JP3021593B2 - 磁気ディスク装置及び磁気ディスクのトラッキング信号記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばいわゆるハードディスク等の磁気デ
ィスクを扱う磁気ディスク装置及びその磁気ディスクの
トラッキング信号記録方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、ディスクから再生したトラッキング信号と
クロック信号との位相比較結果に基づいて、トラッキン
グ信号再生用のヘッドの正確な位置を検出すると共に、
この位置検出出力に応じてヘッド移動用のアクチュエー
タを制御する磁気ディスク装置を提供するものであり、
また、ディスク上のクロックトラックに基準信号を記録
し、再生された基準信号に基づいてトラッキング信号を
発生し、ヘッドをディスク半径方向に直線移動させてこ
のディスク上にトラッキング信号を記録することで、容
易にセクタサーボパターンを得ることができる磁気ディ
スクのトラッキング信号記録方法を提供するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より、磁気ディスク、例えばいわゆるハードディ
スクでのセクタサーボにおいては、例えば、以下のよう
な手法が用いられている。すなわち、従来は、ディスク
に予め記録されたセクタサーボパターンを再生し、この
セクタサーボパターンの再生信号に基づくファイン位置
情報を検出し、該ファイン位置情報に応じたセクタサー
ボが行われている。ここで、上記セクタサーボパターン
としては、例えば、バースト信号をトラックセンタに対
して千鳥状に配置したパターンや、いわゆるトライビッ
ト或いはダイビットのような磁化反転のパターン等があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年は、磁気ディスクにおいて高密度記録
を実現するため、例ば、高トラック密度化すなわち、１
インチ当たりのトラック数（TPI）を多くし、トラック
ピッチを狭くする高TPI化が進められている。例えば、
従来は1000TPIであったものを、3000TPIとするような高
TPI化が進められている。このように高TPI化するには、
磁気ヘッドギャップのトラック幅（ギャップトラック
幅）を小さくすることが必要となる。しかし、このギャ
ップトラック幅が小さくなると、記録時及び再生時にギ
ャップの両フリンジングの影響が大きくなってしまう。
この場合、セクタサーボパターンの再生信号に基づく上
記ファイン位置情報のリニアリティが悪くなり、セクタ
サーボ時のヘッドのズレ量がわかりにくくなる。

また、上述した従来のセクタサーボパターンに基づい
てファイン位置情報を得る方法では、１つのセクタサー
ボパターンの再生信号から得られる直線部分（ダイナミ
ックレンジ）は、上記ギャップトラック幅になる。一
方、トラックピッチと、ギャップトラック幅は、一般に
割り切れる関係にはないので、直線性が良く且つ連続な
ファイン位置情報が作りにくい。更に、トラック幅のバ
ラツキがファイン位置情報の誤差に与える影響は大き
く、このバラツキが大きいと、正確なセクタサーボが行
えなくなる。

また、更に、上記セクタサーボパターンを磁気ディス
クの記録領域に記録する（いわゆるサーボライトする）
ためには、ヘッドの精密位置決めを１トラックピッチ当
たりに何度も行う必要がある。上述のように、高TPI化
のディスクを作成するためのハードディスクドライブ
（すなわちトラック数の多いドライブ）では、上記サー
ボライトに要する時間が加速度的に増加するようにな
る。すなわち、例えば、上記バースト信号の千鳥状配置
のパターンの場合、ヘッド位置決めを１トラック当たり
２回行うようになるため、例えば1000トラックとすると
合計2000回のヘッド位置決めが必要となり、非常に長時
間が必要となる。したがって、このセクタサーボパター
ンが記録された磁気ディスクは、生産性が低く、コスト
も高いものである。

そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案さ
れたものであり、サーボライトが容易で、高TPI化して
も正確なファイン位置情報が得られ、しかも生産性が高
く、コストも安い磁気ディスクを供給することができる
磁気ディスク装置及びトラッキング信号記録方法を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気ディスク装置は、上述した課題を解決す
るために、全てのトラックの少なくとも一部に記録され
且つ半径方向に放射状に揃った磁化反転を有するトラッ
キング信号と、クロックトラックに記録されたクロック
信号とを有するディスクと、上記クロックトラックから
上記クロック信号を再生する固定ヘッドと、上記ディス
クから上記トラッキング信号を再生する再生ヘッドと、
アームがアーム回転中心を中心に回転し、アーム有効長
と前記アーム回転中心から上記ディスクのスピンドル軸
までの距離とが等しい距離に配置され、前記アームの先
端に上記再生ヘッドを取り付けたロータリーアクチュエ
ータと、上記固定ヘッドにより再生された上記クロック
信号と上記再生ヘッドより再生されたトラッキング信号
との位相を比較する位相比較手段と、該位相比較手段の
出力により上記ディスクに対する上記再生ヘッドの位置
を検出するヘッド位置検出手段と、該ヘッド位置検出手
段の出力により上記アクチュエータを制御する制御手段
とを有する。

また、本発明の磁気ディスクのトラッキング信号記録
方法は、上述した課題を解決するために、ディスク上に
設けられたクロックトラックに基準信号を記録するステ
ップと、上記クロックトラックから上記基準信号を再生
するステップト、再生された上記基準信号に位相をロッ
クし、所定の周波数を有するトラッキング信号を発生す
るステップと、上記トラッキング信号を上記ディスクの
半径方向に一致するヘッドギャップを有する磁気ヘッド
により上記ディスク上に記録するステップと、上記磁気
ヘッドのギャップトラッキング幅をT_w2、スピンドル回
転数をＤ［Hz］、上記磁気ヘッドの上記半径方向への移
動速度をｖと記述したとき、上記磁気ヘッドを上記半径
方向に移動速度ｖ＜T_w2・Ｄで直線移動させる、又は、
上記ディスクの記録領域全面を塗りつぶすように上記磁
気ヘッドを上記半径方向に直線移動させるステップとか
らなり、上記トラッキング信号を上記ディスク上で上記
ディスクの中心を通る直線上にあり、且つ、等角度で並
ぶパターンの磁化反転を有するように記録するようにし
ている。

〔作用〕

本発明によれば、ディスク上のクロックトラックに基
準信号としてのクロック信号を記録し、このクロック信
号の再生信号に応じたトラッキング信号を、ディスク半
径方向に直線移動される磁気ヘッドを用いて記録するこ
とにより、このディスク上の磁化反転の直線は、ディス
ク半径方向に放射状に揃ったパターンとなる。このディ
スクにおいては、トラッキング信号とクロックトラック
上のクロック信号とが時間的に対応付けられて記録され
ることになるため、このクロック信号とトラッキング信
号の再生信号の位相を比較することで、再生ヘッドのア
ーム回転方向への移動量（ファイン位置情報）の検出が
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参照し
たがら説明する。

第１図に示す本発明実施例の磁気ディスク装置は、全
てのトラックの少なくとも一部に記録され且つ半径方向
に放射状に揃った磁化反転を有するトラッキング信号S_T
と、クロックトラックTCに記録されたクロック信号S_Cと
を有するディスク２と、上記クロックトラックTCから上
記クロック信号S_Cを再生する固定ヘッド20と、上記ディ
スク２から上記トラッキング信号S_Tを再生する再生ヘッ
ドとしての記録再生ヘッド30と、アームがアーム回転中
心C_Rを中心に図中β方向に回転し、アーム有効長と前記
アーム回転中心C_Rから上記ディスク２のスピンドル軸C_S
までの距離とが等しい位置に配置され、前記アームの先
端に上記記録再生ヘッド30を取り付けたロータリーアク
チュエータ36と、上記固定ヘッド20により再生された上
記クロック信号S_Cと上記記録再生ヘッド30より再生され
たトラッキング信号S_Tとの位相を比較する位相比較回路
37と、該位相比較回路37の出力により上記ディスク２に
対する上記記録再生ヘッド30の位置を検出するヘッド位
置検出回路38と、該ヘッド位置検出回路38の出力により
上記ロータリーアクチュエータ36を制御する制御手段で
ある駆動制御回路39とを有する磁気ディスク装置であ
る。なお、第１図は磁気ディスク装置の組立時、シャー
シ１に蓋をする前の状態である。

また、第２図のフローチャートに示すように、本発明
実施例の磁気ディスクのトラッキング信号記録方法は、
上記第１図の磁気ディスク装置に適用した場合、上記デ
ィスク２上に設けられたクロックトラックTCに上記固定
ヘッド20で基準信号（クロック信号S_C）を記録するステ
ップS1と、上記固定ヘッド20で上記クロックトラックTC
から上記クロック信号S_Cを再生するステップS2と、再生
された上記クロック信号S_Cに位相ロックし、例えばトラ
ッキング信号発生回路18で所定の周波数を有するトラッ
キング信号S_Tを発生するステップS3と、上記トラッキン
グ信号S_Tを上記ディスク２の半径方向に一致するヘッド
ギャップを有するトラッキング信号記録用ヘッド10によ
り上記ディスク２上に記録するステップS4と、上記トラ
ッキング信号記録用ヘッド10のギャップトラッキング幅
をT_w2、スピンドル回転数をＤ［Hz］、上記トラッキン
グ信号記録用ヘッド10の上記半径方向への移動速度をｖ
と記述したとき、上記トラッキング信号記録用ヘッド10
を上記半径方向に移動速度ｖ＜T_w2・Ｄで直線移動させ
る、又は、上記ディスク２の記録領域全面を塗りつぶす
ように上記トラッキング信号記録用ヘッド10を上記半径
方向に直線移動させるステップS5とからなり、上記トラ
ッキング信号S_Tを上記ディスク２上で上記ディスクの中
心を通る直線上にあり、且つ、等角度で並ぶパターンの
磁化反転を有するように記録する磁気ディスクのトラッ
キング信号記録方法である。

第１図に示す本実施例の磁気ディスク装置での各部の
動作を、上記本実施例のトラッキング信号記録方法を適
用して順に説明する。

先ず、上記ディスク２は、スピンドルモータ等により
スピンドル軸C_Sを回転中心として図中矢印β方向に定常
回転される。この定常回転に入った後、該ディスク２に
は、上記固定ヘッド20によって上記基準信号（例えば単
一周波数の信号）であるクロック信号S_Cが記録される
（ステップS1）。この時、当該クロック信号S_Cは、該デ
ィスク２の記録領域の最外周又は最内周に一周分記録さ
れる。このクロック信号S_Cの記録されたトラックが上記
クロックトラックTCとなる。なお、該クロックトラック
TCは、一旦、上記クロック信号S_Cが記録された後は、再
生専用のトラックとされる。また、上記固定ヘッド20は
支持部材24により支持されている。

その後、上記のようにクロック信号S_Cが記録されたク
ロックトラックTCからは、上記固定ヘッド20によって、
クロック信号S_Cが再生される（ステップS2）。ここで、
該固定ヘッド20の後段には、順に、クロック信号S_C（磁
化反転パターンの再生信号）の増幅用のヘッドアンプ2
5、再生クロック信号S_Cのピーク検出用のピーク検出回
路26、及び必要に応じて該ピーク検出回路26の出力（ピ
ーク出力）の位相を揃えるPLL（フェーズ・ロック・ル
ープ）回路27が接続されている。上記再生されたクロッ
ク信号S_Cは、上記ディスク２上のクロックトラックTCか
ら得られているので、当該ディスク２の回転に完全に同
期した信号となる。

次に、上記固定ヘッド20から再生されたクロック信号
S_Cは、上記ヘッドアンプ25,ピーク検出回路26,PLL回路2
7を介して、上記直動ステージ付アクチュエータ16に配
されたトラッキング信号記録用ヘッド10に送られる。こ
こで、上記クロック信号S_Cは、上記トラッキング信号記
録用ヘッド10に送られる前に、例えば上記トラッキング
信号発生回路18に送られる。該トラッキング信号発生回
路18は、上記供給されたクロック信号S_Cに位相ロックし
た所定の周波数（周波数f₀）のトラッキング信号S_Tを発
生する（ステップS3）ものである。該トラッキング信号
発生回路18からのトラッキング信号S_Tは、ライトアンプ
17で増幅された後、上記トラッキング信号記録用ヘッド
10に送られる。なお、上記ライトアンプ17に供給される
信号は、上記再生されたクロック信号S_Cそのものとする
こともできる。

また、上記トラッキング信号記録用ヘッド10は、支持
部材14を介して上記直動ステージ付アクチュエータ16の
可動アーム15に固定されている。該直動ステージ付アク
チュエータ16は、上記ディスク２の半径方向に直線的に
上記トラッキング信号記録用ヘッド10を移動させるため
のアクチュエータである。更に、該アクチュエータ16
は、上記ディスク２の記録領域の少なくとも最内周から
最外周（ただし上記クロックトラックTCは含まない）ま
で、上記トラッキング信号記録用ヘッド10を、半径方向
に移動させることのできるものである。ここで、上記ト
ラッキング信号記録用ヘッド10のギャップトラック幅T
_W2の方向は、上記アクチュエータ16の移動方向（ディス
ク２の半径方向）と平行で、且つ、ギャップを含む直線
が、上記スピンドル軸C_Sを通る直線（スピンドル中心
線）と交わるように配されている。また、上記トラッキ
ング信号記録用ヘッド10のギャップトラック幅T_W2は、
データ用のトラック幅，トラックピッチとは無関係に選
ばれるものである。この時、上記トラッキング信号記録
用ヘッド10を、当該アクチュエータ16によって直線移動
させることにより、上記ディスク２の記録領域全面を塗
りつぶすように（上記クロックトラックTCは除く）、上
記トラッキング信号S_Tが記録される（ステップS4及びS
5）。具体的には、例えば、上記トラッキング信号記録
用ヘッド10をディスク２の記録領域の最内周に位置さ
せ、上記トラッキング信号S_Tを書き込むようにし（ライ
トモードとする）、このライトモードの状態で、上記ア
クチュエータ16により該ヘッド10をゆっくりディスク２
の外周方向へ移動させていく。これにより、ディスク２
の全周（記録領域全面）に上記トラッキング信号S_Tが記
録される。なお、上記トラッキング信号記録用ヘッド10
の移動速度ｖと、該ヘッド10のギャップトラック幅T_W2
及びスピンドル回転数Ｄ（Hz）との関係は、 ｖ＜T_W2・Ｄ とされる。すなわち、この条件を満足することで、上記
トラッキング信号S_Tをディスク２の記録領域全面へ記録
することができるようになる。

上述のようにしてディスク２の記録領域全面にトラッ
キング信号S_Tを記録することで、すなわち換言すれば、
上記トラッキング信号S_Tを、上記ディスク２上で上記半
径方向に放射状に揃った磁化反転を有するように記録す
ることで、第３図に示すように、磁化反転領域が全トラ
ックにわたって連続し、ラジアルに並んだ（各磁化反転
を含む直線Ｍがスピンドル軸C_Sを通る）パターンが得ら
れるようになる。

上記第３図のように、クロックトラックTCにクロック
信号S_Cが記録され他の記録領域に半径方向に放射状に揃
った磁化反転を有するトラッキング信号S_Tが記録された
ディスク２を用い、本実施例の磁気ディスク装置による
セクタサーボのファイン位置情報の検出が行われる。

すなわち、ディスク２上に記録された上記トラッキン
グ信号S_Tは、上記記録再生ヘッド30によって読み取られ
る。ただし、本実施例装置の上記記録再生ヘッド30は、
上記トラッキング信号S_Tの再生のみならず、他のデータ
の記録再生も行うことのできるものである。該記録再生
ヘッド30は、第４図に示すように、スライダ31と、ギャ
ップトラック幅T_WのギャップＧを有する磁気ヘッド32と
からなり、当該スライダ31が支持部材34に支持されてい
る。該ギャップＧは、ギャップトラック幅T_W方向が、第
４図中の上記支持部材の中心線L_Sに対して直交する方向
に配置され、更にディスク２面に対して平行に位置する
ようになっている。この支持部材34が、上記ロータリー
アクチュエータ36のアームの先端に取り付けられてい
る。

また、第５図に示すように、上記ロータリーアクチュ
エータ36は、そのアームがアーム回動中心C_Rを中心とし
て回転するものであり、この回転に伴い、上記記録再生
ヘッド30がディスク２の記録面上を移動するようにな
る。更に、ディスク２の内周から外周全域でのヘッドス
キュー角を減らすため、該記録再生ヘッド30は、上記ロ
ータリーアクチュエータ36のアーム回動中心C_Rを通り該
記録再生ヘッド30を通る線L_Rに対して、ベント角θ_Ｂを
有する配置となるように、当該アクチュエータ36に取り
付けられている。

更に、上記ロータリーアクチュエータ36においては、
アーム有効長ｂと、アーム回動中心C_Rからスピンドル軸
C_Sまでの距離（アーム軸・スピンドル軸間距離）ａとの
関係は、 ａ＝ｂ となるように配されている。なお、ａ＝ｂとする必然性
に関しては後述する。

ここで、上述のようにアーム有効長ｂとアーム軸・ス
ピンドル軸間距離ａ、すなわち、アームの位置と長さが
定められることで、アームを例えば外周側に回転させる
と、上記記録再生ヘッド30は、単にディスク２上のトラ
ックを横切るだけでなく、ディスク２の回転方向βに対
して上流側に移動することがわかる。すなわち、本実施
例装置においては、このような記録再生ヘッド30の該上
流側への移動に注目し、トラッキング信号S_Tの磁化反転
パターンの再生出力から得られるパルス列と、上記固定
ヘッド20から得られるクロック信号S_C（基準クロックパ
ルス列）との位相を比較し、その比較出力をファイン位
置情報として用いるようにしている。

上述のようなファイン位置情報検出の動作を以下に述
べる。なお、説明を簡略化するため、上記トラッキング
信号S_Tの再生パルス列と、基準クロックパルス列との間
隔が、例えば、１パルス間隔分だけずれる上記ヘッド30
の移動量を、１トラックピッチT_Pに等しくした場合につ
いて説明する。

第６図にはディスク２の内周部における１トラックピ
ッチT_P分のギャップＧの移動量（等角度ピッチ）を示
し、第７図にはディスク２の外周部における１トラック
ピッチT_P分のギャップＧの移動量を、第８図には第６図
或いは第７図をより一般化した拡大図を、第９図には第
８図を更に模式化して１トラックピッチT_P内のギャップ
Ｇの移動の状況を示す。

第６図及び第７図において、第６図の磁化反転を示す
線Ｍは、ディスク２の内周部であるため、第７図の磁化
反転を示す線Ｍによりも、角線Ｍ間の幅が狭くなってい
る。また、これら線Ｍは、内周側ほど間隔が狭まってい
る。更に、ギャップＧが、磁化反転の線Ｍに対してとる
角度は、第７図の外周部の方が大きくなっている。この
時、ディスク２が回転方向βに回転することにより、磁
化反転の線Ｍが、ギャップＧを通過していくことにな
り、この磁化反転のパターンが読み取られるようにな
る。なお、第６図，第７図中の線L_Dは、ロータリーアク
チュエータ36のアームの回転に伴ってギャップＧの中心
が辿る軌跡（すなわちアーム回転方向と等しい）であ
る。

ここで、上記磁化反転の線Ｍにおける磁化の向きは、
第８図に示すように、＋と−が交互に配列されたものと
なっている。また、上記ギャップＧのギャップトラック
幅T_W方向と、該ギャップＧの中心が辿る軌跡L_D（アーム
回転方向と同じ）とは、上記ベント角θ_Ｂ、すなわちギ
ャップＧの中心及びアーム回動中心C_Rを結ぶ線L_Dと、ギ
ャップＧの中心を通り該ギャップＧと直交する線L_G（前
記L_Sに平行）との角θ_Ｂをなしている。更に、ギャップ
Ｇの中心を通る上記軌跡L_Dの円の接線と、上記磁化反転
の線Ｍのなす角θ_Ｓは、アームスキュー角となってい
る。

また、第９図には、上記ギャップＧが１トラックピッ
チT_P内で、上記軌跡L_D（すなわちアーム回転方向）に沿
って移動した場合のギャップＧの位置を、例えば、任意
の４つの位置で示している。すなわち、各位置でのギャ
ップＧをギャップG₁,G₂,G₃,G₄としている。この場合、
ギャップG₁での位置を基準とすると、ギャップG₂の移動
量は図中g₁₂,g₂₂で示す量となり、ギャップG₃の移動量
は図中g₁₃,g₂₃で示す量、ギャップG₄の移動量は図中
g₁₄,g₂₄で示す量となる。なお、図中T_Wはトラック幅す
なわち前記ギャップトラック幅T_Wであり、T_Pはトラック
ピッチである。

更に、第10図は、第９図での各ギャップG₁,G₂,G₃,G₄
の各位置において、上記磁化反転のパターンから得られ
るパルス列が、基準クロックパルス（クロック信号S_C）
に対してどのような時間（位相）関係にあるかを示して
いる。すなわち、基準クロックパルス（S_C）から各ギャ
ップG₁,G₂,G₃,G₄位置での上記磁化反転の再生パルスま
での時間は、上記ギャップG₁で０とすれば、ギャップG₂
では時間t₂となり、ギャップG₃では時間t₃、ギャップG₄
では時間t₄となる。

したがって、上記基準クロックパルス（クロック信号
S_C）から、各ギャップG₁,G₂,G₃,G₄位置での磁化反転の
再生パルスまでの時間をΔｔとした場合、基準クロック
パルス（S_C）のパルス間隔をt₀（Δｔの最大値＝クロッ
ク間隔）とすれば、トラックピッチT_P間で、再生パルス
が得られる時間は、第11図のようになる。すなわち、例
えば、ｎ−1,n,n＋１のトラックにおいて、１トラック
ピッチT_P間をギャップＧが移動することで、基準クロッ
クパルス（S_C）から各位置での再生パルスまでの時間
は、１トラックピッチT_P内で連続的に増加する時間とな
る。

このようなことから、上記Δｔを実際に計測すれば、
上記トラッキング信号S_Tが記録された記録領域内で、該
Δｔの例えば平均値に比例したファイン位置情報が得ら
れるようになる。

このΔｔの計測は、具体的には、第12図に示すような
回路構成を用いれば可能である。すなわちこの第12図の
回路は、前述の第１図に示した位相比較回路37及びヘッ
ド位置検出回路38の具体的な構成である。また、第13図
には、第12図の回路の各部の出力波形を示す。

第12図において、端子101には、上記記録再生ヘッド3
0からのディスク２上の磁化反転を読み取ったパルス信
号（サーボパルスＡ、第13図）が供給される。また、端
子102には、上記固定ヘッド20からの基準クロックパル
スＢ（第13図）が供給される。上記サーボパルスＡは、
RS−フリップフロップ111のリセット端子Ｒに供給さ
れ、上記基準クロックパルスＢはセット端子Ｓに供給さ
れる。このRS−フリップフロップ111の出力パルスＤ
（第13図）は、基準クロックパルスＢの例えば立ち上が
りから上記サーボパルスＡの例えば立ち上がりまでの時
間、例えば"H"レベルとなる。すなわち、当該RS−フリ
ップフロップ111では、上記基準クロックパルスＢから
上記サーボパルスＡまでの時間の比較、換言すれば、基
準クロックパルスＢとサーボパルスＡの位相比較が行わ
れる。したがって、このRS−フリップフロップ111は、
第１図の位相比較回路37として動作している。該RS−フ
リップフロップ111の出力パルスＤは、積分器112に送ら
れる。当該積分器112で上記出力パルスＤの積分処理を
行うことで、該積分器112の出力は第13図の積分出力Ｅ
のようになる。すなわち、この積分器112の積分出力Ｅ
は、上述した第11図で示した移動量とΔｔの関係のよう
に、積分出力Ｅのレベルと、上記出力パルスＤのパルス
数すなわちサーボパルスのパルス数とが関係付けられて
いる。換言すれば、サーボパルスのパルス数は、上記記
録再生ヘッド30の移動量を示し、したがって、上記積分
出力Ｅと記録再生ヘッド30の移動量すなわちファイン位
置情報とが関連付けられる。当該ファイン位置情報を、
基準クロックパルスＢとサーボパルスＡとの位相差（時
間差）として検出している。この第12図の回路の当該積
分器112が、第１図のヘッド位置検出回路38として動作
している。

上述のようなことから、当該積分器112の出力を、第
１図の駆動制御回路39に供給し、該駆動制御回路39の出
力に基づいて、上記ロータリーアクチュエータ36のアー
ム回転用モータ等を駆動させることで、後述するように
セクタサーボが可能となる。

ところで、上記ディスク２でのセクタサーボを行う場
合、上述したように、記録領域全面にトラッキング信号
S_Tを記録したディスク２を用い、上記ロータリーアクチ
ュエータ36と連動する他のロータリーアクチュエータ
で、他のディスク（或いはディスク２の裏面）のセクタ
サーボを行うことができる。また、本実施例でのディス
ク２の記録領域に、データ記録用のデータゾーンと、上
記トラッキング信号S_Tが記録されたサーボゾーンとを設
けるようにして、このサーボゾーンを用いてセクタサー
ボを行うようにすることも可能である。

このようにサーボゾーンとデータゾーンとを設ける場
合、例えば第14図に示すように、サーボゾーンZ_Sが一定
時間間隔で並び、その間の記録領域をデータゾーンZ_Dと
することができる。このような、サーボゾーンZ_S,デー
タゾーンZ_Dをディスク２上に形成するには、例えば、予
め記録領域全面に上記トラッキング信号S_Tを記録したデ
ィスク２に対し、上記データドーンZ_Dの期間だけ記録デ
ータをオーバライトするようにしたり、或いは、該デー
タゾーンZ_Dの期間だけ上記予め記録されたトラッキング
信号S_Tを消去するようにする。

ここで、上述したサーボゾーンZ_SとデータゾーンZ_Dと
を有するディスク２を用いる場合、前述の第12図の回路
には、端子103にサーボゾーンZ_Sのみを示すサーボゾー
ンパルスＣ（第13図）を供給する。該サーボゾーンパル
スＣは、遅延器115とORゲート116を介することにより、
第13図のパルスＦとされる。このパルスＦの例えば立ち
下がりを、上記積分器112のリセット入力とすること
で、該積分器112の積分出力Ｅがリセットされるように
なり、したがって、上記サーボゾーンZ_Sのみで上記記録
再生ヘッド30の移動量が検出されるようになる。上記積
分器112の出力は、更にサンプルホールド回路113を介
し、アナログ／ディジタル変換（A/D変換）器114を介し
て出力端子105から出力される。なお、該サンプルホー
ルド回路113にも、上記サーボゾーンパルスＣがリセッ
ト入力として供給されることで、当該サンプルホールド
回路113の出力パルスは、第13図のS/となる。この出
力端子105からの出力が、上記駆動制御回路39に送られ
る。

上述したように、本実施例の磁気ディスク装置によれ
ば、ディスク２から再生したトラッキング信号S_Tの磁化
反転のパターンのパルスと、クロック信号S_Cの基準クロ
ックパルスとを位相比較回路37で位相比較した結果に基
づいて、位置検出回路38でトラッキング信号再生用のヘ
ッドである記録再生ヘッド30の位置を検出することで、
正確で安全にリニアなファイン位置情報を求めることが
でき、したがって、このファイン位置情報に応じて該記
録再生ヘッド30の移動用のロータリーアクチュエータ36
のスピンドルモータを制御することで、正確なセクタサ
ーボを行うことが可能となる。

また、本実施例の磁気ディスクのトラッキング信号記
録方法によれば、ディスク上のクロックトラックTCに基
準信号としてのクロック信号S_Cを記録し、再生されたク
ロック信号S_Cに基づいてトラッキング信号S_Tを発生し、
磁気ヘッドを半径方向に直線移動させてトラッキング信
号S_Tをディスク上に記録することで、精密なヘッド位置
決めが不要で短時間にトラッキング信号S_T（セクタサー
ボパターン）を記録することができるようになる。更
に、フォーマッティングの精度を高くすることができ、
セクタサーボの不感帯をなくすこともできる。

以下、前述したように、アーム有効長ｂと、アーム軸
・スピンドル軸間距離ａとを、ａ＝ｂとする必然性に関
して述べる。

本発明実施例において、前述のトラックピッチT_Pは、
上記ディスク２の記録領域の内周から外周にわたり、一
定（等トラックピッチ）である必要がある。当該等トラ
ックピッチとは、「１トラックピッチT_P移動する時の、
上記ロータリーアクチュエータ36のアーム回転角度が、
どこのトラックにおいても一定である。」ということで
ある。ところが、ディスク２のラジアル方向でみると、
前述した第６図，第７図及び第８図からわかるように、
ディスク２の内周側と外周側とでは、ギャップＧの前記
ベント角θ_Ｂが異なるため、正確には等トラックピッチ
になっていていない。ただし、トラック幅（ギャップト
ラック幅T_W）とトラップピッチT_Pの比（T_W/T_P）は、一
定になる。このように、トラックピッチT_Pを略一定にす
る目的は、ガードバンド幅をトラックによらず安定化さ
せることであり、該ガードバンド幅は、ヘッドのトラッ
ク幅のバラツキを吸収する等の目的で設けられるもので
ある。したがって、等トラックピッチ化することは合理
的である。

ここで、上記ロータリーアクチュエータ36において、
１トラック分のアーム回転角度が、内周から外周で一定
になるための条件を以下に計算する。

サーボパターンは、磁化反転がディスク２の中心（ス
ピンドル軸C_S）を通る直線上にあり、かつ、等角度で並
ぶパターンである。したがって、このサーボパターン
（磁化反転の線Ｍ）から得られるパルス間隔に対応する
ディスク２上での距離ｈは、スピンドル軸C_Sからギャッ
プＧまでのトラック半径ｒに比例している。すなわち第
15図に示すように、該距離ｈを、 ｈ＝k₁・ｒ ……（１） とおく。ただし、k₁は定数である。ここで、ロータリー
アクチュエータ36のアームが、アーム回動中心C_Rを中心
として１トラック分の角度Δθ_Ｔだけ回転した時、上記
記録再生ヘッド30が移動する距離をｄとすると、 k₁・ｒ＝dsinθ sinθ＝（k₁/d）・ｒ ……（２） となり、ｄが一定となる。すなわち、sinθがディスク
２の半径に比例する。

ここで、第16図に示すように、スピンドル軸C_Sの座標
を（0,0）、ロータリーアクチュエータ36のアーム回動
中心C_Rの座標を（0,a）、トラック半径をｒ、スピンド
ル軸C_Sからアーム回動中心C_Rの軸間距離をａ、アーム有
効長をｂとする。これらの条件の下で、トラッキングス
キュー角が０になるようなオフセット角をθとし、記録
再生ヘッド30の位置の座標を（x₀,y₀）、スピンドル軸C
_Sから記録再生ヘッド30の位置に向かう単位ベクトルをP
₁、アーム回動中心C_Rから記録再生ヘッド30の位置に向
かう単位ベクトルをP₂とすると、 P₁＝（x₀/r,y₀/r） ……（３） P₂＝（x₀/b,（y₀−ａ）/b） ……（４） となる。この（３），（４）式のP₁とP₂の内積をとる
と、 P₁・P₂＝１・１・cos（（π/2）−θ）＝sinθ ……（５） となる。一方、（３），（４）式より P₁・P₂＝（x₀/r）・（x₀/b）＋（y₀/r）・（（y₀−ａ）/b） ＝（1/rb）（x₀ ²＋y₀ ²−ay₀） ……（６） となる。ここで、交点の座標が（x₀,y₀）であるから、 となる。この（７）式＋（８）式より、 2x₀ ²＋2y₀ ²−2ay₀＋a²＝r²＋b² x₀ ²＋y₀ ²−ay₀＝（r²＋b²−a²）/2 ……（９） となる。この（９）式に上記（６）式を代入すると、 P₁・P₂＝（r²＋b²−a²）/2rb ……（10） となり、この（10）式を上記（５）式に代入すると、 sinθ＝（r²＋b²−a²）/2rb θ＝sin^-1［（r²＋b²−a²）/2rb］ ……（11） が得られる。

すなわち、上記（11）式より、 sinθ＝（1/2rb）・（r²＋b²−a²） ＝（r/2b）＋（b²−a²）/2rb ……（12） この（12）式に上記（２）式を代入すると、 （k₁/d）・ｒ＝（r/2b）＋（b²−a²）/2rb （k₁/d）＝（1/2b）＋（b²−a²）/2r²b ……（３） ここで、ｒによらずにｄが一定となるためには、右辺第
２項が０、すなわち、 ａ＝ｂ となる。

〔発明の効果〕

本発明の磁気ディスク装置においては、ディスクから
再生したトラッキング信号とクロック信号との位相比較
結果に基づいて、トラッキング信号再生用ヘッドが取り
付けられたロータリーアクチュエータのアーム回転方向
への移動量を検出することで、このヘッドの正確なファ
イン位置情報を検出することができ、このファイン位置
情報に応じてヘッド移動用のアクチュエータを制御する
ことで、正確なセクタサーボが行えるようになる。ま
た、本発明の磁気ディスクのトラッキング信号記録方法
によれば、ディスク上のクロックトラックに基準信号を
記録し、再生された基準信号に基づいてトラッキング信
号を発生し、磁気ヘッドをディスク半径方向に移動速度
ｖ＜T_w2・Ｄで直線移動させる、又は、上記ディスクの
記録領域全面を塗りつぶすように磁気ヘッドをディスク
半径方向に直線移動させて、トラッキング信号をディス
ク上でディスクの中心を通る直線上にあり、且つ、等角
度で並ぶパターンの磁化反転を有するように記録するこ
とで、簡単かつ短時間にトラッキング信号を記録するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の磁気ディスク装置の概略構成を示す
図、第２図は本実施例のトラッキング信号記録方法のフ
ローチャート、第３図は本実施例のトラッキング信号記
録方法によってトラッキング信号が記録されたディスク
の正面図、第４図は記録再生ヘッドの外観図、第５図は
ディスクとロータリーアクチュエータとの関係を説明す
るための説明図、第６図はディスク内周部での１トラッ
クピッチ分のギャップ移動量を模試的に示す模試図、第
７図はディスク外周部での１トラックピッチ分のギャッ
プ移動量を模式的に示す模式図、第８図は第６図，第７
図を拡大してより一般化した拡大図、第９図は第８図を
更に模式化して１トラックピッチ内のギャップの移動状
況を説明するための模式図、第10図は第９図の各位置の
ギャップによる磁化反転パターンの再生パルス列を示す
タイミングチャート、第11図はギャップからの再生パル
スの時間と１トラックピッチ内のヘッド位置との関係を
説明するための図、第12図は位相比較回路と位置検出回
路の具体的な回路構成を示すブロック回路図、第13図は
第12図に示す回路の各部のタイミングチャート、第14図
はサーボゾーン，データゾーンを示す図、第15図はサー
ボパターンから得られるパルス間隔に対応するディスク
上での距離を説明するための図、第16図はアーム有効長
とアーム軸・スピンドル軸間距離とを等しくする必然性
を説明するための図である。 ２……ディスク 10……トラッキング信号記録用ヘッド 16……直動ステージ付アクチュエータ 18……トラッキング信号発生回路 20……固定ヘッド 30……記録再生ヘッド 36……ロータリーアクチュエータ 37……位相比較回路 38……ヘッド位置検出回路 39……駆動制御回路 TC……クロックトラック S_C……クロック信号 S_T……トラッキング信号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】全てのトラックの少なくとも一部に記録さ
   れ且つ半径方向に放射状に揃った磁化反転を有するトラ
   ンキング信号と、クロックトラックに記録されたクロッ
   ク信号とを有するディスクと、 上記クロックトラックから上記クロック信号を再生する
   固定ヘッドと、 上記ディスクから上記トラッキング信号を再生する再生
   ヘッドと、 アームがアーム回転中心を中心に回転し、アーム有効長
   と前記アーム回転中心から上記ディスクのスピンドル軸
   までの距離とが等しい位置に配置され、前記アームの先
   端に上記再生ヘッドを取り付けたロータリーアクチュエ
   ータと、 上記固定ヘッドにより再生された上記クロック信号と上
   記再生ヘッドより再生されたトラッキング信号との位相
   を比較する位相比較手段と、 該位相比較手段の出力により上記ディスクに対する上記
   再生ヘッドの位置を検出するヘッド位置検出手段と、 該ヘッド位置検出手段の出力により上記アクチュエータ
   を制御する制御手段とを有することを特徴とする磁気デ
   ィスク装置。
2. 【請求項２】ディスク上に設けられたクロックトラック
   に基準信号を記録するステップと、上記クロックトラッ
   クから上記基準信号を再生するステップと、 再生された上記基準信号に位相をロックし、所定の周波
   数を有するトラッキング信号を発生するステップと、 上記トラッキング信号を上記ディスクの半径方向に一致
   するヘッドギャップを有する磁気ヘッドにより上記ディ
   スク上に記録するステップと、 上記磁気ヘッドのギャップトラッキング幅をT_w2、スピ
   ンドル回転数をＤ［Hz］、上記磁気ヘッドの上記半径方
   向への移動速度をｖと記述したとき、上記磁気ヘッドを
   上記半径方向に移動速度ｖ＜T_w2・Ｄで直線移動させ
   る、又は、上記ディスクの記録領域全面を塗りつぶすよ
   うに上記磁気ヘッドを上記半径方向に直線移動させるス
   テップとからなり、 上記トラッキング信号を上記ディスク上で上記ディスク
   の中心を通る直線上にあり、且つ、等角度で並ぶパター
   ンの磁化反転を有するように記録することを特徴とする
   磁気ディスクのトラッキング信号記録方法。