JPH07211028A - ヘッド装置およびそれを使用するための基準トラックの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トラッキング誤差が大きくなって信頼度が低下
するなどの問題を生じることなく、狭トラック化を図り
得るヘッド装置を提供する。 【構成】磁気ディスク３上に等間隔をもって複数本の基
準トラックＴ_REFを並行して形成する。基準トラックＴ
_REFには予め高周波数信号を記録しておく。トラックＴ
_REFとＴ_REFとの間に、複数本の記録トラックが形成され
る記録トラック領域Ｓ_TRCを設ける。トラック幅方向に
トラックＴ_REFの両端に対応した間隔をもってヘッド基
部に磁気センサ１Ｌ，１Ｒを配置する。ヘッド基部に固
定されたヘッド駆動手段でトラック幅方向に移動される
ように記録再生ヘッド２を配置する。センサ１Ｌ，１Ｒ
の出力信号の差である位置検出信号（記録トラックの狭
トラック化に影響されず）が０となるようにヘッド基部
を移動制御してトラッキング誤差を小さくする。その後
に、ヘッド２が所定の記録トラックに位置するようにヘ
ッド２を移動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば磁気ディスク
等の面記録媒体に対して信号を記録再生するために使用
して好適なヘッド装置およびそれを使用するための基準
トラックの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）やハー
ドディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の磁気記録装置、
あるいは光ディスク記録装置等の面記録媒体では、狭ト
ラック化により記録の高密度化を図ることができる。Ｖ
ＴＲでは、テープのエッジライン精度、シリンダのリー
ド加工精度やヘッドのトラック幅加工精度等の機械的加
工精度によりおよそトラック幅が決められるが、再生時
に再生ヘッドの出力信号から記録トラックとのずれ量を
検出し、その検出出力に基づいてヘッドを微小に動かし
てずれ量を小さくするダイナミックトラッキングサーボ
によって、互換性を保証するトラック幅よりも狭くでき
る。

【０００３】記録媒体の互換がないＨＤＤでは、予め記
録媒体上にヘッドのトラックからのずれ量を検出できる
位置信号を所定間隔で記録し、記録時および再生時共
に、その位置信号を読み取り、ヘッド位置を制御するこ
とにより（セクターサーボ制御方式）、ＶＴＲより狭い
トラック幅を実現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなサーボ
制御方式による狭トラック化技術では、トラック幅が狭
くなるのに従ってサーボ用のヘッド位置検出信号のＳ／
Ｎが悪化するため、トラッキングサーボ能力が低下し、
トラッキング誤差が大きくなる問題点がある。しかも、
トラッキング誤差が大きくなると、サーボループからは
ずれ易く、記録再生装置としての信頼度がが低下する問
題点がある。そのため、トラック幅を狭くして高密度化
を図ることが極めて困難であった。

【０００５】そこで、この発明では、トラッキング誤差
が大きくなって信頼度が低下するなどの問題を生じるこ
となく、狭トラック化を図り得るヘッド装置およびそれ
を使用するための基準トラックの形成方法を提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るヘ
ッド装置は、面記録媒体に等間隔でもって形成される基
準トラックの両端に対応する間隔をもって配置された第
１および第２のセンサを有すると共に、この第１および
第２のセンサの出力信号の差信号が０となるようにトラ
ック幅方向に移動制御されるヘッド基部を有し、ヘッド
基部に、トラック幅方向に移動自在の記録または再生用
のヘッドとこのヘッドの位置を検出する位置検出器を備
えるものである。

【０００７】請求項２の発明に係るヘッド装置は、差信
号をヘッド基部のトラック幅方向の位置に変換する位置
変換手段と、ヘッドのトラック幅方向の位置決め位置よ
り位置変換手段で変換して得られる位置を差し引いた位
置にヘッドが位置するように制御するサーボ手段とを備
えるものである。

【０００８】請求項３の発明に係る基準トラックの形成
方法は、面記録媒体に等間隔でもって基準トラックを形
成すると共に、基準トラックには、複数の基準トラック
を識別するためのアドレスと基準トラックのトラック長
手方向の絶対位置を表すアドレスとを一組の単位とした
アドレス情報を変調記録するものである。

【０００９】請求項４の発明に係る基準トラックの形成
方法は、面記憶媒体は磁気記録媒体であり、アドレス情
報の記録波長を記録トラック領域に記録される記録信号
の記録波長より充分に大きくし、磁気記録媒体の深層部
に基準トラックを形成するものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明においては、基準トラックに関
連して得られる第１および第２のセンサの出力信号の差
信号（位置検出信号）が０となるようにトラック幅方向
に移動制御されるものであり、ヘッドが走査する記録ト
ラックの狭トラック化とは無関係に位置検出信号が得ら
れるため、狭トラック化してもトラッキング誤差が大き
くなって信頼度が低下するなどの問題を生じることがな
い。また、第１および第２のセンサの出力信号の差信号
を位置検出信号として使用するものであり、センサの感
度変動等による同相モードの変動成分を取り除くことが
できるため、さらにトラッキング誤差を小さくし得る。

【００１１】請求項２の発明においては、ヘッドのトラ
ック幅方向の位置決め位置より位置変換手段で変換して
得られる位置を差し引いた位置にヘッドが位置するよう
に制御されるため、軽量小型なヘッドの位置を制御する
ことでトラッキング誤差を小さくでき、制御パワーを小
さくすることが可能となる。

【００１２】請求項３の発明においては、基準トラック
に複数の基準トラックを識別するためのアドレスと基準
トラックのトラック長手方向の絶対位置を表すアドレス
とよりなるアドレス情報が変調記録されるため、センサ
でアドレス情報を読み出すことができ、高速アクセスが
可能となる。

【００１３】請求項４の発明においては、磁気記録媒体
の深層部に基準トラックが形成されるものであり、媒体
面を全て記録信号を記録するための記録トラック領域と
でき、媒体面を有効に使用することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は、ハードディスクドライ
ブ装置（ＨＤＤ）に適用した例である。図１において、
Ｔ _REFは磁気ディスク上に例えば同心円状に形成された
基準トラックである。基準トラックＴ_REFは等間隔をも
って複数本が並行して形成される。この基準トラックＴ
_REFには、予め高周波信号が記録される。本例において
は、複数の基準トラックＴ_REFを識別するためのアドレ
スと基準トラックＴ_REFのトラック長手方向の絶対位置
を表すアドレスとを一組の単位としたアドレス情報の変
調信号が記録される。

【００１５】また、基準トラックＴ_REFと基準トラック
Ｔ_REFとの間には、記録信号が記録される複数本の記録
トラックが形成される記録トラック領域Ｓ_TRCが設けら
れる。本例において、基準トラックＴ_REFのトラック幅
ｗ_Tは１０μｍとされて４０μｍ間隔で形成されると共
に、記録トラック領域Ｓ_TRCの幅ｗ_Sは２０μｍとされて
基準トラックＴ_REFとの間に５μｍの間隔を有するよう
にされる。

【００１６】また、１Ｌ，１Ｒはトラック幅方向に基準
トラックＴ_REFの両端（エッジ）に対応した間隔をもっ
てヘッド基部（図１には図示せず）に配置固定された磁
気センサである。この磁気センサ１Ｌ，１Ｒとしては、
磁気ヘッドや高感度を期待し得る磁気抵抗素子等が使用
される。また、２は磁気センサ１Ｌ，１Ｒに近接して配
置された記録再生用の磁気ヘッドであり、ヘッド基部に
固定されたアクチュエータ等のヘッド駆動手段（図１に
は図示せず）でもってトラック幅方向（径方向）に移動
制御される。

【００１７】また、ヘッド基部には、磁気ヘッド２のト
ラック幅方向の位置を検出するための位置検出器（図１
には図示せず）が取り付けられる。この位置検出器によ
って、磁気センサ１Ｌ，１Ｒの中心位置を基準とする磁
気ヘッド２の位置が検出される。

【００１８】図２は、ヘッド基部の駆動系等の概略構成
を示している。図２において、３は磁気ディスク、４は
ヘッド基部、５はヘッド基部４をトラック幅方向に移動
させるためのヘッド基部駆動手段、６は磁気ヘッド２を
トラック幅方向に移動させるためのヘッド駆動手段、７
はヘッド位置を検出するための位置検出器である。ヘッ
ド基部駆動手段５およびヘッド駆動手段６の動作は、ホ
ストコンピュータに接続されるコントローラ８によって
制御される。

【００１９】また、位置検出器７より出力される磁気セ
ンサ１Ｌ，１Ｒの中心位置を基準とする磁気ヘッド２の
位置を示す位置検出信号はコントローラ８に供給され
る。また、磁気センサ１Ｌ，１Ｒの再生信号Ｓ_L，Ｓ_Rは
それぞれ検波回路９Ｌ，９Ｒに供給されてエンベロープ
検波された後に差動増幅器１０に供給される。磁気セン
サ１Ｌ，１Ｒ、検波回路９Ｌ，９Ｒおよび差動増幅器１
０でもって差動型位置検出器が構成される。差動増幅器
１０より出力される位置検出信号Ｓ_L-Rはコントローラ
８に供給される。また、磁気センサ１Ｌ，１Ｒの再生信
号Ｓ_L，Ｓ_Rはコントローラ８にも供給される。

【００２０】また、磁気センサ１Ｌの再生信号Ｓ_Lはア
ドレス再生回路１１に供給される。アドレス再生回路１
１では再生信号Ｓ_Lの復調処理等が行なわれてアドレス
情報（複数の基準トラックＴ_REFを識別するためのアド
レスと基準トラックＴ_REFのトラック長手方向の絶対位
置を表すアドレス）が再生される。アドレス再生回路１
１で再生されたアドレス情報はコントローラ８に供給さ
れる。なお、アドレス再生回路１１に磁気センサ１Ｒの
再生信号Ｓ_Rを供給してアドレス情報を再生するように
してもよい。

【００２１】また、記録時に、ホストコンピュータより
供給される記録データはコントローラ８を介して信号処
理回路１２に供給されて誤り訂正符号の付加、変調等の
処理が行なわれた後に磁気ヘッド２に供給されて、記録
トラック領域Ｓ_TRFの所定の記録トラックに記録され
る。一方、再生時に、記録トラック領域Ｓ_TRFの所定の
記録トラックより磁気ヘッド２で再生される再生信号は
信号処理回路１２に供給されて復調、誤り訂正等の処理
が行なわれ、信号処理回路１２より出力される再生デー
タはコントローラ８を介してホストコンピュータに供給
される。

【００２２】以上の構成において、記録時または再生時
に、ホストコンピュータで指定される記録または再生ア
ドレスに係る記録トラック（以下、「指定記録トラッ
ク」という）にアクセスするための動作について説明す
る。

【００２３】まず、ヘッド基部駆動手段５によってヘッ
ド基部４をトラック幅方向に移動させて、アドレス再生
回路１１で再生される基準トラックＴ_REFを識別するた
めのアドレスが指定記録トラックが存在する記録トラッ
ク領域Ｓ_TRCに対応した基準トラックＴ_REFを示すものと
なるようにする。

【００２４】次に、差動増幅器１０より出力される位置
検出信号Ｓ_L-Rが０となるようにヘッド基部駆動手段５
を制御する。図３Ａはヘッド基部４をトラック幅方向に
移動させた場合の磁気センサ１Ｌ，１Ｒからの再生信号
Ｓ_L，Ｓ_R、同図Ｂは差動増幅器１０より出力される位置
検出信号Ｓ_L-Rを示している。コントローラ８は、再生
信号Ｓ_L，Ｓ_Rのレベルがともに所定値以上であってゼロ
クロス領域にあると判定するときは（図３Ｃに判定信号
を図示）、増幅器１０より出力される位置検出信号Ｓ
_L-Rが０となるようにヘッド基部駆動手段５を通じてヘ
ッド基部４を移動制御する。この制御によって位置検出
信号Ｓ_L-Rが０となるとき、磁気センサ１Ｌ，１Ｒの中
心が基準トラックＴ_REFの中心線上をトラッキングする
状態となり、トラッキング動作を終了する。

【００２５】次に、記録トラック領域Ｓ_TRCにおける指
定記録トラックのアドレスに応じて磁気ヘッド２の位置
決め位置を決定する。例えば、記録トラック領域Ｓ_TRC
に０〜ｎ−１のアドレスで識別されるｎ本の記録トラッ
クが形成される場合、指定記録トラックのアドレスがｉ
であるときは、位置決め位置ａ_iは、以下の（１）式で
示すように決定される。この（１）式で、Ｔ_Wは記録ト
ラックのピッチ、ａ₀は固定値（基準トラックＴ_REFの中
心線とアドレス０の記録トラックの中心線の距離）であ
る。

【００２６】ａ_i＝ａ₀＋ｉ×Ｔ_W ・・・（１） そして、位置検出器７からの位置検出信号で示される磁
気ヘッド２の位置が上述したように決定される位置決め
位置ａ_iと等しくなるように、ヘッド駆動手段６を通じ
て磁気ヘッド２を移動制御する。

【００２７】以上のようにすることで、記録時または再
生時に、指定記録トラックにアクセスするための動作を
完了する。これにより、記録時には指定記録トラックの
指定された記録アドレスに対してデータを記録でき、再
生時には指定記録トラックの指定ドレスよりデータを再
生できる。

【００２８】本例においては、幅広の基準トラックＴ
_REFに関連して得られる磁気センサ１Ｌ，１Ｒの再生信
号Ｓ_L，Ｓ_Rのエンベロープ信号が差動増幅器１０に供給
され、この差動増幅器１０の出力信号である位置検出信
号Ｓ_L-Rが０となるようにヘッド基部４がトラック幅方
向に移動制御されてトラッキング動作が行なわれるた
め、磁気ヘッド２が走査する記録トラック領域Ｓ_TRCの
記録トラックの狭トラック化とは無関係に位置検出信号
Ｓ_L-Rが常に良好に得られるため、記録トラック領域Ｓ
_TRCの記録トラックの狭トラック化によって高密度化を
図っても、従来のようにトラッキング誤差が大きくなっ
て信頼度が低下するなどの問題を生じることがなくな
る。

【００２９】また、差動型位置検出器を構成する差動増
幅器１０より出力される位置検出信号Ｓ_L-Rを使用して
トラッキング動作をするものであり、位置検出信号Ｓ
_L-Rのゼロクロス付近では同相モードの変動成分、例え
ば磁気センサ１Ｌ，１Ｒの温度や磁気ディスク３からの
距離（浮上量）等の変動による感度変動など、取り除く
ことが極めて困難な変動成分を除去できるため、一層ト
ラッキング誤差を小さくでき、トラッキング性能を高め
ることができる。

【００３０】また、基準トラックＴ_REFに複数の基準ト
ラックＴ_REFを識別するためのアドレスと基準トラック
Ｔ_REFのトラック長手方向の絶対位置を表すアドレスと
よりなるアドレス情報が変調されて記録され、記録時ま
たは再生時には磁気センサ１Ｌで基準トラックＴ_REFよ
りアドレス情報を読み出すことができ、高速アクセスが
可能となる。この場合、高速サーチ時にヘッド基部４が
基準トラックＴ_REFを斜めに横切っても、記録トラック
領域Ｓ_TRCの記録トラックに比べて基準トラックＴ_REFは
はるかに幅広であるため、磁気センサ１Ｌで常にアドレ
ス情報を読み出すことができ、高速アクセス制御が容易
となる利益がある。

【００３１】なお、上述実施例においては、トラッキン
グ動作時に再生信号Ｓ_L，Ｓ_Rのレベルがともに所定値以
上であってゼロクロス領域にあると判定するときは、増
幅器１０より出力される位置検出信号Ｓ_L-Rが０となる
ようにヘッド基部駆動手段５によってヘッド基部４を移
動制御するものを示したが、ヘッド基部４を移動制御す
る代わりに磁気ヘッド２の位置決め位置を調整するよう
にしてもよい。

【００３２】すなわち、位置検出信号Ｓ_L-Rは磁気セン
サ１Ｌ，１Ｒの中心の基準トラックＴ_REFの中心線から
のずれに対応していることから、ゼロクロス領域にある
と判定するとき、コントローラ８は位置検出信号Ｓ_L-R
をトラック幅方向の位置ａ_{H(t )}に変換する。そして、図
４に示すように、位置決め位置ａ_i（式（１）参照）よ
り位置ａ_H(t)を差し引いた位置ａ_ajを使用して磁気ヘッ
ド２のトラック幅方向の位置を移動制御する。

【００３３】このようにヘッド基部４を移動制御する代
わりに、磁気ッド２の位置がａ_ajとなるように磁気ヘッ
ド２を移動制御しても同様にトラッキング誤差を小さく
できる。

【００３４】磁気ヘッド２の位置決め位置を調整してト
ラッキング誤差を小さくするものでは、磁気ヘッド２は
ヘッド基部４と比べてはるかに軽量小型であるため、位
置検出信号Ｓ_L-Rが０となるようにヘッド基部４の位置
を移動制御するよりもはるかに消費電力を小さくできる
利益がある。

【００３５】また、磁気ヘッド２の位置決め位置を調整
してトラッキング誤差を小さくするものでは、位置ａ
_H(t)にヘッド基部４が追従できない高周波成分が残って
も、位置検出器７として高速応答を可能にした撮像式絶
対位置検出器（特願平４−２４３６０５号、特願平４−
２４３６１８号参照）を用いることによって、磁気ヘッ
ド２の高速応答位置決めサーボが可能になり、トラッキ
ング誤差を極めて容易に小さくすることができる。

【００３６】例えば、ａ_H(t)が±０．１μｍの範囲内
で、その位置検出制度が±０．０１μｍ、磁気ヘッド２
の位置決めサーボ性能が±０．０１μｍであれば、およ
そ±０．０２μｍのトラッキング誤差にすることができ
る。ここで、ａ_H(t)のスルーレートが±１μｍ／ｍｓｅ
ｃであるならば、１０μｓｅｃの応答速度を要すること
になる。

【００３７】また、上述実施例においては、磁気ディス
ク３の基準トラックＴ_REFと基準トラックＴ_REFとの間に
記録トラック領域Ｓ_TRCを設けるものを示したが、基準
トラックＴ_REFに記録されるアドレス情報の記録波長を
記録トラック領域Ｓ_TRCの記録トラックに記録される記
録信号の記録波長より充分に大きくして、基準トラック
Ｔ_REFを磁気ディスク３の記録層の深層部に形成し、記
録トラック領域Ｓ_TRCを記録層の表層部にする形成する
ことで、磁気ディスク３の記録層の全面を記録トラック
領域Ｓ_TRCとでき、記録層を有効に使用することができ
る。

【００３８】また、上述実施例においては、この発明を
ハードディスクドライブ装置に適用したものであるが、
この発明は磁気テープ記録再生装置や光磁気ディスク等
の光学的に記録再生できる光ディスク装置等の面媒体を
有する記録再生装置に同様に適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、基準トラック
に関連して得られる第１および第２のセンサの出力信号
の差信号（位置検出信号）が０となるようにトラック幅
方向に移動制御されるものであり、ヘッドが走査する記
録トラックの狭トラック化とは無関係に位置検出信号が
得られるため、狭トラック化による高密度化を図って
も、従来のようにトラッキング誤差が大きくなって信頼
度が低下するなどの問題を生じることがない。また、第
１および第２のセンサの出力信号の差信号を位置検出信
号として使用するものであり、センサの感度変動等によ
る同相モードの変動成分を取り除くことができるため、
一層トラッキング誤差を小さくできる利益がある。

【００４０】請求項２の発明によれば、ヘッドのトラッ
ク幅方向の位置決め位置より位置変換手段で変換して得
られる位置を差し引いた位置にヘッドが位置するように
制御されるため、軽量小型なヘッドの位置を制御するこ
とでトラッキング誤差を小さくでき、制御パワーを小さ
くすることができる。

【００４１】請求項３の発明によれば、基準トラックに
複数の基準トラックを識別するためのアドレスと基準ト
ラックのトラック長手方向の絶対位置を表すアドレスと
よりなるアドレス情報が変調記録されるため、センサで
アドレス情報を読み出すことができ、高速アクセスをす
ることができる。

【００４２】請求項４の発明によれば、磁気記録媒体の
深層部に基準トラックが形成されるものであり、媒体面
を全て記録信号を記録するための記録トラック領域とで
き、媒体面を有効に使用できる利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の要部構成を示す図である。

【図２】実施例のヘッド基部の駆動系等の概略構成を示
す図である。

【図３】トラッキング動作に関係する信号の波形を示す
図である。

【図４】記録再生用の磁気ヘッドの位置決め位置の調整
を説明するための図である。

【符号の説明】

１Ｌ，１Ｒ 磁気センサ ２ 記録再生用の磁気ヘッド ３ 磁気ディスク ４ ヘッド基部 ５ ヘッド基部駆動手段 ６ ヘッド駆動手段 ７ 位置検出器 ８ コントローラ ９Ｌ，９Ｒ 検波回路 １０ 差動増幅器 １１ アドレス再生回路 １２ 信号処理回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面記録媒体に等間隔でもって形成される
   基準トラックの両端に対応する間隔をもって配置された
   第１および第２のセンサを有すると共に、上記第１およ
   び第２のセンサの出力信号の差信号が０となるようにト
   ラック幅方向に移動制御されるヘッド基部を有し、 上記ヘッド基部に、上記トラック幅方向に移動自在の記
   録または再生用のヘッドとこのヘッドの位置を検出する
   位置検出器とを備えることを特徴とするヘッド装置。
2. 【請求項２】 上記差信号を上記ヘッド基部の上記トラ
   ック幅方向の位置に変換する位置変換手段と、 上記ヘッドの上記トラック幅方向の位置決め位置より上
   記位置変換手段で変換して得られる位置を差し引いた位
   置に上記ヘッドが位置するように制御するサーボ手段と
   を備えることを特徴とする請求項１記載のヘッド装置。
3. 【請求項３】 面記録媒体に等間隔でもって基準トラッ
   クを形成し、 上記基準トラックには、複数の基準トラックを識別する
   ためのアドレスと上記基準トラックのトラック長手方向
   の絶対位置を表すアドレスとを一組の単位としたアドレ
   ス情報を変調記録することを特徴とする基準トラックの
   形成方法。
4. 【請求項４】 上記面記憶媒体は磁気記録媒体であり、
   上記アドレス情報の記録波長を記録トラック領域に記録
   される記録信号の記録波長より充分に大きくし、上記磁
   気記録媒体の深層部に上記基準トラックを形成すること
   を特徴とする請求項３記載の基準トラックの形成方法。