JPH06282941A

JPH06282941A - ディスク状媒体およびディスク装置

Info

Publication number: JPH06282941A
Application number: JP9364793A
Authority: JP
Inventors: Tome Tomizaki; 止富崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の同期を迅速に確立することができるよ
うにする。【構成】装置が起動されると、ストッパ４によって、
磁気ヘッド２が、本来記録再生されるデータの記録され
ない、クロックマーク、ユニークパターン、およびホー
ムインデックスパターンから形成された同期確立用トラ
ック１ｂに位置するように固定され、クロックマークに
対応するクロック再生信号が抽出される。そして、その
クロック再生信号に基づいて、ＰＬＬ回路１３によりク
ロックが生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ディスクや
光ディスク、光磁気ディスクなどのディスク状媒体、並
びにディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、所謂外部同期型磁気ディスク装
置によってデータの記録再生がなされる磁気ディスク
は、トラックが複数のセクタに区分されており、各セク
タは複数のセグメントにより構成され、各セグメント
は、基本的にデータを記録するデータ領域と、サーボ用
制御信号を記録するサーボ領域とに区分されている。

【０００３】サーボ領域は、１トラックに数１００乃至
数１０００程度、等間隔に形成され、そのうちの、等間
隔に配置された５０乃至１００程度のサーボ領域（例え
ば、セクタの先頭のセグメントのサーボ領域）には、サ
ーボ制御に用いられる、例えばユニークパターンやクロ
ックパターンなどが形成されている。なお、この５０乃
至１００程度のサーボ領域のうちの１つには、ユニーク
パターンの代わりに、ディスクの原点（回転位相の原
点）を示すホームインデックス用パターンが形成されて
いる。

【０００４】また、他のサーボ領域には、上述のユニー
クパターンを除くパターンが形成されている。

【０００５】クロックパターンは、装置のクロックを生
成するためのパターンであり、装置は、このクロックパ
ターンにより生成されるクロックに基づいて同期をとる
ようになされている。

【０００６】ユニークパターンは、装置の起動時や、外
部振動などにより同期がはずれた場合、クロックパター
ンによる正確な同期をかける前に、おおよその同期をか
けるためのパターンである。

【０００７】即ち、装置の同期がはずれた場合、様々な
パターンが形成されている磁気ディスクから、即座にク
ロックマークを検出することは困難であるため、まずユ
ニークパターンが検出され、その検出タイミングに基づ
いて、クロックマークの出現位置を予測するゲート信号
が生成される。そして、このゲート信号に基づいて、ク
ロックマークが検出され、装置の同期が確立される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、装置の同期を
確立するまでに時間がかかる課題があった。

【０００９】即ち、例えば装置の電源をＯＮにしてか
ら、装置が正常動作するまでに時間がかかる課題があっ
た。

【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、装置の同期を、迅速に確立することがで
きるようにするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のディス
ク状媒体は、少なくとも１つのトラックが、データが記
録されない、クロックマークからなる同期確立用トラッ
ク１ｂとして設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載のディスク状媒体は、同期
確立用トラック１ｂが、１周にわたって等間隔に配置さ
れた、所定数のクロックマークと、回転位相の原点を示
す、１周に１つのホームインデックスパターンと、クロ
ックマークの出現位置を予測するためのユニークパター
ンとからなることを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載のディスク状媒体は、同期
確立用トラック１ｂ以外の、データが記録されるトラッ
ク１ａの１周には、同期確立用トラック１ｂの１周に配
置されたクロックマークの数より少ない数のクロックマ
ークが配置されていることを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載のディスク状媒体は、同期
確立用トラック１ｂが、最内周側に設けられていること
を特徴とする。

【００１５】請求項５に記載のディスク装置は、請求項
１乃至４のいずれかに記載のディスク状媒体としての磁
気ディスク１と、ディスク状媒体に記録された情報を再
生する再生手段としての磁気ヘッド２と、磁気ヘッド２
が、磁気ディスク１の同期確立用トラック１ｂに位置す
るように固定する固定手段としてのストッパ４と、磁気
ヘッド２の出力から、クロックマークに対応するクロッ
ク再生信号を抽出する抽出手段としてのクロック抽出回
路９と、クロック抽出回路９により抽出されたクロック
再生信号に基づいて、クロックを生成する生成手段とし
てのＰＬＬ回路１３とを備えることを特徴とする。

【００１６】請求項６に記載のディスク装置は、クロッ
ク抽出回路９により抽出されたクロック再生信号に基づ
いて、磁気ディスク１の偏心を分析する分析手段として
の偏心量分析部２０をさらに備え、ＰＬＬ回路１３は、
クロック再生信号に加えて、偏心量分析部２０の分析結
果に基づいて、クロックを生成することを特徴とする。

【００１７】請求項７に記載のディスク装置は、生成手
段が、ＰＬＬ回路１３であり、ＰＬＬ回路１３の同期が
はずれたことを検出する検出手段としてのＣＰＵ１４を
さらに備え、磁気ヘッド２は、ＣＰＵ１４によりＰＬＬ
回路１４の同期がはずれたことが検出されたときには、
ストッパ４により固定される位置まで移動し、同期確立
用トラック１ｂ上の情報を再生することを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１に記載のディスク状媒体においては、
少なくとも１つのトラックが、データが記録されない、
クロックマークからなる同期確立用トラック１ｂとして
設けられているので、このディスク状媒体にデータの記
録再生を行う場合に、同期確立用トラック１ｂにアクセ
スするようにすることにより、迅速に同期を確立するこ
とができる。

【００１９】請求項２に記載のディスク状媒体において
は、同期確立用トラック１ｂが、１周にわたって等間隔
に配置された、所定数のクロックマークと、回転位相の
原点を示す、１周に１つのホームインデックスパターン
と、クロックマークの出現位置を予測するためのユニー
クパターンとからなるので、さらに迅速に同期を確立す
ることができる。

【００２０】請求項３に記載のディスク状媒体において
は、同期確立用トラック１ｂ以外の、データが記録され
るトラック１ａの１周には、同期確立用トラック１ｂの
１周に配置されたクロックマークの数より少ない数のク
ロックマークが配置されているので、記録容量を増加さ
せることができる。

【００２１】請求項４に記載のディスク状媒体において
は、同期確立用トラック１ｂが、最内周側に設けられて
いるので、同期確立用トラック１ｂへ容易にアクセスす
ることができる。

【００２２】請求項５に記載のディスク装置において
は、ストッパ４によって、磁気ヘッド２が、磁気ディス
ク１の同期確立用トラック１ｂに位置するように固定さ
れ、クロックマークに対応するクロック再生信号が抽出
される。そして、そのクロック再生信号に基づいて、Ｐ
ＬＬ回路１３によりクロックが生成される。従って、装
置の同期を迅速に確立することができる。

【００２３】請求項６に記載のディスク装置において
は、クロック抽出回路９により抽出されたクロック再生
信号に基づいて、磁気ディスク１の偏心が分析され、Ｐ
ＬＬ回路１３は、クロック再生信号に加えて、磁気ディ
スク１の偏心量の分析結果に基づいて、クロックを生成
する。従って、クロックを磁気ディスク１の偏心に追従
させることができる。

【００２４】請求項７に記載のディスク装置において
は、ＰＬＬ回路１３の同期がはずれたことが検出される
と、磁気ヘッド２が、ストッパ４により固定される位置
まで移動し、同期確立用トラック１ｂ上の情報を再生す
る。従って、例えば装置の起動時や、外部振動などによ
り同期がはずれた場合などに、装置の同期を、迅速に確
立することができる。

【００２５】

【実施例】図１は、本発明のディスク装置を適用した磁
気ディスク装置の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。磁気ディスク１は、例えばセクタサーボ型のディス
クで、トラックが複数のセクタに区分されており、各セ
クタは複数のセグメントにより構成されている。各セグ
メントは、基本的にデータを記録するデータエリアと、
サーボ情報を記録するサーボエリアとに区分されてい
る。

【００２６】サーボエリアは、１トラックに数１００乃
至数１０００程度、等間隔に設けられており、各サーボ
エリアには、図２に示すように、クロックを生成するた
めのクロックマーク２１ａ（２１ｂ）が形成されてい
る。

【００２７】さらに、サーボエリアのうち、例えばセク
タの先頭のサーボエリアには、クロックマーク２１ａ
（２１ｂ）に加え、このクロックマーク２１ａ（２１
ｂ）の出現位置を予測するゲート信号を生成するための
ユニークパターン２２ａ（２２ｂ）が形成されている。
但し、磁気ディスク１のセクタのうちの１つのセクタに
おいては、ユニークパターンに代えて、磁気ディスク１
の回転位相の原点（基準点）を表す（ＰＧとしての機能
を有する）ホームインデックスパターンＨＩが形成され
ている。

【００２８】クロックマーク２１ａ（２１ｂ）、ユニー
クパターン２２ａ（２２ｂ）、ホームインデックスパタ
ーンＨＩは、トラック上に形成されるだけでなく、図２
に示すように、トラックとトラックの間の領域（トラッ
ク間）にも形成されている。即ち、これらは、ディスク
の半径方向に放射状に連続して形成されている。

【００２９】なお、サーボエリアには、これらに加え
て、図示していないトラッキング制御を行うためのパタ
ーンとしての、例えばグレイコード（トラック番号を示
すコード）やファインパターン（トラックセンタからず
れて配置されたトラッキングエラーを生成するためのパ
ターン）を形成するようにしても良い。

【００３０】さらに、この磁気ディスク１においては、
その最内周トラックから、少なくとも１つのトラック
が、本来記録再生されるデータが記録されない、クロッ
クマーク２１ａおよび２１ｂ、ユニークパターン２２ａ
および２２ｂ、並びにホームインデックスパターンＨＩ
からなる同期確立用トラック１ｂとして形成されている
とともに、その他のトラック（図中、影を付してある部
分）は、以上のパターンに加え、本来記録再生されるデ
ータが記録されるデータトラック１ａとして形成されて
いる。

【００３１】そして、本来（従来）ならば、クロックマ
ーク２１ａおよびユニークパターン２２ａと同様に、デ
ィスク１の最内周から最外周までのトラックにあるはず
のクロックマーク２１ｂおよびユニークパターン２２ｂ
が、同期確立用トラック１ｂにだけ形成されている。

【００３２】即ち、この磁気ディスク１においては、同
期確立用トラック１ｂだけでなく、それより外周のデー
タトラック１ａに本来ならば形成されるはずのクロック
マークおよびユニークパターン（図２においては、クロ
ックマーク２１ｂおよびユニークパターン２２ｂ）が間
引かれ、その結果残るクロックマークおよびユニークパ
ターン（図２においては、クロックマーク２１ａおよび
ユニークパターン２２ａ）が、例えば等間隔になるよう
になされている。

【００３３】従って、データトラック１ａのクロックマ
ークの数は、本来あるはずの数より少なくなっているの
で、そこには、従来より多くのデータを記録することが
できる。

【００３４】図１に戻り、磁気ヘッド２は、アーム２ａ
の先端に取り付けられており、磁気ディスク１に形成さ
れた磁化パターンに対応する再生信号を生成して出力す
る。アーム２ａは、モータ（Ｍ）３によって駆動され、
ほぼディスク半径方向に回動し、磁気ヘッド２を、磁気
ディスク１の所定の位置（トラック）に移動する。スト
ッパ４は、磁気ヘッド２が、磁気ディスク１の最内周ト
ラックの位置より内周側に移動しないように、回動アー
ム２ａを固定する。即ち、回動アーム２ａは、磁気ディ
スク１の内周方向へ回動したとき、ストッパ４が配置さ
れた位置で、その回動が制限される（止められる）。

【００３５】アンプ５は、磁気ヘッド２からの再生信号
を増幅する。Ａ／Ｄ変換器６は、入力されたアナログ信
号を、所定のサンプリング間隔でサンプリングし、ディ
ジタル信号に変換する。ホームインデックス検出回路７
は、磁気ヘッド２よりアンプ５およびＡ／Ｄ変換器６を
介して出力される再生信号から、磁気ディスク１に形成
されたホームインデックスパターンＨＩを検出し、検出
信号（パルス）ＨＩＳを出力する。クロック抽出回路９
は、磁気ヘッド２よりアンプ５およびＡ／Ｄ変換器６を
介して出力される再生信号から、磁気ディスク１に形成
されたクロックマークに対応する信号成分を抽出し、ク
ロック再生信号（パルス）を出力する。

【００３６】偏心量分析部２０は、例えばメモリアクセ
ス部８、偏心量計測回路１０、偏心補正量算出回路１
１、および記憶部１２より構成され、磁気ディスク１の
偏心を分析し、それを補償するための制御信号を出力す
る。

【００３７】ＰＬＬ回路１３は、クロック抽出回路９よ
り出力されるクロック再生信号、あるいはこのクロック
再生信号に加え、偏心量分析部２０より出力される信号
に基づいて、クロックを生成する。ＣＰＵ１４は、ＰＬ
Ｌ回路１４の状態を監視し、それがアンロック状態であ
るときには、モータ駆動回路１５に制御信号を出力す
る。モータ駆動回路１５は、図示せぬトラッキングサー
ボ回路からのサーボ信号にしたがって、モータ３を駆動
する他、ＣＰＵ１４より制御信号を受信すると、アーム
２ａがストッパ４により固定される位置まで移動するよ
うに、モータ３を駆動する。

【００３８】以上のように構成される磁気ディスク装置
においては、装置が起動されると、磁気ディスク１が、
図示せぬスピンドルモータによって回転されるととも
に、ＣＰＵ１４によってＰＬＬ回路１３がアンロック状
態であることが検出され、制御信号がモータ駆動回路１
５に出力される。モータ駆動回路１５は、ＣＰＵ１４よ
り制御信号を受信すると、アーム２ａがストッパ４によ
り固定される位置まで移動するように、モータ３を駆動
する。

【００３９】これにより、磁気ヘッド２が、磁気ディス
ク１の最内周から、少なくとも１トラックにわたって形
成された同期確立用トラック１ｂに移動され、そこに形
成された磁化パターンに対応する再生信号が生成され
て、アンプ５およびＡ／Ｄ変換器６を介して、ホームイ
ンデックス検出回路６およびクロック抽出回路９に出力
される。

【００４０】クロック抽出回路９においては、まず磁気
ディスク１の同期確立用トラック１ｂに形成されたユニ
ークパターン２２ａ（２２ｂ）が検出され、その検出タ
イミングに基づいて、クロックマーク２１ａ（２１ｂ）
の出現タイミングを予測するクロックゲート信号が生成
される。そして、クロックゲート信号が出ている期間内
に出現する再生パルスを正規のクロックマークと見なし
て、その前後のエッジのうちの、例えば前のエッジに同
期するクロック再生信号を生成し、ＰＬＬ回路１３およ
び偏心量分析部２０に出力する。

【００４１】ＰＬＬ回路１３においては、クロック抽出
回路９より出力されたクロック再生信号に位相同期する
クロックが生成され、装置の各ブロックに供給される。

【００４２】その後、磁気ヘッド２は、データトラック
１ａに移動され、データの記録または再生が行われる。

【００４３】以上のように、ＰＬＬ回路１３がアンロッ
ク状態の場合には、磁気ヘッド２を、同期確立用トラッ
ク１ｂに移動し、同期確立用トラック１ｂから得られる
再生信号、即ち本来記録再生されるデータの信号成分の
ない、クロックマーク２１ａ（２１ｂ）、ユニークパタ
ーン２２ａ（２２ｂ）、およびホームインデックスパタ
ーンＨＩに対応する再生信号から、クロックマーク２１
ａ（２１ｂ）およびユニークパターン２２ａ（２２ｂ）
を検出するようにしたので、これらを容易、且つ迅速に
検出することができ、従って装置の同期を迅速に確立す
ることができる。

【００４４】ところで、磁気ディスク１は、上述したよ
うに、図示せぬスピンドルモータにより回転されるが、
磁気ディスク１をスピンドルにチャッキングする際に、
回転軸中心と、トラック円の中心とがオフセットしてし
まうこと、即ち偏心が原因となって、トラック円の実質
半径が大きい部分では高速側に、またトラック円の実質
半径が小さい部分では低速側に、実効周速が変動するこ
とにより、トラックに形成されたクロックマーク２１ａ
（２１ｂ）から得られるクロックに大きな位相変動が発
生する。

【００４５】また、この位相変動を抑制するために、Ｐ
ＬＬ回路１３のループゲインの低域成分を増加させる
と、それに伴う広帯域化により高域のノイズが増加する
などして、クロックを磁気ディスク１の偏心に正確に追
従させることができなくなってしまう。

【００４６】そこで、この磁気ディスク装置において
は、磁気ディスク１の偏心を分析し、この分析結果に基
づいて、クロックを偏心に正確に追従させることができ
るようになされている。

【００４７】即ち、ホームインデックス検出回路７で
は、磁気ヘッド２よりアンプ５およびＡ／Ｄ変換器６を
介して出力された、同期確立用トラック１ｂに形成され
た磁化パターンに対応する再生信号から、ホームインデ
ックスパターンＨＩが検出され、検出信号（回転位相原
点信号）ＨＩＳが、偏心量分析部２０に出力される。

【００４８】偏心量分析部２０では、後述する方法によ
り、磁気ディスク１の同期確立用トラック１ｂの、回転
中心軸に対する偏心量が、ホームインデックスパターン
発生位置を角度座標値０度とするディスク上の角位置θ
の関数として計測され、その計測結果から偏心の速度が
算出される。そして、この偏心の速度は、ＰＬＬ回路１
３に供給され、クロックの時間軸誤差の補正に用いられ
る。

【００４９】即ち、図１に示すように、メモリアクセス
部８、偏心量計測回路１０、偏心補正量算出回路１１、
および記憶部１２から構成される偏心量分析回路２０に
おいては、偏心量計測回路１０が、クロック抽出回路９
からクロック再生信号が出力される時間間隔に基づい
て、ディスク１の偏心量を計測する。偏心補正量算出回
路１１は、偏心量計測回路１０の計測結果から、ディス
ク１の偏心によるクロックの時間軸誤差を補正するため
の補正量、即ち偏心量計測回路１０で計測された偏心量
に位相補償を施した、偏心量の速度を算出し、記憶部１
２は、この補正量を記憶する。

【００５０】そして、記憶部１２に記憶された補正量
が、メモリアクセス部８によってディスク１の回転に同
期して読み出され、記憶部１２に内蔵される図示せぬＤ
／Ａコンバータによってアナログ信号に変換された後、
ＰＬＬ回路１３を構成する、後述するの電圧制御発振器
（ＶＣＯ）３５（図３）の制御電圧としてフィードフォ
ワードされる。

【００５１】ＰＬＬ回路１３は、図３に示すように、位
相比較器３１と、この位相比較器３１の出力に対して低
域通過フィルタリング等の所定のフィルタ処理をするル
ープフィルタ３２と、このフィルタ３２の出力に応じた
位相と周波数のクロックを出力する電圧制御発振器３５
とを含み、位相比較器３１が、クロック抽出回路９によ
って抜き出されたクロック再生信号と、電圧制御発振器
３５から出力され、Ｎ分の１分周器３６を介してフィー
ドバックされるクロックとの位相差を出力する。

【００５２】さらに、ループフィルタ３２とＶＣＯ３５
との間には、アナログ加算器（演算増幅器）３３が設け
られており、偏心量分析部２０（図１）からスイッチ３
４を介して供給される信号と、ループフィルタ３２から
出力される信号とが加算され、ＶＣＯ３５に供給される
ようになされている。なお、ループフィルタ３２および
加算器３３は、デジタル演算素子であってもよい。

【００５３】このような構成になっているから、ＶＣＯ
３５は、位相比較器３１からの出力のみならず、偏心量
分析部２０から、スイッチ３４を経由して到来する偏心
補正電圧によっても駆動される。したがって、ＶＣＯ３
５は、ディスク１から発生するクロックマーク２１ａ
（２１ｂ）に同期したパルス信号にいわゆるクローズド
ループ動作で追従するとともに、記憶部１２からの現在
の瞬時の偏心量の補正量（偏心量の速度）により、オー
プンループ動作も行う。

【００５４】すなわち、このような偏心のあるディスク
１の動作においては、θ方向（ディスクの回転方向）に
固定した再生ヘッド２から眺めて観測されるディスク１
からのクロックは、時間軸方向に粗密のゆらぎ（ジッ
タ）をもっている。このゆらぎの成分のうち、回転周波
数（例えば、６０Ｈｚ）に相当する成分は、大部分上記
オープンループ動作により、ＶＣＯ３５が意図的に「加
振」されることにより、クロック抽出回路９から出力さ
れるクロック再生信号と、ＶＣＯ３５から出力されるク
ロックは、ほぼ同位相近辺まで接近させられる。

【００５５】このオープンループ動作による位相接近に
より、上記クローズドループ動作は、ゆらぎ成分のうち
主として振幅の小さい高周波成分（回転周波数の数倍乃
至数十倍）を打ち消す動作をするだけで良い。よって、
最終的には、クロック抽出回路９から出力されるクロッ
ク再生信号に対してＶＣＯ３５の出力信号は、極めて近
い発振位相に保持されることになる。

【００５６】次に、偏心量分析部２０の動作原理につい
て説明する。

【００５７】図４において、参照番号５００は、同期確
立用トラック１ｂのうちの１つのトラック５０２の中心
を示し、参照番号５０１は、ディスク１の回転中心を示
す。磁気ヘッド３は、アーム２ａにより支持されていて
トラック５０２の中心上をトレースするように、図示せ
ぬトラッキングサーボ回路で位置決めされている。

【００５８】今、トラック５０２の半径をｒ₀（ｍ）、
偏心をδ（ｍ）、回転数をＮ（Ｈｚ）とすると、トラッ
ク５０２の平均周速Ｖ₀は次のようになる。

【００５９】Ｖ₀＝２πｒ₀×Ｎ（ｍ／ｓｅｃ）

【００６０】半径ｒ₀の円形トラック５０２に含まれる
クロックマーク（図示せず）によるパルス数をＭ(個／
１回転）とすると、パルス間距離Ｌ₀は次のようにな
る。

【００６１】Ｌ₀＝２πｒ₀／Ｍ

【００６２】これを磁気ヘッド２が通過するのに要する
時間（パルス周期）Ｔ₀は、次のようになる。

【００６３】Ｔ₀＝Ｌ₀／Ｖ₀＝（２πｒ₀／Ｍ)／（２πｒ₀×Ｎ）＝１／（Ｎ×Ｍ）・・・（１）

【００６４】例えばＮ＝６０．０Ｈｚ，Ｍ＝８４０なら
ば、Ｔ₀＝１９．８４１（μｓｅｃ）である。

【００６５】一方、半径が偏心によりｒ₂＝ｒ₀＋δに増
加した部分のパルス周期Ｔ₂と、ｒ₁＝ｒ₀−δに減少し
た部分のパルス周期Ｔ₁は、次のようになる。

【００６６】Ｔ₂＝２πｒ₀／Ｍ／（２πｒ₂×Ｎ）＝ｒ₀／ｒ₂×（Ｎ×Ｍ）・・・（２）Ｔ₁＝２πｒ₀／Ｍ／（２πｒ₁×Ｎ）＝ｒ₀／ｒ₁×（Ｎ×Ｍ）・・・（３）

【００６７】従って、例えば、ｒ₀＝２０ｍｍ、ｒ₂＝２
０．０５ｍｍのとき、Ｔ₂は、Ｔ₀×１．００２５とな
り、０．２５％変化する。これは微小であるが、時間領
域の量なので、比較的精度よく計測できる。

【００６８】すなわち、この例では、Ｔ₀＝１９．８４
１（μｓ）に対し、Ｔ₂＝１９．８９１、Ｔ₁＝１９．７
９２（μｓ）であるから、Ｔの平均値と、最大値および
最小値とは、各々約５０ｎｓ（ナノセカンド）の差があ
る。これは、現在の電子回路技術で十分な精度で計測で
きるから、偏心量の測定は、時間間隔の測定に帰着す
る。

【００６９】偏心量分析部２０（図１）では、偏心量計
測回路１０が、以上のようにして１回転にわたり観測し
た偏心に対応する信号の進み遅れを計測し、これに対
し、偏心補正量算出回路１１によって位相補償を施して
偏心の速度、即ち補正量を算出して、記憶部１２にディ
ジタル数値として蓄えることにより偏心補正テーブルの
作成が完成する。なお、この記憶部１２においては、メ
モリアドレスを、ディスク１上の角位置座標に対応さ
せ、各メモリアドレスには、そのアドレスに対応するデ
ィスク１上の角位置座標における偏心の補正量が記憶さ
れるようになされている。

【００７０】このようにして記憶部１２に記憶された偏
心補正テーブルを使用した、ＶＣＯ３５（図３）のフィ
ードフォワード制御は、次のように行われる。まず、メ
モリアクセス部８（図１）によりディスク１の回転位相
に同期して記憶部１２の内容が読出され、そこに内蔵さ
れる図示せぬＤ／Ａコンバータによりアナログ電圧に変
換された後、スイッチ３４（図３）およびアナログ加算
器３３を介してＶＣＯ３５に印加される。ＶＣＯ３５の
発振位相は、フィードフォワード補償信号を印加しない
とき図５の実線で示すように大きく変化するが、印加す
ると図５の破線の如く、１回転の全域にわたりほぼ０゜
に近づく。

【００７１】以上の実施例によれば、ディスク１上に形
成されたクロックマークに極めて正確に同期したクロッ
クを再生することが可能になり、このクロックをトラッ
ク位置誤差信号の検出やデータ符号の復調に利用する
と、極めて良好な結果を得るとができる。また、クッロ
ク再生ループの帯域を広げずに、偏心周波数域のゲイン
を上げることができる。

【００７２】さらに、偏心量、即ち上述したようにクロ
ックマークが観測される時間間隔の変動量は、式（１）
乃至（３）より、トラック５０２の半径ｒ０に反比例す
るので、半径ｒ０がより小さいほど、そのダイナミック
レンジが大きくなる（時間間隔の変動量が大きくな
る）。上述したように、この磁気ディスク装置において
は、偏心測定は、磁気ディスク１の最内周側に設けられ
た同期確立用トラック１ｂを用いて行われるので、即ち
半径の小さいトラックを用いて行われるので、ダイナミ
ックレンジの大きい偏心の変動量を得ることができ、従
って精度の高い偏心の補正を行うことができる。

【００７３】次に、偏心量を測定する他の方法について
説明する。

【００７４】図６は、磁気ディスク１の最内周の円形ト
ラックＤ７から、例えば５トラック分外周側の円形トラ
ックＤ３までの円形トラックＤ３乃至Ｄ７からなる、１
周に亘って物理的にまたは磁気的に等間隔にＮ個のクロ
ックマークが記録された同期確立用トラック１ｂと、ア
ーム２ａ（図１）がストッパ４によって固定されること
により、図示せぬスピンドルモータの回転軸５０１、即
ちチャッキングされたディスク１の回転中心５０１から
一定の半径に位置する状態に固定された磁気ヘッド２の
軌跡との関係を示す。図６において、参照番号５００
は、同期確立用トラック１ｂの中心を示し、この中心５
００に対して同心円状の各トラックＤ３乃至Ｄ７の１周
に亘って等間隔にＮ個のクロックマークＣＭが記録され
ている。

【００７５】上述のような円形の同期確立用トラック１
ｂを有する磁気ディスク１がスピンドルモータ回転軸５
０１にチャッキングされたときに偏心５１１が生じる。
参照番号５０３は、アーム２ａがストッパ４によって固
定されることにより、チャッキングされたディスク１の
回転中心５０１から一定の半径５１０に位置する状態に
固定された磁気ヘッド２の円軌跡を示す。円軌跡５０３
が円形の同期確立用トラック１ｂ（トラックＤ３乃至Ｄ
７）の中心５００に最も近づいた時、円軌跡５０３が通
る同期確立トラック１ｂ（この場合、トラックＤ７）上
のクロックマークＣＭ間の距離５１３を磁気ヘッド２が
通過する時間が最も短くなり、円軌跡５０３がトラック
中心５０１から最も離れた時、円軌跡５０３が通る同期
確立トラック１ｂ（この場合、トラックＤ３）上のクロ
ックマークＣＭ間の距離５１４を磁気ヘッド２が通過す
る時間が最も長くなる。これは、ディスク回転半径５１
０が同じであり、ヘッド通過速度が同じだからである。

【００７６】従って、チャッキングされたディスク１の
回転中心５０１から一定の半径５１０に位置する状態に
固定された磁気ヘッド２から再生されるクロック再生信
号の時間間隔を測定し、これを利用することにより、偏
心５１１に起因する、ディスク角位置に対応した偏心量
を得ることができる。

【００７７】なお、この場合、磁気ヘッド２の円軌跡５
０３は、トラックＤ３乃至Ｄ７を横切る（あるいは接す
る）ことになるので、上述のようにして偏心量を得る場
合には、同期確立用トラック１ｂは、少なくとも偏心５
１１の幅に対応する数だけ連続するトラックにより構成
する必要がある。

【００７８】図７は、以上の方法に基づいて偏心量を分
析する、図１の偏心量分析部２０の他の構成例を示して
いる。フリップフロップ７１は、ディスク１の同期確立
用トラック１ｂから再生されるクロック再生信号ＣＭＳ
が到来する毎にＴＴＬレベルでＨｉｇｈとＬｏｗに切り
変わるパルス信号ＴＤを出力する。このパルス信号ＴＤ
は、そのままカウンタ７２に供給されるとともに、イン
バータ７３によって反転されてカウンタ７４に供給され
る。

【００７９】カウンタ７２は、パルス信号ＴＤがＨｉｇ
ｈの間の時間間隔を発振器７５を用いて測定し、時間間
隔測定値ＣＴＡを出力する。他方、カウンタ７４は、イ
ンバータ７３から出力されるパルス信号のＨｉｇｈの時
間間隔すなわちパルス信号ＴＤのＬｏｗの時間間隔を発
振器７５を用いて測定し、時間間隔測定値ＣＴＢを出力
する。

【００８０】スィッチ７６は、カウンタ７２から出力さ
れる時間間隔測定値ＣＴＡおよびカウンタ７４から出力
される時間間隔測定値ＣＴＢを、ＣＰＵ２５１がホーム
インデックス信号ＨＩＳ（図１において、ホームインデ
ックス検出回路７が出力する、ホームインデックスパタ
ーンＨＩの出現タイミングを示す信号）に基づいて出力
するコントロール信号ＣＮＴに従って交互にカウント値
２５０として出力する。メモリ２５２は、スイッチ７６
から供給される（Ｎ＋Ｎ／２）個の（１回転半分の）時
間間隔測定値２５０を、ＣＰＵ２５１がホームインデッ
クス信号ＨＩＳに基づいて出力するコントロール信号Ｃ
Ｓ２およびアドレスＡＳ２に従って順次記憶する。

【００８１】メモリ２５２に記憶された時間間隔測定値
は、ＣＰＵ２５１から出力されるコントロール信号ＣＳ
２およびアドレス信号ＡＳ２に従って読み出される。読
み出された第ｐ番目の時間間隔測定値は、ＣＰＵ２５１
から出力されるラッチ信号ＬＨＡに従ってラッチ２５３
に保持される。読み出された第（ｐ＋Ｎ／２）番目の
（第ｐ番目のサンプリング位置から、ディスクが１／２
回転したサンプリング位置の）時間間隔測定値は、ＣＰ
Ｕ２５１から出力されるラッチ信号ＬＨＢに従ってラッ
チ２５４に保持される。

【００８２】減算器２５５は、第ｐ番目の時間間隔測定
値から第（ｐ＋Ｎ／２）番目の時間間隔測定値を減算す
る。減算器２５５は、この減算をｐ＝１乃至Ｎのそれぞ
れについて行う。減算器２５５から得られるＮ個の減算
結果は、ＣＰＵ２５１がホームインデックス信号ＨＩＳ
に基づいて出力するコントロール信号ＣＳ１およびアド
レス信号ＡＳ１に従ってメモリ２６０に順次記憶され
る。

【００８３】メモリ２６０に記憶された減算結果は、デ
ィスク角位置に対応した偏心量であり、トラックＤ３と
ヘッド軌跡５０３（図６参照）との偏心に起因する距離
を表し、ＣＰＵ２５１がホームインデックス信号ＨＩＳ
に基づいて出力するコントロール信号ＣＳ１およびアド
レス信号ＡＳ１に従って偏心量２６１として読み出さ
れ、偏心補正を行うための偏心距離テーブルとして利用
することができる。

【００８４】図８は、図７の構成例における、クロック
再生信号ＣＭＳと測定される時間間隔との関係を示す図
である。図８において、第ｎ番目のクロック再生信号Ｃ
ＭＳと第（ｎ＋１）番目のクロック再生信号ＣＭＳの時
間間隔のカウント値をｔ（ｎ）と表すと、図６の円軌跡
５０３がトラック中心５００から最も離れた時のカウン
ト値をｔ（ｋ）とした時、最も近づいた時のカウント値
はｔ（ｋ＋Ｎ/２）となる。

【００８５】図９は、クロック再生信号の時間間隔の一
例、すなわちメモリ２５２に記憶されるカウント値列２
５０をデータ番号（サンプリング番号）に関連づけて表
したものである。図９において、図６の円軌跡５０３が
トラック中心５００から最も離れた時のカウント値はｔ
（ｋ）であり、最も近づいた時のカウント値はｔ（ｋ＋
Ｎ／２）である。

【００８６】図１０は、メモリ２６０にディスク１の回
転角に関連づけて記憶される偏心量の一例、すなわちト
ラックとヘッド軌跡５０３（図６参照）との偏心に起因
する距離を表し、前述のように、第ｐ番目の時間間隔測
定値から第（ｐ＋Ｎ／２）番目の時間間隔測定値を減算
して得られる偏心測定結果である。メモリ２６０に記憶
されたデータ列２６１は、ディスク角位置に対応した偏
心距離テーブルとして、偏心補正を行うために利用でき
る。

【００８７】図１１は、図１の偏心量分析部２０のさら
に他の構成例を示している。時間間隔測定部７０Ｃは、
ホームインデックス信号ＨＩＳを使用して、ディスク１
から再生された第（ｎ＋ｍ）番目（ｎは１乃至Ｎのいず
れかの整数）のクロック再生信号ＣＭＳと、第(ｎ＋ｍ
＋１)番目のクロック再生信号ＣＭＳとの時間間隔の測
定を、ｍ＝０乃至（Ｎ＋Ｎ/２−１）の整数のそれぞれ
について行う。時間間隔測定部７０Ｃによって測定され
た時間間隔測定値は、メモリアクセス部２５１Ｃがホー
ムインデックス信号ＨＩＳに基づいて出力するコントロ
ール信号ＣＳ８およびアドレス信号ＡＳ８に従って、メ
モリ２５２Ｃに順次記憶される。

【００８８】メモリ２５２Ｃに記憶された時間間隔測定
値は、メモリアクセス部２５１Ｃがホームインデックス
信号ＨＩＳに基づいて出力するコントロール信号ＣＳ８
およびアドレス信号ＡＳ８に従って読み出される。加算
器２５５Ｃは、読み出された第ｐ番目の時間間隔測定値
から第（ｐ＋Ｎ／２）番目の時間間隔測定値までのＮ／
２個の加算（即ち、１／２回転分の加算）を、ｐ＝１乃
至Ｎの整数のそれぞれについて実行する。加算器２５５
Ｃで得られた加算結果は、メモリアクセス部２５１Ｃが
ホームインデックス信号ＨＩＳに基づいて出力するコン
トロール信号ＣＳ９およびアドレス信号ＡＳ９に従って
メモリ２５６Ｃに順次記憶される。

【００８９】他方、加算器２５５Ｃで得られた加算結果
は、加算器２５７ＣでＮ個分加算（即ち、１回転分の加
算）され、加算器２５７Ｃで得られた加算結果は、除算
器２５８Ｃで１／Ｎされ、平均値ＡＶ３が出力される。

【００９０】メモリ２５６Ｃに記憶された加算結果は、
メモリアクセス部２５１Ｃがホームインデックス信号Ｈ
ＩＳに基づいて出力するコントロール信号ＣＳ９および
アドレス信号ＡＳ９に従って順次読み出される。減算器
２５９Ｃは、読み出された第ｋ番目の減算結果から平均
値ＡＶ３の減算をｋ＝１乃至Ｎの整数のそれぞれについ
て実行する。減算器２５９Ｃ得られた減算結果は、メモ
リアクセス部２５１Ｃがホームインデックス信号ＨＩＳ
に基づいて出力するコントロール信号ＣＳ１０およびア
ドレス信号ＡＳ１０に従ってメモリ２６０Ｃに順次記憶
される。

【００９１】メモリ２６０Ｃに記憶された減算結果は、
ディスク角位置に対応した偏心量であり、トラックＤ３
とヘッド軌跡５０３（図６参照）との偏心に起因する距
離を表し、メモリアクセス部２５１Ｃがホームインデッ
クス信号ＨＩＳに基づいて出力するコントロール信号Ｃ
Ｓ１０およびアドレス信号ＡＳ１０に従って偏心量２６
１Ｃとして読み出され、偏心補正を行うための偏心距離
テーブルとして利用することができる。従って、図１１
の構成例は、ノイズを低減できるとともに、時間間隔測
定に使用するカウンタ長を短くすることができる。

【００９２】図１２は、図１１に示された実施例におけ
る、クロック再生信号と測定された時間間隔２５０Ｃと
の関係を示す。図１２において、第ｎ番目のクロック再
生信号ＣＭＳと、第（ｎ＋１）番目のクロック再生信号
との時間間隔は、ｔ（ｎ）である。

【００９３】図１３は、図１１に示された実施例におい
て、時間間隔測定部７０Ｃにより測定されメモリ２５２
Ｃに記憶されたクロック再生信号の時間間隔２５０Ｃ、
ならびに除算器２５８Ｃから出力される平均値ＡＶ３を
示す図である。時間間隔測定部７０Ｃは、測定手段の持
つ最小時間単位を計測する。最小時間単位が偏心量に対
して粗い時、測定された時間間隔データ列２５０Ｃはデ
ィスク角位置に対してステップ状になる。ステップ状に
測定された時間間隔データ列２５０Ｃを、加算器２５５
Ｃにおいて加算する数Ｎ／２が十分大きければ、得られ
る偏心情報はディスク角位置に対して滑らかに再現でき
る。

【００９４】図１４は、図１１に示された実施例におけ
るメモリ２６０Ｃにディスク１の回転角に関連づけてに
記憶される偏心量の一例２６１Ｃ、すなわちトラックＤ
３とヘッド軌跡５０３（図６参照）との偏心に起因する
距離を表し、メモリ２６０Ｃに記憶されたデータ列２６
１Ｃは、ディスク角位置に対応した偏心距離テーブルと
して、偏心補正を行うために利用できる。

【００９５】なお、以上においては、クロックマークか
ら偏心を測定するようにしたが、同期確立用トラック１
ｂに形成された他のパターンとしての、例えばユニーク
パターン（ホームインデックスパターンを含む）２２ａ
（２２ｂ）などから測定するようにしてもよい。

【００９６】以上、本発明を磁気ディスク装置に適用し
た場合について説明したが、本発明は磁気ディスク装置
に限らず、例えば光ディスク装置など他のディスク装置
に適用することができる。

【００９７】なお、本実施例においては、同期確立用ト
ラック１ｂを、磁気ディスク１の最内周側に設けるよう
にしたが、これに限られることはなく、他の位置に設け
るようにすることができる。但し、本実施例における場
合のように同期確立用トラック１ｂを、磁気ディスク１
の最内周側に設けるようにすると、アーム２ａを、それ
がストッパ４によって物理的に固定される位置まで移動
するという簡単な動作制御で、磁気ヘッド２を同期確立
用トラック１ｂに位置するようにすることができるの
で、同期確立用トラック１ｂは、磁気ディスク１の最内
周側に設けるのが好ましい。

【００９８】

【発明の効果】請求項１に記載のディスク状媒体によれ
ば、少なくとも１つのトラックが、データが記録されな
い、クロックマークからなる同期確立用トラックとして
設けられているので、このディスク状媒体にデータの記
録再生を行う場合に、同期確立用トラックにアクセスす
るようにすることにより、迅速に同期を確立することが
できる。

【００９９】請求項２に記載のディスク状媒体によれ
ば、同期確立用トラックが、１周にわたって等間隔に配
置された、所定数のクロックマークと、回転位相の原点
を示す、１周に１つのホームインデックスパターンと、
クロックマークの出現位置を予測するためのユニークパ
ターンとからなるので、さらに迅速に同期を確立するこ
とができる。

【０１００】請求項３に記載のディスク状媒体によれ
ば、同期確立用トラック以外の、データが記録されるト
ラックの１周には、同期確立用トラックの１周に配置さ
れたクロックマークの数より少ない数のクロックマーク
が配置されているので、記録容量を増加させることがで
きる。

【０１０１】請求項４に記載のディスク状媒体によれ
ば、同期確立用トラックが、最内周側に設けられている
ので、同期確立用トラックへ容易にアクセスすることが
できる。

【０１０２】請求項５に記載のディスク装置によれば、
固定手段によって、再生手段が、ディスク状媒体の同期
確立用トラックに位置するように固定され、クロックマ
ークに対応するクロック再生信号が抽出される。そし
て、そのクロック再生信号に基づいて、生成手段により
クロックが生成される。従って、装置の同期を迅速に確
立することができる。

【０１０３】請求項６に記載のディスク装置によれば、
抽出手段により抽出されたクロック再生信号に基づい
て、ディスク状媒体の偏心が分析され、生成手段は、ク
ロック再生信号に加えて、ディスク状媒体の偏心量の分
析結果に基づいて、クロックを生成する。従って、クロ
ックをディスク状媒体の偏心に追従させることができ
る。

【０１０４】請求項７に記載のディスク装置によれば、
ＰＬＬ回路の同期がはずれたことが検出されると、再生
手段が、固定手段により固定される位置まで移動し、同
期確立用トラック上の情報を再生する。従って、例えば
装置の起動時や、外部振動などにより同期がはずれた場
合などに、装置の同期を、迅速に確立することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスク装置を適用した磁気ディスク
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の磁気ディスク１の構成を示す平面図であ
る。

【図３】図１のＰＬＬ回路１３のより詳細なブロック図
である。

【図４】磁気ディスク１の偏心を説明する図である。

【図５】磁気ディスク１から抽出されたクロックに対す
る、ＰＬＬ回路１３からのクロックの位相を示すグラフ
である。

【図６】磁気ディスク１のトラックと、磁気ディスク１
の回転中心から所定の半径に位置するように固定された
磁気ヘッド２の軌跡との関係を示す図である。

【図７】図１の偏心量分析部２０の他の構成例を示すブ
ロック図である。

【図８】クロック再生信号を示す波形図である。

【図９】図８のクロック再生信号から得られた、クロッ
クマークが観測される時間間隔を示すグラフである。

【図１０】図９のクロックマークが観測される時間間隔
から得られた、磁気ディスク１の回転角に対応する偏心
量を示すグラフである。

【図１１】図１の偏心量分析部２０の他の構成例を示す
ブロック図である。

【図１２】クロック再生信号を示す波形図である。

【図１３】図１２のクロック再生信号から得られた、ク
ロックマークが観測される時間間隔を示すグラフであ
る。

【図１４】図１３のクロックマークが観測される時間間
隔から得られた、磁気ディスク１の回転角に対応する偏
心量を示すグラフである。

【符号の説明】

１磁気ディスク１ａデータトラック１ｂ同期確立用トラック２磁気ヘッド２ａアーム３モータ４ストッパ５アンプ６Ａ／Ｄ変換器７ホームインデックス検出回路８メモリアクセス部９クロック抽出回路１０偏心量計測回路１１偏心補正量算出回路１２記憶部１３ＰＬＬ回路１４ＣＰＵ２０偏心量分析部２１ａ，２１ｂクロックマーク２２ａ，２２ｂユニークパターン３１位相比較器３２ループフィルタ３３アナログ加算器３４スイッチ３５ＶＣＯ３６１／Ｎ分周器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのトラックが、データが
記録されない、クロックマークからなる同期確立用トラ
ックとして設けられていることを特徴とするディスク状
媒体。
【請求項２】前記同期確立用トラックは、１周にわたって等間隔に配置された、所定数の前記クロ
ックマークと、回転位相の原点を示す、１周に１つのホームインデック
スパターンと、前記クロックマークの出現位置を予測するためのユニー
クパターンとからなることを特徴とする請求項１に記載
のディスク状媒体。
【請求項３】前記同期確立用トラック以外の、データ
が記録されるトラックの１周には、前記同期確立用トラ
ックの１周に配置されたクロックマークの数より少ない
数のクロックマークが配置されていることを特徴とする
請求項１または２に記載のディスク状媒体。
【請求項４】前記同期確立用トラックは、最内周側に
設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載のディスク状媒体。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のディ
スク状媒体と、前記ディスク状媒体に記録された情報を再生する再生手
段と、前記再生手段が、前記ディスク状媒体の前記同期確立用
トラックに位置するように固定する固定手段と、前記再生手段の出力から、前記クロックマークに対応す
るクロック再生信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出されたクロック再生信号に基づ
いて、クロックを生成する生成手段とを備えることを特
徴とするディスク装置。
【請求項６】前記抽出手段により抽出されたクロック
再生信号に基づいて、前記ディスク状媒体の偏心を分析
する分析手段をさらに備え、前記生成手段は、前記クロック再生信号に加えて、前記
分析手段の分析結果に基づいて、前記クロックを生成す
ることを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。
【請求項７】前記生成手段は、ＰＬＬ回路であり、前記ＰＬＬ回路の同期がはずれたことを検出する検出手
段をさらに備え、前記再生手段は、前記検出手段により前記ＰＬＬ回路の
同期がはずれたことが検出されたときには、前記固定手
段により固定される位置まで移動し、前記同期確立用ト
ラック上の情報を再生することを特徴とする請求項５ま
たは６に記載のディスク装置。