JP4590011B2 - 磁気記録装置およびクロック信号生成方法 - Google Patents

Description

本発明は，情報記録再生に用いるパターンドメディア方式の磁気記録装置およびその磁気記録装置におけるクロック信号生成方法に関する。

図１４は，従来の磁気記録装置の制御ブロック図を示している。

従来の磁気記録装置１００は，例えば図１４に示すように，磁気ディスクの磁気記録媒体１３０と，記録および再生を行う磁気ヘッド１１０と，その磁気ヘッド１１０の位置決めを行うヘッド位置決め機構（ＶＣＭ）１１１とを有し，また，磁気ヘッド１１０の再生素子からの信号を再生信号とするリードアンプ１１２と，磁気ヘッド１１０の記録素子を，ライト信号に従って駆動するライトアンプ１１３と，ホストコンピュータ１４０からの記録または再生指令を受信して，磁気記録媒体１３０に記録する信号を演算および制御し，また，磁気記録媒体１３０から再生されたデータ信号をデータビット列としてホストコンピュータ１４０に返すディスクコントローラ回路１１４と，磁気記録媒体１３０からの再生信号を復調してデータ信号あるいはサーボ信号を生成し，あるいはディスクコントローラ回路１１４から受け取ったデータ信号を磁気記録媒体１３０に記録するのに適した変調を行って，ライトクロックパルスに同期して記録信号を生成するリードチャネル回路１１５と，リードチャネル回路１１５で復調されたサーボ信号をもとに磁気ヘッド１１０を位置決めするための制御信号を出力する位置決め制御回路１１６と，位置決め制御回路１１６から出力された駆動信号を電流に変換してヘッド位置決め機構１１１を駆動する駆動回路（パワーアンプ）１１７と，リードチャネル回路１１５にライトクロックパルスを供給する発振器１２０とを有している。

従来，ライトアンプ１１３を動作させるタイミングを与えるライトクロックパルスの生成は，一般に固定周波数の発振器１２０が用いられ，リードチャネル回路１１５に供給されていた。

近年，磁気ディスク装置は，小型化の流れが顕著であり，これに伴い高密度記録が可能なディスク媒体の開発が求められている。しかし，磁気ディスク装置の記録密度を向上させていく上で，隣接する記録ビットからの干渉を如何に防ぐかが課題となっている。

このような課題の認識のもとで，従来，磁気ディスク媒体の径方向の干渉に対して，磁気ディスク媒体を記録トラック毎に物理的に分断して，隣接するトラックからの干渉を低減させるディスクリートトラック記録という技術が提案されている。

さらに，上記課題の認識のもとで，磁気ディスク媒体の周方向に対しても，媒体の物理的な分断を行うこと，すなわち，記録ビット単位のパターニングを行うことで，隣接ビットからの干渉を低減させる“パターンドメディア”という技術も提案されている。

隣接する記録ビットからの干渉を防がなくてはならないという課題を解決することができたとしても，実用化するためには，細密化された媒体に対して磁気ヘッドの位置決めを正確に行わなくてはならない。したがって，隣接する記録ビットからの干渉を防ぐという課題，および細密化された媒体に対して磁気ヘッドの位置決めを正確に行うという課題の両方を克服する必要がある。

特に，周方向の位置決め，すなわち分断された媒体の中央で記録または再生を正確に実施する手段に関しては，記録再生ヘッドが磁性体部を通過するタイミングを検出あるいは予測して，磁性体の配置パタンに同期したクロック信号を生成することが必要となる。

このクロック信号を生成するための技術として，例えば特許文献１では，非磁性体部で記録を行ったときに発生する漏れ磁場を検出して，クロック信号の位相ずれを補正する磁気記録装置が提案されている。

また，特許文献２では，クロック信号の位相をずらしながら記録再生を行い，エラーレートが最も良くなる位相を選択する磁気記録装置が提案されている。
特開２００３−２８１７０１号公報 特開２００６−１６４３４９号公報

磁性体の配置パタンに同期したクロック信号を生成するため，例えば特許文献１に記載されているような非磁性体部で記録を行ったときに発生する漏れ磁場を検出して，クロック信号の位相ずれを補正する方法では，漏れ磁場の検出が正確に行われなかった場合に位相ずれを解消できないという課題がある。

また，特許文献２の方法では，次のような課題がある。一般に，磁気記録装置における記録動作は，ホストコンピュータからの記録指示を受信後に速やかに実行する必要がある。しかし，特許文献２の方法では，エラーレート測定による試行で最適な位相ずれ量を求めるため，記録指示受信後にすぐに記録動作を実施することができず，これを回避するためには予め測定した位相ずれ量をメモリ内に保持しておき，装置動作時に再利用するといった工夫が必要になる。

しかしながら，装置内に搭載されている磁気記録媒体は，これを回転させるスピンドルモータのターンテーブルに摩擦力でクランプされているものが多く，この場合，何らかの衝撃によって磁気記録媒体がターンテーブルに対して回転する場合があり，最適な位相ずれ量が変化してしまうことがあるので，予め測定してメモリ内に保持しておいた位相ずれ量が再利用できなくなる。また，環境温度変化による媒体の機械的な圧縮伸張によって，最適な位相ずれ量が変化することも考えられる。

この場合，上記特許文献２に記載されている方法では，位相ずれ量を再度測定しなおすことになるため，装置のパフォーマンスを著しく低下させることになる。

さらに，磁気記録媒体の偏心の変化や，ターンテーブルの回転ジッタなどの影響により，クロック信号の周波数が想定値からずれる場合がある。

特許文献１および特許文献２に記された方法は，位相ずれを検出する方法であるが，周波数ずれを検出する方法については触れられていない。

そこで本発明は，上記課題の解決を図り，パターニングされた磁性体に対して，位相および周波数が共に最適なクロック信号を，記録動作時にリアルタイムに生成することができる磁気記録装置およびクロック信号生成方法を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため，本発明の磁気記録装置は，互いに物理的に分断された複数の記録ドットが形成された磁気記録媒体と，磁界発生コイルを有し，前記磁気記録媒体へデータ記録を行う記録素子と，前記磁界発生コイルのコイル両端電圧を測定するコイル両端電圧測定回路と，前記コイル両端電圧の電圧変化を検出し，検出した電圧変化をもとにクロックパルスを生成する電圧変化検出回路と，前記クロックパルスに同期してライトクロック信号を発生するクロック信号生成回路とを備えることを特徴とする。

以上の構成によって，磁気ヘッドの記録素子に直流（ＤＣ）電流を印加したときのコイル両端電圧をもとに，パターンドメディアの磁性体および非磁性体を磁気ヘッドが通過したときのコイルインダクタンスの変化を検出し，これをもとにライトクロック信号を生成する。このライトクロック信号を用いて記録することにより，パターンドメディアにおいて非磁性体で分断された磁性体の中心で正確な記録を行うことができるようになる。

磁気記録媒体のデータセクタフォーマットは，データセクタの先頭から，ライトクロック生成用の領域，データ領域の順に記録領域を有するものとし，そのライトクロック生成用の領域へのライト時に，磁界発生コイルのコイル両端電圧の測定を行う。さらに，磁気記録媒体のデータセクタフォーマットは，ライトクロック生成用の領域とデータ領域との間に，リードクロック生成用の領域を有してもよく，この場合，記録素子は，リードクロック生成用の領域に一定周期のパターンを記録する。

なお，以上の方法により，データセクタ毎のライトクロック周波数およびデータセクタ先頭からの位相ずれの情報を得て，磁気記録媒体または当該磁気記録装置内のメモリに記録しておき，磁気記録媒体のデータセクタに記録を行う際に，クロック周波数およびデータセクタ先頭からの位相ずれの情報を読み出して，ライトクロック信号を生成するようにしてもよい。さらに，以上の方法において，コイルインダクタンスの変化を検出する際に，実際に磁気記録装置を使用してデータの記録および再生を行うときの磁気記録媒体の回転数よりも低い回転数で検出を行い，その回転数で測定した結果から得られたクロック周波数およびデータセクタの先頭からの位相ずれの情報を，実際に磁気記録装置を使用するときの回転数に合うように補正して，ライトクロック信号を生成するような実施も可能である。低速で回転している状態で，適切な記録タイミングの情報を得ることで，より正確なライトクロック信号の生成が可能になる。

本発明の磁気記録装置によれば，パターニングされた磁性体に対して，位相だけでなく周波数に関しても最適なクロック信号を生成できるという効果がある。

また，最適なクロック信号の条件を予め測定しておくのではなく，記録動作時にリアルタイムにクロック信号を生成することができるので，環境変化等に適応が可能となり，装置のパフォーマンスが向上するという効果がある。

また，予めクロック信号を生成するためのクロック周波数および位相ずれの情報を取得しておく場合にも，比較的簡易にかつ正確にそれらの情報を取得することができる。

本発明の概要を示す図である。 本発明の第１の実施例の制御ブロック図である。 磁気ヘッドとコイル両端電圧測定回路の模式図である。 パターンドメディア上でのコイルインダクタンス変化の原理を説明する図である。 ライトクロックパルスの生成原理の式と時間波形の模式図である。 本発明のデータセクタフォーマット例を示す図である。 ライト動作のタイムチャートである。 リード動作のタイムチャートである。 セクタライトおよびリード時のフローチャートである。 コンパレータの詳細回路図である。 コンパレータの各段の波形図である。 ＰＬＬ回路のブロック図である。 本発明の第２の実施例の制御ブロック図である。 従来装置の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 磁気記録装置
１０ 磁気ヘッド
１１ ヘッド位置決め機構
１２ リードアンプ
１３ ライトアンプ
１４ ディスクコントローラ回路
１５ リードチャネル回路
１６ 位置決め制御回路（ＶＣＭ制御回路）
１７ 駆動回路（パワーアンプ）
２０ インダクタンスアンプ
２１ コンパレータ
２２ ＰＬＬ回路
２３ 第２のＰＬＬ回路
３０ 磁気記録媒体
３１ 基板
３２ 軟磁性下地層
３３ 垂直磁気記録膜
３３Ａ 磁性体
３３Ｂ 非磁性体
４０ ホストコンピュータ

以下，本発明の実施の形態を，図面を参照しながら説明する。

図１は，本発明の概要を示す図である。磁気記録装置１は，記録ビットを隣接ビットから物理的に分断するようにパターニングされたパターンドメディア方式の磁気記録媒体３０を持つ装置である。

コイル両端電圧測定回路２は，磁気ヘッド１０の記録素子における磁界発生コイルのコイル両端電圧を測定する回路である。コイル両端電圧は，制御回路５により，磁気記録媒体３０のデータセクタフォーマットにおけるライトクロック生成用領域にＤＣライトを行いながら測定する。電圧変化検出回路３は，コイル両端電圧測定回路２が測定したコイル両端電圧の電圧変化を検出し，検出した電圧変化をもとにクロックパルスを生成する。クロック信号生成回路４は，電圧変化検出回路３が生成したクロックパルスに同期してライトクロック信号を生成し，制御回路５に供給する。制御回路５は，上位装置からの磁気記録媒体３０への記録指令に対し，クロック信号生成回路４が出力するライトクロック信号に同期した記録信号を生成し，磁気記録媒体３０への記録を制御する。

図２は，本発明の実施形態に係る磁気記録装置の構成を示す図である。図２に示す磁気記録装置１は，パターンドメディアで構成したセクタサーボ方式を採る磁気記録媒体を備える磁気ディスク装置である。

この磁気記録装置１は，図２に示すように，以下のものにより構成される。
（ａ）記録ビットを隣接ビットから物理的に分断するようにパターニングされたパターンドメディア方式の磁気記録媒体３０，
（ｂ）記録素子および再生素子を有して磁気記録媒体３０に近接して情報の記録および再生を行う磁気ヘッド１０，
（ｃ）磁気ヘッド１０を磁気記録媒体３０上の任意の半径位置に位置決めするヘッド位置決め機構１１，
（ｄ）磁気ヘッド１０の再生素子からの再生信号を電圧変換して再生信号とするリードアンプ１２，
（ｅ）磁気ヘッド１０の記録素子を，ライト信号に従って駆動するライトアンプ１３，
（ｆ）ホストコンピュータ４０からの記録または再生指令を受信して，磁気記録媒体３０に記録する信号を演算および制御し，また，磁気記録媒体３０から再生されたデータ信号をデータビット列としてホストコンピュータ４０に返すディスクコントローラ回路１４，
（ｇ）磁気記録媒体３０からの再生信号を復調してデータ信号あるいはサーボ信号を生成し，あるいはディスクコントローラ回路１４から受け取ったデータ信号を磁気記録媒体３０に記録するのに適した変調を行って，ライトクロックパルスに同期して記録信号を生成するリードチャネル回路１５，
（ｈ）リードチャネル回路１５で復調されたサーボ信号から，所定の半径位置に磁気ヘッド１０を位置決めするための制御信号を出力する位置決め制御回路（ＶＣＭ制御回路）１６，
（ｉ）位置決め制御回路１６から出力されたＶＣＭ駆動信号を電流に変換してヘッド位置決め機構１１を駆動する駆動回路（パワーアンプ）１７，
（ｊ）磁気ヘッド１０の記録素子のコイル両端電圧を測定するインダクタンスアンプ２０（図１のコイル両端電圧測定回路２に相当する），
（ｋ）コイル両端電圧をスライスしてからクロックパルスを生成するコンパレータ２１（図１の電圧変化検出回路３に相当する），
（ｌ）クロックパルスに同期してライトクロックパルスを生成するＰＬＬ(Phase Locked Loop) 回路２２（図１のクロック信号生成回路４に相当する）。

図２におけるインダクタンスアンプ２０が，パターンドメディアの磁性体部を検出する原理について，図３を用いて説明する。

図３は，磁気ヘッドとコイル両端電圧測定回路の模式図であり，図２における磁気ヘッド１０の記録素子（記録ヘッド），磁気記録媒体３０，インダクタンスアンプ２０を示している。

磁気記録媒体３０は，垂直記録方式の記録媒体であり，基板３１上に製膜される垂直磁気記録膜３３の下に軟磁性下地層３２を製膜することで，磁気ヘッド１０の記録素子との間に磁気回路を形成して記録効率を向上させた構成になっている。

磁気ヘッド１０の記録素子は，単磁極構造になっており，磁気記録媒体３０に対して垂直に磁界を印加し，軟磁性下地層３２を通った磁場がリターンヨークに戻される構成になっている。この磁気ヘッド１０の記録素子は，コアに巻かれたコイルに電流を印加することで磁界を発生する。コイルを流れる電流ｉ_w は，ライトアンプ１３によって供給される。

ここで，コイルインダクタンスＬは，主磁極直下に磁性体があるか否かによって変化する。これを図４を用いて説明する。

図４は，パターンドメディアでのコイルインダクタンスの変化を説明する図である。図４左図は，主磁極直下に磁性体３３Ａがある場合，図４右図は，主磁極直下に非磁性体３３Ｂがある場合の例を示している。

μ_M は垂直磁気記録膜３３における磁性体３３Ａの透磁率，μ_N は垂直磁気記録膜３３における非磁性体３３Ｂの透磁率を表しており，μ_M ＞μ_N である。磁気回路に含まれる伝送路の一部の透磁率が変化することは，コイルのコアの透磁率が変化するのと等化であるので，磁性体通過時のコイルインダクタンスＬ_M は，非磁性体通過時のコイルインダクタンスＬ_N よりも大きくなると考えられる。したがって，一定電流印加時のコイルインダクタンスの変化を検出することで，磁性体３３Ａの部分と非磁性体３３Ｂの部分を通過したときのタイミングを検出することができる。

図３に示したように，インダクタンスアンプ２０の出力Ｖ_L は，コイル抵抗Ｒと磁束の変化率ｄ（Ｌｉ_w ）／ｄｔの和で示される。

ライトアンプ１３を定電流源と考えると，電流の時間変化（ｄｉ_w ／ｄｔ）はゼロと考えられるので，
Ｖ_L ＝Ｒｉ_w −ｄ（Ｌｉ_w ）／ｄｔ （１）
＝Ｒｉ_w −（ｄＬ／ｄｔ）ｉ_w −Ｌ（ｄｉ_w ／ｄｔ） （２）
＝（Ｒ−ｄＬ／ｄｔ）ｉ_w （３）
となる。

すなわち，コイル両端電圧Ｖ_L は，コイル抵抗Ｒで決まるオフセット電圧に，コイルインダクタンスの変化で決まる電圧が加算されるような形になる。

このコイルインダクタンスの変化を検出して，クロックパルスを生成する方法を，図５に従って説明する。定電流で駆動された磁気ヘッド１０の記録素子の主磁極がパターンドメディア方式の磁気記録媒体３０の記録トラックをトレースすると，図５の５０１に示されるようなコイルインダクタンスの変化が発生する。

このとき，インダクタンスアンプ２０で検出されるコイル両端電圧Ｖ_L は，式（３）から，図５の５０２に示されるように，コイルインダクタンスの変化に伴ってインパルス状の出力となる。

ここで，コイル両端電圧Ｖ_L を２極のコンパレータでスライスすることにより，図５の５０３に示されるように，コイルインダクタンス変化に対応したライトクロックパルス信号を生成することができる。

図２におけるＰＬＬ回路２２は，このクロックパルス信号に同期させてライトクロックパルスを発生させる。リードチャネル回路１５は，ライトクロックパルスに従って，ライト信号を出力するので，パターンドメディア方式の磁気記録媒体３０における磁性膜上に正確に記録することができる。

次に，本発明の構成による磁気記録装置１でデータの記録再生を行う手順を説明する。図６は，本発明の構成による磁気記録装置１でデータの記録再生を行うための，データセクタフォーマットである。データセクタの先頭には，ライトクロックを生成するためのＤＣ磁化領域ＷＰＬＬがあり，続いて，リードクロック生成用のプリアンブル(Preamble)領域ＲＰＬＬ，データ領域ＤＡＴＡという構成になっている。

図７は，ライト動作のタイムチャートである。磁気ヘッド１０の記録素子が目標データトラック上に位置決めされている状態で，ライトアンプ１３は，データセクタの先頭，すなわち領域ＷＰＬＬにおいて磁気ヘッド１０の記録素子にＤＣ電流を印加する。こうすると，これまで説明したように，コイルインダクタンスの変化が検出されて，ＰＬＬ回路２２によりライトクロックパルスが生成される（ライトクロック生成）。

続いて，生成されたライトクロックに従って，領域ＲＰＬＬに一定周期のパタンを記録する（ＲＰＬＬパタンライト）。最後に，生成されたライトクロックに従って，領域ＤＡＴＡにデータパタンを記録する。

図８はリード動作のタイムチャートである。磁気ヘッド１０の再生素子が目標データトラック上に位置決めされている状態で，データセクタの先頭，すなわち領域ＷＰＬＬにおいては，ライトクロック生成時に記録されたＤＣパタンが再生されるが，続いて再生される領域ＲＰＬＬにおいては，データライト時に記録されたリードクロックが再生される。このリードクロックに同期することで，領域ＤＡＴＡのデータパタンを正確にリードすることができる。

図９は，セクタライトおよびリード時のフローチャートである。本実施の形態において，所望のデータセクタにライトおよびリードするときの処理の流れを説明する。

まず，所望のデータセクタの手前にあるサーボセクタに対して磁気ヘッドのシーク動作が行われる。この動作はライト／リード共に共通である（Ｌ１）。

続いて，ライト時の動作は，Ｌ２〜Ｌ８のようになる。所望のサーボセクタにシークが完了したことを確認した後，磁気ディスク媒体が回転することによって，磁気ヘッド１０が目標データセクタの先頭に達するまでの時間待ちが行われる（Ｌ２）。

目標データセクタの先頭，すなわちＷＰＬＬ領域に達したところで，ライトアンプ１３に一定のコイル電流指示値を与える。これによって，目標データセクタのＷＰＬＬ領域にＤＣライトが行われる（Ｌ３）。

図１２により後述するように，ＰＬＬ回路２２の出力が固定されたことを判断して，ＷＰＬＬクロック引き込みが完了し（Ｌ４），これによりライトクロックの周波数および位相が設定される（Ｌ５）。

設定されたライトクロックでデータセクタのＲＰＬＬ領域にリードクロック引き込みのためのバーストパタンをライトする（Ｌ６）。これを規定長のバーストパタンのライトが完了するまで待つ（Ｌ７）。続いて，データパタンのライトを行う（Ｌ８）。

また，リード時の動作は，Ｌ１１〜Ｌ１４のようになる。ＷＰＬＬ領域を通過してＲＰＬＬ領域に達するまで時間待ちを行う（Ｌ１１）。次に，ＲＰＬＬ領域に書かれたバーストパタンによってリードクロック引き込みを行う（Ｌ１２）。これによりリードクロックの周波数および位相が設定される（Ｌ１３）。設定されたリードクロックに従い，続いて出現するデータパタンのリードを行う（Ｌ１４）。

図１０に，コンパレータ２１の詳細回路図を示す。また，図１１に，コンパレータ２１の各段の波形を示す。

本実施例におけるコンパレータ２１の回路は，大きく分けると，ハイパスフィルタ部２１１と，電圧変化検出部２１２と，ＲＳフリップフロップ部２１３の３つのブロックに分割される。

コンパレータ２１の前段のハイパスフィルタ部２１１では，インダクタンスアンプ２０の出力Ｖ_L ，
Ｖ_L ＝（Ｒ−ｄＬ／ｄｔ）ｉ_w
のＤＣ成分を除去し，
Ｖ_LH＝（−ｄＬ／ｄｔ）ｉ_w
を得る作用がある。ＤＣ成分除去前のＶ_L の波形が，図１１の波形６０１に示すとおりであったとすると，ＤＣ成分除去後のＶ_LHの波形は，図１１の波形６０２に示すとおりとなる。

続いて，電圧変化検出部２１２の回路があり，ここではインダクタンス変化が発生するタイミングを検出するため，インパルス波形高さを正負コンパレータで検出する。例えば，コンパレータで比較する電圧を＋Ｖ_s ，−Ｖ_s と設定することで，図１１の信号図６０３に示されるように，Ｖ_LHが＋Ｖ_s を上回るタイミングを示す信号ＲおよびＶ_LHが−Ｖ_s を下回るタイミングを示す信号Ｓを出力する。

最後に，後段はＲＳフリップフロップ部２１３の回路になっており，図１１の信号図６０４に示されるように，信号Ｒがハイ（Ｈｉｇｈ）のときに出力Ｑがロー（Ｌｏｗ）で，信号Ｓがハイ（Ｈｉｇｈ）のときに出力Ｑがハイ（Ｈｉｇｈ）となる動きを行う。

以上によりコンパレータ２１の回路で，インダクタンス変化に同期したパルス信号を得ることができる。

図１２は，ＰＬＬ回路２２のブロック図である。ＰＬＬ回路２２は，図１２に示すように，位相比較回路２２１，フィルタ回路２２２，ＶＣＯ回路２２３，ＶＣＯロック回路２２４の４つのブロックで構成される。

まず，コンパレータ２１で生成されたクロック信号が位相比較回路２２１に入力され，ＰＬＬ回路２２の出力（後述するＶＣＯ回路２２３の出力）と比較される。ここでは，二つの入力が等しい周波数で，かつ９０度位相の関係にあるときに，ＤＣ成分の除去された信号として出力される。

次に，フィルタ回路２２２によって，位相比較信号のフィルタリングを行う。ここでは，概ね高周波成分を除去する作用があり，ＰＬＬ回路２２の入出力差をＤＣ誤差信号として出力するが，フィルタの構成は設計者の目的によって異なる。

ＶＣＯ回路２２３は，入力電圧の変化に比例した周波数のパルスを出力する発振器である。ＶＣＯロック回路２２４は，フィルタ回路２２２の出力を評価し，その値が所望の範囲内に収まったことを判断して，ＶＣＯ回路２２３の発振周波数を固定するためのものである。

以上の構成により，ＰＬＬ回路２２により，コンパレータ２１の出力に同期したパルスを発生させることができる。

次に，本発明の第２の実施例について説明する。工場出荷前の試験工程において，前述した方法を用いて，データセクタ毎の最適ライトクロック周波数および位相ずれ情報を予め計測しておき，装置内の不揮発性メモリあるいは磁気記録媒体３０上のシステムエリアやサーボセクタの終端部に書き込んでおく。

ライト動作を行うときには，実際にデータセクタに記録を行う前に，これらの情報を読み出して，周波数設定や位相補正を行い，最適なライトクロック信号を生成する。

図１３は，本発明の第２の実施例の制御ブロック図である。以下，本発明の第２の実施例を実現するための構成を説明する。図１３において，第２のＰＬＬ回路２３は，図２におけるＰＬＬ回路２２を置き換えたものになっている。他の各部は，それぞれ図２に示す同符号のものと同様な機能を持つ。

第２のＰＬＬ回路２３は，ＰＬＬ回路２２と同様に，コンパレータ２１からパルス信号を受け取ってリードチャネル回路１５にライトクロックパルスを出力するものであるが，その内部構成が外部メモリ２３１による一部オフライン処理を用いていることと，その処理のためにリードチャネル回路１５からサーボセクタ番号とサーボ同期信号を受け取っている点が異なる。以下，第２のＰＬＬ回路２３を詳細に説明する。

ライト動作時においてリードチャネル回路１５に供給されるライトクロックパルスは，第２のＰＬＬ回路２３内の外部メモリ２３１に格納された，各サーボセクタに対応した周波数データと遅延時間データから生成される。図９のフローチャートの説明で示したように，ライト動作においては，まず所望のサーボセクタへのアクセスが行われるが，このときリードチャネル回路１５で復調されるサーボセクタ番号で外部メモリ２３１を参照し，そのサーボセクタに続いて現われるデータセクタに適した周波数データと遅延時間データを得る。

ライト動作時においては，スイッチ２３２は外部メモリ２３１側に接続されており，周波数指示電圧がＶＣＯ回路２３３に入力される。ＶＣＯ回路２３３は，入力電圧に比例した周波数のパルス信号を出力し，そのパルス信号はバッファ回路２３４に入力される。また，外部メモリ２３１からは，指定のサーボセクタにおける遅延時間データがバッファ回路２３４に入力される。バッファ回路２３４では，ＶＣＯ回路２３３からのパルス波形を指示された遅延時間だけ遅らせて，ライトクロックパルスとしてリードチャネル回路１５に出力する。

上述したライト動作で必要となる，サーボセクタ番号に対応した周波数データおよび遅延時間データを外部メモリ２３１に書き込む手順について説明する。

最初に，スイッチ２３２への入力を，位相比較回路２３５の出力をフィルタリングしたフィルタ回路２３６からの出力に切り替えておく。指定のサーボセクタへシーク動作を行い，図９のフローチャートにおいてＬ１からＬ５までのシーケンスを実行して，そのサーボセクタにおける最適なライトクロック周波数を得る。これを外部メモリ２３１に書き込む。また，このときにサーボセクタで検出されたサーボ同期信号とＶＣＯ回路２３３の出力との位相差を位相差検出回路２３７で検出して，得られた値を外部メモリ２３１に書き込む。

以上の動作によって，そのサーボセクタ番号に続いて現われるデータセクタに最適なライトクロック周波数と遅延時間を得て，外部メモリ２３１に記憶させておくことができる。

このような動作を，サーボセクタ番号を変えながら，磁気記録媒体３０上のすべてのサーボセクタに対して行い，それぞれのサーボセクタについて最適なライトクロック周波数と遅延時間を外部メモリ２３１に記憶させておく。

このときの外部メモリ２３１への書き込み動作は，例えば装置の工場出荷前に一度だけ実行しておく。これにより，出荷後のデータライト動作において，データセクタのＷＰＬＬ領域におけるライトクロック同期を実施する必要がなくなり，第１の実施例におけるＷＰＬＬ領域をデータパタン用の領域として使用することが可能になる。

データセクタにアクセスする場合には，そのデータセクタを代表するサーボセクタへシーク動作を行った後に，続いて現われるデータセクタに達するまで磁気記録媒体３０の回転待ちを行う（図９のＬ１，Ｌ２参照）。

なお，本発明の第２の実施例において，外部メモリ２３１に記憶させるのは，サーボセクタ番号をインデックスとし，それに代表される連続するデータセクタ群の最適ライトクロック周波数および遅延時間である。このときの遅延時間とは，サーボセクタに含まれる同期信号と，データセクタのクロックとのズレである。

ここで示した外部メモリ２３１は不揮発性半導体メモリでもよく，また，磁気記録媒体３０上に磁気記録する形でも良い。

最後に，本発明の第３の実施例について説明する。工場出荷前に最適クロック生成情報を取得して出荷後にこれを運用する方法については，第２の実施例と同じであるが，この実施例では，最適クロック生成情報の取得時，すなわち出荷前のコイルインダクタンス検出動作時において，磁気記録媒体３０の回転数を低下させ，磁気記録媒体の回転数を低下させた状態でコイルインダクタンスの変化を検出する。こうすることで，コイル両端電圧信号の周波数を低下させることができる。

これにより，磁性体部と非磁性体部のインダクタンス変化をより正確に検出することができるようになる。すなわち，第３の実施例では，外部メモリ２３１への書き込み動作時に磁気記録媒体３０の回転数を下げることによって，より精度の良い最適ライトクロック周波数および遅延時間の測定を行うことができる。

第１および第２，第３の実施例においては，垂直磁気記録方式を前提として説明したが，これらはいずれも，水平磁気記録方式に適用しても構わない。

本発明は，計算機システムの外部記憶装置として用いられるパターンドメディア方式の磁気記録媒体を持つ磁気記録装置であって，特に，非磁性体で分断された磁性体の中心で正確な記録を行うことを可能にするための技術である。

Claims (7)

1. 互いに物理的に分断された複数の記録ドットが形成された磁気記録媒体と，
   磁界発生コイルを有し，前記磁気記録媒体へデータ記録を行う記録素子と，
   前記磁界発生コイルのコイル両端電圧を測定するコイル両端電圧測定回路と，
   前記コイル両端電圧の電圧変化を検出し，検出した電圧変化をもとにクロックパルスを生成する電圧変化検出回路と，
   前記クロックパルスに同期してライトクロック信号を発生するクロック信号生成回路とを備える
   ことを特徴とする磁気記録装置。
2. 前記磁気記録媒体は，データセクタの先頭から，ライトクロック生成用の領域，データ領域の順にフォーマットされた記録領域を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気記録装置。
3. 前記記録素子は，前記ライトクロック生成用の領域にＤＣライトを行い，前記コイル両端電圧測定回路は，前記記録素子が前記ライトクロック生成用の領域へライトしているときに，前記磁界発生コイルの両端の電圧を測定する
   ことを特徴とする請求項２記載の磁気記録装置。
4. 前記磁気記録媒体は，前記ライトクロック生成用の領域と前記データ領域との間にリードクロック生成用の領域を有し，
   前記記録素子は，前記リードクロック生成用の領域に一定周期のパターンを記録する
   ことを特徴とする請求項３記載の磁気記録装置。
5. 互いに物理的に分断された複数の記録ドットが形成された磁気記録媒体へのデータの記録のタイミングを与えるライトクロック信号の生成方法であって，
   前記磁気記録媒体に対して記録を行う記録素子の磁界発生コイルのコイル両端電圧から，前記磁界発生コイルのインダクタンスの変化を測定し，
   前記インダクタンスの変化をもとに前記記録素子が前記磁気記録媒体上の記録ビット位置の磁性体部を通過するタイミングを検出し，
   前記タイミングに同期したライトクロック信号を生成する
   ことを特徴とするクロック信号生成方法。
6. 前記記録素子が前記磁気記録媒体にＤＣライトを実行しているときに，前記磁界発生コイルの両端の電圧を測定する
   ことを特徴とする請求項５記載のクロック信号生成方法。
7. 前記磁界発生コイルの両端の電圧を測定するときの前記磁気記録媒体の回転数は，該磁気記録媒体のデータセクタにデータを記録するときの該磁気記録媒体の回転数よりも低い
   ことを特徴とする請求項６記載のクロック信号生成方法。

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