JP2007122806A - 磁気ディスク装置及び磁気ディスク媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＴＲ方式によりサーボ情報が埋め込み記録されたディスク媒体を使用するディスクドライブにおいて、リードヘッドの再生ヘッド幅がほぼデータトラックピッチ程度となる場合においても、ヘッドの十分な位置検出精度を確保できるディスクドライブを提供することにある。
【解決手段】ＤＴＲ方式により、ディスク媒体上のサーボ領域に埋め込み記録されたサーボ情報に含まれる位相差サーボバーストパターンにおいて、当該バーストパターンの傾斜状態を単一傾斜方向で、ヘッドのインライン角と同一方向に設定した構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的には、位相差サーボバーストパターンを含むサーボ情報が記録された磁気ディスク媒体を使用する磁気ディスク装置に関し、特に、ディスクリート・トラック記録方法を採用した磁気ディスク媒体を使用する磁気ディスク装置に関する。

一般的に、ハードディスクドライブを代表とする磁気ディスク装置（以下ディスクドライブと表記する場合がある）では、磁気ディスク媒体（以下単にディスク媒体と表記する）上にデータを書き込み、またはディスク媒体からデータを読出すヘッドの位置決め制御に必要なサーボ情報が、ディスク媒体上に予め記録されている。換言すれば、サーボ情報が記録されたディスク媒体が、ディスクドライブに組みこまれる。

サーボ情報は、ヘッドの位置を検出するために使用される。サーボ情報は大別して、ディスク媒体上のシリンダ（トラック）位置を識別するためのシリンダアドレスコードと、シリンダ内の位置を検出するためのサーボバーストパターンからなる。即ち、サーボバーストパターンは、シリンダ中心に対するオフトラック量（位置誤差）を検出するための情報である。

サーボバーストパターンとしては、位相差を検出する方式の位相差サーボバーストパターンがある（例えば、特許文献１，２を参照）。これらの位相差サーボバーストパターンは、特に傾斜方向やその角度には、特別の技術的意義はなく、磁気転写方式によりディスク媒体上に記録される。

ところで、近年、ディスクリート・トラック・メディア（ＤＴＭ：discrete track medium）と称する構造（以下ＤＴＭ構造）のディスク媒体が注目されている。ＤＴＭ構造のディスク媒体は、表面上が磁気記録部として有効な領域と非有効な領域とが形成されている。有効な領域とは、磁性膜が設けられた凸部の磁性領域である。一方、非有効な領域とは、非磁性領域、または凹部で磁気記録ができない領域である。即ち、非有効な領域は、磁性膜が形成されている場合でも、凹部により実質的に非磁性領域として構成された部分である。

このようなＤＴＭ構造のディスク媒体であれば、パターン転写工程を含むスタンパ製造方法により、通常のサーボトラックライタを使用することなく、サーボ情報を高い効率で記録することができる。このような記録方式を、ディスクリート・トラック記録（ＤＴＲ：discrete track recording）と呼ぶことがある。即ち、ＤＴＲ方式により、ディスク媒体上には、パターン転写工程により、位相差サーボバーストパターンを含むサーボ情報を高精度に埋め込み記録することが可能となる。
特開２００５−１００６１１号公報 特開平８−２２１９１９号公報

前述のようなＤＴＲ方式においては、サーボ情報やユーザデータを読出すためのリードヘッド（例えばＧＭＲヘッド）による再生ヘッド幅と、データトラックピッチ幅とをほぼ同一にして、線記録密度を大幅に向上することができる。データトラックとは、ユーザデータを記録するための領域であり、サーボ領域に隣接する領域である。

ところで、高記録密度化に伴って、リードヘッドの再生ヘッド幅の狭小化を図る場合、ＤＴＲ方式では、前記のように、再生ヘッド幅がほぼデータトラックピッチ幅になり、サーボ情報の位相差サーボバーストパターンの周期も高く。このため、位相差サーボバーストパターンの傾斜方向や傾斜角を、厳密に管理する必要がある。以下、その意義について説明する。

ＤＴＭ構造以外の通常の一様磁性構造のディスク媒体では、ユーザデータを高密度記録する際には、ライトヘッドで記録した磁区の横方向に滲みが発生する。隣接トラックの既データへの干渉防止のため、ライトヘッドの記録幅としては、データトラックピッチの８０％以下のものを使うのが一般的となる。また、再生ヘッド幅は、この横方向滲みを持つ記録信号を、良好なＳＮ比で再生する目的から、更に８０％以下のヘッド幅となる。即ち、通常の一様磁性構造のディスク媒体を使用するドライブでは、再生ヘッド幅がデータトラックピッチの６４％以下の非常に狭いリードヘッドが選定されている。

しかしながら、ＤＴＲ方式を採用した場合に、前述したように、リードヘッドの再生ヘッド幅は、ほぼデータトラックピッチ程度となる。この場合、サーボ情報に含まれる位相差サーボバーストパターンの傾斜方向や傾斜角によっては、リードヘッドによる位相差サーボバーストパターンの再生精度が悪化し、ヘッドに対する十分な位置検出精度が得られなくなる問題がある。

そこで、本発明の目的は、ＤＴＲ方式によりサーボ情報が埋め込み記録されたディスク媒体を使用するディスクドライブにおいて、リードヘッドの再生ヘッド幅がほぼデータトラックピッチ程度となる場合においても、ヘッドの十分な位置検出精度を確保できるディスクドライブを提供することにある。

本発明の観点は、ＤＴＲ方式により、ディスク媒体上のサーボ領域に埋め込み記録されたサーボ情報に含まれる位相差サーボバーストパターンの傾斜状態（例えば傾斜方向）を、ヘッドのインライン角との関係に基づいて設定した構成である。

本発明の観点に従ったディスクドライブは、ユーザデータの記録又は再生を行なうヘッドの位置検出用のサーボ情報が、ディスクリート・トラック記録方式により埋め込み記録されたサーボ領域を含む磁気ディスク媒体であって、前記サーボ情報には、プリアンブル部、シリンダアドレスコード部、及びオフトラック量を検出するための位相差バーストパターン部が含まれて、当該位相差サーボバーストパターン部は、前記サーボ領域毎に１種類だけ設けられていて、サーボバーストパターンの傾斜方向が前記ヘッドのインライン角の方向であり、位相が内周ほど遅れて、外周ほど進むような構成である磁気ディスク媒体と、前記ヘッドに含まれて、前記磁気ディスク媒体から前記サーボ情報及びユーザデータを読出すリードヘッドと、前記リードヘッドを使用して前記サーボ領域から再生した前記サーボ情報に従って、前記ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段とを備えた構成である。

本発明によれば、ＤＴＲ方式によりサーボ情報が埋め込み記録されたディスク媒体を使用するディスクドライブにおいて、リードヘッドの再生ヘッド幅がほぼデータトラックピッチ程度となる場合においても、位相差サーボバーストパターンによるヘッドの位置誤差を検出するときに、高い位置検出精度を確保できる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図１は本実施形態に関するディスク媒体の構成を説明するための図である。図２は本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図である。

（ディスクドライブの構成）
図２は、本実施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクドライブの要部を示すブロック図である。

ディスクドライブは、図２に示すように、垂直磁気記録方式によりデータを記録するディスク媒体１と、ディスク媒体１を回転させるスピンドルモータ１１と、ヘッド１０を搭載しているアクチュエータ１２とを有する。ヘッド１０は、ディスク媒体１からデータ（サーボ情報またはユーザデータ）を読出すためのリードヘッド１０Ｒと、ディスク媒体１上にユーザデータを書き込むためのライトヘッド１０Ｗを有する。アクチュエータ１２は、先端部に搭載しているヘッド１０を、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１３の駆動によりディスク媒体１上の半径方向に移動させる。

さらに、ディスクドライブは、プリアンプ１４と、信号処理ユニット１５と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１６と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１７と、サーボプロセッサ１８と、ＶＣＭドライバ１９とを有する。

プリアンプ１４は、リードヘッド１０Ｒにより読出されたリード信号（サーボ情報又はユーザデータ）を増幅して、信号処理ユニット１５に送出する。また、プリアンプ１４は、信号処理ユニット１５から出力されるライト信号を増幅して、ライトヘッドに送出する。信号処理ユニット１５は、リード／ライト信号を処理するリード／ライトチャネルであり、リード信号からサーボ情報を再生する機能を有する。また、信号処理ユニット１５は、リード信号からユーザデータを再生してディスクコントローラ１６に送出する。

ディスクコントローラ１６は、ドライブとホストシステム１２０とのインターフェースを構成し、リード／ライトデータ（ユーザデータ）のデータ転送制御などを実行する。ＣＰＵ１７は、ドライブのメイン制御装置であり、リード／ライト動作の制御などを実行する。

本実施形態のディスクドライブは、ＣＰＵ１７とは別に、サーボ制御処理を実行するためのサーボプロセッサ１８を有する。サーボプロセッサ１８は、具体的にはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）及びロジック回路から構成されている。サーボプロセッサ１８は、信号処理ユニット１５により再生されたサーボ情報に基づいて、ＶＣＭドライバ１９を介してアクチュエータ１２を駆動制御し、ヘッド１０の位置決め制御を実行する。サーボプロセッサ１８は、内部メモリ（フラッシュＥＥＰＲＯＭ）１１０に記憶されている各種の制御情報を使用してヘッド１０の位置決め制御を実行する。

なお、ＣＰＵ１７及びサーボプロセッサ１８は、個別のユニットではなく、それぞれの機能を実現するソフトウェアを実行するマイクロプロセッサ１００により構成されていてもよい。即ち、サーボプロセッサ１８は、サーボ制御処理を実現するソフトウェアであってもよい。

（ディスク媒体）
本実施形態のディスク媒体１は、図１に示すように、垂直磁気記録用でＤＴＭ構造の媒体であり、磁性を分断して磁性部と非磁性部とからなるサーボ領域２及びデータトラック部３が形成されている。非磁性部は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）部材を埋め込み平坦化された領域である。

サーボ領域２には、図１に示すように、サーボ情報として、タイミング同期用のプリアンブル部２０と、シリンダ（トラック）を識別するためのシリンダコード等が記録されたシリンダアドレスコード部２１と、位相差サーボバーストパターン部２２と、ディスク偏心（回転変動）の影響対策用のポストアンブル（ＰＡＤ）が設けられている。即ち、ＤＴＲ方式により、サーボ情報が埋め込み記録されたサーボ領域２が設けられている。

なお、ディスク媒体１上には、図１に示すように、サーボ領域２は周方向に所定の間隔で配置されている。さらに、サーボ領域２とデータトラック３０を含むサーボトラックが、内周側から外周側の範囲内に、所定のトラックピッチ（サーボピッチ）Ｔｐ間隔で配置されている。サーボトラックは、シリンダアドレスコード部２１により、各サーボトラック毎に異なるシリンダコードが割り当てられている。

位相差サーボバーストパターン部２２には、一様方向（例えばＮ極）に着磁された磁性部からなる単一傾斜方向のサーボバーストパターン（以下傾斜バーストパターンと表記する）が記録されている。傾斜バーストパターンは、その傾斜方向が内周ほど遅れて、外周ほど進むような構成である。傾斜バーストパターンは、リードヘッド１０Ｒのオフトラック量（中心線Ｔｃに対する位置誤差）を検出するために使用される情報である。

図１において、符号Ｔｃは、傾斜バーストパターンの位相差が零となる半径位置、即ちサーボトラックの中心線を示す。傾斜バーストパターンは、半径方向に２サーボピッチ周期で繰り返すパターンとなっている。また、符号Ｔｃは、プリアンブル部２０の１，０（非磁性、磁性）と、完全に一致した位相・周波数で記録された半径位置を表す。ここで、ＰＡＤもプリアンブル部２０と同位相である。傾斜バーストの位相差零の半径位置が、各サーボトラックの中心に配置されている。

（ヘッドのインライン角）
次に、本実施形態の作用効果に関係するヘッド１０のインライン角について説明する。

本実施形態のディスク媒体１上では、ＤＴＲ方式により、サーボ情報に含まれる位相差サーボバーストパターン部２２には、リードヘッド１０Ｒのオフトラック量（中心線Ｔｃに対する位置誤差）を検出するため傾斜バーストパターンが埋め込み記録されている。この傾斜バーストパターンは、図１に示すように、内周ほど遅れて、外周ほど進むような単一傾斜方向のパターン構成である。この単一傾斜方向のパターン構成は、後述するように、ディスクドライブでのヘッド１０とアクチュエータ１２のメカニズムが有するインライン角に関係して設定されている。

図３に示すように、アクチュエータ１２の回転中心Ｐとヘッド１０とを結ぶ直線３００と、ヘッド１０の取り付け線３１０とはある角度を持つ事になる。この角度差を、インライン角と呼び、ヘッド傾斜角に相当する。一般的に、ヘッド１０のスライダは、アクチュエータ１２に搭載されたサスペンション・ビーム上に水平に取り付けられる。しかし、アクチュエータ１２の回転中心Ｐは、ヘッド１０の取り付け線３１０からオフセットした位置に設計されている。

一方、図４は、ヘッド１０（Ｈで位置を示す）のアクセス角を説明するための図である。即ち、ディスク媒体１の周方向に対するヘッドのアクセス角は、スキュー角とも呼ばれて、アクチュエータ１２により回転駆動（回転中心Ｐ）するため、ディスク媒体１の内外周で変化する。このため、サーボ領域２に記録されているサーボ情報は、そのスキュー角に応じて、図４に示すように、ヘッドアクセス軌跡を取る様なパターンとして記録される。なお、図４において、符号Ｏはディスク媒体１の回転中心を意味する。

即ち、サーボ領域２でのタイミング用同期用のプリアンブル部２０や、アドレス部２１等の半径方向の放射線が、周方向接線と半径位置により、傾斜角を変える様に形成されている。このことは、周方向に対するヘッドアクセス角は可変しても、傾斜バーストパターンの半径方向の放射線（プリアンブルが連続する方向の線）との角度は、ほぼインライン角を維持して変化しない事を意味する。換言すれば、プリアンブル部２０のパターンの傾斜状態は内外周で変化するが、ヘッド１０は内外周によらず、パターンに対しインライン角分だけ傾斜した状態でアクセスすることを意味する。

このように、ヘッド１０がサーボ情報のパターンに対して、インライン角分だけ傾斜していると、単一傾斜のサーボバーストパターンの傾斜状況により、同一特性が得られるわけではなくなる。即ち、傾斜バーストパターンの傾斜方向が、リードヘッド１０Ｒにより再生される再生信号（サーボ信号）の信号品質の差となって現れてくる。

（傾斜バーストパターンとインライン角との関係）
次に、図５、図６、及び図７を参照して、傾斜バーストパターンとインライン角との関係を説明する。

図７（Ａ）は、2Tp_sv周期で、パターン傾斜方向として位相が内周ほど遅れて、外周ほど進むような本実施形態の傾斜バーストパターンの構成を示す。即ち、当該パターン傾斜方向がヘッドのインライン角方向に設定されている。ここで、図７では、本実施形態でのＤＴＲ方式で採用される再生ヘッド幅の広いリードヘッド１０Ｒに対して、再生ヘッド幅が狭い通常のリードヘッド７０Ｒを示す。一方、図７（Ｃ）は、本実施形態の傾斜バーストパターンに対して、逆方向、即ち外周側ほど位相が遅れる傾斜バーストパターンの構成を示す。

図７（Ｂ）及び（Ｄ）は、共にTp_sv周期で、パターン傾斜方向をインライン角方向に傾斜させた傾斜バーストパターンと、逆方向、即ち外周側ほど位相が遅れる傾斜バーストパターンの構成を示している。即ち、図７（Ｂ）は、本実施形態の場合と同様に、インライン角方向に傾斜させた傾斜バーストパターンを示す。

図７に示すように、再生ヘッド幅が狭い通常のリードヘッド７０Ｒでは、図７（Ｄ）に示す傾斜バーストパターン以外では、完全埋没する。この場合、図７（Ｄ）に示す傾斜バーストパターンでも、多少ＬｓｖやＴｐｓｖの設計が異なれば、埋没する可能性がある。従って、再生ヘッド幅が狭い通常のリードヘッド７０Ｒでは、極端に傾斜させた場合でないかぎり、どのようなバーストパターンであっても、位相検出時に精度が極端に劣化することはなかったとわかる。

一方、本実施形態におけるＤＴＲ方式で採用される再生ヘッド幅の広いリードヘッド１０Ｒでは、図７（Ａ）に示す傾斜バーストパターン以外は、完全埋没しない。図７（Ｃ）に示す傾斜バーストパターンでは、リードヘッド１０Ｒが埋没していない程度が低いので、さほど問題でない様に思える。しかしながら、図５及び図６を参照して後述するように、実際にはバースト線幅のむら等の要因により、シミュレーション結果では大きな差として表れる。

図５及び図６は、リードヘッド１０Ｒにより傾斜バーストパターンを再生した場合の再生信号をシミュレーションした結果を示す。傾斜バーストパターンは、2Tp_sv周期パターンであり、パターン線幅の揺らぎが10％である。また、ヘッドのインライン角は７．５degである。なお、傾斜バーストパターンの再生信号振幅は、パターン幅揺らぎ等のノイズ影響で極端に歪み易くなり、かつ、信号振幅にも大きな違いが出る。

図５は、本実施形態の傾斜バーストパターンと同一方向に傾斜させたパターンでの再生信号のシミュレーション結果を示す。また、図６は、本実施形態の傾斜バーストパターンとは逆方向に傾斜させたパターンでの再生信号のシミュレーション結果を示す。

これらの図から明白であるように、図５に示すように、ヘッドのインライン角を考慮して、傾斜させた本実施形態の傾斜バーストパターンの再生信号は、安定した信号振幅特性を示している。これに対して、図６に示すように、本実施形態の傾斜バーストパターンとは逆方向に傾斜させたパターンでの再生信号は、信号振幅が極端に小さくなったり、かつ、想定したランダムジッタ外乱で、その信号振幅が大きく乱れている事が確認できる。

図６に示すような信号振幅が小さくなる理由としては、リードヘッド１０Ｒのヘッド幅方向線と、傾斜バーストパターンの傾斜方向線の平行度が効いていて、平行に近い程、振幅は大きくなる。また、信号振幅の乱れが大きい理由は、図７（Ｃ）に示すように、リードヘッド１０Ｒが完全埋没の状態にはならないが、ぎりぎりに近い状態のため、パターン幅の揺らぎ変動で、完全埋没する場合とあまり埋没しない場合とが現れ、これが振幅変動として顕著に表れていると考えられる。このことから、傾斜バーストパターンをインライン角の方向に合わせて傾斜させる事は、傾斜バーストパターンからリードヘッド１０Ｒの位置検出の高精度化には極めて効果的である。

次に、図７と共に図１１を参照して、傾斜バーストパターンの角度とオフトラック検出精度の関係について説明する。

図１１は、本実施形態における傾斜バーストパターン、即ち傾斜方向をヘッドのインライン角方向に取り、傾斜バーストパターンの半径方向の周期を変更して、オフトラック検出精度を調べた結果を示す。ここで、傾斜バーストパターンの周期が、ヘッドに対する傾斜バーストパターンの角度の違いを表す事になる。

図１１に示すように、２Tp_sv以上の傾斜バーストパターンの周期を設定している場合には、検出精度は傾斜バーストパターンの周期とほぼ比例関係になるが、傾斜バーストパターンの周期をサーボピッチ（Tp_sv）とすると、突然、検出精度が極端に悪くなる。これは、傾斜バーストパターンとヘッドの傾斜角がつきすぎて、リードヘッド１０Ｒのギャップによる検出感度範囲内（検出窓）で、複数種の信号が混合し、再生信号振幅が極端に小さくなるためと思われる。図７は、それをイメージとして表記したものである。

リードヘッド１０Ｒの検出感度範囲として、ギャップと再生ヘッド幅Mと言う方形感度範囲を仮定すると、２×Tp_svの周期では、ほぼ完全に垂直磁化のＮ，Ｓ極がはいり再生信号の最大・最小が得られる事を意味する。一方、Tp_svの周期では、リードヘッド１０Ｒの感度範囲内にＮ，Ｓ極が混在し、その積分値として得られる信号振幅は、周方向に移動してもほとんど変化しない信号となる。

以上の事から、リードヘッド１０Ｒの検出感度範囲内に複数種の信号が混合しないように、傾斜バーストパターンは、図７（Ａ）に示すような構成が望ましい。具体的には、リードヘッド１０Ｒの形状、ヘッドのインライン角（図７（Ａ）のθ）、サーボピッチ（Tp_sv）、サーボ信号記録周期とメディア回転速度と半径位置とで決まるサーボパターン周方向長（図７のＬsv）とに基づいて、図７（Ａ）に示すような傾斜バーストパターンを設計することになる。即ち、サーボバーストパターンの周方向長が最短になる最内周半径にて、リードヘッド１０Ｒの形状直下に、Ｎ，Ｓ極が混在干渉しない傾斜バーストパターンの周期を下限として、傾斜バーストパターンを設計すれば良い。

なお、実際には、リードヘッド１０Ｒを含むヘッド１０は、回転駆動系のアクチュエータ１２に取り付けられているため、ディスク媒体１上の半径位置によりスキュー角が変化する。しかし、ヘッド１０は内外周によらず、傾斜バーストパターンに対してインライン角分だけ傾斜した状態でアクセスすることになるので、全く問題ない。

本実施形態において、傾斜バーストパターンの周期を１．８サーボピッチ以上に取れば、干渉発生しないため、例えばオフトラック検出精度が良好な２サーボピッチの傾斜バーストパターンが望ましい。

（オフトラック量検出方法の説明）
図８は、信号処理ユニット（リード／ライトチャネル）１５の内部構成を示すブロック図であり、本実施形態の位相差サーボバーストパターンの信号検出系を示す。リード／ライトチャネル１５は、リードヘッド１０Ｒによりサーボ領域２から再生した再生信号（プリアンプ１４の出力）から、シリンダコード値ＣＬＹ及び位相差検出値Ｐ１，Ｐ２をサーボプロセッサ１８に出力する。サーボプロセッサ１８は、位相差検出値Ｐ１，Ｐ２からリードヘッド１０Ｒのオフトラック検出値（位置誤差ＰＥＳ）を算出する。

リード／ライトチャネル１５は、プリアンプ１４から出力される再生信号を入力すると、タイミング同期回路１５０によりプリアンブルで同期を取ったタイミング周期信号を生成し、Ａ／Ｄコンバータ１５１により再生信号をサンプルしてディジタル値に変換する。ここで、傾斜バースト再生信号ＳＩＧ（θ）は、下記式（１）に示すように表現できる。

リード／ライトチャネル１５は、メモリ１５２、演算要素１５３及び積分器１５４により、再生信号の正弦値、余弦値に相当する係数を乗じて、ＦＩＲ（finite impulse response）演算（加算）による直交検波処理を実行する。具体的には、直交検波処理は、下記式（２），（３）に示すような演算処理を実行する。

リード／ライトチャネル１５は、直交検波処理結果から下記式（４），（５）に示すような位相差検出値Ｐ１，Ｐ２である位相差φを持つ傾斜バースト再生信号の正弦及び余弦成分（sinφ, cosφの比例倍）を出力する。

ここで、位相角φは、逆正接処理(atan(Ｐ２／Ｐ１))により算出される。逆正接処理は、出力として-90degから+90degの出力を取るが、本実施形態では２サーボピッチ周期で傾斜バーストパターンが形成されているため、これを単純に比例倍すればオフトラック量となる。

図９（Ａ）は、２サーボピッチ周期でのリード／ライトチャネル１５の出力信号Ｐ１，Ｐ２の特性を示す図である。また、図９（Ｂ）は、オフトラック検出値ＰＥＳの特性を示す図である。

但し、実際には、シリンダコード変化境界でのシリンダアドレスコードや、Ｐ１，Ｐ２へのノイズ影響があるため、ヘッド位置が不連続飛びしないように、逆正接処理境界での補正処理が必要となる。

ヘッド位置Posを、シリンダコード値Cylとオフトラック量Offtrkで表記すると、次式（６）となる。

Pos ＝G*Cyl ＋ Offtrk…（６）
但し、Gは、１シリンダ分に相当するオフトラック量である。位相角φが９０度の近傍では、オフトラック量Offtrkが-G/2かG/2を取るが、シリンダコード値Cylがその象現移動に伴って変更されていれば、ヘッド位置Posとしては、連続性を保つ事ができる。リード／ライトチャネル１５の出力信号Ｐ１の正負に基づいて、シリンダコード値Cylがその象現を満たすように補正すれば、ヘッド位置Posとしての連続性を容易に確保することができる。

以上の処理から考えると、位相角φがシリンダコードに対応するトラック中心からのオフトラック量として、簡単に求められるシリンダ中心で０度か１８０度である傾斜バーストパターンであることが望ましい。そこで、傾斜バーストパターンがプリアンブル部２０と同位相（タイミングが一致する）となる半径位置は、同一シリンダコードのほぼ中心となる様に、傾斜バーストパターンの周期が２サーボピッチ周期となる様に構成されている。

なお、前述したように、ノイズ等があると、逆正接処理近傍において、位相角が急変してしまうので、リード／ライトチャネル１５の出力信号Ｐ１の正負に基づいて、シリンダコード値Cylを補正して、ヘッド位置Posとしての連続性を検出ヘッド位置としての連続性を確保する。但し、この補正処理において、Ｐ１の正負で位相差の存在する象限を２つの象限として分類し場合には、この象現情報でシリンダコード情報を補正することになる。即ち、チャネル１５から出力される傾斜バーストパターンの正弦・余弦値情報の大小関係に基づいて位相差が存在する象限を判定し、シリンダコード情報を補正することになる。

［第２の実施形態］
図１０（Ａ），（Ｂ）は、前述の図９（Ａ），（Ｂ）に相当し、第２の実施形態に関する４サーボピッチ周期での傾斜バーストパターンに対するリード／ライトチャネル１５の出力である位相差検出値Ｐ１，Ｐ２、及びリードヘッド１０Ｒのオフトラック検出値（位置誤差ＰＥＳ）の特性を示す図である。

即ち、本実施形態は、４サーボピッチ周期である以外は、第１の実施形態と同様の傾斜バーストパターンに関する構成である。従って、後述する４サーボピッチ周期の傾斜バーストパターンを使用したオフトラック検出方法以外のディスクドライブやディスク媒体１上の構成は、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。

本実施形態は、ヘッドのインライン角が１０deg以上ある場合を想定する。ＤＴＲ方式では、リードヘッド１０Ｒの再生ヘッド幅がデータトラックピッチ程度に広くなるため、傾斜バーストパターンを２サーボトラックピッチとすると、ヘッドの感度範囲が傾斜バーストパターン内にきちんと埋没せず、信号振幅が劣化する。

さらに、本実施形態では、インライン角が１０deg以上と大きいため、２サーボピッチ周期の傾斜バーストパターンでは、十分なヘッド位置検出精度が得られない可能性が高い。そこで、本実施形態は、傾斜バーストパターンの周期を４サーボピッチとし、オフトラック位置の検出精度の改善を図るための構成である。

（オフトラック検出方法）
図１０（Ａ）に示すように、位相が−４５〜４５度の９０deg毎に、４つのシリンダを跨って余弦値Ｐ１及び正弦値Ｐ２が変化する。そこで、この絶対値の大小関係と、Ｐ１，Ｐ２の正負に基づいて事象を４つに分ける。即ち、
１象現：｜Ｐ１｜≧｜Ｐ２｜ ＆ Ｐ１＞０→−４５deg＜φ＜＋４５deg
２象現：｜Ｐ１｜＜｜Ｐ２｜ ＆ Ｐ２＞０→＋４５deg＜φ＜１３５deg
３象現：｜Ｐ１｜≧｜Ｐ２｜ ＆ Ｐ１＜０→１３５deg＜φ＜２２５deg
４象現：｜Ｐ１｜＜｜Ｐ２｜ ＆ Ｐ２＜０→２２５deg＜φ＜３１５deg
奇数象現（１，３の場合）では、Ｐ１は絶対に零とならないが、Ｐ２は零を取る危険が高いので、逆正接処理(atan(Ｐ２／Ｐ１))で、ほぼ−４５deg〜＋４５degとなる位相角を得る。また、偶数象現（２，４の場合）は、分母分子を逆にして逆正接処理(atan(−Ｐ２／Ｐ１))で、ほぼ−４５deg〜＋４５degとなる位相角を得る。オフトラック量は、これを単純比例倍すれば良い。また、シリンダアドレスの下位２ビットは、この象現値に対応している。象現切替え時に、オフトラック値は大きく変化するが、正負どちらの値を取るかは、この象現から決まっている。

本実施形態では、傾斜バーストパターンの零位相は、シリンダコード値Cylの4ｋシリンダ中心に位置するパターンなので、１象現であれば、シリンダコード値Cylの下位２ビットを象現値−１に変えれば、シリンダコード値Cylを含めたヘッド位置Posは、連続性を維持して不連続とならない。

以上のようにして、チャネル１５から出力される位相差バーストパターンの正弦及び余弦値情報（Ｐ１，Ｐ２）の大小関係に基づいて、バースト位相差の存在する象限を判定し、この象現情報で、チャネルから出力されるシリンダコード情報を補正すると、ヘッド位置の連続性を保てる簡便な処理ができる。従って、本実施形態の４サーボピッチの場合でも、シリンダ中心で０度を取るパターンであれば、容易にオフトラック量を算出できる。

以上のように、第１及び第２の実施形態による２サーボピッチ又は４サーボピッチの傾斜バーストパターンにおいて、図１に示すように、その傾斜方向が内周ほど遅れて、外周ほど進むような構成であれば、リードヘッド１０Ｒから出力される再生信号の振幅特性は安定であり、オフトラック検出精度が高い。これに対して、図６からも明白であるように、各実施形態とは逆の方向となる外周程遅れる傾斜バーストパターンの場合には、リードヘッド１０Ｒから出力される再生信号の信号振幅は、極端に不安定になり、かつ、信号振幅としても小さくなる。

また、図１１から明白であるように、バーストパターンの傾斜角と検出精度との関係から、サーボ記録仕様が同じであれば、傾斜パターン周期長が短い程、また傾斜角が大きいほど、オフトラック検出精度は高くなる。なお、バーストパターンの傾斜角と検出精度との関係とは、厳密に言えば、内周程遅れる傾斜バーストパターンで、ＤＴＲ用幅広のリードヘッド１０Ｒを採用した場合に、傾斜パターン繰返し周期とオフトラック検出精度との関係を意味する。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に関するディスク媒体の構成を説明するための図。 本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。 本実施形態に関するヘッドのインライン角を説明するための図。 本実施形態に関するヘッドのアクセス角を説明するための図。 本実施形態に関する位相差サーボバーストパターンの傾斜方向に基づいたシミュレーション結果を示す図。 本実施形態に関する本実施形態に関する位相差サーボバーストパターンの傾斜方向に基づいたシミュレーション結果を示す図。 本実施形態に関する位相差サーボバーストパターンの周期と検出精度の関係を説明するための図。 本実施形態に関する信号処理ユニットの構成を説明するための図。 本実施形態に関するオフトラック検出値を説明するための図。 第２の実施形態に関するオフトラック検出値を説明するための図。 第１の本実施形態に関する傾斜バーストパターンの角度とオフトラック検出精度の関係について説明するための図。

符号の説明

１…ディスク媒体、１０…ヘッド、１０Ｒ…リードヘッド、１２…アクチュエータ、
１３…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１４…プリアンプ、
１５…信号処理ユニット（リード／ライトチャネル）、
１６…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１７…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
１８…サーボプロセッサ、１９…ＶＣＭドライバ。

Claims (8)

1. ユーザデータの記録又は再生を行なうヘッドの位置検出用のサーボ情報が、ディスクリート・トラック記録方式により埋め込み記録されたサーボ領域を含む磁気ディスク媒体であって、前記サーボ情報には、プリアンブル部、シリンダアドレスコード部、及びオフトラック量を検出するための位相差バーストパターン部が含まれて、当該位相差サーボバーストパターン部は、前記サーボ領域毎に１種類だけ設けられていて、サーボバーストパターンの傾斜方向が前記ヘッドのインライン角の方向であり、位相が内周ほど遅れて、外周ほど進むような構成である磁気ディスク媒体と、
   前記ヘッドに含まれて、前記磁気ディスク媒体から前記サーボ情報及びユーザデータを読出すリードヘッドと、
   前記リードヘッドを使用して前記サーボ領域から再生した前記サーボ情報に従って、前記ヘッドの位置決め制御を実行する制御手段と
   を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記磁気ディスク媒体において、
   前記位相差サーボバーストパターン部のサーボバーストパターンは、前記プリアンブル部と同位相となる半径位置が、前記シリンダアドレスコード部における同一のシリンダコードのほぼ中心となる様に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記磁気ディスク媒体において、
   前記位相差サーボバーストパターン部のサーボバーストパターンは、位相差の傾斜周期が、リード動作のアクセス時に前記リードヘッドの検出範囲を前記磁気ディスク媒体上に投影した際に、その影が完全に前記サーボバーストパターンに埋没可能で、かつサーボピッチの２倍または４倍となる周期で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記磁気ディスク媒体は、垂直磁気記録方式により前記サーボ情報又はユーザデータの記録が可能な媒体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
5. サーボ情報及びユーザデータを読出すためのリードヘッドを有するディスクドライブに組みこまれる磁気ディスク媒体であって、
   前記リードヘッドの位置検出用の前記サーボ情報が、ディスクリート・トラック記録方式により埋め込み記録されたサーボ領域を含み、
   前記サーボ情報には、プリアンブル部、シリンダアドレスコード部、及びオフトラック量を検出するための位相差バーストパターン部が含まれて、
   前記位相差サーボバーストパターン部は、前記サーボ領域毎に１種類だけ設けられていて、サーボバーストパターンの傾斜方向が前記ヘッドのインライン角の方向であり、位相が内周ほど遅れて、外周ほど進むような構成であることを特徴とする磁気ディスク媒体。
6. 前記位相差サーボバーストパターン部のサーボバーストパターンは、前記プリアンブル部と同位相となる半径位置が、前記シリンダアドレスコード部における同一のシリンダコードのほぼ中心となる様に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク媒体。
7. 前記位相差サーボバーストパターン部のサーボバーストパターンは、位相差の傾斜周期が、リード動作のアクセス時に前記リードヘッドの検出範囲を前記磁気ディスク媒体上に投影した際に、その影が完全に前記サーボバーストパターンに埋没可能で、かつサーボピッチの２倍または４倍となる周期で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク媒体。
8. 垂直磁気記録方式により前記サーボ情報又はユーザデータの記録が可能な媒体であることを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク媒体。

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