JP4908339B2 - ディスク記憶装置及びディスク媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクリート・トラック型のディスク媒体を使用するディスク記憶装置に関する。

近年、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）の分野では、凸状の磁性層と凹状の非磁性層（空隙）とからなる凹凸磁性パターンにより、サーボデータが記録されたサーボ領域と、データトラックが形成されているデータ領域とがディスク基板上に構成されたディスク媒体（又は磁気ディスク）が注目されている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなディスク媒体は、ディスクリート・トラック（discrete track）型ディスク媒体、またはディスクリート・トラック・メディア（discrete track media）とも呼ばれており、ヘッドにより書き込まれる磁気データを記録する。ここで、データトラック間に形成されて、隣接データトラックを分断する空隙は、特にガードバンドとも呼ばれている。

このディスク媒体の製造工程では、ディスク基板上に、凸状の磁性層と凹状の空隙からなる凹凸磁性パターンが形成された後に、ヘッドの本体であるスライダの浮上安定性を確保するために、ディスク媒体の表面の平坦化処理が行なわれる。この平坦化処理では、非磁性材あるいは軟磁性材からなる埋め込み材料を埋め込み、さらに当該埋め込み材料をエッチング処理して表面の平坦化がなされる。

しかしながら、特にサーボ領域において、円周方向の幅（長さ）が相対的に大きい、即ちデータトラックの半径方向の凸幅よりも大きい幅の凸状の磁性層（凸状領域）が形成されている場合、エッチング処理により不要な埋め込み材料を十分に除去されずに、凸状領域上に残留して十分な平坦化が得られない場合が多い。
特開２００６−８５８１９号公報

前述の先行技術文献では、大きい幅の凸状領域を分断して、一定幅の空隙を形成することにより、ディスク媒体の表面に対する十分な平坦化を得る方法が提案されている。しかしながら、このような方法は、表面の平坦化を図る上では有効な方法であるが、サーボ領域からサーボデータを再生する再生信号処理において、以下のような問題がある。

即ち、大きい幅の凸状領域はサーボデータの一部であるビットパターンを構成しており、ディスクドライブでは、凸状領域からヘッドにより読出された再生信号を処理して、サーボデータのビットパターンを復号化する再生信号処理が実行される。この再生信号処理時に、凸状領域を分断するために形成された一定幅の空隙は、再生信号ノイズとなり、再生信号処理の復号化性能を劣化させる要因となる。

そこで、本発明の目的は、十分な表面の平坦化を実現したディスク媒体を使用し、かつサーボデータを確実に再生できるディスク記憶装置を提供することにある。

実施形態によれば、ディスク記憶装置は、データの読出し、書き込みを実行するヘッドと、ディスク基板上に凸状の磁性層からなる複数のデータトラックが半径方向に形成されているデータ領域と、凸状の磁性層と凹状の非磁性層である空隙からなるサーボデータのビットパターンが形成されているサーボ領域とを有するディスク媒体と、前記ディスク媒体の前記サーボ領域から、前記ヘッドにより読出された再生信号を処理して前記サーボデータを復号する再生信号処理手段とを具備し、前記ディスク媒体は、前記サーボ領域において、円周方向に前記凸状の磁性層が連続する凸状領域では当該凸状領域を分断し、円周方向の幅が前記ビットパターンの１ビット分に相当する１ビット幅未満である凹状の分断用空隙が設けられて、かつ前記ビットパターンを形成するための前記凹状の空隙が円周方向に連続する凹状領域の範囲内には、前記分断用空隙に対応する再生ノイズを抑制するための凸状の磁性層で前記１ビット幅未満である非サーボデータ部が設けられている構成である。

本発明によれば、ディスク媒体の表面を十分に平坦化できると共に、ディスク媒体上からサーボデータを再生するための再生信号処理において、サーボデータの復号化性能を十分に確保できるディスク記憶装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（ディスクドライブの構成）
図１は、本実施形態に関するディスクドライブの構成を示すブロック図である。

ディスクドライブ１は、図１に示すように、ディスクリート・トラック型のディスク媒体１０と、当該ディスク媒体１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１と、ヘッド１２を搭載しているアクチュエータ１３とを有する。ディスク媒体１０は、後述するように、表面上には磁性及び非磁性の凹凸パターンからなるサーボ領域とデータ領域が形成されている（図３を参照）。また、本実施形態では、ディスク媒体１０は、垂直磁気記録用ディスク媒体である。

ヘッド１２は、スライダ上に実装されたリードヘッド素子とライトヘッド素子を有する磁気ヘッドであり、ディスク媒体１０上にデータを記録再生するためのリード動作及びライト動作を実行する。ヘッド１２は、リードヘッド素子によりサーボ領域からサーボデータを再生し、かつデータ領域からユーザデータを再生するためのリード動作を実行する。また、ヘッド１２は、ライトヘッド素子によりデータ領域にユーザデータを記録するためのライト動作を実行する。

アクチュエータ１３は、ヘッド１２保持しているサスペンション１４、アーム１５、回転軸となるピボット１６、及び駆動力を発生するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７を有する。ＶＣＭ１７は、コイル１８、磁石１９、及びヨーク２０で構成されており、ＶＣＭドライバ２７からのフレキシブル回路基板２９を介して供給される電流により駆動制御される。アクチュエータ１３は、後述するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２４の位置決め制御（サーボ制御）に従って、ヘッド１２をディスク媒体１０上の目標位置（目標トラック）に位置決めする。

さらに、ディスクドライブ１は、フレキシブル回路基板２９上に実装されたヘッドアンプ回路２１と、リード／ライトチャネル２２と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２３と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２４と、メモリ２５と、モータドライバ２６とを有する。ヘッドアンプ回路２１以外の制御・信号処理系の各要素２２〜２６は、プリント回路基板上に実装されている。

ヘッドアンプ回路２１は、ヘッド１２とリード／ライトチャネル２２に対して、電気的に接続されており、リードヘッド素子により読出された再生信号を増幅してリード／ライトチャネル２２に送出する。また、ヘッドアンプ回路２１は、リード／ライトチャネル２２から出力されるライト信号を電流に変換してライトヘッド素子に伝送する。

リード／ライトチャネル２２は、記録信号（ライト信号）及び再生信号（リード信号）を処理する信号処理回路であり、サーボデータの再生処理及びユーザデータの記録再生処理を実行する。リード／ライトチャネル２２は、リード／ライトチャネル２２は、サーボ領域から読出された再生信号を処理して、サーボデータを復号する再生信号処理回路（図２を参照）を含む。

ハードディスクコントローラ（以下、ディスクコントローラと表記する）２３は、ディスクドライブ１とホストシステム（パーソナルコンピュータやディジタル機器）２とのインタフェースを構成する。ディスクコントローラ２３は、ホストシステム２との間でユーザデータのリード／ライトデータの転送制御などを実行する。また、ディスクコントローラ２３は、リード／ライトチャネル２２のリード／ライト動作を制御する。さらに、ディスクコントローラ２３は、誤り訂正（ＥＣＣ）回路を内蔵し、リード／ライトチャネル２２から送出されたユーザデータの再生データの誤り訂正処理を実行する。

ＣＰＵ２４は、ディスクドライブ１のメインコントローラであり、ヘッド１２を目標トラックに位置決めするための位置決め制御（サーボ制御）を実行する。サーボ制御は、シーク動作及びトラック追従動作を含む。ＣＰＵ２４は、サーボ制御動作として、ＶＣＭドライバ２７の入力値（制御電圧値）を制御することにより、ＶＣＭ１７を駆動制御してアクチュエータ１３を駆動制御する。メモリ２５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭを含み、ＣＰＵ２４の制御プログラムや各種制御データを格納する。

モータドライバ２６は、ＶＣＭ１７のコイル１８に駆動電流を供給するＶＣＭドライバ２７と共に、ＳＰＭ１１に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ２８を内蔵したドライバＩＣである。

（サーボデータの再生信号処理系）
図２は、リード／ライトチャネル２２に含まれるサーボデータの再生信号処理回路の要部を示すブロック図である。なお、再生信号処理回路は、ユーザデータの再生信号処理にも使用されて、狭義のリードチャネルに含まれている。

図２に示すように、再生信号処理回路は、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）３０と、連続時間フィルタ（ＣＴＦ：continuous time filter）３１と、Ａ／Ｄコンバータ３２と、ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタ３３と、ビタビ（Viterbi）復号器（以下、ビタビデコーダと表記する）３４とを有する。

本実施形態のディスクドライブ１は、垂直磁気記録用のディスク媒体１０を使用する垂直磁気記録方式のドライブである。ここで、垂直記録再生チャネルとして、サーボデータの再生信号処理を行なうリードチャネルの伝達特性を、伝達関数（１＋Ｄ）としてモデル化する。

ＨＰＦ３０は、ヘッドアンプ回路２１から出力される再生信号の波形等化を行なうハイパスフィルタであり、伝達特性がほぼ伝達関数（１−Ｄ）となるように波形等化を行なう。次に、ＣＴＦ３１は、微分器と低域通過フィルタ（ＬＰＦ）からなり、ＨＰＦ３０から出力される再生信号に対して、高域ノイズの除去と共に、伝達特性がほぼ伝達関数「−（１−Ｄ^２）」となるように波形等化を行なう。

Ａ／Ｄコンバータ３２は、サーボ領域に含まれるプリアンブル領域の同期信号に応じて同期調整されたクロックのタイミングで、ＣＴＦ３１から出力される再生信号波形をサンプリングして、各サンプル点での振幅値をディジタル値に変換する。即ち、Ａ／Ｄコンバータ３２は、アナログ再生信号波形をディジタル信号波形に変換する。

さらに、ＦＩＲフィルタ３３は、ディジタルフィルタからなるディジタル波形等化器であり、ビタビデコーダ３４の復号性能に適応するように最終的な波形等化を行なう。具体的には、ビタビデコーダ３４は、例えば応答特性が(−１＋２Ｄ^２−Ｄ^４)であって、それに従ってサーボデータを復号化することを想定する。ＦＩＲフィルタ３３は、ビタビデコーダ３４の入力信号（ディジタル値）が、応答特性「−(１−Ｄ^２)(１＋Ｄ^２)＝(−１＋２Ｄ^２−Ｄ^４)」を持つ信号となるように、Ａ／Ｄコンバータ３２の出力に対するディジタル波形等化を行なう。ＦＩＲフィルタ３３は、予め設定されるフィルタパラメータに基づいて、ビタビデコーダ３４の復号性能に適応するディジタル波形等化を行なう。

（ディスク媒体の構造）
図３及び図４は、本実施形態に関するディスクリート・トラック型のディスク媒体１０の構造を説明するための図である。なお、図４において、矢印４００はディスク媒体１０上の半径方向を示し、また矢印４０１はディスク媒体１０上の周方向を示す。

図３に示すように、ディスク媒体１０は、表面上には磁性及び非磁性の凹凸パターンからなるサーボ領域１００とデータ領域１１０が形成されている。また、本実施形態では、ディスク媒体１０は、垂直磁気記録用ディスク媒体である。

データ領域１１０には、ユーザデータの記録用領域であり、同心円状に構成される多数のデータトラック１２０が形成されている。各データトラック１２０は、それぞれ凸状磁性層からなり、隣接トラック間が空隙からなる非磁性層のガードバンド１３０により分離されている。ガードバンド１３０は、空隙として形成されるため、凸状磁性層のデータトラック１２０に対して凹状の溝となる。

サーボ領域１００は、図４（Ａ）に示すように、プリアンブル領域２００、アドレスマーク領域２０１、アドレスデータ領域２０２、及びサーボバーストパターン領域２０３を有し、ヘッド１２の位置決め制御に使用されるサーボデータが記録されている。

プリアンブル領域２００は、振幅調整やクロック再生のための同期信号の記録領域である。アドレスマーク領域２０１は、サーボデータの先頭を検出するための領域である。アドレスデータ領域２０２は、トラック（シリンダ）及びセクタのアドレスを示すアドレスコードを記録している領域である。サーボバーストパターン領域２０３は、トラック範囲内の精細位置を検出するためのサーボバーストパターンＡ〜Ｄを記録している領域である。

このような各領域２００〜２０３からなるサーボ領域１００は、凸状磁性領域２２０と非磁性層で空隙からなる凹状領域（以下、空隙領域と表記する場合がある）２３０とにより凹凸磁性パターンが形成されている。この凹凸磁性パターンは、図４（Ｃ）に示すように、サーボデータのビットパターンに対応している。

ここで、図４（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す符号Ｘ−Ｘで切断した断面を示す図である。図４（Ｂ）に示すように、ディスク媒体１０の製造工程では、ディスク媒体１０は、非磁性材からなるディスク基板１０Ａ上に下地層１０Ｂが形成されて、この下地層１０Ｂ上に、凸状磁性領域１２０，２２０および空隙領域１３０，２３０からなる凹凸磁性パターンが形成される。

さらに、製造工程では、前述したように、ヘッド１２の本体であるスライダの浮上安定性を確保するために、ディスク媒体表面の平坦化処理が行なわれる。この平坦化処理では、非磁性材あるいは軟磁性材からなる埋め込み材料を空隙領域の凹部に埋め込み、さらに当該埋め込み材料をエッチング処理して表面の平坦化がなされる。

図４（Ｄ）は、サーボデータにおいて、データビット“０”および“１”からなるデータビット列を、バイフェーズ（bi-phase）記録符号化（バイフェーズ記録変調）方式により符号化（変調）された記録符号化データを示す図である。以下、この記録符号化データを、バイフェーズ変調データと表記する。

即ち、本実施形態のディスク媒体１０のサーボ領域１００には、サーボバーストパターンＡ〜Ｄを除いて、データビット（“０”，“１”）列からなるサーボデータは、バイフェーズ変調方式により変調されたバイフェーズ変調データとして記録されている。従って、本実施形態のリード／ライトチャネル２２は、図２に示す再生信号処理回路により再生されたバイフェーズ変調データ（ビタビデコーダ３４の出力）を、元のデータビット列からなるサーボデータに復号化（復調）する回路を含む。

ここで、バイフェーズ記録変調方式では、図４（Ｄ）に示すように、サーボデータのデータビット“０”および“１”は、ビットパターン“００１１”および“１１００”のバイフェーズ変調データに変調される。また、バイフェーズ変調データでは、ビット“０”または“１”が連続するビットパターンは、“００”、“１１”、“００００”、“１１１１”の４通りだけである。バイフェーズ変調データのビット“０”および“１”は、基本的に、図５に示すように、凸状磁性領域２２０及び空隙領域２３０により形成される。

このようなサーボ領域１００において、本実施形態のディスク媒体１０上には、図４（Ａ）に示すように、周方向４０１に一定幅以上の凸状磁性領域２２０において、その中央部に、１ビット幅未満の円周方向の幅を有する空隙領域（凹状の非磁性領域）２５０が設けられる。この空隙領域２５０は、凸状磁性領域２２０を２分割する分断用空隙であり、以下分断用空隙と呼ぶ。

さらに、周方向４０１に一定幅以上の空隙領域２３０において、その中央部に、分断用空隙２５０とほぼ同じ円周方向の幅（１ビット幅未満）を有する凸状磁性領域２４０が設けられる。この凸状磁性領域２４０は、サーボデータと区別するために、非サーボデータ部と呼ぶ。

（分断用空隙及び非サーボデータ部の構造）
以下、図５を参照して、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０に関する構造を説明する。

図５（Ａ）に示すように、分断用空隙２５０は、周方向４０１に一定幅以上の凸状磁性領域２２０を、第１の凸状磁性領域２２０Ａと第２の凸状磁性領域２２０Ｂに分断するように中央部に設けられている。この一定幅以上の凸状磁性領域２２０とは、図４（Ａ）に示すデータトラック１２０の半径方向４００の凸幅よりも、円周方向４０１の凸幅が広いサーボ領域１００に含まれる凸状磁性領域２２０である。換言すれば、一定幅以上の凸状磁性領域２２０とは、図５（Ｃ）に示すように、バイフェーズ変調データのビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０である。さらに、分断用空隙２５０の幅は、図５（Ａ）に示すように、１ビット幅未満である。なお、図５（Ｂ）は、サーボデータにおいて、変調前のデータビット列を示す図である。

一方、図５（Ａ）に示すように、非サーボデータ部２４０は、周方向４０１に一定幅以上の空隙領域２３０の中央部に設けられている。この一定幅以上の空隙領域２３０とは、図４（Ａ）に示すデータトラック１２０の半径方向４００の凸幅よりも、円周方向４０１の空隙幅が広いサーボ領域１００に含まれる空隙領域２３０である。換言すれば、一定幅以上の空隙領域２３０とは、図５（Ｃ）に示すように、バイフェーズ変調データのビットパターン“００００”に対応する空隙領域２３０である。さらに、非サーボデータ部２４０は、分断用空隙２５０の幅と略同じ幅であり、図５（Ａ）に示すように、１ビット幅未満の凸状磁性領域である。

このような分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０を有するサーボ領域１００であれば、分断用空隙２５０を設けることにより、前述したディスク媒体１０の製造工程において、ディスク媒体表面の十分な平坦化を図ることが可能となる。即ち、ディスク媒体１０の製造工程では、埋め込み材料を空隙領域の凹部に埋め込む平坦化処理が実行される。この平坦化処理時に、分断用空隙２５０を設けることにより、凸幅が広い凸状領域２２０上に埋め込み材料が残留する事態を回避することができる。従って、ディスク媒体表面の十分な平坦化を図ることが可能となる。

一方、サーボ領域１００からサーボデータを再生する再生信号処理時に、分断用空隙２５０は再生ノイズとなり、サーボデータの復号化（復調）性能を劣化させる可能性がある。そこで、本実施形態では、非サーボデータ部２４０を設けることにより、サーボデータの再生信号処理時に、分断用空隙２５０による再生ノイズをキャンセルすることにより、サーボデータの復号化性能の劣化を未然に防止することができる。

以下、このようなサーボデータの復号化性能の劣化を防止する作用効果については、図２、図１０及び図１１を参照して後述する。

（変形例）
図６は、図５に示す本実施形態の分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０に関する構造の第１の変形例を示す図である。なお、図６（Ｂ），（Ｃ）は、図５（Ｂ），（Ｃ）と同様であるため、説明を省略する。

本変形例は、図６（Ａ）に示すように、バイフェーズ変調データのビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０において、その中心位置から一定量Ｎだけ円周方向４０１にシフトした位置に、１ビット幅以下の分断用空隙２５０を設ける構造である。また、バイフェーズ変調データのビットパターン“００００”に対応する空隙領域２３０において、その中心位置から一定量Ｎだけ円周方向４０１にシフトした位置に、１ビット幅以下の非サーボデータ部２４０を設ける構造である。

なお、本変形例において、バイフェーズ変調データのビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０において、分断された第１の凸状磁性領域２２０Ａまたは第２の凸状磁性領域２２０Ｂの一方の円周方向の幅が、データトラック１２０の半径方向４００の幅よりも小さくなるように、シフト量Ｎは制限される。

さらに、図７から図９は、本実施形態の第２の変形例に関する図である。本変形例は、図７に示すように、ディスク媒体１０のサーボ領域１００において、相対的に外周側領域１５０と内周側領域１５１に区別して、外周側領域１５０のみに本実施形態の分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０を設ける構造である。

即ち、外周側領域１５０のサーボ領域１００では、図８（Ａ）に示すように、データトラック１２０の半径方向４００の凸幅Ｗに対して、広い幅Ｐ０（Ｐ０＞Ｗ）の空隙領域２３０の中央部には、非サーボデータ部２４０が形成される。この場合、同図（Ｂ）に示すように、当該広い幅Ｐ０の空隙領域２３０は、バイフェーズ変調データのビットパターン“００００”に対応する空隙領域２３０である。

また、図８（Ａ）に示すように、データトラック１２０の半径方向４００の凸幅Ｗに対して、広い幅Ｐ１（Ｐ１＞Ｗ）の凸状磁性領域２２０の中央部には、分断用空隙２５０が形成される。この場合、同図（Ｂ）に示すように、当該広い幅Ｐ１の凸状磁性領域２２０は、バイフェーズ変調データのビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０である。

一方、内周側領域１５１のサーボ領域１００では、図９（Ａ）に示すように、データトラック１２０の半径方向４００の凸幅Ｗに対して、バイフェーズ変調データのビットパターン“００００”に対応する空隙領域２３０の幅Ｐ０は、「Ｐ０＜ＷまたはＰ０＝Ｗ」の関係となる。従って、幅Ｐ０の空隙領域２３０の中央部には、非サーボデータ部２４０は形成されない。ここで、同図（Ｂ）は、バイフェーズ変調データのビットパターンを示す。

同様に、図９（Ａ）に示すように、データトラック１２０の半径方向４００の凸幅Ｗに対して、バイフェーズ変調データのビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０の幅Ｐ１は、「Ｐ１＜ＷまたはＰ１＝Ｗ」の関係となる。従って、幅Ｐ１の凸状磁性領域２２０の中央部には、分断用空隙２５０は形成されない。

（サーボデータの再生方法）
次に、図２、図１０及び図１１を参照して、本実施形態のサーボデータの再生（復号）方法を説明する。

前述したように、本実施形態のサーボ領域１００に記録されているサーボデータは、ヘッド１２のリードヘッド素子により読出される。リードヘッド素子から出力されるサーボデータに対応するアナログ再生信号は、ヘッドアンプ回路２１を介して、リード／ライトチャネル２２に送られて、サーボデータに復号化される。リード／ライトチャネル２２は、図２に示すような再生信号処理回路を含む。再生信号処理回路は、ビタビデコーダ３４により、バイフェーズ変調データであるサーボデータを復号化（復調）する。

再生信号処理回路では、前述したように、Ａ／Ｄコンバータ３２は、サーボ領域に含まれるプリアンブル領域の同期信号に応じて同期調整されたクロックのタイミングで、ＣＴＦ３１から出力されるアナログ再生信号波形をサンプリングして、各サンプル点での振幅値をディジタル値に変換する。さらに、ＦＩＲフィルタ３３は、ディジタルフィルタからなるディジタル波形等化器であり、ビタビデコーダ３４の復号性能に適応するように最終的な波形等化を行なう。即ち、ＦＩＲフィルタ３３は、ビタビデコーダ３４の入力信号（ディジタル値）が、応答特性「−(１−Ｄ^２)(１＋Ｄ^２)＝(−１＋２Ｄ^２−Ｄ^４)」を持つ信号となるように、Ａ／Ｄコンバータ３２の出力に対するディジタル波形等化を行なう。要するに、ＦＩＲフィルタ３３は、予め設定されるフィルタパラメータに基づいて、ビタビデコーダ３４の復号性能に適応するディジタル波形等化を行なう。

ここで、図１０は、サーボ領域１００において、本実施形態に関する分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０が設けられていない場合での信号波形を示す図である。

図１０（Ａ）は、ヘッド１２により読出されたサーボデータに対応するアナログ再生信号波形を示す図である。同図（Ｂ）は、ＦＩＲフィルタ３３の出力を、便宜的にアナログ信号波形として示す図である。なお、ビタビデコーダ３４に入力される信号は、サンプル点でのディジタル振幅値であり、振幅レベルが±１、±２の４値のディジタル値である。

一方、図１１は、サーボ領域１００において、本実施形態に関する分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０が設けられている場合での信号波形を示す図である。

図１１（Ａ）は、ヘッド１２により読出されたサーボデータに対応するアナログ再生信号波形を示す図である。ここで、分断用空隙２５０が設けられたビットパターン“１１１１”に対応する凸状磁性領域２２０では、その再生信号波形には、再生波形ノイズ１０００が発生している。一方、非サーボデータ部２４０が設けられたビットパターン“００００”に対応する空隙２３０では、振幅を有する再生信号波形１２００が発生している。

ここで、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０はそれぞれ、バイフェーズ変調データの１ビット幅の４／７（＝０．５７）の幅を有する。

図１１（Ｂ）は、ＦＩＲフィルタ３３の出力、即ちビタビデコーダ３４に入力される信号を、便宜的にアナログ信号波形として示す図である。図１１（Ｂ）から明白であるように、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０が形成されている場合でも、ＦＩＲフィルタ３３の出力には、図１０（Ｂ）に示す場合と同様に、等化誤差が生じていない。図１１（Ｂ）の信号波形（便宜的アナログ波形）１１００は、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０部分のみに対応するＦＩＲフィルタ３３の出力を抽出して示したものである。分断用空隙２５０によって生じる等化誤差を、非サーボデータ部２４０によってキャンセルする信号となっている。従って、ビタビデコーダ３４には、サンプル点での振幅レベルが±１、±２の４値のディジタル値となるように、等化された信号が入力されることになる。即ち、ビタビデコーダ３４の応答特性「−１＋２Ｄ^２−Ｄ^４」を持つ信号となるように、ＦＩＲフィルタ３３により等化される。

ここで、図１３は、本実施形態に対して、従来例である分断用空隙２５０のみが設けられている場合での信号波形を示す。前記と同様に、図１３（Ａ）はヘッド１２により読出されるサーボデータに対応するアナログ再生信号波形を示し、図１３（Ｂ）はＦＩＲフィルタ３３の出力、即ちビタビデコーダ３４に入力される信号を示す図である。また、信号波形１２００は、分断用空隙２５０部分に対応するＦＩＲフィルタ３３の出力を抽出して示したものである。このように、単に、分断用空隙２５０だけが設けられた場合では、ＦＩＲフィルタ３３の出力において、ＦＩＲフィルタのパラメータをどのように調整しても等化誤差を零にできない、すなわち再生ノイズを発生してしまうことを、信号波形１２００は示している。

これに対して、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０が形成されている場合には、ＦＩＲフィルタ３３のフィルタパラメータを調整することにより、ビタビデコーダ３４の応答特性、即ち復号性能に適応するディジタル等化を実現できる。これは、ＦＩＲフィルタ３３のフィルタパラメータを調整することにより、分断用空隙２５０による再生波形ノイズを、いわば、非サーボデータ部２４０により、その再生波形ノイズをキャンセルすることが可能となっている。

要するに、本実施形態の再生信号処理回路は、ディスク媒体１０の表面の平坦化を確保するための分断用空隙２５０による等化誤差を、非サーボデータ部２４０で補償するように、ビタビデコーダ３４の応答特性に適応するディジタル等化を実行している。

（再生信号処理回路の変形例）
図１２は、本実施形態の再生信号処理回路の変形例を示す図である。

本変形例では、リードチャネルの伝達特性を伝達関数（１＋Ｄ）としてモデル化した場合、ＣＴＦ３１により伝達特性がほぼ（１−Ｄ）となるように波形等化が行われる。さらに、ＦＩＲフィルタ３３により、ビタビデコーダ３４の入力信号（ディジタル値）が、応答特性「(１＋Ｄ)(１−Ｄ)＝(１−Ｄ^２)」を持つ信号となるように、Ａ／Ｄコンバータ３２の出力に対するディジタル波形等化が行なわれる。

本変形例では、ビタビデコーダ３４に入力されるサンプル点での信号振幅レベルは、０、±１の３値である。ビタビデコーダ３４では、応答特性(１−Ｄ^２)に従って、サーボデータの復号化が実行される。

このような本変形例の再生信号処理回路においても、分断用空隙２５０及び非サーボデータ部２４０が形成されている場合でも、ＦＩＲフィルタ３３の出力には、等化誤差が生ずることなく、ビタビデコーダ３４には、サンプル点での振幅レベルが０、±１の３値のディジタル値となるように、等化された信号が入力されることになる。

以上のように本実施形態によれば、分断用空隙２５０を設けることで、ディスク媒体１０の表面の平坦化を実現すると共に、非サーボデータ部２４０の形成により、サーボデータの再生時に、分断用空隙２５０による再生信号波形ノイズをキャンセルしたディジタル等化波形を取得することができる。従って、ビタビデコーダ３４には、応答特性、即ち復号性能に適応するように、等化誤差のないディジタル値を入力できるため、サーボデータの復号性能劣化を防止できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に関するディスクドライブの構成を示すブロック図。 本実施形態に関するリード／ライトチャネルに含まれる再生信号処理回路を説明するためのブロック図。 本実施形態に関するディスク媒体の概略的構造を説明するための図。 本実施形態に関するディスク媒体の構造を説明するための図。 本実施形態に関する凹凸磁性パターンの構造を説明するための図。 本実施形態の第１の変形例に関し、凹凸磁性パターンの構造の変形例を説明するための図。 本実施形態の第２の変形例に関し、サーボ領域の概略的構造を説明するための図。 本実施形態の第２の変形例に関し、サーボ領域の外周側の構造を説明するための図。 本実施形態の第２の変形例に関し、サーボ領域の内周側の構造を説明するための図。 本実施形態に関する再生信号処理回路の動作を説明するための図。 本実施形態に関する再生信号処理回路の作用効果を説明するための図。 本実施形態に関する再生信号処理回路の変形例を説明するためのブロック図。 従来の問題点を本実施形態と対比して説明するための図。

符号の説明

１…ディスクドライブ、２…ホストシステム、１０…ディスク媒体、
１１…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１２…ヘッド、１３…アクチュエータ、
１４…サスペンション、１５…アーム、１６…ピボット、
１７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、２１…ヘッドアンプ回路、
２２…リード／ライトチャネル、２３…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、
２４…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、２５…メモリ、２６…モータドライバ、
２７…ＶＣＭドライバ、２８…ＳＰＭドライバ、３０…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、
３１…連続時間フィルタ（ＣＴＦ）、３２…Ａ／Ｄコンバータ、３３…ＦＩＲフィルタ、
３４…ビタビ復号器（ビタビデコーダ）、１００…サーボ領域、１１０…データ領域、
１２０…データトラック、１３０…ガードバンド、２２０…凸状磁性領域、
２３０…凹状領域（空隙領域）、２４０…非サーボデータ部、２５０…分断用空隙。

Claims (10)

1. データの読出し、書き込みを実行するヘッドと、
   ディスク基板上に凸状の磁性層からなる複数のデータトラックが半径方向に形成されているデータ領域と、凸状の磁性層と凹状の非磁性層である空隙からなるサーボデータのビットパターンが形成されているサーボ領域とを有するディスク媒体と、
   前記ディスク媒体の前記サーボ領域から、前記ヘッドにより読出された再生信号を処理して前記サーボデータを復号する再生信号処理手段とを具備し、
   前記ディスク媒体は、
   前記サーボ領域において、円周方向に前記凸状の磁性層が連続する凸状領域では当該凸状領域を分断し、円周方向の幅が前記ビットパターンの１ビット分に相当する１ビット幅未満である凹状の分断用空隙が設けられて、
   かつ前記ビットパターンを形成するための前記凹状の空隙が円周方向に連続する凹状領域の範囲内には、前記分断用空隙に対応する再生ノイズを抑制するための凸状の磁性層で前記１ビット幅未満である非サーボデータ部が設けられているディスク記憶装置。
2. 前記ディスク媒体において、
   前記分断用空隙は、前記凸状領域を円周方向に第１の凸状領域と第２の凸状領域に分割する中央部分である請求項１に記載のディスク記憶装置。
3. 前記ディスク媒体において、
   前記非サーボデータ部は、前記凹状領域の中央部分に設けられた凸状の磁性層である請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
4. 前記ディスク媒体において、
   前記データ領域では、前記各データトラックはそれぞれ、隣接間に設けられた空隙からなる凹状のガードバンド領域により半径方向に分断されており、
   前記凸状領域及び前記凹状領域の長さは、前記データトラックの半径方向で１トラック分に相当する幅以上である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
5. 前記サーボデータは、データビット“０”および“１”からなるデータビット列をバイフェーズ記録符号化方式により符号化された記録符号化データとして前記サーボ領域に記録されており、
   前記再生信号処理手段は、前記ヘッドにより読出された前記記録符号化データから前記サーボデータのデータビット列を復号化する手段を含み、
   前記サーボ領域において、前記サーボデータとして記録されている記録符号化データに含まれるビット列パターンの中で、前記凸状領域はビット列パターン“１１１１”に相当する領域で、かつ前記凹状領域はビット列パターン“００００”に相当する領域である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
6. 前記サーボデータは、データビット“０”および“１”からなるデータビット列をバイフェーズ記録符号化方式により符号化された記録符号化データとして前記サーボ領域に記録されており、
   前記再生信号処理手段は、前記ヘッドにより読出された前記記録符号化データから前記サーボデータのデータビット列を復号化する手段を含み、
   前記サーボ領域において、前記サーボデータとして記録されている記録符号化データに含まれるビット列パターンの中で、前記凸状領域はビット列パターン“１１１１”に相当する領域で、かつ前記凹状領域はビット列パターン“００００”に相当する領域であり、
   前記分断用空隙及び前記非サーボデータ部はそれぞれ、円周方向の幅が前記ビット列パターン“１１１１”または“００００”の１ビット分に相当する１ビット幅未満である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
7. 前記再生信号処理手段は、
   前記ヘッドにより読出された前記サーボデータに対応するアナログ再生信号波形をディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータと、
   前記Ａ／Ｄコンバータによりサンプリングされた前記アナログ再生信号波形のサンプル点振幅値に基づいて、前記サーボデータを復号する復号化手段と、
   前記Ａ／Ｄコンバータから出力されて、前記分断用空隙及び前記非サーボデータ部に対応するアナログ再生信号波形のディジタル値を含むディジタル値に対して、前記復号化手段の復号化特性に適応する波形等化処理を実行するディジタル等化手段と
   を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
8. 前記復号化手段はビタビ復号器からなり、
   前記ディジタル等化手段はＦＩＲ型ディジタルフィルタからなり、前記ビタビ復号器の復号化特性に適応するフィルタパラメータに基づいて、前記分断用空隙及び前記非サーボデータ部に対応するアナログ再生信号波形のディジタル値を含むディジタル値に対して波形等化処理を実行するように構成されている請求項７に記載のディスク記憶装置。
9. データの読出し、書き込みを実行するヘッドと、前記ヘッドにより読出された再生信号を処理して前記サーボデータを復号する再生信号処理手段とを有するディスク記憶装置に使用されるディスク媒体であって、
   ディスク基板上に凸状の磁性層からなる複数のデータトラックが半径方向に形成されているデータ領域と、
   凸状の磁性層と凹状の空隙からなるサーボデータのビットパターンが形成されているサーボ領域とを有し、
   前記サーボ領域において、円周方向に前記凸状の磁性層が連続する凸状領域では当該凸状領域を分断し、円周方向の幅が前記ビットパターンの１ビット分に相当する１ビット幅未満である凹状の分断用空隙が設けられて、
   かつ前記ビットパターンを形成するための前記凹状の空隙が円周方向に連続する凹状領域の範囲内には、前記分断用空隙に対応する再生ノイズを抑制するための凸状の磁性層で前記１ビット幅未満である非サーボデータ部が設けられているディスク媒体。
10. 前記データ領域では、前記各データトラックはそれぞれ、隣接間に設けられた空隙からなる凹状のガードバンド領域により半径方向に分断されており、
    前記凸状領域及び前記凹状領域の長さは、前記データトラックの半径方向で１トラック分に相当する幅以上である請求項９に記載のディスク媒体。

Images