JP3990247B2 - サーボ情報記録方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度情報記録媒体に対するサーボ情報の記録方法に係り、より詳細には、高密度情報の記録が可能なディスクに対するサーボ情報の記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスクドライブ(HDD)のアクチュエータヘッドを移動させる方法には、一般的に、ステッピングモーターを用いる方式とボイスコイルモーターを用いる方式とがある。
【0003】
ステッピングモーターを用いる方式は、ステッピングモーターの回転数に応じて磁気ヘッドを異なるトラック間へ移動させる方式であり、主としてフロッピー(登録商標)ディスクドライブ(FDD)に用いられている。
【0004】
これに対し、ボイスコイルを用いる方式は、サーボ信号というプラター上の特殊信号に基づいて磁気ヘッドを移動させる方式である。
【0005】
一部のハードディスクにおいては、一つのプラターの表面全面が前記サーボ信号のために使用され、前記サーボ信号を読み込むための個別のヘッドが別途設けられている。このような方式を専用サーボ信号方式と呼ぶ。
【0006】
より一般的な方式として、サーボ信号挿入方式があるが、この方式においては、サーボ信号も一つのデータとして見なされ、プラター表面の一部に記憶される。従って、サーボ信号挿入方式では、ドライブシステムにある全てのプラターをデータの格納場所として使用することができる一方で、書込み/読出しヘッドはデータと共にサーボ信号も読み込まなければならない。
【0007】
前記ボイスコイルを用いる方式は、ステッピングモーターを用いる方式と比較すると、より正確にヘッダをプラターに位置付けすることができ、また、アクセス時間も短縮できる。特に、前記サーボ信号挿入方式の場合、リアルタイムにてオフトラックの修正が可能であるだけではなく、ディスク表面の活用度が高く、また、サーボヘッドとデータヘッドが干渉するような現象も起こらない。
【0008】
ボイスコイルを用いる方式における前記サーボ信号は、プラター上に記録されているサーボ情報から得られる。前記サーボ情報は、トラックに関する情報等を保有するパターンデータであり、ヘッドがトラックに正確に位置付けされているかを確認して調整する際に用いられる。サーボ情報は、ハードディスクドライブの生産時に、プラター表面の各トラック上に間隔をおいて記録される。サーボ情報として記録される幾つかの情報のうちの一つにサーボバーストがある。
【0009】
サーボ情報は、アクチュエータヘッドを一定のスキュー角づつ回転させてトラック間を移動させながら、プラター表面上に記録される。このようにしてサーボ情報を記録する場合、アクチュエータヘッドの延長線とトラックの法線とがなす角はスキュー角、すなわちトラックのディスク中心からの距離、に応じて異なってくる。
【0010】
また、前記ディスクのトラック密度は、ディスクの中心からの距離が大きいアウターデータ領域(以下、OD領域)の方が、ディスクの他の内側の領域と比較して高くなっている。例えば、スキュー角がゼロであるディスクの中心に近い位置では約57,000TPI(Track Per Inch)の記録密度を有するのに対し、前記OD領域では約60,000TPIの記録密度を有する。
【0011】
前述した状況において、従来の技術によってサーボ情報をハードディスクに記録すると、アクチュエータヘッドのスキュー角が比較的大きいディスク上の領域、例えば前記OD領域において、隣り合うトラック間のサーボバーストが重なる現象が現れ、その結果データの書込み又は読出しに不具合が生じる。
【0012】
以下に、図面を用いて、従来の技術の問題点について具体的に説明する。図4は、従来の技術によるサーボ情報記録方法において、サーボバーストが正常に記録された場合を示した部分平面図であり、図5は、従来の技術によるサーボ情報記録方法において、隣接トラックに記録されたサーボバーストが重なってしまった状態を示す部分平面図である。
【0013】
前記ディスクのスキュー角がゼロである領域、例えば前記ディスクのインナーデータ領域(以下、ID領域)にサーボ情報を記録する場合には、図4に示されたように、隣り合うトラックのサーボバースト領域A,Bに記録されるサーボバーストB1,B2の間には重なりは生じない。しかし、前記ディスクのOD領域にサーボ情報を記録する場合には、図5に示されたように、隣り合うトラックのサーボバースト領域A,Bに記録されるサーボバーストB3,B4は一部が重なってしまう。
【0014】
サーボ信号挿入方式におけるヘッドの位置制御では、ヘッドがトラックの中心から正または負の方向にどれだけ外れているかを表す位置エラー信号(PES:Position Error Signal)が用いられるが、前述した隣り合うトラックに記録されたサーボバーストの一部が重なる場合には、前記PESの絶対値が実際の値よりも小さくなってしまい、ヘッドのオフトラックを判断する能力が落ちてしまう。
【0015】
ヘッドがオントラックの場合には、下記数式1及び数式2に示されたように、PES値はサーボバーストの重なりの有無に関わらず、いずれの場合にもゼロ(0)になる。
【数1】
【数2】
【0016】
一方、ヘッドに10%のオフトラックがある場合、サーボバーストが正常に記録された時のPES値は、下記数式3に示されたように、0.25として計算されるが、サーボバーストが重なって記録された時のPES値は、下記数式4に示されたように、0.20として計算される。
【数3】
【数4】
【0017】
前記数式1から数式4において、A及びB領域におけるサーボバースト値は0.4Tとし、また、サーボバーストが重なる領域におけるサーボバーストのサーボバーストスペースD1からの外れの度合いdは0.1Tとした。
【0018】
このように、サーボバーストが重なる領域におけるPES値は、実際に生じたオフトラックを反映していないために、データの書込み又は読出し時に不具合を引き起こす。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前述した問題点を解決するため、ディスクの各領域にサーボ情報を記録する際に生じる隣り合うトラック間のサーボバーストの重なりをなくすことにより、データの書込み又は読出しの不具合を防止することができる、ハードディスクへのサーボ情報の記録方法を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の主たる観点によれば、アクチュエータヘッドを回転させてトラック間を移動することによりサーボ情報を記録していく、高密度情報の記録が可能なディスクへのサーボ情報の記録において、前記アクチュエータヘッドのスキュー角に応じて前記アクチュエータヘッドの回転角を異なるようにして前記アクチュエータヘッドを回転させること、を特徴とするサーボ情報記録方法が提供される。
【0021】
上記記載の発明では、前記アクチュエータヘッドの回転角を前記アクチュエータヘッドのスキュー角に応じて変化させることによりディスクの全領域においてヘッドマージンが均一になるので、サーボ情報を記録する際にヘッドマージン不足により隣り合うトラック間のサーボバーストが重なる現象を防止することができる。
【0022】
前記サーボ情報記録方法は、前記ディスクの半径方向に沿って前記ディスクを複数の区間に区分けした後、前記各区間ごとの最適トラック密度を計算する段階と、前記サーボ情報を記録する際の前記各区間ごとのトラック密度が、前記各区間ごとの最適トラック密度とそれぞれ一致するように、前記各区間ごとの前記アクチュエータヘッドの回転角を決定する段階と、前記決定された各区間ごとの回転角にて前記アクチュエータヘッドを回転させて前記各区間にサーボ情報を記録する段階と、を含む如く構成すれば、前記サーボ情報はディスクの全領域において最適なトラックピッチにて記録される。
【0023】
前記アクチュエータヘッドの回転角は、前記ディスクのイナーデータ領域からアウターデータ領域へと前記サーボ情報を記録する場合には、前記アクチュエータヘッドがスキュー角の小さい区間から大きい区間へ移動していくにしたがって増大していき、前記ディスクのアウターデータ領域からイナーデータ領域へと前記サーボ情報を記録する場合には、前記アクチュエータヘッドがスキュー角の大きい区間から小さい区間へ移動していくにしたがって減少していく、如く構成すれば、従来の発明にてイナーデータ領域からアウターデータ領域に行くに従って増大していた隣り合うトラック間のサーボバーストの重なりを防止することができる。
【0024】
本発明はまた、トラックに沿ってサーボバーストスペースに複数のサーボパターンが形成され、インナーデータ領域及びアウトデータ領域を含み、高密度に情報が記録される記録媒体において、前記アウトデータ領域において、前記複数のサーボパターンのうち、前記記録媒体半径方向のサイズが最も大きいサーボパターンの前記記録媒体半径方向のサイズは、前記サーボバーストスペースの前記記録媒体半径方向のサイズと同じであり、前記サーボパターンは、前記記録媒体の半径方向に沿って前記インナーデータ領域及び前記アウトデータ領域を含むように区分けされた複数の区間ごとに計算された最適トラック密度とアクチュエータのスキュー角とに応じて決定された、前記区間ごとの回転角にて前記アクチュエータを回転させて、トラック密度が前記最適トラック密度と一致するように記録されたこと、を特徴とする記録媒体を提供する。本発明はまた、高密度に情報が記録される記録媒体及び所定のスキュー角にて前記記録媒体に高密度に情報を記録するためのアクチュエータヘッドを備えるハードディスクドライブにおいて、前記記録媒体は、トラックに沿ってサーボバーストスペースに複数のサーボパターンが形成され、インナーデータ領域及びアウトデータ領域を含み、前記アウトデータ領域において、前記複数のサーボパターンのうち、前記記録媒体半径方向のサイズが最も大きいサーボパターンの前記記録媒体半径方向のサイズは、前記サーボバーストスペースの前記記録媒体半径方向のサイズと同じであり、前記サーボパターンは、前記記録媒体の半径方向に沿って前記インナーデータ領域及び前記アウトデータ領域を含むように区分けされた複数の区間ごとに計算された最適トラック密度とアクチュエータのスキュー角とに応じて決定された、前記区間ごとの回転角にて前記アクチュエータを回転させて、トラック密度が前記最適トラック密度と一致するように記録されたこと、を特徴とするハードディスクドライブを提供する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図1、図2、及び図3に基づいて、本実施形態による高密度情報記録が可能なディスクにサーボ情報を記録する方法、について詳細に説明する。なお,以下の説明及び添付図面において,略同一の機能及び構成を有する構成要素については,同一符号を付することにより,重複説明を省略する。
【0026】
図1に示されたように、ディスクDに記録されるサーボ情報はピボット42を中心として動くアクチュエータ40の先端部に設けられたヘッド44により記録される。アクチュエータ40はヘッド44を所定のスキュー角θにて回転させることにより所定のサーボ情報をトラックに沿ってディスクDに記録する。
【0027】
サーボ情報は、ヘッド44をディスクDの外側から内側へと、又はその反対に回転させて記録できるが、便宜上ディスクの外側から内側へと前記サーボ情報を記録するとして説明を行う。
【0028】
アクチュエータ40は、ディスクDの最内側に達した時にそのスキュー角がゼロ(0)となる位置、すなわち、アクチュエータ40の延長線がディスクDの最内側トラックと接するときに、アクチュエータ40の延長線と最内側トラックの法線がなす角度が直角になる位置、に設けられる。これにより、ヘッド44がディスクDの外側に位置した時には、最内側のトラックに位置した時とは異なり、アクチュエータ40の延長線とトラックの法線がなす角度は直角にはならず、直角からスキュー角θを引いた所定の角をなすことになる。
【0029】
ディスクD上におけるヘッド44の軌跡は点線46に沿う。ヘッド44を点線46に沿って一定角づつ等角に回転させていくと、ディスクDの内側では、ヘッド44はトラックと垂直に接しながら回転するため、一定角を回転することによりヘッド44が移動する距離はトラックピッチと等しくなる。しかし、ディスクDの外側では、図2に示されたように、ヘッド44はトラックを斜めに横切りつつ回転するため、一定角を回転することによりヘッド44が移動する距離はトラックピッチよりも短くなる。従って、ディスクDにサーボ情報を記録すると、ディスクDの外側の方が内側よりもトラックピッチが狭くなって記録される。すなわち、ディスクDのトラック密度は外側の方が内側より高くなり、サーボ情報の一部であるサーボバーストは、図5に示されたように、隣り合う他のトラックのサーボバーストと重なってしまう。
【0030】
よって、図5に示されたように、ディスクDに描かれているトラックをディスクDの半径方向に沿って複数の区間に区分けし、区分けされた各区間ごとにヘッド44の回転角が異なるようにしてサーボ情報を記録するのが望ましい。このとき、それぞれの区間の中での回転角は同一となり、ヘッド44は一つの区間内では所定の回転角にて一定に回転されるようにする。
【0031】
具体的に説明すれば、ディスクDに描かれたトラックをディスクDの半径方向に沿って第1から第nの区間P1,P2,P3,...,Pn−1,Pnに区分けした場合、第1区間P1では第1回転角θ1にてヘッド44を均一に回転させてサーボ情報を記録し、第2区間P2では第1回転角θ1とは異なる第2回転角θ2にてヘッド44を均一に回転させてサーボ情報を記録する。このような方法により残りの区間でも相異なる回転角にてヘッドを回転させてサーボ情報を記録する。
【0032】
先にも述べたが、ヘッド44をディスクDの全区間に渡って等角に移動させると、ヘッド44のスキュー角が最も大きいディスクDの外側においてはヘッド44の移動距離がトラックピッチに届かない。従って、ディスクDの外側においてもヘッド44の移動距離がトラックピッチと正確に一致するようにするためには、ディスクDの外側におけるヘッド44の移動速度、すなわちヘッド回転角、をディスクDの内側におけるヘッド44の移動速度よりも大きくしなければならない。つまり、ディスクDの第1区間P1におけるヘッド44の回転角を決める第1回転角θ1は、他の区間の回転角と比較して最も大きくなり、第1区間P1から第n区間Pnへといくほど各区間の回転角は徐々に小さくなっていく。
【0033】
一方、サーボ情報の記録がディスクDの内側から始まる場合、各区間別回転角は第n区間Pnから第1区間P1へといくほど次第に大きくなる。
【0034】
下記表1は、ディスクDを半径方向に沿って3つの領域、すなわち、OD領域、ミドルデータ(MD)領域、及びID領域に区分けし、各領域別にヘッドの回転角を異なるようにした場合を例示したものであり、ディスクDの内側領域にいくほどヘッド44の回転角は次第に小さくなる。
【表1】
【0035】
上記のようにディスクDの各区間ごとの回転角を決めるには、先ず、前記各区間の最適トラック密度を求めておく必要がある。前記各区間の最適トラック密度が決まることにより、前記最適トラック密度でサーボ情報を記録するための回転角も決まってくる。このように決められた回転角に基づいて各区間別にサーボ情報を記録すれば、ヘッド44のスキュー角が異なるいかなる領域においてもサーボバーストが重なることなくサーボ情報を記録することができる。
【0036】
表1における“トラック密度”の項目は、各区間ごとに求めた最適トラック密度を表わす。例えば、OD領域では、計算された最適トラック密度は52,000TPIとなり、これにより、OD領域にサーボ情報を記録するためのヘッドの回転角は4.893101μ radとなる。MD領域、及びID領域の回転角も、各領域の最適トラック密度をもとに決められる。
【0037】
このようにしてサーボ情報を記録した場合、ディスクDにサーボ情報を書き込んだりディスクDに書き込まれたデータを読み出したりする際に、スキュー角がゼロである位置におけるヘッドのアクセスマージンと同一のマージンにてスキュー角が異なるディスクDの他の領域にもアクセスすることができる。よって、トラックピッチの減少によるヘッドマージンの不足のために、ヘッドのアクセス中にPESが増加する等の不具合を防止することができる。
【0038】
前述したサーボ情報の記録においては、サーボバーストが現れ始めるスキュー角を測定した後に、前記スキュー角よりも小さい角では従来通り一定の回転角でヘッドを回転させてサーボ情報を記録し、前記スキュー角よりも大きいディスクの領域に対してのみヘッドの回転角を区間別に異なるようにしてサーボ情報を記録する、といった方法をとることもできる。
【0039】
以上、本発明に係る好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において、各種の修正例および変更例を想定し得るものであり、それらの修正例および変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るサーボ情報記録方法は、HDD等の高密度情報記録が可能なディスクへのサーボ情報の記録において、ディスクの半径方向別の各領域の最適トラック密度を計算後、前記各領域が前記計算された最適トラック密度を有するように各領域ごとのヘッドの回転角を決定し、前記回転角にてヘッドを回転させて前記各領域にサーボ情報を記録する。すなわち、各領域ごとにヘッドの回転角が異なるようになり、サーボ情報は最適なトラックピッチにて前記各領域に記録される。前記ディスクは領域ごとのヘッドマージンが均一なので、従来の技術を用いてサーボ情報を記録した際に生じる、ディスクのOD領域のトラックピッチが狭いことによる隣接トラック間のサーボバーストの重なりによってPESが実際値よりも増加する問題点、などを解消できる。従って、データの書き込みまたは読み出しのために前記ディスクにヘッドをアクセスさせる際に、ヘッドはトラックの中心に正確に位置付けされるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるサーボ情報記録方法を説明するためのハードディスクの平面図である。
【図2】本発明の実施形態によるサーボ情報記録方法を説明するためのハードディスクの部分拡大平面図である。
【図3】本発明の実施形態によるサーボ情報記録方法によってディスクを複数の区間に区分けした後、各区間におけるヘッド回転角を異なるようにした場合を示した平面図である。
【図4】従来の技術によるサーボ情報記録方法において、サーボバーストが正常に記録された場合を示した部分平面図である。
【図5】従来の技術によるサーボ情報記録方法において、隣接トラックに記録されたサーボバーストの重なりを示した部分平面図である。
【符号の説明】
40 アクチュエータ
42 ピボット
44 ヘッド
D ディスク
θ スキュー角
Claims (4)
- アクチュエータに設けられたヘッドがトラック間を移動するようにアクチュエータを回転させて、高密度情報の記録が可能なディスクにサーボ情報を記録するサーボ情報記録方法において、
前記ディスクの半径方向に沿って前記ディスクを複数の区間に区分けし、前記各区間ごとの最適トラック密度を計算する段階と、
前記サーボ情報を記録する際の前記各区間ごとのトラック密度が前記計算された各区間ごとの最適トラック密度とそれぞれ一致するように、前記ヘッドが前記トラック間を移動する際の前記アクチュエータの回転角を、前記最適トラック密度及び前記アクチュエータのスキュー角に応じて前記各区間ごとに決定する段階と、
前記決定された各区間ごとの回転角にて前記アクチュエータを回転させて前記各区間にサーボ情報を記録する段階と、
を含むことを特徴とするサーボ情報記録方法。 - 前記アクチュエータの回転角は、
前記ディスクのイナーデータ領域からアウターデータ領域へと前記サーボ情報を記録する場合、前記アクチュエータが前記スキュー角の小さい前記区間から前記スキュー角の大きい前記区間へ移動していくにしたがって増大し、
前記ディスクの前記アウターデータ領域から前記イナーデータ領域へと前記サーボ情報を記録する場合、前記アクチュエータが前記スキュー角の大きい前記区間から前記スキュー角の小さい前記区間へ移動していくにしたがって減少することを特徴とする請求項1に記載のサーボ情報記録方法。 - トラックに沿ってサーボバーストスペースに複数のサーボパターンが形成され、インナーデータ領域及びアウトデータ領域を含み、高密度に情報が記録される記録媒体において、
前記アウトデータ領域において、前記複数のサーボパターンのうち、前記記録媒体半径方向のサイズが最も大きいサーボパターンの前記記録媒体半径方向のサイズは、前記サーボバーストスペースの前記記録媒体半径方向のサイズと同じであり、
前記サーボパターンは、前記記録媒体の半径方向に沿って前記インナーデータ領域及び前記アウトデータ領域を含むように区分けされた複数の区間ごとに計算された最適トラック密度とアクチュエータのスキュー角とに応じて決定された、前記区間ごとの回転角にて前記アクチュエータを回転させて、トラック密度が前記最適トラック密度と一致するように記録されたこと、
を特徴とする記録媒体。 - 高密度に情報が記録される記録媒体及び所定のスキュー角にて前記記録媒体に高密度に情報を記録するアクチュエータヘッドを備えるハードディスクドライブにおいて、
前記記録媒体は、
トラックに沿ってサーボバーストスペースに複数のサーボパターンが形成され、インナーデータ領域及びアウトデータ領域を含み、
前記アウトデータ領域において、前記複数のサーボパターンのうち、前記記録媒体半径方向のサイズが最も大きいサーボパターンの前記記録媒体半径方向のサイズは、前記サーボバーストスペースの前記記録媒体半径方向のサイズと同じであり、
前記サーボパターンは、前記記録媒体の半径方向に沿って前記インナーデータ領域及び前記アウトデータ領域を含むように区分けされた複数の区間ごとに計算された最適トラック密度とアクチュエータのスキュー角とに応じて決定された、前記区間ごとの回転角にて前記アクチュエータを回転させて、トラック密度が前記最適トラック密度と一致するように記録されたこと、
を特徴とするハードディスクドライブ。
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