的超高记录密度情况下，通过磁头的一个侧面产生的侧面收缩而发生写入动作到相邻的轨道，这导致了记录失败和再现失败。

因此，已经提出了所谓的分立轨道型磁记录介质。在分立轨道型磁记录介质中，一个由非磁材料制成的非磁区形成于磁记录介质记录层的环形方向中，数据仅仅记录于由磁材料制成的磁记录区。在分立轨道型磁记录介质中，既然在轨道间提供非磁区，优点是防止了数据写入相邻轨道，实现了好的记录/再现特性。

在传统的磁记录装置中，通常使用一个薄膜导电头作为一个将数据写入磁记录介质中的记录头。一个MR(磁阻效应)头用作再现头，从磁记录介质中读出数据。每个头装在同一个滑动磁头上以形成一个组合头。在一个旋转型驱动器结构中，组合头支撑在一个头传动器的顶端，控制组合头使得它沿位于希望扇区的磁记录介质的轨道以径向移动。在磁记录介质的一个记录表面提供一个伺服区。在伺服区，位置信息例如一个轨道位置和一个扇区位置，以预定的间隔记录于一个轨道方向中。

图26是一个描述分立轨道型磁记录介质含有一个伺服区103的HDD的记录表面和组合头结构的示意图。在这种情况下，磁记录介质是分立轨道型，在轨道记录区之间含有非磁区，每个扇区包括一个分立区101和伺服区103。分立区101包括可以记录数据的记录区202和不能记录数据的非磁区201。记录区202由磁材料形成。在轨道即记录区202之间提供非磁区201。磁头210结构是一个记录头211和一个再现头212分开排列。因此，在写入数据过程中记录头的记录中心位置和读取数据过程中再现头的读取中心位置通常互不相同。当再现了一个信号时，再现头以预定的目标轨道位于轨道中心位置。然而，当记录信号时，记录头位于偏移轨道中心位置。

另一方面，当记录头位于轨道中心位置，再现头位于偏移轨道中心位置。由于磁头的角度依赖于目标轨道而改变，在每个轨道中的偏移量具有不同值。

因此，为了能够响应目标轨道，必须事先测量偏移量，即记录过程中的中心位置和再现过程中的中心位置之间的偏移量，并完成偏移量控制，以使用测量的量校正记录过程中的中心位置和再现过程中的中心位置。

为测量偏移量，再现头位于轨道中心以写入一个代表记录头位置的测量图形。然后，当再现头逐渐移动时读出数据，通过判定再现信号幅度变为最大时的偏移量，或者通过判定再现信号幅度变为最大时的偏移范围的中心位置，来确定最佳偏移量(例如见日本专利公开No.9-45025)。

发明内容

本发明的一个目标是至少解决传统技术中的问题。

根据本发明的一个方面，一个磁记录介质包括一个分立区，含有一个可以记录数据的磁记录区的多个轨道，以及在多个相邻轨道之间不能记录、定位数据的非磁区；以及一个偏移量测量区，其中用于测量偏移量的测量数据表示以径向方向从一个轨道中心位置到组合磁头中的记录头和再现头中的一个的相对距离，当另一个头位于每个轨道中心位置可以被记录时，组合磁头包括在磁记录区写入数据的记录头，以及在磁记录区读取数据的再现头。

根据本发明的另一个方面，一个磁记录装置，执行数据的磁记录到一个分立轨道型磁记录介质，包括一个分立区，含有多个轨道，含有一个可以记录数据的磁记录区，以及在多个相邻轨道之间不能记录、定位数据的非磁区，以及一个偏移量测量区，其中可以记录用于测量偏移量的测量数据，该磁记录装置包括一个记录头，它读取在磁记录区记录的数据；一个记录单元使用记录头记录测量的数据，而再现头在预定的轨道位于偏移量测量区；一个再现单元使用再现头读取由记录单元记录的测量数据，而再现头和记录头由一个预定的距离从再现头被定位的位置移动到径向；一个存储单元存有再现单元读取的储测量数据；以及一个确定单元对多个时间执行再现头、记录头的移动和测量数据的读出，并确定存储在存储单元中的基于多个测量数据的偏移量。

还是根据本发明的另一个方面，一个测量偏移量的方法，测量对于一个分立轨道型磁记录介质的偏移量，包括一个分立区，含有一个可以记录数据的磁记录区的多个轨道，以及在多个相邻轨道之间不能记录、定位数据的非磁区；以及一个偏移量测量区，其中用于测量偏移量的测量数据表示以径向方向从一个轨道中心位置到组合磁头中的记录头和再现头中的一个的相对距离，当另一个头位于每个轨道中心位置可以被记录时，组合磁头包括在磁记录区写入数据的记录头，以及在磁记录区读取数据的再现头，以及测量偏移量的方法包括一个记录步骤，使用记录头记录测量的数据，而再现头在预定的轨道位于偏移量测量区；一个再现步骤，使用再现头读取测量数据，而再现头和记录头由一个预定的距离从再现头被定位的位置移动朝向径向，并在存储单元存储读取测量数据；以及一个确定步骤，对多个时间执行再现头、记录头的移动和测量数据的读出，并基于通过再现步骤存储在存储单元中的各段(pieces of)测量数据确定偏移量。

本发明请求保护一种磁记录介质，具有第一磁头和第二磁头的组合磁头可以在上面记录数据和从中再现数据，该磁记录介质包括：

分立区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于多个相邻磁轨道之间不能记录数据的非磁轨道；以及

偏移量测量区，该偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区用于测量偏移量的测量数据可以被记录，偏移量表示当第二磁头位于磁轨道的中心位置时，沿径向方向从磁轨道的中心位置到第一磁头的相对距离，所述偏移量测量区与所述分立区相分离。

本发明请求保护一种磁记录介质，具有第一磁头和第二磁头的组合磁头可以在上面记录数据和从中再现数据，该磁记录介质包括：

分立区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于多个相邻磁轨道之间不能记录数据的非磁轨道，所述非磁轨道位于沿磁记录介质径向方向所述多个磁轨道的相邻两个轨道之间；以及

偏移量测量区，该偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区用于测量偏移量的测量数据可以被记录，偏移量表示当第二磁头位于磁轨道的中心位置时，沿所述径向方向从磁轨道的中心位置到第一磁头的相对距离，所述偏移量测量区与沿所述径向方向设置在所述分立区和伺服区之间相分离，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区。

本发明还请求保护一种磁记录装置，它执行数据的磁记录到一个分立轨道型磁记录介质，该分立轨道型磁记录介质包括：分立区、具有沿径向方向每一扇区的位置信息的伺服区、以及偏移量测量区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于沿磁记录介质径向方向多个相邻磁轨道的相邻两个轨道之间不能记录数据的非磁轨道；以及偏移量测量区，该所述偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区数据可以被记录，所述偏移量测量区沿所述径向方向设置在与所述分立区和伺服区之间相分离，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区，所述磁记录装置包括：

一个记录头，它在偏移量测量区记录测量数据；

一个再现头，它再现记录在偏移量测量区中的测量数据，记录头和再现头形成组合磁头，偏移量表示记录头和再现头沿磁记录介质的所述径向方向之间的相对距离；

一个存储单元，它存储由再现单元再现的测量数据；以及

一个确定单元，它通过将再现头定位于预定的轨道而执行记录头的记录移动，并且基于该预定的轨道在再现头的多个不同位置执行再现头的多个再现移动，并且基于存储在存储单元中的多个测量数据来确定偏移量。

本发明进一步请求保护一种测量偏移量的方法，它对分立轨道型磁记录介质测量偏移量，所述分立轨道型磁记录介质包括：分立区、具有沿径向方向每一扇区的位置信息的伺服区、以及偏移量测量区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于沿磁记录介质径向方向相邻多个磁轨道的相邻两个轨道之间不能记录数据的非磁轨道；以及偏移量测量区，该偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区数据可以被记录，所述偏移量测量区沿所述径向方向设置在与所述分立区和伺服区之间相分离，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区，偏移量表示组合磁头的记录头和再现头沿磁记录介质的所述径向方向之间的相对距离，所述测量偏移量的方法包括：

在再现头位于偏移量测量区中的预定的轨道的同时，使用记录头记录测量数据；

在所述组合磁头被沿径向方向移动的同时，使用再现头再现测量数据；

将再现的测量数据存储在存储单元中；

在再现头的多个不同位置执行再现头的多个再现移动；以及

基于存储在存储单元中的多个测量数据来确定偏移量。

从下面对本发明的详细描述并联系附图，本发明的其它目标、特征和优点会明确地阐明或将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例描述一个硬盘结构的示意图；

图2是详细描述第一实施例硬盘的一个分立区，一个偏移量测量区和一个伺服区结构的示意图；

图3是描述第一实施例的硬盘驱动器配置的框图；

图4是描述一个记录一个测量图形过程的程序流程图；

图5是描述在图4中步骤S402和步骤S404中一个磁头位置的示例图；

图6是描述测量偏移量过程的程序流程图；

图7是描述一个状态的示例图，其中由一个再现头示出磁头从一个轨道中心位置移动了一个距离Tmax到一个内径方向；

图8是描述一个状态的示例图，其中磁头从一个轨道中心位置移动了一个距离Tmax到一个内部半径方向，从该位置磁头移动T0到一个外部半径方向；

图9是作图示出偏移量和幅度值之间关系的示例图；

图10是在画出一个偏移存储电路中存储的每个轨道中最佳偏移量的实例的示例图；

图11是由表格示出的一个偏移存储电路中存储的每个轨道中最佳偏移量的实例的示例图；

图12是根据本发明第二实施例描述硬盘结构的示意图；

图13是第二实施例硬盘的分立区，偏移量测量区和伺服区的详细描述的示意图；

图14描述记录测量图形过程的程序流程图；

图15是描述测量偏移量过程的程序流程图；

图16是描述偏移量和轨道关系的示例图；

图17是描述硬盘结构的示意图，其中偏移量测量区形成于靠近硬盘中心的轨道中；

图18是在画出一个偏移存储电路中存储的每个轨道中最佳偏移量的实例的示例图；

图19是描述硬盘结构的示意图，其中偏移量测量区沿硬盘径向形成；

图20是根据本发明第三实施例描述硬盘每个扇区中的结构示意图；

图21是描述记录测量图形过程的程序流程图；

图22是描述在图21中步骤S2102和步骤S2104中磁头位置的示例图；

图23是描述测量偏移量过程的程序流程图；

图24是描述在图23中步骤S2302和步骤S2304中磁头位置的示例图；

图25是描述一个表格的实例地示例图，其中偏移量在每个扇区号中确定；以及

图26是描述一个组合头以及HDD记录表面结构的示意图，HDD是一个含有伺服区的分立轨道型磁记录介质。

具体实施方式

关于本发明的示例性实施例将在下面参考附图详细解释。

该实施例是本发明的磁记录介质和磁记录装置应用于硬盘(HD)和硬盘驱动器(HDD)。

首先将描述第一实施例的硬盘结构。

第一实施例的硬盘含有一个结构，其中在分立区和伺服区之间提供一个偏移量测量区。在偏移量测量区，测量在一个记录介质径向方向，再现头和记录头之间的相对距离的偏移量。

图1是根据第一实施例描述硬盘结构的示意图。第一实施例的硬盘是分立轨道型硬盘，在每个记录轨道之间含有非磁轨道。每个扇区(section)包括分立区101，伺服区103，以及一个偏移量测量区102。

分立区101包括在其中存储数据的记录轨道，以及数据不能在轨道的记录轨道之间记录的非磁轨道。在轨道的记录轨道之间提供非磁轨道。

伺服区103的轨道数和扇区号是扇区上的位置信息，伺服数据存储在伺服区103中。

偏移量测量区102是一个这样的区，其中测量在一个记录介质径向方向，HDD的再现头和记录头之间的相对距离的偏移量。在硬盘径向方向在分立区101和伺服区103之间提供偏移量测量区。在每个扇区中提供伺服区103和偏移量测量区102。

图2是详细描述第一实施例硬盘的分立区101，偏移量测量区102和伺服区103结构的示意图。如图2所示，分立区101包括由磁材料制成可以记录数据的记录轨道202，以及不能记录数据的轨道非磁轨道201。在记录轨道202之间提供非磁轨道201。偏移量测量区102仅由磁材料形成，其中可以记录数据，在偏移量测量区102之间没有非磁轨道。伺服区103也仅由可以记录数据的磁材料形成。图2中的虚线表示一个轨道的中心位置。

既然在伺服区103和分立区101之间提供偏移量测量区102，当定位磁头后执行测量偏移量过程时，磁头移动量可以减小到最小且可以快速实现测量偏移量过程。

图2还示出了一个状态，其中磁头210位于伺服区103。组合头用于第一实施例中。在组合头中，记录头211和再现头212作为磁头210分开提供。图2示出了再现头212位于一个轨道中心位置的状态。如图1所示，每个硬盘的柱面以圆盘形状形成且磁头运动的轨迹是一个圆弧，使得再现头212和记录头211之间的相对距离(偏移量)以硬盘的径向在每个轨道之间是变化的。在该实施例中，在每个轨道中测量相对距离的偏移量。

下面解释第一实施例的硬盘驱动器(HDD)的配置。图3是描述第一实施例的硬盘驱动器配置的框图。本实施例的硬盘驱动器(HDD)包括一个驱动机械单元320，含有一个硬盘(HD)324，一个磁头321，以及一个悬挂臂322和一个在硬盘驱动器中印刷板上的控制电路提供的HDD控制器310。

如图3所示，HDD控制器310包括一个系统控制器311，一个幅度存储判决电路312，以及一个偏移存储电路313，一个记录图形发生电路314，一个定位传动器控制电路318，一个头再现信号处理电路315，一个头记录信号处理电路316，以及一个偏移给予电路317。头记录信号处理电路316包括记录，头再现信号处理电路315包括再现单元，以及偏移给予电路317和定位传动器控制电路318包括定位单元。

幅度存储判决电路312包括一个存储单元和一个判决单元。幅度存储判决电路312存储一个从再现头212再现的再现信号的幅度值并决定最大幅度值。偏移存储电路313在每个轨道中存储该最大幅度值作为最佳偏移量。

记录图形发生电路314产生一个在硬盘中记录的数据的记录图形。定位传动器控制电路318定位再现头212和记录头211。当数据通过记录头211记录在记录轨道202中时，定位传动器控制电路318从偏移给予电路317接收最佳偏移量，并由最佳偏移量移动磁头210到硬盘径向方向。头再现信号处理电路315从再现头212接收再现信号，并将再现信号传递到系统控制器311。头记录信号处理电路316记录由硬盘中记录图形发生电路314使用记录头211产生的记录图形。偏移给予电路317将在偏移存储电路313中保留的最佳偏移量传递给定位传动器控制电路318。

系统控制器311控制幅度存储判决电路312，偏移存储电路313，记录图形发生电路314，定位传动器控制电路318，头再现信号处理电路315，头记录信号处理电路316，和偏移给予电路317。

然后，解释由含有上面描述配置的第一实施例硬盘驱动器测量偏移量的过程。在该实施例的硬盘驱动器中，测量偏移量的过程以两个阶段进行，记录一个测量的图形过程以及从记录的测量图形测量偏移的过程。图4是描述一个记录测量图形过程的程序流程图。

第一实施例的偏移测量过程和校正过程开始于执行初始化以及数据上的磁信息没有记录在偏移量测量区102，其中非磁轨道不存在。在这种状态下，用于支撑再现头212和记录头211安置在上面的磁头210的悬挂臂322，将磁头210移动到硬盘的最里面的半径。在该点，当磁头210的轴等于悬挂臂322的轴时，再现头212和记录头211关于分立区的位置关系变为如下的关系。即，当再现头212的中心位于关于轨道的中心，记录头211的中心位置偏移轨道中心。

系统控制器311输出一个偏移调节开始命令。定位传动器控制电路318接收偏移调节开始命令，然后将悬挂臂322移动到硬盘的最里面的半径。在这种状态下，头再现信号处理电路315等待接收一个扇区开始信号(步骤S401)。

当头再现信号处理电路315接收扇区开始信号时，系统控制器311基于从伺服区103的再现信号，转移一个定位传动器323，以在伺服区103的轨道中心位置定位再现头212(步骤S402)。

当系统控制器311从头再现信号处理电路315探测到一个伺服信号的末端(步骤S403)，系统控制器311使用记录头211执行测量图形的记录操作到随之而来的偏移量测量区102(步骤S404)。图5是描述在步骤S402和步骤S404中磁头210位置的示例图。

在步骤S404中记录的测量图形是一个以预定频率变化的比特图形。根据调制方法，优选测量图形比数据存在的最短周期T要长，比数据的最长周期要短。例如，优选测量图形是周期在2T-4T的图形。含有周期2T-4T的图形在硬盘驱动器的调制电路中相对经常产生。采用含有周期2T-4T的图形的原因是在滤波电路中的处理能适应含有周期2T-4T的数据。

当系统控制器311接收一个表示分立区101到来的触发信号时(步骤S405)，系统控制器311停止记录测量图形(步骤S406)。触发信号由基于一个硬盘径向位置的计数时钟产生，使得稍微在分立区101到来前被输入，以防止在分立区101的记录轨道202中的错误记录。然后，类似于记录开始扇区，当再现头212在相同轨道执行跟踪时，系统控制器311对与记录开始扇区连续的Ns个扇区记录含有周期2T-4T的测量图形(下轨道方向)。当系统控制器311在同样偏移调节条件上对Ns个扇区停止记录测量数据时(步骤S407)，偏移调节的记录过程结束，转移到测量偏移量的过程。

在记录测量图形的过程中，优选扇区Ns的数目设为Ns＝n×m使得n个扇区的测量可以对m个偏移量型执行。扇区Ns的数目是重复记录同一个图形而再现头212对同一个轨道执行跟踪的数目。

图6是描述测量偏移量过程的程序流程图。测量过程开始于记录开始扇区。T表示磁头210向径向的一个移动距离，初始化为Tmax(步骤S601)。当系统控制器311接收记录开始扇区的到来时(步骤S602)，再现头212位于分立区101的轨道中心位置，由伺服区103示出(步骤S603)。

在磁头210通过记录开始扇区的伺服区103，当探测到一个表示在磁头210通过记录开始扇区的伺服区103的标志信号时(S604)，磁头210由距离T(第一次为Tmax)从轨道中心位置移动到内部半径方向，由再现头212示出(步骤S605)。图7是描述一个状态的示例图，其中由再现头212示出磁头210从轨道中心位置移动了距离Tmax到一个内部半径方向。

还可能移动方向为记录介质的外部半径方向。再现头212再现在偏移量测量区102中记录的测量图形(步骤S606)。测量值是再现信号的幅度值，含有固定的频率图形，在记录过程中被记录在不含有非磁轨道的偏移量测量区102中。如在记录操作的情况中，再现信号幅度值的测量通过接收定时稍微早于分立区101到来时产生的触发信号而停止。从步骤S602到步骤S606的测量步骤重复执行以给出n个扇区(步骤S607)，以及偏移量存储在幅度存储判决电路312中作为幅度数据，当偏移量设为Ts到内部半径一边时(步骤S608)。比较前面存储在幅度存储判决电路312中的偏移量和当前偏移量，幅度存储判决电路312判决当前偏移量的幅度值是否变为最大(步骤S609)。当当前偏移量的幅度值没有变为最大，T设为T-T0(步骤S610)，并重复从步骤S602到步骤S608的过程。因此，磁头210从磁头210以距离T向硬盘内部半径一边移动的状态变化到磁头210以距离T0向硬盘外部半径一边移动的状态，并执行从步骤S602到步骤S608的测量偏移过程。图8是描述一个状态的示例图，其中磁头210从一个轨道中心位置移动了一个距离Tmax到一个内部半径方向，从该位置磁头210移动T0到一个外部半径方向。

如图9所示，由上面描述的方法得到的偏移量的幅度值数据可以作为偏移量和幅度值的图表示出。当偏移量从磁头210以距离Tmax向硬盘内部半径一边移动的状态变化到磁头210以距离T逐渐向硬盘外部半径一边移动的状态，如图9所示，当偏移量的测量幅度值为最大以得到一个拐点时得到偏移量，或者当幅度值变为一个预定的值时，测量可以停止。幅度存储判决电路312探测偏移量，其中幅度值变为初始的最大值，作为基于存储数据的最佳偏移量Topt。

测量图形被记录的位置是磁头210以每个距离T0向硬盘外部半径逐渐移动，以再现测量图形的位置，以及当前偏移量的幅度值探测为最大值的位置。

当幅度存储判决电路312在步骤S609判决当前偏移量的幅度值变为最大时，当前偏移量确定为处理的轨道中的最佳偏移量Topt(S611)，以及当前偏移量存储于偏移存储电路中(步骤S612)。当探测到用于轨道的最佳偏移量，在不含有非磁轨道的偏移量测量区102中记录的测量图形通过同样的记录序列被擦除。擦除过程可以有效地去掉在分立区101中记录的数据信号的退化或干扰，它们由不含非磁轨道的偏移量测量区102记录的测量图形的影响引起。

这样，在一个轨道中确定最佳偏移量，对所有轨道执行从步骤S601到步骤S612的测量过程(步骤S613)。这允许在所有待测量的轨道中执行最佳偏移量。图10是在画出一个偏移存储电路313中存储的每个轨道中最佳偏移量的实例的示例图，图11是由表格示出的一个偏移存储电路中存储的每个轨道中最佳偏移量的实例的示例图。在图11示出的实例中，每10个轨道中测量的偏移量存储在存储器中。尽管在该实例中在每10个轨道中进行测量，根据精确度可以任意设定间隔。在存储器之间的轨道通过使用一个线性插值过程计算。最佳偏移量以上述方法存储在偏移存储电路313中。当数据记录于分立区101的记录轨道202中时，偏移给予电路317相应于记录从属轨道读取偏移量，以将偏移量传递给定位传动器控制电路318。然后定位传动器控制电路318以最佳偏移量移动磁头到径向并且执行记录过程，阻止了数据的记录操作到分立区101的非磁轨道201上。

当存储在幅度存储判决电路312中的最大幅度值比先前定义的幅度值小时，有一种可能是偏移量没有达到最佳偏移量。在这种情况下，可能是幅度存储判决电路312判决这种状态，记录测量图形的过程开始于再次记录开始扇区，以及再次执行测量过程。在记录开始扇区偏移量的设置使得在先前记录过程开始大于偏移量Tmax。

第一实施例的磁记录介质的优点如下。

如上描述，在传统技术中，再现头位于轨道中心位置，当逐渐移动时，再现头读取有记录头记录的测量图形数据，使得在分立轨道型磁记录介质中有时不能够精确地测量偏移量。如图26所示，提供非磁轨道201使得在分立轨道型磁记录介质中夹住轨道中心位置。当再现头位于轨道中心位置，测量图形记录在依赖于轨道的非磁轨道中，这样作为结果，有时测量图形不能被记录到。在这种状态下，当测量偏移量时，不能得到准确的偏移量，这导致了问题，记录和再现不能在磁记录介质的准确位置进行。

相反，在第一实施例的磁记录介质中提供了偏移量测量区102，偏移量测量区102仅仅由可以记录数据的磁材料制成，且非磁轨道不存在于偏移量测量区102中。因此，甚至在分立轨道型磁记录介质的情况下，也可以准确地测量偏移量，并且可以在使用测量的偏移量记录数据的过程中，在分立区的轨道中心位置执行磁记录。结果，有效地发挥了一个分立功能而不退化再现信号，以及可以获得好的记录/再现特性，而可以实现超高密度的磁记录。

在第一实施例的磁记录介质中，既然在伺服区103和分立区101之间提供偏移量测量区102，当定位磁头后进行测量偏移量的过程时，磁头的移动量可以减小到最小以及可以快速进行测量偏移量的过程。

进一步，在第一实施例的磁记录介质中，测量数据由记录头211记录，而再现头212位于关于偏移量测量区102的轨道中心位置，测量数据由再现头212读取，再现头212和记录头211以预定的距离，从再现头212定位的位置移动到径向，再现头212和记录头211的移动以及测量数据的读出对多个时间进行，在存储于幅度存储判决电路312中的各段测量数据中，变为最大值的幅度值确定为最佳偏移量。因此，甚至在分立轨道型磁记录介质的情况下，也可以在不存在非磁轨道的偏移量测量区102中测量偏移量，通过准确地测量偏移量在准确位置进行记录和再现。

尽管第一实施例硬盘含有这样的结构，其中偏移量测量区102在每个扇区都包括，该硬盘不局限于第一实施例。还可能仅仅对预定的扇区提供偏移量测量区102。

尽管第一实施例的硬盘有这样的结构，其中偏移量测量区102在所有轨道都包括，该硬盘不局限于第一实施例。还可能仅仅对预定的轨道提供偏移量测量区102。在这种情况下，可以形成硬盘驱动器使得对道除了测量的最佳偏移量的轨道以外的轨道，它们的最佳偏移量可以通过使用插值过程从已知的最佳偏移量计算出。

然后根据第二实施例解释硬盘的结构。

在第二实施例的硬盘中，在硬盘的分立区内部半径一边和在外部半径一边提供偏移量测量区。

图12是根据第二实施例描述硬盘结构的示意图。第二实施例的硬盘是分立轨道型硬盘，在每个记录轨道之间含有非磁轨道。每个扇区包括分立区101和伺服区103。在分立区101最内半径的内部半径一边上提供不存在非磁轨道的偏移量测量区1202b，在分立区101最外半径的外部半径一边上提供一个偏移量测量区1202a。

图13是第二实施例硬盘的分立区101，偏移量测量区1202a和1202b以及伺服区103的详细描述的示意图。分立区101及伺服区103与第二实施例的硬盘具有同样功能。

偏移量测量区1202a和1202b是一个这样的区，其中测量在一个记录介质径向方向，HDD的再现头和记录头之间的相对距离的偏移量。在分立区101最外半径的外部半径一边上提供偏移量测量区1202a，以及在分立区101最内半径的内部半径一边上提供不存在非磁轨道的偏移量测量区1202b。因此可以有效地进行初始化硬盘的过程。

第二实施例的硬盘驱动器与图3所示第一实施例的硬盘驱动器在配置上相同。

然后，根据本实施例解释测量含有上述配置的硬盘驱动器的偏移量的过程。在实施例的硬盘驱动器中，测量偏移量的过程也是以两个阶段进行，记录一个测量的图形过程以及从记录的测量图形测量偏移的过程。图14是描述记录测量图形过程的程序流程图。

第二实施例的偏移测量过程和校正过程也是开始于对不存在非磁轨道的偏移量测量区1202a和1202b执行初始化，以及数据上的磁信息没有记录在偏移量测量区1202a和1202b上。

系统控制器311输出偏移调节开始命令。定位传动器控制电路318接收偏移调节开始命令，以将悬挂臂322移动到硬盘的最里面的半径。在这种状态下，头再现信号处理电路315等待接收一个扇区开始信号(步骤S1401)。

当头再现信号处理电路315接收扇区开始信号时，系统控制器311在伺服区103的轨道中心位置定位再现头212(步骤S1402)。当系统控制器311从头再现信号处理电路315探测到一个伺服信号的末端(步骤S1403)，系统控制器311使用记录头211执行测量图形的记录操作到随之而来的偏移量测量区1202a和1202b(步骤S1404)。

当系统控制器311接收一个表示分立区101到来的触发信号时(步骤S1405)，系统控制器311停止记录测量图形(步骤S1406)。当系统控制器311在同样偏移调节条件上对Ns个扇区停止记录测量数据时(步骤S1407)，偏移调节的记录过程结束，转移到测量偏移量的过程。

图15是描述测量偏移量过程的程序流程图。磁头210被移动到硬盘中分立区101最内半径的内部半径一边上的偏移量测量区102b(步骤S1501)。T表示磁头210向径向的一个移动距离，初始化为Tmax(步骤S1502)。当系统控制器311接收记录开始扇区的到来时(步骤S1503)，再现头212定位于分立区101的轨道中心位置，由伺服区103示出(步骤S1504)。

在磁头210通过记录开始扇区的伺服区103的过程中，当探测到一个表示在磁头210通过记录开始扇区的伺服区103的标志信号时(S1505)，磁头210以距离T(第一次为Tmax)从轨道中心位置移动到内部半径方向，由再现头212示出(步骤S1506)。

还可能移动方向为记录介质的外部半径方向。再现头212再现在偏移量测量区1202a和1202b中记录的测量图形(步骤S1507)。类似于第一实施例，测量值是再现信号的幅度值，含有固定的频率图形，在记录过程中被记录在不含有非磁轨道的偏移量测量区1202a和1202b中。

如在记录操作的情况中，再现信号幅度值的测量通过接收定时稍微早于分立区101到来时产生的触发信号而停止。从步骤S1503到步骤S1507的测量步骤重复执行以给出n个扇区(步骤S1508)，以及偏移量存储在幅度存储判决电路312中作为幅度数据，当偏移量设为Ts到内部半径一边时(步骤S1509)。比较前面存储在幅度存储判决电路312中的偏移量和当前偏移量，幅度存储判决电路312判决当前偏移量的幅度值是否变为最大(步骤S1510)。当当前偏移量的幅度值没有变为最大，T设为T-T0(步骤S1511)，并重复从步骤S1503到步骤S1509的过程。因此，磁头210从磁头210以距离T向硬盘内部半径一边移动的状态变化到磁头210以距离T0向硬盘外部半径一边移动的状态，并执行从步骤S1503到步骤S1509的测量偏移过程。

当幅度存储判决电路312在步骤S1510判决当前偏移量的幅度值变为最大时，当前偏移量确定为处理的轨道中的最佳偏移量Topt(S1512)，以及当前偏移量存储于偏移存储电路中(步骤S1513)。

从对偏移量测量区1202b在内部半径一边的所有轨道执行从步骤S1502到步骤S1513的测量过程。当结束偏移量测量区1202b在内部半径一边的所有轨道的测量过程时(S1514)，磁头移动到磁盘中分立区101最外半径的外部半径一边上的偏移量测量区1202a(步骤S1515和步骤S1516)。如对于内部半径一边上的偏移量测量区1202b的情况的测量过程，执行从步骤S1502到步骤S1513的测量过程。

当对偏移量测量区1202a和1202b以上述方法在内部和外部半径边上，对所有轨道确定了最佳偏移量时(步骤S1515)，通过插值确定没有测量偏移量的轨道的最佳偏移量，其中从偏移量测量区1202a和1202b在内部和外部半径边上测量的最佳偏移量通过下面方程(1)的多项式来近似(步骤S1517)。方程(1)是三次、四阶，以及n阶多项式，用于计算第k轨道的最佳偏移量偏移(k)。一般说系数由最小二乘方法确定。

方程(1)：

偏移(k)＝a3×k³+a2×k²+a2×k¹+a0...立方多项式

偏移(k)＝a4×k⁴+a3×k³+a2×k²+a2×k¹+a0...四阶多项式

偏移 $\left(k\right)=\underset{0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\×k^n$ ...n阶多项式

例如，当轨道总数为65591，考虑在每1000轨道中测量最佳偏移量，以通过方程(1)对其它轨道内插偏移量。当在方程(1)中使用立方多项式完成近似时，存在一个达6nm的估计误差。当在方程(1)中使用四阶多项式完成近似时，估计误差保持在1nm以内。当在五点上测量最佳偏移量时，即在轨道中内部半径一边上两点，在轨道中靠近径向中心一点，在轨道中外部半径一边上两点，使用四阶多项式完成近似，估计误差保持在2nm以内。

图16是描述偏移量和轨道关系的示例图。通过实现表示从偏移量测量区1202a和1202b在内部和外部半径边上测量的最佳偏移量。另外，最佳偏移量可以对未使用近似表达式完成测量的轨道来计算出。

如上面描述，类似于第一实施例，在第二实施例的硬盘和硬盘驱动器中，偏移量可以精确地测量，以及在使用测量的偏移量记录数据过程中，磁记录可以在分立区的轨道中心位置进行。结果，有效地发挥了分立功能而不退化再现信号，以及可以获得好的记录/再现特性，而可以实现超高密度的磁记录。

在第二实施例的硬盘中，因为在硬盘中的分立区101最内半径的内部半径一边上提供偏移量测量区，以及在硬盘中的分立区101最外半径的外部半径一边上提供偏移量测量区，当比较于在每个扇区都偏移测量区的情况，减小了格式化过程所需的时间，可以改进硬盘格式化过程的效率。

下面解释根据第二实施例的硬盘结构的第一修改。

在上面提到的第二实施例的硬盘中，在分立区101最内半径的内部半径一边上提供不存在非磁轨道的偏移量测量区1202b，以及在分立区101最外半径的外部半径一边上提供偏移量测量区1202a。如图17所示，还可能在靠近磁盘中心的轨道提供一个偏移量测量区1202c。在这种情况下，如图18所示，由于可以从靠近硬盘中心轨道的偏移量测量区1202c测量最佳偏移量，优点是对没有进行测量的轨道，改进了由方程(1)得到的最佳偏移量的计算精度。

下面解释根据第二实施例的硬盘结构的第二修改。

代替如第一修改的在靠近硬盘中心的轨道提供偏移量测量区1202c，如图19，还可能如第一实施例一样，通过磁盘径向提供一个偏移量测量区1202d。在这种情况下，除了在内部和外部半径上的偏移量测量区1202a和1202b，由于只要通过磁盘的径向，最佳偏移量就可以从偏移量测量区1202d的任意轨道测量，优点是对没有进行测量的轨道，进一步改进了由方程(1)得到的最佳偏移量的计算精度。

根据第三实施例解释硬盘的结构。

在第一实施例和第二实施例的硬盘中，在任何扇区中的偏移量测量区的轨道中心位置与伺服区的轨道中心位置一致。另一方面，根据第三实施例的硬盘，含有偏移量测量区的轨道中心位置与伺服区的轨道中心位置一致的扇区，以及含有偏移量测量区的轨道中心位置与伺服区的轨道中心位置不同的扇区。

图20是根据第三实施例描述硬盘每个扇区中的结构示意图。如图20所示，一个分立区2000包括记录由可以记录数据的磁材料制成的轨道2002，以及不能记录数据的非磁轨道2001。在轨道之间即记录轨道2002之间提供非磁轨道2001。在记录开始扇区的第1扇区，偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置一致。另一方面，在第n扇区和第m扇区，偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置不同。如图20所示，第n扇区和第m扇区的不同在于偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置之间的差别。在根据第三实施例的硬盘中，在磁盘最内半径的轨道上提供偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置不同的扇区。除了磁盘最内半径的轨道，可能离磁盘中心预定距离的轨道含有上述结构。

第二实施例的硬盘驱动器与图3所示第一实施例的硬盘驱动器在配置上相同。

然后，根据本实施例解释测量含有上述配置的硬盘驱动器的偏移量的过程。类似于第一实施例和第二实施例，在第三实施例的硬盘驱动器中，测量偏移量的过程也是以两个阶段进行，记录一个测量的图形过程以及从记录的测量图形测量偏移的过程。图21是描述记录测量图形过程的程序流程图。

类似于第一实施例和第二实施例，第三实施例的偏移测量过程和校正过程开始于执行初始化，以及数据上的磁信息没有记录在不存在非磁轨道的偏移量测量区2003上。在这种状态下，用于支撑再现头212和记录头211安置在上面的磁头210的悬挂臂322，将磁头210移动到硬盘的最里面的半径。在该点，当磁头210的轴等于悬挂臂322的轴时，对于再现头212和记录头211关于分立区2000的位置关系，当再现头212的中心位于关于轨道的中心，记录头211的中心位置偏移轨道中心。

系统控制器311输出一个偏移调节开始命令。定位传动器控制电路318接收偏移调节开始命令，以将悬挂臂322移动到硬盘的最里面的半径。在这种状态下，头再现信号处理电路315等待接收一个扇区开始信号(步骤S2101)。

当头再现信号处理电路315接收扇区开始信号时，系统控制器311基于从伺服区2004的再现信号，转移一个定位传动器323，以在伺服区2004的轨道中心位置定位再现头212(步骤S2102)。

当系统控制器311从头再现信号处理电路315探测到一个伺服信号的末端(步骤S2103)，系统控制器311将第一预定偏移量给予定位传动器控制电路318，以第一预定量移动磁头210到外面径向(步骤S2104)。然后，系统控制器311使用记录头211执行测量图形的记录操作到随之而来的偏移量测量区2003(步骤S2105)。图22是描述在步骤S2102和步骤S2104中磁头210位置的示例图。

类似于第一实施例，在步骤S2105中记录的测量图形是在预定频率下改变的比特图形。

当系统控制器311接收一个表示分立区2000到来的触发信号时(步骤S2106)，系统控制器311停止记录测量图形(步骤S2107)。

从记录开始的记录开始扇区一直到对同一个柱面结束一轮记录为止，重复执行从步骤S2101到步骤S2107的过程(步骤S2108)。即，同一柱面中，当用于记录的偏移量保持为步骤S2104中第一预定量的常数值，完成记录操作。

图23是描述测量偏移量过程的程序流程图。在第三实施例中，再现记录信号而定位于伺服区2004的轨道中心的再现头212以径向移动到相应于该扇区的扇区号的距离。即，本发明的硬盘含有形成的偏移量测量区2003，使得中心位置不同于伺服区2004的轨道中心位置，以及偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置之间的关系是相应于该扇区的扇区号先前确定的值。记录信号在伺服区2004之后的偏移量测量区2003的轨道中心位置使用上面描述关系再现，使得必须的偏移量由扇区号确定。

测量过程开始于记录开始扇区。当系统控制器311接收记录开始扇区的到来时(步骤S2301)，再现头212位于分立区2000的轨道中心位置，由伺服区2004示出(步骤S2302)。

在磁头210通过记录开始扇区的伺服区2004，当探测到一个表示在磁头210通过记录开始扇区的伺服区103的标志信号时(S2303)，磁头210由相应于扇区的距离从轨道中心位置移动到内部半径方向，由再现头212示出(步骤S2304)。图24是描述步骤S2302和步骤S2303中磁头位置的示例图。

如上面描述，步骤S2304中磁头210移动的偏移量的值是在每个扇区中先前确定的值，偏移量存储于偏移量存储电路313中。图25是描述一个表格的实例地示例图，其中偏移量在每个扇区号中确定。

在这种状态下，再现头212再现在偏移量测量区2003中记录的测量图形(步骤S2305)以及再现信号的幅度值存储在幅度存储判决电路312中(步骤S2306)。从步骤S2301到步骤S2306的再现过程重复执行直到再现过程对同一轨道中所有扇区而停止(步骤S2307)。

再现信号通过在先前记录序列中记录的再现信号而得到。当用于记录的偏移量的第一预定量为恰当值时，在提供的扇区中再现信号的幅度变为最大，使得偏移量测量区2003的轨道中心位置等于伺服区2004的轨道中心位置。

另一方面，当偏移量的第一预定量不是恰当值时，在扇区中再现信号的幅度变为最大，该扇区中偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置偏移了第二预定量。

因此，幅度存储判决电路312对同一轨道中所有扇区比较再现信号的幅度(步骤S2308)，以获得扇区和扇区(步骤S2309)。作为结果，当在偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置偏移了第二预定量的扇区中，再现信号的幅度变为最大时，由相应于第二预定量的偏移量校正存储在偏移存储电路313中的第一预定偏移量，校正的第一预定偏移量的偏移量存储于偏移存储电路313中(步骤S2310)。

如上面描述的，在第三实施例的硬盘和硬盘驱动器中，类似于第一实施例，可以精确地测量偏移量，以及可以在记录数据过程中使用测量的偏移量在分立区的轨道中心位置执行磁记录。结果，有效地发挥了分立功能而不退化再现信号，以及可以获得好的记录/再现特性，而可以实现超高密度的磁记录。

第三实施例的硬盘，含有偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置一致的扇区，以及含有偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置不同的扇区。硬盘驱动器对同一轨道中的所有扇区比较再现信号的幅度，以确定再现信号变为最大的扇区和扇区号。当扇区中的再现信号变为最大时，该扇区中偏移量测量区2003的轨道中心位置与伺服区2004的轨道中心位置偏移了第二预定量，由相应于第二预定量的偏移量校正存储在偏移存储电路313中的第一预定偏移量，使得当再现头212和记录头211以一个窄的间隔在减小到最小的磁头210中分开排列时，可以很容易地执行在磁盘中心的偏移量测量以及偏移量调节。

在测量偏移量的过程中，根据靠近磁盘中心扇区先前确定磁头210的偏移量。然而，当仅仅在预定的径向位置立刻校正偏移量，在所有的径向位置从内部半径到外部半径使用同样量的校正就可以很容易地校正偏移量。

类似于第一实施例和第二实施例，比较再现信号的幅度值，当在幅度值变为最大的扇区中，幅度值没有超出预定值，或者当幅度值变为最大的扇区中不能够获得时，第一预定量的偏移量设为较大的值，再次执行记录测量数据的过程，以及可以获得更加恰当的偏移量的校正值。

对该领域的技术人员将很容易想起其它优点和修改。因此，本发明在它较宽的方面不局限于在此示出和描述的具体细节以及代表性实施例。因此，可以进行各种修改而不偏离总体发明概念的精神或范围，如附属的权利要求和它们的等价物所定义的。

Claims (3)

1.一种磁记录介质，具有第一磁头和第二磁头的组合磁头可以在上面记录数据和从中再现数据，该磁记录介质包括：

分立区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和不能记录数据的非磁轨道，所述非磁轨道位于沿磁记录介质径向方向所述多个磁轨道的相邻两个轨道之间；以及

偏移量测量区，该偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区用于测量偏移量的测量数据可以被记录，偏移量表示当第二磁头位于磁轨道的中心位置时，沿所述径向方向从磁轨道的中心位置到第一磁头的相对距离，所述偏移量测量区沿所述径向方向设置在所述分立区和伺服区之间，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区。

2.一种磁记录装置，它执行数据的磁记录到一个分立轨道型磁记录介质，该分立轨道型磁记录介质包括：分立区、具有沿径向方向每一扇区的位置信息的伺服区、以及偏移量测量区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于沿磁记录介质径向方向多个磁轨道的相邻两个轨道之间不能记录数据的非磁轨道，所述偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区数据可以被记录，所述偏移量测量区沿所述径向方向设置在所述分立区和伺服区之间，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区，所述磁记录装置包括：

一个记录头，它在偏移量测量区记录测量数据；

一个再现头，它再现记录在偏移量测量区中的测量数据，记录头和再现头形成组合磁头，偏移量表示记录头和再现头沿磁记录介质的所述径向方向之间的相对距离；

一个存储单元，它存储由再现单元再现的测量数据；以及

一个确定单元，它通过将再现头定位于预定的轨道而执行记录头的记录移动，并且基于该预定的轨道在再现头的多个不同位置执行再现头的多个再现移动，并且基于存储在存储单元中的多个测量数据来确定偏移量。

3.一种测量偏移量的方法，它对分立轨道型磁记录介质测量偏移量，所述分立轨道型磁记录介质包括：分立区、具有沿径向方向每一扇区的位置信息的伺服区、以及偏移量测量区，所述分立区具有可以记录数据的多个磁轨道，和位于沿磁记录介质径向方向多个磁轨道的相邻两个轨道之间不能记录数据的非磁轨道，该偏移量测量区由磁材料形成，在该偏移量测量区数据可以被记录，所述偏移量测量区沿所述径向方向设置在所述分立区和伺服区之间，每一扇区包括分立区、伺服区和偏移量测量区，偏移量表示组合磁头的记录头和再现头沿磁记录介质的所述径向方向之间的相对距离，所述测量偏移量的方法包括：

在再现头位于偏移量测量区中的预定的轨道的同时，使用记录头记录测量数据；

在所述组合磁头被沿径向方向移动的同时，使用再现头再现测量数据；

将再现的测量数据存储在存储单元中；

在再现头的多个不同位置执行再现头的多个再现移动；以及

基于存储在存储单元中的多个测量数据来确定偏移量。

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