JP5012792B2 - 磁気ディスク装置、トラッキング制御方法、およびトラッキング制御回路 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるパターンドメディアと称される磁気ディスクのトラッキング制御に優れた磁気ディスク装置、トラッキング制御方法、およびトラッキング制御回路に関する。

パターンドメディアのトラッキング制御に関する技術としては、特許文献１に開示されたものがある。同文献に開示された技術では、ディスク周方向に複数の記録セル（磁性ドット）を所定ピッチに並べて形成されたサブトラックがディスク径方向に４列ずつまとまって一つの記録トラック帯をなすように形成され、ディスク径方向に隣り合うサブトラック同士がディスク周方向に半ピッチずれるように形成されたパターンドメディアを用いている。読み出しヘッドとしては、２列のサブトラックに跨って読み取り可能なものを用いている。

このようなパターンドメディアに対するトラッキング制御では、読み出しヘッドがサブトラックを２列ずつまとめて読み取るため、隣り合うサブトラックのちょうど中間を読み出しヘッドが通るように制御している。具体的には、一方のサブトラックに属する１つの記録セルの大部分に読み出しヘッドが重なる際、他方のサブトラックに属する２つの記録セルの一部にも読み出しヘッドが重なる。そのため、あらかじめ複数の記録セルの磁化方向に応じた複数の信号パターンを記憶しておき、実際の読み出し時に得られた実測信号を上記記憶された信号パターンと比較し、その比較結果として得られた記録セルの磁化方向に対応するビットパターン情報とトラックずれ情報とを用いることにより、読み出しヘッドが隣り合うサブトラックのちょうど中間を通るようにトラッキング制御している。

特許第３６９９９２５号公報

しかしながら、上記従来のパターンドメディアに対するトラッキング制御の技術では、あらかじめメモリに記憶された複数の信号パターンを読み出し、これらの信号パターンと実測信号とを一つずつ詳細に比較しなければ、隣り合うサブトラックの中間に正確に位置合わせすることができず、その処理にもある程度の時間を要するので、高精度かつ高速にトラッキング制御することができなかった。

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、パターンドメディアに対するトラッキング制御を高精度かつ高速に行うことができる磁気ディスク装置、トラッキング制御方法、およびトラッキング制御回路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、ディスク周方向に複数の磁性ドットを所定ピッチに並べて形成された記録トラックがディスク径方向に所定のトラックピッチをなすように複数列状に形成されているとともに、ディスク径方向に隣り合う上記記録トラックの列同士がディスク周方向にずれるように形成された磁気ディスクと、上記複数列の記録トラックをディスク径方向に隣り合う２列ずつまとめて読み取り可能な再生素子を有する磁気ヘッドと、上記磁気ディスクに対して上記磁気ヘッドを対向させつつディスク径方向に往復移動させる磁気ヘッド移動機構と、上記磁気ディスクの回転中、上記再生素子を介して上記複数列の記録トラックを２列ずつまとめて読み取ることにより、その各列に含まれる上記複数の磁性ドットに応じた磁気読み取り信号を取得する磁気読み取り信号取得手段と、上記磁気読み取り信号から上記記録トラックの各列に応じた２列分のトラック分離信号を生成するトラック分離信号生成手段と、上記２列分のトラック分離信号のそれぞれを絶対値化して２列分のトラック絶対値信号を生成するトラック絶対値信号生成手段と、上記２列分のトラック絶対値信号の差分または差分平均を求めてトラック差分信号を生成するトラック差分信号生成手段と、上記トラック差分信号に基づいて上記磁気ヘッド移動機構を制御する磁気ヘッド移動制御手段と、を備え、上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられてい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、ディスク周方向に複数の磁性ドットを所定ピッチに並べて形成された記録トラックがディスク径方向に所定のトラックピッチをなすように複数列状に形成されているとともに、ディスク径方向に隣り合う上記記録トラックの列同士がディスク周方向にずれるように形成された磁気ディスクと、上記複数列の記録トラックをディスク径方向に隣り合う２列ずつまとめて読み取り可能な再生素子を有する磁気ヘッドと、上記磁気ディスクに対して上記磁気ヘッドを対向させつつディスク径方向に往復移動させる磁気ヘッド移動機構とを備えた磁気ディスク装置において、上記磁気ヘッドのディスク径方向位置を調整してトラッキング制御を行うためのトラッキング制御方法であって、上記磁気ディスクの回転中、上記再生素子を介して上記複数列の記録トラックを２列ずつまとめて読み取ることにより、その各列に含まれる上記複数の磁性ドットに応じた磁気読み取り信号を取得する磁気読み取り信号取得手順と、上記磁気読み取り信号から上記記録トラックの各列に応じた２列分のトラック分離信号を生成するトラック分離信号生成手順と、上記２列分のトラック分離信号のそれぞれを絶対値化して２列分のトラック絶対値信号を生成するトラック絶対値信号生成手順と、上記２列分のトラック絶対値信号の差分または差分平均を求めてトラック差分信号を生成するトラック差分信号生成手順と、上記トラック差分信号に基づいて上記磁気ヘッド移動機構を制御する磁気ヘッド移動制御手順と、を実行し、上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられているトラッキング制御方法が提供される。

本発明の第３の側面によれば、複数の磁性ドットを列状に並べて形成された記録トラックを、隣り合う列同士で上記磁性ドットをトラック方向にずらして複数配列した磁気記録媒体に対し、上記隣り合う列の記録トラックをまとめて読み取る再生素子から得られる磁気読み取り信号に基づいてトラッキング制御を行うトラッキング制御回路であって、上記磁気読み取り信号に基づき、上記隣り合う列の記録トラックから上記複数の磁性ドットを読み取る際の基準となるタイミング信号を生成するタイミング発生回路と、上記タイミング発生回路により生成されたタイミング信号に基づき、上記磁気読み取り信号を分離する信号分離回路と、上記信号分離回路により分離された信号の振幅についての差分を算出する差分回路と、上記差分回路から出力される差分信号に基づき、トラッキング制御信号を生成する制御回路と、を備え、上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられているトラッキング制御回路が提供される。

本発明により開示された技術によれば、たとえばパターンドメディアに形成された複数列の記録トラックについて、ディスク径方向に隣り合う記録トラックを２列ずつまとめて磁気ヘッドの再生素子が読み取る。その際、再生素子を介して得られた磁気読み取り信号を記録トラックの各列に応じた２列分のトラック分離信号に分離し、これらのトラック分離信号を絶対値化して２列分のトラック絶対値信号を生成し、さらに２列分のトラック絶対値信号の差分を求めてトラック差分信号を生成することにより、このトラック差分信号に基づいて再生素子が隣り合う２列の記録トラックの中間ラインを通るようにトラッキング制御を正確に行うことができる。信号の分離や絶対値化、さらに信号の差分算出は、たとえばワイヤードロジック回路を用いてリアルタイムに行うことができるので、パターンドメディアに対するトラッキング制御を高精度かつ高速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。本実施形態の磁気ディスク装置は、回転中の磁気ディスク１に対して磁気ヘッド２のトラッキング制御を行いながら磁気情報を再生あるいは記録する装置である。トラッキング制御に関係する構成要素としては、磁気ディスク１および磁気ヘッド２のほか、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、ヘッドアンプ１０、タイミング発生回路１１、信号分離回路２０、絶対値回路３１，３２、遅延回路３３、差分回路４０、ＡＤコンバータ４１、ＭＰＵ５０、ＤＡコンバータ５１、ローパスフィルタ５２、ならびにＶＣＭ駆動回路６０を備えている。トラッキング制御回路には、ヘッドアンプ１０、タイミング発生回路１１、信号分離回路２０、絶対値回路３１，３２、遅延回路３３、差分回路４０、ＡＤコンバータ４１、ＭＰＵ５０、ＤＡコンバータ５１、ローパスフィルタ５２、ならびにＶＣＭ駆動回路６０が含まれる。

磁気ディスク１は、いわゆるパターンドメディアであり、垂直磁気記録方式に適したものである。この磁気ディスク１には、磁気記録部分となる磁性ドットｄが非磁性領域内において離散状に形成されている。特に本実施形態の磁気ディスク１は、以下のようなパターンで形成されている。

磁気ディスク１には、データ記録領域Ｄ、トラックマークＭ、およびサーボパターン領域Ｓがディスク周方向にセクタ単位で形成されている。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、図２に示すように、複数の磁性ドットｄをディスク周方向に所定ピッチｐに並べて形成された複数の記録トラックＴ１〜Ｔ６がディスク径方向に所定のトラックピッチＴｐをなすように列状に形成された領域である。ディスク径方向に隣り合う記録トラックＴ１〜Ｔ６の列同士、たとえば符号Ｔ１とＴ２の列同士や符号Ｔ２とＴ３の列同士は、ディスク周方向にｐ／２だけずれるように形成されている。なお、記録トラックＴ１〜Ｔ６の列数やディスク周方向に並ぶ磁性ドットｄの数は、もちろん図示する数に限られるものではなく、実際には極めて多くの列や磁性ドットｄの数が存在する。

磁性ドットｄには、後述の記録素子２Ｂによる垂直磁界の作用により、磁気ディスクＤの表面に対して上下いずれかの向きをなす磁化方向が磁気情報として記録される。図２においては、たとえば白抜きの磁性ドットｄを上向きの磁化方向（＋）が記録されているものとし、黒塗りの磁性ドットｄを下向きの磁化方向（−）が記録されているものとして示している。このようなデータ記録領域Ｄにおける記録トラックＴ１〜Ｔ６の各列につき、磁気ディスク１の回転方向に応じて磁気ヘッド２に対して最初に接近する先頭の磁性ドットから所定の途中位置までの磁性ドット、たとえば記録トラックＴ３，Ｔ４における先頭の磁性ドットｄ１から６番目の磁性ドットｄ６までは、ダミーパターンＤｍとして設けられている。このようなダミーパターンＤｍには、トラッキング制御に適した磁化方向パターンをなすように所定の磁気情報が記録され、ダミーパターンＤｍに続く所定数の磁性ドットｄには、任意の磁化方向パターンでユーザデータとしての磁気情報が記録される。なお、ダミーパターンには、ユーザデータとしての磁気情報を記録するようにしてもよい。ダミーパターンは、磁性ドットの所定数おきに設定してもよいし、あるいは特に設けなくてもよい。

図１に示すように、トラックマークＭは、データ記録領域Ｄとサーボパターン領域Ｓとの間でそのデータ記録領域Ｄの読み取りが始められる先端位置よりも手前の位置にあってディスク径方向に沿うように複数形成されている。各トラックマークＭは、三角形状の磁性領域であり、図２に示すように、各記録トラックＴ１〜Ｔ６とディスク径方向同一位置にあってトラックピッチＴｐと同ピッチで形成されている。なお、トラックマークの形状は、特に三角形状でなくてもよく、好ましくは磁性ドットと磁気的に区別して読み取り可能な形状であればよい。

ディスク径方向に並ぶ複数のトラックマークＭは、記録トラックＴ１〜Ｔ６の２列分ごとに磁化方向が交互に異なるようにあらかじめ着磁されている。図２に一例として示すように、符号Ｔ１とＴ２の列に対応する２つのトラックマークＭは、たとえば白抜きで上向きの磁化方向（＋）が着磁されており、これらに続く符号Ｔ３とＴ４の列に対応する２つのトラックマークＭは、たとえば黒塗りで下向きの磁化方向（−）が着磁されている。このようなトラックマークＭによれば、これらのトラックマークＭを後述の再生素子２Ａが読み取ることにより、目標とする２列の記録トラックに再生素子２Ａが位置合わせされる。これにより、記録トラックＴ１〜Ｔ６のうち目標とする記録トラックの２列ごとに再生素子２Ａが概ね位置合わせされる。その際、符号Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５といった奇数番目の記録トラックは、常に最初に読み取られ、その次に符号Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６といった偶数番目の記録トラックが読み取られることとなり、その後同様に奇数番目および偶数番目の順に記録トラックＴ１〜Ｔ６が順次読み取られる。なお、トラックマークの変形例としては、記録トラックの２列ごとに一つずつ対応するように配列されたトラックマークでもよい。以下の説明において特に目標とする記録トラックを特定する場合には、符号Ｔ３，Ｔ４の記録トラックを「目標トラック」として用いる。

図１に示すサーボパターン領域Ｓは、複数の記録トラックＴ１〜Ｔ６のうち、再生あるいは記録すべき２列の目標トラック（図２では符号Ｔ３，Ｔ４の２列）を探し出すための磁気パターンが形成された領域である。このようなサーボパターン領域Ｓには、特に符号を付さないが、プリアンブル部、アドレス部、およびバーストパターン部が含まれている。プリアンブル部は、データ記録領域Ｄに対して記録再生を行う際の基準となるタイミング信号を生成するための磁気パターン部分である。アドレス部は、セクタ番号やトラック番号といったアドレス情報を示すための磁気パターン部分である。バーストパターン部は、たとえば２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して後述の再生素子２Ａを位置合わせするための磁気パターン部分である。なお、バーストパターン部は、データ記録領域Ｄの目標トラックＴ３，Ｔ４からディスク周方向にある程度離間した位置に形成されるため、製造誤差などによってバーストパターン部のみでは正確な位置合わせが保障されるものではない。そのため、後述のトラッキング制御が行われる。

図１に示すように、磁気ヘッド２は、磁気ディスク１に対して磁気情報の記録再生を行うものであり、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の先端にスライダ（図示略）を介して設けられている。磁気ヘッド２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２Ａおよび記録素子２Ｂを有する。再生素子２Ａと記録素子２Ｂは、磁気ディスク１の周方向に並んでおり、再生素子２Ａに対して磁気ディスク１の回転方向側に記録素子２Ｂが位置している。

図２に示すように、再生素子２Ａは、複数列の記録トラックＴ１〜Ｔ６を２列ずつまとめて読み取り可能なディスク径方向幅寸法を有する。この再生素子２Ａは、トラックマークＭを読み取ることで記録トラックＴ１〜Ｔ６の２列ごとに位置合わせされる。たとえば破線で区切られた２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して再生素子２Ａが位置合わせされた場合、最も好ましい状態が図２に示すように目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ラインを通る位置に合わされた状態となる。一方、トラックマークＭを読み取るだけでは目標トラックＴ３，Ｔ４に対して正確に位置合わせすることができない。たとえば図３に示すように、再生素子２Ａは、目標トラックＴ３，Ｔ４に対して両隣りに位置する記録トラックＴ２，Ｔ５からは磁気的な影響を受けないディスク径方向幅寸法を有しているが、目標トラックＴ３，Ｔ４のいずれか一方に偏って位置合わせされた状態になることがある。このような再生素子２Ａにより磁性ドットｄの磁化方向および磁気の強さが読み取られ、それに応じた信号がヘッドアンプ１０に入力される。

記録素子２Ｂは、詳細な図示を略するが、再生素子２Ａと同様に複数列の記録トラックＴ１〜Ｔ６に２列ずつまとめて磁気情報を記録可能なディスク径方向幅寸法を有する。このような記録素子２Ｂは、図示しない記録制御回路からの記録すべき情報に応じた駆動信号に基づき、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して所定方向の垂直磁界を作用させるように駆動される。その駆動周波数は、タイミング信号に同期したクロック周波数になる。このような再生素子２Ａおよび記録素子２Ｂは、概ねディスク径方向同位置にあるが、厳密には製造誤差やいわゆるスキュー角の関係でディスク径方向にずれている。そのため、記録時にはトラッキング制御に加えてヘッド位置補正が行われる。

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ある。スイングアーム４は、磁気ヘッド２を概ねディスク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。ボイスコイルモータ５は、ＶＣＭ駆動回路６０によって駆動される。このようなスイングアーム４およびボイスコイルモータ５は、磁気ヘッド移動機構として設けられている。

ヘッドアンプ１０は、再生素子２Ａからの入力信号を磁気読み取り信号として取得し、この磁気読み取り信号を増幅して出力する。たとえば図２に示すように、ダミーパターンＤｍにおける２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して再生素子２Ａが均等に掛かるように位置合わせされ、この状態で再生素子２Ａが目標トラックＴ３，Ｔ４に含まれる磁性ドットｄを２列まとめて読み取る。この場合、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４の磁性ドットｄごとに再生素子２Ａで検出される磁気の強さは概ね一定となり、磁化方向に応じて振幅方向が反転するため、同図に示すような波形の磁気読み取り信号がヘッドアンプ１０から出力される。一方、図３に示すように、一方の目標トラックＴ３に対して再生素子２Ａが偏った位置にあり、この状態で再生素子２Ａが磁性ドットｄを２列まとめて読み取った場合、再生素子２Ａは、磁化方向を振幅方向として検出するものの、一方の目標トラックＴ３よりも他方の目標トラックＴ４に含まれる磁性ドットｄからの磁気の強さを小さく検出する。すなわち、目標トラックＴ３，Ｔ４に対して再生素子２Ａのディスク径方向位置がずれている場合には、図３に示すように振幅の絶対値として振幅大と振幅小を含む波形の磁気読み取り信号がヘッドアンプ１０から出力される。

タイミング発生回路１１は、再生素子２Ａがサーボパターン領域Ｓのプリアンブル部を読み取ることで取得した磁気読み取り信号に基づき、記録再生時の基準となるタイミング信号を生成する。このタイミング信号は、隣り合う２列の磁性ドットｄがディスク周方向に交互に並ぶピッチ間隔ｐ／２に応じたクロック周波数の信号であり、信号分離回路２０に入力されるとともに、ＡＤコンバータ４１に入力される。

信号分離回路２０は、再生素子２ＡがダミーパターンＤｍの磁性ドットｄを読み取ることで取得した磁気読み取り信号をタイミング信号のクロック周波数に応じて２列分の信号に分離する。たとえば図２に示すように、振幅の絶対値が概ね等しい磁気読み取り信号が信号分離回路２０に入力された場合、この信号分離回路２０からは、一方の記録トラックＴ３の磁性ドットｄに対応した第１トラック分離信号と、他方の記録トラックＴ４の磁性ドットｄに対応した第２トラック分離信号とが出力される。一方、図３に示すように、振幅の絶対値が大小２つの異なる値をとる磁気読み取り信号が信号分離回路２０に入力された場合、この信号分離回路２０からは、一方の記録トラックＴ３の磁性ドットｄに対応する第１トラック分離信号としては、振幅大の信号が出力され、他方の記録トラックＴ４の磁性ドットｄに対応する第２トラック分離信号としては、振幅小の信号が出力される。このような第１トラック分離信号は、目標トラックＴ３，Ｔ４のうち、常に奇数番目の記録トラックＴ３に対応しており、第２トラック分離信号は、偶数番目の記録トラックＴ４に対応する。

絶対値回路３１，３２は、第１および第２トラック分離信号のそれぞれを絶対値化する。たとえば図２に示すように、概ね等しい振幅レベルの第１および第２トラック分離信号が絶対値回路３１，３２に入力された場合、絶対値回路３１，３２のそれぞれからは、ともに振幅が概ね等しい正のレベルでタイミング信号の一周期分だけずれた第１および第２トラック絶対値信号が出力される。一方、図３に示すように、振幅が大小異なる第１および第２トラック分離信号が絶対値回路３１，３２に入力された場合、たとえば振幅大に対応する絶対値回路３１からは、同じく振幅大で正のレベルの第１トラック絶対値信号が出力される一方、振幅小に対応する絶対値回路３２からは、同じく振幅小で正のレベルの第２トラック絶対値信号が出力される。このような絶対値回路３１は、目標トラックＴ３，Ｔ４のうち、常に奇数番目の記録トラックＴ３に対応しており、絶対値回路３２は、偶数番目の記録トラックＴ４に対応している。

遅延回路３３は、第１および第２トラック絶対値信号に位相差（時間的なずれ）があるため、たとえば一方の絶対値回路３１から出力された第１トラック絶対値信号をタイミング信号の一周期分だけずらして出力する。なお、遅延回路は、第２トラック絶対値信号をタイミング信号の一周期分だけずらして出力するように配置してもよい。

差分回路４０は、遅延回路３３を介して同位相とされた第１および第２トラック絶対値信号の差分を算出し、その結果をトラック差分信号として出力する。たとえば図２に示すように、振幅が概ね等しい第１および第２トラック絶対値信号が差分回路４０に入力された場合、トラック差分信号としては、概ね０レベルとなる。一方、図３に示すように、振幅が大小異なる第１および第２トラック絶対値信号が差分回路４０に入力された場合、トラック差分信号としては、ある程度の数値レベルをもった信号になる。すなわち、トラック差分信号は、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対する再生素子２Ａのポジションエラー信号に相当するものである。たとえば正の数値レベルをもつトラック差分信号は、再生素子２Ａが奇数番目の記録トラックＴ３の方に偏り、その数値レベルに応じた距離だけずれていることを示しており、負の数値レベルをもつトラック差分信号は、再生素子２Ａが偶数番目の記録トラックＴ４の方に偏り、その数値レベルに応じた距離だけずれていることを示している。なお、差分回路４０から出力されるトラック差分信号としては、第１および第２トラック絶対値信号に応じた周波数の周期的な信号になるが、図３には、ＭＰＵ５０によってデジタル信号処理された定常的なトラック差分信号（トラッキング制御信号）を示している。

ＭＰＵ５０は、いわゆるマイクロプロセッサであり、ＡＤコンバータ４１を介して入力されたトラック差分信号をデジタル信号処理する。このＭＰＵ５０のデジタル信号処理によれば、再生時にはデジタルのトラック差分信号がトラッキング制御信号として出力され、記録時には記録素子２Ｂについてのヘッド位置補正情報も含むトラッキング制御信号が出力される。なお、デジタル信号処理を行う回路要素としては、たとえばトラック差分信号の処理のみに特化したデジタルシグナルプロセッサを適用してもよい。

ＶＣＭ駆動回路６０は、トラッキング制御用の磁気ヘッド移動制御手段として機能するものであり、ＭＰＵ５０からＤＡコンバータ５１およびローパスフィルタ５２を介してトラッキング制御信号を受け、そのトラッキング制御信号に基づいてボイスコイルモータ５を制御する。これによりトラッキング制御が行われ、再生素子２Ａや記録素子２Ｂは、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４のちょうど中間ラインを通る位置に正確に位置合わせされる。このようなトラッキング制御を行った後に再生処理や記録処理が実行され、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に含まれる磁性ドットｄに対して磁気情報の再生や記録が正確に行われる。

次に、目標トラックＴ３，Ｔ４に対するトラッキング制御方法の処理手順につき、図４を参照して説明する。

まず、図４に示すように、ＭＰＵ５０は、たとえば図示しないホストコンピュータからの再生命令や記録命令に応じて目標トラックＴ３，Ｔ４の探索処理を実行する（Ｓ１）。この目標トラックＴ３，Ｔ４の探索処理においては、磁気ディスクＤの回転中、再生素子２Ａを介してサーボパターン領域Ｓのプリアンブル部、アドレス部、およびバーストパターン部をＭＰＵ５０が読み取ることにより、目標トラックＴ３，Ｔ４に対応した２つのトラックマークＭを読み取ることが可能なディスク径方向位置に再生素子２Ａが移動される。その後、さらに再生素子２Ａを介して上記２つのトラックマークＭをＭＰＵ５０が読み取る。その読み取り結果としては、たとえば図２および図３に示すようなトラックマーク信号が得られ、その信号レベルが所定の負レベル以下になると、図２あるいは図３に示すように２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して再生素子２Ａが重なり、目標トラックＴ３，Ｔ４を概ね探索された状態になる。ただし、トラックマーク信号の信号レベルが所定の負レベルよりも大きかったり正のレベルで検出された場合は、目標トラックＴ３，Ｔ４とは異なる記録トラックに再生素子２Ａが重なった状態、そのほとんどの場合は隣接する記録トラックＴ２あるいは記録トラックＴ５に再生素子２Ａが重なった状態である。そのため、ＭＰＵ５０は、少しずつ再生素子２Ａをディスク径方向に動かして目標トラックＴ３，Ｔ４に対応した所望とするトラックマーク信号の信号レベルを検出するまで探索処理を続ける。たとえば探索処理を所定時間続けても目標トラックＴ３，Ｔ４を探索できない場合、トラッキングエラーとして処理される。

２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に対して再生素子２Ａが概ね重なると、ヘッドアンプ１０は、再生素子２Ａを介してさらに目標トラックＴ３，Ｔ４の磁性ドットｄを読み取ることで磁気読み取り信号を取得する（Ｓ２）。

次に、信号分離回路２０は、ヘッドアンプ１０からの磁気読み取り信号をタイミング信号に基づいて分離し、これにより第１および第２トラック分離信号を生成する（Ｓ３）。

次に、絶対値回路３１，３２は、第１および第２トラック分離信号について絶対値化を行う（Ｓ４）。これにより、絶対値回路３１，３２からは、第１および第２トラック絶対値信号が出力され、第１トラック絶対値信号が遅延回路３３を介して差分回路４０に入力されるとともに、第２トラック絶対値信号がそのまま差分回路４０に入力される。

次に、差分回路４０は、第１および第２トラック絶対値信号の差分を算出する（Ｓ５）。これにより、差分回路４０からは、トラック差分信号が出力され、このトラック差分信号がＡＤコンバータ４１によりデジタル信号化された後、ＭＰＵ５０に入力される。ＭＰＵ５０は、再生時には補正することなくトラック差分信号をトラッキング制御信号として出力するが、記録時にはヘッド位置補正により適正化したトラッキング制御信号を出力する。

次に、ＭＰＵ５０は、ＤＡコンバータ５１およびローパスフィルタ５２を介してトラッキング制御信号をＶＣＭ駆動回路６０に供給し、ＶＣＭ駆動回路６０は、トラッキング制御信号に基づいてボイスコイルモータ５を制御する（Ｓ６）。これにより目標トラックＴ３，Ｔ４に対する再生素子２Ａや記録素子２Ｂのトラッキング制御が行われる。たとえば図３に示すように、再生時に再生素子２Ａが目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ラインから若干ずれたライン上にあっても、トラッキング制御によって図２に示すような目標トラックＴ３，Ｔ４のちょうど中間ライン上に再生素子２Ａが位置合わせされる。記録時も同様に、トラッキング制御によって目標トラックＴ３，Ｔ４のちょうど中間ライン上に記録素子２Ｂが位置合わせされる。このようなＳ２〜Ｓ６までの処理は、ワイヤードロジック回路としてのヘッドアンプ１０、タイミング発生回路１１、信号分離回路２０、絶対値回路３１，３２、遅延回路３３、差分回路４０、ＡＤコンバータ４１、ＭＰＵ５０、ＤＡコンバータ５１、ローパスフィルタ５２、ならびにＶＣＭ駆動回路６０を含むトラッキング制御回路によって実現されるため、再生素子２ＡがダミーパターンＤｍを通り抜ける頃には、再生素子２Ａや記録素子２Ｂの目標トラックＴ３，Ｔ４に対する位置合わせが速やかに完了している。

その後、ＭＰＵ５０は、再生素子２Ａや記録素子２Ｂを介して再生処理あるいは記録処理を実行する（Ｓ７）。再生処理においては、目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ライン上に再生素子２Ａが最終的に位置合わせされた状態でダミーパターンＤｍを抜けた後、そのダミーパターンＤｍに続く目標トラックＴ３，Ｔ４の磁性ドットｄから再生素子２Ａを介して磁気情報が正確に読み出される。記録処理においては、目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ライン上に再生素子２Ａが位置合わせされた状態でダミーパターンＤｍを抜けた後、ヘッド位置補正によって即座に記録素子２Ｂが目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ライン上に位置合わせされる。これにより、ダミーパターンＤｍに続く目標トラックＴ３，Ｔ４の磁性ドットｄに対しては、記録素子２Ｂを介して正確に磁気情報が書き込まれる。

したがって、本実施形態の磁気ディスク装置によれば、目標トラックＴ３，Ｔ４に対して２列ずつ磁気ヘッド２の再生素子２Ａにより磁気情報を読み取り、あるいは記録素子２Ｂによって磁気情報を書き込む際、ワイヤードロジック回路のトラッキング制御回路による信号分離、絶対値化、差分算出によってトラック差分信号をリアルタイムに生成し、このトラック差分信号に基づいて再生素子２Ａや記録素子２Ｂが目標トラックＴ３，Ｔ４の中間ラインを通るようにトラッキング制御を正確に行うことができる。これにより、２列ずつ記録再生が可能なパターンドメディアとしての磁気ディスク１に対して磁気ヘッド２のトラッキング制御を高精度かつ高速に行うことができる。

図５〜８は、他の実施形態を示している。なお、先述した実施形態によるものと同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

たとえば図５に示すように、再生素子２Ａのディスク径方向幅寸法は、トラックピッチｔｐの２倍（２Ｔｐ）程度であってもよい。この場合、再生素子２Ａは、２列の目標トラックＴ３，Ｔ４に概ね位置合わせされた状態では、同図に示すように隣接する記録トラックＴ２も読み取ってしまうことがある。そうなると、磁気読み取り信号の波形としては、３種類以上の様々な振幅が生じる。このような場合には、図６あるいは図７に示すようなハードウェア構成を採用すればよい。

すなわち、図６に示す磁気ディスク装置には、絶対値回路３１，３２から出力された第１および第２トラック絶対値信号を積分する積分回路７１，７２と、これらの積分回路７１，７２から出力された積分信号を平均化し、さらにその平均された信号の差分を算出してトラック差分信号を生成する差分平均回路４０’とが設けられている。

一方、図７に示す磁気ディスク装置では、絶対値回路３１，３２から出力された第１および第２トラック絶対値信号がＡＤコンバータ４１に直接入力され、ＡＤコンバータ４１は、タイミング信号Ｃ１，Ｃ２のクロック周波数に応じて第１および第２トラック絶対値信号をＡＤ変換している。ＭＰＵ５０には、積分回路７１，７２や差分平均回路４０’と同等の機能が設けられている。タイミング発生回路１１から信号分離回路２０に入力されるタイミング信号Ｃ０は、先述した実施形態と同様のクロック周波数であるが、ＡＤコンバータ４１に入力されるタイミング信号Ｃ１，Ｃ２のクロック周波数は、タイミング信号Ｃ０のクロック周波数を分周することでその半分になっている。一方のタイミング信号Ｃ１と他方のタイミング信号Ｃ２は、互いに一周期分だけずれている。これにより、ＭＰＵ５０には、デジタル信号としての第１および第２トラック絶対値信号が同時に入力される。

このような図６または図７に示すハードウェア構成によれば、図８のフローチャートに従う手順でトラッキング制御処理が行われる。すなわち、図５に示すように第１および第２トラック絶対値信号の波形に３種類以上の様々な振幅が生じる場合であっても、積分回路７１，７２および差分平均回路４０’の処理（図６参照）、あるいはタイミング信号Ｃ１，Ｃ２を用いたＡＤ変換後のＭＰＵ５０の処理（図７参照）により、第１および第２トラック絶対値信号を適正に差分平均化して算出したトラック差分信号が得られる（図８：Ｓ５’）。このようなトラック差分信号がトラッキング制御信号としてＶＣＭ駆動回路６０に供給され、ＶＣＭ駆動回路６０は、トラッキング制御信号に基づいてボイスコイルモータ５を制御することにより（図８：Ｓ６）、先述した実施形態と同様に磁気ディスク１に対する磁気ヘッド２のトラッキング制御を高精度かつ高速に行うことができる。

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。

たとえばバーストパターンを読み取ることで概ね２列の目標トラックに再生素子の位置合わせを行うことができる場合には、トラックマークを特に設ける必要はなく、トラックマークを読み取る処理を省略してもよい。あるいは、バーストパターンの磁性ドットをデータ記録領域の磁性ドットと同様の配列とし、このバーストパターンをダミーパターンの磁性ドットと同様に読み取ることでトラッキング制御を行うようにしてもよい。この場合には、もはやダミーパターンを設ける必要がない。

図５に示す実施形態では、第１および第２トラック絶対値信号を平均化したが、これに代わる他の例としては、第１および第２トラック絶対値信号の最低値レベルを抽出し、その最低値レベル同士の差分をとってトラック差分信号を生成するようにしてもよい。

本発明は、たとえば垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置におけるトラッキング制御に利用することができる。

本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態を示す構成図である。 図１に示す磁気ディスク装置によるトラッキング制御方法を説明するための説明図である。 図１に示す磁気ディスク装置によるトラッキング制御方法を説明するための説明図である。 トラッキング制御方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明に係るトラッキング制御方法の他の実施形態を説明するための説明図である。 本発明に係る磁気ディスク装置の他の実施形態を示す構成図である。 本発明に係る磁気ディスク装置の他の実施形態を示す構成図である。 図５に示すトラッキング制御方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

Ｄｍ ダミーパターン
ｄ 磁性ドット
Ｔ１〜Ｔ６ 記録トラック
Ｍ トラックマーク
１ 磁気ディスク
２ 磁気ヘッド
２Ａ 再生素子
２Ｂ 記録素子
３ スピンドルモータ
４ スイングアーム（磁気ヘッド移動機構）
５ ボイスコイルモータ（磁気ヘッド移動機構）
１０ ヘッドアンプ（磁気読み取り信号取得手段）
２０ 信号分離回路（トラック分離信号生成手段）
３１，３２ 絶対値回路（トラック絶対値信号生成手段）
４０ 差分回路（トラック差分信号生成手段）
４０’ 差分平均回路（トラック差分信号生成手段）
６０ ＶＣＭ駆動回路（磁気ヘッド移動制御手段）

Claims (5)

1. ディスク周方向に複数の磁性ドットを所定ピッチに並べて形成された記録トラックがディスク径方向に所定のトラックピッチをなすように複数列状に形成されているとともに、ディスク径方向に隣り合う上記記録トラックの列同士がディスク周方向にずれるように形成された磁気ディスクと、
   上記複数列の記録トラックをディスク径方向に隣り合う２列ずつまとめて読み取り可能な再生素子を有する磁気ヘッドと、
   上記磁気ディスクに対して上記磁気ヘッドを対向させつつディスク径方向に往復移動させる磁気ヘッド移動機構と、
   上記磁気ディスクの回転中、上記再生素子を介して上記複数列の記録トラックを２列ずつまとめて読み取ることにより、その各列に含まれる上記複数の磁性ドットに応じた磁気読み取り信号を取得する磁気読み取り信号取得手段と、
   上記磁気読み取り信号から上記記録トラックの各列に応じた２列分のトラック分離信号を生成するトラック分離信号生成手段と、
   上記２列分のトラック分離信号のそれぞれを絶対値化して２列分のトラック絶対値信号を生成するトラック絶対値信号生成手段と、
   上記２列分のトラック絶対値信号の差分または差分平均を求めてトラック差分信号を生成するトラック差分信号生成手段と、
   上記トラック差分信号に基づいて上記磁気ヘッド移動機構を制御する磁気ヘッド移動制御手段と、
   を備え、
   上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられている、磁気ディスク装置。
2. 上記磁気ディスクには、上記記録トラックの各列または２列ごとに対応するように複数のトラックマークが形成されており、これら複数のトラックマークは、上記記録トラックの２列分ごとに磁化方向が交互に異なるように着磁されている、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 上記磁気ヘッドには、上記複数列の記録トラックに対して２列ずつまとめて磁気記録可能な記録素子が搭載されている、請求項１または２に記載の磁気ディスク装置。
4. ディスク周方向に複数の磁性ドットを所定ピッチに並べて形成された記録トラックがディスク径方向に所定のトラックピッチをなすように複数列状に形成されているとともに、ディスク径方向に隣り合う上記記録トラックの列同士がディスク周方向にずれるように形成された磁気ディスクと、上記複数列の記録トラックをディスク径方向に隣り合う２列ずつまとめて読み取り可能な再生素子を有する磁気ヘッドと、上記磁気ディスクに対して上記磁気ヘッドを対向させつつディスク径方向に往復移動させる磁気ヘッド移動機構とを備えた磁気ディスク装置において、上記磁気ヘッドのディスク径方向位置を調整してトラッキング制御を行うためのトラッキング制御方法であって、
   上記磁気ディスクの回転中、上記再生素子を介して上記複数列の記録トラックを２列ずつまとめて読み取ることにより、その各列に含まれる上記複数の磁性ドットに応じた磁気読み取り信号を取得する磁気読み取り信号取得手順と、
   上記磁気読み取り信号から上記記録トラックの各列に応じた２列分のトラック分離信号を生成するトラック分離信号生成手順と、
   上記２列分のトラック分離信号のそれぞれを絶対値化して２列分のトラック絶対値信号を生成するトラック絶対値信号生成手順と、
   上記２列分のトラック絶対値信号の差分または差分平均を求めてトラック差分信号を生成するトラック差分信号生成手順と、
   上記トラック差分信号に基づいて上記磁気ヘッド移動機構を制御する磁気ヘッド移動制御手順と、
   を実行し、
   上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられていることを特徴とする、トラッキング制御方法。
5. 複数の磁性ドットを列状に並べて形成された記録トラックを、隣り合う列同士で上記磁性ドットをトラック方向にずらして複数配列した磁気記録媒体に対し、上記隣り合う列の記録トラックをまとめて読み取る再生素子から得られる磁気読み取り信号に基づいてトラッキング制御を行うトラッキング制御回路であって、
   上記磁気読み取り信号に基づき、上記隣り合う列の記録トラックから上記複数の磁性ドットを読み取る際の基準となるタイミング信号を生成するタイミング発生回路と、
   上記タイミング発生回路により生成されたタイミング信号に基づき、上記磁気読み取り信号を分離する信号分離回路と、
   上記信号分離回路により分離された信号の振幅についての差分を算出する差分回路と、
   上記差分回路から出力される差分信号に基づき、トラッキング制御信号を生成する制御回路と、
   を備え、
   上記記録トラックの各列につき、上記再生素子によって最初に読み取られる先頭の上記磁性ドットからその列の所定の途中位置にある磁性ドットまでは、ダミーパターンとして設けられていることを特徴とする、トラッキング制御回路。

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