JPS63200306A - 磁気ディスクの記憶装置及び方法 - Google Patents

磁気ディスクの記憶装置及び方法

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JPS63200306A
JPS63200306A JP63030018A JP3001888A JPS63200306A JP S63200306 A JPS63200306 A JP S63200306A JP 63030018 A JP63030018 A JP 63030018A JP 3001888 A JP3001888 A JP 3001888A JP S63200306 A JPS63200306 A JP S63200306A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 磁気ディスクは通常、コンピュータ応用分野でのデータ
記憶に使用される。ディスクは複数の同心円トラックに
分割され、データはトラックにそってトラック上の個別
磁化部分として記憶される。
トラックの磁化には、磁束路およびギャップを備えたト
ランスデユーサが使用される。ギャップはディスクの近
傍を走行するようになっている。トラック上の各部分は
ギャップを通過する磁束の変化によって磁化される。こ
のトランスジューサはディスクからデータを読み出す際
にも使用される。
一定量のデータの記憶に使用する所要ディスク数を減ら
すとともにスペースを節約するためには、ディスク１枚
に記憶し得るデータ量を可能な限り多くすることが望ま
しい。ディスク上へのデータ記憶には現在、数種類の方
法がある。その一つの方法では、磁気ディスクが一定の
角速度で回転している間にデータが固定周波数でディス
ク上に書込まれる。この方法には、トラック１インチ当
たりに記憶可能なデータはすなわちデータ密度に関して
大きな欠点がある。つまり、ディスクの外側トラックが
内側トラックよりも良いため、外側トラックでのデータ
密度の減少が顕著になることである。したがって、固定
周波数を用いる定角速度のデータ記憶法の場合は、最内
側トラック以外のトラックで記憶スペースの無駄が多い
。
固定データ密度法を用いると、固定周波数の定角速度法
の場合よりもデータ記憶能力が改善される。データ密度
を一定にするためには、角速度を一定に保ちながら当込
み周波数を半径の関数として変化させるか、あるいは、
書込み周波数を一定に保ちながらディスクの角速度を半
径の関数として変化させればよい。一般的には、内側ト
ラックに対する最大データ密度を決定し、そのデータ密
度で残りの全トラック上にデータが記憶される。
固定データ密度法に共通する欠点は、最外側トラックで
の読出しエラーの増加である。磁気装置問に磁気特性の
差異があると、ディスク上の各トラック間の最適データ
密度に影響がある。例えば、スライダの浮揚高度や、磁
気媒体の厚さ、ディスクに対するスライダ速度′の直線
性、読み書き回路の応答性などの差異が、最適データ密
度に影響を与える。
固定室データ密度法では、上記のような磁気特性の差異
は考慮されていない。したがって、あるトラックへのデ
ータ書込み周波数が必ずしも、そのトラックを最適デー
タ密度にする周波数とは限らない。一般に、最適データ
密度は内側トラックよりも外側トラックの方が低い。デ
ィスク全体のデータ密度に対する定数として内側トラッ
クのデータ密度が用いられるので、データ密度が比較的
低い外側トラックにおいて、システムの磁気特性の変化
を示す読出しエラーが増加する。
一定数のトラックから読出しを行なった時のエラー率が
許容限度を超えないようにするためには、各トラックに
対して最適データ密度が得られるようにディスク上の種
々の磁気特性に基づいて周波数を制御するデータ記憶法
および装置が必要である。
（発明の概要） 本発明はディスク上の各箇所の磁気特性に基づいてディ
スク上のデータ密度を最適化する方法および装置を提供
するものである。磁気記録装置の特性測定はディスク上
の各箇所で行なわれ、ディスク上の各トラックに対する
最適読み自き周波数が算出される。記録時には書込み周
波数または角速度を変えることにより、各トラック位置
における最適データ密度が得られる。読出し時にはトラ
ック位置に基づいて読出しクロック周波数を変化させる
ようになっている。
本発明の理解をさらに深めるため、以下に付図を利用し
て詳ｍ説明を行なう。なお、付図およびグラフは本発明
の範囲を限定するものではなく、下２好適実施例を説明
するための単なる手段である。
（好適実施例） 第１図において、データ記憶ディスク１０には複数のト
ラック１２．１４．１６．１８が含まれ、各トラックは
ディスク１０の中心からそれぞれ一定の半径Ｒ，ＲＲ，
Ｒの位置にある。
１２　　１４’　　１６　　１８ 第２図に示すように、各トラックには、例えばセクタ２
０のような複数のセクタが含まれる。ディスク上の各セ
クタには所定数のデータビットが保持される。
本発明の方法によれば、固定周波数の定角速度法と比較
して磁気ディスク１０のデータ記憶容量が増加し、固定
データ密度法と比較してエラー率が減少する。要約すれ
ば、本方法にはデータ記憶ディスク上の複数の位置でデ
ータ記憶装置の磁気特性を測定する段階が含まれる。デ
ィスク１０上の各トラックのデータ密度は測定済みの磁
気特性に基づいて最適化される。データ密度を最適化す
る最適周波数と、その対応トラック位置がマイクロプロ
セッサに記憶される。好適実施例においては、マイクロ
プロセッサによって個々のトラックに対する読み書き周
波数がυ１１１１される。また、代替実施例では、マイ
クロプロセッサによってディスクの角速度がＩＩＩ　Ｉ
ＩＩされる。さらに、同一整数個のセクタを保有し得る
トラック群に対して書込み周波数または読出し周波数を
一定に保つようにマイクロプロセッサをプログラムする
ことも可能である。新たな整数個のセクタを最適データ
密度で個々のトラックに設けるときには別の新しいトラ
ック群が形成される。本発明の方法はトランスデユーサ
と磁気ディスクの個々の組合せに適用可能であり、個々
の組合せから得られる結果を利用することにより、同一
磁気システムを用いたディスクドライブ用のマイクロプ
ロセッサをプログラムすることが可能になる。ディスク
の磁気特性に基づいてデータ密度を最適化するための基
本原理を以下に述べる。また、本方法を実行するための
方法と２つの実施例装置についても詳細に説明する。
（データ密度最適化の基本原理） 個々の磁気システムの総合磁気システム能力の尺度を示
す指標として当該分野で知られているものに分離パルス
トランジションがある。１９７２年５月、科学修士学位
取得のために米国オクラハマ州立大学大学院に提出され
た「飽和磁気記録プロセスの設計手法Ｊ　　（Ｄｅｓｉ
ｇｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒｔｈｅ　５ａｔｕ
ｒａｔｅｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎａ　
Ｐｒｏｃｅｓｓ）と題する論文において、著者のジョン
・ボーバ（Ｊｏｈｎ　Ｐｏｐａ　）は、読出し電圧（磁
気読出しヘッドに誘起される電圧）に関して分離パルス
トランジションを時１ｊの関数として数学的に下記のよ
うに表わしている。
１＋［ｋｔｌ　（ｔ／１１）］ ただし、Ｃ：定数 ｋ　：磁気システムの性能係数 ｔ　：電流トランジション間の最小時間またはｆｆｉ流
反転最小時間 分離パルストランジションｅ　（Ｂを求めるための数式
は上記以外にも、いくつか発表されている。しかし、ｅ
　（ｔ）を求めるボーパの数式は、他の数式と比較して
変数の数が少なく、変数の一部は測定可能である。した
がって、ボーバの数式を利用すれば、他の複雑な数式の
場合よりも理解し易い結果が得られる。以下は、測定可
能な磁気特性に基づいてボーバの数式を用い、ディスク
上へのデータ記録周波数を最適化する場合の説明である
。
分離パルストランジションの書込みは、書込み読出し、
いずれの場合にも隣接パルス間のＴ−渉がないような周
波数で行なわれる。データ集積のように一連のパルスを
組合せれば、実際の条件に非常に近いシミュレーション
が可能になる。パルスの組合せは線形重畳によって行な
われ、下記のパルス列が形成される。
１＋シにｔｌ　（ｔ／１１−１月　　１＋［に【１　（
工／工ｉ　−Ｚ月□（２） １）　［ｋｔｌ（ｔ／１ｌ−ｎ）１ 式（２）をまとめると、次のようになる。
ボーパによれば、上記式に含まれる定数に１すなわち磁
気システムの性能係数は簡単に測定可能な値ＰＷ５ｏを
用いて下記のように表わすことができる。
ま ただし、ＰＷ５０は１つの分離パルスの読出し電圧の半
振幅点間の時間である。ＰＷ５ｏの値は、ある磁気シス
テムの各種パラメータ、例えば、ヘッドの浮揚高度や、
システムに使用される磁気媒体、ヘッドの走行回転半径
、ヘッドと磁気媒体間の相対速度、ヘッド特性によって
変化する。
上記式におけるトランジション間の時間、すなわち電流
の最小反転時間は下記のように周波数で表わすことがで
きる。
ｔ、＝２／ｆ　　　　　　　　（５ま ただし、ｆは対象となる周波数である。なお、最小反転
時間ｔ１は半周期で生じる。式（４）、（５）を式（３
）に代入して代数的処理を施すと、コンピュータ解析に
適する下記のような数式が得られる。
ＰＷ５０と任意に選択された周波数を式（６）に代入す
ると、電圧値を定数で割った値が得られる。ある周波数
に関する式（５）の結果を別の周波数に関する式（６）
の結果で割ると、２つの周波数間の分解能が得られる。
式（６）を利用すれば、反復操作によって磁気システム
の最適分解能をｌＩｌ算することができる。その詳細を
以下に述べる。
まず最初の段階はＰＷ　　の測定である。ＰＷ５゜を測
定すれば、最適周波数の概算値が得られ、式（６）から
得られた値は分解能計算に利用される。分解能とｔよλ
）込み時のパルスの読出し電圧と回復後の分離パルスの
読出し電圧を比較したものである。
ざらに厳密に定義すると、ある記録システムに関して、
最高データ周波数で記録したパルス列の読出し電圧振幅
を最低データ周波数で記録したパルス列の読出し電圧条
幅で割った値がそのシステムの分解能である。
当該分野では周知のように、より多くのデータをディス
クに記録するため、何種類かあるコード化形式のうちの
１つを用いてデータがコード化される。磁気システムに
利用される各コード化システムには、分解能に関するエ
ラー率が伴う。したがって、磁気システムに使用される
コード形式を知れば、指定値より小さいエラー率で分解
能を選択することができる。また、各コード化システム
には特有の周波数範囲がある。その周波教範ｆｉｌ＋の
最高周波数と最低周波数の関係は定数比で表わされる。
磁気システムには、分解能、エラー率、周波数、データ
密度の間に相互関係が存在する。・分解能、エラー率、
周波数、データ密度の相互関係における共通要素はパル
ス間の相互作用ａである。データ書込み時のデータ密度
または周波数の増加に伴って、回復パルス間の相Ｕ作用
が増加する。パルス間の相互作用が増加すると、パルス
列の読出し電圧振幅が増加する。分解能は実際の最高周
波数パルス列の読出し電圧と実際の最低パルス列の読出
し電圧の振幅比較値であるので、パルス間相互作用の増
加に従って分解能は低下する。また、パルス間相互作用
が増加すると各パルス間の識別が悪化するため、エラー
率が増加する。
あるトラックに対するデータ密度の最適化とは、特定の
分解能を与える最高周波数の選択動作を反復的に行なう
ことである。以下に第３図を参照しながら、その反復動
作について詳しく述べる。
まず、反復動作の初期ステップは、ボックス１００で示
すように、あるトラックに対する実際の読み書き周波数
の選択である。ボックス１０２はトラック位置の決定で
あり、以前に決定されたＰＷ５ｏの値はメモリから呼び
出される。本発明の方法の好適実施例を適用する場合、
開始トラックは再外側トラックとし、開始周波数は最適
周波数より高い周波数とする。なお、当該分野の関係者
には明らかであろうが、初期の開始点を最内側トラック
とし、開始周波数を最適周波数より低くすることも可能
である。開始点として最内側トラックを選択した場合は
当然、大部分の後続ステップが逆順になる。ボックス１
０４では、最初に選択された周波数と呼び出されたＰＷ
５ｏは、式（６）にょるｅ（ｔ）／ｃの計算に利用され
る。
次にボックス１０６において、１０４で使われる実際の
周波数を定数で割ることにより、記録周波数範囲の最低
記録周波数が決定される。なお、この定数は記録周波数
範囲の最高記録周波数と最低記録周波数の関連を示す値
である。最初に選択された周波数は高周波数とする。そ
して、実は、上記定数は実際の最高読み書き周波数と最
低読み書き周波数の比である。
ボックス１０８では、ボックス１０６で決定された周波
数と特定のトラック位置に関するＰＷ５゜の呼び出し値
を利用して、最低データ周波数のｃ（ｔ）／ｃが決定さ
れる。
ボックス１１０では、ボックス１０４の結果をアドレス
Ｊに記憶されているボックス１０８の結果で割ることに
よって分解能が決定される。なお、分解能は最高書込み
周波数の電圧振幅を最低書込み周波数の電圧振幅で割る
ことによって得られたものであるので、その値は無名数
である。
算出された分解能はボックス１１４において所望の分解
能と比較される。所望の分解能はディスクの各トラック
に対して同一である。計算値が所定分解能より低い場合
は、ボックス１１８に示すように周波数の減数処理を行
なった後、反復動作が継続される。この動作はボックス
１０４に戻って最初から繰り返される。
分解能の計算値が所定分解能より大きいか、等しい場合
には、読み占き周波数はそのトラックに対する最適周波
数とみなされる。そして、ボックス１２０に示すように
、最適周波数とトラック位置が記憶される。なＪ３、当
該分野の関係者には明らかであろうが、分解能の所定値
を中心とプるある範囲の値と計算値を比較することも可
能である。
次のステップはボックス１２２に示すように、ディスク
上の全トラックに封する最適周波数決定が完了したか否
かの判断で゛ある。まだ完了していなければ、次のトラ
ックに対して同様の処理が行なわれる。トラック間の距
離が短いため、通常は前の隣接トラックに対する最適周
波数が次のトラックに対する開始時の読み書き周波数と
して選択される。
全トラックに対して第３図に示すような反復処理が完了
すれば、処理動作は終了する。この反復処理が終了する
と、メモリ内に記憶されている各トラック位置に対する
最適化周波数のテーブルが完成する。
磁気ディスク上のデータ密度を最適化するために、この
反復動作は種々の利用方法がある。例えば、磁気システ
ムを含む特定の構成に対して古漬を最適化するために利
用可能である。
そして、同様に製作された全ユニットに対してプログラ
ムすることができる。また、この反復動作は製作直後の
各ユニットにも適用することが可能である。さらに、反
復動作を実行するプログラムを特定の記憶装置に格納す
ることもできる。
第４図は数種の記録方法と本発明のＲ適データ密度法に
ついて、データ密度をトラック位置の関数として比較し
た結果を示している。破線２２は固定データ密度法を示
している。実１１５は等角速度法を示している。曲線１
１は本発明の方法によるデータ容量をディスク半径の関
数として示したものである。図に示されるように、本発
明による最適化法のデータ密度は固定データ密度法のデ
ータ密度に近接している。内側トラックのデータ密度に
ついては、３つの方法から同じ結果が得られる。等角速
度法によるデータ密度は半径の関数として内側トラック
から直線的に低下している。
本発明による最適化法のデータ密度は曲線１１で示す通
り、外側トラックでは低下しているものの、かなり固定
データ密度に近づいている。
第５図はＰＷｓｏとディスク上でＰＷ５ｏを測定した位
置の半径との一般的関係を示す。基本的には、ＰＷ５ｏ
の値はディスク上の外側トラックで最小、最内側トラッ
クに向かうにしたがって増加する。
データ密度はＰＷ５ｏの値の非線形特性にしたがって第
５図のような低下傾向を示す。データ書込み巾の密度を
一定にすれば、読出しエラーの増加を招くことになる。
本発明による最適化法では、書込みデータ密度を低くす
ることによって、磁気システムの磁気性能の低下を補正
している。分解能はディスク全体にわたってほぼ一定に
保つことができるので、内側トラックより外側トラック
の方が読出しエラーが多いという現象は生じない。
全部のトラックをいくかつのグループにまとめるステッ
プを追加することが可能である。このステップでは、本
発明の方法を用いて最適周波数を決定した後、各トラッ
クが保有し得るセクタ数を計算し、同一整数個のセクタ
を保有し得るトラックをまとめて同一グループとする。
各セクタには所定数のビットが記憶され、ディスクはセ
クタ単位でフォーマットされる。いくつかのセクタはデ
ータ記憶用としてず使用されない。また、周波数切り換
え時間が必要である。したがって、動作中に方法を簡略
化し、記憶システムを高速化するために、グループ内の
全トラックについて読み書き周波数が一定に保たれる。
前に決定された最適周波数でトラックに新規の整数個の
セクタが設けられるときには、読み書き周波数が変更さ
れる。例えば、隣接する３つのトラックがそれぞれ、１
０．３個、１０．５個、１０．９個のセクタを保有し得
るものとする。その場合、各トラックは１０個のセクタ
を保有することができる。各トラックに対する最適デー
タ密度を達成するために各トラックの書込み周波数の変
更番ませず、書込み周波数は同じグループ内の各トラッ
クに対して一定に保たれる。あるトラックに対して最適
データ密度で新規の整数個のセクタが設けられる時まで
は、書込み周波数の変更は行なわれない。別の整数個の
セクタが設けられる時には、その整数個のセクタを最適
周波数で設けることのできる最短トラックの自込み周波
数に変更される。なお、１つのグループに１つのトラッ
クしか含まれない場合もあり得る。上記では、トラック
は任意にグループ分けされ、グループ分けの時に最適周
波数は無視された。
上記追加ステップの結果、記憶ディスクのデータ容量は
第４図に示すように最適曲＄１１１１から僅かに低下す
る。データをグループ帯に配置した場合、データ密度の
低下は連続的ではなく、段階的であって、第４図に見ら
れるような階段状曲線１３になる。あるグループに対す
る周波数は、そのグループの最内側トラックによって決
まる。周波数は一定に保たれているが、新規の整数個の
セクタを保有し得る新しいグループ帯に入ると、新しい
最適データ周波数に変更される。その状態が曲線１３垂
直部分で示されている。
記憶容ａを多少犠牲にすることになるが、トラックのグ
ループ分けによるいくつかの利点によつて相殺される。
この追加ステップの採用により、各トラック上の使用可
能セクタを犠牲にすることなく、本方法の動作が簡略化
される。また、周波数の変更回数が少なくなるため、シ
ステム全体の動作速度が向上する。
ある特定のシステムに対して最適化が行なわれ、同一部
材で構成されたシステムに「複写コされた場合、上記追
加ステップを採用すると、グループ内のトラックとその
グループに使用される周波数の記憶手段が必要になる。
各記憶システムが自己プログラム機能を備えている場合
は、この追加ステップを採用するとき、さらにいくつか
のステップを追加する必要がある。
なお、特定の周波数での分Ｗ能決定に必要な振幅は、パ
ルス列に含まれる１１！Ｉだけのパルスを利用して得ら
れる。しかし、一般にばパルスの片側に数個のパルスを
配置することによってパルス列が形成され、端効果が実
質的に除去される。
また、与えられたエラー率に合わせて書込み周波数を最
適化するために、上記以外の数式を用いることも可能で
ある。上記一連の数式は、容易に測定可能なＰＷ５ｏの
値と、特定のコード化形式に関する最高記録周波数と最
低記録周波数の比ど、反復操作を利用して、書込み周波
数を最適化する一例として示したものである。
（第１実施例） 第６図に示すデータ読み書き回路３０には、プログラム
制御回路３２、周波数合成回路３４、基準クロック回路
３６、自込みエンコーダ３８、書込み電流発生回路４０
、読出しフェーズロックループ４２、読出しデコーダ４
４が含まれる。
最適周波数とトラック位置は前述のように、第６図、第
７図、第８図に示されるプログラム制御回路３２の中に
テーブル形式で記憶される。動作状態に入るとトランス
デユー勺のトラック位置はプログラム制御回路３２に入
力される。プログラム＆ＩＪ　ｍ回路３２は入力に応答
して信号を出力し、その信号にしたがってトランスジュ
ーサが個々のトラックに対して最適周波数でデータを磁
化する。
第１実施例のディスクは定角速度で回転する。しかし、
個々のトランスジューサに対して最適周波数で書込まれ
るようにトランスジューサの周波数は変化する。
第５図および第７図には、データ１込み回路の一部が示
されている。基準クロック回路３６は水晶発ｉ器であっ
て、安定した正確な周波数の信号すなわち、ディスク回
転速度に周波数ロックされたサーボＰＬＯ信号を出力す
る。プログラム！ＩＩ　Ｉ１１回路３２はＮビットカウ
ンタとして示される第１のごットカウンタ４６およびＭ
ビットカウンタとして示される第２のごットカウンタ４
８に対して除算係数を出力する。基準クロック回路３６
からの信号はＮビットカウンタに入力され、そこに記憶
されている除算係数で除算される。その結果は位相周波
数検出器５０に供給される。周波数合成回路３４から出
力されるゾーンクロック信号５４はＭビットカウンタ４
８に帰還され、そこに記憶されている除算係数で除算さ
れる。Ｍビットカウンタからの出力もまた、位相周波数
検出器５ｏに供給される。そして、位相周波数検出器５
０において、Ｎビットカウンタ４６とＭビットカウンタ
の出力信号が比較される。位相周波数検出器５０は２つ
の入力信号の差に比例する信号を出力する。
位相周波数検出器５ｏからの出力は位相誤差信号と呼ば
れるものであって、ループフィルタ５１でフィルタ処理
され、周波数合成回路の７エーズロツクルーブ補償に利
用される。電圧制御発振器５２はフィルタ処理された位
相誤差信号によって制御される。電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）５２の出力はゾーンクロック信＠５４である。周波
数合成回路３４はプログラム可能なフェーズロックルー
プであって、個々のトラックまたはトラック帯の最適周
波数に等しい周波数を出力するようにプログラムされる
。なお、Ｎビットカウンタ４６およびＭビットカウンタ
４８の除算係数は個々のトラックまたはトラック帯に対
しては不変である。ゾーンクロック信号５４の周波数は
Ｍビットカウンタ４８とＮビットカウンタ４６の除詐係
数の比と基準周波数の積に等しい。数式で表わすと、次
のようになる。
−磁化するためにゾーンクロック信号５４が使用される
。ゾーンクロック信＠５４および磁気ディスク１０に記
録すべきデータは、共に占込みエンコーダ３８に入力さ
れる。データは書込みエンコーダ３８によってゾーンク
ロック信＠５４の周波数でコード化され、自込みデータ
信号５８になる。
この書込みデータ信号５８は読み書き用プリアンプ６０
に入力され、プリアンプから読み書きヘッド６２に供給
され、ディスク（第６図、第７図には図示されていない
）が最適周波数で磁化される。
（データ読出し） データ読出し用の回路３０の一部について、以下に詳し
く述べる。この読出し回路には、ゾーンクロック信号５
４または未処理の跣出しパルスデータに対するフェーズ
ロックを行なうための読出しフェーズロック発振器４２
が含まれている。この回路は、読出し動作を行なわない
（読出し禁止）ときには、ゾーンクロック信号５４にロ
ックをかける。一方、回路の読出しく！ｉ１出し許可）
期間中は、読出しフェーズロック発振器４２が未処理の
読出パルスデータに対してロックをかける。読出しＰＬ
Ｏ４２の出力、すなわちゾーン読出しクロック信号を用
いることにより、検出データパルス挿入用の時間ウィン
ドウが得られる。読出しデータは読み書きヘッド６２に
よって検出され、そして、読み書きプリアンプ６０で増
幅された後、増＠器６６に供給される。増幅器の出力端
から得られるアナログ読出しデータはクオンタイザフィ
ルタ６８へ導入され、補助１０グラムによる帯域幅！制
御が行なわれる。クオンタイザフィルタ６８の帯域幅は
、読出し巾のトラック帯の最適周波数に応じてプログラ
ムｔｉｌｔ　ｍ回路３２によって選択される。フィルタ
処戻侵、読出し信号は読出しパルスデータ検出器７４に
供給され、そこで複合読出しアナログ信号波形のピーク
が検出される。読出しパルスデータ検出器の出力はトラ
ック帯の未処理パルスデータである。読出し動作中（読
出し許可）の読出しフェーズロックループは、未処理読
出しデータ流に対するロック機能と、読出しデータの安
定化レプリカを再構成して同期化読出しデータと呼ぶ出
力の発生機能を持っている。読出しフェーズロックルー
プ４２はまた、異なる周波数の種々のトラック帯に対す
るＰＬＯ４２の動作を最適化するために補助レンジｔ、
ＩＪ御回路を備えている。
読出し巾のトラック帯に基づ（読出しＰＬＯ！！囲制御
信号はプログラム制御回路３２によって決定される。ト
ラック帯読出しクロックとトラック帯同期化読出しデー
タの相互のタイミング関係は固定されている。両信号は
読出しデコーダ４４に供給され、そこで複合され、デー
タが再生される。
（第２実施例） 複数のトラックまたはトラック帯のデータ密度を最適化
したディスクを得るための別の方法として、書込み周波
数を一定に保ちながらディスク１０の角周波数を変化さ
せることも可能である。この方法を実行するための回路
図を第８図に示す。
Ｎビットカウンタ４６およびＭビットカウンタ４８には
プログラム制御回路３２によって除算係数が格納される
。Ｎビットカウンタ４６には基準クロック信号も入力さ
れる。
第８図に示す回路には、前述と同じ機能を備えた周波数
合成回路３４が含まれる。ゾーンクロック合成回路から
出力されるゾーンクロック信号５４はディスク１０（第
８図には図示せず）の角速度を１１１ｔＩｌするために
利用される。ゾーンクロック信号５４は増幅器８０で′
増幅された後、スピンドルモータ８２に供給される。そ
れにより、スピンドルモータ８２のスピンドル（図示せ
ず）の角速度＆１ｌｌＩｌが可能になる。角速度はゾー
ンクロック信号５４の周波数の関数となるようにしても
よい。
本発明に関する上記説明は単なる例示的記述であって、
別掲の特許請求の範囲内で上記以外の各種手段および技
術を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は複数のデータ記憶トラックを備えた磁気ディス
クを示す図、 第２図はディスク上の１本のトラックに含まれる数個の
セクタを示す図、 第３゛図は個々のトラック位置で周波数およびデータ密
度を最適化するために実行されるプログラムのフローチ
ャート、 第４図は本発明の方法を採用したときのディスク容＆と
固定データ密度法および固定周波数法を採用したときの
ディスク容量を比較したグラフ、第５図はＰＷ５゜とデ
ィスク半径の関係を示すグラフ、 第６図は本発明の方法を実行するための回路図、第７図
は第６図の回路に含まれる周波数合成器の部分を示す図
、 第８図は本発明の代替実施例を実行するための回路図で
ある。 （参照符号） １０：ディスク １２．１４．１６，１８：）−ラック ３０：データ読み書き回路 ３２ニブログラムＩＪ　’８回路 ３４：周波数合成器　３６：基準クロック３８：裏き込
みエンコーダ ４０：書き込み電流発生器 ４２：読出しフェーズロックループ ４４：１ｌｉｉ出しデコーダ ４６：Ｎビットカウンタ ４８：Ｍビットカウンタ ５０：位相周波数検出器 ５１：ループフィルタ　５２：電圧制御発振器６０：読
み書きプリアンプ　６２：ヘッド６６：増幅器　６８：
クオンタイザフィルタ７４：読出しパルスデータ検出器 ８０：増幅器

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）読み書きヘッドと磁気ディスクを有するデータ記
    憶装置において、読み書きヘッドと磁気ディスクによつ
    てディスク／ヘッドインターフェイスが形成され、磁気
    ディスクには種々の周波数で記録されたデータパルスを
    保持することが可能であつて、パルス列の読出し電圧振
    幅は選択された周波数の関数として変化し、選択された
    周波数で記録されたパルス列の読出し電圧振幅をそれよ
    り低い周波数で記録されたパルス列の読出し電圧振幅で
    除算することによつて分解能が得られるものとし、そし
    て 磁気デイスク上の各トラックについて前記ヘッド／ディ
    スクインターフェイスの磁気特性を決定する段階と、 ディスク上の各トラックについて分解能を実質的に一定
    にするような各トラック周波数を選択するために各トラ
    ックの決定済み磁気特性を利用する段階 を含むディスクフォーマット法によつて前記ディスクが
    フォーマットされることを特徴とするデータ記憶装置。
  2. （２）請求項１に記載のディスクフォーマット法におい
    て、各トラックの磁気特性を決定する段階の中に ディスク上の複数のトラックに含まれる分離パルスの５
    ０パーセント振幅点のパルス幅を測定する段階と、 既知のパルス幅測定値および対応のトラック位置から、
    ディスク上のパルス幅値未測定トラックのパルス幅値を
    求めるための曲線を作成する段階 が含まれることを特徴とするディスクフォーマット法。
  3. （３）請求項１に記載のディスクフォーマット法におい
    て、ディスクの各トラックについて分解能を実質的に一
    定にするような周波数を決定するために決定済み磁気特
    性を利用する段階の中にさらに 各トラックに対する開始周波数を選択する段階と、 前記選択された開始周波数と前記決定済みの磁気特性を
    利用して、前記選択された開始周波数で記録されたパル
    ス列に対する読出し電圧振幅を算出する段階と、 低周波数を得るために前記選択された周波数を定数で除
    算する段階と、 前記低周波数および前記決定済みの磁気特性を利用して
    、前記低周波数で記録されたパルス列に対する読出し電
    圧振幅を算出する段階と、前記分解能を決定する段階と
    、 所望の分解能上限値および所望の分解能下限値と分解能
    計算値を比較して、選択された周波数に加数操作を施し
    、計算値が所望の上限値より大きい時には選択された周
    波数に減数操作を施し、また、計算値が所望の下限値よ
    り小さい峙には選択された周波数に加数操作を施すこと
    によつて計算値が所望の上限値と所望の下限値の間の範
    囲に入るまで分解能の再決定を行なう段階 が含まれることを特徴とするディスクフォーマット法。
  4. （４）請求項３に記載のディスクフォーマット法におい
    て、ヘッド／ディスクインターフェイスの磁気特性を決
    定する段階の中にさらに、分離パルスの５０パーセント
    振幅点のパルス幅を測定する段階が含まれることを特徴
    とするディスクフォーマット法。
  5. （５）請求項４に記載のディスクフォーマット法におい
    て、開始周波数パルス列の読出し電圧振幅と低周波パル
    ス列の読出し電圧振幅を計算する前記段階の中にさらに
    、個々のトラックおよび周波数に対する５０パーセント
    振幅点のパルス幅を下記数式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ＰＷ＿５＿０：５０パーセント振幅点のパルス幅ｆ：周
    波数 ｅ（ｔ）：時間の関数となる電圧 ｃ：定数 に代入する段階が含まれることを特徴とするディスクフ
    ォーマット法。
  6. （６）請求項３に記載のディスクフォーマット法におい
    て、開始周波数を選択する前記段階の中に、隣接トラッ
    クに対する分解能を最適にする周波数を使用する段階が
    含まれることを特徴とするディスクフォーマット法。
  7. （７）磁気ディスクおよび読み書きヘッドを備えた磁気
    システムのディスク上の各トラックに対する読み書き周
    波数の決定方法において、 磁気ディスクの各トラックに対する磁気システムの磁気
    特性を決定する段階と、 各トラックに対する第１周波数を選択する段階と、 第１周波数とトラックの磁気特性を利用して、第１周波
    数で発生するパルス列の電圧振幅を時間関数として決定
    する段階と、 第１周波数より低い第２周波数を選択する段階と、 トラックの磁気特性と第２周波数を利用して、第２周波
    数で発生するパルス列の電圧振幅を時間関数として決定
    する段階と、 分解能計算値を求めるために、第１周波数で発生するパ
    ルス列の時間関数電圧振幅値を第２周波数で発生するパ
    ルス列の時間関数電圧振幅値で割る段階と、 エラー率が所定値より小さくなるような所望の分解能を
    選択する段階と、 分解能計算値が所望分解能値の所望範囲内に入つている
    か否かを判定するために分解能計算値と所望分解能を比
    較する段階 が含まれることを特徴とする読み書き周波数決定方法。
  8. （８）請求項７において、分解能計算値が所望分解能範
    囲を上回るときに、第１周波数に加数操作を施して分解
    能を再決定する段階が含まれることを特徴とする読み書
    き周波数決定方法。
  9. （９）請求項７において、分解能計算値が所望分解能範
    囲を下回るときに第１周波数に減数操作を施して分解能
    を再決定する段階が含まれることを特徴とする読み書き
    周波数決定方法。
  10. （１０）請求項７において、第１周波数を選択する前記
    段階の中に、隣接トラックに対する所望範囲内の分解能
    が得られるような周波数を特定のトラックの第１周波数
    として選択する段階が含まれることを特徴とする読み書
    き周波数決定方法。
  11. （１１）請求項７において、第２周波数を選択する前記
    段階の中に、磁気システムに使用されるコード化形式の
    間数として表わされる定数で第１周波数を割る段階が含
    まれ、前記定数によつて第１周波数がコード化形式に対
    する記録周波数範囲内の最低周波数に変換されることを
    特徴とする読み書き周波数決定方法。
  12. （１２）請求項１１において、磁気特性を決定する前記
    段階の中に、磁気ディスク上の各トラック内の分離パル
    スの半振幅点間の時間を測定する段階が含まれることを
    特徴とする読み書き周波数決定方法。
  13. （１３）請求項１１において、磁気特性を決定する前記
    段階の中に、 複数のトラック内の分離パルスの半振幅点間の時間を測
    定する段階と、 測定点に合致する曲線を作成し、その曲線に基づいて未
    測定トラックの分離パルスの半振幅点間の時間を決定す
    る段階 が含まれることを特徴とする読み書き周波数決定方法。
  14. （１４）請求項１３において、電圧振幅を時間関数とし
    て決定する前記段階の中にさらに、第１周波数または第
    ２周波数とトラック内の分離パルスの半振幅点間の時間
    を下記数式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ＰＷ＿５＿０：個々のトラックに含まれる分離パルスの
    半振幅点間の時間 ｆ：パルス列の周波数 ｅ（ｔ）：時間関数としての電圧 ｃ：定数 に代入する段階が含まれることを特徴とする読み書き周
    波数決定方法。
  15. （１５）請求項７において、所望分解能を選択する前記
    段階の中に、ディスク上の各トラックに対して同一の所
    望分解能と同一の所望分解能範囲を選択する段階が含ま
    れることを特徴とする読み書き周波数決定方法。
  16. （１６）複数の磁気ディスクと、読み書きヘッドと、メ
    モリを備え、磁気ディスクと読み書きヘッドがディスク
    ／ヘッドインターフェイスを形成するように構成された
    データ記憶装置を用いて指定値より小さいエラー率でデ
    ータの読出し／書き込みを行なうための方法において、
    記録前のデータの符号化および読出し後のデータの符号
    化は一定のコード形式にしたがつて前記データ記憶装置
    によつて行なわれ、前記データ記憶装置によつて一定の
    周波数範囲にわたるデータ記録が可能であり、使用コー
    ド形式に特有の定数によつて前記周波数範囲の最高周波
    数と最低周波数の関係が表わされ、前記周波数範囲の最
    高周波数の読出し電圧振幅を最低周波数の読出し電圧振
    幅で割ることにより、それぞれ特有のエラー率を伴つた
    分解能が得られるようにした前記データ読み書き方法に
    おいて、ディスク上の各トラックについて磁気ディスク
    ／読み書きヘッドインターフェイスの磁気特性を決定す
    る段階と、 あるトラックについて前記周波数範囲の最低周波数を得
    るために、前記選択された最高周波数を特定のコード形
    式の定数で除算する段階と、前記の周波数および磁気特
    性を利用して、前記周波数範囲の前記選択された高周波
    数と最低周波数の読出し電圧振幅を決定する段階と、 分解能を計算する段階と、 前記周波数範囲内の分解能エラー率が指定値より小さい
    所望分解能値範囲を選択する段階と、前記分解能計算値
    が前記所望分解能範囲内にあるか否かを判定し、分解能
    計算値が所望範囲より低ければ前記選択された周波数か
    らの周波数の減算操作を行なつて分解能を再計算し、分
    解能計算値が所望範囲より高ければ前記選択された周波
    数への周波数の加算操作を行なう段階が含まれることを
    特徴とするデータ読出し／書込み方法。
  17. （１７）請求項１６においてさらに、 各トラック位置と特定トラックに関する選択された周波
    数とをメモリに記憶させる段階と、読み書きヘッドのト
    ラック位置とメモリ内に記憶されているトラック位置を
    比較する段階と、読み書きヘッドのトラック位置に対応
    する選択周波数を呼び出す段階 が含まれることを特徴とするデータ読出し／書込み方法
    。
  18. （１８）請求項１７においてさらに、データの読み書き
    動作がそのトラックに対して選択された周波数で実行さ
    れるように磁気システムを変更する段階が含まれること
    を特徴とするデータ読み書き方法。
  19. （１９）請求項１８において、磁気システムを変更する
    段階の中にさらに、トラック位置でデータの読み書き動
    作を行なうために呼び出された選択周波数と等しい周波
    数を発生させる段階が含まれることを特徴とするデータ
    読み書き方法。
  20. （２０）請求項１８において、磁気システム変更段階の
    中にさらに、磁気ディスクの角速度を、前記呼び出され
    た選択周波数で磁気ディスクの読み書きを行なうときの
    レベルに変更する段階が含まれることを特徴とするデー
    タ読出し／書込み方法。
  21. （２１）請求項１７においてさらに、 トラックがその選択周波数で保有し得るビット数を決定
    する段階と、 トラックが保有し得るビット数を各セクタが保有し得る
    ビット数で除算する段階と、 第１トラック内に形成し得るセクタ数の整数部と第１ト
    ラックの隣接トラック内に形成し得るセクタ数の整数部
    が異なる場合に磁気システムを変更する段階 が含まれることを特徴とするデータ読出し／書込み方法
    。
  22. （２２）読み書きヘッドと複数トラックの磁気ディスク
    を備えた記憶装置に対するデータ読出し／書込み装置に
    おいて、 ディスク上の各トラックに関するトラック位置および読
    み書き周波数の記憶／呼び出しを行なうための手段と、 読み書きヘッドの位置を決定するための手段と、前記位
    置決定手段によつて決定された位置に対応する周波数と
    して前記記憶／呼び出し手段に記憶されている周波数に
    ほぼ等しい周波数のデータパルスを磁気ディスクに供給
    するための手段と、 種々の周波数で磁気ディスク上に記録されているデータ
    を、前記位置決定手段によつて決定された位置に対応す
    る周波数として前記記憶／呼び出し手段に記憶されてい
    る周波数とほぼ等しい読出し周波数で読み出すための手
    段 を有するデータ読出し／書込み装置。
  23. （２３）請求項２２において、可変周波数のゾーンクロ
    ック信号を出力する周波数合成器が含まれることを特徴
    とするデータ読出し／書込み装置。
  24. （２４）請求項２３において、前記データパルス供給手
    段には、ゾーンクロック周波数での書込み動作を行なう
    読み書きヘッドが含まれ、前記データ読出し手段には、
    ゾーンクロック信号を利用して未処理読出しデータの同
    期をとるための読出しフェーズロックループが含まれる
    ことを特徴とするデータ読出し／書込み装置。
  25. （２５）請求項２３において、前記データパルス供給手
    段には、ゾーンクロック信号の周波数に呼応して磁気デ
    ィスクの角速度を変更する手段が含まれ、角速度の変更
    により、位置決定手段で決定された読み書きヘッド位置
    に関して記憶／呼び出し手段に、記憶されている周波数
    とほぼ等しい周波数のデータパルスが、一定周波数で書
    き込み巾の読み書きヘッドから磁気ディスク上に供給さ
    れることを特徴とするデータ書き込み装置。
  26. （２６）請求項２、３において、前記周波数合成器の中
    にさらに、 周波数発生器と、 基準信号を出力する基準クロックと、 基準クロック周波数の除算によつて分周基準クロック信
    号を作り出す時に使われる整数除数を記憶する第１のビ
    ットカウンタと、 ゾーンクロック信号と、 ゾーンクロック信号周波数の除算によつて分周ゾーンク
    ロック信号を作り出す時に使われる整数除数を記憶する
    第２のビットカウンタと、分周基準クロック信号および
    分周ゾーンクロック信号を受信し、それら２つの受信信
    号間の位相差に比例する信号を出力する位相周波数検出
    器と、 位相周波数検出器の出力を受信し、位相周波数検出器の
    出力周波数に呼応する電圧を出力するループフィルタと
    、 ループフィルタの電圧出力レベルに従つて周波数の変化
    するゾーンクロック信号を出力する電圧制御発振器 が含まれることを特徴とするデータ読出し／書込み装置
    。
  27. （２７）請求項２６において、ゾーンクロック信号の周
    波数に従つてディスクの角速度を制御するためのスピン
    ドルモータ制御回路が含まれることを特徴とするデータ
    読出し／書込み装置。
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