JP4854040B2 - 磁気ディスク装置、および磁気ディスクのアクセス制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、垂直磁気記録方式に適した磁気ディスク装置、および磁気ディスクのアクセス制御方法に関する。

現在、磁気記録層の面内において磁化方向を並べるように磁気記録を行う水平磁気記録方式に代わり、記録密度を高めやすい垂直磁気記録方式が提案されている。この垂直磁気記録方式は、磁気記録層の厚み方向に磁化方向をもつ記録ドットを並べるように磁気記録を行うものである。垂直磁気記録方式に適した磁気ディスク装置としては、特許文献１に開示されているように、記録媒体としてビットパターンドメディアを備えたものが知られている。ビットパターンドメディアは、記録ドットとなる磁性部を等間隔に設けたものである。

ビットパターンドメディアは、非磁性領域内に磁性部が点在するデータ記録領域と、磁気ヘッドの位置決め制御やクロック信号生成といったディスクアクセス制御用のサーボパターン領域とを有する。サーボパターン領域には、概ね磁気ディスクの径方向に延びた帯状の磁性部が多数形成されている。データ記録領域の各磁性部には、記録すべきデータに応じた磁化方向が付与される一方、サーボパターン領域の磁性部には、一般的に製造段階において行われるフォーマット処理により、全て同じ向きの磁化方向が付与されている。

特開２００３−１５７５０７号公報

しかしながら、上記従来のビットパターンドメディアを備えた磁気ディスク装置では、ディスクアクセス制御に関して、大面積の磁性部で外乱による磁化反転が起きやすいという問題があった。

図６（ａ）に示すように、磁性部１００は、多結晶の結晶粒子からなり、結晶粒界で区切られた複数の磁区１１０〜１３０を単位として磁化方向Ｐ１〜Ｐ３が生じる。磁性部１００に含まれる複数の磁区１１０〜１３０は、磁気的に作用する交換結合力が強く、これにより磁性部１００は単一方向に磁化される。

図６（ｂ）に示すように、同図（ａ）に比べて面積が大きい磁性部１００’になると、磁化された多くの磁区１１０’〜１５０’が含まれる。たとえば真ん中の磁区１３０’には、両側の磁区１１０’，１２０’，１４０’，１５０’で生じた磁界ＭＦが作用する。そのため、磁性部１００’の面積が大きくなるほど両側からの磁界ＭＦが大きく作用し、各磁区１１０’〜１５０’には大きな反磁界ＤＦが生じやすい。このことから、磁性部１００’の面積が大きくなるほど保磁力が小さくなり、面積大の磁性部１００’は、磁気的な外乱によって磁化方向Ｐ１〜Ｐ５が反転しやすくなっているものと思われる。

これにより、ディスクアクセス制御用のサーボパターン領域は、データ記録領域の磁性部に比べて面積大となる磁性部が多く含まれていることから、当初は磁化方向が揃えられているものの、外乱などによって磁化方向が反転した磁性部が所々に生じるおそれがあった。サーボパターン領域の磁化方向が反転してしまうと、このサーボパターン領域の磁性部を磁気的に正しく認識することができなくなり、磁気ヘッドの位置決め制御やクロック信号生成に支障をきたし、ディスクアクセス制御を正常に行うことができないという問題が生じる。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、サーボパターン領域を磁気的に正しく認識し、ひいてはディスクアクセス制御を正常に行うことができる磁気ディスク装置、および磁気ディスクのアクセス制御方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によれば、非磁性領域内に磁性部が点在するデータ記録領域と、このデータ記録領域の磁性部よりも面積大で、かつ、磁化方向が一定方向に揃うようにあらかじめ着磁された複数の磁性部を含むサーボパターン領域とを有する磁気ディスクと、上記磁気ディスクの径方向に往復移動可能とされ、上記データ記録領域の磁性部に磁化方向を付与するとともに、このデータ記録領域と上記サーボパターン領域における磁性部の磁化方向を読み取る磁気ヘッドと、上記データ記録領域に対する記録あるいは再生に先立ち、上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取り、そのサーボパターン領域における磁性部の磁化方向に応じて得られたパルス状のサーボ再生信号から上記一定方向とは逆向きの磁化方向に対応した反転パルスを検出する反転パルス検出手段と、上記反転パルスの数を計数し、その数が所定数以上の場合、読み取り対象となった上記サーボパターン領域の磁性部に対して上記磁気ヘッドにより再着磁させる再着磁処理手段と、を有する磁気ディスク装置が提供される。

本発明の第２の側面によれば、非磁性領域内に磁性部が点在するデータ記録領域と、このデータ記録領域の磁性部よりも面積大で、かつ、磁化方向が一定方向に揃うようにあらかじめ着磁された複数の磁性部を含むサーボパターン領域とを有する磁気ディスクと、上記磁気ディスクの径方向に往復移動可能とされ、上記データ記録領域の磁性部に磁化方向を付与するとともに、このデータ記録領域と上記サーボパターン領域における磁性部の磁化方向を読み取る磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置において、上記データ記録領域に対する記録あるいは再生に先立ち、上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取るための磁気ディスクのアクセス制御方法であって、上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取り、そのサーボパターン領域における磁性部の磁化方向に応じて得られたパルス状のサーボ再生信号から上記一定方向とは逆向きの磁化方向に対応した反転パルスを検出する反転パルス検出手順と、上記反転パルスの数を計数し、その数が所定数以上の場合、読み取り対象となった上記サーボパターン領域の磁性部に対して上記磁気ヘッドにより再着磁させる再着磁処理手順と、を実行する磁気ディスクのアクセス制御方法が提供される。

本発明により開示された技術によれば、サーボパターン領域における磁性部の磁化方向が再着磁によって元の一定方向に揃えられるので、サーボパターン領域を磁気的に正しく認識し、ひいてはディスクアクセス制御を正常に行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜４は、本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態を示している。図１に示すように、磁気ディスク装置Ａは、磁気ディスク１、磁気ヘッド２、スピンドルモータ３、スイングアーム４、ボイスコイルモータ５、およびディスクコントローラ６を備えて構成されている。磁気ディスク１は、表裏両面を記録面としたビットパターンドメディアからなり、上下に所定の間隔を空けて複数設けられている。磁気ヘッド２は、磁気ディスク１に対して磁気情報の読み書きを行うものであり、磁気ディスク１の記録面と対向するようにスイングアーム３の先端に設けられている。磁気ヘッド２には、磁気情報の読み書きをそれぞれ独立して行う再生素子２０と記録素子２１とが磁気ディスク１の略周方向に隣り合うように設けられている（図２参照）。スピンドルモータ３は、磁気ディスク１を高速回転させるものでる。スイングアーム４は、磁気ヘッド２を磁気ディスク１の略径方向に往復移動させるものであり、ボイスコイルモータ５によって揺動させられる。磁気ヘッド２、スピンドルモータ３、およびボイスコイルモータ５は、ディスクコントローラ６により制御される。ディスクコントローラ６は、ＣＰＵやメモリなどを備えたマイクロコンピュータ、あるいはマイクロコンピュータと同等の機能を備えたワイヤードロジック回路で構成される。

図１および図３に示すように、磁気ディスク１には、磁気ヘッド２の移動軌跡に沿ってデータ記録領域Ｄを区分するように複数のサーボパターン領域Ｓが設けられている。データ記録領域Ｄは、磁気情報が記録再生される領域であり、非磁性領域１０内において磁気ディスク１の周方向に磁性部１１が等間隔に配列されたパターンからなる。磁気情報は、磁性部１１ごとに磁気ディスク１の厚み方向に沿って上下いずれかの向きを示す磁化方向として記録再生される。

図１に示すように、サーボパターン領域Ｓには、読み取り開始マーク１２、プリアンブル部１３、アドレス部１４、およびバーストパターン部１５が設けられている。読み取り開始マーク１２は、他の場所にない例えば三角形状の磁性部からなり、磁気ディスク１の略径方向に沿って列をなすようにサーボパターン領域Ｓの先頭に設けられている。プリアンブル部１３は、アドレス部１４、バーストパターン部１５やデータ記録領域Ｄに対して磁気ヘッド２が記録再生を行う際の基準となるクロック信号を生成するために設けられており、データ記録領域Ｄの磁性部１１よりも面積が大きく、磁気ディスク１の略径方向に延びた細長い複数の磁性部１１’を非磁性領域１０内に形成することで構成されている。アドレス部１４は、トラック番号やセクタ番号といったアドレス情報を示すために設けられており、非磁性領域１０内において磁性部１１’をアドレス情報に応じたパターンとすることで構成されている。バーストパターン部１５は、トラッキング微調整用のパターンとして設けられており、矩形状の磁性部を所定の配列パターンに並べることで構成されている。なお、本実施形態では、特にプリアンブル部１３およびアドレス部１４の磁性部１１’に符号を付し、これらの磁性部１１’が磁気ディスク１の略径方向に長く延びて面積大となるものであるが、他のトラッキング方式によっては、バーストパターン部の磁性部も磁気ディスクの略径方向に長く延びて面積大となるものであってもよい。

このようなサーボパターン領域Ｓは、全ての磁性部１１’における磁化方向が一定の方向に揃うように製造時にあらかじめ着磁されている。上記したようにサーボパターン領域Ｓには、データ記録領域Ｄの磁性部１１よりも面積大となる多数の磁性部１１’が含まれている。そのため、発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、サーボパターン領域Ｓの磁性部１１’においては、データ記録領域Ｄの磁性部１１よりも磁気的な外乱によって磁化方向が反転しやすい傾向にある。つまり、図１および図３に示すように、サーボパターン領域Ｓにおいては、製造時の着磁による磁化方向の向きと同じ磁化方向をもつ磁性部１１’を白抜きとした場合、磁気的な外乱によって磁化方向が反転した黒抜きの磁性部１１’が生じてくる。なお、図３においては、便宜上、プリアンブル部１３とアドレス部１４を一様なパターンで表現している。

図２に示すように、ディスクコントローラ６には、スピンドルモータ３やボイスコイルモータ５を制御する機能モジュール（図示略）とともに、反転パルス検出部６０、再着磁処理部６１、および磁気ヘッド制御部６２といった機能モジュールが含まれる。

反転パルス検出部６０は、磁気ヘッド２の再生素子２０を介してサーボパターン領域Ｓを読み取ることにより、そのサーボパターン領域Ｓにおける磁性部１１’の磁化方向に応じて得られたパルス状のサーボ再生信号からあらかじめ着磁された方向とは逆向きの磁化方向に対応した反転パルスを検出する。

再着磁処理部６１は、反転パルスの数が所定数以上の場合、磁気ヘッド２の記録素子２１によりサーボパターン領域Ｓの磁性部１１’に対して再着磁させる。

磁気ヘッド制御部６２は、磁気ヘッド２の再生素子２０および記録素子２１の動作を制御する。図３に示すように、磁気ヘッド２の再生素子２０でサーボパターン領域Ｓを読み取った場合、磁気的な外乱によって所々の磁性部１１’で磁化方向が反転していると、それらの磁化方向に応じて正負のパルス列からなるサーボ再生信号が得られる。このとき、正の信号レベルとなるパルスが正常で、負の信号レベルで検出されたパルスが反転した磁化方向の磁性部１１’に対応している。ちなみに、たとえば再生素子２０でデータ記録領域Ｄを読み取った場合、このデータ記録領域Ｄの磁性部１１は、サーボパターン領域Ｓの磁性部よりも磁化方向が反転しにくいため、磁気的な記録状態となる磁化方向に応じた記録再生信号が得られる。この記録再生信号に応じたタイミングの駆動信号で記録素子２１を制御した場合、データ記録領域Ｄの磁性部１１には、図３に示すような磁化方向が記録されることになる。

次に、磁気ディスク装置Ａの動作につき、図４を参照して説明する。図４は、ディスクアクセス制御の処理手順を示すフローチャートである。

まず、ホストコンピュータなどから磁気ディスク装置Ａに対して記録再生命令があると（Ｓ１：ＹＥＳ）、磁気ヘッド制御部６２は、磁気ヘッド２の再生素子２０を介してサーボパターン領域Ｓを読み取る（Ｓ２）。サーボパターン領域Ｓの読み取り開始は、読み取り開始マーク１２の検出信号をトリガとして行われる。これにより、図３に示すようなサーボ再生信号が得られる。

サーボ再生信号が得られると、反転パルス検出部６０は、そのサーボ再生信号に含まれる反転パルスを検出する（Ｓ３）。反転パルスは、負の信号レベルをもつパルスであり、製造時に着磁された方向とは逆向きの磁化方向をもつ磁性部１１’ごとに生じ、あらかじめ定められた閾値−α以下の信号レベルを検出することで識別される。

次に、再着磁処理部６１は、サーボ再生信号に含まれる反転パルスの数を計数し、その数が所定数ｎ以上か否かを判定する（Ｓ４）。この所定数ｎは、磁化方向が逆向きの磁性部１１’でも許容される限度の数であり、所定数ｎ未満であれば、そのままサーボ再生信号を復調しても正常に記録再生を行うことができる。

反転パルスの数が所定数ｎ以上の場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、再着磁処理部６１は、該当するサーボパターン領域Ｓが一周してくるのを待ち、そのサーボパターン領域Ｓに対して磁気ヘッド２の記録素子２１により再着磁処理を行う（Ｓ５）。この再着磁処理においては、たとえば再生素子２０が読み取り開始マーク１２を検出してからサーボパターン領域Ｓを通過するまでのあらかじめ定められた時間に限って記録素子２１が駆動させられ、この記録素子２１を通過していく磁性部１１’に対して一定方向の磁界が付与される。このとき、磁化方向が反転した状態の磁性部１１’は、比較的面積大となるものに多く、そのような面積大の磁性部１１’は磁化方向が反転しやすいため、記録素子２１からの磁界によって容易に元の磁化方向に戻る。これにより、サーボパターン領域Ｓの磁性部１１’は、全て元の磁化方向に揃えられる。

次に、ディスクコントローラ６は、再着磁されたサーボパターン領域Ｓが再び一周してくるのを待ち、磁気ヘッド２の再生素子２０によりサーボパターン領域Ｓの磁性部１１’を読み取ることで正常な正のパルス列からなるサーボ再生信号を取得し、このサーボ再生信号を復調する（Ｓ６）。サーボ再生信号を復調することにより、クロック信号やアドレス情報、トラッキング微調整用のバースト信号が得られる。

その後、ディスクコントローラ６は、クロック信号やアドレス情報、トラッキング微調整用のバースト信号に基づいて磁気ヘッド２を制御することにより、データ記録領域Ｄに対して記録再生処理を行う（Ｓ７）。たとえば記録の場合、データ記録領域Ｄの磁性部１１には、それらの間隔に応じたタイミングで記録すべき情報が磁化方向として付与される。また、再生の場合には、データ記録領域Ｄの磁性部１１からそれらの間隔に応じたタイミングで再生情報としての磁化方向が読み取られる。

Ｓ４において、反転パルスの数が所定数ｎ未満の場合（Ｓ４：ＮＯ）、ディスクコントローラ６は、Ｓ５の再着磁処理をスキップしてＳ６の処理を実行する。この場合には、再着磁を行うことなく正常なサーボ再生信号を取得することができる。

Ｓ１において、磁気ディスク装置Ａに対して記録再生命令がない場合（Ｓ１：ＮＯ）、磁気ヘッド制御部６２は、記録再生命令があるまで待機する。

したがって、本実施形態の磁気ディスク装置Ａによれば、サーボパターン領域Ｓにおける磁性部１１’の磁化方向が反転した状態にあっても、それら磁性部１１’の磁化方向が再着磁によって元の正しい磁化方向に揃えられるので、サーボパターン領域Ｓを磁気的に正しく読み取ることができ、ひいてはサーボ再生信号に基づくディスクアクセス制御によって正常に記録再生を行うことができる。

図５は、本発明に係る磁気ディスク装置の他の実施形態を示している。この実施形態の磁気ディスクにおいては、サーボパターン領域Ｓのプリアンブル部１３およびアドレス部１４が磁気ディスクの径方向に分割された複数の磁性部１１’によって構成されている。このような磁性部１１’もデータ記録領域Ｄの磁性部１１より面積が大きく、磁化方向の反転が生じやすい。このようなサーボパターン領域Ｓでも、先述の実施形態によるものと同様のサーボ再生信号が得られ、このサーボ再生信号に基づいて再着磁処理を行うことができる。再着磁処理後は、サーボパターン領域Ｓを磁気的に正しく読み取ることができ、サーボ再生信号に基づくディスクアクセス制御によって正常に記録再生を行うことができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態で示した構成は、あくまでも一例にすぎず、仕様に応じて適宜設計変更することが可能である。

たとえば再着磁処理においては、磁化方向が反転した磁性部付近を磁気ヘッドが通過する間に限って記録素子を駆動させ、その磁性部を元の磁化方向とするようにしてもよい。

本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態を示す全体斜視図である。 図１に示す磁気ディスク装置のブロック図である。 信号処理を説明するための模式図である。 ディスクアクセス制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。 他の実施形態による信号処理を説明するための模式図である。 従来の磁気ディスク装置における課題を説明するための説明図である。

符号の説明

Ａ 磁気ディスク装置
Ｄ データ記録領域
Ｓ サーボパターン領域
１ 磁気ディスク
２ 磁気ヘッド
１０ 非磁性領域
１１，１１’ 磁性部
１２ 読み取り開始マーク
６０ 反転パルス検出部（反転パルス検出手段）
６１ 再着磁処理部（再着磁処理手段）

Claims (3)

1. 非磁性領域内に磁性部が点在するデータ記録領域と、このデータ記録領域の磁性部よりも面積大で、かつ、磁化方向が一定方向に揃うようにあらかじめ着磁された複数の磁性部を含むサーボパターン領域とを有する磁気ディスクと、
   上記磁気ディスクの径方向に往復移動可能とされ、上記データ記録領域の磁性部に磁化方向を付与するとともに、このデータ記録領域と上記サーボパターン領域における磁性部の磁化方向を読み取る磁気ヘッドと、
   上記データ記録領域に対する記録あるいは再生に先立ち、上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取り、そのサーボパターン領域における磁性部の磁化方向に応じて得られたパルス状のサーボ再生信号から上記一定方向とは逆向きの磁化方向に対応した反転パルスを検出する反転パルス検出手段と、
   上記反転パルスの数を計数し、その数が所定数以上の場合、読み取り対象となった上記サーボパターン領域の磁性部に対して上記磁気ヘッドにより再着磁させる再着磁処理手段と、
   を有することを特徴とする、磁気ディスク装置。
2. 上記サーボパターン領域の読み取り開始位置には、その位置を示す磁性部として他の磁性部とは異なる形状の読み取り開始マークが設けられており、上記再着磁処理手段は、上記磁気ヘッドが上記読み取り開始マークを読み取ってから上記サーボパターン領域を通過するまでの間において上記磁気ヘッドに再着磁処理を行わせる、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 非磁性領域内に磁性部が点在するデータ記録領域と、このデータ記録領域の磁性部よりも面積大で、かつ、磁化方向が一定方向に揃うようにあらかじめ着磁された複数の磁性部を含むサーボパターン領域とを有する磁気ディスクと、上記磁気ディスクの径方向に往復移動可能とされ、上記データ記録領域の磁性部に磁化方向を付与するとともに、このデータ記録領域と上記サーボパターン領域における磁性部の磁化方向を読み取る磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置において、上記データ記録領域に対する記録あるいは再生に先立ち、上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取るための磁気ディスクのアクセス制御方法であって、
   上記磁気ヘッドで上記サーボパターン領域を読み取り、そのサーボパターン領域における磁性部の磁化方向に応じて得られたパルス状のサーボ再生信号から上記一定方向とは逆向きの磁化方向に対応した反転パルスを検出する反転パルス検出手順と、
   上記反転パルスの数を計数し、その数が所定数以上の場合、読み取り対象となった上記サーボパターン領域の磁性部に対して上記磁気ヘッドにより再着磁させる再着磁処理手順と、
   を実行することを特徴とする、磁気ディスクのアクセス制御方法。

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