JP2009199657A - ビットアドレスパターン作成方法及び読み出し方法、ディスク状記録媒体、及び情報記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、サーボパターンにおけるトラックの境界付近を読み込むことによる読み取りエラー率を減少させることのできるビットアドレスパターンの作成方法及び読み出し方法、ディスク状記録媒体、及び情報記録装置を提供することを課題とする。
【解決手段】可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体上にビットアドレスパターンを作成する。円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンにおいてビットアドレスパターンを形成する際に、ビットアドレスパターンを一つのセクタ毎に半径方向に異なる位置に形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁気ディスク装置等の回転式情報記録装置の、サーボパターンが記録された記録媒体に関する。

磁気ディスク装置等の回転式情報記録装置では、回転するディスク状記録媒体上での読み取り／書き込み用ヘッドの位置決めを行うために、記録媒体上に位置決めパターンが形成される。磁気ディスクにおいて、位置決めパターンは磁化パターンであり、磁気ディスク上でＮ極となる部分とＳ極になる部分とが所定の間隔で整列したパターンとして形成される。このような位置決めパターンをサーボパターンと称する。

図１は一般的な磁気ディスクの構成を示す模式図である。図１に示すように磁気ディスク１の情報記録面１ａには、円周方向に延在する同心円状に複数のシリンダ２が形成される。シリンダ２は磁気ディスク一枚で見るとトラック相当する。また、磁気ディスク１の情報記録領域は円周方向に細かく分割されており、分割された領域の各々をセクタ３−ｎ（ｎ＝０，１，２，・・・）と称する。上述のサーボパターンは各セクタの先頭部分に位置するように形成される。図１において、磁気ディスク１の中央部分から外周方向に延在する曲線が、サーボパターンが形成された部分を表している。

図２は磁気ディスク１のサーボパターンの一例を示す図である。図２において、例えば網掛けが施された部分がＮ極に磁化された部分であり、白い部分がＳ極に磁化された部分である。Ｎ極に磁化された部分とＳ極に磁化された部分とは、円周方向に沿って所定のパターンで配置される。

サーボパターンは、大別して、同期パターン、インデックス、シリンダアドレス、セクタアドレス、位置決めパターンをその順番に含んでいる。同期パターンはヘッドの動作を同期させるためのパターンである。シリンダアドレスは各シリンダ（一枚の磁気ディスクではトラックに相当）のアドレスを表すビットアドレスパターンである。セクタアドレスは各セクタのアドレスを表すビットパターンである。位置決めパターンはＶ字状に形成された磁化パターンであり、この磁化パターンを円周方向に読み出すことで、その読み出した部分の半径方向の位置を特定することができる。

ここで、セクタアドレスに注目する。セクタは図１に示すようにシリンダ２（トラック）を円周方向に分割した領域であるから、一つのシリンダ２内にｎ＋１個のセクタ３が存在する。シリンダ２は同心円状に形成されているので、セクタアドレスのビットアドレスパターンは隣り合ったシリンダ２では、同じ半径方向に位置するセクタアドレスは異なる値であり、それらのビットアドレスパターンが異なる。したがって、半径方向に隣り合うシリンダの間の境界において、例えば、図２に示す部分Ａのように、ビットアドレスパターンを表す磁化パターンが変化する部分がある。

一つのセクタアドレスの後に一つのデータトラックが形成される場合は、一つのシリンダの幅の中央付近においてセクタアドレスを表すビットアドレスパターン（磁化パターン）を読み込むことでセクタアドレスを問題無く読み出すことができる。

ここで、上述のようなサーボパターンを読み出して、ヘッドのトラック幅にばらつきが存在する場合に、許容するヘッドの仕様を緩和し、ヘッド歩留まりを向上することができる磁気ディスク装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ノイズに強い位相サーボパターンの検出を行い位置検出性能を高める技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−２０２７２７号公報 特開平７−２８７９４９号公報

近年、記録密度を高めるためにシリンダの幅が減少するのに伴い、ビットアドレスパターンが微細化され、隣り合うシリンダ（トラック）の境界におけるビットアドレスパターンの各磁化パターンの形状に高精度が要求されている。特に、シリンダ間の境界で終端する各磁化部分の形状が重要となる。

図３はセクタアドレスを表すビットアドレスパターンの一例を示す図である。図３に示すビットアドレスパターンにおいて、各磁化パターンは理想的な矩形であり、隣り合うシリンダ（トラック）の境界における各磁化パターンの角部は９０度となっている（図３の点線円で囲んだ部分を参照。）。この場合、シリンダ（トラック）の間の境界近傍でビットアドレスパターンを読み出したとしても、読み出し位置が境界に完全に一致しない限りビットアドレスパターンの変化を読み取ることができる。

一方、図４に示すビットアドレスパターンでは、磁化パターンの角部がつぶれて丸みを帯びてしまっている（図４の点線円で囲んだ部分参照。）。これは磁気ディスクに矩形の磁化部分を形成する際に、その角部を完全に９０度の角度とすることが難しいためである。

図４に示すビットアドレスパターンの場合、シリンダ（トラック）の中央付近で読み出した場合には（一点鎖線Ａに沿って読み出した場合）、読み取りエラー率は小さい。しかし、シリンダ（トラック）の境界部付近で磁化パターンの丸みにかかる部分で読み出した場合は（一点鎖線Ｂに沿って読み出した場合）、シリンダ全周を読み取ったときのセクタアドレスの読み取りエラー率が大きくなり、正常な読み出しができなくなるおそれがある。

一つのシリンダのセクタアドレスに対してその後側に一つのデータトラックが設けられている場合は、隣り合うシリンダの境界付近を読み出す必要はなく、上述のような問題は生じない。ところが、サーボパターンにおけるシリンダ（トラック）の幅に対してデータトラックの幅を任意に設定できる可変トラック幅方式においては、データトラックの中心がサーボパターンのシリンダ（トラック）の境界付近になる可能性があり、上述のように読み取りエラー率が大きくなるといった問題が生じるおそれがある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、サーボパターンにおけるトラックの境界付近を読み込むことによる読み取りエラー率を減少させることのできるビットアドレスパターンの作成方法及び読み出し方法、ディスク状記録媒体、及び情報記録装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体上にビットアドレスパターンを作成するためのビットアドレスパターン作成方法であって、 円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンにおいてビットアドレスパターンを形成する際に、該ビットアドレスパターンを一つのセクタ毎に半径方向の異なる位置に形成することを特徴とするビットアドレスパターン作成方法が提供される。

また、本発明によれば、可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体上のビットアドレスパターンを読み出すためのビットアドレスパターン読み出し方法であって、円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンに含まれるビットアドレスパターンを読み出す際に、半径方向に隣接する前記トラックの境界を形成する円周を中心として、読み出し位置をトラックピッチの−０．５〜＋０．５の範囲内で周期的に徐々にずらすことを特徴とするビットアドレス読み出し方法が提供される。

さらに、本発明によれば、可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体であって、円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタと、該セクタの各々に設けられ、ビットアドレスパターンを含むサーボパターンとを有し、該ビットアドレスパターンは一つのセクタ毎に半径方向に異なる位置に配置されていることを特徴とするディスク状記録媒体が提供される。

また、本発明によれば、上述のディスク状記録媒体が組み込まれていることを特徴とする可変トラック幅方式の情報記録装置が提供される。

本発明によれば、トラックに沿って各セクタのビットアドレスパターンを順次読み出す際に、各ビットアドレスパターンに対して相対的に読み出し位置が半径方向にずれていく。したがって、トラックの全周にわたってビットアドレスパターンを読み出す際に、半径方向に隣接したビットアドレスパターンの境界部分を読み込む回数が減少する。また、２回連続して境界部分を読み込むことがない。これにより、ビットアドレスパターンの読み取りエラー率を低減することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の第１実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の第１実施形態によるビットアドレスパターン形成方法により、磁気ディスク上の隣接したトラックに形成されたセクタアドレスを示す図である。

セクタアドレスは図２に示すように磁化パターンよりなるビットアドレスパターンであるが、図５においてはこのビットアドレスパターンを一つの領域（セクタアドレスＳ１−ｎ，Ｓ２−ｎ：ｎ＝０〜１５）、として示している。また、図５において、従来のビットアドレスパターン形成方法により形成されるセクタアドレスの半径方向の位置を点線で示している。

セクタアドレスＳ１−ｎはトラックＴ１に対して設けられるセクタアドレスであり、トラックＴ１に設けられるセクタアドレスの総数はＮ＝１６となる。同様に、セクタアドレスＳ２−ｎはトラックＴ２に対して設けられるセクタアドレスであり、トラックＴ２に設けられるセクタアドレスの総数はＮ＝１６となる。図５では、トラックＴ１，Ｔ２の全周を展開した状態が示されている。トラックＴ１，Ｔ２の間隔（ピッチ）はＰである。トラックＴ１，Ｔ２は同じ幅を有しており、ピッチＰは各トラックＴ１，Ｔ２の幅に等しい。

本実施形態では、セクタアドレスＳ１−ｎの位置を、Ｓ１−０からＳ１−１５まで順に磁気ディスクの半径方向外側にずらし、同様に、セクタアドレスＳ２−ｎの位置を、Ｓ２−０からＳ２−１５まで順に磁気ディスクの半径方向外側にずらしている。

セクタアドレスをずらす量は、図５に示す例では、セクタアドレスＳ１−０から始まってセクタアドレスＳ１−１５までの間に、トラックＴ１，Ｔ２のピッチＰだけずれるように設定している。したがって、トラックＴ１に設けられる一つのセクタアドレスＳ１−ｎから次のセクタアドレスＳ１−（ｎ＋１）の間でのずれ量Ｓ１は、ピッチＰをセクタアドレスの総数Ｎで割った値となる。このずれ量を数式で表すと、Ｓ１＝Ｐ／Ｎとなる。同様に、トラックＴ２に設けられる一つのセクタアドレスＳ２−ｎから次のセクタアドレスＳ２−（ｎ＋１）の間でのずれ量Ｓ２は、ピッチＰをセクタアドレスの総数Ｎで割った値となる。このずれ量を数式で表すと、Ｓ２＝Ｐ／Ｎとなる。このように、トラックＴ１，Ｔ２のセクタアドレスＳ１−ｎ，Ｓ２−ｎは、同じずれ量Ｓ１＝Ｓ２ずつ順に半径方向外側にずらして配置される。

本実施形態によれば、例えば、ヘッドの読み出し位置がトラックＴ１とＴ２の境界となった場合で、セクタアドレスＳ１−０とセクタアドレスＳ２−０との境界でアドレスを読み取る際に読み取りエラーとなっても、次のセクタアドレスＳ１−１及びＳ２−１がずれ量Ｓ１＝Ｓ２だけ境界からずれているため、ヘッドの読み出し位置はセクタアドレスＳ２−１側にずれ量Ｓ１＝Ｓ２だけずれたことと同じこととなる。したがって、セクタアドレスの読み取り位置が、２回連続してセクタアドレスの境界に一致することはない。また、本実施形態では１つのトラックの全周にわたって、セクタアドレスが順次ずれていくので、読み取り位置がトラックを一周する間にセクタアドレスの境界に一致するのは一回だけである。したがって、読み取り位置がセクタアドレスの境界に一致することに起因したセクタアドレスの読み取りエラー率を低減することができる。

従来は、セクタアドレスの境界に読み出し位置が一致すると、トラックの全周にわたって、セクタアドレスの境界に読み出し位置が一致してしまい、これが読み取りエラー率を増大させて適正な読み出しができなくなるおそれがある。一方、本実施形態によれば、読み出し位置がセクタアドレスの境界に一致するのは、トラックの全周で一回だけであるので、一周分の読み出しで読み取りエラーが発生する確率は低くなり、セクタアドレスの読み出し位置がどこにあっても、正常な読み出しを行うことができる。

ここで、セクタアドレスをずらしているために、一周の読み出しの間で読み出すセクタアドレスに対応するトラックが変わってしまう場合がある。しかし、セクタアドレスのずれ量は既知であるので、各セクタアドレスのずれ量とそのずれたセクタアドレスに対応するトラック位置をテーブル情報として保持しておき、このテーブル情報を参照しながらサーボパターンの位置決めパターンに基づいてヘッド位置を調整することで、セクタアドレスにずれがない場合と同様のヘッド位置決めを行うことができる。

図６は図５に示すようにセクタアドレスを順次ずらして形成するためのパターン書き込み装置の一例を示す図である。磁気ディスク１をスピンドルモータ１０に取り付けて回転させ、パターン書き込み用ヘッド１２を磁気ディスク１の半径方向に移動させながら、ヘッドにより書き込み用の磁界を発生させて、セクタアドレスを表すビットアドレスパターンを含むサーボパターンを磁気ディスク１上に書き込む。

パターン書き込み用ヘッド１２はアーム１４の先端に取り付けられており、コントローラ１６の制御のもとでアーム１４を駆動してパターン書き込み用ヘッド１２を磁気ディスク１の半径方向に移動することができる。また、パターン書き込み装置には、磁気ディスク１に書き込まれたクロック信号を読み取るクロック用ヘッド１８が設けられている。クロック用ヘッドで読み取ったクロック信号はコントローラ１６に供給される。コントローラ１６は供給されたクロック信号に同期してパターン書き込み用ヘッド１２による書き込みを制御する。また、コントローラ１６は、供給されたクロック信号に基づいてスピンドルモータ１０の回転を制御することで、磁気ディスク１の回転速度を一定に維持する。

次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。図７は本発明の第２実施形態によるビットアドレスパターン形成方法により、磁気ディスク上の隣接したトラックに形成されたセクタアドレスを示す図である。上述の図５には一周分のトラックが示されているが、図７に示すトラックはその一部が示されているだけであり、一周分ではＮ個のセクタアドレスのうち５個のセクタアドレスが示されている。

本実施形態では、上述の第１実施形態と同様に、セクタアドレスを順次ずらした位置に配置するが、トラックの一周の間に一度あるいは複数回もとの位置に戻し、繰り返して周期的にずらすように配置している。なお、図７において、従来のビットアドレスパターン形成方法により形成されるセクタアドレスの位置を点線で示している。

図７に示す例では、４個の連続したセクタアドレスを一組としてその間で位置を順次ずらしていき、次の４個の連続したセクタアドレスの一つ目のセクタアドレスにおいて最初の位置にもどしてから再度順次位置をずらしていく。すなわち、４個のセクタアドレスＳ１−１，Ｓ１−２，Ｓ１−３，Ｓ１−４を一組としてその中でセクタアドレスを順次ずらし、次の４個のセクタアドレスＳ１−５，Ｓ１−６，Ｓ１−７，Ｓ１−８を一組としてその中でセクタアドレスを順次ずらす。これを一般化すると、連続して位置をずらすセクタの一組に含まれるセクタをＭ個とし、ｎ＝０，１，２，・・・すると、セクタアドレスＳ１−（ｎＭ），Ｓ１−（ｎＭ＋１），Ｓ１−（ｎＭ＋２），・・・，Ｓ１−（ｎＭ＋（Ｍ−１））を一組としてその中でセクタアドレスをＰ／Ｍずつ順次ずらし、ｎＭ番目のセクタアドレスＳ１−ｎＭにおいて、その半径方向の位置をもとに戻してから再度順番に位置をずらしていく。

本実施形態では、上述の第１実施形態と同様に、トラックを一周する間にセクタアドレスの境界と読み取り位置とが一致することが２回連続して起こることがない。トラックを一周する間にセクタアドレスの境界と読み取り位置とが一致する回数は上述の第１実施形態より多いが、隣接するセクタアドレスに対するずれ量を大きくとることができる。このため、セクタアドレスの境界部における磁化パターンの丸みが大きくても、境界を読み出した次のセクタアドレスにおいてその丸みの部分を読み出すことがない程度にセクタアドレスをずらすことができる。

ここで、セクタアドレスの境界と読み出し位置とが一致する回数と、隣接するセクタアドレスに対するずれ量とを考慮すると、上述の一組のセクタアドレスの個数Ｍは３〜５とすることが好ましい。なお、図７に示す例はＭ＝４の場合に相当する。

本実施形態によるセクタアドレスも、コントローラ１６による書き込みの制御を変更することにより図６に示すパターン書き込み装置で書き込むことができる。また、セクタアドレスのずれ量は既知であるので、各セクタアドレスのずれ量とそのずれたセクタアドレスに対応するトラック位置をテーブル情報として保持しておき、このテーブル情報を参照しながらサーボパターンの位置決めパターンに基づいてヘッド位置を調整することで、セクタアドレスにずれがない場合と同様のヘッド位置決めを行うことができる。

以上の各実施形態では、ビットアドレスパターンの位置を磁気ディスクの半径方向外側にずらしているが、半径方向内側にずらすこととしてもよい。また、ビットアドレスパターンを一つずつ規則的にずらす必要はなく、ずらす方向及びずらす量が既知であれば、その情報を上述のようにテーブル情報として格納しておき参照することで、読み出したセクタアドレスとトラックの位置関係を把握することができる。すなわち、円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンにおいてビットアドレスパターンを形成する際に、ビットアドレスパターンを一つのセクタ毎に半径方向の異なる位置に形成すればよい。

次に、本発明の第３実施形態について、図８を参照しながら説明する。図８は本発明の第３実施形態によるビットアドレスパターン読み出し方法を説明するための図である。

本実施形態では、上述の実施形態とは異なり、セクタアドレスはずらさずに従来と同様にトラック内に形成するが、セクタアドレスの読み出し時に読み出し位置を順次ずらすことにより、セクタアドレスをずらして形成することと同じ効果を得ている。

具体的には、図８に示すように、ヘッドでセクタアドレスを読み出す際に、ヘッドの軌跡を円ではなく楕円とすることにより、セクタアドレスの境界を２回連続して読み出すことがないようにする。図８において、２つの隣接するトラックＴ１，Ｔ２に設けられたセクタアドレスＳ１−０〜Ｓ１−１５，Ｓ２−０〜Ｓ２−１５が示されている。セクタアドレスＳ１−０〜Ｓ１−１５とＳ２−０〜Ｓ２−１５の間の境界は円に沿っている。読み出しヘッドの軌跡を円とすると、セクタアドレスの境界を連続して読み出すこととなるが、軌跡を楕円とすれば、ヘッドが一周する間に境界を読み出す位置は多くて４ヶ所となる。したがって、トラックの一周におけるセクタアドレスの読み取りエラー率を低減することができる。

ヘッドの軌跡を楕円にするには、通常のヘッドの位置制御においてヘッドの目標軌跡を真円としているのに対し、目標軌跡を楕円とればよい。この場合、ヘッドが楕円軌跡を描くことが既知であるから、位置決めパターンを読み出した結果とトラックの位置関係を予めテーブル情報にして保持しておけば、そのテーブル情報を参照することで読み出したセクタアドレスがどのトラックに対応するものかを知ることができる。

本実施形態では、ヘッドが描く楕円の軌跡がトラック境界を示す円から外れるずれ量は、トラックピッチＰの±０．５の範囲としている。ずれ量が小さいと、一周のうちでトラックの境界付近（すなわちセクタアドレスの境界付近）でセクタアドレスを読み出す回数が増えるため好ましくない。一方、ずれ量が大きすぎると、３つ以上のトラックにわたって読み出し位置が変わることとなり、読み出し位置とトラックの位置との関係を把握することが難しくなる。ずれ量を±０．５Ｐ（トラックピッチの−０．５〜＋０．５）としておけば、２つのトラック内でずれ量を最大にすることができる。

また、本実施形態ではヘッドの軌跡を楕円としているが、楕円に限定されることはなく、例えばトラックピッチの−０．５〜＋０．５の範囲内にずれ量が収まるように周期的に軌跡を変化させることとすればよい。

以上のように、本実施形態によれば、セクタアドレスが従来の形成方法で形成してあっても、ヘッドの位置制御を行うことで、セクタアドレスの読み出しエラー率を低減することができる。

磁気ディスクの構成を示す図である。 磁気ディスクに記録されるサーボパターンを示す図である。 理想的な形状のビットアドレスパターンを示す図である。 角部が丸みを帯びたビットアドレスパターンを示す図である。 本発明の第１実施形態によるビットアドレスパターン形成方法により形成したセクタアドレス示す図である。 図５に示すようにセクタアドレスを順次ずらして形成するためのパターン書き込み装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態によるビットアドレスパターン形成方法により形成したセクタアドレスを示す図である。 本発明の第３実施形態によるビットアドレスパターン読み出し方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 磁気ディスク
１ａ 情報記録面
２ シリンダ
３−０〜３−４ セクタ
Ｓ１−０〜Ｓ１−１５ セクタアドレス
Ｓ２−０〜Ｓ２−１５ セクタアドレス
Ｔ１，Ｔ２ トラック

Claims (6)

1. 可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体上にビットアドレスパターンを作成するためのビットアドレスパターン作成方法であって、
   円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンにおいてビットアドレスパターンを形成する際に、該ビットアドレスパターンを一つのセクタ毎に半径方向の異なる位置に形成することを特徴とするビットアドレスパターン作成方法。
2. 請求項１記載のビットアドレスパターン作成方法であって、
   前記トラックの全周に設けられる前記セクタの数をＮとし、半径方向における前記トラックのピッチをＰとすると、前記セクタの各々に設けられるビットアドレスパターンの半径方向の位置を、前記トラックの全周にわたって設けられる全ての前記セクタの順番に、Ｐ／Ｎずつ半径方向にずらすことを特徴とするビットアドレスパターン形成方法。
3. 請求項１記載のビットアドレスパターン作成方法であって、
   半径方向における前記トラックのピッチをＰとし、Ｍを３から５の整数とし、ｎを整数とすると、前記セクタの各々に設けられるビットアドレスパターンの半径方向の位置を、前記トラックの全周にわたって設けられる前記セクタの順番に、Ｐ／Ｍずつ半径方向にずらし、（ｎＭ）番目のセクタで最初の半径方向の位置に戻して周期的にビットアドレスパターンの位置をずらすことを特徴とするビットアドレスパターン形成方法。
4. 可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体上のビットアドレスパターンを読み出すためのビットアドレスパターン読み出し方法であって、
   円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタの各々に設けられたサーボパターンに含まれるビットアドレスパターンを読み出す際に、半径方向に隣接する前記トラックの境界を形成する円周を中心として、読み出し位置をトラックピッチの−０．５〜＋０．５の範囲内で周期的に徐々にずらすことを特徴とするビットアドレス読み出し方法。
5. 可変トラック幅方式の情報記録装置に用いられるディスク状記録媒体であって、
   円周状のトラックに沿って設けられた複数のセクタと、
   該セクタの各々に設けられ、ビットアドレスパターンを含むサーボパターンと
   を有し、
   該ビットアドレスパターンは一つのセクタ毎に半径方向に異なる位置に配置されていることを特徴とするディスク状記録媒体。
6. 請求項５記載のディスク状記録媒体が組み込まれていることを特徴とする可変トラック幅方式の情報記録装置。

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