CN1104022A - 磁盘装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于计算机系统的硬盘装置的磁盘装置,磁盘装置具有在记录或再生信息的面上已形成磁性膜的盘状媒体和对盘状媒体记录或再生信息的磁头。盘状媒体具有数据记录区和控制信号记录区,在数据记录区的磁道为凸部,相邻的用于区分磁道的隔离带为凹部,在控制信号记录区利用凹凸沿磁头的转动轨迹刻印形成用于跟踪控制磁头的跟踪用标志、规定磁道的磁道序号显示标志、磁道序号和将1周等间隔分割的时钟标志。

Description

磁盘装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如用于计算机系统的硬盘装置的极佳的磁盘装置及其制造方法。
背景技术
在计算机系统中使用硬盘装置对其中记录的程序或数据可以高速度地进行存取。在该硬盘装置中,在磁盘的两面形成磁性膜,利用浮动型磁头向该磁性层记录或再生数据。由于驱动磁头的机构和驱动磁盘的驱动部预先组装在框体内,所以,可以以比较高的密度记录数据。
但是,先有的磁盘装置中的磁盘是在其整个表面形成磁性膜,为了抑制相邻磁道的串音必须在磁道与磁道之间设置比较宽的隔离带。结果,磁道间距不能变窄,从而成为实现小型化及具有大记录容量的装置的障碍之一。
另外,对于磁盘,例如将构成编码器的时钟信号等预先记录到磁盘内后再将其组装到框体内时,组装时便发生装配误差(偏心),难于在正确的位置上进行数据的记录和再生。因此,以往是将磁盘组装到框体内后才记录形成编码器的信号等。结果,不仅完成装置的时间增长,成本也提高了。
本发明就是鉴于上述情况而提案的,目的旨在具有更高密度的记录容量的同时实现低成本的磁盘装置及其制造方法。
发明的公开
权利要求1所述的磁盘装置具有盘状媒体(磁盘)、磁头(记录头20-31,再生头20-30)和转动臂(20-62),盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜;磁头对盘状媒体记录或再生信息;转动臂在支持磁头的状态下转动,使磁头移动到盘状媒体上指定的半径位置。该磁盘装置的特征在于:盘状媒体具有数据记录区域(数据记录区域20-41D)和控制信号记录区域(伺服数据记录区域20-40、ID记录区域20-41H),在数据记录区域形成同心圆状或螺旋状的磁道,同时,磁道被刻印形成把用于记录数据的记录部分变成凸部,并且把用于与相邻的记录部分区分开的隔离带(20-20)变成凹部;在控制信号记录区域利用凹凸刻印形成为了跟踪控制磁头的跟踪用标志(颤动标志20-21,20-13)、规定磁道的磁道序号显示标志(反射码20-71,磁道序号20-41b1,20-41b2)和等间隔地分割1周的时钟标志(20-11),同时,其中至少一个标志沿磁头的转动轨迹(21-21)形成,与再生跟踪用标志、磁道序号标志或时钟标志后得到的信号对应地控制磁头的记录或再生动作。
权利要求2所述的磁盘装置具有盘状媒体(磁盘50-1A,50-1B)和磁头(50-3A,50-3B),盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜;磁头对盘状媒体记录或再生信息。该磁盘装置的特征在于:盘状媒体具有数据记录区域(20-41D)和控制信号记录区域(伺服数据记录区域20-40,ID记录区域20-41H),在数据记录区域形成同心圆状或螺旋状的磁道(20-10),同时,磁道刻印形成为把用于记录数据的记录部分(20-10)变成凸部,并且把用于与相邻的记录部分区分开的隔离带(20-20)变成凹部;在控制信号记录区域利用凹凸至少刻印形成用于跟踪控制磁头的跟踪用标志(颤动标志20-12,20-13)、规定磁道的磁道序号显示标志(反射码20-71,磁道序号20-41b1,20-41b2)和等间隔地分割一周的时钟标志(20-11),根据再生跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志后得到的信号来测量与盘状媒体的偏心对应的变化量,根据该测量结果控制磁头的记录或再生动作。
记录在该盘状媒体上的跟踪用标志、磁道序号显示标志和时钟标志的组数可以设定为每1周例如小于1000个。另外,可以规定盘状媒体的控制信号记录区域在1周中占的比例小于40%。该盘状媒体可以在例如树脂或玻璃基板上形成。
磁头可以分离为记录数据的记录头和进行再生的再生头。
跟踪用标志和磁道序号显示标志由记录时用的第1标志20-41b2和再生时用的第2标志20-41b1构成,可以将第2标志沿磁道的大致中心位置设置、该第1标志在沿半径方向离开磁道的大致中心指定的距离的位置上设置。另外,该跟踪用标志和磁道序号显示标志可以利用具有相同功能的多个标志构成。
可以检测根据跟踪用标志或磁道序号显示标志测量的位置变化量或者根据时钟标志测量的时间变化量来作为与盘状媒体的偏心对应的变化量。
另外,可以根据由再生跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志后所得到的信号来计算用于修正由于磁头对磁道偏心引起的位置偏离的偏心控制量。将计算后得到的偏心控制量存储起来,读取存储的偏心控制量并与跟踪控制信号进行加法运算,便可对磁头进行跟踪控制。或者,可以与时钟标志同步地生成时钟信号,存储根据时钟标志测量的时间变化量,与存储的时间变化量对应地进行时钟信号的时钟轴的修正。
另外,在将再生磁道序号显示标志后得到的信号进行维托毕译码的同时可以进行CRC运算。
或者,可以根据由再生头再生时钟标志后得到的信号生成时钟信号,与时钟信号对应使存储数据延迟与再生头和记录头的距离对应的量或者延时修正非线性比特移动时所用的量,将延迟的记录数据记录到盘状媒体上。
另外,可以判断根据跟踪用标志测量的位置偏离的大小,与该判断结果对应控制向盘状媒体进行记录的动作。
在装纳盘状媒体及磁头的框体(100-1,100-31)上可以形成透气孔(100-34)。
该盘状媒体的直径可以设定为2.5英寸、1.8英寸或1.3英寸。
权利要求20所述的磁盘装置的制造方法,对具有盘状媒体(磁盘100-23)和磁头(20-30,20-31)的磁盘装置来说(盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜,磁头对盘状媒体记录或再生信息。)该磁盘装置的制造方法的特征在于:在盘状媒体上形成数据记录区域(20-41)和控制信号记录区域(伺服数据记录区域20-40),在数据记录区域形成同心圆状或螺旋状磁道,同时,磁道刻印形成把用于记录数据的记录部分(20-10)变成凸部并且把用于与相邻的记录部分区分开的隔离带(20-20)变成凹部;在控制信号记录区域利用凹凸刻印形成至少用于跟踪控制磁头的磁道用标志(颤动标志20-12,20-13)、规定磁道的磁道序号显示标志(反射码20-71)和等间隔地分割1周的时钟标志(20-11),在形成并记录了跟踪用标志、磁道序号显示标志和时钟标志后将盘状媒体与磁头一起组装到框体(100-1,100-31)内。
权利要求1所述的磁盘装置,相对于记录磁道的数据的记录部分,隔离带形成为物理的凹部。因此,从该处再生数据的可能性很小,不必为了减小串音而增大隔离带的宽度。结果,可以使隔离带变窄,增大记录容量。
由于是沿磁头的转动轨迹、利用凹凸刻印形成跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志的,所以,可以利用例如光技术等将这些标志设置到非常正确的位置,即使磁道间距变窄也可以正确地记录和再生数据。
另外,权利要求2所述的磁盘装置,是测量盘状媒体的偏心、与其对应控制记录再生动作的。因此,在预先形成跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志等的状态下将盘状媒体组装到框体内时,即使发生由于组装时的装配误差引起的偏心,也可以使磁头对磁道正确地进行存取。
权利要求20所述的磁盘装置的制造方法,是利用凹凸刻印形成跟踪用标志、磁道序号显示标志和时钟标志后与磁头一起组装到框体内的。因此,组装后不需要进行记录编码器的处理,从而可以在短时间内完成装置。结果,成本也可以降低。
图1是本发明的磁盘装置的总体结构框图。
图2是说明本发明的磁盘的伺服数据记录区域和数据记录区域的格式的图。
图3是说明本发明的磁盘中存在有唯一图形的伺服数据记录区域的格式的图。
图4是说明本发明的磁盘中存在有内部指针盘的伺服数据记录区域的格式的图。
图5是说明本发明的磁盘中不存在唯一图形和内部指针的伺服数据记录区域的格式的图。
图6是说明本发明的磁盘中伺服数据记录区域和数据记录区域的磁头转动轨迹的关系图。
图7是说明本发明的磁盘中伺服数据记录区域的平面形状的图。
图8A,8B是说明本发明的磁盘的剖面结构的图。
图9是说明本发明的磁盘上的凹凸的刻印图形。
图10A,10B是说明使本发明的具有凹凸的磁盘磁化的方法的图。
图11说明本发明的磁盘的更详细的剖面结构的剖面图。
图12是说明本发明的数据记录区域与伺服数据记录区域的简要情况的平面图。
图13是说明本发明的滑动触头与磁盘的关系的图。
图14说明本发明的滑动触头在磁盘上的凹部附近的浮动量的变化的图。
图15是说明用于本发明的滑动触头浮动量变化的模拟的数据记录区域与伺服数据记录区域的比例的图。
图16是说明在本发明的段周期内滑动触头的浮动量变化的情况。
图17是本发明的磁头的正面结构图。
图18是说明本发明的磁头的剖面结构的剖面图。
图19是说明本发明的转动臂的结构的斜视图。
图20是说明图19的滚珠轴承的结构的剖面图。
图21是本发明的修正时钟信号的时间轴误差的电路的结构框图。
图22是说明偏心的动作的图。
图23是说明PLL时钟相对于磁盘时钟的位相变化的特性图。
图24是本发明的修正时钟的时间轴误差的其他电路的结构框图。
图25是说明时钟标志与偏心的关系的图。
图26是图21的偏心量测量部50-25的结构框图。
图27是说明时钟标志再生信号的时间间隔的图。
图28是说明时钟时间间隔计数值的变化的图。
图29是说明偏心量的图。
图30是图21的偏心量测量部50-25的其他结构例的框图。
图31是在图30的实施例中说明时钟标志再生信号的时间间隔的图。
图32是在图30的实施例中说明时钟时间间隔的变化的图。
图33是在图30的实施例中说明偏心量的图。
图34是本发明的跟踪伺服电路的结构例的框图。
图35是说明图34的实施例的传递特性的图。
图36是说明图34的实施例中利用闭环抑制干扰增益的图。
图37是说明图34的实施例中的表观抑制干扰增益的图。
图38是本发明的判断偏离磁道的电路的结构框图。
图39是说明图38的实施例的动作的流程图。
图40A,40B是说明施加10G或100G的冲击时的响应波形的图。
图41是施加100G的冲击后响应波形的放大图。
图42是说明施加100G的冲击时磁头的移动轨迹的图。
图43是说明与噪音一起施加100G的冲击时的响应波形的图。
图44A、44B、44C是说明维托毕译码中总线的状态的图。
图45是说明维托毕译码电路的结构例的框图。
图46是说明图45的实施例的动作的时序图。
图47是说明图45的RAM80-18的结构例的框图。
图48A、48B是说明图47的实施例的动作的时序图。
图49是说明本发明的同时进行维托毕译码和CRC运算时的电路的结构框图。
图50A、50B是说明图49的实施例的动作的时序图。
图51是本发明的记录电路的结构框图。
图52A~H是说明图51的实施例的动作的时序图。
图53是图51的延迟时间控制电路90-20的结构框图。
图54是图51的脉冲延迟电路90-30的结构框图。
图55是图51的延迟时间控制电路90-20的其他结构例的框图。
图56是应用本发明的磁盘的记录格式的图。
图57是使用图56的实施例时本发明的记录电路的结构框图。
图58A、58B、58C是说明图57的实施例的动作的时序图。
图59是本发明的框体与内部的部件组装状态的分解斜视图。
图60是本发明的框体的结构斜视图。
图61是表示图60的实施例的剖面结构的剖面图。
图62是本发明的框体的其他实施例的结构斜视图。
图63是表示图62的实施例的剖面结构的剖面图。
图64是以每段的数据记录区域与伺服数据记录区域之比为参量表示滑动触头越过伺服数据记录区域时的浮上变动量的图表。
图65是β=1时的输入条件、条件方式、更新规则和输出数据的图表。
图66是β=1时的输入条件、条件方式、更新规则和输出数据的图表。
图67是先有的框体结构的斜视图。
图1是本发明的磁盘装置的总体结构。
电机10-1按指定的速度驱动磁盘10-2转动。记录头10-3和再生头10-4安装在转动臂10-5上,以指定的轴为中心进行转动,可以将记录头10-3和再生头10-4移动到磁盘10-2上指定的半径位置处。电机10-1、磁盘10-2、记录头10-3、再生头10-4和转动臂10-5都装配在框体10-10内。
在磁盘10-2上预先形成各种标志,时钟信号生成器10-6根据再生头10-4将该标志再生后输出的信号生成时钟信号,输给跟踪伺服器10-7和再生器10-8。跟踪伺服器10-7参照由时钟信号生成器10-6供给的时钟信号,根据再生头10-4输出的信号生成跟踪误差信号,并与此对应驱动转动臂10-5。从而将记录头10-3和再生头10-4跟踪控制到磁盘10-2上指定的位置。
记录器10-9对由图中未示出的电路供给的记录信号进行调制,通过记录头10-3记录到磁盘10-2上。再生器10-8根据再生头10-4将磁盘10-2上记录的数据再生后输出的信号、对记录数据进行解调处理,并输给图中未示出的电路。
跟踪伺服器10-7另外还监视跟踪误差信号当装置受到大的冲击等致使记录头10-3脱离磁道时,控制记录器10-9停止记录动作。
以上是本发明的磁盘装置的总体结构及动作,但是,本发明的要点涉及磁盘装置的诸多方面,所以,下面对各个要点分别说明其内容。
首先,参照图2~图16说明关于磁盘10-2的要点。这里,说明磁盘的格式、平面形状、剖面形状、磁化方法、表面处理和伺服数据区域的比例等。
然后,参照图17和图18说明关于记录头10-3和再生头10-4的要点。这里,说明磁头的间隙和剖面结构。
接着,参照图19和图20说明关于转动臂10-5的要点。这里,说明转动臂的结构。
另外,在转动臂10-5之后,参照图21~图33说明关于时钟信号生成器10-6的要点。这里,说明时钟信号的生成和对该时钟的时间轴进行修正所需要的偏心测量的方法。
然后,参照图34~图43说明关于跟踪伺服器10-7的要点。这里,说明跟踪伺服的动作和跟踪伺服所需要的伺服数据记录区域数。另外,说明利用跟踪误差信号判断偏离磁道的方法。
进而,参照图44~图50说明关于再生器10-8的要点,参照图51~图58说明关于记录器10-9的要点。这里,说明数据的再生和记录。
最后,参照图59~图64说明关于框体10-10的要点。这里,说明用于装配进磁头和磁盘等的框体。
说明各要点时,根据需要将图1所示的结构分解,只适当地抽出其中必要的要素重新组合来对各要点进行适当地说明。因此,在各要点的说明中所用的技术要素与图1中要素的区分状态不一定一一对应。这是为了说明各技术要点,只将必要的技术要素有机地再结合后予以表现。
首先,说明图1的磁盘10-2的要点。
本磁盘装置使用的磁盘,1周区分为60个扇区,各扇区由14个段构成。因此,1周为840段。各段分割为伺服数据记录区域和数据记录区域(图2的20-40和20-41或图6的21-2和21-3)。在各伺服数据记录区域形成反射码20-71、时钟标志20-11和颤动标志20-12,20-13。另外,在各扇区开头的段还附加有唯一图形20-72。但是,在60个扇区中的一个扇区内记录的是具有作为PG功能的内部指针20-73,而不是唯一图形。
图3是形成唯一图形20-72的伺服数据记录区域20-40的结构例子。在唯一图形20-72之后设置反射码20-71,其次是时钟标志20-11,再其次就是颤动标志20-12,20-13。
图4是设置内部指针20-73代替唯一图形20-72的例子。另外,图5是既不形成唯一图形20-72又不形成内部指针20-73的例子。
图2是形成唯一图形20-72的伺服数据记录区域20-40和其后的数据记录区域20-41的结构例子。
在本实施例中,在伺服数据记录区域20-40形成和记录唯一图形20-72、反射码20-71[表示规定磁道的绝对地址0~2800(磁道序号)]、时钟标志20-11、颤动标志20-12(20-12-1,20-12-2)、20-13(20-13-1,20-13-2)。
设时钟标志20-11沿磁道方向的宽度(图中为左右方向的宽度)为1时,则反射码20-71的宽度为20,唯一图形20-72的宽度为16。
时钟标志20-11是为了生成作为记录再生的基准的时钟而设置的标志,再生头20-30再生该时钟标志20-11时,与其边缘对应输出定时信号。如图2所示,时钟标志20-11不仅在数据磁道20-10形成,而且在磁道20-10与磁道20-10之间的区域(磁道间隙)也形成。即,时钟标志20-11沿磁盘的半径方向以辐射状连续地形成(见图6)。
颤动状态20-12-1,20-13-1设置在将磁道20-10的中心线L1夹在中间、偏向内圆周一侧和外圆周一侧的位置上,同时,沿磁道方向相隔指定间隔形成。再生头20-30在再生该颤动标志20-12-1、20-13-1时,与其边缘位置对应输出位置脉冲。通过加上跟踪伺服使该位置脉冲的电平相等,可以将再生头20-30配置到磁道20-10的中心线L1上。
作为颤动标志,还设有20-12-2、20-13-2。关于这两个标志,后面再作介绍。
该颤动标志20-12-1、20-13-1、20-12-2、20-13-2与时钟标志20-11的宽度(沿磁道方向的长度)相同,在最内圆周上为0.6μm,在最外圆周上为1.2μm。
在数据记录区域20-41的头部形成ID记录区域20-41H,原始记录再生数据记录在紧接该ID记录区域20-41H之后的区域20-41D内。
ID记录区域20-41H分为扇区序号记录区域20-41A和磁道序号记录区域20-41B(20-41B1,20-41B2)。其中,至少是扇区序号记录区域20-41A和上述时钟标志20-11一样、不仅在磁道20-10上而且在磁道与磁道之间沿半径方向连续地形成。在该扇区序号记录区域20-41A内,记录用以规定扇区的扇区序号20-41a,在磁道序号记录区域20-41B内记录用以规定磁道的磁道序号20-41b。再生头20-30通过再生该ID记录区域20-41H,输出脉冲串。
由1个8位的扇区序号和2个16位的磁道序号构成的总共40位的数据作为向ID记录区域20-41H记录的数据(ID数据)。
这些ID数据经过PR(部分响应)(-1,0,1)调制后,记录到ID记录区域20-41H内。
在使用CAV磁盘时,在内圆周一侧的磁道和外圆周一侧的磁道上,扇区序号相同。因此,该扇区序号不仅在磁道20-10上、而且在磁道与磁道间的区域内被连续地记录下来。
另外,磁道序号记录区域20-41B分为再生动作用磁道序号记录区域20-41B1和记录动作用磁道序号记录区域20-41B2。
再生动作用磁道序号记录区域20-41B1,其中心(宽度方向的中心)位于磁道20-10的中心线L1上,而记录动作用磁道序号记录区域20-41B2,其中心线L2则位于在与磁道20-10垂直的方向(磁盘半径方向)离磁道20-10的中心线L1的距离为d的位置(偏移位置)上。并且,在该再生动作用磁道序号记录区域20-41B1和记录动作用磁道序号记录区域20-41B2内记录相同的磁道序号20-41b1、20-41b2。
在各区域20-41B1和20-41B2内,也可以分别记录2个以上的相同的磁道序号。这样,便可更可靠地读取磁道序号。
记录动作用磁道序号记录区域20-41B2的偏移位置值d越靠近内圆周一侧越小,越靠近外圆周一侧越大。
另外,如图2所示,相对磁道20-10(扇区序号记录区域20-41A和再生动作用磁道序号记录区域20-41B1)的中心线L1,除了形成为了决定再生头20-30的位置而设的颤动标志20-12-1,20-13-1外,还在伺服数据记录区域20-40内形成为了在利用再生头20-30跟踪记录动作用磁道序号记录区域20-41B2的中心线L2时决定位置而设的颤动标志20-12-2,20-13-2。
因此,在再生模式时,以颤动标志20-12-1,20-13-1为基准跟踪控制再生头20-30,可以使再生头20-30沿着磁道20-10的中心线L1扫描。
与此相对,在记录模式时,利用再生头20-30对颤动标志20-12-2,20-13-2进行再生后得到跟踪误差信号,与此对应进行跟踪控制,由此可以使再生头20-30沿着记录动作用磁道序号记录区域20-41B2的中心线L2扫描。这时,记录头20-31沿着磁道20-10的中心线L1运行。
在上述实施例中,顺序设置正常的颤动标志20-12-1和20-13-1、偏移位置后的颤动标志20-12-2和20-13-2、扇区序号记录区域20-41A、再生动作用磁道序号记录区域20-41B1、记录动作用磁道序号记录区域20-41B2以及区域20-41D。但是,例如也可以在第1组正常的颤动标志20-12-1和20-13-1、区段序号记录区域20-41A、再生动作用磁道序号记录区域20-41B1以及区域20-41D之后,接着重复设置第2组偏移位置的颤动标志20-12-2和20-13-2、偏移位置的记录动作用磁道序号记录区域20-41B2和区域20-41D。
另外,记录在磁道序号记录区域20-41B1、20-41B2内的磁道序号20-41b1、20-41b2,是在记录再生系统中使用的,反射码20-71虽然是与此对应的,而它是在伺服系统中使用的,两者不相同。但是它们都在确认记录或再生的磁道的控制时使用,所以,可以将伺服数据记录区域20-40和ID记录区域20-41h认作为控制信号记录区域。
这样,由于预先形成记录扇区序号或磁道序号的区域,并将扇区序号或磁道序号记录到该区域内,所以,不论再生头的定位状态如何,都可以可靠地再生扇区序号或磁道序号。
即,在本发明中,除了伺服数据记录区域20-40的唯一图形20-72、内部指针20-73、反射码20-71、时钟标志20-11、颤动标志20-12和20-13等伺服数据(图形)外,还利用凹凸(刻印)形成并记录ID记录区域20-41H的扇区序号20-41a,磁道序号20-41b1、20-41b2以及磁道。
例如,将隔离带20-20形成得比数据磁道20-10只低20nm(成为凹部)。即,磁道形成为分离式的。
这样利用刻印形成各区域的结构,例如在特原平4-71731号中已有记载。简单地说明其原理,可应用光盘的技术制造这种磁盘。即,准备好玻璃原盘,在其表面例如涂上感光胶。并且,用激光只照射该感光胶的例如形成凹部的部分。照射激光后,对感光胶进行显影,除去曝光后部分。以这样形成的原盘为基础作成模子,利用该模子制造大量的复制品。在这些复制品上复制原盘上已作成的台阶高差。通过在已复制的该台阶高差的表面形成磁性膜,就可以完成磁盘。
在图2中,图中画阴影线的区域与ID数据的例如逻辑1对应磁化为N极,未画阴影线的区域是与逻辑O对应磁化为S极的区域。
使磁道已形成为同心圆状或螺旋状的该磁盘以一定的角速度(标志位记录)转动。
另外,磁道在从磁盘半径的1/2位置开始到最外圆周的位置之间形成,即,在半径的外圆周一侧的1/2范围内形成。
磁盘的直径为2.5英寸、1.8英寸或1.3英寸。磁道间距为5.2μm,磁道宽度为3.6μm隔离带为1.6μm。
这样,直径为2.5英寸的1张磁盘的两面可以实现200MB的容量,直径为1.8英寸的1张磁盘的两面可以实现100MB的容量。
图6是本发明的磁盘和驱动对其数据区域进行记录或再生的磁头20-13的驱动机构的结构例于。
在本发明的磁盘21-1中,如参照图2说明的那样,各段分为数据记录区域21-3(图2的20-41)和伺服数据记录区域21-2(图2的20-40)。并且,该伺服数据记录区域21-2和数据记录区域21-3沿着磁头21-13移动的移动轨迹21-21形成。
在本装置中,磁头21-13安装在转动臂21-11(图2的20-62)的前端,转动臂21-11通过支点(转动中心)21-12(图2的20-61)可以自由转动。将支点21-12夹在中间,在转动臂21-11上与安装磁头21-13的位置相反的一侧安装音圈21-15,磁铁21-14配装在音圈21-15的下侧。因此,由驱动电路21-16供给音圈21-15指定的驱动电流时,电磁力对装配在磁铁21-14产生的磁路中的音圈21-15产生作用,于是,转动臂21-11便以支点21-12为中心进行转动。这时,磁头21-13在轨迹21-21上移动。该轨迹21-21成为以支点21-12为中心、通过磁盘21-1的中心21-4的圆弧。
在本图中,示出的是直线式的转动臂,但是,也可以使用弯曲的转动臂。
图7是用于记录伺服数据记录区域21-2的伺服信号的专用区域的更详细的结构例子。
在图7的实施例中,伺服标志SM(时钟标志、颤动标志、反射码、唯一图形、内部指针)形成为由沿着转动臂21-11转动时磁头21-13的移动轨迹21-21的曲线和沿着磁盘21-1的磁道的曲线构成的略呈矩形的图形。另外,除了图2中ID记录区域20-41H的数据区域外,利用刻印形成的所有区域沿着磁头21-13的移动轨迹形成。
图中相对磁道和轨迹21-21的半径来说夸张地示出了伺服标志SM,所以,伺服标志SM的各边是用曲线表示的,但是,实际上由于该伺服标志SM的1边的边长与磁道及移动轨迹21-21的半径相比非常小,所以,实际上几乎成为用直线包围的状态。
这样,将利用刻印形成的伺服标志SM及其他标志沿着移动轨迹21-21设置时,查找动作时的等时间间隔性不会破坏,因此,时钟生成用的PLL电路(图21的50-30)的锁定在查找动作时不会失锁。另外,如果利用无弯曲角度(弯曲角度为0度,与磁头21-13的磁间隙平行的磁间隙线21-41与磁道垂直)的磁头21-13进行记录再生,由于磁间隙总是与磁道垂直,所以,不会发生方位再损耗。
图8A,8B是上述结构的磁盘21-1的剖面结构。图8A是沿磁道的垂直方向的剖面,图8B是沿磁道方向的剖面。如图所示,在由合成树脂、玻璃、铝等构成的基板21-61上,在其表面形成台阶高差状,在形成该台阶高差的表面形成磁性膜21-62。并且,利用台阶高差低的部分(凹部)构成隔离带(GB)。利用高的部分(凸部)构成磁道(记录部分)。
各磁道如图8B所示,其数据记录区域21-3保持为平坦状。与此相反,在伺服数据记录区域21-2,只有记录伺服标志SM及时钟标志CM等的部分是突出的(高度与数据记录区域相同),不记录伺服信号的未记录区域形成较低的(凹部)的部分。如上所述,具有这种凹凸的磁盘,可以应用光盘技术进行制造。
按照该磁盘,由于沿磁头向内圆周一侧方向或外圆周一侧方向移动时的移动轨迹形成伺服数据记录区域和ID记录区域,所以,在查找动作时可以保持等时间间隔性,从而可以抑制用于生成时钟的PLL电路的失锁定。另外,还可以抑制方位角损耗。
下面,说明具有这种凹凸的磁盘的磁化方法。伺服数据记录区域21-2在1周中以等角度间隔设置840个,在这里,如图9所示,与磁道垂直的方向的宽度W为5μm、沿磁盘运行方向的长度为0.7~2.9μm的长方形凸部22-13形成与信号对应的图形(刻印)。
对于这种磁盘22-1,在图9中,如箭头m1和m2所示,在凸部22-13和凹部22-14使磁化方向相反,写入定位信号(颤动标志、时钟标志、磁道序号等)。
在本例中,对于上述磁盘22-1(图6的21-1),首先如图1 0A所示,使磁盘22-1沿箭头a所示的方向转动运行。在将第1直流电流加到磁头22-2(制造装置的磁头)上的同时,使该磁头22-2沿磁盘22-1的半径方向移动一个磁道间距,使磁盘22-1的凸部22-13和凹部22-14的磁性层都暂时沿同一方向磁化。另外,22-11是非磁性支持体,在其上被复形成磁性层22-12。
并且,然后如图10B所示,在将与第1直流电流极性相反、电流值比第1直流电流小的第2直流电流加到磁头22-2上的同时,同样使该磁头22-2沿磁盘22-1的半径方向移动一个磁道间距进行扫描,只使磁盘22-1的凸部22-13的磁性层22-12反向磁化,写入定位信号。
作为磁头22-2,使用磁间隙G的间隙宽go为0.4μm、磁道宽度100μm、螺旋线圈为带中心抽头的56匝(28+28)线圈的磁头。并且,使该磁头22-2与磁盘22-1的相对速度为6m/s,浮在磁盘22-1之上。这时的浮上量d为0.13μm。
这样,利用1个磁头就可以写入定位信号,所以,可以省略磁头的切换作业,从而可以提高磁盘的生产效率。
图11是经这样磁化的磁盘的更详细的剖面结构。如图所示,在由塑料或玻璃或铝等构成的基板23-11上形成200nm的台阶高差(凹部)。该基板23-11用玻璃构成时,其厚度为0.65mm,用塑料构成时,其厚度为1.2mm。在基板23-11的两面形成磁性层23-12。
作为该磁性层23-12,首先,在基板23-11上形成粒子密度为每1μm0.5个以上100个以下,最好约为10个的粒子层23-12A。在该粒子层23-12A上以上述密度分布上由SiO2构成的粒子(球形二氧化硅)。
利用玻璃或铝等构成基板23-11时,可以确保较大的刚性。但是,使用塑料时,不一定能确保足够的刚性,另外,在耐久性方面也比玻璃或铝差。另外,由于基板表面的凹凸比较粗,所以,难于在与磁性层23-12不接触的范围内将磁头装配得很接近该磁性层23-11。因此,像该磁盘那样,通过形成粒子层23-12A,可以使凹凸变得微细化。这是因为,表面的凹凸由粒子23-12a的密度和粒径决定。
该粒子(球形二氧化硅)23-12a,可以利用浸渍法附着到基板23-11上。粒子的平均直径小于50nm,最好为8~10nm。取平均粒径为8nm时,粒径分布的标准偏差为4.3nm。球形二氧化硅在异丙醇中分散成浓度0.01重量%,以125mm/分的提升速度将其涂敷到基板23-11的表面。被复率为100%。
粒子密度由浸渍速度和浓度决定,所以,通过调整浸渍速度和浓度,可以控制凹凸。另外,利用浸渍法进行附着,还可以使设备简化。浸渍也可以局部(例如内圆周或外圆周等)地进行。
粒子23-12a也可以是SiO2以外的无机粒子。
在粒子层23-12A上形成约80nm厚的铬层23-12B。该铬层23-12B起交换结合膜的功能有改善磁特性的效果,特别是可以提高矫顽力。
在该铬层23-12B上,形成40nm厚的钴白金层23-12C。再在该钴白金层23-12C上,旋压镀膜或涂敷一层10nm厚的由SiO2构成的保护膜23-12D。进而,在保护膜23-12D上涂敷润滑剂23-12E。作为该润滑剂23-12E,可以使用例如FOMBLIN公司的Z-DOL(商标)。
下面,说明数据记录区域和伺服数据记录区域的比例。如图12所示,在本发明中,各段分为数据记录区域和伺服数据记录区域。数据记录区域是平坦的,但是,如上所述,伺服数据记录区域以物理的凹凸状态记录时钟标志、颤动标志和称为反射码的伺服图形(更正确地说,进而还有图2所示的ID记录区域20-41H的扇区序号及磁道序号)。
因此,如图13示意式地所示的那样,在转动臂23-81(图19的转动臂40-53)上,磁头保持在通过负载梁23-82(图19的悬挂弹簧40-56)支持的滑动触头23-83(图19的滑动触头40-57)上,但是,由于与磁盘23-84的转动对应而产生的空气流的作用,所以,该滑动触头28-83设置在相对于磁盘23-84的指定距离上。
磁头从而滑动触头23-83与磁盘23-84的距离越近,由磁头检测的磁变化越大,所以,再生输出也越大。但是,如果距离太近,磁头将与磁盘23-84接触。因此  滑动触头23-83相对于磁盘23-84必须保持指定的距离。
但是,如上所述,由于磁盘23-84(图10的磁盘22-1)的表面不平坦,所以,与其凹凸对应滑动触头23-83与磁盘23-84的距离发生变化。段长度S相对于滑动触头的长度L很长,如果伺服数据记录区域具有和滑动触头23-83同等的长度,则如图14所示,滑动触头23-83从稳定的浮上状态(平坦区域的浮上状态)开始侵入伺服数据记录区域(凹部),同时,其前端部开始下沉,与此对应以其支持点为轴作俯仰运动,其后端部暂时浮上后,最后整体沉下去。在凹部的底部,使侵入凹部时引起的俯仰运动边衰减边运行。
从凹部脱离时,滑动触头23-83的前端部提升,滑动触头23-83向与侵入凹部时相反的方向作俯仰运动,其后部暂时沉入下去。然后,整体从凹部脱出,俯仰运动边衰减边恢复到稳定的浮上状态。
以上动作是滑动触头23-83越过一个凹部时的情况。但是,实际上,如上所述,伺服数据记录区域是以段周期周期性发生的。为了减小时钟的抖动,最好缩短段的周期,增加每1个磁道的伺服数据记录区域的数量。但是,这样将减小数据记录区域,所以,磁盘的记录容量将减小。因此,伺服数据记录区域的数量由磁盘的记录容量和抖动允许值的综合平衡来决定。
现在,如图15所示,假定伺服数据记录区域相对于1段的比例为23%,其间全是凹部,其余的77%的数据记录区域是凸部,则在图14所示的越过1个凹部的特性中,段周期的成分将重叠。图16就是这样的滑动触头23-83与磁盘23-84之间的距离以段周期变化的情况。在图16中,滑动触头长度为1.8mm,磁盘23-84的转数为2700rpm,每一转的段数为420个。由图可知,滑动触头23-83与磁盘23-84的距离按段周期发生很大的变化。
图64是作为每1段的数据记录区域和伺服数据记录区域的参量、利用模拟方法求出的滑动触头23-83越过伺服数据记录区域时的浮上变化量的值。该模拟的条件取段数为每1个磁道420个,浮上量为0.11μm,周速度为12.8m/s,磁盘转数为45Hz,倾斜角度为0度。还假定伺服数据记录区域中凹部的深度为0.1μm。
如图64所示,可见随着伺服数据记录区域与数据记录区域之比按10/90,23/77,30/70的顺序增加、变化量按13.0nm、28.0nm、32.0nm的顺序增大。即,可以知道伺服数据记录区域占的比例越少,磁盘与滑动触头23-83的变化量越小。若增加伺服数据记录区域的比例,不仅记录容量减小,滑头触头的变化量也增加了,而且最坏时在平坦部分也不能使变化充分衰减,从而难于进行稳定的记录和再生。因此,伺服数据记录区域(形成凹部的区域)在每1个磁道中占的比例最好小于40%。
下面,说明图1的记录头10-3和再生头10-4的要点。
在图17中,在浮上型滑动触头等本体(图13的滑动触头23-83)或装在其上的基板30-6上,面对与磁盘对接或相对的面的ABS(Air Bearing Sruface:空气支承面)面30-7,叠积层上构成再生头的屏蔽层的第1和第2磁性层30-3和30-4。夹在该磁性层30-3与30-4中间,通过非磁性的绝缘层30-8设置由MR(磁阻效应)薄膜构成的MR元件30-1和偏磁导体30-18,构成MR式再生头。该偏磁导体30-18设置成切割该MR元件,使MR元件30-1成为指定方向的磁化状态,并在其磁阻特性线性好的及灵敏度高的特性区域内动作。
并且,在第2磁性层30-4的外侧,即设置MR元件30-1的相反一侧,通过非磁性的绝缘层30-8叠积层上第3磁性层30-5。在第2磁性层30-4与第3磁性层30-5之间、环绕使离开该ABS面30-7的各后方部相互之间进行磁耦合的部分形成螺旋状的磁头线圈(图18的30-2)。第3磁性层30-5的下面与MR元件30-1的中央之间的距离为3.5μm。
这样,在第1及第2磁性层30-3与30-4之间设置了MR元件30-1,构成所谓屏蔽型结构的MR式磁头(再生头),同时,在由第2及第3磁性层30-4及30-5构成的磁路上绕上磁头线圈、构成Ind(感应)式磁头(记录头)。
这时,MR式再生头的磁道宽度受MR元件30-1面对ABS面30-7的宽度WTM的限制,Ind式记录头的磁道宽度受第3磁性层30-5面对ABS面30-7的宽度WTI的限制。取MR元件30-1的宽度WTM比较大,例如5.2μm(与磁道间距相等的宽度),第3磁性层30-5的宽度WTI比较小,例如4.0μm(小于磁道间距的宽度)。
使用这样构成的MR/Ind复合型薄膜磁头,对磁道间距5.2μm、磁道宽度3.6μm、隔离带宽度1.6μm即磁道密度4885TPI(Track Per Inch:每英寸磁道数)的离散型的磁盘进行记录再生时,不会招致再生噪音增加,可以避免再生输出变化,从而可以提高再生特性。
下面,参照图18说明磁头的剖面结构。在基体30-6上,面对ABS面30-7,积层上将MR元件30-1夹在中间构成MR元件30-1的屏蔽层的第1及第2磁性层30-3及30-4。同样,在其上面对ABS面30-7积层上构成记录时的磁间隙的非磁性的绝缘层30-8和第3磁性层30-5。另外,30-2是环绕第2及第3磁性层30-4及30-5的例如各后方部相互进行磁耦合的部分的螺旋状的磁头线圈,利用该第2及第3磁性层30-4及30-5构成记录头。
在MR元件30-1与ABS面30-7对接的一侧设有前端电极30-15,在另一端设有后端电极30-16,用以检测与ABS面30-7对接或相对的磁盘的信号磁场。30-18是用于对MR元件30-1加偏置磁场的偏磁导体。第2磁性层30-4在再生时作为MR元件30-1的屏蔽层,在记录时具有感应用磁心的功能。
第2磁性层30-4的上表面与第3磁性层30-5的下表面之间的距离(记录间隙)取为0.6μm,MR元件30-1的中央与第1磁性层30-3的上表面之间的距离取为0.2μm。
按照该复合型薄膜磁头,由于使再生头的磁道宽度增大了,所以,可以增大再生输出。
另外,使用这种复合型薄膜磁头对离散型的磁盘进行记录再生时,可以抑制发生再生镶边现象,同时,由于可以增大再生头与磁盘的磁道位置偏离的余量,所以,可以抑制再生输出的变化,从而可以提高再生输出特性。
另外,宽度WTI和WTM也可以取为磁道宽度的整数倍。记录头和再生头也可以二者兼用。
图19示出了安装参照图5、图6、图17、图18等说明了的磁头(记录头和再生头)的转动臂的结构。如图所示,磁盘40-52通过主轴电机(图59的100-21)装在下框体40-51上,可以自由转动。另外,转动臂40-53以轴40-54为中心安装在该下框体40-51上,可以自由转动。如图20中剖面图所示,在轴40-54与转动臂40-53之间设有球轴承40-55。这样,便可减小转动臂40-53转动时的摩擦。
在转动臂40-53的前端,安装着悬挂式弹簧40-56,在比该悬挂式弹簧40-56更靠前的前端,通过图中未示出的平衡弹簧安装滑动触头40-57。上述磁头(记录头和再生头)安装在该滑动触头40-57上。由于设有2张磁盘40-52,其两面设有磁性膜,所以,总共设有4个滑动触头,与各磁盘的两面相对。
在转动臂40-53的另一端设有音圈40-63(图6的21-15)。在该线圈40-63的下方和上方,设有磁铁40-61和40-62(图6的21-14),磁通局部地从磁铁40-61指向磁铁40-62或者反过来从磁铁40-62指向磁铁40-61。并且,线圈40-63配置成切割该磁通的位置。结果,使驱动电流通过线圈40-63时,就产生电磁力。于是,线圈40-63从而安装该线圈40-63的转动臂40-53便以轴40-54为中心进行转动。结果,滑动触头40-57(从而安装在其上的磁头)便移动到磁盘40-52上指定的半径位置。
下面,说明图1的时钟信号生成器10-6的要点。
图21是将本发明应用于硬磁盘装置时的一个实施例的结构。两面磁盘50-1A,50-1B(图19的40-52)由主轴电机50-2驱动进行转动。磁头50-3A,50-3B分别由转动臂50-4A,50-4B支持,由音圈电机(VCM)50-5驱动以转动中心50-5C为支点进行转动,跟踪两面磁盘50-1A,50-1B上面的磁道50-502,对该磁道进行数据的写入和读出。
2张磁盘50-1A,50-1B的磁道50-502构成圆筒50-100。图中虽然未示出,但是与两面磁盘50-1A,50-1B的下面相对地还设有进行数据的写入和读出的两个磁头,和磁头50-3A,50-3B一样,由转动臂50-4A,50-4B支持,并由VCM50-5驱动以转动中心50-5C为支点进行转动。如参照图2所说明的那样,在磁盘50-1A,50-1B的表面上的数据磁道中,在制造磁盘时预先刻印形成多个给出时间标准的时钟标志20-11。参照序号50-6表示主轴电机50-2的转动中心,即磁盘50-1A,50-1B的转动中心。
主计算机50-50通过接口电缆50-60将写入指令、读出指令等指令输给控制器50-70。控制器50-70向信号处理电路50-20输出用于控制硬磁盘装置的控制信号。
由磁头50-3A,50-3B从磁盘50-1A,50-1B读取的再生信号,由再生放大电路50-21放大到指定的振幅。再生放大电路50-21的输出,供给时钟抽出电路50-22、磁道位置误差检测电路50-23、内部指针抽出电路50-24和磁道地址译码器50-80。
由时钟抽出电路50-22抽出的再生时钟信号(时钟标志20-11)输给磁道偏心量测量器50-25。另外,由内部指针抽出电路50-24抽出的内部指针信号20-73(图4)即转动位相原点信号也输给磁道偏心量测量器50-25。磁道位置误差检测电路50-23根据1对颤动标志20-12,20-13的再生电平之差、生成磁道位置误差信号(跟踪误差信号),并输给跟踪伺服电路50-40和偏离磁道判断电路50-90。
磁道偏心量测量器50-25利用后面所述的方法、将数据磁道圆50-502相对于转动中心轴50-6的偏心量作为以磁盘的内部指针发生位置为角度座标值0度的磁盘上的角位置θ的函数进行计量,并以表格的形式存储到偏心量存储器50-26内。该偏心量输给PLL电路50-30,除了用于修正时钟信号的时间轴误差外,还输给跟踪伺服电路50-40,用于控制VCM50-5。
即,图21的本发明实施例的特征之一在于:存储器50-26存储的偏心量由读出电路50-27与磁盘的转动同步地读出,由D/A变换器50-28变换为模拟信号,由前馈补偿器50-29进行补偿处理即变换为速度信号后、作为PLL电路50-30的电压控制振荡器(VCO)50-35的控制电压进行前馈。
PLL电路50-30包括位相比较器50-31、对该位相比较器50-31的输出进行低通滤波等指定的滤波处理的环形滤波器50-32、和输出与该滤波器50-32的输出对应的位相及频率的时钟信号的电压控制振荡器50-35,位相比较器50-31输出由时钟抽出电路50-22抽出的时钟信号与从电压控制振荡器50-35输出的通过1/N分频器50-36反馈的时钟信号的位相差。
图21的本发明实施例的特征还在于:在环形滤波器50-32与VCO50-35之间设有模拟加法器(运算放大器)50-33,用以将由前馈补偿器50-29通过开关50-34供给的信号与从环形滤波器50-32输出的信号进行加法运算,并输给VCO50-35。环形滤波器50-32和加法器50-33也可以是数字运算元件。
由于是这样的结构,所以,VCO50-35不仅由位相比较器50-31的输出进行驱动,而且也由从偏心量存储器50-26经由读出电路50-27、D/A变换器50-28、前馈补偿器50-29和开关50-34传送来的反映磁道圆偏心的电压进行驱动。因此,VCO50-35以所谓的闭环动作追踪与磁盘发生的例如840个/1转的时钟标志同步的脉冲信号,同时,也根据存储器50-26输出的现在瞬时的偏心量的预测信号进行开环动作。
即,在有这种偏心的磁盘的动作中,从固定在θ方向(磁盘的转动方向)的再生头观测的磁盘的时钟,在时间轴方向具有粗密的起伏(抖动)。在该起伏的成分中,与转动频率(60Hz)对应的成分大部分利用上述开环动作通过VCO50-35被有意识地加强了,由此,可以使从时钟抽出电路50-22输出的时钟信号与从VCO50-35输出的时钟信号基本上接近于±20ns(纳秒)的同位相。
由于该开环动作使位相接近,所以,上述闭环动作可以只进行主要消除起伏成分中振幅小的高频成分(转动频率的数倍~数十倍)的动作。因此,最终,相对于由时钟抽出电路50-22输出的时钟信号,VCO50-35的输出信号可以保持为小于±1ns的非常接近的振荡位相。
如参照图2说明的那样,数据磁道圆和光盘制造装置一样,由于是用具有约0.01μm的进给精度的刻纹机制造的,所以,真圆度的误差是小于1μm的非常小的值。但是,若将这种磁盘安装到转动轴(图19的轴40-54)上,则磁盘中心即数据磁道圆的中心相对于转轴将产生大约10~50μm的装配误差。
关于测量该偏离(偏心)的方法的详细情况将在后面参照图25~图28进行说明,这里,先参照图22进行简单说明。
在图22中,参照序号50-500表示磁道50-502的中心,参照序号50-501表示磁盘的转动中心。再生头50-3由转动臂50-4支持着,由跟踪伺服电路50-40定位,使其追踪磁道50-502的中心。
现在,设磁道50-502的半径为ro(m),偏心为8(m),转数为N(Hz),则磁道50-502的平均速度vo可以表为
               Vo-2πro×N(m/sec)
设由在半径ro的圆形磁道50-502中包含的时钟标志(图中用圆点符号表示)决定的脉冲数为M(个/1转),则脉冲间距离LO可以表为
                  Lo=2πro/M
该再生头50-3通过上述距离所需要的时间TO可以表为
TO=LO/VO=(2πro/M)(2πro)×N)=1/(N×M)
例如,若N=60.0Hz,M=840,则
TO=19.841(μsec)
另一方面,由于偏心当半径为r2=r0+8时增加部分的脉冲周期T2和当半径为r1=r0-8时,减小部分的脉冲周期T1可以表为
T2=2πro/M(2πr2×N)=ro/r2×(N×M)
T1=2πro/M(2πr1×N)=ro/r1×(N×M)
因此,例如r0=20mm、r2=20.05mm时,则T2等于TO×1.0025,变化0.25%。这个变化很微小,由于是时间领域的量,所以,可以进行精度比较高的测量。
即,在本例中,对于TO=19.841(μs),T2=19.891、T1=19.792(μs),所以,T的平均值与最大值和最小值各相差约50ns(纳秒)。这个值利用现在的电子电路技术可以以足够的精度进行测量,所以,偏心量的测量归结为测量时间间隔。
这样,通过将每1圈观测的与偏心对应的信号的超前延迟作为数字数值存储到存储器50-26内,就完成了偏心表的制作。
使用这样存储到存储器50-26内的偏心表的本发明的VCO50-35的前馈控制按如下方法进行。首先,由读出电路50-27与磁盘的转动位相同步地读取存储器50-26的内容,然后由D/A变换器50-28变换为模拟电压,进而利用由线圈L,电容器C和电阻R(图中未示出)构成的前馈补偿器50-29进行位相补偿后,通过开关50-34和模拟加法器50-33输给VCO50-35。在未加前馈补偿信号时,VCO50-35的振荡位相如图23的实线所示的那样,变化很大,但是,当加了前馈补偿信号时,如图23的虚线所示的那样,在1转的整个区域内基本上接近于0°。
图24是本发明的时钟信号修正电路的第2实施例。在图21的实施例中,作为存储器50-26的存储内容、使用磁道本身相对于磁盘的转动各位置的位移(偏心量),但是,在图24的实施例中,磁道本身的位移暂时存储在临时存储器50-251内后,由运算器50-252预先进行与图21的前馈补偿器50-29等价的运算,再将其存储到存储器50-26A内。因此,存储在存储器50-26A内的量成为与偏心对应的速度。
这样,便可省去图21的前馈补偿器50-29。即,图21的补偿器50-29即滤波器为了进行实时动作必须用高速元件构成,但是,由于偏心测量可以每天进行1次,所以,如果像图24的实施例那样,预先进行与图21的实施例的补偿器50-29等价的运算,就可以使用廉价而通用的处理器来构成运算器50-252等。进而,可以实现模拟处理中困难的操作。
在图24的实施例中,存储内容选择器50-27A根据控制器50-70的指令,选择性地读取与存储器50-26A中存储的多个磁盘面的偏心量相对应的量(即速度)。
在图24的实施例中,由于是上述结构,所以,与图21的实施例一样得到的偏心测量结果由运算器50-252调整为所需要的振幅位相特性后、存储到存储器50-26A内。该偏心测量动作,例如在接通电源开关后的适当时候,对多个磁盘的各面独立地反复进行。由于磁盘有4个面,所以,使用与各面对应设置的磁头共进行4次。因此,存储器50-26A内存储4种偏心量。
下面,说明控制器50-70选择例如磁盘50-1B(参见图21)时的动作。这时,选择器50-27A从存储器50-26A内存储的信息中选择由磁头50-3B检测的偏心数据与磁盘50-1B的转动同步地输出。输出的偏心数据中,存储器地址相当于在磁盘上的角位置坐标,存储的数据相当于对该座标下的偏心量进行了位相补偿的数据。
因此,由D/A变换器50-28将其变换为模拟电压后,通过加法器50-33加到VCO(电压控制振荡器)50-35上时,VCO50-35正确地消除由于磁盘的偏心引起的时钟的超前延迟,VCO50-35的输出可以发生位相与从磁盘再生的时钟非常接近的脉冲。
在图24的实施例中,运算器50-252对偏心量的运算结果存储到存储器50-25A内,读取与应处理的磁盘面对应的运算结果,但是,也可以预先存储偏心量本身,读取与应处理的磁盘面对应的偏心量。
按照上述本发明的实施例,可以再生与刻印在磁盘上的时钟标志非常准确地同步的时钟信号,将该时钟应用于磁道位置误差信号的检测及编码数据的解调时,可以得到非常好的结果。另外,不扩大时钟再生环的频带,就可以提高偏心频率域的增益。
下面,说明测量偏心量的方法。
图25表示出在圆形数据磁道的1周内以物理的等间隔存储N个时钟标志信号(图2的20-11)的磁盘与固定在距离包装好的磁盘的转动中心一定的半径位置处的再生头即信号读取头的轨迹之间的关系。在图25中,参照序号51-500表示圆形数据磁道的中心,相对于该中心51-500呈同心圆状形成数据磁道51-D3~51-D7,在各数据磁道的1周上以物理的等间隔记录着N个时钟标志信号51-CM(图2的20-11)。
具有上述这种圆形数据磁道的磁盘嵌合在主电机转轴51-501上时产生偏心51-511。参照序号51-503表示固定在距离已装好的磁盘的转动中心51-501一定的半径51-510位置处的再生头即信号读取头的圆轨迹。当圆轨迹51-503最靠近圆形数据磁道的中心51-500时,磁头通过圆轨迹51-503在圆形数据磁道上时钟标志信号51-CM间的距离51-513所需要的时间最短,当圆轨迹51-503离圆形数据磁道中心51-501最远时,磁头通过圆轨迹51-503在圆形数据磁道上时钟标志间的距离51-514所需要的时间最长。这是因为,磁头的转动半径51-510相同,磁头的通过速度相同。
因此,测量从固定在距离已装好的磁盘的转动中心51-501一定的半径51-510位置处的再生头即信号读取头再生的时钟标志再生信号的时间间隔,利用该测量结果,便可得到由于偏心51-511引起的与磁盘角位置对应的偏心量。
图26是构成图21中的偏心量测量器50-25的时间间隔测量器51-70和偏心量运算器51-25的具体的结构例子。偏心量记录器51-26与图21的偏心量记录器50-26对应。在图26的例中,时间间隔测量器51-70由双稳态多谐振荡器51-71、计数器51-72、倒相器51-73、计数器51-74、振荡器51-75和开关51-76构成。偏心量运算器51-25由CPU51-251、存储器51-252、锁存器51-253及51-254、和减法器51-255构成。偏心量存储器51-26由存储器51-260构成。CPU51-251还具有对存储器51-252进行存储器存取功能。
双稳态多谐振荡器51-71每当从磁盘再生的时钟标志再生信号51-CMS到来时,就输出按TLL电平高低电平切换的脉冲信号51-TD。该脉冲信号51-TD直接输给计数器51-72,同时经倒相器51-73反相后输给计数器51-74。
计数器51-72利用振荡器51-75测量脉冲信号51-TD为高电平期间的时间间隔,输出时间间隔测量值51-CTA。另一方面,计数器51-74利用振荡器51-75测量从倒相器51-73输出的脉冲信号为高电平期间的时间间隔即脉冲信号51-TD为低电平期间的时间间隔,输出时间间隔测量值51-CTB。
开关51-76按照CPU51-251根据内部指针信号51-HIS(图4的20-73)而输出的控制信号51-CNT,将计数器51-72输出的时间间隔测量值51-CTA和计数器51-74输出的时间间隔测量值51-CTB交替地作为计数值51-250输出。存储器51-252按照CPU51-251根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-SC2和地址51-AS2、顺序存储由开关51-76供给的(N+N/2)/个(1圈半)时间间隔测量值51-250。
存储器51-252内存储的时间间隔测量值,按照CPU51-251输出的控制信号51-CS2和地址信号51-AS2进行读取。读出的第p个时间间隔测量值,根据CPU51-251输出的锁存信号51-LHA保持在锁存器51-253内。读出的第(p+N/2)个(从第p个取样位置到磁盘转动1/2圈的取样位置的)时间间隔测量值,根据CPU51-251输出的锁存信号51-LHB保持在锁存器51-254内。
减法器51-255进行减法运算,从第p个时间间隔测量值中减去第(p+N/2)个时间间隔测量值。减法器51-255对p=1到N分别进行该减法运算。由减法器51-255得到的N个减法运算结果按照CPU51-251根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS1和地址信号51-AS1顺序存储到存储器51-260内。
存储器51-260存储的减法运算结果是与磁盘角位置对应的偏心量,表示圆形数据磁道51-D3与磁头轨迹51-503(参见图25)之间由于偏心引起的距离,按照CPU51-251根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS1和地址信号51-AS1作为偏心量51-261读出,可以当作进行偏心修正的偏心距离表使用。
图27表示图26的结构例子中时钟标志再生信号51-CMS与测量的时间间隔的关系。在图27中,若将第n个时钟标志再生信号51-CMS与第(n+1)个时钟标志再生信号51-CMS的时间间隔的计数值表为t(n),当取图25的圆轨迹51-503离圆形数据磁道中心51-500最远时的计数值为t(k)时,则最近时的计数值即为t(k+N/2)。
图28是由图26那样构成的时间间隔测量器51-70测量的时钟标志再生信号的时间间隔的一个例子,即将存储器51-252存储的计数值串51-250与数据序号(取样序号)相关连地表示的情况。在图28中,图25的圆轨迹51-503离圆形数据磁道中心51-500最远时的计数值为t(k),最近时的计数值为t(k+N/2)。
图29是图26那样构成的偏心量存储器51-26的存储器51-260中存储的与磁盘的转动角相关连的偏心量的一个例子,即,表示圆形数据磁道与磁头轨迹51-503(参见图25)之间由于偏心引起的距离,如上所述,是从第p个时间间隔测量值中减去第(p+N/2)个时间间隔测量值而得到的偏心测量结果。存储器51-260内存储的数据串51-261作为与磁盘角位置对应的偏心距离表,可以用于进行偏心修正。
图30是图21的偏心量测量器25的其他实施例的结构。时间间隔测量器51-70C使用内部指针信号51-HIS,分别在整数m=0到(N+N/2-1)的点上测量从磁盘再生的第(n+m)个(n为1~N的任一整数)时钟标志再生信号51-CMS与第(n+m+1)个时钟标志再生信号51-CMS之间的时间间隔。由时间间隔测量器51-70C测量的时间间隔测量值按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS8和地址信号51-AS8顺序存储到存储器51-252C内。
存储器51-252C存储的时间间隔测量值按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS8和地址信号51-AS8进行读取。加法器51-255C在p=1~N的整数点上分别进行从读出的第p个时间间隔测量值到第(p+N/2)个时间间隔测量值的N/2个加法运算(即,进行1/2圈的加法运算)。由加法器51-255C得到的加法运算结果,按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS9和地址信号51-AS9顺序存储到存储器51-256C内。
另一方面,由加法器51-255C得到的加法运算结果,利用加法器51-257C进行N个加法运算(即,进行1圈的加法运算),由加法器51-257C得到的加法运算结果利用除法器51-258C进行除以N的除法运算,并输出平均值51-AV3。
存储器51-256C存储的加法运算结果,按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS9和地址信号51-AS9顺序读出。减法器51-259C在K=1~N的整数点上分别进行从读出的第K个减法运算结果中减去平均值AV3的减法运算。由减法器51-259C得到的减法运算结果,按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS10和地址信号51-AS10顺序存储到存储器51-260C内。
存储器51-260C存储的减法运算结果是与磁盘角位置对应的偏心量,表示圆形数据磁道51~D3与磁头轨迹51-503(参见图25)由于偏心引起的距离,按照存储存取器51-251C根据内部指针信号51-HIS而输出的控制信号51-CS10和地址信号51-AS10读出偏心量51-261C,可以作为用于进行偏心修正的偏心距离表使用。因此,图30的实施例可以降低噪音,同时可以缩短时间间隔测量所使用的计数器的长度。
图31表示图30所示的实施例的时钟标志再生信号与测量的时间间隔51-250C之间的关系。在图31中,第n个时钟标志再生信号51-CMS与第(n+1)个时钟标志再生信号之间的时间间隔为t(n)。
图32表示图30所示的实施例中由时间间隔测量器51-70C测量的存储在存储器51-252C内的时钟标志再生信号的时间间隔51-250C和由除法器51-258C输出的平均值51-AV3。时间间隔测量器51-70C计量测量器具有的最小时间单位。最小时间单位相对于偏心量较大时,测量的时间间隔数据串51-250C相对于磁盘角位置成为台阶状。如果将测量的呈台阶状的时间间隔数据串51-250C在加法器51-255C中进行加法运算的数量N/2非常大,则得到的偏心信息相对于磁盘角位置可以光滑地再现。
图33表示图30所示的实施例中存储器51-260C存储的与磁盘的转动角相关连的偏心量的一个例子51-261C、即圆形数据磁道51-D3与磁头轨迹51-503(参见图25)由于偏心引起的距离,存储器51-260C存储的数据串51-261C作为与磁盘角位置对应的偏心距离表,可以用于进行偏心修正。
以上,说明了根据时钟标志测量偏心,但是,也可以根据在图2所示的伺服数据记录区域20-40记录的伺服图形(唯一图形20-72、反射码20-71、颤动标志20-12,20-13等)进行测量。
下面,说明关于图1的跟踪伺服器10-7的要点。
图34是磁盘装置中跟踪控制时的一个实施例的结构。磁盘60-2(图21的50-1A,50-1B)由主轴电机60-8驱动进行转动。磁头60-10(具有图17,图18所示的结构)由转动臂60-12支持、由音圈电机(VCM)60-14驱动进行转动、对磁盘60-2进行数据的写入和读出。
如参照图2说明的那样,在磁盘60-2上形成同心圆或螺旋状的多个磁道60-4,在磁道60-4上预先记录上用于将磁头60-10定位(跟踪控制)的粗的(反射码20-71)和精密的(颤动标志20-12,20-13)伺服图形。主轴电机60-8的转轴例如以3600rpm进行驱动。
再生放大电路60-21将磁头60-10的输出放大后,输给磁道位置误差检测电路60-23和磁盘地址译码器60-32。磁道地址译码器60-32从输入信号中读取反射码的磁道地址,与所希望的(应进行存取的)磁道的地址进行比较,将其差作为粗信号输给位置发生器60-36。磁道位置误差检测电路60-23从输入信号中检测与颤动标志对应的信号,输出和磁头60-10与磁道的偏离对应的跟踪误差信号。该信号由A/D变换器60-34进行A/D变换后,输给位置发生器60-36。
位置发生器60-36将磁道地址译码器60-32的输出和A/D变换器60-34输出的跟踪误差信号进行加法运算,生成位置信号(最终的跟踪误差信号)。
反馈控制器60-40具有计算从位置发生器60-36输出的位置信号与表示磁道的伺服基准的信号(与应设置的磁头的位置对应,该位置在磁道的中央时,该信号成为0)之差并输出位置误差信号的减法器60-41、用于对该位置误差信号进行PID(Proportional plusIntegral plus Derivative action)动作(比例积分微分动作)的组成要素60-42、60-43及60-44和将这些组成要素的输出进行加法运算的加法器60-45。反馈控制器60-40通过D/A变换器60-70和驱动放大器60-80驱动VCM60-14,进行将磁头60-10定位到磁道60-4的基准位置(通常为中心位置)的动作(所谓的闭环动作)。以上,是众所周知的技术。
图34的本发明的实施例的特征在于:设有具有偏心量存储器60-26的前馈控制器60-60和将利用位相补偿电路60-75对该前馈控制器60-60的输出信号进行了位相补偿(均衡)的信号与反馈控制器60-40的输出信号进行加法运算后输给D/A变换器60-70的加法器60-56。作为构成该前馈控制器60-60的偏心量存储器60-26,可以直接使用图21的偏心量存储器50-26(图26的偏心量存储器51-26)。即,如参照图25~图33说明的那样,在偏心量存储器60-26内存储与偏心对应的数据。
偏心量存储器60-26内存储的前馈数据,参照与上述1圈的偏心测量动作时相同的时序作为前馈控制输出60-57而输出。该信号由位相补偿电路60-75进行位相补偿(超前)后、输给加法器60-56。加法器60-56将该信号与反馈控制器60-40的输出60-52进行加法运算后通过D/A变换器60-70输给VCM驱动放大器60-80。驱动放大器60-80与此相应地驱动VCM60-14。
作为用于以与测量偏心时相同的时序参照偏心量存储器60-26的控制量数据的基准信号,也可以使用磁头60-10再生磁盘60-2上记录的伺服图形60-6(例如上述时钟标志)所得到的信号及主轴电机60-8的转动角信号等。
通过采用上述结构,由位置发生器60-36、反馈控制器60-40、D/A变换器60-70和VCM驱动放大器60-80构成的闭环控制可以进一步减小相对于作为控制目标的磁道基准位置的固定的定位偏差,其原理如下面所述。
图35是将图34的实施例简化后的框图。在图35中,60-151是驱动VCM60-14的电路系统即反馈控制器60-40的传递函数,60-152是作为控制对象的VCM60-14的传递函数,r是目标磁道的基准值,x是磁头位置,d是磁道偏心,y是观测位置,这些和众所周知的技术一样,Uff是本发明中新增加的前馈控制输出。
图35中的残留干扰成分d′可以表为下式,即
                d′=d+G(jω)·Uff
使用按上述方法计算的前馈数据进行跟踪控制时,前馈控制输出Uff可以表为
                Uff=-inverse(G(jω))·d其中,G(jω)·inverse(G(jω)=1由此可得d′=0
因此,按照图34的本发明的实施例,可以消除磁道偏心的影响,从而可以减小相对于目标磁道中心的固定的定位偏差。
在本发明中,如上所述,利用刻印预先在磁盘上形成磁道,同时,除了颤动标志、反射码及其他伺服标志外,还利用刻印预先形成时钟标志、扇区序号、磁道序号等。这样,将预先刻印形成了指定标志的磁盘组装到后面所述的框体内时,不可避免地要发生约50μm的偏心。为了进行正确的记录再生,最好使磁道与磁头的位置偏离误差抑制到约0.1μm。
例如,在用ISO-10089(B)定义的取样伺服方式的直径130mm的光磁盘中,在盘的1圈(1周)中形成1367个伺服区域,另外,在用ANSI-X3.213-1993定义的取样伺服方式的直径90mm的光磁盘中,在盘的1圈(1周)中形成1472个伺服区域。因此,若使磁盘以60Hz转动,则伺服数据的取样率为80KHz~88KHz。这样,便可得到频带小于40KHz的位置信号。
光磁盘的记录再生使用的光头的跟踪伺服结构是用音圈驱动用激光照射光磁盘的微小的物镜,所以,例如,如图36中虚线所示,可以构成在30KHz下增益基本上等于1的跟踪伺服系统。使盘的转动频率为60Hz时,其增益成为约500倍。因此,即使有50μm的偏心,也可以将跟踪误差抑制到约0.1μm。
与此相对,在作为本发明的适用对象的磁盘装置中,如上所述,夹持磁头的转动臂由滚珠轴承支持,可以自由转动,通过使该转动臂转动,进行跟踪控制。因此,驱动对象的质量比光头时大得多,并在10KHz附近发生机械共振。
因此,若使图36中实线所示的磁盘装置中的跟踪伺服系统的增益全体升高到图中虚线所示的位置,就会在机械共振频率附近发生共振。所以,不能使伺服系统的全体增益很大。
另外,若使跟踪伺服系统的全体增益升高,由于高频区的增益也升高,所以,根据尼奎斯特定理,必须增大伺服数据的取样频率。这就意味着要增加每1个磁道的伺服数据的数量,所以,这将意味着要减小磁盘的相应的记录容量。
另外,相反,如果预先将伺服系统的增益设定为图36中实线所示的大小,则在转动频率60Hz下只能得到约50倍的增益,所以,最多只能将50μm的偏差抑制到约1μm。
但是,按照本实施例,如上所述,在转动频率60Hz下将前馈信号附加到通常的跟踪误差信号上。结果,跟踪伺服系统的表观增益如图37所示,在60Hz的频率下局部地增大。利用该前馈信号可以得到约10倍的增益,所以,可将上述闭环的残留误差1μm抑制到0.1μm。这样,结果至少在60Hz的频率下可以得到500倍的增益,从而可将50μm的偏差抑制到0μm。
如果只这样提高转动频率附近的增益而不提高全体的增益,与提高全体的增益时相比,可以使增益为1的频率只减小约1个数量级。即,图36的虚线所示的情况为30KHz,图37的实线所示的情况为3KHz。
根据尼奎斯特定理,再现到3KHz为止的位置信息所需要的取样频率最低为6KHz。但是,该尼奎斯特频率是丢失信息之前的频率,所以,实用上需要其5~10倍的取样频率。因此,实用的取样频率为6KHz×10÷60Hz=1000(个/周)。即,每1周有1000个伺服数据记录区域就行了。实验结果表明,使每1周的伺服数据记录区域的数量为840个或420个时也可以得到良好的定位特性。
下面,说明关于图1的跟踪伺服器10-7的要点中检测偏离磁道的要点。
图38是检测偏离磁道的检测电路的一个实施例的结构。例如,图21中的磁道位置误差检测电路50-23输出的跟踪误差信号输给窗比较电路70-1。另外,基准电压发生电路70-2输出的基准电压也输给该窗比较电路70-1。作为该基准电压,包括构成窗的作为上侧阈值的基准电压和作为下侧阈值的基准电压。
即,窗比较器70-1将跟踪误差信号与2个阈值进行比较,当跟踪误差信号的电平大于上侧阈值或小于下侧阈值时,向判断电路70-3输出检测信号。判断电路70-3根据输入的信号判断是否中止记录动作,并将判断结果输给图1的记录器10-9。在记录器10-9中,当输入该信号时就停止记录动作。
下面,参照图39的流程图说明窗比较器70-1和判断电路73-3的详细的判断动作。
开始,在步骤S70-1,判断在窗内是否存在跟踪误差信号。在该处理步骤,利用窗比较器70-1进行判断。当跟踪误差信号超出窗的范围时,在步骤S70-2,将其次数设定为变量N。即,变量N表示跟踪误差信号的电平超出窗的范围的次数。
然后,进入步骤S70-3,存储跟踪误差信号超出窗的范围的连续次数。即,跟踪误差信号是每当出现颤动标志(以段周期)时进行的取样值,在连续的段内超出窗的范围时,就存储该次数。并且,在步骤S70-4,判断存储的连续次数是否大于3次。不是连续3次时,进入步骤S70-5,判断过去4次的取样值中是否有3次取样值超出窗的范围。当在步骤S70-5的判断也是NO(否)时,进入步骤S70-6,如果没有终止命令,就返回到步骤S70-1,反复进行同样的处理。
在步骤S70-4判定连续超出窗的范围的次数有3次时,或者在步骤S70-5判定过去4次的取样值中有3次超出窗的范围时,就进入步骤S70-7,输出停止记录动作的脉冲。该脉冲输给图1的记录器10-9,当该脉冲输入记录器10-9时,便停止记录动作。在步骤S70-7之后,反复进行步骤S70-6以后的处理。
即,在本实施例的磁盘中,由于形成的伺服数据记录区域可以以25KHz的高频率得到位置数据,所以,当偏离检测窗的位置数据发生的频度大于指定的频度时,便开始停止记录动作。
理论上,1次超出窗的范围时也可以立即停止记录动作。这时,如果使窗的宽度变窄,则磁盘装置受到大的冲击时,磁头将移动到相邻的磁道,从而可以可靠地防止在该处记录数据。但是,如果使窗的宽度的太窄,则即使发生很小的噪音,也会立即停止记录动作,信息通过量将降低。相反,如果使窗的宽度太宽,当发生反方向的噪音时,实际上即使磁头已移动到相邻的磁道上,也检测不出来,从而错误地将相邻的磁道上的数据记录下来。
因此,如上所述,最好是当检测到偏离磁道的次数达到指定的频度时,使记录动作停止。
窗以基准位置为中心设定为正负两个方向相等的幅度。取距离该窗的基准位置的幅度(窗的1/2幅度)为0.75μm(可以使跟踪误差信号的电平与磁头对磁道的基准位置的相对位置偏离对应)时,通过进行上述判断处理,可以使例如受到10G的冲击时错误检测几率小于10-3。另外,当受到100G的冲击时,在偏离磁道的量小于0.95μm的状态下可以使能停止记录动作的几率大于95%。
下面,说明其理由。
现在,设安装磁头的转动臂的转动中心的一边与另一边的失衡小于0.1gcm、颤动标志的取样频率为25KHz、位置信号的S/N(信噪比)为31dB(设磁道宽度为5μm,噪音引起的偏离为0.07μm,则其比为31dB)。
另外,设转动臂的转动惯量J为1.06×103gmm2、转动臂的长度r为36mm。而且,当有0.1gcm的转动臂失衡时,施加10G的冲击时的模拟结果示于图40A,40B(图40A,40B分别是冲击为10G和100G时的情况)。由图可知,在一侧(左方或右方)产生0.12μm的偏离磁道。其中,在偏离磁道大于0.1μm的区间,有可能进行错误检测。另外,该区间的时间约为1.8ms(45个取样)。
10G的冲击时最大的偏离磁道为0.6μm。因此,假定在1.8ms(45个取样)期间产生0.6μm的偏离磁道,若概算错误检测的几率,当取位置信号的S/N为31dB时,观测从实际位置向一侧的偏离大于0.15μm的几率为1.62×10-2。于是,产生0.6μm的偏离磁道时,在连续的4个取样中错误地检测到3个取样以上的偏离窗(0.75μm以内)的几率为1.68×10-5。在该区间(45个取样)内的任意的连续4个取样中检测3个取样以上偏离窗的几率约为上述几率的40倍,所以,成为约7×10-4,错误检测几率小于10-3
另一方面,当有0.1gcm的转动臂失衡时,如图40A所示,施加100G的冲击时,冲击后的偏离磁道如图40B所示。由图示可知,发生超出窗的范围(±0.75μm)±1.2μm的偏离磁道必须停止记录。
图41是将施加冲击后的响应放大的图形。由图可知,在偏离磁道为0.7μm~0.7μm之区间,磁头以大约0.03μm/l个取样的速度移动。实际上,由于噪音的影响,磁头的移动轨迹发生变化,速度也发生增减,所以,计及最坏的情况,考虑以0.04μm/l个取样的速度移动的情况。
图42是这样施加100G的冲击时磁头偏离磁道的情况。只要在小于0.95μm的偏离磁道状态下能够检测偏离磁道就行,但是,若考虑位置检测时间的偏离(最多存在1个取样),在图42中,最理想的是在偏离磁道为0.91μm的时刻就可以检测到有偏离磁道。因此,设噪音服从σ=0.07μm的正态分布,当磁头沿图42的轨迹移动时,则在偏离磁道位置到达0.91μm之前的时间内,求在任意连续的4个取样中检测3个取样以上偏离窗(±0.75μm以内)的几率,可得95.1%。
由此可知,当磁头沿图42所示的轨迹以外的轨迹移动时(位置检测时间偏离时),在小于0.95μm的偏离磁道的状态下,也能以95%以上的几率检测出偏离磁道。
由于在图42的偏离磁道为0.95μm的时刻之前,检出率为99.7%,所以,在最坏的情况下,在0.99μm以内也可以检出偏离磁道。
图43是取S/N为31dB、计及噪音进行模拟时对100G冲击的响应的例子。图中,虚线表示实际的偏离磁道量,实线表示观测位置。这时,偏离磁道量超出作为窗的阈值的0.75μm后,能够在第4取样点变成为约0.9μm的时刻检出偏离磁道、在到达小于0.95μm的时刻停止记录。
这样,根据跟踪误差信号检出冲击,与例如在磁盘装置内部设置压电元件等检出同样大小的冲击的情况相比,能够非常迅速地测知冲击,并停止记录动作。
下面,说明图1的再生器10-8的要点。
为了对从按上述方法记录着数据及各种标志的磁盘中再生出来的数据进行译码,提出了例如利用-2,0,+2这三个阈值的3值电平检测方法,其优点是电路结构简单,但是其缺点是检测能力比较低。
因此,考虑到其缺点,该译码方法适用于对数据区域的数据进行译码这一点姑且不论,但是像扇区的ID部(图2的反射码20-72、扇区序号20-41a、磁道序号20-41b1,20-41b2)等那样,对将ID译码后应迅速判断是否对该扇区进行数据的读写的那样的部分是不适合的。
因此,作为利用部分响应方式对磁盘记录、再生数据的方法,例如有大家知道的“Viterbi Detection of Class IV Partial Response on aMagnetic Recording Channel”IEEE TRANSATIDNS ONCOMMUNICATIONS,VOL.COM-34,NO.5,MAY 1986等登载的所谓的Wood算法。
在该文献所述的Wood算法中,将部分响应IV(部分响应(1,0,-1))与等价的一对部分响应(1,-1)组合,对维托毕算法进行简化,通过判断保存通过方式是图44A,44B,44C所示的
状态<-1>→状态<-1>并且状态<-1>→状态<+1>(图44A)
状态<-1>→状态<-1>并且状态<+1>→状态<+1>(图44B)
状态<+1>→状态<+1>并且状态<+1>→状态<-1>(图44C)三个方式中的哪一个,可以得到误码率改善的译码数据。
这里,以后将三个保存通过方式分别用→↑(向上发散)、→→(平行通过)、→↓(向下发散)这三种双字符号表示。
即,按照Wood算法,作为保存通过方式,当出现向上发散(→↑)或向下发散(→↓)时,可以确定从该地点(location k)的前一个出现发散的地点(location p)开始到该地点(location k)为止的是通过的,通过反复进行这一操作,可以进行数据的译码。
图45是利用这种Wood算法对磁盘(具有图2所示的格式)的数据进行译码并进而进行误码检测的再生电路80-80的结构例子。
磁盘的数据输入处理电路80-10或80-20,对其偶数串样点或奇数串样点分别单个进行处理后,在合成电路80-2内,根据切换电路80-1输出的切换信号的时序,复原为原来的顺序并输出。
在图45中,详细地示出了处理偶数串样点的处理电路80-10的结构,而处理奇数串样点的处理电路80-20的结构则和它相同。
在处理电路80-10中,磁盘的数据与切换电路80-1输出的切换信号(even1/od d-1(图中,在odd上加有一横(——)))对应、通过按偶数串样点/奇数串样点的时序进行开关(ON/OFF)动作的开关80-11输给减法电路80-12和寄存器80-13b。即,将磁盘的数据的偶数串样点输给减法电路80-12和寄存器80-13b。
寄存器80-13b存储前一个发散地点的取样值yp,减法电路80-12进行减法运算,即从输入的偶数串取样值(磁盘10-2的数据的偶数串样点)yk中减去寄存器80-13b存储的值yp(计算(yk-yp)),并输给比较电路80-14。
比较电路80-14与阈值即+2,0,-2、减法电路80-12的输出(yk-yp)和寄存器80-13a存储的β对应进行图65和图66所示的运算处理,对应地将运算结果输送给图65、图66所示的输出数据。该运算的详细情况将在后面参照图46进行说明。
这里,如图65或图66所示,通过比较电路80-14输出的新的β是+1还是-1来设定β,当前一个发散为向上发散(→↑)时,β设定为1,当前一个发散为向下发散(→↓)时,β设定为-1。因此,β表示前一个发散的类型(前一个发散为向上发散还是向下发散)。
寄存器80-15由图中未示出的PLL输出的PLL时钟计数,并存储计数值K(取样时刻)。寄存器80-16与比较电路80-14输出的更新命令(UPDATE)对应将寄存器80-15的计数值k作为p(前一个出现发散的时刻)进行存储。选择电路80-17与比较电路80-14输出的选择指令(p或k)对应选择寄存器80-16存储的值p或寄存器80-15存储的值k。
RAM80-18以选择电路80-17的输出(p或k)作为写入地址,将比较电路80-14的输出数据(DATA)写入存储单元。计数器80-19根据图中未示出的电路输出的基准时钟对写入RAM80-18内的数据的个数进行计数,当RAM80-18根据计数器80-19的计数值完成向所有的存储单元的数据写入时,将所有的存储单元的数据同时输给合成电路80-2。合成电路80-2根据切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)将处理电路80-10的偶数串样点和处理电路80-20的奇数串取样点恢复为原来排列,并输出。
使用图45所示的结构进行数据的维托毕译码时,不需要平方运算器,使用1个加法器和2个比较器就行了。但是,除此之外还需要备有用于存储“通过”的RAM80-18。
移位寄存器运算电路80-3在上述Wood算法的基础上,使用切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)、处理电路80-10的更新命令(UPDATE)及输出数据(D ATA)、处理电路80-20的更新命令(UPDATE)及输出数据(DA TA)进行维托毕译码,同时,进行CRC运算。
下面,参照图46的时序图说明对图45的电路输入某一信号时的动作例子。
现在,将图46所示的信号(输入波形)输入图45的再生电路80-80时,比较电路80-14按照图65和图66进行如下动作。这里,yp和β的初始值分别取为yp=-2,β=-1。
(k=0:输入yk=y0=1.6;yp=-2;β=-1时)由于yk-yp=1.6-(-2)=3.6>2,所以,输入与图66的条件方式F对应。即,因为是向上发散(以后简称为发散“Divergence”),所以,根据图66的图表,将寄存器80-13a的β更新为+1,在寄存器80-16中更新p(前一个发散发生的时刻)、使p=k=0,在寄存器80-13b中取yp(前一个发散发生时刻的取样值)=y0=1.6。
(k=1:输入yk=y1=0.2;yp=1.6;β=+1;p=0时)由于-2<yk-yp=0.2-1.6=-1.4≤0,所以,输入与图65的图表的条件方式B对应。即,由于成为平行通过方式,所以,寄存器80-13a和80-13b的β,yb保持不变,选择电路80-17选择寄存器80-15的存储值k(=1),将数据(RAM data)0写入RAM80-18的地址k(=1)中(将k=1地址中的数据译码成逻辑值0)。
(k=2:输入yk=y2=-0.2;yp=1.6;β=+1;p=0时)由于-2<yk-yp=-0.2-1.6=-1.8≤0,所以,输入与图65的图表的条件方式B对应。即,由于成平行通过方式,所以,寄存器80-13a和80-13b的β,yp保持不变,选择电路80-17中选择寄存器80-15的存储值k(=2),将数据0写入RAM 80-18的地址k(=2)中(将k=2地址中的数据译码成逻辑值0)。
(k=3:输入yk=y3=2.0;yp=1.6;β=+1;p=0时)由于yk-yp=2.0-1.6=0.4>0,所以,输入与图65的图表的条件方式C对应。即,因为是向上发散,所以,前面的候补yp变为现在值yk(yp<yk)。即,在k=0(p=0)时,判断为向上的发散(β=+1),但是,由于现在(k=3)发生向上发散(β=+1),所以,前次的向上发散成为平行通过(在k=0时,若发生向上的迁移,则在k=3时“通过”将变成不连续的)。
因此,选择电路80-17选择寄存器80-16的存储值p(=0),将数据0写入RAM80-18的地址p(=0)中(将k=0地址中的数据译码成逻辑值0)。另外,取寄存器80-13a的β为+1,将寄存器80-16的存储值p用寄存器80-15的存储值k更新,使p=k=3,寄存器80-13b的存储值yp为yp=y3=2.0)。
(k=4:输入yk=y4=0.2;yp=2.0;β=+1;p=3时)由于-2<yk-yp=0.2-2.0=-1.8≤0,所以,输入与图65的条件方式B对应。即,由于成为平行通过,所以,β,yp保持不变,选择k(=4),将数据0写入RAM80-18的地址k(=4)中(将k=4地址中的数据译码成逻辑值0)。
(k=5:输入yk=y5=-0.4;yp=2.0;β=+1;p=3时)由于yk-yp=-0.4-2.0=-2.4≤-2,所以,输入与图65的条件方式A对应。即,因为是向下发散,所以,前面的候补是正确的(即,在k=3(p=3)时,在向上发散中有向上的迁移)。因此,将数据1写入RAM80-18的地址p(=3)中(将k=3地址中的数据译码成逻辑值1)。另外,取β为-1,将p更新为p=k=5,取py=y5=0。
(k=6:输入yk=y6=-0.2;yp=-0.4;β=-1;p=5时)由于0<yk-yp=-0.2-(-0.4)=0.2≤+2,所以,输入与图66的条件方式E对应。即,由于成为平行通过,所以,β,yp保持不变,选择k,将数据0写入RAM80-18的地址k(=6)中(将k=6地址中的数据译码成逻辑值0)。
(k=7:输入yk=y7=-2.0;yp=-0.4;β=-1;p=5时)由于yk-yp=-2.0-(-0.4)=-1.6≤0,所以,输入与图66的条件方式D对应。即,因为是向下发散,所以,前面的候补不正确。即,在k=5(p=5)时,由于不是向下迁移而是平行的迁移,所以,将数据0写入RAM80-18的地址p(=5)中(将k=5地址中的数据译码成逻辑值0)。另外,取β=-1,将p更新为p=k=7,令py=p7=-2.0)。
(k=8:输入yk=y8=0.2;yp=-2.0;β=-1;p=7时)由于yk-yp=0.2-(-2.0)=2.2>+2,所以,输入与图66的条件方式F对应。即,由于成为向上发散,所以,前面的数据正确。即,k=7(p=7)时,由于发生向下的迁移,所以,将数据1写入RAM80-18的地址p(=7)中(将k=7地址中的数据译码成逻辑值1)。另外,取β=+1,yp=y8=0.2。(图46)。
以后,按照同样的办法根据Wood算法进行数据的译码,经过译码的数据顺序写入RAM80-18。
RAM80-18例如如图47所示,由具有1位容量的多个存储单元D0~Dn、地址译码器80-31、以及与各存储单元D0~Dn对应设置的写入控制线80-32-0~80-32-n构成。另外,图45所示的比较电路80-14输出的数据全部输出给存储单元D0~Dn。
从图45所示的选择电路80-17输出的写入地址A0~An输给地址译码器80-31,地址译码器80-31对写入地址A0~An进行译码,并将各个1位的信号作为写入信号输给各存储单元D0~Dn。从而将从比较电路80-14来的指定的数据存储到指定的存储单元内。
像这样在完成对所有的存储单元D0~Dn的写入之后,存储在所有的存储单元D0~Dn内的数据同时输给合成电路80-2。因此,在这时读出全部数据。
将该读出时序与先有技术(例如,上述Wood的文献登载的技术)比较,该时序图如图48A,48B所示。图48B是再生电路80-80的方式,当向RAM80-18的写入启动有效时,进行ID部分的译码,当完成所有数据的写入时,从RAM80-18的读出启动成为有效,于是移动到数据区域,同时读取全部数据。
将其与图48A所示的先有例子进行比较,在完成写入之后,到从RAM80-18将数据读取完为止,可以大大减小延迟时间。作为存储单元D0~Dn,使用例如1位的触发器采用与时钟同步地输入写入控制信号的结构,可以简单地实现。
因此,如果将这种再生电路80-80应用于例如ID记录区域20-41H等部分,可以迅速判断扇区序号、磁道序号等是否为所希望的,所以,在ID部分与数据部分之间几乎不留存取处理的间隙就可以进行处理。
例如,由于扇区序号、磁道序号等最多为几个字节,所以,可以一次将所有的位输出去顶多为数十位,是足够的实用范围。
另外,也可以不是一次从RAM80-18中读出全部位,而是例如将8位为一组进行读出。这样,便可使从RAM80-18开始读取到读取结束的时间为1/8,利用这一方法也可以得到和上述情况同样的效果。
为了提高可靠性,通常要给扇区序号、磁道序号等附加上例如CRC(Cyclic Redundancy Check:循环冗余检查)符号等误码检测符号。
即,作为CRC符号的生成多项式,例如使用
G(x)=x16+x12+x5+1…(80-1)时,用生成多项式G(x)=x16+x12+x5+1除每个指定位长BL的数据,其余数就附加到数据(例如扇区ID等)的末尾。
因此,在图45的再生电路80-80的移位寄存器运算电路80-3中,使用切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)、处理电路80-10的更新命令(U PDATE)及输出数据、处理电路80-20的更新命令(UPDATE)及输出数据对数据进行译码(维托毕译码),同时,进行CRC运算。
这里,下面为了表示从处理偶数串样点的处理电路80-10的比较电路80-14中输出的更新命令及数据是与偶数串样点对应的信号,在它们的字符串的最后附加上_even,同时,为了表示从处理奇数串样点的处理电路80-20的比较电路中(与处理电路80-10的比较电路80-14对应的电路)输出的更新命令及数据是与奇数串样点对应的信号,在它们的字符串的最后附加上_odd。
即,当取CRC运算中生成多项式的最高次数为J时,如图49所示,移位寄存器运算电路80-3,由在纵向连接的J+2个触发器Da-1~Daj、Db-1~Dbj、Dc-1~Dcj和Dd-1~Ddj之间分别连接J+1个选择器Sa0~Saj、Sb0~Sbj、Sc0~Scj和Sd0~Sdj的4个a~d系列的串行移位寄存器作为并联连接的并联负载/串行移位寄存器而构成。
触发器Da-1~Daj、Db-1~Dbj、Dc-1~Dcj和Dd1~Ddj以图中未示出的时钟输入的时序,锁存输入的数据。选择器Sa0~Saj、Sb0~Sbj、Sc0~Scj和Sd0~Sdj根据切换电路80-1的切换信号(even/odd-1(在图49中,在odd加一横(—)))、在处理电路80-10的UPDATE_even及DATA_even和处理电路80-20的UPDAE_odd及DATA_odd的基础上,从输入的3个信号中选择1个信号输出。
这里,在本实施例中,取CRC运算中的生成多项式为上述(80-1)式所示的G(x)。因此,J为16。
在移位寄存器运算电路80-3中,在触发器Da0、Db0、Dc0和Dd0与选择器Sa1、Sb1、Sc1和Sd1之间分别设有“异或(XOR)”门80-41a~80-41d;在触发器Da5、Db5、Dc5和Dd5与选择器Sa6、Sb6、Sc6和Sd6之间分别设有异或(XOR)门80-42a~80-42d;在触发器Da12、Db12、Dc12和Dd12与选择器Sa13、Sb13、Sc13和Sd13之间分别设有异或(XOR)门(图中未示出),触发器Da16、Db16、Dc16和Dd16的输出分别输给异或(XO R)门80-41a~80-41d(反馈)。
另外,在移位寄存器运算电路80-3中,异或(XOR)门80-41a~80-41d的输出分别输给异或(XOR)门80-42a~80-42d,同时,分别输入触发器Da12、Db12、Dc12和Dd12与选择器Sa13、Sb13、Sc13和Sd13之间的“异或(XOR)门。
因此,移位寄存器运算电路80-3的4个a~d系列的串行移位寄存器,分别在进行与(80-1)式的生成多项式对应的CRC运算的CRC译码器电路(图中未示出)中设有选择器,同时,具有在其前一级设置2个触发器和1个选择器的同样的结构。
即,分别考虑移位寄存器运算电路80-3的4个a~d系列的各个串行移位寄存器时,在各串行移位寄存器中都根据(80-1)式所示的生成多项式G(x)进行CRC运算。
另外,考虑从移位寄存器运算电路80-3中去掉所有的异或(XOR)门电路时,该电路便成为在处理电路80-10的UPDATE_even及DATA_even、和处理电路80-20的UPDATE_odd及DATA_odd的基础上一边将偶数串取样点与奇数串取样点进行合成一边选择保留的串行移位寄存器的系列即选择“通过”对数据进行维托毕译码的电路。
即,在从移位寄存器运算电路80-3中去掉所有的异或(XOR)门后的电路中,将再生的数据顺序(取样顺序)进行维托毕译码后输出。
对于按上述方式构成的移位寄存器运算电路80-3,首先,按照上述图65和图66,将处理电路80-10或80-20的UPDATE_even及DATA_even或UPDATE_odd及DATA_odd和切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)分别输入移位寄存器运算电路80-3。
然后,当切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)为逻辑1时(为高电平时),根据处理电路80-10的UPDATE_even及DATA_even进行处理,另外,当切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)为逻辑0时(为低电平时),根据处理电路80-20的UPDATE_odd及DATA_odd进行处理。
即,在移位寄存器运算电路80-3中,首先由图中未示出的信号生成电路根据切换电路80-1的切换信号(even/odd-1)、处理电路80-10的UPDATE_even及DATA_even和处理电路80-20的UPDATE_odd及DATA_odd生成由下式所示的4个信号(input_a,input_b,input_c,input_d)。
input_a=(even/odd-1=1*UPDATE_even+(even/odd-1=0)
         *UPD ATE_odd
input_b=(even/odd-1)=1*UPDATE_even
input_c=(even/odd-1)=0*UPDATE_odd
input_d=0
其中,*表示逻积乘,+表示逻积和。另外,如果even/odd-1为逻辑1(为偶数串取样的时刻时),则(even/odd-1=1)为逻辑1;如果even/odd-1为逻辑0(为奇数串取样的时刻时)。则为逻辑0。另外,如果even/odd-1为逻辑1,则(even/odd-1=0)为逻辑0;如果even/odd-1为逻辑0,则为逻辑1。
因此,input_b的值与仅在偶数串取样的时刻为有效的处理电路80-10输出的UPD ATE值(UPDATE_even)相同,input_c的值与仅在奇数串取样的时刻为有效的处理电路80-20输出的UPDATE值(UPDATE_even)相同。而input_a在偶数串取样的时刻与处理电路80-10输出的UPDATE(UPDATE_even)的值相同,在奇数串取样的时刻与处理电路80-20输出的UPDATE(UPDATE_odd)的值相同。input_d总是等于0。
4个信号input_a,input_b,input_c和input_d分别输入移位寄存器运算电路80-3(图49)的初级的触发器Da-1~Dd-1
分别输入触发器Da-1~Dd-1的input_a,input_b,input_c和input_d按时钟的时序通过选择器顺序锁存到次级的触发器内。
这里,在选择器Saj、Sbj、Scj和Sdj(j=0,1,……J(在本实施例中,如上所述,J=16))中,是前级输出的信号,取a系列~d系列的移位寄存器的信号分别为in_a,in_b,in_c和in_d时,分别输出下式所示的信号out_a,out_b,out_c和out_d。
    out_a=(even/odd-1=1)*(UPDATE_even=1)*(DATA_

        even=0)*in_c+(even/odd-1=1)*((UPDATE_

        even=1)*(DATA_even=0))-1*in_a+(even/odd-1

        =0)*(UPDATE_odd=1)*(DATA_odd=0)*in_

        b+(even/odd-1=0)*((UPDATE_odd=1)*(DATA

        _odd=0))-1*in_a
out_b=(even/odd-1=1)*(UPDATE_even=1)*(DATA_

        even=0)*in_c+(even/odd-1=1)*((UPDATE_

        even=1)*(DATA_even=0))-1*in_b+(even/odd-1

        =0)*(UPDATE_odd=1)*(DATA_odd=1)*in_

        a+(even/odd-1=0)*((UPDATE_odd=1)*(DATA
				
				<dp n="d58"/>
    _odd=1))-1*in_b
out_c=(even/odd-1=1)*(UPDATE_even=1)*(DATA_

    even=1)*in_a+(e ven/odd-1=1)*((UPDATA_

    even=1)*(DATA_even=1))-1*in_c+(even/odd-1

    =0)*(UPDATE_odd=1)*(DATA_odd=0)*in_

    d+(even/odd-1=0)*((UPDATE_odd=1)*(DATA

    _odd=0))-1*in_c
out_d=(even/odd-1=1)*(UPDATE_even=1)*(DATA_

    even=1)*in_b+(even/odd-1=1)*((UPDATE_

    even=1)*(DATA_even=1))-1*in_d+(even/odd-1

        =0)*(UPDATE_odd=1)*(DATA_odd=1)*in

         _c+(even/odd-1=0)*((UPDATE_odd=1)*

        (DATA_odd=1))-1*in_d
(  )-1表示是(  )内的否定。即,如果(  )内的逻辑为1,则()-1为逻辑0,如果(  )内的逻辑为0,则(  )为逻辑1。
根据上述,在该移位寄存器运算电路80-3中,从处理电路80-10的UPDATE_e ven及DATA_even和处理电路80-20的UPDATE_odd及DATA_odd中选择保留的串行移位寄存器系列(正确的“通过”)将锁存在所选择的系列的串行移位寄存器的触发器内的数据复制到其他系列的串行移位寄存器的触发器内,进行维托毕译码。
同时,在该移位寄存器运算电路80-3中,a系列~d系列串行移位寄存器的最后级触发器Da16~Dd16的输出和触发器Da0~Dd0的输出的异或由异或(XOR)门80-41a~80-41d接收,并分别输给选择器Sa1~Sd1
异或(XOR)门80-41a~80-41d的输出,和a系列~d系列的串行移位寄存器的触发器Da5~Dd5的输出的异或由异或(XOR)门80-42a~80-42d接收,并分别输给选择器Sa6~Sd6。同时,和a系列~d系列的串行移位寄存器的图中未示出的触发器Da12~Dd12的输出的异或后的信号由分别设在该触发器Da12~Dd12与图中未示出的选择器Sa13~Sd13之间的异或(XOR)接收,并分别输给选择器Sa13~Sd13
因此,在该移位寄存器运算电路80-3中,根据由(80-1)式所示的生成多项式进行CRC运算。
为了对部分响应(1,0,-1)进行维托毕译码,必须在要译码的数据(位串)的数据块(译码的处理单位的位串)的末尾附加上用于结束格式图(以下简称格式)的2位的代码。作为该2位的代码,是前置代码之前的代码,通常是在数据块的末尾加上11。
用于结束该格式的2位代码,不必进行CRC运算,因此,在移位寄存器运算电路80-3中,与附加在数据块的末尾用于结束格式的代码(11)对应的2位数据,在分别锁存到a系列~d系列的串行移位寄存器的触发器Da-1~Dd-1和Da0~Dd0的时刻,在触发器Da1~Da16、Db1~Db16、Dc1~Dc16和Dd1~Dd16中的某一个锁存的16位的基础上来评价CRC运算结果。
即,当触发器Da1~Da16、Db1~Db16、Dc1~Dc16和Dd1~Dd16中的某一个锁存的16位都为0时,则对CRC运算结果评价为数据中无误码,相反,当该16位中的某一位不为0时,则对CRC运算结果评价为数据中有误码。
如上所述,在移位寄存器80-3中,在构成进行维托毕译码的各系列的串行移位寄存器的纵向连接的触发器之间,设有计算触发器的输出之间的排他逻辑和的异或(XOR)门,用以进行CRC运算,所以,当作为CRC编码的生成多项式使用J次项多项式时,磁盘10-2的数据块最后的位输入图45的再生电路80-80后在J-1个时钟周期以内可以得到CRC运算结果。
即,如图50B所示,由于维托毕译码和CRC运算是同时进行的,所以,可以大大减小数据的译码和误码检测所需要的时间延迟。
因此,与图50A所示的先有方式那样将数据进行维托毕译码后进行CRC运算的情况比较,可以减小磁盘的ID部分与数据部分之间的间隙(例如,图2的ID记录区域20-41H与数据记录区域20-41D之间的距离、或者反射码20-71与ID记录区域20-41H之间的距离),从而可以实现磁盘的大容量化。
在上述移位寄存器运算电路80-3的说明中,虽然使用(80-1)式所示的公式作为CRC的生成多项式,但是,并不限于此,也可以使用其他公式的多项式。这时,只要与移位寄存器运算电路80-3所使用的生成多项式对应增减触发器的级数、同时改变异或(XOR)门的个数和插入位置就可以了。
另外,上述再生电路80-80不仅适用于ID部分的译码,而且也可以适用于对数据区域的数据(图2的数据记录区域20-41D内记录的数据)进行译码的情况。
下面,说明关于图1的记录器10-9的要点。
图51是磁盘装置的总体结构例的框图。该磁盘装置是所谓外部同步方式(取样伺服方式)的磁盘装置。将数据记录在预先记录了用于生成时钟的时钟标志的磁盘90-1(按图2所示格式化)上,再就是再生所记录的数据。
并且,该磁盘装置具有用于从磁盘90-1再生数据的再生头90-11a、将由再生头90-11a再生的再生信号放大的再生放大器90-12、根据与由再生放大器90-12放大了的磁盘90-1的时钟标志对应的再生信号生成时钟的时钟生成电路90-13和利用时钟生成电路90-13的时钟对再生放大器90-12的再生信号中的数据等进行再生的数据解调电路90-14。
另外,还具有对时钟生成电路90-13的时钟计数并控制时钟生成电路90-13同时输出切换记录模式和再生模式的切换信号的时序发生电路90-15、将输入的数据(在图1中与输入记录器10-9的记录信号对应,以下称为源数据)变换为适合于记录的数据(以下简称记录数据)的记录数据发生电路90-16和使记录数据发生电路90-16的记录数据延迟的脉冲延迟电路90-30,此外,还具有用于将由脉冲延迟电路90-30延迟的记录数据记录到磁盘90-1上的记录头90-11b、将与由脉冲延迟电路90-30延迟的记录数据对应的电流供给记录头90-11b的记录放大器90-18和根据记录头90-11b在磁盘径向的位置(以下简称磁头位置信息)控制脉冲延迟电路90-30的延迟量的延迟时间控制电路90-20。
如参照图17和图18说明的那样,为了获得高密度记录,再生头90-11a由例如所谓的磁阻效应式磁头(MR磁头)构成,记录头90-11b由通常的磁头构成,再生头90-11a和记录头90-11b在其运行方向相隔L距离设置,再生头90-11a和记录头90-11b构成所谓的记录再生分离型的磁头90-11。
另一方面,在由主轴电机(图59的100-21)以一定的角速度(但是时钟频率是一个区域一个区域地被切换的即所谓区域位记录)驱动转动的磁盘90-1上,如图52A所示,在形成同心圆状的记录磁道的记录数据的区域即数据段90-2(图2的数据记录区域20-41D)之间,通过利用例如蚀刻等方法除去一部分磁性层预先形成用于生成时钟的以辐射状连续的时钟标志90-3(图2的20-11)。并且,这些时钟标志90-3沿一个方向直流磁化,为了生成高精度的时钟,每1周设置大约数100~1000处(在上述例中为840处)。
并且,再生头90-11a输出与数据段90-2内记录的数据对应的再生信号,同时输出与时钟标志90-3对应的再生信号,这些再生信号通过再生放大器90-12输给时钟生成电路90-13和数据解调电路90-14。
时钟生成电路90-13具有例如参照图21说明过的PLL电路50-30,根据与时钟标志90-3对应的再生信号生成时钟。
即,例如如图52A所示的那样再生沿一个方向(图中用箭头所示向右的方向)直流磁化的时钟标志90-3时,就会再生出例如图52B所示的那样在时钟标志90-3的前后边缘具有弧立波形的再生信号。时序发生电路90-15对从时钟生成电路90-13输出的时钟脉冲计数,根据过去的情况预测与时钟标志90-3对应的再生信号的出现期间,并将表示该期间的时钟门信号输给时钟生成电路90-13,同时,生成例如图52D所示那样的切换记录模式和再生模式的切换信号。
时钟生成电路90-13,将在输出时钟门信号的期间内出现的弧立波形视为正规的时钟标志,更新PLL的位相、例如如图52B、52C所示的那样、使时钟的上升沿与第一个与边缘对应的弧立波的波峰同步,产生与时钟标志90-3相位相同的时钟信号。
并且,在再生模式时,数据解调电路90-14在例如时钟生成电路90-13生成的时钟的上升沿时刻(以下称为数据存在点位相)判别再生信号(对电平进行取样),另外,通过解调(如参照图44~图50说明的那样进行维托毕译码)对数据进行再生。另外,该数据解调电路90-14根据再生信号对磁头90-11在磁盘径向的磁头位置信息(例如图2的反射码20-71、磁道序号20-41b1;20-41b2等)进行再生,并将该磁头位置信息输给延迟时间控制电路90-20。
另一方面,在记录模式时,记录数据发生电路90-16利用适合于记录的指定的调制(如上所述,为PR调制)将源数据变换为与时钟生成电路90-13生成的时钟同步的记录数据,并将与该时钟同步的记录数据输给脉冲延迟电路90-30和延迟时间控制电路90-20。
脉冲延迟电路90-30在延迟时间控制电路90-20的控制下,如后面所述的那样,使记录数据延迟,以补偿由于再生头90-11a与记录头90-11b在运行方向的距离L引起的数据段90-2记录的数据的位相偏离;同时补偿由于记录数据的格式引起的磁化反转的位置偏离(以下称为非线性位移动),记录放大器90-18放大该延迟的记录数据,并将与记录数据对应的电流输给记录头10-11b。
具体说来,例如,如图53所示的那样,延迟时间控制电路90-20由加法器90-21、乘法器90-22、延迟器90-23a及90-23b、排他逻辑和电路(以下记为EXOR)90-24a、EXOR90-24b、逻辑积电路(以下记为AND)90-25、切换开关90-26和加法器90-27构成。加法器90-21将数据解调电路90-14的磁头位置信息(磁道序号)与常数C3进行加法运算;乘法器90-22将加法器90-21的输出与常数C2相乘;串联连接的延迟器90-23a及90-23b分别使记录数据发生电路90-16的记录数据延迟1个时钟周期;EXOR90-24a将记录数据发生电路90-16的记录数据与延迟器90-23a延迟的记录数据进行排他逻辑和运算;EXOR90-24b将延迟器90-23a延迟的记录数据与延迟器90-23b延迟的记录数据进行排他逻辑和运算;AND90-25对EXOR90-24a的输出与EXOR90-24b的输出进行逻辑积运算;切换开关90-26根据AND90-25的输出切换选择常数C1或常数0;加法器90-27对切换开关90-26的输出与乘法器90-22的输出进行加法运算。
并且,该延迟时间控制电路90-20根据从数据解调电路90-14输出的磁头位置信息和记录数据的格式,计算数据存在点位相与实际应使记录电流反相的时刻之间的时间差,输出延迟时间指示信号。
即,设从数据解调电路90-14输出的磁头位置信息例如为磁头90-11现在位置的磁道序号N,则加法器90-21将磁道序号N与常数C3(与从磁盘中心到最内圆周磁道的距离对应)进行加法运算,乘法器90-22将该加算值与常数C2进行乘法运算。结果,从乘法器90-22通过下述(90-1)式所示的运算,将与磁头90-11到磁盘中心的距离(N+C3)成正比的值作为延迟时间T1补偿由于再生头90-11a与记录头90-11b在运行方向的距离L引起的数据的位相偏离而输出。
      T1=(N+C3)×C2             (90-1)
设磁头90-11在序号N的磁道时的速度为v,则常数C2,C3是满足T1=L/v的值。换言之,T1等于磁盘移动距离L的时间。
另一方面,延迟器90-23a,90-23b分别使记录数据延迟1个时钟周期,EXOR90-24a及90-24b分别求记录数据连续的3位中相邻的2位的排他逻辑和,AND90-25求EXOR90-24a及90-24b的各输出的逻辑积。结果,在具有容易发生非线性位移动(驱动电流的供给时间与磁化区域的长度不成正比)的模式时,即在具有记录数据连续2位继续发生磁化反转(不同的逻辑(1或0)相邻的状态连续出现2次)的模式(010或101)时,从AND90-25输出例如成为高电平的连续磁化反转检测信号,其他时候则输出低电平的信号。
并且,切换开关90-26根据该连续磁化反转检测信号例如为高电平时选择常数C1,为低电平时选择常数0,并将所选择的常数输给加法器90-27。结果,对于连续发生磁化反转的模式即发生非线性位移动的模式(如上所述,这里为010或101),从切换开关90-26将常数C1作为补偿非线性位移动的延迟时间T2而输出。
加法器90-27将延迟时间T1与延迟时间T2进行加法运算,并将该加算值(T1+T2)作为延迟时间指示信号输给脉冲延迟电路90-30。
脉冲延迟电路90-30,可以从外部控制该延迟时间,例如,如图52H所示的那样,使记录数据发生电路90-16供给的记录数据(图52G)只延迟由延迟时间控制电路90-20供给的延迟时间指示信号所指示的时间(T1+T2),同时,如图52F所示的那样,将由定时发生电路90-15供给的切换信号(图52D)延迟后生成允许写信号(有效信号)。
具体说来,例如,如图54所示的那样,脉冲延迟电路90-30由具有小于1个时钟周期长度的延迟时间的可变延迟电路90-31、具有1个时钟单位的延迟时间的时序电路90-32和将延迟时间控制电路90-20的延迟时间指示信号分割为1个时间单位的延迟时间和残留尾数的延迟时间并分别输给时序电路90-32和可变延迟电路90-31的延迟时间分配电路90-33构成。
并且,延迟时间分配电路90-33将延迟时间控制电路90-22供给的延迟时间指示信号分割为1个时钟单位的延迟时间和残留尾数的延迟时间,并将1个时钟单位的延迟时间输给时序电路90-32,将尾数的延迟时间输给可变延迟电路90-31。
时序电路90-32是与时钟同步动作的延迟电路,其内部具有对时钟计数的计数电路90-32a,该计数电路90-32a通过对延迟了1个时钟单位的延迟时间的时钟计数,根据切换信号和记录数据,生成只有1个时钟单位延迟时间的时序偏离的允许写信号与记录数据的中间输出。
另一方面,可变延迟电路90-31根据尾数的延迟时间的指示进行1时钟周期时间内的延迟,进而对记录数据的中间输出加上精密的延迟,并输出延迟后的记录数据。
并且,脉冲延迟电路90-30将允许写信号及延迟后的记录数据输给记录放大器90-18。即,利用这样的结构,使用1个电路规模大、时间精度要求高的可变延迟电路90-31就可以完成,并且只要其最大延迟时间有1个时钟的长度就行,所以,可以减小总体的电路规模,同时还可以减少电力消耗。
记录放大器90-18根据脉冲延迟电路90-30供给的允许写信号进行记录电流通/断的控制,根据脉冲延迟电路90-30延迟的记录数据进行记录电流的反相。
这样,从时序发生电路90-15输出的切换信号和从记录数据发生电路90-16输出的记录数据就和上述图52D及图52G所示的那样,与时钟生成电路90-13生成的时钟(图52C)同步。即,如上述图52A所示的那样,这些信号与从再生头90-11a看到的数据段90-2上的位置对应。
设磁头90-11与磁盘的相对速度为v,则在从图52A所示的再生头90-11a看到的数据段90-2与从图52E所示的记录头90-11b看到的数据段90-2之间存在时间差T1=L/v。脉冲延迟电路90-30如上述图52F及图52H所示的那样,使切换信号和记录数据延迟该时间差T1,分别生成与从记录头90-11b看到的数据段90-2上的位置对应的允许写信号和延迟后的记录数据,同时,对于记录数据,进而使其延长补偿上述非线性位移动的时间T2。
结果,可以补偿由于再生头90-11a和记录头90-11b在运行方向的距离L引起的记录在数据段90-2上的数据的位相偏离,同时,可以补偿由于记录数据的模式引起的磁化反转的位置偏离(非线性位移动),从而可以将数据记录到数据段90-2上的正确位置。
换言之,通过利用脉冲延迟电路90-30控制记录电流的通电开始及结束时刻和记录电流的反相时刻,不论磁头90-11在磁盘径向的位置及数据的模式如何,都可以将数据记录到数据段90-2上的正确位置。因此,在再生模式时,通过在时钟生成电路90-13生成的时钟的上升沿时刻(数据存在点位相)判别再生信号,并且通过在记录在数据段90-2上的数据的存在位置上参照再生信号,可以进行无误码的数据再生。
下面,参照图55说明图51所示的延迟时间控制电路90-20的其他具体的电路结构。图55的延迟时间控制电路90-20由分别使记录数据发生电路90-16的记录数据延迟1个时钟周期的串联连接的延迟器90-41a及90-41b和将由延迟器90-41a及90-41b延迟的记录数据和从数据解调电路90-14来的磁头位置信息作为读出地址预先记录延迟时间(T1+T2)的存储器90-42构成。
并且,延迟时90-41a及90-41b延迟的记录数据作为例如由8位构成的磁道序号及11位的读出地址输给存储器90-42。
存储器90-42存储与磁道序号和数据模式的组合对应的延迟时间,并根据读出地址输出延迟时间指示信号。
即,对于磁道序号与记录数据的模式的所有组合,通过将适当的延迟时间存储到存储器90-42内,可以输出与磁头90-11在磁盘径向的位置相对应的例如非线性延迟时间,从而可以进行精细的延迟时间控制。
另外,也可以将图55所示的延迟时间控制电路与上述图53所示的延迟时间控制电路组合,利用图53的延迟时间控制电路计算粗的延迟时间,利用图55的延迟时间控制电路进行其余的细微时间调整,从而可以减小存储器90-42的容量。
其次,在图51的磁盘90-1上,例如如图56所示的那样,在形成同心圆状的记录磁道的记录数据的区域即数据段90-52之间,通过利用例如蚀刻等方法除去一部分磁性层,预先形成用于生成时钟的呈辐射状连续的时钟标志90-53(图2的时钟标志20-11)、指定宽度的例如宽度与再生头90-11a及记录头90-11b的间隔L相等的时序补偿图形90-54,时钟标志90-53和时序补偿图形90-54沿一个方向(在图58A中,为用箭头所示的方向)直流磁化时,图51的磁盘装置可以设置测量上述时间差T1的时间测量电路90-60来取代延迟时间控制电路90-20,从而可以构成图57所示的结构。
对于具有与图51所示的电路相同功能的电路,说明从略。
时序发生电路90-15例如,如图58C所示的那样对时钟计数后生成表示再生头90-11a扫描时序补偿图形90-54的时间间隔的时间测量窗信号,并将该时间测量窗信号输给时间测量电路90-60。
时间测量电路90-60,例如,如图58B所示的那样,在时间测量窗信号为高电平期间,测量在时序补偿图形90-54的前后边缘再生的2个弧立波的波峰间的时间T1,并将时间T1作为延迟时间指示信号输给脉冲延迟电路90-30。
这里,由于定时补偿图形90-54的宽度L一定,与磁盘的半径无关,所以,其前沿和后沿通过再生头90-11a的时间差总是和再生头90-11a与记录头90-11b的通过时间差T1相等。
即,与定时补偿图形90-54对应的再生信号的峰峰间的时间差就是应输给脉冲延迟电路90-30的延迟时间T1。
因此,根据在磁盘90-1上预先形成的时序补偿图形90-54可以直接求延迟时间T1,不需要图53所示的加法器90-21、乘法器90-22等运算电路和图55所示的存储器90-42,从而可以降低磁盘装置的成本。
图56中,各区域是沿磁盘半径方向直线式地简要示出的,但是,实际上如图6和图7所示的那样,是沿磁头的转动轨迹形成的。
如上所述,根据与指定宽度的时序补偿图形对应的再生信号使记录数据延迟,用以补偿由于再生头90-11a和记录头90-11b在运行方向上的距离引起的磁盘90-1上记录的数据的位相偏离,所以,可以将数据记录到正确的位置,结果,可以进行无误码的数据再生。
这样,不仅图2的ID记录区域20-41H的扇区序号和磁道序号,而且数据区域20-41D上的本来的数据也可以利用PRML进行记录再生。
下面,参照图59说明图1的框体10-10的要点。
在由铝合金等构成的下框体100-1(图19的40-51)的平面部形成用于安装主轴电机100-21的孔100-2。在该孔100-2的外圆周上形成台阶,将电机100-21安装到该处时,为了不使从该安装部泄漏空气将橡胶等构成的衬圈100-3装到该处。另外,在下框体100-1上还设有轴100-4,用以装配安装在转动臂100-5(图19的40-53)上的滚珠轴承100-6(图19的40-55)。
在转动臂100-5的一端安装着音圈100-7(图19的40-63),在其另-端安装着带有磁头的滑动触头(图19的40-57)。从挠性印刷电路板100-8向线圈100-7和磁头供给信号。在挠性印刷电路板100-8上设有进行信号处理的IC100-9。另外,如后所述,印刷电路板100-8的端部导出到框体外部。磁铁100-11和100-12(图19的62和61)安装在下框体上,线圈100-7位于二者之间。由该音圈100-7和磁铁100-11及100-12构成音圈电机(图21的50-5)。
2张磁盘100-23(图19的40-52、图21的50-1A及50-1B)安装在电机100-21上,可以自由转动。挠性印刷板100-22的端部导出到框体外部,可以从外部将控制信号输给电机100-21。
上框体100-31在图中右侧的侧面具有台阶部100-32和100-33,分别从该台阶部100-32和100-33可将挠性印刷板100-8和100-22的端部导出到外部。另外,在上框体100-31的上面(平面部)形成透气孔100-34。在该透气孔100-34的内部设有过滤器和阀,以使空气可渗入内部但水不能进入。
图60和图61示意地示出了下框体100-1和上框体100-31的组装状态。如图所示,下框体100-1由板状的部件构成,上框体100-31由平面部100-31a和侧面部100-31b形成箱子形状。并且,在两者之间插入衬垫100-41,以使组装后空气不会从导出到框体外部的挠性印刷状100-22(或挠性印刷板100-8)的附近进入密闭的框体内部。
即,将下框体100-1与上框体100-31组装后,在密闭的状态下框体内部的空间与外部隔绝,空气只能通过设在平面部100-31a上的透气孔100-34流通,从而可以防止脏物及尘埃等进入内部。另外,由于空气通过透气孔100-34进出,所以,将内部的气压调整得基本上与外部的气压一致。
下框体100-1和上框体100-31的长度为100mm、宽度为70mm。并且,在将两者组合的状态下,安装2张磁盘100-23时,高度为15.0mm,装1张磁盘时,高度为12.7 mm。
在本实施例中,将下框体100-1构成为板状,将上框体100-31形成为箱子形状,但是,也可以如图62和图63所示的那样,将下框体100-1利用平面部100-1a和侧面部100-b形成为箱子形状,将上框体100-31形成为板状(平面部100-31c)。
这些图所示的框体的特征在于:在平面部100-31a上,除了透气孔100-34以外,不形成别的孔。为了更容易理解这一特征,在图67中示出了先有的上框体100-31的形状。如图所示,在先有的上框体100-31上形成孔100-51及100-52和凹部100-53。凹部100-53例如只是为了粘贴标记,孔100-51是用于插入伺服写入用的磁头的孔。
即,在先有的磁盘装置中,将磁盘组装到框体内之前,如果预先记录编码等的伺服信号,则在组装时由于压力造成的变形或者装配误差等将产生偏心,在记录了伺服信号的状态下位置信号的记录位置与实际记录数据时的位置不一定正确地对应。所以,不能进行正确的伺服。因此,在先有的装置中,是将磁盘组装到框体内后,才将伺服信号记录到磁盘上。
即,为了将伺服信号记录到已组装到框体内的磁盘上,从孔100-51插入记录用的磁头(伺服写入用的磁头)。并且,利用该磁头将伺服信号记录到磁盘上。
另外,还从孔100-51将反射镜安装到已组装在框体内部的转动臂上,将激光测距仪的激光照射到该反射镜上,精密地测量其位置。并且,边利用该激光测距仪正确地测量转动臂的位置,边顺序将转动臂的位置沿磁盘的半径方向移动,从而将伺服数据(编码)记录到指定的磁道上。
例如,为了将伺服数据记录到最外圆周的1条磁道上,可以在磁道的各1/4宽度上记录伺服数据,将其位置顺序沿与磁道垂直的方向错开1/4,在4圈中记录对1条磁道的伺服信号。这样,就把旋转编码记录到磁盘的最外圆周磁道上了。
这样将伺服数据记录到磁盘上后,利用指定的部件将孔100-51和100-52堵塞,使框体密封。
但是,如参照图2~图8说明的那样,在本发明的磁盘上,磁道及伺服数据在从物理上与其他区域区别作为专用的记录区域而形成的位置上预先刻印形成并记录下来。因此,在磁盘形成时应用精细地控制激光束的照射位置的技术,就可以非常正确地调整其记录位置(成形位置)。因此,在本实施例中,可以只考虑装配误差引起的偏心。
按照本实施例,如参照图34和图35说明的那样,利用前馈控制给跟踪误差信号附加上位置偏离信号,对于偏心也可以正确地控制。结果,除了内部指针100-73、唯一图形20-72、反射码20-71、颤动标志20-12,20-13等伺服图形外,将时钟标志20-11、扇区序号20-41a、磁道序号20-41b1,20-41b2等预先刻印形成到磁盘上,然后将其组装到框体内也可以进行正确的记录再生。结果,在本发明中,不必在框体上形成伺服数记录用的孔。
这样,用于不必在框体上开孔,所以,可以以高度均匀的单纯的箱子或板来形成框体,从而可以提高机械刚性。这样,便抑制了机械共振,从而可以将磁头对磁盘以高精度定位。
在先有的装置中,由于有孔,所以,必须在净化室内进行判断磁盘装置是否合格的试验。但是,按照本发明,由于没有孔,所以,组装后不必在净化室内进行处理。
在使主轴电机100-21进一步薄型化的情况下,可以省略用于装配的孔100-2。
这样,按照本装置,由于制造容易、完成一个装置所需要的时间短,所以,可以实现低成本化。
如上所述,按照权利要求1所述的磁盘装置,由于相对于磁道以凹部形式刻印形成隔离带,所以,不必为了减轻串音而扩大隔离带,从而可以减小磁道间距,增大记录容量。另外,由于沿磁头的转动轨迹利用凹凸刻印形成跟踪用标志、显示磁道序号的标志或时钟标志,所以,在减小磁道间距的情况下也可以正确地进行存取。
按权利要求2所述的磁盘装置,由于测量与盘状媒体的偏心对应的变化量,并与该测量结果对应控制记录或再生动作,所以,在将预先记录了跟踪用标志、显示磁道序号标志或时钟标志等的盘状媒体在记录之后组装到框体内的磁盘装置中,不论偏心如何,也可以正确地进行数据的记录或再生。
按权利要求3所述的磁盘装置,由于使跟踪用标志、显示磁道序号标志和时钟标志的组数每1周少于1000个,所以,既可以确保记录容量,又可以正确地控制盘状记录媒体。
按权利要求4所述的磁盘装置,由于使控制信号记录区域在1周内所占的比例小于40%,所以,既可以确保记录容量,又可以将刻印形成的标志信号引起的磁头的混乱限制到最小限度,从而可以正确地记录再生数据。
按权利要求5所述的磁盘装置,由于利用树脂或玻璃构成盘状媒体的基板,所以,可以实现轻量化的装置,另外,由于可以使表面精度良好,所以,可以减小磁头与盘状媒体之间的距离,从而可以实现小型化的装置。
按权利要求6所述的磁盘装置,由于将记录头与再生头分离,所以,可以对数据高速度地进行记录再生。
按权利要求7所述的磁盘装置,由于在从磁道沿半径方向错开的位置上形成第1标志,所以,即使将记录头与再生头分离,记录时也可以在磁道上对记录头正确地进行跟踪控制。
按权利要求8所述的磁盘装置,由于设有多个标志,所以,即使在一处有漏失信息等,也可以以另一处为基准进行存取,从而可以提高安全性。
按权利要求9所述的磁盘装置,由于检测跟踪用标志或磁道序号表示标志的位置变化量或时钟标志的时间变化量,所以,可以正确地检测盘状媒体的偏心。
按权利要求10所述的磁盘装置,由于根据跟踪用标志、磁道序号表示标志或时钟标志计算修正由于磁头的偏心引起的位置偏离的偏心控制量,所以,可以正确地修正由于偏心引起的位置偏离。
按权利要求11所述的磁盘装置,由于存储通过计算而得到的偏心控制量,并与存储的偏心控制量对应跟踪控制磁头,所以,不提高跟踪控制的总体伺服增益,就可以可靠地进行跟踪控制。
按权利要求12所述的磁盘装置,由于根据时钟标志测量时间变化量,并与此对应修正时钟信号的时间轴,所以,可以抑制由于偏心等引起的跳动。
按权利要求13所述的磁盘装置,由于同时进行维托毕译码和CRC运算,所以,可以迅速地处理再生信号。
按权利要求14所述的磁盘装置,由于与再生时钟对应地使记录数据延迟,所以,可以修正由于再生头与记录头的距离引起的位相偏离及非线性位移动,从而可以将记录数据记录到正确的位置。
按权利要求15所述的磁盘装置,由于与位置偏离的大小对应地控制记录动作,所示,可以抑制受到异常的冲击时发生的误动作。
按权利要求16所述的磁盘装置,由于在框体上只设置透气孔,所以,可以缩短制造所需的时间,从而可以降低成本。
按权利要求17~19所述的磁盘装置,由于使盘状媒体的直径为2.5英寸、1.8英寸或1.3英寸,所以,可以实现小型化、轻量化的装置。
按权利要求20所述的磁盘装置的制造方法,由于是在刻印形成和记录了跟踪用标志、磁道序号表示标志和时钟标志后将盘状媒体组装到框体内的,所以,可以迅速地完成装置,从而可以降低成本。

Claims (20)

1.一种磁盘装置,它具有盘状媒体、磁头和转动臂,盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜;磁头对上述盘状媒体记录或再生信息;转动臂在支持上述磁头的状态下转动,将上述磁头移动到上述盘状媒体上指定的半径位置处,
其特征在于:上述盘状媒体具有数据记录区域和控制信号记录区域,在上述数据记录区域形成同心圆状或螺旋状的磁道,上述磁道刻印形成用于记录数据的记录部分为凸部,相邻的用于区分上述记录部分的隔离带为凹部;在上述控制信号记录区域利用凹凸刻印形成用于跟踪控制上述磁头的跟踪用标志、规定上述磁盘的磁道序号显示标志和将1周等间隔分割的时钟标志,同时,使其中的至少一种标志沿着上述磁头的转动轨迹形成,与再生上述跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志而得到的信号对应地控制上述磁头的记录或再生动作。
2.一种磁盘装置,它具有盘装媒体和磁头,盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜,磁头对上述盘状媒体记录或再生信息,
其特征在于:上述盘状媒体具有数据记录区域和控制信号记录区域,
在上述数据记录区域形成同心圆状或螺旋状的磁道,同时,上述磁道刻印形成用于记录数据的记录部分为凸部,相邻的用于区分上述记录部分的隔离带为凹部,
在上述控制信号记录区域至少利用凹凸刻印形成用于跟踪控制上述磁头的跟踪用标志、规定上述磁道的磁道序号显示标志和将1周等间隔分割的时钟标志,
从由上述磁头再生上述跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志而得到的信号中测量与上述盘状媒体的偏心对应的变化量,并与该测量结果对应控制上述磁头的记录或再生动作。
3.按权利要求1或2所述的磁盘装置,其特征在于:在上述盘状媒体上记录的上述跟踪用标志、磁道序号显示标志和时钟标志的组数每1周小于1000个。
4.按权利要求1,2或3所述的磁盘装置的特征在于:上述盘状媒体的上述控制信号记录区域在1周中占的比例小于40%。
5.按权利要求1~4中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述盘状媒体形成为树脂或玻璃的基板。
6.按权利要求1~5中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述磁头分离为记录数据的记录头和再生数据的再生头。
7.按权利要求6所述的磁盘装置,其特征在于:上述跟踪用标志和磁道序号表示标志具有记录时用的第1标志和再生时用的第2标志,
上述第2标志沿着上述磁道的大致中心设置,
上述第1标志沿半径方向在离上述磁道的大致中心偏离指定距离的位置处设置。
8.按权利要求7所述的磁盘装置,其特征在于:上述跟踪用标志和上述磁道序号显示标志由具有同一功能的多个标志构成。
9.按权利要求2所述的磁盘装置,其特征在于:与上述盘状媒体的偏心对应的变化量是根据上述跟踪用标志或磁道序号表示标志测量的位置变化量或者根据上述时钟标志测量的时间变化量。
10.按权利要求9所述的磁盘装置,其特征在于:根据再生上述跟踪用标志、磁道序号显示标志或时钟标志而得到的信号计算修正由于上述磁头对上述磁道的偏心引起的位置偏离的偏心控制量。
11.按权利要求10所述的磁盘装置,其特征在于:存储通过计算得到的上述偏心控制量,将存储的上述偏心控制量读出与跟踪控制信号进行加法运算后跟踪控制上述磁头。
12.按权利要求9所述的磁盘装置,其特征在于:与上述时钟标志同步地生成时钟信号,存储从时钟标志测量的时间变化量,与存储的上述时间变化量对应进行上述时钟信号的时间轴修正。
13.按权利要求1~12中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:再生上述磁道序号显示标志而得到的信号,在进行维托毕译码的时间内同时进行CRC运算。
14.按权利要求1~13中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:根据再生上述时钟标志而得到的信号生成时钟信号,与上述时钟信号对应使记录数据延迟,将延迟过的上述记录数据记录到上述盘状媒体上。
15.按权利要求1~14中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:判断从上述跟踪用标志测量的上述磁头与磁道的相对位置偏离量的大小,与该判断结果对应控制向上述盘状媒体的记录动作。
16.按权利要求1~15中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述盘状媒体、磁头和转动臂装在由上框体和下框体构成的密封的框体内部,只在上述上框体和下框体的平面部形成调整已密封的上述框体内部的气压与外部的气压之差的压力调整用的透气孔。
17.按权利要求1~16中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述盘状媒体的直径约为2.5英寸。
18.按权利要求1~16中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述盘状媒体的直径约为1.8英寸。
19.按权利要求1~16中任一项所述的磁盘装置,其特征在于:上述盘状媒体的直径约为1.3英寸。
20.一种磁盘装置的制造方法,该磁盘装置具有盘状媒体和磁头,盘状媒体在记录或再生信息的面上形成磁性膜,磁头对上述盘状媒体记录或再生信息,其特征在于:在上述盘状媒体上形成数据记录区域和控制信号记录区域,
在上述数据记录区域形成同心圆状或螺旋状的磁道,同时将上述磁道刻印形成用于记录数据的记录部分为凸部,相邻的用于区分上述记录部分的隔离带为凹部,
在上述控制信号记录区域利用凹凸至少刻印形成用于跟踪控制上述磁头的跟踪用标志、规定上述磁道的磁道序号显示标志和将1周等间隔分割的时钟标志,
将上述盘状媒体形成和记录了上述跟踪用标志、磁道序号表示标志和时钟标志后与上述磁头一起组装到框体内。
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