JP3541386B2 - デイスク装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明はデイスク装置に関し、例えばハードデイスク装置に適用して好適なものである。
背景技術
ハードデイスクではデイスクの中心に対して同心円上に並ぶデータ記録領域（以下、トラツクという）を複数のブロツク（以下、セクタという）に分割し、このセクタにデータを分割して記録している。従来、ハードデイスク装置ではこれらセクタからデータを読み出す際に用いるサーボ方式としてセクタサーボ方式が採用されている。
このサーボ方式は各セクタから非同期にサーボヘツダを検出し、同期（SYNC）パターン等を用いてPLL（Phase Locked Loop）出力をロツクさせるもので、PLL出力を基準に各種タイミング信号を作り出すものである。
従つて図１に示すようにサーボゾーンの前に所定長のギヤツプ領域（冗長な信号領域等）が必要であつた。
ところがこのセクタサーボ方式は、図２に示すように、セクタの先頭付近における位置や時間は比較的正確に制御することができる一方、セクタの後端付近（図中の点P1、P2）の制御が不正確になり易い問題があつた。
すなわちセクタサーボ方式は１周数10個のセクタを単位として同期信号を発生するためデイスクの回転変動等の時間軸変動に追従できず１周数万個にも及ぶビツト単位の位置を高精度に求めることができなかつた。
これを解決するにはサーボ情報を与える領域を増やすことが考えられるが、セクタサーボ方式はセクタごとにサーボ情報を書き込む方式のため書き込み精度の点からもトラツク密度の向上が難しい。このためやはりデイスク面上の位置を高精度に確定することができなかつた。
発明の開示
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、サーボ情報の占有面積を上げることなく高精度にトラツク上の角度位置を特定できるデイスク装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、予め各記録トラツクに沿つて、１回転する間に一定間隔置きに出現する複数のクロツクマーク（CM）と、１回転する間に１回だけ出現するホームマーク（HI）と、ホームマーク（HI）より出願頻度が高くかつクロツクマーク（CM）より出現頻度が低いフレームマーク（FM）とが形成されているデイスク状記録媒体（２）を回転駆動する回転駆動手段（６）と、各記録トラツクにデータを記録し及び又は再生する記録再生手段（７）と、記録再生手段（７）によつて再生した再生信号に基づいてフレームマーク（FM）に同期するような第１の補間動作をし、当該補間動作の結果フレームマーク（FM）に同期した状態を得た後クロツクマーク（CM）に同期するような第２の補間動作をすることにより、複数のクロツクマーク（CM）間の時間軸を細分する補間クロツクを生成するクロツク補間手段（５）とを設ける。
本発明によれば、クロツクマークに同期させる一連のシーケンスを多段階に階層化したことにより、従来に比して速やかに位相をロツク状態に引き込むことができる。特にハードデイスクの場合のように複数のデイスク状記録媒体に対して頻繁に高速アクセスする必要がある場合にはこの同期状態への移行時間の短縮は効果が大きい。またロツク状態への移行状態を多段階に行うことができるため仮ロツク状態がはずれた場合にもロツク状態への復帰動作を初期状態から繰り返さなくて良く、この分ロツク状態への移行を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は従来のセクタ構造を示す略線図である。
図２は非同期センタサーボ方式の説明に供する略線図である。
図３（Ａ）〜（D3）は本発明のデイスク状記録媒体に形成されるデータ構造を示す略線図である。
図４（Ａ）〜（Ｃ）はサーボパターンゾーンにおける階層的なデータ構造の説明に供する略線図である。
図５はセクタを構成するセグメントの配列の説明に供する略線図である。
図６はクロツクマークを形成する諸要素の寸法を示す図表である。
図７はデイスク状記録媒体に対する着磁方法の説明に供する略線図である。
図８はデイスク装置の一実施例を示すブロツク図である。
図９は予測ゲート生成回路部の構成を示すブロツク図である。
図10（Ａ）〜（Ｇ）はPLL出力、クロツクマーク、フレーム同期マーク及びホームマインデツクスマークの検出タイミングの説明に供するタイミングチヤートである。
図11はPLL回路の構成を示すブロツク図である。
図12はPLL回路の動作しーケンスの説明に供する図表である。
発明を実施するための最良の形態
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
（１）デイスク状記録媒体
この実施例で用いる磁気デイスクは予め多数のクロツクマークをデイスク上に一括形成しているものとする。そしてデイスク駆動後、確定的周期性をもつて現れるクロツクマークにPLL回路のPLLクロツクをロツクさせることにより高精度の同期系を構成するようになされている。以下、このサーボ方式をサンプルドサーボ方式という。またこの磁気デイスクをPERM（Pre Embossed Rigid Magnetic）デイスクという。
ところでクロツクマークは一定間隔づつ離して設けられており、データ領域中には設けられていないのでこの領域中におけるクロツク成分はクロツクマークに同期して動作するPLL回路によつて生成する。このときPLL回路から出力されるPLLクロツクは確定的に形成された周期性クロツクを基に生成されるので非同期に設けられているクロツクパターンから生成する場合やセルフクロツク符号列から生成する場合と異なり、高精度なものが得られる。このように予め磁気デイスクのトラツク上に精密に形成されているクロツクマークの位相にPLLクロツクを同期させることによりデイスク上における任意の位置座標を正確に確定することができる。
（１−１）フオーマツト
ところで磁気デイスクに対応したPLLクロツクがあつたとしても、それだけでは磁気デイスク上における絶対座標を確定することはできない。絶対座標を決めるためには一回転に一回現れる基準位置を確定する必要がある。
このため磁気デイスク上にデータやクロツクマークに現れ難い特殊マークをホームインデツクスマークとして物理的に形成又は書き込むようになされている。
またPLLクロツクのロツク状態がはずれた場合にも短時間でロツク状態を回復できるようにホームインデツクスマークよりも出現頻度の高いフレーム同期マークを用意している。
以下、この構造を磁気デイスクのデータ構造を基に説明する。
（１−１−１）物理的なデイスク構造
まず磁気デイスクに予め用意する物理的なデータ構造を図３を用いて説明する。
磁気デイスクは、磁気デイスクの中心に対して同心円上に並ぶ複数のトラツクと（図３（Ａ））、トラツクを構成する複数のセクタと（図３（Ｂ））、セクタを構成する複数のサブブロツク（以下、これをセグメントという）との３階層構造でなる（図３（Ｃ））。
このうちセグメントがサーボフオーマツト上における最小単位となる。１セグメントはサーボパターンゾーン（アドレスパターン、クロツクマーク及びフアインパターン）とデータゾーンとによつて構成されている（図３（D1）〜（D3））。各セグメントはPLLクロツク（クロツクマークから生成される最小のクロツクであり、データのビツトレートで与えられる）の200個分の長さでなる。そして１セクタはこのセグメントを14個集めることにより構成される。さらに１トラツクはセクタが60個集まつて構成される。従つて１トラツク（１回転）は840（＝14×60）個のセグメントから構成されている。
このように840個のセグメントのそれぞれに記録されているクロツクマークを検出することにより磁気デイスクの角度座標の格子点を与えることができる。すなわちクロツクマークにPLLクロツクを同期させることによつて仮想ロータリーエンコーダを構成する。ところでこの実施例において用いるセクタ及びセグメントという呼称は物理的に形成されたマークのフオーマツトのことであり、データを書く込む場合の論理セクタとは必ずしも一致していない。
またこの実施例の場合、サーボパターンゾーンを構成するアドレスパターンもフアインパターンもクロツクマークと同様に製造時に一括形成されているものとする。
（１−１−２）サーボパターンゾーンの構造
このような物理フオーマツトによつて形成された磁気デイスクの絶対座標は次のような磁気デイスク上に用意されているサーボパターンによつて特定できる。
１トラツク（１周）に付き60個現れるセクタの開始位置はそれぞれ各セクタを構成する先頭セグメントに記録されているサーボパターンゾーンの特殊パターンによつて検出することができるようになされている。
この特殊パターンには１回転に１回だけ現れるホームインデツクスマークと、１回転に59回現れるフレーム同期マークとがある。
まずホームインデツクスマークが設けられているセクタの先頭セグメントについて説明する。このセグメントはホームインデツクスセグメントと呼ばれ、図４（Ａ）に示すデータ構造を有する。具体的なパターン例は図３（D1）である。このホームインデツクスセグメントのアドレスパターンにはホームインデツクスマークとアドレスマークが書き込まれている。このマークによつてトラツク上の基準位置とトラツク番号を確認できる。
一方、フレーム同期マークが設けられているセクタの先頭セグメントはフレーム同期セグメントと呼ばれ、図４（Ｂ）に示すデータと構造を有している。具体的なパターン例は図３（D2）である。このフレーム同期セグメントにはアドレスパターンとしてフレーム同期マークとアドレスマークとが書き込まれている。これらのマークによつて各セクタの開始位置とトラツク番号を確認できるようになされている。
これらホームインデツクスセグメント及びフレーム同期セグメントをまとめてヘツダーセグメントと呼ぶ。
因にその他のセグメントはプレインセグメントと呼ばれ、ヘツダセグメントと区別する。これらプレインセグメントはホームインデツクスセグメントに続く13個のセグメント及び各フレーム同期セグメントに続く13個のセグメントである。すなわち各セクタは１個のヘツダセグメントと13個とプレインセグメントでなるということができる。
各プレインセグメントのデータ構造を図４（Ｃ）に示す。また具体的なパターン例を図３（D3）に示す。このプレインセグメントにはアドレスパターンとしてアドレスコードが書き込まれており、トラツク番号が確認できるようになされている。
この関係で物理的なセグメントが形成された磁気デイスク上の１トラツクの一部を表すと図４に示すようになる。
因にPLLクロツクを同期させるためにはサーボパターンゾーンを構成するパターンのうちクロツクマークCMのみを利用し、座標を特定するのにアドレスパターンを用いる。また磁気デイスク装置に適用した場合のみアドレスパターンやフアインパターンを別の目的で利用することがある。
（１−１−２−１）各マークの機能
前項で説明したようにサーボパターンゾーンは複数のパターンの組み合わせによつて構成される。ここでは各パターンの機能を既に説明した事項も含めて詳述する。
まずホームインデツクスマークについてであるが、このマークはトラツクの基準位置を決定するための信号である。すなわち１周60個のセクタのうち第０番目のセクタを確定し、トラツクの始まり（Ｒ−θ座標原点）を示す。ここでＲは半径方向を示し、θは角度座標を示す。プレインセグメントには設けられていない。
一方、フレーム同期マークは各セクタの開始位置を示す信号である。第１、第２、……第59番目のセクタにおける先頭セグメントを表示する。また磁気デイスクの起動時においてPLLクロツクをロツクさせる際にクロツクマークを発見するための目印として働く。この場合にのみホームインデツクスマークも同じ働きをする。プレインセグメントには設けられていない。
これら２種類のマークと共にアドレスパターンを構成するアドレスマークは粗アドレス情報（トラツク番号）を得るためのマークであり、全セグメントに設けられている。このデータの表示には18ビツトの絶対グレイコードが用いられる。
またクロツクマークCMは磁気デイスクの回転位相と共に座標情報を回路系に知らせるマークである。全セグメントに１個ずつ入つている。試作した磁気デイスクでは1PLLクロツク長を割当ててある。
さらにフアインパターンは１トラツク以内の位置情報を得るための信号で、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂの４つのマークからなる（図３（D1）〜（D3））。全セグメントに設けられている。これらのパターンはそれぞれ1PLLクロツクに付き一個の島として形成されている。半径方向の長さはトラツクピツチに等しく、配列はセクターサーボ方式で用いられる４相千鳥パターンである。
（１−１−３）試作例
試作した磁気デイスクではガラス基板上にエツチングによつて必要な凹凸を形成し、その後、デイスク全体に磁性膜をスパツタすることによつて作成した。因に各マーク部は凸形状に形成し、その他の部分（溝に相当する部分）を凹形状に形成した。形成したデイスクの諸寸法を図６に示す。試作例の場合、最内周（半径15.5〔mm〕）における最小マーク長は0.6〔μｍ〕であり、最外周（31〔mm〕）における最小マーク長は1.2〔μｍ〕である。
このように凹凸を成形した後、磁気ヘツドを用いて凸部分と凹部分との着磁方向が逆になるようにDC着磁して磁気デイスクを試作した。マーク出力信号は磁気ヘツドで得る。ところで凸部分と凹部分の着磁方法については図７に示す。具体的な着磁方法は本出願人によつて日本国に出願されている平成４年特許願第217935号に記載されている。
またこれら凹凸で形成されるフレーム同期マークやホームインデツクスマーク及びクロツクマークCMは磁気デイスク装置がシーク動作中であつてもこれらのマークを検出してPLL回路のロツク状態が維持されるように配置されている。すなわち磁気ヘツドが磁気デイスク上のどこにあつたとしてもこれらのマークを検出できるように磁気ヘツドの移動軌跡（回動軌跡）上で連続につながつたパターンとしている。
これによりこの実施例で説明した磁気デイスクから再生されるクロツクマークの頻度は、デイスク回転数を3600〔rpm〕（すなわち60〔Hz〕）としたとき、50.4〔ks/sec〕となる。またこのクロツク信号に対して同期されるのはPLLクロツクを200分周した信号であるのでPLLクロツクの発振周波数は10.08〔MHz〕となる。
（１−２）実施例の効果
以上の構成によれば、全てのセグメントについて同じパターンを記録するのではなく、階層的な出現確率で現れる階層的なサーボパターンとしたことにより、全てのセグメントに同じパターンを記録する場合に比して１トラツク長に占めるサーボエリアの割合を相対的に低減することができる。例えばフレーム同期パターンはクロツクマークの出現確率に比して14分の１で良い。従つてこの方式によつてサーボパターンを形成すればトラツク長に占めるサーボパターン長の占有率を10パーセント程度に抑えることができる。このように各セグメントごとに同期パターンを用いる場合に比して占有面積を圧縮できる。しかも磁気デイスクの場合には磁気記録されたビツト波長に比してエンボス系のビツト長はデータ記録ビツト波形の数倍になるためその効果は大きい。
またこの磁気デイスクから再生されるクロツク成分は物理的に予め用意されているクロツクマークから得られるため、磁気デイスクの回転情報を忠実に得ることができ、完全同期系の仮想ロータリエンコーダを容易に形成できる。
（２）磁気デイスク装置
（２−１）磁気デイスク装置の構成
図８において１は全体として磁気デイスク装置を示している。この磁気デイスク装置１が再生する磁気デイスク２上にはクロツクマークが予め一括形成されているものとし、データはPR（Partial Response）符号によつて記録されているものとする。磁気デイスク装置１は磁気デイスク２に記録されている磁化パターンに応じた再生信号S1を磁気ヘツド３から読み出し、読出／書込アンプ４に与える。因にこの実施例の場合、磁気ヘツド３としてMR（Magneto Resistive）インダクテイブ複合薄膜磁気ヘツドを用いる。
読出／書込アンプ４は再生信号S1を増幅してサンプルドサーボ系５、トラツキングサーボ系６及び信号処理系７にそれぞれ与えるようになされている。
ここでトラツキングサーボ系６はトラツク位置検出回路6Aによつて磁気ヘツド３とトラツクとの半径方向についての相対的な位置関係を検出し、磁気ヘツド３が正確にトラツク上を走行できるように駆動部6Bを制御する。
また信号処理系７は波形等化器／復号器7Aによつてデータエリアから再生された再生信号S1から記録データを復号し、復号されたデータをデータ処理部7Bによつて信号処理するようになされている。因に波形等化器／復号器7Aにおける復号動作は最尤復号（Maximum Likelihood Sequence Estimation）が用いられる。
（２−１−１）サンプルドサーボ系の構成
続いてサンプルドサーボ系５の構成を図８〜図11を用いて説明する。
サンプルドサーボ系５は再生信号S1を２値信号S2に変換するバイナリ検出回路5Aと、２値信号S2からクロツク成分を抜き出すタイミングゲート回路5Bと、このタイミングゲート回路5Bから与えられるクロツク成分を基準信号として動作するPLL回路5Cとによつて構成されている。
（２−１−１−１）タイミングゲート回路の構成
このタイミングゲート回路5BはPLL回路5Cから出力されるPLLクロツクPLL_CKを基準クロツクとして動作するようになされており、PLLクロツクを基にしてクロツクマーク、フレーム同期マーク及びホームインデツクスマークの現れるタイミングを予測してタイミングゲート信号を生成するようになされている。
この回路部が予測ゲート生成回路部5B1である。
予測ゲート生成回路部5B1は、図９に示すように、クロツクマークの出現を予測してタイミングゲート信号を発生するタイミングゲート段（バイナリカウンタ5B11及びデコーダ5B12）と、フレーム同期マークの出現を予測してタイミングゲートを発生するタイミングゲート段（バイナリカウンタ5B13及びデコーダ5B14）と、ホームインデツクスマークの出現を予測してタイミングゲートを発生するタイミングゲート段（バイナリカウンタ5B15及びデコーダ5B16）との３組のゲート段によつて構成されている。
まず予測ゲート生成回路部5B1は、図10（Ｇ）に示すPLLクロツクをクロツクマーク用のタイミングゲート段を構成するバイナリカウンタ5B11に入力してクロツク数をカウントする。デコーダ5B12はバイナリカウンタ5B11のカウント値が200になるごとにタイミングゲート信号S5を出力する。これにより図10（Ｆ）に示すようにPLLクロツクを200分周したタイミングゲート信号S5を得る。
クロツクマーク検出回路5B2はこのタイミングゲート信号S5のパルスが立ち上がつている間にクロツクマークに対応する再生信号S1が入力されたときこれをゲーテイドクロツク信号（図10（Ｅ））として出力する。当然のことながらPLLクロツクがクロツクマークCMに同期していない期間では発見されるクロツクマークCMは少ない。
このようにタイミングゲート信号S5を用いるのは再生信号S1の中に含まれる擬似クロツク成分がクロツクマークCMと誤つて検出されないようにするためであり、真のクロツクマークに対応するクロツク成分のみを抽出するためである。
またこのタイミングゲート信号のS5のゲート幅はクロツクマークCMから得られる再生信号S1のパルス幅に比してわずかながら広めに設定されている。これによりクロツクマークCMに対応するクロツク成分がPLLクロツクのに位相に近づいたときには速やかにロツク状態に引き込めるようになされている。
ところで起動後にいきなり全クロツクの位相をロツクさせ、絶対座標を得ることは困難である。そこで磁気デイスク装置１はまずピンドルモータの回転周期と同じ割合で出現し、しかもクロツクマークCMに対して14分の１の頻度で現れるフレーム同期マーク及びホームインデツクスマークにフレーム位相をロツクさせるように動作する。このためセクタの先頭セグメントのマーク（すなわちフレーム同期マーク及びホームインデツクスマーク）の出現を予測ゲート生成回路部5B1で予測してタイミングゲート信号S6（図10（Ｄ））を発生する。そしてこのタイミングゲート信号S6で与えられる期間内からフレーム同期マークを見つけ出す動作に移る。
まずバイナリカウンタ5B13にクロツクマークを予測するタイミングゲート信号S5を入力してクロツク数をカウントする。次にこのカウント値を14分周してフレーム同期マークが検出されるであろうタイミングを予測するタイミングゲート信号S6を生成し、デコーダ5B14からフレームマーク検出回路5B3に与える。フレームマーク検出回路5B3はこのタイミングゲート信号S6によつて与えられる期間内におけるフレーム同期マーク又はホームインデツクスマークの数をカウントし、１回転につき60個のマークが見つかるとフレーム位相がロツクしたとしてフレームマーク信号を出力し、デイスク面絶対位置検出カウンタのフレーム値をリセツトする。
これらの動作によつてフレーム位相がロツクすると、ゲイテツドクロツクも全数検出されるようになる。次は、セクタに対して60分の１の頻度で現れるホームインデツクスセグメントを検出するためホームインデツクスマークの出現を予測するタイミングゲート信号S7（図10（Ｂ））を予測ゲート生成回路部5B1で発生する。
このときバイナリカウンタ5B15はフレーム同期マークを予測するタイミングゲート信号S6を入力してクロツク数をカウントする。デコーダ5B16はこのカウント値を60分周した信号をホームインデツクスマークを予測するタイミングゲート信号S7としてホームインデツクスマーク検出回路5B4に与える。このタイミングでホームインデツクスマーク（図10（Ａ））が検出されると、ホームインデツクス検出回路5B4はホームインデツクス信号を出力し、デイスク面絶対位置検出カウンタのマスタリセツト端子をリセツトする。これによりデイスク面絶対位置検出カウンタには回転している磁気デイスクに完全に同期したアドレスが発生される。
（２−１−１−２）PLL回路の構成
因にサンプルドサーボ系を構成するPLL回路5Cは図11に示すように構成されている。PLL回路5Cはクロツクマーク検出回路5B2から出力されたゲーテイドクロツク信号S_CKを位相比較器5C1に入力し、分周器5C2の出力と位相比較するようになされている。ループフイルタ5C3は位相差に応じた大きさの直流電圧を電圧制御発振器（VCO:Voltage Controlled Oscillator）5C4に与え、PLLクロツクPLL_CKがゲーテイドクロツクS_CKにロツクするようになされている。
（２−２）PLL動作
以上の構成において、磁気デイスク装置１の再生動作をサンプルドサーボ系５のサーボ動作を中心に説明する。
PLL回路5Cを構成するループフイルタ5C3のループ定数を適切な値に設計しておけば、スピンドルモータが起動する共にPLL回路5Cの追従が開始され、スピンドルモータの回転が定常回転（60〔Hz〕）に達した後は、PLL回路5Cの発振周波数も定常状態に落ち着くことが期待される。
しかしながらこの実施例の場合には以下のシーケンスでPLL回路5Cを動作させることにより一段と確実かつ迅速にPLLクロツクを磁気デイスク上のクロツクマークにロツクさせる。
磁気デイスク装置１によるこれら一連のシーケンスを図12を用いて説明する。
まず起動直後におけるPLL回路5Cの動作状態は確定しておらず、位相比較器5C1及び電圧制御発振回路5C4ともに不定動作している。すなわち位相比較器5C1はランダム誤差を出力し、電圧制御発振回路5C4はフリーラン動作する。またこのときタイミングゲート回路5Bではクロツクマーク検出回路5B2だけがPLLクロツクに基づいて動作している。
この際、クロツクマーク検出回路5B2からはタイミングゲート信号S5によつて抽出された再生信号S1がゲイテツドクロツクS_CKとしてPLL回路5Cに出力されることになるが、この時点ではほとんどの場合、ゲイテツドクロツクS_CKにクロツクマークCMに対応するクロツク成分は含まれていない。
またデイスク面上の絶対位置を与えるカウンタのカウント値も不定である。
やがてスピンドルモータの回転数が定常回転数（60〔Hz〕）に接近すると、フレーム同期マーク直後のクロツクマークCMから得られるゲイテツドクロツク信号S_CKとPLL回路5Cの電圧制御発振器5C4の出力のいくつかは正常な位相関係に達し、フレーム同期マークFMの直後だけは位相比較器5C1が正常に動作するようになる。
これに伴い１回転につき約60回の頻度で電圧制御発振器5C4の発振周波数が正常位相に引き込まれるようになり（フレーム同期マーク検出過程）、定常位相に電圧制御発振器5C4の発振周波数が接近を開始する。この過程の終了後、電圧制御発振器5C4の発振周波数は正規の周波数（10.08〔MHz〕）に達する（全クロツク発見過程）。
このようにPLL回路5C4の発振周波数が正規の周波数に達すると、ゲイテツドクロツクS_CKが走査中のトラツクから全数（840個）正しく検出されるようになり、位相比較器5C1と電圧制御発振器5C4は50.4〔KHz〕の頻度で制御されるようになる。
このような制御点が増えるに従つて電圧制御発振器5C4から出力されるPLLクロツクの位相関係は磁気デイスクのクロツク位相と精密な位相関係に保たれるようになる。ただしこの段位ではPLLクロツクがロツクしているのみでアドレスデコーダカウンタの状態（又はフレーム位相）は不定である。
精密な位相関係になつたことが検知されると、フレーム同期マーク信号がデイスク面絶対位置検出カウンタのリセツト端子に印加され、カウンタは磁気デイスクの一周につき60回転する周期状態になる。これによりフレーム位相が固定される。すなわち全セグメントのクロツクが発見された状態になる。
しかしながらやはり磁気デイスク上に配置されているトラツクの原点位置は未確定なままである。
そこで、フレーム同期マークFMを予測するタイミングゲート信号が入力されるフレームマーク検出回路5B3から出力されるクロツク数からフレーム同期を確認すると、ホームインデツクスマークを予測するタイミングゲートを開く。そしてこの予測タイミングゲートを通つたホームインデツクス信号をマスタリセツト端子に印加することにより完全同期を検出し、定常状態に入る。すなわちビツトオーダで位相ロツクしたPLLクロツクが得られる。
またシーク動作等により同期状態がまれにはずれる場合があるが、同期がはずれたことを検出する手段がある場合にはその状態に応じて上述した一連のシーケンス（起動、フレームマーク直後のクロツク発見、全セグメントのクロツク発見、ホームインデツクス発見）のうちいずれかの状態に復帰させることにより、自動的に再同期状態にPLLクロツクを引き込むことができる。
この結果、磁気デイスクの基板座標系に正確に追従する精密なサーボクロツクが得られる。ところでロツク状態に達した後は、このクロツクを磁気デイスク装置内にある各部サーボ系、信号処理系）のタイミング管理に用いる。一度ロツクすればクロツクマークが数個程度紛失してもロツク状態がはずれることはなく、正確なタイミングを生成し続けることができる。
ただし形成した磁気デイスクをスピンドルモータに取り付けることから偏心が存在し、このため磁気デイスクから再生されるクロツクマークの時間間隔が半径の振動に対応して変動することがある。この変動がそのまま残ると、サーボクロツクとの位相ずれが残差になる。このため予め計測した偏心量をPLL回路5Cに与えてずれを吸収させれば良い。
PLLクロツクがロツク状態になると、位置信号生成部に対して積分タイミング、サンプルホールドタイミング、アドレスデコードタイミングが正しく出力されるようになる。こうして得られた位置信号を用いてサーボ動作を行う。
（２−３）実施例の効果
以上の構成によれば、PLL回路のPLLクロツクを磁気デイスクのクロツクマークに同期させる一連のシーケンスを多段階に階層化したことにより、従来に比して速やかに位相をロツク状態に引き込むことができる。
特にハードデイスクの場合のように複数の磁気デイスクに対して頻繁に高速アクセスする必要がある場合にはこの同期状態への移行時間の短縮は効果が大きい。
またロツク状態への移行状態を多段階に行うことができるため仮にロツク状態がはずれた場合にもロツク状態への復帰動作を初期状態から繰り返さなくて良くロツク状態への移行を短縮することができる。
さらに信号処理系のセルフクロツクを不要にできる利点も生じる。このことは必ずしもサーボ系には必要ないが、従来の信号処理方式のように１−７変調や２−７変調とピーク検出との組み合わせ方式に比してセルフクロツクを抽出し難いパーシヤルレスポンス符号と最尤復号との組み合わせ方式の場合には特に有効である。
（３）他の実施例
なお上述の実施例においては、磁気デイスク及び磁気デイスク装置について述べたが、本発明はこれらに限らず、光デイスク及び光デイスク装置に用いる場合にも適用でき、上述と同様の効果を得ることができる。また同様に光磁気デイスク及び光磁気デイスク装置に用いる場合にも適用でき、上述と同様の効果を得ることができる。
また上述の実施例においては、磁気ヘツドをMRヘツドとする場合について述べたが、他の高密度ヘツドについても適用し得る。また光ピツクアツプの場合にも適用し得る。
さらに上述の実施例においては、クロツクマークを予めエンボスマークとして一括成形する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしもエンボスマークとして記録されていなくとも良く磁気記録されていても良い。
さらに上述の実施例においては、１トラツクを60セクタとし、かつ１セクタを14セグメントとし、さらに１セグメントを200クロツク長とする場合について述べたが、本発明はこに限らず、各値は他の数値をとつても良い。
さらに上述の実施例においては、１トラツクの物理構造を３階層（トラツク、セクタ、セグメント）とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、４階層以上の場合にも適用し得る。また同様にサーボパターンの構造を３階層（ホームインデツクスマーク＋アドレスマーク、フレーム同期マーク＋アドレスマーク、アドレスマーク）とする場合について述べたが、これらについても４階層以上の場合にも適用し得る。
産業上の利用可能性
本発明は特にデイスク状記録媒体からデータを読出す及び又は再生するデイスク装置に適用し得る。

Claims (8)

1. 予め各記録トラツクに沿つて、一回転する間に一定間隔置きに出現する複数のクロツクマークと、１回転する間に１回だけ出現するホームマークと、上記ホームマークより出現頻度が高くかつ上記クロツクマークより出現頻度が低いフレームマークとが形成されているデイスク状記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と、
   上記各記録トラツクにデータを記録し及び又は再生する記録再生手段と、
   上記記録再生手段によつて再生した再生信号に基づいて上記フレームマークに同期するような第１の補間動作をし、当該補間動作の結果上記フレームマークに同期した状態を得た後上記クロツクマークに同期するような第２の補間動作をすることにより、上記複数のクロツクマーク間の時間軸を細分する補間クロツクを生成するクロツク補間手段と
   を具えることを特徴とするデイスク装置。
2. 上記デイスク状記録媒体は磁気デイスクである
   ことを特徴とする請求項１に記載のデイスク装置。
3. 上記複数のクロツクマークは磁気記録されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のデイスク装置。
4. 上記複数のクロツクマークはエンボス型である
   ことを特徴とする請求項１に記載のデイスク装置。
5. 上記クロツク補間手段は予め計測されたデイスクの偏心量に応じて上記補間クロツクをフイードオフワード補償する
   ことを特徴とする請求項４に記載のデイスク装置。
6. 上記クロツク補間手段は、
   上記デイスク状記録媒体の回転を開始した後直後の起動過程と、
   上記フレームマークの発見過程と、
   全クロツクマークの発見過程と、
   上記ホームマークの発見過程とを順次経て上記補間クロツクの位相を上記クロツク成分にロックする
   ことを特徴とする請求項１に記載のデイスク装置。
7. 上記クロツク補間手段は、
   上記補間クロツクとして用いられるPLL出力を出力するPPL回路と、
   上記PLL出力のクロツク数をカウントするカウンタと、当該カウント値をデコードして上記クロツク成分を上記デイスク状記録媒体から抽出するためのゲート信号を発生するデコードと
   を具えることを特徴とする請求項６に記載のデイスク装置。
8. 上記クロツク補間手段は、
   上記クロツクマークに上記PLL出力が同期しているか否かを検出し、非同期検出時には、上記起動過程、上記フレームマーク発見過程、上記全クロツク発見過程、又は上記ホームマーク発見過程のいずれかに復帰させる
   ことを特徴とする請求項７に記載のデイスク装置。

Images