WO1994020954A1 - Magnetic disk apparatus and method of production thereof - Google Patents

Magnetic disk apparatus and method of production thereof Download PDF

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WO1994020954A1
WO1994020954A1 PCT/JP1994/000350 JP9400350W WO9420954A1 WO 1994020954 A1 WO1994020954 A1 WO 1994020954A1 JP 9400350 W JP9400350 W JP 9400350W WO 9420954 A1 WO9420954 A1 WO 9420954A1
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mark
recording
data
track
magnetic
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PCT/JP1994/000350
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Kenjiro Watanabe
Toru Takeda
Satoru Seko
Kazushige Kawazoe
Takayasu Muto
Osamu Morita
Nobuhiro Hayashi
Takehisa Ishida
Hideaki Ishioka
Takamichi Yamakoshi
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Sony Corporation
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    • G11B5/00813Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic tapes, sheets, e.g. cards, or wires magnetic tapes
    • G11B5/00847Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic tapes, sheets, e.g. cards, or wires magnetic tapes on transverse tracks
    • G11B5/0086Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic tapes, sheets, e.g. cards, or wires magnetic tapes on transverse tracks using cyclically driven heads providing segmented tracks

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic disk device suitable for use as, for example, a hard disk device in a computer system and a method for manufacturing the same.
  • hard disk devices are used so that programs or data recorded therein can be accessed at high speed.
  • a magnetic film is formed on both sides of a magnetic disk, and data is recorded and reproduced on the magnetic layer by a flying type magnetic head.
  • the mechanism that drives the magnetic head and the drive that drives the magnetic disk are pre-installed inside the housing, so that data can be recorded at a relatively high density. .
  • the magnetic film in the conventional magnetic disk device has a magnetic film formed on the entire surface thereof, and the magnetic film is formed in order to suppress crosstalk from an adjacent track.
  • the guard band between tracks had to be provided with a relatively wide width.
  • the track pitch could not be reduced, and this was one of the obstacles to realizing a small-sized device having a large recording capacity.
  • a clock signal that constitutes an encoder is recorded on a magnetic disk in advance, and then the magnetic disk is incorporated into a housing.
  • An error eccentricity
  • signals that form a coder were recorded.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and has a higher density recording capacity. It realizes a low-cost magnetic disk device and a method of manufacturing the same.
  • the magnetic disk device is a disk-shaped medium (magnetic disk) having a magnetic film formed on a surface on which information is recorded or reproduced, and information is recorded on the disk-shaped medium.
  • the magnetic head to be reproduced (recording head 20-31, reproduction head 20-30) and the magnetic head are rotated with the magnetic head supported, and a predetermined radius of the disk-shaped medium is reached.
  • a disk-shaped medium includes a data recording area (data recording area 20-1D) and a control signal. It has a recording area (servo data recording area 20-40, iD recording area 20-40 H).
  • the track has a convex portion for recording data, and
  • the guard band (20-20) for separating adjacent recording parts is engraved so as to form a recess, and the control signal recording area is used to control the tracking of the magnetic head.
  • Tracking mark (Public marker 20 — 21, 20-13), track number display mark that identifies the track (gray code 20 — 71, Track numbers 20 — 41 bl, 20 — 41 b 2), and clock marks (20 — 11) that divide one round at equal intervals And at least one of them is formed along the magnetic head rotation trajectory (21-21), and is used for tracking marks, track number display marks or Clock
  • the recording or reproducing operation by the magnetic head is controlled according to the signal obtained by reproducing the mark.
  • a magnetic disk device is a disk-shaped medium (magnetic disk 50-1A, 50-1B) having a magnetic film formed on a surface on which information is recorded or reproduced;
  • the disk-shaped medium is used for storing data. It has a recording area (20-41D) and a control signal recording area (servo data recording area 20-40, ID recording area 20-41II).
  • the data recording area has concentric circles.
  • the track (20-10) is formed in a spiral or spiral shape, and the track has a convex portion in the recording part (20-10) for recording data, and
  • the control band is formed by engraving the guard band (20-20) that separates adjacent recording parts so that it becomes a recess.
  • a tracking mark (a double mark 20-12, 20-13) and a track for controlling the tracking of the magnetic head at least.
  • the track number display mark to be specified (gray code 20-71, track number 20-41b 1, 20-12), and a clock that divides one round at equal intervals
  • a mark (20-11) is formed by embossing and the magnetic head is obtained by reproducing a tracking mark, a track number display mark or a clock mark.
  • the amount of change corresponding to the eccentricity of the disc-shaped medium is measured from the signal, and the recording or reproducing operation of the magnetic head is controlled according to the measurement result.
  • the number of sets of tracking marks, track number display marks, and clock marks recorded on this disc-shaped medium should be, for example, 100 or less per round. Can be. Also, the ratio of the disk-shaped medium in one round of the control signal recording area can be set to 40% or less. In addition, this disc-shaped medium It can be formed on a grease or glass substrate.
  • the magnetic head can be separated into a recording head for recording data and a reproducing head for reproducing.
  • the tracking mark and the track number display mark are the first mark 20 — 4 1 b2 used during recording and the second mark 20-4 1 b1 used during playback.
  • the second mark is placed along the track substantially at the center, and the first mark is placed at a position shifted by a predetermined distance in the radial direction from the center of the track. be able to.
  • the tracking mark and the track number display mark can be composed of a plurality of marks having the same function.
  • the amount of change corresponding to the eccentricity of the disc-shaped medium is measured from the position change measured from the tracking mark or the track number display mark, or measured from the clock mark. Time change can be detected.
  • the position caused by the eccentricity of the magnetic head from the track from the signal obtained by reproducing the tracking mark, track number display mark, or clock mark.
  • the eccentricity control amount for correcting the deviation can be calculated.
  • a clock signal is generated in synchronization with the clock mark, the time change measured from the clock mark is stored, and the clock change is performed in accordance with the stored time change. The time axis of the signal can be corrected.
  • the signal obtained by reproducing the track number display mark can be simultaneously subjected to CRC calculation during the Viterbi decoding time.
  • a clock signal is generated from a signal obtained by reproducing a clock mark by a reproduction head, and a reproduction head and a storage head are generated in response to the clock signal. It is possible to delay the stored data by an amount corresponding to the distance or by correcting the non-linear bit shift, and to record the delayed recording data on a disc-shaped medium.
  • Only the breathing hole (100-34) can be formed in the housing (100-1, 100-0-31) for storing the disk-shaped medium or the magnetic head.
  • This disc-shaped medium can have a diameter of 2.5 inches, 1.8 inches or 1.3 inches.
  • a method for manufacturing a magnetic disk device comprising: a disk-shaped medium (magnetic disk 100-23) having a magnetic film formed on a surface on which information is recorded or reproduced;
  • a data recording area is provided on the disk-shaped medium.
  • (20-41) and a control signal recording area (recording area 20-40 on servo data), and concentric or spiral tracks are formed on the data recording area.
  • the recording part (20-10) for recording data is convex
  • the guard band (20-20) is used to separate adjacent recording parts.
  • the control signal recording area has at least magnetic markings so that Tracking marks (observed marks 20 — 12, 20-13) for tracking control of heads, and track numbers for identifying tracks Mark (Gray code 2 0-7 1) and a clock mark (20-11) that divides one circumference at equal intervals are engraved with irregularities, and the disc-shaped medium is used for tracking marks and tracks. After the block number display mark and the clock mark are formed and recorded, it is necessary to assemble the unit (100-1-1, 100-31) with the magnetic head.
  • a guard band is formed as a physical concave portion with respect to a recording portion for recording data of the track. Therefore, there is less risk of data being reproduced from there, and it is not necessary to increase the width of the guard band in order to reduce crosstalk. As a result, it is possible to reduce the guard band and increase the recording capacity.
  • tracking marks, track number display marks or clock marks are engraved with irregularities along the rotation trajectory of the magnetic head.
  • optical technology it is possible to place these marks in extremely accurate positions, and even if the track pitch is reduced, data can be recorded and reproduced accurately. It becomes possible.
  • the eccentricity of the disk-shaped medium is measured, and the recording / reproducing operation is controlled correspondingly. Therefore, when the disc-shaped medium is assembled in the housing with the tracking mark, track number display mark, or clock mark, etc. Even if eccentricity occurs due to this, the magnetic head can be made to accurately access the track.
  • the tracking mark, the track number display mark, and the clock mark are formed by engraving with a concave and convex, and then the magnetic head is formed. At the same time, they are assembled to the housing. Therefore, after assembly, the encoder This eliminates the need for a process for recording the data, and the device can be completed in a short time. As a result, costs can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic disk device of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the format of the servo data recording area and the data recording area of the magnetic disk of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a format of a servo data recording area in which a unique pattern of a magnetic disk according to the present invention exists.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a format of a servo data recording area in which a home index of a magnetic disk according to the present invention exists.
  • FIG. 5 is a view for explaining the format of the servo data recording area where the unique pattern and the home index of the magnetic disk of the present invention do not exist.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic disk device of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the format of the servo data recording area and the data recording area of the magnetic disk of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a format of
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the servo data recording area of the magnetic disk of the present invention and the rotation locus of the magnetic head in the data recording area.
  • FIG. 7 is a view for explaining the planar shape of the servo data recording area of the magnetic disk of the present invention.
  • 8A and 8B are views for explaining the cross-sectional configuration of the magnetic disk of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining the pattern of marking the unevenness on the magnetic disk of the present invention.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating a method of magnetizing a magnetic disk having irregularities according to the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view for explaining a more detailed sectional structure of the magnetic disk of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view schematically illustrating a data recording area and a servo data recording area according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the slider of the present invention and a magnetic disk.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a change in the floating amount near the concave portion on the magnetic disk of the slider of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the ratio between the data recording area and the servo data recording area used in the simulation of the slider floating amount change according to the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining how the floating amount of the slider changes in the segment cycle according to the present invention.
  • Figure 17 shows the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the front of the magnetic head.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a cross section of the magnetic head of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view illustrating the configuration of the arm of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the ball bearing of FIG.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a circuit for correcting a time axis error of a clock signal according to the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining the eccentric operation.
  • FIG. 23 is a characteristic diagram illustrating a change in the phase of the PLL clock with respect to the disk clock.
  • FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of another circuit for correcting the clock time axis error of the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the relationship between clock marks and eccentricity.
  • FIG. 26 is a block diagram showing the configuration of the eccentricity measuring units 50 to 25 of FIG.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining the time interval of the clock mark reproduction signal.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a change in the clock time interval count value.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating the amount of eccentricity.
  • FIG. 30 is a block diagram showing another configuration example of the eccentricity measuring section 50-25 in FIG.
  • FIG. 31 is a diagram for explaining the time interval of the clock mark reproduction signal in the embodiment of FIG.
  • FIG. 32 is a view for explaining a change in clock time interval in the embodiment of FIG.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating the amount of eccentricity in the embodiment of FIG. FIG.
  • FIG. 34 is a block diagram showing a configuration example of the tracking servo circuit of the present invention.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating the transfer characteristics of the embodiment of FIG.
  • FIG. 36 is a diagram for explaining the disturbance suppression gain by the closed loop in the embodiment of FIG. 34.
  • FIG. 37 is a diagram for explaining the apparent disturbance suppression gain in the embodiment of FIG.
  • FIG. 38 is a block diagram showing the configuration of the circuit for determining off-track of the present invention.
  • FIG. 39 is a flowchart explaining the operation of the embodiment of FIG. Figures 40A, 408 are 10.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a response waveform when a shock of 100 G is applied.
  • Figure 41 shows the expansion of the response waveform immediately after the application of a shock of 100 G. It is a large map.
  • FIG. 42 is a view for explaining the moving trajectory of the head when a shock of 100 G is applied.
  • FIG. 43 is a diagram for explaining a response waveform when a shock of 100 G is applied together with noise.
  • FIGS. 44A, 44B, and 44C are diagrams for explaining the path states in Viterbi decoding.
  • FIG. 45 is a block diagram illustrating a configuration example of a Viterbi decoding circuit.
  • FIG. 46 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of FIG.
  • FIG. 47 is a block diagram illustrating a configuration example of the RAMs 80 to 18 of FIG.
  • FIGS. 48A and 48B are ties and minting charts for explaining the operation of the embodiment of FIG. 47.
  • FIG. 49 is a block diagram illustrating the configuration of a circuit in the case where Viterbi decoding and CRC calculation of the present invention are performed simultaneously.
  • FIGS. 50A and 50B are timing charts for explaining the operation of the embodiment of FIG. 49.
  • FIG. 51 is a block diagram showing the configuration of the recording circuit of the present invention.
  • FIGS. 52A to 52H are timing charts for explaining the operation of the embodiment of FIG.
  • FIG. 53 is a block diagram showing the configuration of the delay time control H] path 90-20 in FIG.
  • FIG. 54 is a block diagram showing the configuration of the pulse delay circuits 90 to 30 of FIG.
  • FIG. 55 is a block diagram showing another configuration example of the delay time control circuit 90-20 of FIG. FIG.
  • FIG. 56 is a diagram showing a recording format of a magnetic disk to which the present invention is applied.
  • FIG. 57 is a block diagram showing the configuration of the recording circuit of the present invention when the embodiment of FIG. 56 is used.
  • FIGS. 58A, 58B, and 58C are timing charts for explaining the operation of the embodiment of FIG.
  • FIG. 59 is an exploded perspective view showing an assembled state of the housing of the present invention and internal components.
  • FIG. 60 is a perspective view showing the configuration of the housing of the present invention.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the embodiment of FIG.
  • FIG. 62 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of the housing of the present invention.
  • FIG. 63 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the embodiment of FIG. Figure 64 shows the ratio of the data recording area per segment to servo data recording area as a parameter.
  • FIG. 10 is a table showing the amount of fluctuation in flying when the slider crosses over the servo data recording area.
  • FIG. 67 is a perspective view showing the configuration of a conventional housing.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of the magnetic disk drive of the present invention.
  • the motor unit 10_1 rotates the magnetic disk unit 10-2 at a predetermined speed.
  • the arm section 10-5 is provided with a recording head section 10-3 and a playback head section 10-4, which are pivoted about a predetermined axis.
  • the recording head section 10-3 and the reproducing head section 10-4 can be moved to a predetermined radius position of the magnetic disk section 10-2.
  • the motor section 10-1, magnetic disk section 10-2, recording head section 10-3, playback head section 10-4, and arm section 10-5 are the housing section. 1 0 — housed in 10
  • the reproduction head section 10-4 forms a clock signal generation section from a signal reproduced and output from the mark.
  • 10 — 6 generates a clock signal and outputs it to the tracking servo section 10 — 7 and the playback section 10 — 8.
  • the tracking servo units 10-7 output the playback head units 10-4 with reference to the clock signal supplied from the clock signal generation unit 10-6. Generate a tracking error signal from the signal, and respond to this! Then drive the arm 1 0-5.
  • the recording head section 10-3 and the reproduction head section 10-4 are track-controlled to a predetermined radius position of the magnetic disk section 10-2.
  • the recording units 10-9 change the recording signal supplied from a circuit (not shown). And record the data on the magnetic disk unit 10-2 via the recording head unit 10-3.
  • the playback units 10-8 perform demodulation processing of the recorded data from the signals that the playback head units 10-4 reproduce and output the data recorded on the magnetic disk units 10-2. Output to a circuit not shown.
  • the tracking sensor section 10-7 also monitors the tracking error signal, applies a large shock to the equipment, and the recording head section 10-3. In the case where the recording unit has departed, the recording unit 1-9 is controlled to stop the recording operation.
  • FIGS. This section describes the format, planar shape, cross-sectional shape, magnetization method, surface treatment, and ratio of the servo data area of the magnetic disk.
  • tracking servo units 10-7 will be made with reference to FIGS. 34 through 43.
  • This section describes the operation of the tracking servo and the servo data required for the tracking servo. The number of recording areas will be described. In addition, a method for determining off-track by using the tracking error signal will be described.
  • FIGS. 44 to 50 the description of the points relating to the reproducing units 10 to 8 and the recording units 10 to 9 will be described with reference to FIGS. 51 to 58. The explanation of the point about is given. Here, we will explain how to play and record data.
  • FIGS. 59 to 64 a description of the points relating to the housing portions 10 to 10 will be made with reference to FIGS. 59 to 64.
  • a case for housing a magnetic head, a magnetic disk, and the like will be described.
  • the magnetic disk used in this magnetic disk device has one round.
  • each segment is divided into a servo data recording area and a data recording area (20-40 and 20-41 in Fig. 2 or 21-2 and 21-3 in Fig. 6).
  • a gray code 20-71, a clock mark 20-11 1, and a double mark 20-12, 20-13 are formed in each servo data recording area.
  • a unique pattern 20 — 72 is added to the first segment of each sector.
  • the unique The home index 20-73 having the function as a PG is recorded instead of the ⁇ .
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of the servo data recording area 20-40 where the unique pattern 20-72 is formed.
  • Unique pattern — 2 0 — 7 2 followed by gray code 2 0 — 7 1 strong, followed by clock mark 20 — 1 1 strong, followed by wobbled mark 2 0 -1 2, 2 0 — 1 3 are arranged.
  • FIG. 4 shows an example in which home indexes 20-73 are arranged in place of the unique patterns 20-72.
  • FIG. 5 shows an example in which neither the unique pattern 20-72 nor the home index 20-73 is formed.
  • FIG. 2 shows a configuration example of a servo data recording area 20 — 40 in which the unique pattern 20-72 is formed, and a data recording area 20 — 41 immediately after the servo data recording area.
  • the servo data recording area 20-40 has a unique pattern 20-72, a gray code 20-71 (absolute addresses 0 through 280 0 specifying the track). (Represents track number)), clock mark 20 — 11 1, double mark 20 — 1 2 (20-1 2-1, 20-12-2), 2 0 — 1 3 (2 0 — 1 3 — 1, 2 0-1 3-2) is formed and recorded.
  • the width of the clock mark 20-1 in the track direction (width in the horizontal direction in the figure) is 1
  • the width of the gray code 20-71 is 20
  • the unique pattern 20 -The width of 7 2 is 16.
  • the clock mark 20-11 is a mark for generating a clock that is a reference for recording and reproduction, and the reproduction head 20-30 is the clock mark 20-1 When 1 is played back, a timing signal is output in response to that edge.
  • the clock marks 20-11 are only formed on the data tracks 20-10 as shown in Figure 2. Instead, it is also formed in the area between tracks 20-10 and between tracks 20-10 (between tracks). That is, the clock marks 20-11 are formed continuously radially in the radial direction of the disk (see FIG. 6).
  • the observable marks 2 0 — 1 2 — 1, 2 0 — 1 3 — 1 are arranged so as to be shifted to the inner and outer circumferences with the center line L 1 of the track 20 — 10. It is also formed at a predetermined distance in the track direction. Playback head 20-30 outputs this position mark when playing this double mark 20-1 2-1, 2 0-13-1 in accordance with the edge position. I do. By applying a tracking servo so that the level of this position pulse is equal, the playback head 20-30 is tracked with the center line L 1 of track 20-10. Can be placed on top.
  • This double mark 2 0 — 1 2 — 1, 2 0-1 3-1, 2 0-1 2-2, 2 0 — 1 3 — 2 has the same width as the clock mark 2 0 — 1 1 (Length in the track direction), 0.6 m at the innermost circumference and 1.2 m at the outermost circumference.
  • An ID recording area 20-41 H is formed at the beginning of the data recording area 20-41, and data to be originally recorded and reproduced is an area 20 following the ID recording area 20-41 H. — 4 1D is recorded.
  • ID recording area 20 — 41 H is the sector number recording area 20 — 41
  • a and track number recording area 20-41 B (20-41-B1, 20-1B2). Of these, at least the sector number recording area 20 — 41 A is the same as the clock mark 20 — 11 1 described above, as well as the track 20 — 10 and the track. K and Tora It is formed continuously between the hooks in the radial direction.
  • this sector number recording area 20 — 41 A a sector number 20 — 41 a that specifies a sector is recorded, and in the track number recording area 20 — 41 B, a track is recorded.
  • Track number 20 — 4 1b that identifies the track is recorded.
  • the playback heads 20 to 30 output a pulse train by reproducing the ID recording area 20 to 41H.
  • ID data Data of a total of 40 bits consisting of an 8-bit sector number and two 16-bit track numbers is recorded in the ID recording area 20 — 41H (ID data). It is said.
  • ID data are PR (partial response) (11, 0, 1) modulated and recorded in the ID recording area 20 — 41H.
  • the sector number is the same for the inner track and the outer track. Therefore, this sector number is continuously recorded not only on the tracks 20 to 10 but also in an area between the tracks.
  • the track number recording area 20 — 41 B is composed of the track number recording area for playback operation 20 — 41 B1 and the track number recording area 20 ′ for recording operation. — 4 1 B 2
  • the track number recording area for recording operation 20-1 B 2 Is the distance between the center line L 2 and the center line L 1 of track 20-10 and the distance d in the direction perpendicular to track 20-10 (disc radius direction).
  • Offset position The same track number recording area 20 0-41 B1 for the playback operation and the same track number recording area 20-41 B 2 for the recording operation are used. Number 2 0 — 4 1 1, 2 0-4 1 b 2 is recorded. In each of the areas 20 — 4 18 1 and 20 — 41 B 2, two or more identical track numbers may be recorded. This makes it possible to read the track number more reliably.
  • the offset value d of the track number recording area for recording operation 2 0 — 4 1 B 2 is set to a smaller value toward the inner circumference and a larger value toward the outer circumference. .
  • the center of track 20-10 (sector number recording area 20-1A and track number recording area for playback operation 20-41 B1)
  • the center of track 20-10 In addition to forming a double mark 20 0 — 1 2 — 1, 20-1 3-1 for positioning the playback head 20-30 with respect to the line L 1, and a track for recording operation Mark number recording area 2 0-4 1
  • the tracking control of the playback heads 20-30 is based on the double mark 20—1 2—1,2 0—13—1.
  • the playback head 20-30 can be scanned along the center line L1 of the track 20-10.
  • the reproduction heads 20 to 30 can be scanned along the center line L 2 of the recording operation track number recording area 20-1 B 2. At this time, the recording heads 20-31 run along the center line L1 of the tracks 20-11.
  • the offset marks 20 — 12 2, 20 — 13 — 2 and the offset recording drive It is also possible to arrange the second group of the pocket number recording area 20 0-41 1 ⁇ 2 and the area 20 0-41 D repeatedly.
  • the track numbers 20 — 41 bl and 20-1 b2 recorded in the track number recording areas 20 — 41 1, 20-41 ⁇ 2 are recorded and played back.
  • Gray code 20-71 which is used in the system, corresponds to this, but is used in the servo system, and they are not the same.
  • the servo data recording area 20 — 40 and the ID recording area 20 — 41 H are recognized as the control signal recording areas, since both are used for control to check the track to be recorded or reproduced. be able to.
  • the area for recording the sector number or the track number is formed in advance, and the sector number or the track number is recorded there, so that regardless of the positioning state of the reproducing head.
  • the sector number or the track number can be reliably reproduced.
  • servo data patterns
  • servo data patterns
  • sector number 20 of ID recording area 20-1H -41 a, track number 20 — 41 b1, 20 — 41 b2, and tracks are formed and recorded (by engraving) with irregularities.
  • the gap 20-20 is formed (as a recess) so as to be lower than the data track 20-10 by 200 nm. That is, tracks are formed on the disc.
  • each region is formed by engraving as described above is described in, for example, Japanese Patent Application No. 4-171731.
  • a magnetic disk can be manufactured by applying the technology of an optical disk. That is, a glass master is prepared, and a photo resist is coated on its surface, for example. Then, laser light is irradiated only to a portion of the photo resist where, for example, a concave portion is to be formed. After irradiating the laser beam, the photo resist is developed to remove the exposed portion. A stamper is created based on the master thus formed, and a large amount of repli- cation is manufactured from the stamper. The step created on the master is transferred to this replica. This step forms a magnetic film on the transferred surface, thereby completing the magnetic disk.
  • the hatched area in the figure is magnetized to the N-pole corresponding to, for example, logic 1 of the ID data, and the unhatched area corresponds to the S-pole corresponding to logic 0.
  • This magnetic disk which is a magnetized area where tracks are formed concentrically or spirally, is rendered at a constant angular velocity (zone-bit recording). It is formed between the position of 1/2 of the disk radius and the position of the outermost circumference, that is, in the range of 1/2 of the outer radius.
  • the diameter of the disk may be 2.5 inches, 1.8 inches or 1.3 inches.
  • the track pitch is 5.2 ⁇ m
  • the track width is 3.6 m
  • the guard node is 1.6 ⁇ m.
  • FIG. 6 shows a configuration example of a magnetic disk of the present invention and a mechanism for driving the magnetic heads 21 to 13 for recording or reproducing data with respect to the data area.
  • each segment force, the data recording area 21-3 (20-41 in FIG. 2), and The servo data recording area is divided into 2 1-2 (20-40 in Fig. 2). Then, the servo data recording area 21-2 and the data recording area 21-3 are formed along the movement locus 21-1-21 where the magnetic head 21-1-3 moves.
  • the magnetic heads 2 1 to 13 are movable by a fulcrum (center of rotation) 2 1 to 1 2 (20 to 61 in FIG. 2). It is attached to the tip of 11 (20-62 in Fig. 2).
  • a boy coil 2 1 1 1 5 is attached on the opposite side of the magnetic head 2 1 — 1 3 of the arm 2 1 — 1 1 from the fulcrum 2 1 — 1 2, a boy coil 2 1 1 1 5 is attached.
  • Magnets 2 1-14 are located below the voice coil 21 1-15. Therefore, when a predetermined driving current is supplied to the voice coil 21-15 by the drive circuit 21-16, the voice coil arranged in the magnetic flux path generated by the magnet 21-14 The electromagnetic force acts on the arm 21-1-15, and the arm 21-1-11 rotates around the fulcrum 21-1-12.
  • This locus 2 1 — 2 1 is an arc centered on the fulcrum 2 1 — 1 2 and passing through the center 2 1 — 4 of the magnetic disk 2 1 — 1.
  • the bent arm can be used because of the straight arm.
  • Fig. 7 shows the servo in the servo data recording area 21-2. 5 shows a more detailed configuration example of a dedicated area for recording.
  • the servo mark SM clock mark, double mark, gray code, uniqueno, 'turn, home index
  • the magnetic head 21-1 3 is a substantially rectangular shape formed by a curve along the movement trajectory 2 1 — 2 1 when the arm 2 1 — 1 1 is moved and a curve along the track of the magnetic disk 2 1 — 1. It is formed as a shape pattern.
  • all the areas formed by the engraving are formed along the movement locus of the magnetic heads 21-13.
  • the servo mark SM is greatly exaggerated with respect to the radius of the track and the trajectory 21-21. Therefore, each side of the servo mark SM is represented by a curve.
  • the length of one side of the servo mark SM is extremely small compared to the radius of the track or the movement trajectory 21-1-21, so that it is practically almost a straight line. It will be surrounded.
  • FIGS. 8A and 8B show a cross-sectional configuration of the magnetic disk 21-1 having the above configuration.
  • Figure 8A shows a section perpendicular to the track.
  • FIG. 8B shows a cross section along the track direction.
  • a substrate 21-61 made of synthetic resin, glass, aluminum or the like has a step formed on its surface, and a magnetic film 21 formed on the surface where the step is formed. -62 are formed.
  • a part with a low step (concave part) forms a guard band (GB), and a part with a high step (convex part) forms a track (recording part).
  • Each track has its data recording area 21-3 kept flat, as shown in FIG. 8B.
  • the servo data recording area 2 1-2 only the part for recording the servo mark SM and the clock mark CM protrudes (it is the same height as the data recording part).
  • the unrecorded area where no servo signal is recorded is formed lower (as a concave portion).
  • a disk having such irregularities can be manufactured by applying an optical disk technology.
  • the servo data recording area and the ID recording area are formed along the locus of movement when the magnetic head moves in the inner circumferential direction or the outer circumferential direction. Equal time intervals can be maintained during operation, and the lock of the PLL circuit for clock generation can be suppressed. In addition, azimuth loss can be suppressed.
  • 840 servo data recording areas 2 1-2 are provided at equal angular intervals in one round, and as shown in Fig. 9, the width W in the direction perpendicular to the track is about 5 m, The rectangular projections 2 2-13 having a length L along the running direction of the disc of about 0.7 to 2.9 m are formed in a pattern (engraved) corresponding to the signal.
  • the magnetization direction is reversed in the convex portion 22-1-3 and the concave portion 22-1 as shown by arrows ml and m2 in FIG.
  • Write positioning signals (such as clock marks, clock marks, and track numbers).
  • the magnetic disk 22-1 is moved in the direction indicated by arrow a with respect to the magnetic disk 22-1 (21-1 in FIG. 6). Rotate and run. While applying the first DC current to the magnetic head 22-2 (the magnetic head of the manufacturing equipment), move the magnetic head 22-2 in the radius direction on the magnetic disk 22-1. The magnet is moved at the track pitch, and the magnetic layer 2 2-1 3 of the magnetic disk 2 2-1 and the magnetic layer 2 2-1 2 of the concave 2 2-14 are all magnetized in the same direction. .
  • 22-11 is a non-magnetic support, on which a magnetic layer 22 1-12 is formed.
  • a second DC current having a polarity opposite to that of the first DC current and having a smaller current value than the first DC current is transferred to the magnetic head 22-2.
  • the magnetic head 22-2 is moved by scanning at the track pitch in the radial direction of the magnetic disk 22-1 while being applied, and the magnetic head 22-2 is scanned. Only the magnetic layer 22-1 2 of the convex portion 2 2-1 3 was magnetized in the opposite direction, and the positioning signal was written.
  • the magnetic head 2 2 — 2 is the gap length g of the magnetic gap G 0 0.4 m, the track width is 100 m, and the coil width is 5 m. Those with 6-turn center taps (28 + 28) were used. Then, the magnetic head 22-2 was floated on the magnetic disk 22-1 at a relative speed of 6 m / s with respect to the magnetic disk 22-1. The flying height d at this time was 0.13 m.
  • the positioning signal can be written by one magnetic head, the work of replacing the head can be omitted. In this way, disk productivity can be improved.
  • FIG. 11 shows a more detailed cross-sectional structure of the magnetic disk magnetized in this way.
  • a substrate 23-11 made of plastic, glass, aluminum, or the like has a step (recess) of 200 nm.
  • the substrate 23-11 is made of glass, its thickness is 0.65 mm, and when it is made of plastic, its thickness is 1.2 mm.
  • Magnetic layers 23-12 are formed on both sides of the substrate 23-11.
  • the substrate 23-11 has a particle density of 0.5 or more and 100 or less, preferably about 10 particles per m.
  • the formed particle layer 23-12 A is formed.
  • the grain pieces layer 2 3 - A 1 2 A, S i 0 2 than become particles (spherical silica mosquito) 2 3 - 1 2 a are distributed in densities above.
  • the substrate 23-11 is made of glass or aluminum, it is possible to secure relatively rigidity. However, when plastic is used, sufficient rigidity cannot always be ensured, and the durability is inferior to glass or aluminum. Furthermore, the unevenness of the substrate surface makes it difficult to arrange the magnetic head as close as possible without contacting the magnetic layer 23-12. Thus, by forming the particle layer 23-12 A like this magnetic disk, it is possible to make the irregularities fine. This is because surface irregularities are determined by the density and particle size of particles 23-12a.
  • the particles (spherical silica) 23-12 a can be attached to the substrate 23-11 by a diving method.
  • the average diameter of the particles is 50 nm or less, preferably 8 to 1 O nm. When the average particle size was 8 nm, the particle size distribution was 4.3 nm with a standard deviation. .
  • the spherical silica is dispersed in iso-propyl alcohol at a concentration of 0.01% by weight, and is lifted at a substrate speed of 125 mm.
  • the equipment can be simplified by attaching it by a diving method. Dipping can also be performed locally (for example, on the inner circumference side or the outer circumference side).
  • Particle 2 3 - 1 2 a can be also this to S i 0 2 other inorganic fine particles.
  • a chromium layer 2 with a thickness of about 80 nm
  • the chromium layer 23-12 B functions as an exchange coupling film, has an effect of improving magnetic properties, and can particularly increase a coercive force.
  • a cobalt platinum layer 23-12C is formed over a thickness of 40 nm.
  • Et al is, on the co-Bruno Le preparative platinum layer 2 3 one 1 2 C is, 1 0 nm of thickness S i 0 2 a protective film 2 3 - 1 2 D gas Pinko bets or coated .
  • a lubricant 23-12E is further applied.
  • Z-DOL trademark of FOMBLIN can be used.
  • each segment is divided into a data recording area and a servo data recording area.
  • the servo data recording area has a servo pattern such as a clock mark, a wobbled mark, and a gray code (more precisely, as shown in FIG. 2).
  • ID recording area 20 0-41 H (including sector number and track number) is physical It is recorded as an uneven state.
  • arms 23-81 (arms 40-53 in Fig. 19) are provided with load beams 23-82 (suspension springs 40 in Fig. 19).
  • the magnetic head is held by the slider 2 3 — 8 3 (slider 4 0 — 5 7 in FIG. 19) supported through — 5 6).
  • the magnetic disk 23-84 is arranged at a predetermined distance from the magnetic disk 23-84 by an air flow generated in accordance with the rotation of the magnetic disk 23-84.
  • the magnetic disk 23-84 (the magnetic disk 22-1 in Fig. 10) has a non-flat surface, and the slider 23-8 corresponds to the unevenness.
  • the distance between 3 and the magnetic disk 23-8 changes.
  • the segment length S is sufficiently longer than the length of the slider and that the servo data recording area has a length similar to that of the sliders 23 to 83, as shown in FIG.
  • the sliders 23-83 start to enter the servo data recording area (concave section) from the steady floating state (floating state in a flat area), and the tip of the slider starts sinking.
  • the support point is pivoted about the axis, and the rear end temporarily rises, and then the whole sinks.
  • the traveling is performed while attenuating the pitching excited when the recess enters.
  • the above operation is for the case where the sliders 23 to 83 get over one recess.
  • the servo data recording area is generated periodically at the segment cycle. In order to reduce clock jitter, it is preferable to shorten the segment period and increase the number of servo data recording areas per track. However, doing so reduces the data recording area, thus reducing the recording capacity of the disc. For this reason, the number of servo data recording areas is determined by the trade-off between the disk recording capacity and the jitter allowable value.
  • FIG. 16 shows how the distance between the sliders 23-83 and the magnetic disks 23-84 changes in the segment period in this manner.
  • the slider length is 1.8 mm
  • the number of rotations of the magnetic disks 23 to 84 is 2700 rpm
  • the number of segments per rotation is 4200 rpm. It is made into pieces. From the figure, it can be seen that the distance between the sliders 23-83 and the magnetic disks 23-84 greatly changes with the segment period.
  • Figure 64 shows the variation in flying height when the slider 23-83 crosses the servo data recording area as a parameter between the data recording area per segment and the servo data recording area.
  • the value obtained by the simulation is shown.
  • the conditions in this simulation are as follows: the number of segments is 420 per track, the flying height is 0.11 m, The peripheral speed is 12.8 m / s, the disk rotation speed is 45 Hz, and the skew angle is 0 degree.
  • the depth of the concave part in the servo data recording area is set to 0.1 ⁇ m.
  • the ratio of the servo data recording area to the data recording area increases to 10 to 90, 23 to 77, or 30 to 70, the fluctuation amount increases by 13 It can be seen that they gradually increase to 0 nm, 28.0 nm, or 3 2. O nm.
  • the smaller the ratio of the servo data recording area is the smaller the amount of change between the magnetic disk and the sliders 23-83 is.
  • Increasing the proportion of the servo data recording area not only reduces the recording capacity, but also increases the amount of slider fluctuation. In the worst case, fluctuations are not sufficiently attenuated even in a flat part, resulting in stable recording. Reproduction becomes difficult. Therefore, it is preferable that the ratio of the servo data recording area (the area where the concave portion is formed) to one track be 40% or less.
  • the floating type slider itself (the sliders 23-83 in FIG. 13) or the substrate 30-6 attached to the slider or the like has a surface facing or facing the magnetic disk.
  • the MR element 30-1 composed of an MR (magnetoresistive) thin film and the bias conductor 30-18 are a nonmagnetic insulator.
  • Layers 30 to 8 are arranged via MR-type playback head.
  • the bias conductors 30-18 give the MR element 30-1 a magnetized state in a required direction so that the magnetoresistive characteristic operates in a characteristic region showing excellent linearity and high sensitivity. Arranged across this MR element 30-1 Have been.
  • a third magnetic layer is provided via a nonmagnetic insulating layer 30-8. 3 0 — 5 are stacked. Between the second and third magnetic layers 30 — 4 and 30 — 5, the portions between the rear portions that are separated from the ABS surface 30 — 7, so as to surround the magnetically coupled portions with each other, A spiral pattern head winding (30-2 in Fig. 18) is formed. The distance between the lower surface of the third magnetic layer 30-5 and the center of the MR element 30-1 is 3.5 / m.
  • a so-called MR-type magnetic head having a so-called shield-type configuration in which the MR element 30-1 is disposed between the first and second magnetic layers 30-3 and 30-4.
  • an Ind (induction) type magnetic head in which a head winding is wound around a magnetic path composed of the second and third magnetic layers 30-4 and 30-5. (Recording head) is configured.
  • preparative rack width of head to MR type reproducing MR element 3 0 - 1 ABS surface 3 0 - is regulated by 7 to face width W TM, head bets rack to I nd recording
  • the width is regulated by the width W T1 facing the ABS plane 30-7 of the third magnetic layer 30-5.
  • the width W TH of the MR element 30-1 is set to a relatively large value, for example, 5.2 ⁇ m (width equal to the track pitch), and the width W TI of the third magnetic layer 30-5 is compared with that of the MR element 30-1 .
  • it is configured to be 4.0 / m (width smaller than track pitch).
  • the track pitch is 5.2 ⁇ m
  • the track width is 3.6 ⁇ m
  • the guard band width is 1.6 ⁇ . m, that is, when recording / reproducing was performed on a disc-type magnetic disc with a track density of 4885 TPI (Track Per Inch), the reproduction noise It is possible to avoid fluctuations in the reproduction output without causing an increase in Was able to be improved.
  • the recording head is constituted by the second and third magnetic layers 30-4 and 30-5.
  • the MR element 1 is provided with a tip electrode 30 — 15 on the side facing the ABS surface 30 — 7, a rear end electrode 30 — 16 on the other end, and an ABS surface 30 — 7.
  • a signal magnetic field from a magnetic disk in contact with or opposed to the magnetic disk is detected.
  • Reference numeral 30-18 denotes a bias conductor for applying a bias magnetic field to the MR element 30-1.
  • the second magnetic layer 30-4 functions as a seed of the MR element 30-1 during reproduction, and functions as a guiding core during recording.
  • the distance (recording gap) between the upper surface of the second magnetic layer 30-4 and the lower surface of the third magnetic layer 30-5 is 0.6 m, and is equal to the center of the MR element 30-1.
  • the distance from the top surface of the first magnetic layer 30-3 is 0.2 // m.
  • the reproduction output can be increased in order to increase the track width of the reproduction head.
  • the widths W T1 and W TW may be an integral multiple of the track width.
  • the recording head and the reproducing head can be shared.
  • Fig. 19 shows the structure of the arm to which the magnetic head (recording head and playback head) described with reference to Fig. 5, Fig. 6, Fig. 17 and Fig. 18 are attached. Is shown.
  • a magnetic disk 40 — 52 is attached to the lower housing 40 — 51, and is rotatably mounted via a spindle motor (100-21 in Figure 59).
  • an arm 40-53 is attached to the lower housing 40-51 so as to be rotatable around a shaft 40-54.
  • a ball bearing 40-55 is provided between the shaft 40-54 and the arm 40-53.
  • a suspension spring 40-56 is attached to the tip of the AM 40-53, and a slider 40-56 is further attached to a tip of the suspension spring 40-56 via a gimbal spring (not shown). 5 7 is installed.
  • the above-mentioned magnetic heads (recording head and reproducing head) are attached to the sliders 40-57. Since two magnetic disks 40 to 52 are provided and magnetic films are provided on both surfaces thereof, a total of four sliders are provided so as to face both surfaces of each disk.
  • a voice coil 40-63 (21-1-15 in Fig. 6) is attached. Magnets 40-61 and 40-62 (21-14 in Fig. 6) are located below and above this coil 40-63, respectively.
  • the magnetic flux is directed locally to the magnetic force 40 — 62, and vice versa, to the magnetic force 40 — 62, and vice versa.
  • coils 40 to 63 are arranged to cross this magnetic flux.
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of an embodiment when the present invention is applied to a magnetic hard disk device.
  • the double-sided magnetic disk 50-1A, 50-1B (40-52 in Fig. 19) is driven to rotate by the spindle motor 50-2.
  • the magnetic heads 50 — 3 A and 50 — 3 B are supported by arms 50 — 4 A and 50 — 4 B, respectively, and rotated by a boy coil motor (VCM) 50 — 5.
  • VCM boy coil motor
  • the two magnetic disks 50 — 1 A and 50 — 1 B have a track 50 — 502 that constitutes a cylinder 50 — 100.
  • two magnetic heads for writing and reading data to and from the lower surface of the double-sided disk 50 — 1 A and 50 — 1 B are provided, and the magnetic head 50 — As with 3 A, 50 — 3 B, it is supported by arms 50-4 A, 50 — 4 B, and is rotated by VCM 50 — 5 with the center of rotation 50 — 5 C as a fulcrum.
  • a clock mark 20 that provides a time standard is provided during the data track on the surface of the magnetic disk 50 — 1 A, 50 — 1 B.
  • -1 1 1 A number of stamps are formed in advance at the time of manufacturing the disc.
  • Reference numeral 50-6 represents the rotation center of the spindle motor 50-2, that is, the rotation center of the magnetic disks 50-1A and 50-1B.
  • the host computer 50 — 50 sends commands such as write commands and read commands to the controller 50 through the interface cable 50 — 60. -Supply to 70.
  • the controller 500-170 outputs a control signal for controlling the magnetic hard disk drive to the signal processing circuit 50-20.
  • the reproduced signal read from the magnetic head 50-3 A, 50-3 B by the disk 50-1 A, 50-1 B is applied to a reproduction amplifier circuit 50-21. Amplifies to a predetermined amplitude.
  • the outputs of the reproduction amplifier circuits 50-21 are output from the clock extraction circuit 50-22, the track position error detection circuit 50-23, and the home index extraction circuit 50- 24 and the track address decoders 50-80.
  • the reproduced clock signal (clock mark 20-11) extracted by the clock extraction circuit 50-22 is supplied to the track eccentricity measurement unit 50-25. Is done. Also, the home index signal 20 — 73 (FIG. 4) extracted by the home index extraction circuit 50 — 24 (FIG. 4), ie, the rotation phase origin signal, It is supplied to the eccentricity measuring section 500-250.
  • the track position error detection image path 50 0-23 is a track position error signal (total) based on the difference between the reproduction levels of a pair of double marks 20-12 and 20-13. A tracking error signal is generated and supplied to the tracking servo circuit 50-40 and the off-track judgment circuit 50-90.
  • the track eccentricity measuring unit 50-25 calculates the eccentricity of the data track circle 50-502 with respect to the rotation center axis 50-6 by the method described later.
  • the home index occurrence position of the desk is set to the angle coordinate value 0.
  • the angle is measured as a function of the angular position 0 on the disc, and the eccentricity is stored in the form of a table in the eccentricity storage unit 50-26.
  • This amount of eccentricity is supplied to a PLL circuit 50-30, which is used for correcting a time axis error of a clock signal, and is also supplied to a tracking servo circuit 50-40, and a VCM 50 — Used for control of 5.
  • the eccentricity stored in 26 is read out by the readout circuit 50-27 in synchronization with the rotation of the disk, converted into an analog signal by the D / A converter 50-28, and After compensation processing, that is, conversion into a speed signal, is performed by the forward compensator 50-129, the voltage is controlled as the control voltage of the voltage-controlled oscillator (VCO) 50-35 of the PLL circuit 50-30. It is a point that is forwarded.
  • VCO voltage-controlled oscillator
  • the PLL circuit 50-30 performs a predetermined filtering process such as low-pass filtering on the output of the phase comparator 50-31 and the output of the phase comparator 50-31. And a voltage-controlled oscillator 50-35 for outputting a clock signal having a phase and a frequency corresponding to the output of the filter 50-32.
  • the phase comparator 50-31 outputs the clock signal extracted by the clock extraction circuit 50-22 and the clock-controlled oscillator 50-35, and is output from the voltage-controlled oscillator 50-35. Outputs the phase difference from the clock signal fed back via frequency divider 50-36.
  • FIG. 21 The feature of the embodiment of the present invention shown in FIG. 21 is that an analog adder (operational amplifier) 50 — 33 is provided between the loop filter 50-32 and the VC 500-35 and the filter is provided.
  • the signal supplied from the load compensator 50 — 29 through the switch 50 — 34 is converted into a loop filter 50 —
  • VC 0 5 0 — 3 5 can output not only the output from the phase comparator 5 0-3 1, but also the readout circuit 5 0 — from the eccentricity amount storage section 5 0 — 2 6. 27, track eccentricity arriving via D / A converter 50 — 28, feedforward compensator 50 — 29 and switch 50 — 34 It is also driven by the display voltage.
  • VC 050 — 35 follows the pulse signal synchronized with the clock signal generated from the disk, for example, at a clock rate of 840 / rotation by so-called close drue operation, and the storage unit.
  • An open loop operation is also performed based on the current instantaneous eccentricity prediction signal from 5 0-26.
  • the clock from the disk observed from the playback head fixed in the 0 direction is the time axis. It has coarse and fine fluctuations (jitter) in the direction. Of these fluctuation components, the components corresponding to the rotation frequency (60 Hz) are mostly intentionally “excited” by the above-mentioned open-loop operation.
  • the clock signal output from the clock extraction circuit 50 — 22 and the clock signal output from the VC 500 — 35 are approximately ⁇ 20 ns ( (Nanosecond).
  • the closed loop operation Due to the phase approach by the open loop operation, the closed loop operation only needs to perform an operation of canceling a high frequency component having a small amplitude (several times to several tens times the rotation frequency) as a main fluctuation component. Therefore, finally, the output signal of VC050-35 with respect to the clock signal output from the clock extraction circuit 50-22 has an extremely close oscillation of ⁇ 1 ns or less. Can be kept in phase.
  • the data track circle is manufactured by a cutting machine with a feed accuracy of about 0.01 micron, as in the optical disc manufacturing equipment. Roundness error is 1 micron It will be a much smaller value. However, when such a disk is mounted on the rotating shaft (axis 40-54 in Fig. 19), the center of the disk, that is, the center of the data track circle, is 10 to A mounting error of about 50 m occurs.
  • reference numeral 50 — 500 indicates the center of the track 50-502
  • reference numeral 50 — 501 indicates the center of rotation of the disk.
  • the playback head 50 — 3 is supported by arms 50 — 4, and the tracking servo circuit 50 — 40 is traced over the center of the track 50 — 502. It is positioned with.
  • V 0 27 r r 0 X N (m / s e c)
  • T2 T0X1.025, which changes by 0.25%. Although this is minute, it can be measured with relatively high accuracy because it is in the time domain.
  • T 2 19.891
  • ⁇ 1 19.792 (ss)
  • the average value of T, the maximum value, and the minimum value are each about 50 ns (Nanoseca ). Since this can be measured with sufficient accuracy using current electronic circuit technology, measuring the amount of eccentricity results in measuring the time interval.
  • the advance / delay of the signal corresponding to the eccentricity observed over one rotation is stored as a digital value in the storage unit 50-26, thereby completing the creation of the eccentricity table.
  • the feedforward control of the VCOs 50 to 35 according to the present invention using the eccentricity tables stored in the storage units 50 to 26 in this manner is performed as follows. First, the contents of the storage section 50-26 are read out by the read-out circuit 50-27 in synchronization with the rotation phase of the disk, and converted to analog voltage from 50-28 by the D / ⁇ converter. After phase compensation by a feedforward compensator 50-29 consisting of a coil L, a capacitor C and a resistor R (not shown), the switches 50-34 and Applied to VCO 50-35 through the analog adder 50-33.
  • the oscillation phase of VCO 50-35 changes greatly as shown by the solid line in Fig. 23 when no feedforward compensation signal is applied, but when it is applied, the oscillation phase changes as shown by the broken line in Fig. 23. , Approaching almost 0 ° over one revolution.
  • FIG. 24 shows a second embodiment of the clock signal correction circuit of the present invention.
  • the displacement of the track itself (the amount of eccentricity) with respect to each position of the disk rotation is used as the storage contents of the storage units 50-26, but in the embodiment of FIG.
  • the operation equivalent to the feedforward compensator 50-29 in FIG. It is preliminarily applied to 0 to 25 2 and stored in the storage unit 5 0 to 26 A. Therefore, the amount stored in the storage unit 50-26A is a speed corresponding to the eccentricity.
  • the feedforward compensator 50-29 in FIG. 21 can be omitted.
  • the compensator 50 — 29 in FIG. 21, that is, the filter needs to be composed of high-speed elements for real-time operation, but the eccentricity measurement only needs to be performed about once a day.
  • the storage content selection unit 50-27A is configured to store a plurality of storage contents stored in the storage units 50-26A based on a command from the controller 50-70. The amount (ie, speed) corresponding to the amount of eccentricity of the disk surface is selectively extracted.
  • the eccentricity measurement results obtained in the same manner as the embodiment of FIG. 21 are converted into the required amplitude-phase characteristics by the arithmetic unit 50-252. After being adjusted, it is stored in the storage unit 50-26A.
  • This eccentricity measurement operation is repeatedly performed independently on each surface of a plurality of disks, for example, at an appropriate time after the power switch is turned on. There are four discs, so they are provided for each side. This is done a total of four times using the head. Therefore, the storage unit 50-26A stores four types of eccentricity.
  • the selection unit 50-27A converts the eccentricity data detected by the head 50-3B from the information stored in the storage unit 50-26A into a disc. 5 0 — 1 Output synchronously with B rotation.
  • the memory address corresponds to the angular position coordinate on the disk
  • the stored data corresponds to the eccentricity amount at this coordinate subjected to phase compensation.
  • the output of 50-35 can generate a pulse with a phase very close to the clock reproduced from the disc.
  • the operation results for the eccentricity of the operation units 50 — 25 2 are stored in the storage units 50 — 26 A, and the operation results corresponding to the disk surface to be processed are read out.
  • the amount of eccentricity itself may be stored, and the amount of eccentricity corresponding to the disk surface to be processed may be read.
  • Fig. 25 shows a magnetic disk in which N clock mark signals (20-11 in Fig. 2) are stored at physically equal intervals over one round of the circular data track.
  • the figure shows the relationship between the playback head fixed at a certain radius from the center of rotation of the chucked disk, ie, the locus of the signal reading head.
  • reference numerals 51 to 500 indicate the center of the circular data track
  • the data track 51 to D3 is concentric with the center 51 to 500.
  • And 5 1 -D 7 are formed, and N clock mark signals 51 1 -CM (20-11 in Figure 2) are physically spaced at equal intervals over one round of each data track. ) Is recorded.
  • Reference numbers 5 1 — 5 0 3 are playback heads that are fixed at a fixed radius 5 1 — 5 10 0 from the image center of the chucked disc 5 1-5 0 1. That is, it shows the circular locus of the signal reading head.
  • the circular locus 5 1 — 5 0 3 approaches the center of the circular data track 5 1 — 5 0 0, the circular locus 5 1 — 5 0 3 passes through the clock on the circular data track.
  • the mark travels the shortest time when the head passes through the distance between the mark signal 5 1 — CM 5 1 — 5 1 3 and the circular locus 5 1 — 5 0 3 is the center of the circular data track 5 1 — 5 0 1
  • the distance between the clock marks on the circular data track through which the circular locus 5 1 — 503 passes when the force and the furthest distance is 5 1-5 1 4
  • the longest time for the head to pass through Become. This is because the disk rotation radii 5 1-5 10 are the same and the head passing speed is the same.
  • the playback head is fixed at a fixed radius of 5 1 — 5 10 from the center of the disc rotation of the chucked disc 5 1-501, that is, playback from the signal read head.
  • Clock mark to be measured Measures the time interval of the reproduced signal and uses this to determine the eccentricity. It is possible to obtain the amount of eccentricity corresponding to the disk angle position caused by 5 1-5 1 1.
  • FIG. 26 shows a specific configuration example of the time interval measurement units 51 to 70 and the eccentricity calculation units 51 to 25 constituting the eccentricity measurement units 50 to 25 in FIG.
  • the eccentricity recording units 51 to 26 correspond to the eccentricity recording units 50 to 26 in FIG.
  • the time interval measurement units 51-70 are flip-flops 51-71, counters 51-72, inverters 51-73, and counters. 5 1 — 7 4, Oscillator 5 1 — 7 5 and Switch 5 1 — 7 6.
  • the eccentricity calculation unit 5 1 1 2 5 consists of a CPU 5 1-2 5 1, a memory 5 1-2 5 2, a latch 5 1-2 5 3 and a 5 1-2 5 4, and a calculator 5 It is composed including 1 — 2 5 5.
  • the eccentricity storage section 51-260 includes memory 51-260.
  • ⁇ ? 115 1 — 25 1 also has a memory access function for memory 51 — 25 2.
  • the flip-flops 5 1 to 7 1 are clock signal reproduced signals from the disk 5 1 and pulse signals 5 1 to 1 TD that switch to High and Low at the TTL level each time a CMS arrives. Is output.
  • the pulse signal 51-TD is supplied as it is to the counters 51-72, and is also inverted by the inverters 51-73 and supplied to the counters 51-74.
  • the counter 5 1-7 2 measures the time interval between pulse signals 5 1-TD using the oscillator 51-75 and outputs the time interval measurement value 51-1 CTA.
  • the counters 5 1-7 4 determine the time interval of the High of the pulse signal output from the inverters 5 1-7 3, that is, the time interval of the Low of the pulse signal 5 1-TD.
  • 7 5 Measured using time interval 5 1 — CTB output switch 5 1 — 7 6 is output from counter 5 1 — 7 2 Measured interval value 5 1 — Measured time interval value output from CTA and counter 5 1-7 4 5 — CTB, CPU 51 — 2 51 1 used for home index signal 51 — Control signal 51 output based on HIS (20-73 in Fig. 4).
  • the memory 5 1-2 5 2 is obtained from the (N + NZ 2) (one half-screen) time interval measurements 5 1-2 50 supplied from the switches 5 1-76.
  • CPU 5 1 — 2 5 1 Home index signal 51 1 — Control signal output based on HIS 51 1 — CS 2 and address 51 1 — Stores sequentially according to AS 2 .
  • the measured time interval values stored in the memory 5 1-2 52 are the control signals 5 1-CS 2 and the address signals 5 1-AS 2 output from the CPU 51-1 51. Is read in accordance with The read P-th time interval measurement value is stored in the latch 51-25 3 according to the latch signal 51-LHA output from the CPU 51-25 1.
  • the read (P + NZ 2) -th time interval measurement value (of the sampling position where the disk has rotated 1 Z 2 times from the P-th sampling position) is the CPU 51-25 Latch signal 5 1 — output from 1 Latch 5 1 — LHB holds at 5 1 — 25.
  • the subtractor 5 1 —2 5 5 subtracts the (P + N / 2) th time interval measurement from the Pth time interval measurement.
  • the N subtraction results obtained from the subtracter 5 1-2 5 5 are the control signal 5 output from the CPU 51-25 1 based on the home index signal 51-HIS. 1-Stored in memory 51-260 sequentially according to CS1 and address signal 51-AS1.
  • the subtraction result stored in memory 5 1 — 2 60 The amount of eccentricity corresponding to the distance between the circular data track 5 1 — D 3 and the head trajectory 5 1 1 5 0 3 (see Fig. 25).
  • FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the clock mark reproduction signal 51 1 CMS and the measured time interval in the configuration example of FIG. 26.
  • the count value of the time interval between the n-th clock mark reproduction signal 51-CMS and the (n + 1) -th clock mark reproduction signal 51-CMS is represented by t (n).
  • t (n) the count value of the time interval between the n-th clock mark reproduction signal 51-CMS and the (n + 1) -th clock mark reproduction signal 51-CMS
  • t (n) the count value of the time interval between the n-th clock mark reproduction signal 51-CMS and the (n + 1) -th clock mark reproduction signal 51-CMS
  • t (n) the count value of the time interval between the n-th clock mark reproduction signal 51-CMS and the (n + 1) -th clock mark reproduction signal 51-CMS.
  • Fig. 28 shows an example of the clock mark playback signal time interval measured by the time interval measurement unit 51-70 constructed as shown in Fig. 26, that is, the time interval measured by the memory 51-70.
  • An example of the time interval of the clock mark playback signal that is, the count value sequence 5 1 1 2 5 0 stored in the memory 5 1-2 5 2 is represented in relation to the data number (sampling number). Things.
  • the count value when the circular trajectory 5 1-500 in Fig. 25 is farthest from the center of the circular data track 51-500 is t (k), The count value when approaching is t (k + NZ 2).
  • Fig. 29 shows an example of the eccentricity stored in the memory 51-260 of the eccentricity storage unit 51-26 configured as shown in Fig. 26 in relation to the disc rotation angle. In other words, it represents the distance caused by the eccentricity between the circular data track and the head locus 51-503 (see Fig. 25).
  • the eccentricity measurement result obtained by subtracting the (P + NZ 2) th time interval measurement from the Pth time interval measurement.
  • the data sequence 51-261 stored in the memory 51-260 can be used as an eccentric distance table corresponding to the disc angle position for eccentricity correction.
  • FIG. 30 shows the configuration of another embodiment of the eccentricity measuring section 25 of FIG. 21.
  • the time interval measurement value measured by the time interval measurement unit 51 — 70 C is calculated based on the home index signal 51 1 -HIS by the memory access unit 51 — 25 1 C.
  • the data is sequentially stored in the memory 51 — 252C.
  • the time interval measurement value stored in the memory 5 1 — 2 52 C is output based on the home index signal 51 1 — HIS by the memory access section 51 — 2 51 C.
  • the addition result obtained by the adder 5 1 — 25 C is output from the memory access section 51 — 25 1 C based on the home index signal 51 — HIS. Control signal 51-CS9 and address signal 51-AS9 are sequentially stored in memory 51-2 ⁇ 6C.
  • the addition result obtained by the adder 5 1 — 25 5 C is added by N adders (that is, one image transfer) by the adder 5 1-25 7 C, and the adder 5 1 —
  • the addition result obtained at 257 C is divided into 1 / N by a divider 51-258 C, and the average value 51-AV 3 is output.
  • the memory result stored in the memory 5 1 — 2 56 C is stored in the memory access section 51 — 25 1 C based on the home index signal 51 — HIS. They are sequentially read out according to the output control signal 51-CS9 and the address signal 51-AS9.
  • the subtraction result obtained by the subtractor 5 1 — 25 9 C is output from the memory access section 51-25 1 C based on the home index signal 51 1 — HIS.
  • the data is sequentially stored in the memory 51-260 C.
  • the subtraction result stored in the memory 5 1 — 260 C is the amount of eccentricity corresponding to the disk angle position, and the circular data track 5 1 — D 3 and the head locus 5 Indicates the distance due to eccentricity with 1-500 (see Fig. 25), and the memory access section 51-25 1 C is based on the home index signal 51-HIS.
  • Control signal 51 1 — CS 10 and address signal 51 1 — Reads as eccentricity 5 1 — 26 1 C according to AS 10 C, and the eccentric distance for eccentricity correction It can be used as a table. Therefore, the embodiment of FIG. 30 can reduce the noise and shorten the counter length used for the time interval measurement.
  • FIG. 31 shows the relationship between the clock mark reproduction signal and the measured time interval 51-250 C in the embodiment shown in FIG. 30.
  • FIG. 32 shows the clock mark reproduction signal measured by the time interval measuring section 51-170C and stored in the memory 51-252C in the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a time interval 51 1 to 250 C of the first embodiment and an average value 51 1 to AV 3 output from the divider 51 1 to 250 C.
  • the time interval measuring unit 5 1 — 70 C measures the minimum time unit of the measuring means. When the minimum time unit is coarse with respect to the amount of eccentricity, the measured time interval data string 5 1 1 2 5 0 C becomes step-like with respect to the disk angle position. If the number N / 2 of adding the time interval data sequence 5 1 1 2 5 0 C measured in steps in the adder 5 1-2 5 5 C is sufficiently large, the obtained eccentricity information will be the disk angular position. Can be reproduced smoothly.
  • FIG. 33 shows an example of the eccentricity stored in the memory 51-260 C in the embodiment shown in FIG. 30 in association with the rotation angle of the disc, ie, 51 1-26 1 C, that is, It represents the distance caused by the eccentricity between the circular data track 5 1 — D 3 and the head trajectory 5 1 — 5 0 3 (see Fig. 25) and is stored in the memory 51-260 C.
  • the data string 5 1-2 61 C can be used as an eccentric distance table corresponding to the disc angle position to perform eccentricity correction.
  • the eccentricity is measured from the clock mark.
  • the servo patterns (unique patterns 20 to 72, 7) recorded in the servo data recording areas 20 to 40 shown in FIG. It may be measured from gray code 20 — 71, double mark 20 — 12, 20 — 13).
  • FIG. 34 shows a configuration of an embodiment when tracking control is performed in a magnetic disk device.
  • Magnetic disk 6 0 — 2 (5 in Fig. 21) 0-1 A, 50-IB) is driven to rotate by spindle motors 60-8.
  • the magnetic head 60 — 10 (having the configuration shown in FIGS. 17 and 18) is supported by an arm 60 — 12 and a voice coil motor (VCM) 60 — 14 To write and read data to and from the magnetic disk 60-2.
  • VCM voice coil motor
  • the magnetic disk 60 — 2 has a number of concentric or spiral tracks 60 — 4 formed therein, and the tracks 60 — 4 have the same shape.
  • the service pattern is recorded in advance.
  • the rotating shaft of the spindle motor 60-8 is driven at, for example, 360 rpm.
  • the reproduction amplifier circuit 60 — 21 amplifies the output of the magnetic head 60 — 10 and outputs it to the track position error detection circuit 60 — 23 and the track address decoder 60 — 32 I do.
  • the track address decoder 60-32 reads the gray code track address from the input signal, compares it with the address of the desired (accessible) track, and calculates the difference between the two. Is output to position generators 60 — 36 as a coarse signal.
  • the track position error detection circuit 60 — 23 detects the signal corresponding to the observable mark from the input signal, and detects the magnetic head 60 — 10 corresponding to the deviation from the track. Outputs a locking error signal. This signal is subjected to AZD conversion by the AZD converters 60-34 and supplied to the position generators 60-36.
  • the position generator 60 — 36 adds the output of the track address decoder 60 — 32 to the tracking error signal output by the A / D converter 60 — 34, and Generate the position signal (final tracking error signal).
  • the feedback control section 60 — 40 is provided with a position signal from the position generator 60 — 36 and a signal indicating the track servo reference (corresponding to the position where the magnetic head is to be placed, When the position is at the center of the track, this signal becomes 0) and outputs a position error signal by calculating the difference between the subtracter and the PID (PID ( P r 0 p 0 rt 1 0 na 1 plus Integralus Derivativeaction) Components for performing the action (proportional-integral-derivative action) 6 0 — 4 2, 6 0-4 3 and 6 0 — 4 4 It has adders 60 to 45 for adding the outputs of the components.
  • the feedback control section 60 — 40 drives the VCM 60 — 14 through the D / A converter 60 — 70 and the drive amplifier 60 — 80, and the magnetic head 60 — — Performs the operation of positioning 10 at the reference position (normal center) of track 6 0 — 4 (so-called closed loop operation).
  • the above is a known technique.
  • the feature of the embodiment of the present invention shown in FIG. 34 is that a feedforward control 60-60 having an eccentricity storage section 60-26 is provided, and that the feedforward control is provided.
  • the output signal of the section 60-60 is phase-compensated (equalized) by the phase compensation circuit 60-75 and the output signal of the feedback control section 60-40 is added.
  • adders 60-56 are provided to the DZA converters 60-70.
  • the eccentricity storage units 60-126 constituting this feed-forward control unit 60-60 include the eccentricity storage units 50-26 in FIG. 21 (the eccentricity in FIG. 26).
  • the quantity storage unit 5 1 —2 6) can be used as it is. That is, as described with reference to FIGS. 25 to 33, data corresponding to the eccentricity is stored in the eccentricity amount storage unit 60-26.
  • This signal is phase-compensated (phase-advanced) by the phase compensation circuit 60-75, and then input to the adder 60-56.
  • the KAMINO 60-56 adds this signal to the output 60-52 of the feedback control unit 60-40, and then via the D / A converter 60-70.
  • VCM drive Supplied to amplifiers 60 — 80.
  • the driving amplifier 60 — 80 drives VCM 60-14 accordingly.
  • the servo pattern recorded on disk 60-2 is used as a reference signal for referring to the control amount data of the eccentricity amount storage unit 60-26 at the same timing as when the eccentricity was measured.
  • a signal reproduced from the head 60-0-6 (for example, the clock mark described above) by the head 60-0-10 or a rotation angle signal of the spindle motor 60-8 may be used.
  • the position generator 60-36, the feed knock control unit 60-40, the DA converter 60-70, and the VCM drive amplifier 60-8 The steady-state positioning deviation with respect to the track reference position, which is the target of closed loop control composed of 0, can be further reduced, but the principle is as follows.
  • FIG. 35 is a simplified block diagram of the embodiment of FIG.
  • 60-15 1 is a circuit system for driving VCM 60-14, that is, a feed-back control block 60-40 transfer function
  • 60-15 2 Is the transfer function of the controlled VCM 60--14
  • r is the reference value of the target track
  • X is the head position
  • d is the track eccentricity
  • y is the observation position.
  • U ff is a feedforward control output newly added in the present invention.
  • the residual disturbance component d 'in Fig. 35 can be expressed by the following equation.
  • a track is formed on a magnetic disk in advance by engraving, and in addition to a double mark, a gray code, and other servo marks, a clock mark, a sector number, and a track number are also provided.
  • the rack number etc. are also preformed by engraving.
  • a magnetic disk on which a predetermined mark is formed by engraving in advance is incorporated in a housing described later, it is inevitable that an eccentricity of about 50 m is generated.
  • the positional error between the track and the magnetic head be about 0.1 l / m.
  • each of the 147 2 servo areas has one servo area per rotation (one revolution). It is made to be formed. Therefore, when this is rotated at 60 Hz, the sampling rate of the servo data is from 80 kHz to 88 kHz. As a result, a position signal having a band of 40 kHz or less is obtained.
  • the tracking servo of the optical head used for recording / reproducing a magneto-optical disc is a configuration in which a minute objective lens that irradiates a laser beam to the magneto-optical disc is driven only by a voice coil.
  • a tracking servo system can be constructed so that the gain becomes 1 at approximately 30 kHz. When the disk rotation frequency is 60 Hz, the gain is about 500 times. Therefore, even if the eccentricity is 50 m, the tracking error is reduced to 0.
  • the arm holding the magnetic head is rotatably supported by the ball bearing, and the arm is supported by the ball bearing.
  • the tracking control is performed by turning. Therefore, the mass of the driven part is much larger than in the case of the optical head, and mechanical resonance occurs near 10 kHz.
  • the gain of the tracking servo system in the magnetic disk device shown by the solid line in FIG. 36 is increased as a whole and moved to the position shown by the dashed line in the figure. Oscillation occurs at. For this reason, the overall gain of the servo system cannot be increased.
  • the sampling frequency of the servo servo must be increased according to Nyquist's theorem. Since this means increasing the number of servo data per track, the recording capacity of the disk is correspondingly reduced.
  • the gain of the servo system is set to the magnitude shown by the solid line in Fig. 36, it is possible to obtain only about 50 times the gain at the rotation frequency of 60 Hz. Therefore, the deviation of 50 / m can be suppressed to at most about 1 / m.
  • the feedforward signal is a normal traffic signal. It is added to the king error signal. As a result, the apparent gain of the tracking servo system becomes locally large at a frequency of 60 Hz, as shown in Fig. 37. Since a gain of about 10 times can be obtained by this feedforward signal, the residual error of 1 m due to the closed loop described above can be suppressed to 0.1 m. As a result, at a frequency of at least 60 Hz, a gain of 500 times can be obtained, and the deviation of 500 ⁇ m is suppressed to 0.1 m. be able to.
  • the frequency at which the gain becomes 1 is reduced by about one digit compared to the case where the overall gain is increased. It can be done.
  • the force is 30 kHz when indicated by the broken line in FIG. 36, and 3 kHz when indicated by the solid line in FIG.
  • the sampling frequency required to reproduce position information up to 3 kHz is at least 6 kHz.
  • the frequency of this Nyquist is a frequency on the verge of losing information, a sampling frequency of 5 to 10 times that of the Nyquist is practically necessary.
  • FIG. 38 shows the configuration of an embodiment of a detection circuit for detecting off-track.
  • the window comparator 70 0-1 has the output of the track position error detection circuit 50-23 in FIG. 21.
  • a tracking error signal is provided.
  • the window comparator 70-1 is also supplied with the reference voltage output from the reference voltage generating circuit 70-2.
  • the reference voltage includes a reference voltage as an upper threshold value constituting a window and a reference voltage as a lower threshold value.
  • the window comparator 70-1 compares the tracking error signal with these two values, and determines whether the level of the tracking error signal is greater than the upper threshold or less than the lower threshold. When the value is smaller, the detection signal is output to the judgment circuit 70-3.
  • the determination circuit 70-3 determines whether or not to stop the recording operation based on the input signal, and outputs the determination result to the recording unit 10-9 in FIG. In the recording units 10-9, the recording operation is stopped when this signal is input.
  • step S70_1 it is determined whether or not a tracking error signal exists in the window. This step is determined by the window comparator 70-1. When the tracking error signal exceeds the range of the window, the number is set to the variable N in step S70-2. That is, the variable N indicates the number of times that the level of the tracking error signal exceeds the range of the window.
  • step S70-3 where the number of consecutive times that the tracking error signal exceeds the range of the window is stored.
  • the tracking error signal is sampled (at the segment cycle) each time a wobbled mark arrives, but when a continuous segment exceeds the window range, the number of times is counted. Is stored.
  • step S70-4 the stored number of consecutive times is three or more. It is determined whether it is above. If it is not three consecutive times, proceed to step S7 0-5, and it is determined whether three of the last four samplings are out of the window range. You. If the determination in step S7 0 — 5 is also N0, proceed to step S7 0 — 6, and if the end is not instructed, return to step S7 0 — 1 and perform the same processing. returned.
  • step S70-4 If it is determined in step S70-4 that the number of times exceeding the window range has been three consecutive times, or in step S70-5, the sampling of the past four strokes has been performed. If it is determined that three times have exceeded the range of the window ⁇ , the process proceeds to steps S70 to S7 to output a pulse for stopping the recording operation. This pulse is supplied to the recording units 10-9 in Fig. 1, and when this pulse is input to the recording units 10-9, the recording operation is stopped. After step S7 0-7, the processing after step S70-0-6 is repeated.
  • the detection window is disengaged.
  • the recording operation is stopped for the first time when the position data occurs at a predetermined frequency or more.
  • the window is set to have the same width in both the positive and negative directions around the reference position. Set the width of this window from the reference position (1/2 the width of the window) to 0.75 ⁇ m (tracking error signal level and magnetic head tracking).
  • the error detection probability when a shock of 10 G is applied is reduced to 1 0 3 can be below.
  • the probability that the recording operation can be stopped should be 95% or more when the amount of off-track is 0.95 or less. be able to.
  • the imbalance between one side and the other side of the center of rotation of the arm on which the magnetic head is attached is 0.1 gem or less, and the sampling frequency of the observable mark is 25 kHz.
  • the SZN of the position signal is 31 dB. (If the track width is 5 ⁇ m and the noise shift is 0.07 ⁇ m, the ratio is 3 1 dB).
  • Figs. 40A and 40B indicate a case where the shock is a size of 100 G and a case where the shock is a size of 100 G).
  • 0B indicates a case where the shock is a size of 100 G and a case where the shock is a size of 100 G).
  • 0.12 m off track on one side left or right. It is assumed that there is a possibility of erroneous detection in the section where the off-track force is 0.1 m or more. The time of this section is about 1.8 ms (45 samples).
  • the maximum off-track during a 10 G shock is 0.6 m. Therefore, assuming that an off-track of 0.6 ⁇ m occurs during a period of 1.8 ms (45 samples), and the probability of false detection is estimated, the S / N of the position signal becomes 3 when a 1 d B, the probability that the observed offset 0. 1 5 ⁇ m or more on one side than the actual position, 1. 6 2 XI f) - a 2.
  • an off-track of 0.6 ⁇ m is generated, three or more out of four consecutive samples are erroneously detected as being outside the window (within 0.75 m). probability of being is a 1. 6 8 X 1 0 5.
  • Fig. 40A On the other hand, if there is a 0.1-gem arm annunciator and a shock of 100 G is applied as shown in Fig. 40A, the off-transistor after the shock is applied The result is as shown in Fig. 40B. As shown in the figure, an off track of ⁇ 1.2 / m exceeding the window range ( ⁇ 0.75 am) has occurred, and it may be necessary to stop recording. Understand.
  • Figure 41 shows an enlarged response immediately after the shock was applied. It can be seen that the magnetic head moves at a speed of about 0.03 / m / sampling in the section where the offtrack is about 0.7111 to 0.9 ⁇ m. Actually, the moving trajectory of the head changes due to the effect of noise, and the speed also increases or decreases.Thus, assuming the worst case, consider moving at 0.04 m / sampling speed. .
  • Figure 42 shows how the magnetic head goes off-track when a 100 G shock is applied in this way. Although it was only necessary to be able to detect off-track in an off-track condition of 0.95 ⁇ m or less, the deviation of position detection timing (maximum 1 sample exists) is considered. Then, in FIG.
  • the off-transistor of 0.91 m is obtained.
  • the probability of detecting at least three samples out of four consecutive samples out of the window ⁇ (within ⁇ 0.75 m) up to the shock position is calculated. , 95.1%.
  • the detection rate up to the 0.95 ⁇ ⁇ m off-track in Fig. 42 is 99.7%, so the worst case is off-track within 0.99m. Can be expected to be detected.
  • FIG. 43 shows an example of a response to a 100 G shock in a simulation in which the S / N is 31 dB and the noise is added.
  • the broken line represents the actual amount of off-track
  • the solid line represents the observation position.
  • the off-track amount exceeds the window threshold of 0.75 m
  • the off-track reaches about 0.9 ⁇ m in the fourth sample.
  • recording can be stopped at a time point of 0.95 m or less.
  • a piezoelectric element may be provided inside the magnetic disk device to prevent the impact. This makes it possible to detect the impact very quickly and stop the recording operation as compared with the case of detecting the impact.
  • this decoding method is not applicable to decoding data in the data area.
  • the ID part of the section (gray codes 20-72 in FIG. After decoding the ID, such as sector number 20 — 41 a, track number 20 — 41 bl, 20 — 41 b 2), read or write data to that sector. It is not suitable for those who need to quickly judge whether or not to do so. Therefore, as a method of recording and reproducing data on a magnetic disk using the partial response method, for example, “Viterbi Detection of Class IV Partial Response on a Magnetic Recording Channel” IEEE TRANSATI0NS ON COMMUNICATIONS, VOL. 34, NO, 5, MAY 1986, etc., the so-called Wood algorithm is known.
  • the three surviving path patterns are represented by three types of two-letter symbols: ⁇ ⁇ (upward divergence), ⁇ (parallel path), ⁇ i (downward divergence). . ,
  • Fig. 45 shows an example of decoding data from a magnetic disk (having the format shown in Fig. 2) using such an algorithm of W00d, and detecting the error.
  • 2 shows a configuration example of a reproducing circuit 80 to 80 that performs the following.
  • the data from the magnetic disk is input to the processing circuit 80-10 or 80-20, and the even-line samples or the odd-line samples are individually processed, and then the data is output to the synthesis circuit 80-2.
  • the original order is restored and output based on the timing of the switching signal output from the switching circuit 80-1.
  • FIG. 45 the configuration of the processing circuits 80 to 10 for processing even-numbered column samples is shown in detail, and the processing circuits 80 to 20 for processing odd-numbered column samples are similarly configured.
  • the data from the magnetic disk is converted by the switching signal (eVen / odd- 1 (in the figure, odd to one) in the figure) from the switching circuit 80-1.
  • the subtraction circuit 8 0 — 1 via the switch 8 0 — 1 1 that turns off 0 N / OFF at the timing of the even-column sample / odd-column sample 2 and register 8 0 — 1 3b. That is, the subtraction circuit 80-12 and the register 80-13b are supplied with an even-numbered sample of data from the magnetic disk.
  • Register 8 0 — 13 b stores the sample value y P at the previous divergence point
  • subtraction circuit 80 — 12 stores the input even-column sample (magnetic disk section 10 — 2). Subtract the value yP stored in register 8 0 — 13 b from yk (operating (yk — yp)) from yk, and add it to comparison circuit 80 — 14 Output.
  • the comparison image 8 0 — 1 4 is stored in the thresholds + 2, 0, — 2, the output (yk — yp) of the subtraction circuit 80 — 1 2, and the register 80 — 13 a.
  • the operation processing shown in Tables 2 and 3 is performed in accordance with, and the output data shown in Tables 2 and 3 is output in accordance with the operation result. The details of this calculation will be described later with reference to FIG.
  • ⁇ output from the comparison circuit 80 — 14 takes one of the values +1 and 1, and the divergence immediately before is If the divergence is upward ( ⁇ ⁇ ), ⁇ is set to 1; if the previous divergence is downward divergence ( ⁇ i), / 1 is set to 1 Is cut.
  • /? Indicates the type of divergence before i (whether the previous divergence was an upward divergence or a downward divergence).
  • Registers 80 to 15 count the number of PLL clocks that can be output from a PLL (not shown) and store the count value k (sampling time).
  • Registers 80-16 correspond to the update instruction (UPDATE) output from the comparison circuit 80-14 and set the count value k of the register .80-15 to (the previous divergence occurred. Time).
  • the selection circuit 8 0 — 17 corresponds to the selection command (Pork) output from the comparison circuit 80 — 14, and the value P stored in the register 80 — 16 or the register 80 — 15 Select the value k to store.
  • the RAM 80-18 uses the output (P or k) of the selection circuit 80-17 as a write address and stores the output data (DATA) from the comparison area 80-14. Write to cell.
  • the counters 80 to 19 count (count up) the number of data to be written to the RAMs 80 to 18 based on a reference clock output from a circuit (not shown).
  • the AM 80 to 18 simultaneously outputs the data of all the memory cells to the combining circuit 80. — Send to 2.
  • the synthesizing circuit 80-2 based on the switching signal (eVen / odd “ 1 ”) from the switching circuit 80-1, processes the even-numbered sample from the processing circuit 80-10 and the processing circuit 80- Return the odd-numbered column samples from 20 back to the original array and output.
  • a squarer is not required when performing Viterbi decoding of data, and only one adder, two con- trollers, and two relays are required. Become. However, besides, it is necessary to prepare RAM 80-18 for storing the path.
  • the shift register operation circuit 80-3 is provided with a switching signal (even / odd- 1 ) from the switching circuit 80-1, an update instruction (UPDATE) from the processing circuit 80-10, and output data (DATA ), And the processing circuit 80 — using the update instruction (UPDATE) from the 20 and the output data (DATA), perform the Viterbi decoding based on the above-mentioned W 0 0 d algorithm, and simultaneously perform the CRC operation. Is made to do You.
  • the comparison circuit 80—14 is operated according to FIG. 65 and FIG. It operates as follows.
  • the selection circuit 80 — 17 stores the stored value P of the register 80 — 16
  • the RAM 80 to 18 are a plurality of memory cells D with 1-bit capacity, for example, as shown in Figure 47.
  • a de Les decoder 8 0 - 3 1, each Note Li cell D.
  • To D n and write control lines 80 0 to 32 0 to 80 0 to 32 n.
  • memory cell D To the D n comparator circuits 8 0 4 5 - and summer so that data (DATA) from 1 4 is Kyoawase all.
  • the address decoders 80-31 are supplied with the write addresses AO to An from the selection circuit 80-17 shown in FIG. 45, and the address decoders 80-31 are supplied with the write addresses. Decode the addresses A0 to An, and supply a 1-bit signal as a write signal to each of the memory cells DO to Dn. As a result, the predetermined data (DATA) from the comparison circuit 80-14 is stored in the predetermined memory cell. ⁇ .
  • FIGS. 48A and 48B show the timing chart in FIGS. 48A and 48B. It is.
  • Fig. 48B shows the method in the playback circuit 80-80.
  • the write enable to RAM 80 "18" becomes active, the ID part is decoded and all data is written.
  • the read enable from RAM 80-18 becomes active and moves to the data area, and all data is read simultaneously.
  • the delay time can be drastically reduced from the end of writing to the end of reading data from RAM 80-18.
  • the memory cells DO to Dn can be easily configured by, for example, using a 1-bit flip-flop and inputting a write control signal in synchronization with a clock. It can be realized.
  • an error detection code such as a CRC (Cyclic Redundancy Check) code is included in the sector number and the track number. It is usually added.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the switching signal (even / odd- 1 ) from the switching circuit 80-1 and the processing circuit 80-0 —
  • the data is decoded (Viterbi decoding) using the update instruction (UPDATE) and output data (DATA) from 10 and the update instruction (UPDATE) and output data (DATA) from 20-0
  • CRC calculation is performed.
  • the UPDATE and DATA output from the comparison circuit 80-14 of the processing circuit 80-10 for processing the even-numbered column samples include signals corresponding to the even-numbered column samples.
  • each character string is suffixed with — eVen, and the comparison circuit (processing circuit 8 0 — 1 0 comparison circuit 8 0 — circuit corresponding to 1 4)
  • the comparison circuit In the output UPDATE and DATA, add-0 dd to the end of each character string to indicate that they are signals corresponding to the odd-numbered row samples.
  • the shift register operation circuit 80-3 is composed of J + 2 flip-flops D cascaded as shown in FIG. a—, or D aj , D b- ! To D bj , D c- 1 to D c j, or D d , to D d , and J + 1 selectors S a0 to S a> i , S b0 to S b j, S c0 to S cj , or S d .
  • To S d ⁇ i are connected to each other, and four a to d series serial shift registers are configured as parallel load / serial shift registers connected to the parallel.
  • the flip flops D a- , through D aj , D réelle-, through D bj , D c-1, and D d- , through D dj are supplied by a clock (not shown).
  • S dj is a switching signal from the switching picture plane 80-1 (even / odd- 1 (in FIG.
  • processing circuit 8 0 Update from 10—e Ven, DAT A_ even, and processing circuit 8 0—UPDATE from 20—odd, DATA—Odd based on one of the three input signals Select and output.
  • the generator polynomial in the CRC operation is G (X) shown in the above-mentioned expression (80-1). Therefore, J is 16.
  • the shift register operation circuit 80 “3” the outputs of the XOR gates 80 — 41 a to 80 — 41 d are output from the XOR gates 80 — 42 a to 80 — 42 d.
  • the flip-flops D a , 2 , D b , Z , D ci 2, or D dl !, and the selectors Sal 3 , S bl 3, 3 XOR gates between CI 3 and S dl 3 are input to the XOR gates, respectively. Therefore, the shift register arithmetic circuit 80 0-3 is a serial shift of the four a to d series columns.
  • Each register is provided with a selector in a CRC decoding circuit (not shown) that performs a CRC operation corresponding to the generation polynomial of (80-1), and two flip-flops are provided in front of the selector. It has the same configuration as the one with one selector.
  • each serial shift register when focusing on each of the four serial shift registers a through d of the shift register arithmetic circuit 80-3, each serial shift register generates the shift represented by the equation (80-1).
  • the CRC calculation based on the polynomial G () is performed.
  • processing circuit 80 0 Update from 20 — Based on 0 dd, DAT A_odd, select the surviving serial shift register sequence while synthesizing even and odd column samples, and immediately select the path Then, it becomes a circuit for Viterbi decoding of data.
  • the reproduced data is sequentially (in sample order) Viterbi-decoded and output.
  • the shift register arithmetic circuit 80-3 configured as described above first includes the UPDATE-even from the processing circuit 80-10 or 80-20 according to the above-mentioned FIG. 65 and FIG. , DATA — even or UPDATE .odd, DATA — odd, and the switching signal (even / odd-') from the switching circuit 80 — 1 is input to the shift register arithmetic circuit 80 — 3, respectively. .
  • the processing circuits 800-1 When the switching signal (even-odd- 1 ) from the switching circuit 80-1 is logic 1 (when it is at the H level), the processing circuits 800-1 0, UPDATE-1 even and DATA- Processing is performed based on even, and when the switching signal (eVen / odd— ') from the switching circuit 80-1 is logic 0 (L level), the processing circuit 80-0— Processing is performed based on UPDATE-odd and DATA-0 dd from 20.
  • a switching signal (even / 0 dd- 1 ) from the switching circuit 80-1 and a processing circuit 80-10 are firstly output from a signal generation circuit (not shown).
  • input-b becomes the same value as UPDATE (UPDATE- even) output from the processing circuit 8 0-10, which is valid only at the timing of the even-numbered column samples.
  • the value is the same as UPDATE (UPDATE-odd) output from the processing circuit 80-20, which is valid only at the timing of the column sample.
  • input-a has the same value as UPDATE (UPDAT E_e ve ⁇ ) output from the processing circuit 80-10 at the timing of the even-column sample, and the timing of the odd-column sample is obtained.
  • the value is the same as the value of UPDATE (UPDATE-odd) output from the processing circuit 80-20.
  • the four signals input-a, input-b, input-c, or input-d are the first-stage flip-flops D a- , through D d of the shift register operation circuit 80-3 (Fig. 49). —,, Is entered.
  • this shift register operation circuit 80-3 From the above equation, in this shift register operation circuit 80-3, From the processing circuit 8 0 — 10 0 to 11 0 8 chose E—even and DATA— even, and from the processing circuit 80—20, UPDATE—odd and DATA—Odd, a series of serial shift registers that survive ( (The correct path) is selected, and the data latched in the flip-flop of the selected series of serial shift registers is copied to the flip-flop of the other series of serial shift registers. And Viterbi decoding is performed.
  • XOR gates 80-41 a to 80 — 41 d are the outputs of flip-flops D a5 to D d5 of the serial shift registers of a series to d series.
  • XOR gates 80-42 a through 8d 4 2d are taken and input to selectors Sa6 through Sd6 , respectively, and a series through d series XOR between the output of the re Arushifu shown DOO register Senufu Li Ppufuro-up D al 2 to D dl 2 is its unfavorable Ppufu opening-up D al 2 to D dl 2, not shown Se Lek data S are collected by an XOR gate one preparative respectively provided between the al 3 to S d 13, are input to the selector S al 3 to S dl 3.
  • the CRC operation based on the generator polynomial expressed by the expression (80-1) is performed.
  • a block of data (bit string) to be decoded (bit string of a processing unit to be decoded) is terminated by a trellis.
  • trellis Requires a two-bit code to terminate the diagram (hereafter referred to as trellis) Becomes The two-bit code is a code before precoding, and generally 11 is added to the end of the block.
  • the two-bit code for terminating the train is not necessary for performing the CRC operation. Therefore, in the shift register operation circuit 80-3, it is added to the end of the data block.
  • the two bits of data corresponding to the code (11) for terminating the train are the flip-flops D a —, ⁇ of the serial shift register of the a-sequence to d-sequence. , And D a . Through D d .
  • the flip-flops are arranged between the cascade-connected flip-flops constituting the serial shift registers of each system for performing the Viterbi decoding method.
  • the XOR gate that calculates the exclusive OR of the outputs of the two is arranged so as to perform a CRC operation, so if a J-th order CRC code generator polynomial is used, a magnetic disk After the last bit of the block of data from section 10-2 is input to the reproduction circuit 80-0 of Fig. 45, the CRC operation result is obtained within J11 clocks. You can.
  • the gap between the ID part and the data part of the magnetic disk (for example, as compared with the conventional method shown in Fig. 5 OA, which performs the CRC operation after Viterbi decoding of the data (for example, The distance between the ID recording area 20-41 H and the data recording area 20-41 D in Fig. 2, or between the gray code 20-71 and the ID recording area 20-41 H Distance) can be reduced, and the capacity of the magnetic disk can be increased.
  • the shift register operation circuit 8 0-3 can be configured by increasing or decreasing the number of flip-flop stages and changing the number and insertion position of X 0 R in accordance with the generator polynomial used. good.
  • reproduction circuits 80-80 not only decode the ID portion but also data in the data area (data recorded in the data recording area 20—41D in FIG. 2). It is also applicable when decoding.
  • FIG. 51 is a block diagram showing an example of the entire configuration of a magnetic disk device.
  • This magnetic disk device records data on a magnetic disk 90-1 (formatted as shown in Fig. 2) in which clock marks for clock generation are recorded in advance. Also, it is a so-called external synchronization type (sample servo type) magnetic disk device that reproduces recorded data.
  • this magnetic disk device has a read head 90 0-11 a for reproducing data from the magnetic disk 90-1, and a read head.
  • a read head 90 0-11 a for reproducing data from the magnetic disk 90-1, and a read head.
  • the reproduction amplifier 9 0 1 1 2 that amplifies the reproduction signal reproduced at 9 0 1 1 a and the magnetic disk 9 0 1 1 amplified by the reproduction amplifier 9 0 1 2
  • the clock from the clock generation circuit 90-13 that generates a clock based on the corresponding reproduced signal and the clock from the clock generation circuit 90-13, It has a data demodulation circuit 90-14 for reproducing data etc. from the reproduction signal from the reproduction amplifier 90-12.
  • a timing generation circuit 9 0 to 15 for outputting a switching signal and input data (corresponding to a recording signal input to the recording unit 10 to 9 in FIG. 1 and hereinafter referred to as source data) are recorded.
  • a recording data generation circuit 90-16 that converts the data into data suitable for recording (hereinafter referred to as recording data), and a pulse delay circuit 90-30 that delays the recording data from the recording data generation circuit 90-16 And a recording head 90-0-11b for recording the recording data delayed by the pulse delay circuit 90-30 on the magnetic disk 90-1;
  • the current based on the recording data delayed by the delay circuit 90-30 is recorded to the recording head 9 0 — 1 1 b Recording head 90-18 and the recording head 90-1 lb in the disk radial direction from the data demodulation circuit 90-14 (hereinafter referred to as head position information)
  • a delay time control circuit 90-20 for controlling the delay amount of the pulse delay circuit 90-30 based on the delay time.
  • the playback head 90 As described with reference to FIGS. 17 and 18, the playback head 90 —
  • the recording head 90--11b is composed of a normal magnetic head.
  • the playback head 9 0 — 11 a and the recording head 9 0-11 b are separated by a distance L in the running direction.
  • the reproducing head 90-0-11a and the recording head 90-0-11b constitute a so-called separated recording / reproducing head 90-0-11.
  • the spindle motor (100-21 in Fig. 59) rotates at a constant angular velocity (however, the clock frequency is switched for each zone, so-called zone bit recording). As shown in FIG.
  • the driven magnetic disk 90-1 includes a data segment 90-0-2 (which is an area for recording data of concentrically provided recording tracks).
  • a data segment 90-0-2 which is an area for recording data of concentrically provided recording tracks.
  • Lock marks 90 — 3 (20 — 11 in FIG. 2) are formed in advance.
  • These clock marks 90-3 are DC-magnetized in one direction, and a divisor of 100 to 100 points per turn is required to generate a high-precision clock. (840 locations in the example described above).
  • the playback head 90 — 11 a outputs a playback signal corresponding to the data recorded in the data segment 90 — 2 and a playback signal corresponding to the clock mark 90 — 3. , And supplies these reproduced signals to a clock generation circuit 90-13 and a data demodulation circuit 90-14 via a reproduction amplifier 90-12.
  • the clock generation circuit 90-13 has, for example, the PLL circuit 50-30 described with reference to FIG. 21 and is based on a reproduced signal corresponding to the clock mark 90-3. To generate a clock.
  • the timing generation circuit 90-15 counts the clocks supplied from the clock generation circuit 90-13, and generates a clock marker based on the past history. Predict the appearance period of the reproduced signal corresponding to the clock 90-3, and generate a clock gate signal indicating this period. As shown in 52D, a switching signal for switching between the recording mode and the reproduction mode is generated.
  • the clock generation area 90-13 considers an isolated waveform appearing during the period during which the clock gate signal is output as a normal clock mark. For example, as shown in FIG. Then, the PLL phase is updated so that the rising edge of the clock is synchronized with the peak of the isolated waveform corresponding to the previous edge, and the clock that is phase-synchronized with clock mark 90-3 is added. Generate.
  • the data demodulation circuit 90—14 for example, outputs the rising time of the clock generated by the clock generation circuit 90—13 (hereinafter, the data existence point phase). ),
  • the reproduced signal is discriminated (level sampling) and demodulated (Viterbi decoding as described with reference to FIGS. 44 to 50) to reproduce data.
  • the data demodulation circuit 90-14 provides head position information in the disk radial direction of the head 90-11 (for example, gray code 20-71 in FIG. 2) based on the reproduced signal. , Track numbers 20-1b1, 20-41b2, etc.) and supplies this head position information to the delay time control circuit 90-20.
  • the recording data generation circuit 90 — 16 converts the source data into a clock generation circuit 90 — 1 by a predetermined modulation suitable for recording (PR modulation as described above).
  • the clock is converted into the recording data synchronized with the clock generated in step 3, and the recording data synchronized with this clock is supplied to the pulse delay circuit 90-30 and the delay time control circuit 90-20. Supply.
  • the pulse delay area 90-30 is transferred to the playback head 90-11 a and the recording as described later under the control of the delay time control circuit 90-20.
  • Data segment 90-0—1 1b Compensates for the phase shift of the data recorded in 90b-2 due to the distance L in the running direction, and the position of the magnetization reversal caused by the recorded data pattern.
  • the recording data is delayed so as to compensate for the deviation (hereinafter referred to as non-linear bit shift), and the recording amplifier 90 to 18 amplifies the delayed recording data and records the data. Supply the current based on the data to the recording head 9 0 — 11 b.
  • the delay time control circuit 90-20 includes a constant C in the head position information (track number) from the data demodulation circuit 90-14.
  • Multiplier 9 0-2 2 for multiplying the output of adder 9 0 — 21 by a constant C 2;
  • Recording data generation circuit 9 0 — 16 Cascaded delay units 90 0-23 a and 90-23 b for delaying data by one clock each, and recording data and delay unit 9 from recording data generation circuit 90-16
  • Exclusive OR circuit hereinafter referred to as EXOR
  • EXOR Exclusive OR circuit that computes the exclusive OR of the recording data delayed by 0 — 23a, and delayed by a delay unit 90-23a EXOR 9 0 — 24 b to calculate the exclusive OR of the delayed recording data and the recording data delayed by the delay device 90-23 b, and the output of EXOR 90-24 a and EXOR 90- 2 4 b out AND circuit for calculating the logical product of forces (her
  • the delay time control circuit 90-20 is configured to determine the data existence point phase and the actual recording current based on the head position information supplied from the data demodulation circuit 90-14 and the pattern of the recording data. Calculates the time difference between the time to be inverted and the delay time indication signal. That is, if the head position information supplied from the data demodulation circuit 90 — 14 is the track number N where the head 90 — 11 is currently located, the adder 90 — 2 1 adds the track number N and the constant C 3 (corresponding to the distance from the center of the disk to the innermost track), and the multiplier 9 0 — 2 2 adds Multiply the value by the constant C 2.
  • the distance from the disk center of the head 90-11 1 was proportional to the distance (N + C 3) from the calculation shown in the following equation (90-1).
  • the value is output as the delay time T 1 that compensates for the phase shift of the data caused by the distance L in the running direction of the playback head 90 0 — 11 a and the recording head 90 — 11 b. .
  • the delay units 90 — 23 a and 90 — 23 b delay the recording data by one clock each, and EXOR 90 — 24 a and 90-2 b The exclusive OR of adjacent two bits of the three consecutive bits of the recorded data is calculated, and AND 9 0 — 25 is the output of EXOR 90 — 24 a and 90 — 24 b.
  • a pattern in which nonlinear bit shift (the supply time of the drive current is not proportional to the length of the magnetization region) is likely to occur, that is, the recorded data is For example, if the pattern (0 1 0 or 1 0 1) has a pattern (0 1 0 or 1 0 1) in which the magnetization reversal continues 2 bits in a row (a state in which different logic (1 or 0) is adjacent two times in a row) A continuous magnetization reversal detection signal is output. At other times, an L level signal is output.
  • the switching switches 90 to 26 are connected to the continuous magnetization reversal detection signal.
  • the constant C 1 is selected at the H level
  • the constant 0 is selected at the L level
  • the selected constant is supplied to the adder 90 — 27.
  • a pattern that causes a continuous magnetization reversal that is, a pattern that generates a non-linear bit shift (as described above, here, 0 10 or 10 1 )
  • the constant C 1 is output as the delay time T 2 that compensates for the nonlinear bit shift.
  • the adder 90-27 adds the delay time T1 and the delay time T2, and supplies the added value (T1 + T2) to the pulse delay circuit 90-30 as a delay time instruction signal.
  • the delay time of the pulse delay circuit 90 — 30 can be controlled externally.
  • the delay time supplied from the delay time control circuit 90 — 20 The recording data (FIG. 52 G) supplied from the recording data generation circuit 90-16 is delayed by the time (T 1 + T 2) specified by the command signal, and, for example, as shown in FIG. Then, the switching signal (Fig. 52D) supplied from the timing generation circuit 90-15 is delayed to generate a late enable signal (activity blow signal).
  • the pulse delay circuits 90 to 30 are variable delay circuits 90 to 31 having a delay time of one clock or less, and 1 to 1
  • the sequential circuit 9 0-32 with the delay time in clock units and the delay time instruction signal from the delay time control circuit 90-20 are added to the delay time in 1 clock unit, and the remaining It is divided into a fractional delay time, and is composed of a sequential circuit 90-32 and a delay time distribution circuit 33 supplied to each of the variable delay circuits 90-31.
  • the delay time distribution circuit 33 divides the delay time instruction signal supplied from the delay time control circuit 90-20 into a delay time of one clock unit and a remaining fractional delay time. , With one clock delay The delay time is supplied to a sequential circuit 90 — 32, and the fractional delay time is supplied to a variable delay circuit 90 — 31.
  • the sequential circuit 90-32 is a delay circuit that operates in synchronization with the clock, and has a built-in counting circuit 90-32a for counting the clock.
  • the counting circuit 90—32a counts the clock for the delay time of one clock unit, and thereby generates one clock based on the switching signal and the recording data. Generates an intermediate output of the write enable signal and the recording data whose timing is shifted by the unit delay time.
  • the variable delay circuit 90-31 delays within one clock time according to the instruction of the fractional delay time, adds a more precise delay to the intermediate output of the recording data, and The subsequent recording data is output.
  • the pulse delay circuits 90-30 supply the write enable signal and the recording data after the delay to the recording amplifiers 90-18.
  • the pulse delay circuits 90-30 supply the write enable signal and the recording data after the delay to the recording amplifiers 90-18.
  • the pulse delay circuits 90-30 supply the write enable signal and the recording data after the delay to the recording amplifiers 90-18.
  • the recording amplifier 90-0-18 controls the recording current supply / disconnection according to the write enable signal supplied from the pulse delay circuit 90-30, and is delayed by the pulse delay circuit 90-30.
  • the recording current is inverted in accordance with the recorded data.
  • the switching signals output from the timing generation circuits 90 to 15 and the recording data output from the recording data generation circuits 90 to 16 correspond to the above-described FIG. 52D and FIG. As shown in the figure, it is synchronized with the clock (Fig. 52C) generated by the clock generation circuit 90-13. That is, as shown in FIG. 52A described above, these signals are located at positions on the data segment 90 — 2 as viewed from the playback head 90 — 11a. Yes, it is.
  • the pulse delay circuit 90 0-30 delays the switching signal and the recording data by the time difference T 1, and sets the recording head 90-11.
  • the write enable signal corresponding to the position on the data segment 90-2 as viewed from the point b and the write data after the delay are respectively generated, and the above-mentioned nonlinear bit shift is applied to the write data.
  • the delay is further extended by the time T2 for compensating the delay.
  • the phase shift of the data recorded in the data segment 90-2 due to the distance L in the running direction of the reproducing head 90-0-11a and the recording head 90-0-11b is calculated.
  • the start and end times of the recording current and the reversal time of the recording current are controlled by the pulse delay circuit 90-30, so that the position of the head 90-11 in the disk radial direction can be improved.
  • data can be recorded at the correct position on the data segment 90-12. Therefore, in the playback mode, discrimination of the playback signal is performed at the clock rising time (data existence point phase) generated by the clock generation circuit 90-13, and the data is reproduced.
  • the playback signal is referred to at the location of the data recorded on segment 90-2, and error-free data playback can be performed.
  • a cascaded delay device 90-41 that delays the recording data from the recording data generation circuit 90-16 by one clock each.
  • the address is a memory 90-42 in which the delay time (T 1 + T 2) is recorded in advance.
  • the recording data delayed by the delay units 90 — 41 a and 90 — 41 b is used as an 11-bit read address together with, for example, an 8-bit track number. Supplied to memory 90-42.
  • the memories 90-42 store delay times corresponding to combinations of track numbers and data patterns, and output delay time instruction signals in accordance with read addresses.
  • the appropriate delay time is stored in the memory 90-42 for all combinations of track connection and recorded data patterns, so that the head 9 For example, it is possible to output a non-linear delay time for the position in the disk radial direction of 0 to 11 1, and it is possible to control the delay time finely.
  • the delay time control circuit shown in FIG. 55 by combining the delay time control circuit shown in FIG. 55 with the delay time control circuit shown in FIG. 53 described above, rough calculation of the delay time is performed by the delay time control circuit shown in FIG.
  • the fine time adjustment may be performed by the delay time control circuit shown in FIG. 55, so that the capacity of the memory 90-42 may be reduced.
  • a magnetic disk 90-1 shown in FIG. 51 includes a data segment 90 which is an area for recording data of recording tracks provided concentrically.
  • the magnetic layer is partially removed using a method such as etching, so that A radially continuous clock mark 90-53 (clock mark 20-11 in Fig.
  • the magnetic disk device in FIG. 51 is replaced with the delay time control circuit 90-120 as described above.
  • a time measuring circuit 90 to 60 for measuring the time difference T 1 is provided, and can be configured as shown in FIG. The description of the circuit having the same function as the circuit shown in FIG. 51 is omitted.
  • the timing generation circuit 90 — 15 counts the clock and reproduces the playback head 90 — 11 a to generate the timing compensation pattern 90.
  • the timing generation circuit 90 — 54 Generates a time measurement window signal indicating the period during which scanning is performed on 4 and supplies this time measurement window signal to the time measurement circuit 90 — 60.
  • the time measurement screen 90-60 is located around the timing compensation pattern 90-54 when the time measurement window signal is at the H level.
  • the time T 1 between the peaks of the two solitary waveforms reproduced at the edge is measured, and the time T 1 is supplied to the pulse delay circuit 90 — 30 as a delay time indication signal.
  • the width L of the timing compensation pulse 90 — 54 is constant irrespective of the radius of the disc, so the time difference between the leading edge and the trailing edge passing through the playback head 90 — 11a Is always equal to the transit time difference T 1 between the playback head 90 — 11a and the recording head 90 — 11b.
  • the delay time T 1 can be directly obtained from the timing compensation pattern 90 — 54 formed in advance on the magnetic disk 90 — 1, and the adder 90 — 2 shown in FIG. 53 can be obtained. 1, the arithmetic circuit such as the multiplier 90-22 and the memory 90-42 shown in FIG. 55 are not required, and the cost of the magnetic disk device can be reduced.
  • each area is linearly simplified in the radial direction of the disk in Fig. 56, in actuality, as shown in Figs. 6 and 7, the area follows the rotation trajectory of the magnetic head. Formed. ,
  • the recording data is delayed based on the playback signal corresponding to the timing compensation pattern having the predetermined width, and the playback head 90-0-11a and the recording head 90-0-11
  • the phase shift of the data recorded on the magnetic disk 90-1 due to the distance in the running direction of b is compensated, so that the data can be recorded at the correct position, and as a result, It is possible to reproduce data without errors.
  • data recording is performed in addition to the sector number and track number of the ID recording area 20-41 H in FIG.
  • the original data in the area 20-41D can also be recorded and reproduced by PRML.
  • the lower housing 100-1 (40-51 in Fig. 19) made of aluminum alloy or the like has a flat hole for mounting the spindle motor 100-21. 0 0 — 2 is formed. A step is formed on the outer periphery of the hole 100-2, and when the motor 100-2 is mounted there, a packing made of rubber or the like is used to prevent air from leaking from the mounting part. 1 0 0 — 3 is arranged. Also, lower housing 1 The axis 0 0 — 4 is implanted in 0 0 — 1, and the ball bearing 1 0 0 — 6 () is attached to the arm 100 — 5 (40-53 in Figure 19). 40-55 in Fig. 19 is attached. One end of the arm 1 0 0 — 5 has a boyscore 1 0 0 — 7 (Fig. 1
  • a slider with magnetic head (40-57 in Fig. 19) is attached. Signals are supplied to the coil 100-7 and the magnetic head from the flexible printed circuit board 100-8. On the flexible print substrate 100-8, an IC 100-9 for performing signal processing is arranged. In addition, an end of the print substrate 100 to 18 is led out of the housing, as described later.
  • the magnets 100 — 11 and 100 — 12 (62 and 61 in Figure 19) are mounted on the lower housing 1 so that coil 100 — 7 is located between them. 0 0 — Attached to 1.
  • the voice coil 100-0-9 and the magnets 100-0-11, 100-0-12 constitute a voice coil motor (50-5 in Fig. 21).
  • the two magnetic disks 1 0 0-2 3 (40-52 in Fig. 19, 50-1 A, 50-1 B in Fig. 21) are attached to the motor 100-21. It can be freely rotated.
  • the flexible printed circuit board 100 — 22 has its end led out of the housing so that control signals can be supplied to the motor 100 — 21 from outside. I have.
  • the upper housing 1 0 0 — 3 1 has steps 1 0 0 — 3 2 and 1 0 0 — 3 3 on the right side surface in the figure, and the steps 1 0 0 — 3 2 and 1
  • the end portions of the flexible print substrates 100-0-8 and 1001-22 can be led out from 0-3.
  • breathing holes 100-34 are formed in the upper surface (flat portion) of the upper housing 100-31. These breathing holes 1 0 0 — 3 4 have filters and valves installed inside to allow air to enter, Water is not allowed to pass through.
  • FIGS. 60 and 61 schematically show the assembled state of the lower housing 100-1 and the upper housing 100-3.
  • the lower housing 100-1 is composed of a plate-like member, but the upper housing 100-0-3 1 has a flat surface 100-0-3a and a side surface. It is formed in a box shape by 1 0 0 — 3 1 b.
  • a packing 100 0 — 41 is inserted between them, and the flexible printed board 100-22 (or the flexible printed board 100 — From around 8), air is prevented from entering the sealed housing after assembly.
  • the length of the lower housing 100 — 1 and the upper housing 100 — 31 is 100 mm and the width is 70 mm.
  • the height in the combined state is 15.0 mm when there are two magnetic disks 100-23 and 12.7 mm when there is only one magnetic disk.
  • the lower housing 100-1 is formed in a plate shape
  • the upper housing 100-3 is formed in a box shape.
  • the lower housing 1 0 0-1 is formed into a box shape by the flat surface 1 0 0-1 a and the side surface 1 0 0-1 b
  • the upper housing 1 0 0-3 1 is formed into a rectangular shape (flat surface). It is also possible to form 1 0 0 — 3 1 c).
  • FIG. 67 shows the shape of the conventional upper housing 100-31 to make it easier to understand the features.
  • holes 100-51 and 100-52 and recesses 100-53 are formed in the conventional upper housing 100-31.
  • the recesses 100 to 53 are powerful recesses for attaching a label, for example, and the holes 100 to 51 are holes for inserting a head for a servo light.
  • the eccentricity due to the deformation due to the pressure at the time of assembling or the mounting error may occur. Then, the recording position of the position signal in the state where the servo signal is recorded does not always correspond exactly to the position where the data is actually recorded. This makes it impossible to apply an accurate servo. Therefore, in a conventional apparatus, a servo signal is recorded on a magnetic disk after the magnetic disk is assembled in a housing.
  • a magnetic head for recording (a head for servo writing) is inserted from the hole 100-51 in order to record a servo signal on a magnetic disk incorporated in the housing. Then, a servo signal is recorded on the magnetic disk by the head.
  • a mirror is attached to the arm built into the housing from the hole 100-51, and the position of the mirror is precisely measured by irradiating the mirror with laser light from a laser measuring device. Then, the position of the arm is sequentially moved in the radial direction of the magnetic disk while accurately measuring the position of the arm with the laser length measuring device. Then, the servo data (encoder) is recorded on a predetermined track.
  • 100-51 and 100-52 are closed by a predetermined member, and the housing is sealed.
  • the magnetic disk of the present invention has track and servo data which are physically separated from other areas and dedicated recording areas. It is engraved and recorded in advance at the position where it was formed. Therefore, the recording position (forming position) can be adjusted very accurately by applying a technique for finely controlling the irradiation position of the laser beam during disk forming. Therefore, in this embodiment, only the eccentricity due to the mounting error has to be considered.
  • an offset signal is added to the tracking error signal by feed-forward control even for eccentricity.
  • accurate control is not possible.
  • servo patterns such as home index 100-73, unique pattern 20-72, gray code 20-71, double mark 20-12 and 20-13, etc.
  • Lock marks 20-11, sector numbers 20-41 a, track numbers 20-1 b 1, 20-41 b 2, etc. are stamped and formed on the magnetic disk in advance. Even if this is incorporated in the housing later, accurate recording and reproduction can be performed. As a result, in the present invention, it is not necessary to form a servo data recording hole in the housing.
  • the housing since it is not necessary to make a hole in the housing, the housing may be formed as a simple box or plate having a uniform height, and mechanical rigidity may be increased. Can be increased. As a result, mechanical resonance can be suppressed, and the head can be positioned with high accuracy with respect to the magnetic disk.
  • the magnetic disk device had to be tested for pass / fail in a clean room because of the hole, but according to the present invention, there is no hole. After assembly, handling in a clean room is not required.
  • the hole 1.0-2 for mounting it can be omitted.
  • the guard band is formed as a concave portion on the track, the guard band is formed as a recess, so that the guard band is reduced to reduce crosstalk. It is no longer necessary to increase the recording pitch, and the track pitch can be narrowed and the recording capacity can be increased.
  • tracking marks, track number display marks, or clock marks are formed by engraving along the trajectory of the magnetic head. Even if the switch is narrow, accurate access is possible.
  • the amount of change corresponding to the eccentricity of the disk-shaped medium is measured, and the recording or reproducing operation is controlled in accordance with the measurement result. Even in a magnetic disk device in which a disk-shaped medium on which a tracking mark, a track number display mark, a close mark, or the like is recorded in advance is later incorporated into the housing. Accurate data recording or reproduction is possible regardless of eccentricity.
  • the number of sets of tracking marks, track number display marks and clock marks is set to 100 or less per round. Therefore, it is possible to accurately control the disk-shaped recording medium while securing the recording capacity.
  • the ratio of the control signal recording area in one round is set to 40% or less.
  • the magnetic disk device of claim 5 it is possible to record and reproduce data accurately by minimizing the sway of the head, and the substrate of the disk-shaped medium is made of resin or glass.
  • the configuration makes it possible to realize a light-weight device.Also, since the surface accuracy can be improved, the distance between the magnetic head and the disk-shaped medium is reduced, and the size is reduced. The device can be realized.
  • the magnetic disk device of the sixth aspect since the recording head and the reproduction head are separated, data can be recorded and reproduced at high speed.
  • the first mark is formed at a position radially displaced from the track, so that the recording head and the reproduction head are formed. Even if the data is separated, it is possible to accurately control the tracking of the recording head on the track at the time of recording.
  • the magnetic disk device of the present invention since a plurality of marks are provided, even if one of them has a dropout or the like, the access can be made based on the other. And increase safety.
  • the position change amount of the tracking mark or the track number display mark, or Since the time change amount of the mark is detected, the eccentricity of the disc-shaped medium can be accurately detected.
  • the positional deviation due to the eccentricity of the magnetic head is corrected from the tracking mark, the track number display mark, or the clock mark. Since the calculated eccentricity control amount is calculated, it is possible to accurately correct the displacement caused by the eccentricity.
  • the eccentricity control amount obtained by calculation is stored, and the magnetic head is tracked according to the stored eccentricity control amount. Since the control is performed, reliable tracking control can be performed without increasing the overall servo gain of the tracking control.
  • the amount of time change is measured from the clock mark, and the time axis of the clock signal is corrected in accordance with this. Jitter caused by eccentricity or the like can be suppressed.
  • the magnetic disk device of the present invention since the Viterbi decoding and the CRC operation are performed simultaneously, it is possible to quickly process the reproduced signal.
  • the magnetic disk device of the present invention since the recording data is delayed in response to the reproduction clock, the phase caused by the distance between the reproduction head and the recording head is reduced. It can correct misalignment and nonlinear bit shift, and record data at the correct position.
  • the recording operation is controlled in accordance with the magnitude of the positional deviation, so that a malfunction when an abnormal shock or the like is applied is suppressed. can do.
  • the housing has a breathing hole. Since only the components are provided, the time required for manufacturing is shortened, and the cost can be reduced.
  • the diameter of the disk-shaped medium is set to 2.5 inches, 1.8 inches or 1.3 inches, so Thus, a lightweight device can be realized.
  • the tracking mark, the track number display mark, and the clock mark are formed by engraving and recording. Since the disk-shaped medium is assembled to the housing, the device can be completed quickly and the cost can be reduced.

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Description

明 細 書
発明の名称 磁気ディ スク装置およびその製造方法
技術分野
本発明は、 例えばコ ンピュータ システムにおけるハー ドデイ ス ク装置に用いて好適な磁気ディ スク装置およびその製造方法に閔 する。
H: ¾技 ί
コ ン ピュータ システムにおいては、 ハー ドディ ク装置が用い られ、 そこに記録されたプログラムあるいはデータに対して、 高 速にアクセスする こ とができるよう になされている。 このハー ド ディ スク装置においては、 磁気ディ スクの両面に磁性膜を形成し 、 フライ ングタイ プの磁気ヘッ ドにより、 その磁性層にデータを 記録再生するようになされている。 磁気へッ ドを駆動する機構部 と、 磁気ディ スクを駆動する駆動部とは、 筐体の内部に予め組み 込まれているため、 データを比較的高密度に記録するこ とが可能 である。
しかしながら、 従来の磁気ディ スク装置における磁気ディ スク は、 その表面の全面にわたって磁性膜が形成されており、 隣接す る ト ラ ッ クからのク ロス トークを抑制するために、 ト ラ ッ ク と ト ラ ックの間のガ一 ドバン ドを比較的広い幅で設けなければならな い課題があった。 その結果、 ト ラ ッ ク ピッチを狭く する こ とがで きず、 小型で、 大きな記録容量を有する装置を実現する こ との障 害の 1 つとなっていた。
さ らにまた、 磁気ディ スクに対して、 例えばエ ンコーダを構成 するク ロ ッ ク信号などを、 予め磁気ディ スクに記録した後、 これ を筐体に組み込むようにする と、 組立時における取付誤差 (偏心) が発生し、 正確な位置にデータを記録再生する こ とが困難になる 。 そこで、 従来は、 磁気ディ スクを筐体に組み込んだ後、 ェンコ ーダを形成する信号などを記録するよう にしていた。 その結果、 装置を完成するのに時間がかかり、 コ ス ト高となる課題があった 本発明はこのような状況に鑑みてなされたも pであり、 より高 密度の記録容量を有する とともに、 低コス 卜の磁気ディ スク装置 とその製造方法を実現するものである。
発明の開示
請求項 1 に記載の磁気ディ ス ク装置は、 情報が記録または再生 される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体 (磁気ディ スク ) と、 ディ スク状媒体に対して情報を記録または再生する磁気へ ッ ド (記録ヘッ ド 2 0 — 3 1 、 再生ヘッ ド 2 0 — 3 0 ) と、 磁気 へッ ドを支持した状態で回動し、 ディ ス ク状媒体の所定の半径位 置に磁気へッ ドを移動させるアーム ( 2 0 - 6 2 ) とを有する磁 気ディ スク装置において、 ディ スク状媒体は、 データ記録領域 ( データ記録領域 2 0 - 1 D ) と制御信号記録領域 (サーボデー タ記録領域 2 0 — 4 0、 i D記録領域 2 0 — 4 1 H ) とを有し、 データ記録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ッ クが形成さ れると ともに、 ト ラ ッ クは、 データを記録するための記録部分が 凸部となり、 かつ、 隣接する記録部分を区分するためのガー ドバ ン ド ( 2 0 — 2 0 ) が凹部となるよう に、 刻印形成され、 制御信 号記録領域には、 磁気ヘッ ドを ト ラ ッキング制御するための ト ラ ッ キ ング用マーク (ゥ ォ ブル ドマ一ク 2 0 — 2 1 , 2 0 - 1 3 ) 、 ト ラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号表示マーク (グレーコー ド 2 0 — 7 1 、 ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 b l , 2 0 — 4 1 b 2 ) 、 お よび 1 周を等間隔に分割するク ロ ッ クマーク ( 2 0 — 1 1 ) 力 、 凹凸により刻印形成されている とともに、 そのう ちの少な く とも 1 つは、 磁気へッ ドの回動軌跡 ( 2 1 — 2 1 ) に沿って形成され 、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたはク ロ ッ クマークを再生して得られる信号に対応して、 磁気へッ ドによる 記録または再生動作が制御される こ とを特徴とする。
請求項 2 に記載の磁気デイ スク装置は、 情報が記録または再生 される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体 (磁気ディ スク 5 0 — 1 A, 5 0 — 1 B ) と、 デ ィ ス ク状媒体に対して情報を記 録または再生する磁気へッ ド ( 5 0 — 3 A, 5 0 — 3 B ) とを備 える磁気ディ スク装置において、 ディ スク状媒体は、 データ記録 領域 ( 2 0 — 4 1 D ) と制御信号記録領域 (サーボデータ記録領 域 2 0 — 4 0、 I D記録領域 2 0 — 4 1 II ) とを有し、 データ記 録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ッ ク ( 2 0 — 1 0 ) が 形成されるとともに、 ト ラ ッ ク は、 データを記録するための記録 部分 ( 2 0 — 1 0 ) が凸部となり、 かつ、 隣接する記録部分を区 分するガー ドバン ド ( 2 0 — 2 0 ) が凹部となるように、 刻印形 成され、 制御信号記録領域には、 少な く とも磁気へッ ドを ト ラ ッ キ ング制御するための ト ラ ッキ ング用マーク (ゥ ォ ブル ドマーク 2 0 - 1 2 , 2 0 — 1 3 ) 、 ト ラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号表 示マーク (グレーコー ド 2 0 - 7 1 、 ト ラ ッ ク番号 2 0 - 4 1 b 1 , 2 0 - 1 2 ) 、 および 1 周を等間隔に分割するク ロ ッ ク マーク ( 2 0 — 1 1 ) が、 凹凸により刻印形成され、 磁気へッ ド が、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたはク ロ ッ クマークを再生して得られる信号から、 ディ スク状媒体の偏心 に対応する変化量を計測し、 その計測結果に対応して、 磁気へッ ドの記録または再生動作が制御される こ とを特徴とする。
このディ スク状媒体に記録されている ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークおよびク ロ ッ クマークの組の数は、 1 周 当り、 例えば 1 0 0 0個以下とする こ とができる。 また、 デイ ス ク状媒体の制御信号記録領域の 1 周に占める割合は、 4 0 %以下 とする こ とができ る。 さ らに、 このディ スク状媒体は、 例えば樹 脂あるいはガラ スの基板に形成する こ とができる。
磁気へッ ドは、 データを記録する記録へッ ドと、 再生する再生 ヘッ ドとに分離する こ とができる。
ト ラ ッキ ング用マーク と ト ラ ッ ク番号表示マーク は、 記録時に 用いられる第 1 のマーク 2 0 — 4 1 b 2 と、 再生時に用いられる 第 2 のマーク 2 0 - 4 1 b 1 とにより構成し、 第 2 のマークを ト ラ ッ クのほぼ中心に沿って配置し、 第 1 のマークを ト ラ ッ クのほ ぼ中心より半径方向に、 所定の距離だけずれた位置に配置するこ とができる。 また、 この ト ラ ッキ ング用マーク と ト ラ ッ ク番号表 示マーク は、 同一機能を有する複数個のマークにより構成する こ とができる。
さ らに、 ディ スク状媒体の偏心に対応する変化量と して、 ト ラ ッキ ング用マークまたは ト ラ ッ ク番号表示マークから計測される 位置変化量、 またはク ロ ッ クマークから計測される時間変化量を 検出するこ とができる。
さ らに、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまた はク ロ ッ クマークを再生して得られる信号から、 磁気へッ ドの ト ラ ックからの偏心に起因する位置ずれを補正する偏心制御量を演 算するようにするこ とができる。 また、 演算して得られた偏心制 御量を記憶し、 記憶した偏心制御量を読み出して、 ト ラ ッキ ング 制御信号に加算して磁気へッ ドを ト ラ ツキ ング制御する こ とがで きる。 あるいはまた、 ク ロ ッ クマークに同期してク ロ ッ ク信号を 生成し、 ク ロ ッ クマークから計測される時間変化量を記憶し、 記 憶した時間変化量に対応して、 ク ロ ッ ク信号の時間軸の補正を行 う ようにする こ とができる。
さ らに、 ト ラ ッ ク番号表示マークを再生して得られる信号を、 ビタビ復号している時間において、 同時に C R C演算する こ とが できる。 あるいは、 再生へッ ドにより ク ロ ッ クマークを再生して得られ る信号からク ロ ッ ク信号を生成し、 ク ロ ッ ク信号に対応して、 再 生へッ ドと記憶へッ ドの距離に対応する分だけ、 あるいは、 非線 形ビッ ト シフ トを補正する分だけ記憶データを遅延し、 遅延され た記録データをディ スク状媒体に記録するよう にする こ とができ る。
さ らに、 ト ラ ッキ ング用マークから計測された位置ずれの大き さを判定し、 その判定結果に対応して、 ディ スク状媒体への記録 動作を制御するようにする こ とができる。
ディ スク状媒体や磁気ヘッ ドを収容する筐体 ( 1 0 0 — 1 , 1 0 0 - 3 1 ) には、 呼吸孔 ( 1 0 0 — 3 4 ) だけを形成する こ と ができる。
このディ スク状媒体は、 その直径を 2. 5 イ ンチ、 1 . 8 イ ン チまたは 1. 3 イ ンチとする こ とができる。
請求項 2 0 に記載の磁気ディ スク装置の製造方法は、 情報が記 録または再生される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体 ( 磁気ディ スク 1 0 0 — 2 3 ) と、 ディ スク状媒体に対して情報を 記録または再生する磁気ヘッ ド ( 2 0 — 3 0, 2 0 - 3 1 ) とを 有する磁気ディ スク装置の製造方法において、 ディ スク状媒体に 、 データ記録領域 ( 2 0 — 4 1 ) と制御信号記録領域 (サーボデ —タに記録領域 2 0 - 4 0 ) とを形成し、 データ記録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ックを形成するとともに、 ト ラ ッ ク は、 データを記録するための記録部分 ( 2 0 — 1 0 ) が凸部とな り、 かつ、 隣接する記録部分を区分するためのガー ドバン ド ( 2 0 - 2 0 ) が凹部となるよう に、 刻印形成し、 制御信号記録領域 には、 少な く とも磁気へッ ドを ト ラ ッキ ング制御するための ト ラ ッキ ング用マーク (ゥ ォブル ドマーク 2 0 — 1 2 , 2 0 - 1 3 ) 、 ト ラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号表示マーク (グレーコー ド 2 0 — 7 1 ) 、 および 1 周を等間隔に分割するク ロ ッ クマーク ( 2 0 — 1 1 ) を、 凹凸により刻印形成し、 ディ スク状媒体を、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マーク、 およびク ロ ッ クマ ークが形成、 記録された後、 磁気へッ ドとともに、 筐体 ( 1 0 0 — 1 , 1 0 0 — 3 1 ) に対して組み立てる こ とを特徴とする。 請求項 1 に記載の磁気ディ スク装置においては、 ト ラ ッ クのデ —タを記録する記録部分に対してガー ドバン ドが物理的な凹部と して形成されている。 従って、 そこからデータが再生される恐れ が少な く なり、 ク ロス トークを軽減するために、 ガー ドバン ドの 幅を大き く する必要がな く なる。 その結果、 ガー ドバン ドを狭く し、 記録容量を大き く する こ とが可能となる。
さ らに、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまた はク ロ ッ クマークを、 磁気へッ ドの回動軌跡に沿つて凹凸により 刻印形成するようにしているため、 例えば光技術を利用するなど して、 極めて正確な位置にこれらのマークを配置する こ とが可能 となり、 ト ラ ッ ク ピッチを狭く したと しても、 データを正確に記 録再生する こ とが可能となる。
また、 請求項 2 に記載の磁気ディ スク装置においては、 デイ ス ク状媒体の偏心を計測し、 これに対応して記録再生動作が制御さ れる。 従って、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マーク またはク ロ ッ クマークなどが、 予め形成された状態でディ スク状 媒体を筐体に組み込んだ場合において、 組み込み時における取付 誤差に起因して偏心が発生したと しても、 磁気へッ ドを ト ラ ッ ク に対して正確にアクセスさせる こ とが可能となる。
請求項 2 0 に記載の磁気ディ スク装置の製造方法においては、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークおよびク ロ ッ ク マークを凹凸により刻印形成した後、 磁気へッ ドとともに筐体に 対して組み立てるよう にしている。 従って、 組立後、 エ ンコーダ を記録するよう な処理が不要となり、 短時間で装置を完成する こ とができる。 その結果、 コ ス ト も低減する こ とが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の磁気ディ スク装置の全体の構成を示すブロ ッ ク 図である。 図 2 は本発明の磁気ディ スクのサーボデータ記録領域 とデータ記録領域のフォーマツ トを説明する図である。 図 3 は本 発明の磁気ディ スクのユニークパターンが存在するサーボデータ 記録領域のフォーマ ツ トを説明する図である。 図 4 は本発明の磁 気ディ スクのホームィ ンデッ クスが存在するサ一ボデータ記録領 域のフォーマ ツ トを説明する図である。 図 5 は本発明の磁気ディ スク のユニークパター ンとホーム イ ンデ ッ ク スが存在しないサー ボデータ記録領域のフォーマ ツ トを説明する図である。 図 6 は本 発明の磁気ディ スクのサーボデータ記録領域とデータ記録領域の 磁気へッ ドの回動軌跡の関係を説明する図である。 図 7 は本発明 の磁気ディ スクのサーボデータ記録領域の平面の形状を説明する 図である。 図 8 A、 8 B は本発明の磁気ディ スクの断面構成を説 明する図である。 図 9 は本発明の磁気ディ スク上の凹凸の刻印パ ターンを説明する図である。 図 1 0 A、 1 0 B は本発明の凹凸を 有する磁気ディ スクを磁化する方法を説明する図である。 図 1 1 は本発明の磁気ディ スクのより詳細な断面構成を説明する断面図 である。 図 1 2 は本発明のデータ記録領域とサーボデータ記録頟 域の概略を説明する平面図である。 図 1 3 は本発明のスライ ダと 磁気ディ スク との関係を説明する図である。 図 1 4 は本発明のス ラ イ ダの磁気ディ スク上の凹部近傍における浮動量の変化を説明 する図である。 図 1 5 は本発明のスライ ダ浮動量変化のシ ミ ュ レ ーショ ンに用いたデータ記録領域とサーボデータ記録領域の割合 を説明する図である。 図 1 6 は本発明のセグメ ン ト周期でスラ イ ダの浮動量が変化する様子を説明する図である。 図 1 7 は本発明 の磁気へッ ドの正面の構成を示す図である。 図 1 8 は本発明の磁 気へッ ドの断面の構成を説明する断面図である。 図 1 9 は本発明 のアームの構成を説明する斜視図である。 図 2 0 は図 1 9 のボー ルベアリ ングの構成を説明する断面図である。 図 2 1 は本発明の クロ ック信号の時間軸誤差を補正する回路の構成を示すブロ ック 図である。 図 2 2 は偏心の動作を説明する図である。 図 2 3 はデ イ スククロ ックに対する P L Lク ロ ックの位相の変化を説明する 特性図である。 図 2 4 は本発明のク ロ ッ クの時間軸誤差の補正を 行う他の回路の構成を示すブ π ック図である。 図 2 5 はク ロ ック マーク と偏心の関係を説明する図である。 図 2 6 は図 2 1 の偏心 量測定部 5 0 — 2 5 の構成を示すブロ ック図である。 図 2 7 はク ロ ックマーク再生信号の時間間隔を説明する図である。 図 2 8 は クロ ック時間間隔カウ ン ト値の変化を説明する図である。 図 2 9 は偏心量を説明する図である。 図 3 0 は図 2 1 の偏心量測定部 5 0 - 2 5 の他の構成例を示すブロ ック図である。 図 3 1 は図 3 0 の実施例において、 クロ ックマーク再生信号の時間間隔を説明す る図である。 図 3 2 は図 3 0 の実施例において、 ク ロ ック時間間 隔の変化を説明する図である。 図 3 3 は図 3 0の実施例において 、 偏心量を説明する図である。 図 3 4 は本発明の トラ ッキングサ ーボ回路の構成例を示すブロ ック図である。 図 3 5 は図 3 4 の実 施例の伝達特性を説明する図である。 図 3 6 は図 3 4 の実施例に おけるク ローズドループによる外乱抑圧利得を説明する図である 。 図 3 7 は図 3 4 の実施例における見かけ外乱抑圧利得を説明す る図である。 図 3 8 は本発明のオフ トラ ックを判定する回路の構 成を示すブロ ック図である。 図 3 9 は図 3 8 の実施例の動作を説 明するフ ローチャー トである。 図 4 0 A、 4 0 8は 1 0 。または 1 0 0 Gのショ ックを印加した場合の応答波形を説明する図であ る。 図 4 1 は 1 0 0 Gのショ ックを印加した直後の応答波形の拡 大図である。 図 4 2 は 1 0 0 Gのショ ックを印加した場合におけ るへッ ドの移動軌跡を説明する図である。 図 4 3 は 1 0 0 Gの シ ョ ックをノ イ ズとともに印加した場合における応答波形を説明す る図である。 図 4 4 A、 4 4 B、 4 4 Cはビタビ復号におけるパ スの状態を説明する図である。 図 4 5 はビタビ復号回路の構成例 を説明するブロ ック図である。 図 4 6 は図 4 5 の実施例の動作を 説明するタイ ミ ングチャー トである。 図 4 7 は図 4 5 の R A M 8 0 — 1 8 の構成例を説明するプロ ック図である。 図 4 8 A、 4 8 Bは図 4 7 の実施例の動作を説明するタイ、ミ ングチヤ一 トである 。 図 4 9 は本発明のビタビ復号と C R C演算を同時に行う場合の 回路の構成を説明するブロ ック図である。 図 5 0 A、 5 0 Bは図 4 9の実施例の動作を説明するタイ ミ ングチャー トである。 図 5 1 は本発明の記録回路の構成を示すブロ ック図である。 図 5 2 A 〜 Hは図 5 1 の実施例の動作を説明するタイ ミ ングチャー トであ る。 図 5 3 は図 5 1 の遅延時間制御 H]路 9 0 - 2 0 の構成を示す ブロ ック図である。 図 5 4 は図 5 1 のパルス遅延回路 9 0 - 3 0 の構成を示すブロ ック図である。 図 5 5 は図 5 1 の遅延時間制御 回路 9 0 — 2 0 の他の構成例を示すブロ ック図である。 図 5 6 は 本発明を適用した磁気ディ スクの記録フォーマツ トを示す図であ る。 図 5 7 は図 5 6の実施例を用いる場合の本発明の記録回路の 構成を示すブロ ック図である。 図 5 8 A、 5 8 B、 5 8 Cは図 5 7の実施例の動作を説明するタイ ミ ングチヤ一 トである。 図 5 9 は本発明の筐体と内部の部品の組立状態を示す分解斜視図である 。 図 6 0 は本発明の筐体の構成を示す斜視図である。 図 6 1 は図 6 0 の実施例の断面構成を示す断面図である。 図 6 2 は本発明の 筐体の他の実施例の構成を示す斜視図である。 図 6 3 は図 6 2 の 実施例の断面構成を示す断面図である。 図 6 4 はセグメ ン ト当り のデータ記録領域とサ一ボデータ記録領域との比をパラメータ と して、 ス ライ ダのサーボデータ記録領域乗り越え時の浮上変動量 を示す表図である。 図 6 5 は /? = 1 のときの入力条件、 条件バタ ー ン、 更新のルール及び出力データを示す表図である。 図 6 6 は i5 = 1 のときの入力条件、 条件パターン、 更新のルール及び出力 データを示す表図である。 図 6 7 は従来の筐体の構成を示す斜視 図である。
発明を実施するための最良の形態
図 1 は、 本発明の磁気ディ スク装置の全体の構成を示している 。 モータ部 1 0 _ 1 は、 磁気ディ スク部 1 0 — 2 を所定の速度で 回転させる。 アーム部 1 0 — 5 には、 記録へッ ド部 1 0 — 3 と再 生へッ ド部 1 0 — 4が取り付けられており、 所定の軸を中心と し て回動する こ とで、 記録へッ ド部 1 0 — 3 と再生へッ ド部 1 0 — 4 を、 磁気ディ スク部 1 0 — 2 の所定の半径位置に移動させる こ とができるようになされている。 これらのモータ部 1 0 — 1 、 磁 気ディ スク部 1 0 — 2、 記録へッ ド部 1 0 — 3、 再生へッ ド部 1 0 — 4およびアーム部 1 0 — 5 は、 筐体部 1 0 — 1 0 に収容され ている。
磁気ディ スク部 1 0 — 2 には種々のマークが予め形成されてお り、 再生へッ ド部 1 0 — 4が、 そのマークを再生して出力する信 号からク ロ ッ ク信号生成部 1 0 — 6がク ロ ッ ク信号を生成し、 ト ラ ツキ ングサーボ部 1 0 — 7 と再生部 1 0 — 8 に出力する。 ト ラ ッキ ングサーボ部 1 0 — 7 は、 ク ロ ッ ク信号生成部 1 0 — 6 より 供給される ク ロ ッ ク信号を参照して、 再生へッ ド部 1 0 — 4 が出 力する信号から ト ラ ッキ ングエラ一信号を生成し、 これに対!^し てアーム部 1 0 — 5 を駆動する。 これにより、 記録へッ ド部 1 0 - 3 と再生へッ ド部 1 0 — 4が、 磁気デイ スク部 1 0 — 2 の所定 の半径位置に ト ラ ッキ ング制御される。
記録部 1 0 — 9 は、 図示せぬ回路から供給される記録信号を変 調し、 記録へッ ド部 1 0 — 3 を介して磁気ディ スク部 1 0 — 2 に 記録させる。 再生部 1 0 — 8 は、 再生へッ ド部 1 0 — 4 が磁気デ イ スク部 1 0 — 2 に記録されているデータを再生して出力する信 号から記録データを復調処理し、 図示せぬ回路に出力する。
ト ラ ッキ ングサ一ボ部 1 0 — 7 はまた、 ト ラ ッキ ングエラ一信 号をモニタ し、 装置に大きなショ ッ クなどが加わり、 記録へッ ド 部 1 0 — 3力 ト ラ ッ クから離脱したよう な場合において、 記録部 1 ひ一 9を制御し、 記録動作を停止させる。
以上が本発明の磁気ディ スク装置の全体の構成と動作であるが 、 本発明のポイ ン ト は、 この磁気ディ スク装置の多岐の面にわた るため、 各ポイ ン ト毎にその内容を分けて説明する。
最初に磁気-デイ スク部 1 0 — 2 に関するボイ ン トを図 2乃至図 1 6 を参照して説明する。 こ こでは、 磁気ディ スクのフォーマ ツ ト、 平面形状、 断面形状、 磁化方法、 表面処理、 サーボデータ領 域の割合などに関する説明を行う。
次に、 記録へ ッ ド部 1 0 — 3 と再生へッ ド部 1 0 — 4 に関する ボイ ン トの説明が、 図 1 Ί と図 1 8 を参照して行われる。 こ こで は、 磁気ヘッ ドのギャ ップと断面構造について説明する。
その次には、 アーム部 1 0 — 5 に関するポイ ン トを、 図 1 9 お よび図 2 0 を参照して説明する。 こ こでは、 アームの構造につい て説明する。
また、 アーム部 1 0 — 5 の次に、 図 2 1 乃至図 3 3 を参照して 、 ク ロ ッ ク信号生成部 1 0 — 6 に関するポイ ン トの説明が行われ る。 こ こでは、 ク ロ ッ ク信号生成の説明と、 このク ロ ッ クの時間 軸補正に必要となる偏心測定の方法について説明する。
次に、 ト ラ ッキ ングサーボ部 1 0 — 7 に閬するボイ ン トの説明 力く、 図 3 4 乃至図 4 3 を参照して行われる。 こ こでは、 ト ラ ツキ ングサ一ボの動作と、 ト ラ ッキ ングサーボに必要なサーボデータ 記録領域の数について説明する。 また、 ト ラ ッキ ングエラ一信号 を利用してオフ ト ラ ッ クを判定する方法についても説明する。
さ らに、 図 4 4乃至図 5 0 を参照して、 再生部 1 0 — 8 に関す るポイ ン ト の説明と、 図 5 1 乃至図 5 8 を参照して、 記録部 1 0 — 9 に関するポイ ン ト の説明が行われる。 こ こでは、 データの再 生と記録の説明を行う。
そして、 最後に、 筐体部 1 0 — 1 0 に関するボイ ン ト の説明が 、 図 5 9乃至図 6 4 を参照して行われる。 こ こでは、 磁気へッ ド 、 磁気ディ スクなどを収容する筐体について説明する。
これら各ボイ ン トの説明に当り、 各ボイ ン ト毎に適した説明が 行われるよう に、 この図 1 に示した構成を必要に応じて分解し、 必要な要素のみを適宜抽出して再構成する。 従って、 各ボイ ン ト の説明において用いられる技術要素は、 こ の図 1 における要素の 区分状態と必ずしも 1 対 1 に対応していない。 これは各技術的ポ ィ ン トを説明するために、 必要な技術要素のみを有機的に再結合 して表現するよう にしているためである。
最初に、 図 1 の磁気ディ スク部 1 0 — 2 のポイ ン トについて説 明する。
本磁気ディ スク装置に用いられる磁気ディ スクは、 その 1 周が
6 0 セクタに区分され、 各セクタは、 1 4 セグメ ン トにより構成 されている。 従って、 1 周は 8 4 0 セグメ ン ト となる。 各セグメ ン ト は、 サーボデータ記録領域と、 データ記録領域とに区分され る (図 2 の 2 0 — 4 0 と 2 0 — 4 1 または図 6 の 2 1 — 2 と 2 1 — 3 ) 。 各サーボデータ記録領域には、 グレーコー ド 2 0 — 7 1 、 ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 およびゥ ォブル ドマ一ク 2 0 — 1 2 , 2 0 - 1 3 が形成される。 また、 各セクタの先頭のセグメ ン ト には、 さ らにユニークパター ン 2 0 — 7 2が付加されている。 但 し、 6 0 セクタのう ちの 1 つのセクタにおいては、 ユニークノ タ — ンに代えて、 P Gと しての機能を有するホームィ ンデ ッ ク ス 2 0 - 7 3 が記録される。
図 3 は、 ユニークパター ン 2 0 — 7 2 が形成されているサーボ データ記録領域 2 0 — 4 0 の構成例を示している。 ユニークバタ — ン 2 0 — 7 2 の次にグ レーコー ド 2 0 — 7 1 力く、 その次にク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 力く、 さ らにその次にゥォブル ドマ一ク 2 0 - 1 2 , 2 0 — 1 3 が配置されている。
図 4 は、 ユニークパター ン 2 0 — 7 2 に代えて、 ホーム イ ンデ ッ ク ス 2 0 - 7 3 が配置されている例を示している。 また、 図 5 は、 ユニークパター ン 2 0 - 7 2 もホ一ムィ ンデ ッ ク ス 2 0 - 7 3 も形成されていない例を示している。
図 2 は、 ユニークパター ン 2 0 - 7 2が形成されているサ一ボ データ記録領域 2 0 — 4 0 と、 その直後のデータ記録領域 2 0 — 4 1 の構成例を示している。
この実施例においては、 サーボデータ記録領域 2 0 — 4 0 には 、 ユニークパターン 2 0 — 7 2、 グレーコー ド 2 0 — 7 1 ( ト ラ ッ クを特定する絶対ア ドレス 0乃至 2 8 0 0 ( ト ラ ッ ク番号) を 表す) 、 ク ロ ッ ク マーク 2 0 — 1 1 、 ゥ ォ ブル ドマーク 2 0 — 1 2 ( 2 0 - 1 2 - 1 , 2 0 - 1 2 - 2 ) , 2 0 — 1 3 ( 2 0 — 1 3 — 1 , 2 0 - 1 3 - 2 ) が形成、 記録される。
ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 の ト ラ ッ ク方向の幅 (図中、 左右方 向の幅) を 1 とするとき、 グレーコー ド 2 0 — 7 1 の幅は 2 0、 ユニークパターン 2 0 - 7 2 の幅は 1 6 とされている。
ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 は、 記録再生の基準となるク α ッ ク を生成するためのマークであり、 再生ヘッ ド 2 0 — 3 0 は、 こ の ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 を再生したとき、 そのエ ッ ジに対応し てタ イ ミ ング信号を出力する。 ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 は、 図 2 に示すように、 データ ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 に形成されるだけで な く 、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 と ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 の間の領域 ( ト ラ ッ ク間) にも形成されている。 即ち、 ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 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 ( 図 6参照) 。
ゥ ォ ブル ドマーク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 — 1 3 — 1 は、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 の中心線 L 1 を挟んで内周側と外周側にずれるよう に配置される とともに、 ト ラ ッ ク方向にも所定の距離だけ離間し て形成されている。 再生へッ ド 2 0 - 3 0がこ のゥ ォブル ドマー ク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 — 1 3 — 1 を再生する とき、 そのエ ッ ジ 位置に対応して、 位置パルスを出力する。 こ の位置パルスの レべ ルが等し く なるよう に ト ラ ッキ ングサーボをかけるこ とにより、 再生へッ ド 2 0 - 3 0 を ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 の中心線 L 1 上に配 置する ことができる。
ゥォブルドマーク としては、 さ らに 2 0 — 1 2 — 2 , 2 0 - 1
3 — 2が設けられている。 これについては後述する。
このゥォブル ドマーク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 - 1 3 - 1 , 2 0 - 1 2 - 2 , 2 0 — 1 3 — 2 は、 ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 と同 一の幅 ( ト ラ ッ ク方向の長さ) とされ、 最内周で 0. 6 m、 最 外周で 1 . 2 mとされる。
データ記録領域 2 0 - 4 1 の先頭には、 I D記録領域 2 0 - 4 1 Hが形成され、 本来記録再生されるデータは、 この I D記録領 域 2 0 — 4 1 Hに続く 領域 2 0 — 4 1 Dに記録されるよう になさ れている。
I D記録領域 2 0 — 4 1 Hは、 セクタ番号記録領域 2 0 — 4 1
Aと ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B ( 2 0 - 4 1 - B 1 , 2 0 - 1 B 2 ) とに区分されている。 このう ち、 少な く ともセク タ番号記録領域 2 0 — 4 1 Aは、 上述したク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 と同様に、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 はもとより、 ト ラ ッ ク と ト ラ ッ クの間にも半径方向に連続して形成されている。 このセクタ番 号記録領域 2 0 — 4 1 Aには、 セクタを特定するセクタ番号 2 0 - 4 1 aが記録され、 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 Bには、 ト ラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 bが記録される。 再 生ヘッ ド 2 0 — 3 0 は、 この I D記録領域 2 0 — 4 1 Hを再生す る こ とにより、 パルス列を出力する。
8 ビッ トのセクタ番号と、 1 6 ビッ トの ト ラ ッ ク番号 2個より なる合計 4 0 ビッ トのデータが、 I D記録領域 2 0 — 4 1 Hに記 録されるデータ ( I Dデータ) とされる。
これらの I Dデータは、 P R (パーシャルレスポ ンス) (一 1 , 0 , 1 ) 変調され、 I D記録領域 2 0 — 4 1 Hに記録される。
セ ク タ番号は、 C A Vディ スク の場合、 内周側の ト ラ ッ ク と外 周側の ト ラ ッ クにおいて同一である。 そこで、 このセ ク タ番号は 、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0上ばかりでな く 、 ト ラ ック と ト ラ ッ クの間 の領域にも連続的に記録されている。
また、 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 Bは、 再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 1 と、 記録動作用 ト ラ ッ ク番号記 録領域 2 0'— 4 1 B 2 とに区分されている。
再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 1 は、 その中心
(幅方向の中心) が ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 の中心線 L 1上'に位置す るように形成されるが、 記録動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 1 B 2 は、 その中心線 L 2力 、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0の中心線 L 1 と距離 dだけ ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 と垂直な方向 (ディ スク半径 方向) に離れた位置 (オ フセ ッ ト した位置) になるよう に形成さ れる。 そ して、 こ の再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 1 と、 記録動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 2 には、 同一の ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 1 , 2 0 - 4 1 b 2が記録され る。 尚、 各領域 2 0 — 4 1 8 1 と 2 0 — 4 1 B 2 には、 それぞれ同 一の ト ラ ッ ク番号を 2個以上記録するよう にしてもよい。 これに より、 より確実に ト ラ ッ ク番号を読み取る こ とが可能になる。 記録動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 2 のオフセ ッ ト 値 d は、 内周側にい く ほど小さい値とされ、 外周側にい く ほど大 きい値とされている。
また、 図 2 に示すように、 ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 (セクタ番号記 録領域 2 0 - 1 Aと再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 一 4 1 B 1 ) の中心線 L 1 に対して、 再生ヘッ ド 2 0 — 3 0 を位置決 めするためのゥォブル ドマーク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 - 1 3 - 1 を形成する他、 記録動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 - 4 1 B 2 の中心線 L 2 を再生へッ ド 2 0 - 3 0 で ト レースする場合の位置 決めのためのゥォブル ドマーク 2 0 — 1 2 — 2 , 2 0 — 1 3 — 2 がサーボデータ記録領域 2 0 - 4 0 に形成されている。
従って、 再生モー ド時においては、 ゥォブルドマ一ク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 - 1 3 — 1 を基準にして再生ヘッ ド 2 0 — 3 0 を ト ラ ッキ ング制御するこ とで、 再生へッ ド 2 0 — 3 0 を ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 の中心線 L 1 に沿って走査させる こ とができる。
これに対して、 記録モー ド時においては、 ゥォブル ドマーク 2
0 — 1 2 — 2 , 2 0 — 1 3 — 2 を再生ヘッ ド 2 0 — 3 0 で再生し て得られる ト ラ ッキ ングエラー信号に対応して ト ラ ッキ ング制御 を行う こ とにより、 再生へッ ド 2 0 — 3 0 を記録動作用 ト ラ ッ ク 番号記録領域 2 0 - 1 B 2 の中心線 L 2 に沿って走査させる こ とができる。 このとき、 記録ヘッ ド 2 0 — 3 1 は、 ト ラ ッ ク 2 0 一 1 0 の中心線 L 1 に ¾つて走行する。
尚、 以上の実施例においては、 通常のゥ ォブル ドマーク 2 0 — 1 2 — 1 , 2 0 — 1 3 — 1 、 オフセ ッ ト したゥォブル ドマーク 2 0 - 1 2 - 2 , 2 0 — 1 3 — 2、 セク タ番号記録領域 2 0 — 4 1 A、 再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 1 、 記録動作 用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 B 2、 領域 2 0 — 4 1 Dの順 に配置したが、 例えば通常のゥ ォブル ドマーク 2 0 — 1 2 - 1 , 2 0 — 1 3 — 1 、 セクタ番号記録領域 2 0 — 4 1 A、 再生動作用 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 Β 1 、 領域 2 0 — 4 1 Dの第 1 群に続いて、 オフセ ッ ト したゥ ォブル ドマーク 2 0 — 1 2 - 2 , 2 0 — 1 3 — 2、 オフセ ッ ト した記録動作用 ト ラ ッ ク番号記録領 域 2 0 — 4 1 Β 2、 領域 2 0 — 4 1 Dの第 2群を繰り返し配置す るよう にする こ ともできる。
また、 ト ラ ッ ク番号記録領域 2 0 — 4 1 Β 1 , 2 0 - 4 1 Β 2 に記録された ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 b l , 2 0 - 1 b 2 は、 記録再生系において用いられるものであり、 グレーコー ド 2 0 — 7 1 は、 これに対応はするが、 サ一ボ系において用いられる もの であり、 両者は同一のものではない。 但し、 いずれも記録または 再生する ト ラ ッ クを確認するための制御に用いられるので、 サー ボデータ記録領域 2 0 — 4 0 と I D記録領域 2 0 — 4 1 Hを制御 信号記録領域と認識する こ とができる。
こ のよ う に、 セクタ番号または ト ラ ッ ク番号を記録する領域を 予め形成し、 そこにセクタ番号または ト ラ ッ ク番号を記録するよ うにしたので、 再生ヘッ ドの位置決め状態に拘らず、 セクタ番号 または ト ラ ッ ク番号を確実に再生するこ とができる。
即ち、 本発明においては、 サーボデータ記録領域 2 0 — 4 0 の ユニークパター ン 2 0 - 7 2、 ホーム イ ンデ ッ ク ス 2 0 - 7 3、 グレーコ ー ド 2 0 — 7 1 、 ク ロ ッ ク マーク 2 0 — 1 1 、 ゥ ォ ブル ドマーク 2 0 — 1 2 , 2 0 — 1 3 などのサーボデータ (パター ン ) の他、 I D記録領域 2 0 - 1 Hのセ ク タ番号 2 0 - 4 1 a、 ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 b 1 , 2 0 — 4 1 b 2、 さ らには ト ラ ッ クが、 凹凸により (刻印により ) 形成、 記録される。 例えばガヒ ドバン ト 2 0 - 2 0 は、 データ ト ラ ッ ク 2 0 — 1 0 より 2 0 0 n mだけ低く なるよう に (凹部と して) 形成されてい る。 即ち、 ト ラ ッ クがディ スク リ ー トに形成されている。
尚、 このよう に、 刻印により各領域を形成する構造は、 例えば 特願平 4一 7 1 7 3 1号に記載されている。 その原理を簡単に説 明すると、 このような磁気ディ スク は光学的ディ スクにおける技 術を応用して製造するこ とができる。 即ち、 ガラス原盤を用意し 、 その表面に例えばフ ォ ト レジス トをコ一ティ ングする。 そして 、 こ のフ ォ ト レジス ト の、 例えば凹部を形成する部分にのみレー ザ光を照射する。 レーザ光を照射した後、 フォ ト レジス トを現像 し、 露光部分を除去する。 このようにして形成した原盤を元にし てスタ ンパを作成し、 このスタ ンパから大量のレプリ 力を製造す る。 このレプリ カには、 原盤に作成した段差が転写されている。 こ の段差が、 転写された表面に磁性膜を形成する こ とによ り、 磁 気ディ ス クを完成する こ とができ る。
図 2 において、 図中ハ ッチングを施して示す領域は、 I Dデー タの例えば論理 1 に対応して N極に磁化され、 ハ ツチングを施し ていない領域は、 論理 0 に対応して S極に磁化された領域である ト ラ ッ クが同心円状または螺旋状に形成されたこの磁気ディ ス ク は、 角速度一定 (ゾーンビッ ト レコ一ディ ング) で画転される また、 ト ラ ッ ク は、 ディ スク半径の 1 / 2 の位置から最外周の 位置の間に、 即ち、 半径の外周側の 1 / 2 の範囲に形成される。 デ ィ ス ク の直径は、 2 . 5 イ ンチ、 1 . 8 イ ンチまたは 1 . 3 イ ンチとされる。 ト ラ ッ ク ピッチは 5 . 2 〃 m、 ト ラ ッ ク幅は 3 . 6 m、 ガー ドノ ン ドは 1 . 6 〃 mとされる。
このよう にして、 直径 2 . 5 イ ンチの 1 枚のディ スクの両面で 2 0 0 M Bの容量を、 また、 直径 1 . 8 イ ンチの 1 枚のディ スク の両面で 1 0 0 M Bの容量を、 それぞれ実現する こ とができる。 図 6 は、 本発明の磁気ディ スク と、 そのデータ領域に対してデ —タを記録または再生する磁気へッ ド 2 1 — 1 3 を駆動する機構 の構成例を示している。
本発明の磁気ディ スク 2 1 — 1 においては、 図 2 を参照して説 明したように、 各セグメ ン ト力 、 データ記録領域 2 1 — 3 (図 2 の 2 0 — 4 1 ) と、 サーボデータ記録領域 2 1 — 2 (図 2 の 2 0 - 4 0 ) とに区分されている。 そして、 そのサーボデータ記録領 域 2 1 — 2 とデータ記録領域 2 1 — 3 が、 磁気へッ ド 2 1 — 1 3 が移動する移動軌跡 2 1 — 2 1 に沿って形成されている。
この装置においては、 磁気ヘッ ド 2 1 — 1 3が、 支点 (回転中 心) 2 1 — 1 2 (図 2 の 2 0 — 6 1 ) を介して画動自在とされて いるアーム 2 1 — 1 1 (図 2 の 2 0 — 6 2 ) の先端に取り付けら れている。 支点 2 1 — 1 2 を挟んで、 アーム 2 1 — 1 1 の磁気へ ッ ド 2 1 — 1 3 の取り付け位置とは反対側に、 ボイ スコ イ ル 2 1 一 1 5 が取り付けられており、 ボイ スコ イ ル 2 1 一 1 5 の下側に はマグネ ッ ト 2 1 — 1 4が配置されている。 従って、 駆動回路 2 1 — 1 6 により ボイ スコ イル 2 1 — 1 5 に所定の躯動電流を供給 する と、 マグネ ッ ト 2 1 — 1 4 の発生する磁束路中に配置された ボイ スコ イ ル 2 1 — 1 5 に電磁力が作用し、 アーム 2 1 — 1 1 が 支点 2 1 — 1 2 を中心と して回動するようになされている。 この とき、 磁気へッ ド 2 1 — 1 3 は軌跡 2 1 — 2 1 上を移動する こ と になる。 この軌跡 2 1 — 2 1 は、 支点 2 1 — 1 2 を中心と し、 磁 気ディ スク 2 1 — 1 の中心 2 1 — 4 を通る円弧となる。
尚、 この図においては、 ス ト レー トアームにしている力く、 ベン トアームを用いる こ ともできる。
図 7 は、 サ一ボデータ記録領域 2 1 — 2 におけるサーボ {貢号を 記録するための専用の領域のより詳細な構成例を示している。 図 7 の実施例においては、 サーボマーク S M (ク ロ ッ クマーク 、 ゥ ォ ブル ドマーク、 グレ一コー ド、 ユニークノ、'ターン、 ホーム イ ンデッ ク ス) 力く、 磁気ヘ ッ ド 2 1 — 1 3 のアーム 2 1 — 1 1 が 画動したときにおける移動軌跡 2 1 — 2 1 に沿った曲線と、 磁気 ディ スク 2 1 — 1 の ト ラ ッ クに沿った曲線とにより形成された略 矩形状のパターンと して形成されている。 また、 図 2 における I D記録領域 2 0 - 4 1 Hのデータ領域の他、 刻印により形成され るすべての領域が、 磁気へッ ド 2 1 - 1 3 の移動軌跡に沿って形 成される。
尚、 図には、 ト ラ ッ ク と軌跡 2 1 — 2 1 の半径に対してサーボ マーク S Mを大き く 誇張して示しているため、 サ一ボマ一ク S M の各辺は曲線で表されているが、 実際には、 このサーボマ一ク S Mの 1 辺の長さは、 ト ラ ッ クや移動軌跡 2 1 — 2 1 の半径に較べ て極めて小さいため、 実質的には、 殆ど直線で囲まれた状態にな る。
このよう に、 刻印により形成するサーボマーク S M、 その他の マークを、 移動軌跡 2 1 — 2 1 に沿って配置すると、 シーク動作 時における等時間間隔性が崩れる こ とな く 、 従って、 ク ロ ッ ク生 成用の P L L回路 (図 2 1 の 5 0 - 3 0 ) のロ ックがシーク動作 時に外れてしま うようなこ とがない。 また、 ベン ト角度のない ( ベン ト角度が 0度であり、 磁気へツ ド 2 1 — 1 3 の磁気ギャ ップ と平行な磁気ギヤ ッ プ線 2 1 - 4 1 力く ト ラ ッ ク と垂直となる) 磁 気へッ ド 2 1 — 1 3 により記録再生を行えば、 磁気ギャ ップが常 に ト ラ ッ ク と垂直となるため、 アジマス損失が発生する こ とがな い。
図 8 A、 8 B は、 以上のよう な構成の磁気ディ スク 2 1 — 1 の 断面構成を示している。 図 8 Aは、 ト ラ ッ クに垂直な方向の断面 を表しており、 図 8 B は、 ト ラ ッ ク方向に沿った断面を示してい る。 これらの図に示すよう に、 合成樹脂、 ガラス、 アルミ ニウム などよりなる基板 2 1 — 6 1 には、 その表面に段差が形成されて おり、 その段差が形成されている面に磁性膜 2 1 - 6 2 が形成さ れている。 そして、 段差の低い部分 (凹部) によりガー ドバン ド ( G B ) が構成され、 高い部分 (凸部) により ト ラ ッ ク (記録部 分) が構成される。
各 ト ラ ッ クは、 図 8 Bに示すよう に、 そのデータ記録領域 2 1 — 3 は平坦のまま とされる。 これに対して、 サーボデータ記録頟 域 2 1 — 2 においては、 サーボマーク S Mやク ロ ッ クマーク C M などを記録する部分のみが突出しており (データ記録部と同一の 高さ とされており ) 、 サーボ信号を記録しない未記録領域は、 よ り低く (凹部と して) 形成されている。 上述したように、 このよ う な凹凸を有するディ スクは、 光ディ スク技術を応用して製造す る こ とができる。
この磁気ディ スクによれば、 磁気へッ ドが内周側方向または外 周側方向に移動する場合の移動軌跡に沿って、 サーボデータ記録 領域と I D記録領域を形成するよう にしたので、 シーク動作時に おける等時間間隔性を保持する こ とができ、 ク ロ ッ ク生成のため の P L L回路のロ ッ ク外れを抑制する こ とができる。 また、 アジ マス損失を抑制するこ とが可能となる。
次に、 このように、 凹凸を有する磁気ディ スクの磁化方法につ いて説明する。 サーボデータ記録領域 2 1 — 2 が 1 周に等角度間 隔に 8 4 0個設けられ、 そこに、 図 9 に示すように、 ト ラ ッ ク と 垂直な方向の幅 Wが 5 m程度、 ディ スクの走行方向に沿った長 さ Lが 0 . 7乃至 2 . 9 m程度とされた長方形の凸部 2 2 — 1 3が信号に対応してパターン (刻印) 形成されている こ とになる このような磁気ディ スク 2 2 — 1 に対し、 図 9 において、 矢印 m l および m 2 で示すよう に、 凸部 2 2 — 1 3 と凹部 2 2 - 1 において磁化の向きを逆向き と し、 位置決め信号 (ゥ ォブル ドマ —ク、 ク ロ ッ クマーク、 ト ラ ッ ク番号など) の書き込みを行う。
この例においては、 上述の磁気デイ スク 2 2 — 1 (図 6 の 2 1 — 1 ) に対し、 まず図 1 0 Aに示すように、 磁気デイ スク 2 2 — 1 を矢印 a で示す方向に回転走行させる。 磁気ヘッ ド 2 2 — 2 ( 製造装置の磁気ヘッ ド) に第 1 の直流電流を印加しながら、 こ の 磁気へッ ド 2 2 — 2 を磁気ディ スク 2 2 — 1 上の半径'方向に ト ラ ッ ク ピッチで移動させ、 磁気ディ スク 2 2 — 1 の凸部 2 2 — 1 3 と凹部 2 2 — 1 4 の磁性層 2 2 — 1 2をすベて同一方向に一旦磁 化する。 尚、 2 2 — 1 1 は非磁性支持体で、 その上に磁性層 2 2 一 1 2 が被着形成されている。
そして、 その後、 図 1 0 Bに示すように、 第 1 の直流電流とは 逆極性で、 電流値が第 1 の直流電流に較べ小さい第 2 の直流電流 を磁気へッ ド 2 2 — 2 に印加しながら、 この磁気へッ ド 2 2 - 2 を磁気ディ ス ク 2 2 — 1 の半径方向に同様に ト ラ ッ ク ピッチで移 動させてスキ ャ ンさせ、 磁気ディ スク 2 2 — 1 の凸部 2 2 — 1 3 の磁性層 2 2 - 1 2 のみを逆向きに磁化して、 位置決め信号の書 き込みを行つた。
磁気へッ ド 2 2 — 2 と しては、 磁気ギャ ップ Gのギャ ップ長 g 0力く 0. 4 m、 ト ラ ッ ク幅が 1 0 0 m、 コ イ ル巻線が 5 6 タ ーンのセ ンタタ ップ付のもの ( 2 8 + 2 8 ) を用いた。 そして、 この磁気へッ ド 2 2 — 2 を、 磁気デイ スク 2 2 — 1 との相対速度 を 6 m/ s と して磁気ディ スク 2 2 — 1 上に浮上させた。 このと きの浮上量 d は 0. 1 3 ; mであった。
このよう に、 1 つの磁気へッ ドによって位置決め信号を書き込 むこ とができる こ とから、 ヘッ ドの交換作業を省略する こ とがで き、 ディ スクの生産性の向上をはかる こ とができる。
図 1 1 は、 このよう にして磁化される磁気デイ スクのより詳細 な断面構造を表している。 同図に示すよう に、 プラスチ ッ クまた はガラス、 あるいはアルミ ニウムなどより なる基板 2 3 — 1 1 に は、 2 0 0 n mの段差 (凹部) が形成されている。 この基板 2 3 — 1 1 は、 ガラスで構成される とき、 その厚さは 0. 6 5 m mと され、 プラスチ ッ クで構成される とき、 その厚さは 1 . 2 m mと される。 基板 2 3 — 1 1 の両面には、 磁性層 2 3 — 1 2が形成さ れる。
この磁性層 2 3 — 1 2 と して、 最初に、 基板 2 3 — 1 1 上に、 粒子密度が 1 m当り 0. 5個以上 1 0 0個以下、 好ま し く は 1 0個程度とされた粒子層 2 3 - 1 2 Aが形成されている。 この粒 子層 2 3 — 1 2 Aには、 S i 02 よりなる粒子 (球状シリ カ) 2 3 — 1 2 a が、 上記した密度に分布している。
基板 2 3 — 1 1 をガラスあるいはアルミ ニウムなどにより構成 した場合、 比較的剛性を確保する こ とが可能である。 しかしなが ら、 プラスチ ッ クを使用した場合においては、 必ずしも十分な剛 性を確保する こ とができず、 また、 耐久性の面においても、 ガラ スあるいはアルミ ニウムに劣る。 さ らに、 基板表面の凹凸が粗い ため、 磁気式へッ ドを磁性層 2 3 — 1 2 に接触しない範囲で近接 配置する こ とが困難になる。 そこで、 この磁気ディ スクのよう に 、 粒子層 2 3 — 1 2 Aを形成する こ とで、 凹凸の微細化が可能と なる。 これは、 表面の凹凸が粒子 2 3 — 1 2 a の密度と粒径で決 定されるためである。
この粒子 (球状シリ カ) 2 3 — 1 2 a は、 ディ ッ ビング法によ り基板 2 3 — 1 1 上に付着させる こ とができる。 粒子の平均径は 5 0 n m以下、 好ま し ぐは 8乃至 1 O n mとする。 その平均粒径 を 8 n mと したとき、 粒径分布は標準偏差で 4. 3 n mとなった 。. 球状シ リ カは、 イ ソプロ ピルアルコールに濃度 0. 0 1重量% となるように分散し、 これを引き上げ速度 1 2 5 mmノ分で基板
2 3 - 1 1 の表面に塗布した。 被覆率は 1 0 0 %である。
粒子密度はデイ ツ ビング速度と濃度で決定されるため、 これを 管理するこ とで、 凹凸の制御が可能である。 また、 ディ ッ ビング 方式で付着させる こ と、 設備を簡略化するこ とができる。 ディ ッ ピ ングは、 局部的 (例えば、 内周側あるいは外周側など) に行う こ と もでき る。
粒子 2 3 — 1 2 a は、 S i 02 以外の無機微粒子とする こ とも 可能である。
粒子層 2 3 — 1 2 Aの上には、 約 8 0 n mの厚さのク ロム層 2
3 — 1 2 Bが形成される。 このク ロム層 2 3 — 1 2 Bは、 交換結 合膜と して機能し、 磁気特性を改善する効果があり、 特に保磁力 を高めるこ とができ る。
このク ロム層 2 3 — 1 2 Bの上には、 コバル ト白金層 2 3 — 1 2 C力 、 4 0 n mの厚さにわたって形成される。 さ らに、 このコ ノ ル ト白金層 2 3 一 1 2 Cの上には、 1 0 n mの厚さの S i 02 からなる保護膜 2 3 — 1 2 Dがス ピンコー トあるいは塗布される 。 保護膜 2 3 — 1 2 Dの上にはさ らに、 潤滑剤 2 3 — 1 2 Eが塗 布される。 この潤滑剤 2 3 — 1 2 Eと しては、 例えば F O M B L I N社の Z— D O L (商標) を用いる こ とができる。
次に、 データ記録領域とサーボデータ記録領域の割合について 説明する。 図 1 2 に示すよう に、 本発明においては、 各セ グメ ン トがデータ記録領域とサーボデータ記録領域とに区分される。 デ ータ記録領域は平坦であるが、 サーボデータ記録領域は、 上述し たように、 ク ロ ッ クマーク、 ゥ ォブル ドマーク、 グレーコー ドと いったサーボパターン (より正確には、 さ らに図 2 に示した I D 記録領域 2 0 — 4 1 Hのセ クタ番号や ト ラ ッ ク番号も) が物理的 な凹凸状態と して記録されている。
従って、 図 1 3 に模式的に示すよう に、 アーム 2 3 — 8 1 (図 1 9 のアーム 4 0 — 5 3 ) に、 ロー ドビーム 2 3 — 8 2 (図 1 9 のサスペンシ ョ ンバネ 4 0 — 5 6 ) を介して支持されているス ラ イ ダ 2 3 — 8 3 (図 1 9 のス ライ ダ 4 0 — 5 7 ) に磁気ヘッ ドが 保持されているのであるが、 このスライ ダ 2 3 - 8 3が磁気ディ スク 2 3 - 8 4 の回転に対応して発生する空気流によって磁気デ イ スク 2 3 — 8 4 に対して所定の距離に配置される。
磁気へッ ド、 従って、 スライ ダ 2 3 — 8 3 と磁気デイ スク 2 3 一 8 との距離が近いほど、 磁気へッ ドにより検出される磁気変 化は大き く なるから、 再生出力も大き く なる。 しかしながら、 そ の距離があま り近づき過ぎる と、 磁気へッ ドが磁気デイ スク 2 3 一 8 4 と接触してしまう。 従って、 スライダ 2 3 — 8 3 は、 磁気 デ ィ スク 2 3 — 8 4 に対して所定の距離を保持する必要がある。
しかしながら、 上述したよう に、 磁気ディ スク 2 3 — 8 4 (図 1 0 の磁気ディ スク 2 2 — 1 ) は、 その表面が平坦でないため、 その凹凸に対応して、 スライ ダ 2 3 - 8 3 と磁気ディ スク 2 3 — 8 との距離が変化する。 セグメ ン ト長 Sがスラ イ ダの長さ しに 対して十分長く 、 サ一ボデータ記録領域がスライ ダ 2 3 — 8 3 と 同程度の長さを有する とする と、 図 1 4 に示すように、 ス ライ ダ 2 3 — 8 3 は、 定常浮上状態 (平坦な領域における浮上状態) か ら、 サーボデータ記録領域 (凹部) に侵入し始める とと もに、 そ の先端部が沈み始め、 これに対応して、 その支持点を軸にピ ッ チ ングし、 後端部が一時的に浮き上がった後、 やがて全体が沈み込 む。 凹部の底部においては、 凹部侵入時に励起されたピ ッ チ ング を減衰させながら、 走行が行われる。
凹部より離脱する とき、 ス ライ ダ 2 3 — 8 3 の先端部が持ち上 げられ、 ス ライ ダ 2 3 — 8 3 は、 凹部侵入時における場合と逆方 向にピ ッ チ ング し、 後端部が一時的に沈み込む。 その後、 全体が 凹部より離脱し、 ピ ッ チ ング運動を減衰させながら、 定常浮上状 態に復帰する。
以上の動作は、 ス ライ ダ 2 3 — 8 3が 1 つの凹部を乗り越える 場合のものである。 しかしながら、 実際には、 上述したよう に、 サ一ボデータ記録領域はセグメ ン ト周期で周期的に発生する。 ク ロ ッ クのジッタを小さ く するには、 セグメ ン トの周期を短く し、 1 ト ラ ッ ク 当り のサーボデータ記録領域の数を増やすこ とが好ま しい。 しかしながら、 そのよう にする と、 データ記録領域が減少 するため、 デ ィ スク の記録容量が小さ く なつてしま う。 このため 、 サ一ボデータ記録領域の数は、 ディ スク の記録容量とジ ッタ許 容値との ト レー ドオフで決定される。
いま、 図 1 5 に示すように、 サ一ボデータ記録領域の 1 セグメ ン トに対する割合を 2 3 %と し、 その間、 すべて凹部であるとし 、 残りの 7 7 %のデータ記録領域が凸部である と仮定する と、 図 1 4 に示した 1 つの凹部の乗り越え特性に、 セグメ ン ト周期の成 分が重畳される。 図 1 6 は、 このよう にして、 スライ ダ 2 3 — 8 3 と磁気ディ スク 2 3 - 8 4 との距離がセグメ ン ト周期で変化す る様子を示している。 尚、 図 1 6 においては、 ス ラ イ ダ長を 1 . 8 m m、 磁気ディ スク 2 3 — 8 4 の回転数を 2 7 0 0 r p m、 1 回転当り のセグメ ン トの数を 4 2 0個としている。 同図より、 ス ラ イ ダ 2 3 - 8 3 と磁気ディ スク 2 3 — 8 4 との距離がセグメ ン ト周期で大き く 変化する こ とが判る。
図 6 4 は、 セグメ ン ト 当りのデータ記録領域とサ一ボデータ記 録領域とのパラメ ータ と して、 スライ ダ 2 3 — 8 3 のサーボデー タ記録領域乗り越え時の浮上変動量をシ ミ ュ レーショ ンにより求 めた値を示している。 このシ ミ ュ レーシ ョ ンにおける条件は、 セ グメ ン ト数が 1 ト ラ ッ ク 当り 4 2 0個、 浮上量が 0 . 1 1 m、 周速度が 1 2. 8 m/ s 、 ディ スク回転数が 4 5 H z 、 スキュー 角度が 0度と している。 また、 サーボデータ記録領域における凹 部の深さは 0. 1 〃 mと している。
この図 6 4 に示すよう に、 サーボデータ記録領域のデータ記録 領域に対する比が、 1 0対 9 0、 2 3対 7 7、 または 3 0対 7 0 と、 増加するにつれて、 変動量が 1 3. 0 n m、 2 8. 0 n m、 または 3 2. O n mと順次増大してい く こ とが判る。 即ち、 サー ボデータ記録領域の占める割合が少ないほど、 磁気ディ スク とス ライ ダ 2 3 — 8 3 の変動量が少ないこ とが判る。 サーボデータ記 録領域の割合を増加させる と、 記録容量が小さ く なるばかりでな く、 スライ ダの変動量が増加し、 最悪の場合、 平坦部においても 変動が充分減衰せず、 安定した記録再生が困難になる。 そこで、 サーボデータ記録領域 (凹部が形成されている領域) の 1 ト ラ ッ ク当り に占める割合を 4 0 %以下とすることが好ま しい。
次に、 図 1 の記録へッ ド部 1 0 — 3 と再生へッ ド部 1 0 — 4 の ボイ ン トについて説明する。
図 1 7 において、 浮上型スライ ダ等自体 (図 1 3 のスライダ 2 3 - 8 3 ) 、 或いはこれに取着される基体 3 0 — 6 には、 磁気デ イ スク との対接ないしは対向面となる A B S ( A i r B e a r i n g S u r f a c e ) 面 3 0 — 7 に臨んで、 再生ヘッ ドのシ 一ドルを構成する第 1 及び第 2 の磁性層 3 0 — 3及び 3 0 — 4 が 積層されている。 この磁性層 3 0 — 3及び 3 0 — 4 に挟まれるよ うに、 M R (磁気抵抗効果) 薄膜より成る M R素子 3 0 — 1 と、 バイ アス導体 3 0 — 1 8 とが、 非磁性の絶緣層 3 0 — 8 を介して 配置されて、 M R型再生ヘッ ドが構成される。 このバイ アス導体 3 0 — 1 8 は、 M R素子 3 0 — 1 に所要の向きの磁化状態を与え て、 その磁気抵抗特性が優れた直線性と高い感度を示す特性領域 で動作するよう に、 この M R素子 3 0 — 1 を横切るよう に配置さ れている。
そ して、 第 2 の磁性層 3 0 — 4 の外側即ち M R素子 3 0 — 1 が 設けられる側とは反対側には、 非磁性の絶緣層 3 0 — 8 を介して 第 3 の磁性層 3 0 — 5 が積層されている。 これら第 2及び第 3 の 磁性層 3 0 — 4 と 3 0 — 5 の間には、 この A B S面 3 0 — 7 から 離間する各後方部間の互いに磁気的に結合する部分を巡るよう に 、 渦巻き状のパターンへッ ド巻線 (図 1 8 の 3 0 — 2 ) が形成さ れている。 第 3 の磁性層 3 0 — 5 の下面と、 M R素子 3 0 — 1 の 中央との距離は、 3 . 5 / mとされている。
このよう にして、 第 1 及び第 2磁性層 3 0 — 3 と 3 0 — 4 の間 に M R素子 3 0 — 1 が配置された、 いわゆる シール ド型構成の M R型磁気へッ ド (再生へツ ド) が構成される とともに、 第 2及び 第 3 の磁性層 3 0 — 4 と 3 0 — 5 より成る磁路にへッ ド巻線が巻 装された I n d (誘導) 型磁気ヘッ ド (記録ヘッ ド) が構成され る。
このとき、 M R型再生へッ ドの ト ラ ッ ク幅は M R素子 3 0 — 1 の A B S面 3 0 — 7 に臨む幅 WTMで規制され、 I n d型記録へッ ドの ト ラ ッ ク幅は第 3 の磁性層 3 0 — 5 の A B S面 3 0 — 7 に臨 む幅 WT 1で規制される。 M R素子 3 0 — 1 の幅 WTHは、 比較的大 なる例えば 5 . 2 μ m ( ト ラ ッ ク ピッチと等しい幅) とし、 第 3 の磁性層 3 0 — 5 の幅 WT Iは、 比較的小なる例えば 4 . 0 / m ( ト ラ ッ ク ピッチより狭い幅) と して構成する。
このような構成による M Rノ I n d複合型薄膜へッ ドを用いて 、 ト ラ ッ ク ピッチ 5 . 2 〃 m、 ト ラ ッ ク幅 3 . 6 〃 m、 ガー ドバ ン ド幅 1 . 6 ^ mとされ、 即ち ト ラ ッ ク密度 4 8 8 5 T P I ( T r a c k P e r I n c h ) とされたディ スク リ ー ト型の磁気 ディ スクに対して記録再生を行ったところ、 再生ノ イ ズの増加を 招 く こ とな く 、 再生出力の変動を回避する こ とができて、 再生特 性の向上を図る こ とができた。
次に図 1 8 を参照して、 磁気へッ ドの断面構成を説明する。 基 体 3 0 — 6上に、 A B S面 3 0 — 7 に臨んで、 M R素子 3 0 — 1 を挟んで M R素子 3 0 — 1 のシール ドを成す第 1及び第 2 の磁性 層 3 0 — 3及び 3 0 — 4が積層されている。 この上に、 記録時の 磁気ギャ 'ンプを構成す非磁性の絶緣層 3 0 — 8 と第 3 の磁性層 3 0 — 5力 同様に A B S面 3 0 — 7 に臨んで積層される。 また 3 0 — 2 は、 第 2及び第 3 の磁性層 3 0 — 4及び 3 0 — 5 の、 例え ば各後方部の互いの磁気的結合部を巡るよう に渦 ¾き状パターン に形成されたヘッ ド巻線を示し、 この第 2及び第 3 の磁性層 3 0 — 4及び 3 0 — 5 によって、 記録へッ ドが構成される。
M R素子 1 は、 その A B S面 3 0 — 7 に対接する側に先端電極 3 0 — 1 5が設けられ、 他端には後端電極 3 0 — 1 6 が設けられ 、 A B S面 3 0 — 7 に対接又は対向する磁気ディ スクからの信号 磁界を検出するよう になされる。 3 0 — 1 8 は M R素子 3 0 — 1 にバイ アス磁界を与えるためのバイ アス導体である。 第 2磁性層 3 0 — 4 は、 再生時には M R素子 3 0 — 1 のシー ドルと して、 記 録時には誘導用コアと して機能する。
第 2 の磁性層 3 0 — 4 の上面と第 3 の磁性層 3 0 — 5 の下面と の距離 (記録ギャ ップ) は、 0. 6 mとされ、 M R素子 3 0 — 1 の中央と第 1 の磁性層 3 0 — 3 の上面の距離は 0. 2 // mとさ れている。
この複合型薄膜へッ ドによれば、 再生へッ ドの ト ラ ッ ク幅を大 とするために、 再生出力の増大化を図る こ とができる。
更に、 このよう な複合型薄膜へッ ドを用いてディ スク リ ー ト型 の磁気ディ スクに記録再生を行う場合、 再生フ リ ンジングの発生 を抑制するこ とができる と共に、 再生ヘッ ドと磁気ディ スク との ト ラ ッ クの位置ずれに対する裕度を大とてるこ とができ るため、 再生出力の変動を抑制するこ とができ、 再生出力特性の向上を図 るこ とができる。
尚、 幅 W T 1と W T Wは ト ラ ッ ク幅の整数倍にしてもよい。 また、 記録へッ ドと再生へッ ドは兼用する こ とも可能である。
図 1 9 は、 図 5、 図 6、 図 1 7、 図 1 8 などを参照して説明し た磁気へッ ド (記録へッ ドと再生へッ ド) が取り付けられるァ一 ムの構造を示している。 同図に示すように、 下筐体 4 0 — 5 1 に は磁気ディ スク 4 0 — 5 2力く、 ス ピン ドルモータ (図 5 9 の 1 0 0 - 2 1 ) を介して回転自在に装着されている。 また、 こ の下筐 体 4 0 - 5 1 には、 軸 4 0 - 5 4 を中心と して回動自在にアーム 4 0 - 5 3が取り付けられている。 図 2 0 に断面図で示すよう に 、 軸 4 0 — 5 4 とアーム 4 0 — 5 3 の間には、 ボールベア リ ング 4 0 - 5 5が設けられている。 これにより、 アーム 4 0 — 5 3 の 回動時における摩擦が小さ く なるようになされている。
アム一 4 0 - 5 3 の先端には、 サスペンシ ョ ンバネ 4 0 — 5 6 が取り付けられ、 このサスペンショ ンバネ 4 0 - 5 6 の更に先端 には、 図示せぬジンバルバネを介してスライ ダ 4 0 - 5 7 が取り 付けられている。 上述した磁気へッ ド (記録へッ ドと再生へッ ド ) は、 こ のス ライ ダ 4 0 — 5 7 に取り付けられている。 磁気ディ スク 4 0 — 5 2 は 2枚設けられ、 その両面に磁性膜が設けられて いるため、 各ディ スクの両面に対向するよう に合計 4個のスラ イ ダが設けられている。
アーム 4 0 — 5 3 の他端にはボイ スコ イ ル 4 0 - 6 3 (図 6 の 2 1 - 1 5 ) が取り付けられている。 こ のコ イ ル 4 0 — 6 3 の下 方と上方には、 マグネ ッ ト 4 0 — 6 1 と 4 0 — 6 2 (図 6 の 2 1 - 1 4 ) が配置され、 マグネ ッ ト 4 0 — 6 1 力、らマグネ ッ ト 4 0 一 6 2 に、 また、 その逆に、 マグネ ッ ト 4 0 — 6 2力、らマグネ ッ ト 4 0 — 6 1 に局部的に磁束が向かう よう になされている。 そし て、 コ イ ル 4 0 — 6 3 は、 こ の磁束を横切るよう に配置されてい る。 その結果、 コ イ ル 4 0 — 6 3 に駆動電流を流すと電磁力が発 生し、 コ イ ル 4 0 — 6 3、 従って、 これが取り付けられているァ ーム 4 0 - 5 3 力く、 軸 4 0 — 5 4 を中心と して画動する。 その結 果、 スライ ダ 4 0 - 5 7 力 (従って、 そこに取り付けられている 磁気へッ ドが) 磁気デイ スク 4 0 — 5 2 の所定の半径位置に移動 するこ とになる。
次に、 図 1 のク ロ ッ ク信号生成部 1 0 — 6 に関するポイ ン トに ついて説明する。
図 2 1 は、 本発明を磁気ハー ドディ スク装置に適用した場合の 一実施例の構成を示す図である。 両面磁気ディ スク 5 0 — 1 A, 5 0 - 1 B (図 1 9 の 4 0 — 5 2 ) は、 ス ピン ドルモータ 5 0 — 2 によって回転駆動される。 磁気ヘッ ド 5 0 — 3 A, 5 0 - 3 B は、 それぞれ、 アーム 5 0 — 4 A, 5 0 — 4 Bによって支持され 、 ボイ スコ イ ルモータ ( V C M ) 5 0 — 5 に って回動中心 5 0 一 5 Cを支点と して画動させられて、 両面磁気ディ スク 5 0 — 1 A, 5 0 — 1 Bの上面の ト ラ ッ ク 5 0 — 5 0 2 に追従して、 これ らの ト ラ ッ クに対して、 データの書き込みおよび読み出しを行う
2枚の磁気ディ スク 5 0 — 1 A, 5 0 — 1 Bの ト ラ ッ ク 5 0 — 5 0 2 は、 シリ ンダ 5 0 — 1 0 0 を構成する。 図示されていない が、 両面ディ スク 5 0 — 1 A , 5 0 — 1 Bの下面に対してデータ の書き込みおよび読み出しを行う 2つの磁気へッ ドが設けられて おり、 磁気ヘッ ド 5 0 — 3 A, 5 0 — 3 B と同様に、 アーム 5 0 - 4 A , 5 0 — 4 Bによって支持され、 V C M 5 0 — 5 によって 回動中心 5 0 — 5 Cを支点と して回動させられる。 図 2 を参照し て説明したように、 磁気ディ スク 5 0 — 1 A, 5 0 — 1 Bの表面 のデータ ト ラ ッ ク中には、 時刻標準を与えるク ロ ッ クマーク 2 0 - 1 1 力 ディ ス ク製造時にあらかじめ複数個刻印形成されてい る。 なお、 参照番号 5 0 — 6 は、 ス ピン ドルモータ 5 0 — 2 の回 転中心すなわち磁気ディ スク 5 0 — 1 A , 5 0 — 1 Bの回転中心 を示す。
ホス ト コ ンピュータ 5 0 — 5 0 は、 書き込みコ マ ン ド、 読み出 しコ マ ン ド等のコ マ ン ドをィ ンターフェ一スケーブル 5 0 — 6 0 を介してコ ン ト ローラ 5 0 - 7 0 に供給する。 コ ン ト ロ一ラ 5 0 一 7 0 は、 磁気ハ一 ドディ スク装置を制御するための制御信号を 信号処理回路 5 0 — 2 0 に出力する。
磁気へッ ド 5 0 - 3 A , 5 0 — 3 B によ ってディ ス ク 5 0 — 1 A , 5 0 — 1 Bから読みだされた再生信号は、 再生増幅回路 5 0 - 2 1 により所定の振幅に増幅される。 再生増幅回路 5 0 - 2 1 の出力は、 ク ロ ッ ク抽出回路 5 0 — 2 2 、 ト ラ ッ ク位置誤差検出 回路 5 0 — 2 3 、 ホーム イ ンデ ッ ク ス抽出回路 5 0 — 2 4 、 およ び ト ラ ッ ク ア ド レスデコーダ 5 0 - 8 0 に供給される。
ク ロ ック抽出回路 5 0 - 2 2で抜き出された再生ク ロ ッ ク信号 (ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 ) は、 ト ラ ッ ク偏心量測定部 5 0 — 2 5 に供給される。 また、 ホーム イ ンデ ッ ク ス抽出回路 5 0 — 2 4 によ り抜き出されたホームイ ンデ ッ ク ス信号 2 0 — 7 3 (図 4 ) すなわち回転位相原点信号も、 ト ラ ッ ク偏心量測定部 5 0 一 2 5 に供給される。 ト ラ ッ ク位置誤差検出画路 5 0 — 2 3 は、 1 対 のゥ ォ ブル ドマーク 2 0 — 1 2 , 2 0 — 1 3 の再生レベルの差か ら ト ラ ッ ク位置誤差信号 ( ト ラ ッ キ ングエラー信号) を生成し、 ト ラ ッ キ ングサーボ回路 5 0 - 4 0 とオフ ト ラ ッ ク判定回路 5 0 一 9 0 に供給する。
ト ラ ッ ク偏心量測定部 5 0 — 2 5 は、 後述する方法により、 デ ータ ト ラ ッ ク円 5 0 — 5 0 2 の、 回転中心軸 5 0 — 6 に対する偏 心量を、 ディ ス ク のホームイ ンデ ッ ク ス発生位置を角度座標値 0 度とするディ スク上の角位置 0の関数として計測し、 偏心量記憶 部 5 0 — 2 6 にテーブル形式で記憶させる。 この偏心量は、 P L L回路 5 0 — 3 0 に供給され、 ク ロ ック信号の時間軸誤差の補正 に用いられる他、 ト ラ ッキ ングサーボ回路 5 0 — 4 0 に供給され 、 V C M 5 0 — 5の制御に利用される。
即ち、 図 2 1 の本発明の実施例の特徴の 1 つは、 記憶部 5 0 —
2 6 に記憶された偏心量が、 読出回路 5 0 - 2 7 によってデイ ス クの回転に同期して読み出され、 D/Aコ ンバータ 5 0 — 2 8 に よってアナログ信号に変換され、 フィー ドフォ ワー ド補償器 5 0 一 2 9 によって補償処理すなわち速度信号への変換がなされた後 、 P L L回路 5 0 — 3 0 の電圧制御発振器 ( V C O ) 5 0 — 3 5 の制御電圧としてフ ィー ドフォワー ドされる点にある。
P L L回路 5 0 - 3 0 は、 位相比較器 5 0 — 3 1 と、 この位相 比較器 5 0 - 3 1 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 5 0 - 3 2 と、 このフ ィ ルタ 5 0 - 3 2 の出力に応じた位相と周波数のクロ ック信号を出 力する電圧制御発振器 5 0 — 3 5 とを舍み、 位相比較器 5 0 一 3 1 力、 ク ロ ック抽出回路 5 0 — 2 2によって抜き出されたク ロ ッ ク信号と、 電圧制御発振器 5 0 — 3 5から出力され、 N分の 1分 周器 5 0 - 3 6を介してフィー ドバックされるクロ ック信号との 位相差を出力する。
図 2 1 の本発明の実施例の特徴は、 ループフ ィ ルタ 5 0 - 3 2 と V C 0 5 0 - 3 5 との間にアナログ加算器 (演算増幅器) 5 0 — 3 3を設け、 フ ィ ー ドフォ ヮ一 ド補償器 5 0 — 2 9からスイ ツ チ 5 0 - 3 4を介して供給される信号を、 ループフィルタ 5 0 —
3 2から出力される信号に加算して、 V C 0 5 0 - 3 5 に供給す る点にある。 なお、 ループフィルタ 5 0 — 3 2および加算器 5 0 一 3 3 は、 デジタル演算素子であつてもよい。 このような構成になっているから、 V C 0 5 0 — 3 5 は、 位相 比較器 5 0 - 3 1 からの出力のみならず、 偏心量記憶部 5 0 — 2 6から、 読出回路 5 0 — 2 7、 D /Aコ ンバータ 5 0 — 2 8、 フ イ ー ドフ ォ ワー ド補償器 5 0 — 2 9およびス ィ ッ チ 5 0 — 3 4 を 経由して到来する ト ラ ッ ク円偏心表示電圧によっても駆動される 。 したがって、 V C 0 5 0 — 3 5 は、 ディ スクから発生する例え ば 8 4 0個 / 1 回転のク ロ ッ クマークに同期したパルス信号にい わゆるク ローズ ドルース動作で追従する とともに、 記憶部 5 0 — 2 6からの現在の瞬時の偏心量の予測信号により、 オープンルー プ動作も行う。
すなわち、 このような偏心のあるディ スクの動作においては、 0方向 (ディ ス ク の回転方向) に固定した再生へッ ドから眺めて 観測されるディ スクからのク 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 ( 6 0 H z ) 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、 V C O 5 0 — 3 5が意図的に 「加振」 される こ とによ り、 ク ロ ッ ク抽出回路 5 0 — 2 2から出力されるク ロ ッ ク信号と 、 V C 0 5 0 — 3 5 から出力されるク ロ ック信号は、 ほぼ ± 2 0 n s (ナノ秒) の同位相近辺まで接近させられる。
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 5 0 — 2 2から 出力されるク ロ ッ ク信号に対して V C 0 5 0 - 3 5 の出力信号は 、 ± 1 n s 以下の極めて近い発振位相に保持できる。
図 2 を参照して説明したように、 データ ト ラ ッ ク円は、 光ディ スク製造装置と同様に、 0. 0 1 ミ ク ロ ン程度の送り精度をもつ カ ッテングマシンで製作されるので、 真円度の誤差は 1 ミ ク ロ ン より十分小さい値となる。 しかしながら、 回転軸 (図 1 9 の軸 4 0 - 5 4 ) にこのようなディ スクを取り付けると、 ディ スク中心 、 すなわちデータ ト ラ ック円の中心は、 画転軸に対して 1 0乃至 5 0 m程度の取り付け誤差を生ずる。
このずれ (偏心) を計測する方法の詳細については、 図 2 5乃 至図 2 3を参照して後述するが、 ここで図 2 2を参照して簡単に 説明しておく。
図 2 2 において、 参照番号 5 0 — 5 0 0 は、 ト ラ ック 5 0 - 5 0 2 の中心を示し、 参照番号 5 0 — 5 0 1 は、 ディ スクの回転中 心を示す。 再生ヘッ ド 5 0 — 3 は、 アーム 5 0 — 4により支持さ れていて トラ ック 5 0 - 5 0 2の中心上を ト レースするように、 ト ラ ッキングサ一ボ回路 5 0 - 4 0で位置決めされている。
今、 ト ラ ッ ク 5 0 — 5 0 2 の半径を r 0 ( m ) 、 偏心を δ ( m ) 、 回転数を N ( H z ) とすると、 ト ラ ック 5 0 — 5 0 2 の平均 集束 V 0 は次のようになる。
V 0 = 2 7r r 0 X N ( m/ s e c )
半径 r 0 の円形 ト ラ ック 5 0 - 5 0 2 に舍まれるクロ ックマー ク (図中丸印で示す) によるパルス数を M (個 / 1回転) とする と、 パルス間距離 L 0 は次のようになる。
L 0 = 2 π r 0 /M
この再生へッ ド 5 0 — 3が通過するのに要する時間 T 0 は、 次 のよう になる。
T 0 = L 0 / V 0 = ( 2 π r 0 /M ) / ( 2 π r 0 X Ν )
= 1 / ( N X M )
例えば N = 6 0. 0 H z > M = 8 4 0 ならば、
T 0 = 1 9. 8 4 1 ( s e c )
である。
一方、 半径が偏心により r 2 = r 0 + ίに増加した部分のパル ス周期 T 2 と、 r 1 = r 0 — (? に減少した部分のパルス周期 Τ 1 は、 次のようになる。
Τ 2 = 2 π τ 0 /Μ ( 2 π r 2 X Ν ) = r 0 / r 2 X ( N X M ) Τ 1 = 2 π τ 0 /Μ ( 2 π τ ΐ Χ Ν ) = r 0 / r l x ( N X M ) 従って、 例えば、 r 0 = 2 0 mm、 r 2 = 2 0. 0 5 m mのと き、 T 2は、 T 0 X 1. 0 0 2 5 となり、 0. 2 5 %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。
すなわち、 、 この例では、 T 0 = 1 9. 8 4 1 (〃 s ) に対し
、 T 2 = 1 9. 8 9 1、 Τ 1 = 1 9. 7 9 2 (〃 s ) 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 5 0 n s (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。
このようにして 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、 記憶部 5 0 - 2 6にディ ジタル数値として蓄えるこ とにより偏心テーブルの作成が完成する。
このようにして記憶部 5 0 — 2 6に記憶された偏心テーブルを 使用した、 本発明による V C O 5 0 — 3 5のフィー ドフォ ワー ド 制御は、 次のように行われる。 まず、 読出回路 5 0 - 2 7 により ディ スクの回転位相に同期して記憶部 5 0 - 2 6 の内容を読出し 、 D / Αコ ンバータに 5 0 — 2 8よりアナログ電圧に変換し、 さ らにコイ ル L、 コ ンデンサ Cおよび抵抗 R (図示せず) で構成さ れるフ ィ ー ドフォ ワー ド補償器 5 0 — 2 9 によりて位相補償した 後、 スィ ッチ 5 0 — 3 4およびアナ口グ加算器 5 0 — 3 3を介し て V C O 5 0 — 3 5 に印加する。 V C O 5 0 — 3 5 の発振位相は 、 フ ィー ドフォーワー ド補償信号を印加しないとき図 2 3 の実線 で示すように大き く変化するが、 印加すると図 2 3 の破線の如く 、 1 回転の全域にわたりほぼ 0 ° に近づく。
図 2 4 は、 本発明のク ロ ック信号補正回路の第 2 の実施例を示 す。 図 2 1 の実施例では、 記憶部 5 0 - 2 6 の格納内容としてデ イ スクの回転各位置に対する トラ ック自身の変位 (偏心量) を用 いたが、 図 2 4 の実施例では、 ト ラ ック自身の変位は、 一時記憶 部 5 0 - 2 5 1 で一時的に蓄えられた後、 図 2 1 のフィー ドフォ ワー ド補償器 5 0 — 2 9 と等価な演算が演算部 5 0 — 2 5 2であ らかじめ施されそれが記憶部 5 0 — 2 6 Aに格納される。 従って 、 記憶部 5 0 - 2 6 Aに記憶される量は、、偏心に対応した速度と なる。
このよう にすれば、 図 2 1 のフ ィー ドフォ ワー ド補償器 5 0 — 2 9を省略できる利点がある。 すなわち、 図 2 1 の補償器 5 0 — 2 9すなわちフ ィ ルタは、 実時間動作のため高速素子で構成する 必要があるが、 偏心測定は、 1 日に 1 回程度実行すればよいので 、 図 2 4 の実施例のごと く、 図 2 1 の実施例の補償器 5 0 - 2 9 と等価な演算を予め施すことにすれば、 演算部 5 0 - 2 5 2等を 安価な汎用のプロセ ッサで構成することができる利点がある。 さ らに、 アナログ処理では困難な操作も実現出来る利点がある。 図 2 4 の実施例において、 記憶内容選択部 5 0 — 2 7 Aは、 コ ン トローラ 5 0 - 7 0からの指令に基づいて、 記憶部 5 0 - 2 6 Aに格納されている複数のディ スク面の偏心量に対応した量 (す なわち速度) を選択的に取り出すものである。
図 2 4 の実施例では、 上述のような構成であるから、 図 2 1 の 実施例と同様にして得られた偏心測定結果が、 演算部 5 0 - 2 5 2により所要の振幅位相特性に調整されたのち、 記憶部 5 0 — 2 6 Aに蓄えられる。 この偏心測定動作は、 例えば電源スィ ツチ投 入後の適当な時期に、 複数ディ スクの各面について独立に繰り返 し行われる。 ディ スクは 4面あるので各面に対応して設けられて いるへッ ドを用いて、 合計 4 回行われる。 従って記憶部 5 0 - 2 6 Aには 4種類の偏心量が蓄積される。
こ こで、 コ ン ト ローラ 5 0 — 7 0 力く、 例えばディ ス ク 5 0 — 1 B (図 2 1 参照) を選択した場合の動作を説明する。 このとき、 選択部 5 0 - 2 7 Aは、 記憶部 5 0 — 2 6 Aに記憶されている情 報のう ちから、 へッ ド 5 0 - 3 Bにより検出された偏心データを 、 ディ スク 5 0 — 1 Bの回転に同期して出力する。 出力された偏 心データは、 メ モ リ ア ド レスが、 ディ スク上の角位置座標に相当 し、 格納データがこの座標における偏心量に位相補償を施したも のに相当する。
従って、 これを D / Aコ ンバータ 5 0 — 2 8 でアナログ電圧に 変換してから、 加算器 5 0 - 3 3 を介して V C O (電圧制御型発 振器) 5 0 — 3 5 に印加する と、 V C O 5 0 — 3 5 は、 デ ィ ス ク の偏心に起因するク ロ ックの進み遅れを正確に打ち消し、 V C O
5 0 — 3 5 の出力はディ スクから再生されるク ロ ッ クに極めて近 い位相のパルスを発生出来る。
図 2 4 の実施例では、 演算部 5 0 — 2 5 2 の偏心量に対する演 算結果を記憶部 5 0 — 2 6 Aに記憶し、 処理すべきディ スク面に 対応した演算結果を読み出すよう にしているが、 偏心量そのもの を記憶しておき、 処理すべきディ スク面に対応した偏心量を読み 出すようにしてもよい。
上述した本発明の実施例によれば、 ディ スク上に刻印されたク 口 ッ クマークに極めて正確に同期したク ロ ッ ク信号を再生する 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 こ とが でき る。 また、 ク ロ ッ 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。
次に、 偏心量を測定する方法について説明する。 図 2 5 は、 円形データ ト ラ ッ クの 1 周に亘つて物理的に等間隔 に N個のク ロ ッ クマーク信号 (図 2 の 2 0 — 1 1 ) が記憶された 磁気ディ ス ク と、 チヤ ッキ ングされたディ ス ク の回転中心から一 定の半径に位置する状態に固定された再生へッ ドすなわち信号読 み出しへッ ドの軌跡との関係を示す。 図 2 5 において、 参照番号 5 1 — 5 0 0 は、 円形データ ト ラ ックの中心を示し、 この中心 5 1 — 5 0 0 に対して同心円状にデータ ト ラ ッ ク 5 1 — D 3乃至 5 1 一 D 7 が形成され、 各データ ト ラ ッ クの 1 周に亘つて物理的に 等間隔に N個のク ロ ッ クマーク信号 5 1 — C M (図 2.の 2 0 — 1 1 ) が記録されている。
上述のよう な円形データ ト ラ ッ クを有する磁気ディ スクがス ピ ン ドルモータ画転軸 5 1 — 5 0 1 にチヤ ッキ ングされたときに偏 心 5 1 — 5 1 1 が生じる。 参照番号 5 1 — 5 0 3 は、 チヤ ツキ ン グされたディ スク の画転中心 5 1 - 5 0 1 から一定の半径 5 1 — 5 1 0 に位置する状態に固定された再生へッ ドすなわち信号読み 出しへッ ドの円軌跡を示す。 円軌跡 5 1 — 5 0 3が円形データ ト ラ ッ ク の中心 5 1 — 5 0 0 に最も近づいた時、 円軌跡 5 1 — 5 0 3 が通る円形データ ト ラ ッ ク上のク ロ ッ クマーク信号 5 1 — C M 間の距離 5 1 — 5 1 3 をへッ ドが通過する時間が最も短く なり、 円軌跡 5 1 — 5 0 3 が円形データ ト ラ ッ ク中心 5 1 — 5 0 1 力、ら 最も離れた時、 円軌跡 5 1 — 5 0 3 が通る円形データ ト ラ ッ ク上 のク ロ ッ クマーク間の距離 5 1 - 5 1 4 をへッ ドが通過する時間 が最も長く なる。 これは、 ディ スク回転半径 5 1 — 5 1 0 が同じ であり、 へッ ド通過速度が同じだからである。
従って、 チヤ ッキ ングされたディ スクの面転中心 5 1 - 5 0 1 から一定の半径 5 1 — 5 1 0 に位置する状態に固定された再生へ ッ ドすなわち信号読み出しへッ ドから再生されるク ロ ッ クマーク 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 5 1 - 5 1 1 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。
図 2 6 は、 図 2 1 における偏心量測定部 5 0 - 2 5を構成する 時間間隔測定部 5 1 — 7 0 と、 偏心量演算部 5 1 — 2 5 の具体的 構成例を示す。 偏心量記録部 5 1 — 2 6 は、 図 2 1 の偏心量記録 '部 5 0 — 2 6 に対応する。 図 2 6 の例では、 時間間隔測定部 5 1 — 7 0 は、 フ リ ップフ口 ップ 5 1 — 7 1、 カウ ンタ 5 1 — 7 2、 ィ ンバ一タ 5 1 — 7 3、 カウ ンタ 5 1 — 7 4、 発振器 5 1 — 7 5 およびスィ ツチ 5 1 — 7 6を含んで構成される。 偏心量演算部 5 1 一 2 5 は、 C P U 5 1 — 2 5 1、 メ モ リ 5 1 — 2 5 2、 ラ ッチ 5 1 — 2 5 3および 5 1 — 2 5 4、 ならびに演算器 5 1 — 2 5 5 を含んで構成される。 偏心量記憶部 5 1 — 2 6 0 は、 メ モ リ 5 1 — 2 6 0を含んで構成される。 なお、 〇? 115 1 — 2 5 1 は、 メ モ リ 5 1 — 2 5 2 に対するメ モリ ア ク セス機能も有している。
フ リ ップフ ロ ップ 5 1 — 7 1 は、 ディ スクから再生されるク ロ ックマーク再生信号 5 1 一 C M Sが到来する毎に T T L レベルで H i g hと L o wに切り変わるパルス信号 5 1 一 T Dを出力する 。 このパルス信号 5 1 — T Dは、 そのままカウ ンタ 5 1 — 7 2に 供給される とともに、 イ ンバータ 5 1 — 7 3 によって反転されて カウ ンタ 5 1 — 7 4 に供給される。
カ ウ ンタ 5 1 — 7 2 は、 パルス信号 5 1 — T Dが H i g hの間 の時間間隔を発振器 5 1 - 7 5を用いて測定し、 時間間隔測定値 5 1 一 C T Aを出力する。 他方、 カウ ンタ 5 1 — 7 4 は、 イ ンバ ータ 5 1 — 7 3から出力されるパルス信号の H i g hの時間間隔 すなわちパルス信号 5 1 — T Dの L o wの時間間隔を発振器 5 1 - 7 5を用いて測定し、 時間間隔測定値 5 1 — C T Bを出力する スィ ツチ 5 1 — 7 6 は、 カウ ンタ 5 1 — 7 2から出力される時 間間隔測定値 5 1 — C T Aおよびカ ウ ンタ 5 1 - 7 4から出力さ れる時間間隔測定値 5 1 — C T Bを、 C P U 5 1 — 2 5 1 がホー ムィ ンデ ッ ク ス信号 5 1 — H I S (図 4 の 2 0 — 7 3 ) に基づい て出力するコ ン ト ロール信号 5 1 — C N Tに従って交互にカウ ン ト値 5 1 — 2 5 0 と して出力する。 メ モ リ 5 1 — 2 5 2 は、 ス ィ ツチ 5 1 — 7 6から供給される ( N + NZ 2 ) 個の ( 1 画転半分 の) 時間間隔測定値 5 1 — 2 5 0を、 C P U 5 1 — 2 5 1 がホー ムィ ンデ ッ ク ス信号 5 1 — H I Sに基づいて出力する コ ン ト ロー ル信号 5 1 — C S 2およびア ド レス 5 1 — A S 2に従って順次記 憶する。
メ モ リ 5 1 — 2 5 2に記憶された時間間隔測定値は、 C P U 5 1 一 2 5 1から出力されるコ ン ト ロール信号 5 1 — C S 2および ア ド レス信号 5 1 — A S 2 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、 C P U 5 1 - 2 5 1 から出力され るラ ッチ信号 5 1 — L H Aに従ってラ ッチ 5 1 — 2 5 3 に保持さ れる。 読み出された第 ( P + NZ 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 Z 2回転したサンプリ ング位置の ) 時間間隔測定値は、 C P U 5 1 - 2 5 1 から出力されるラ ッチ 信号 5 1 — L H Bに従ってラ ッチ 5 1 — 2 5 に保持される。 減算器 5 1 — 2 5 5 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 5 1 — 2 5 5 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 5 1 - 2 5 5 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 5 1 — 2 5 5から得られる N個の減算結果は、 C P U 5 1 — 2 5 1 がホ一ムィ ンデ ッ ク ス信号 5 1 - H I Sに基づいて 出力するコ ン ト ロール信号 5 1 - C S 1 およびア ド レス信号 5 1 — A S 1 に従ってメ モ リ 5 1 — 2 6 0 に順次記憶される。
メ モ リ 5 1 — 2 6 0 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、 円形データ ト ラ ック 5 1 — D 3 とへッ ド軌跡 5 1 一 5 0 3 (図 2 5参照) との偏心に起因する距離を表 し、 C P U 5 1 - 2 5 1 がホームイ ンデッ クス信号 5 1 - H I S に基づいて出力するコ ン ト ロ ール信号 5 1 - C S 1 およびァ ド レ ス信号 5 1 — A S 1 に従って偏心量 5 1 _ 2 6 1 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。
図 2 7 は、 図 2 6 の構成例における、 ク ロ ックマーク再生信号 5 1 一 C M S と測定される時間間隔との閬係を示す図である。 図 2 7 において、 第 n番目のクロ ックマーク再生信号 5 1 — C M S と第 ( n + 1 ) 番目のク ロ ックマーク再生信号 5 1 — C M Sの時 間間隔のカウ ン ト値を t ( n ) と表すと、 図 2 5 の円軌跡 5 1 — 5 0 3が円形データ トラ ック中心 5 1 — 5 0 0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 ( k十 N/ 2 ) となる。
図 2 8 は、 図 2 6 のよう に構成された時間間隔測定部 5 1 — 7 0により測定されたク ロ ックマーク再生信号の時間間隔の一例、 すなわちメ モ リ 5 1 - 7 0 により測定されたク ロ ックマーク再生 信号の時間間隔の一例、 すなわちメ モ リ 5 1 — 2 5 2 に記憶され るカウ ン ト値列 5 1 一 2 5 0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 2 8において、 図 2 5の円軌 跡 5 1 — 5 0 3が円形データ トラ ック中心 5 1 — 5 0 0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 + NZ 2 ) である。
図 2 9 は、 図 2 6 のよう に構成された偏心量記憶部 5 1 - 2 6 のメ モ リ 5 1 — 2 6 0 にディ スクの画転角に関連づけて記憶され る偏心量の一例、 すなわち円形データ ト ラ ック とへッ ド軌跡 5 1 - 5 0 3 (図 2 5参照) 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 + NZ 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 5 1 — 2 6 0 に記憶されたデータ列 5 1 - 2 6 1 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。
図 3 0 は、 図 2 1 の偏心量測定部 2 5 の他の実施例の構成を示 す。 時間間隔測定部 5 1 — 7 0 Cは、 ホーム イ ンデックス信号 5 1 - H I Sを使用して、 ディ スクから再生された第 ( n + m ) 番 目 ( nは 1乃至 Nのいずれかの整数) のク ロ ックマーク再生信号 5 1 一 C M S と、 第 ( n + m + 1 ) 番目のクロ ックマーク再生信 号 5 1 — C M S との時間間隔の測定を、 m = 0乃至 ( N + Nノ 2 一 1 ) の整数のそれぞれについて行う。 時間間隔測定部 5 1 — 7 0 Cによ つて測定された時間間隔測定値は、 メ モ リ アク セス部 5 1 — 2 5 1 Cがホームイ ンデ ッ ク ス信号 5 1 - H I Sに基づいて 出力するコ ン ト ロール信号 5 1 — C S 8およびア ド レス信号 5 1 _ A S 8 に従って、 メ モ リ 5 1 — 2 5 2 Cに順次記憶される。 メ モ リ 5 1 — 2 5 2 Cに記憶された時間間隔測定値は、 メ モ リ アク セス部 5 1 — 2 5 1 Cがホームイ ンデ ッ ク ス信号 5 1 — H I Sに基づいて出力するコ ン ト ロール信号 5 1 — C S 8およびア ド レス信号 A 5 1 — S 8に従って読み出される。 加算器 5 1 - 2 5 5 C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 NZ 2個の加算 (即ち、 1ノ 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 5 1 — 2 5 5 Cで得られた加算結果は、 メ モ リ ア ク セス部 5 1 — 2 5 1 Cがホーム イ ンデ ッ ク ス信号 5 1 — H I S に基づいて出力する コ ン ト ロール信号 5 1 - C S 9およびァ ド レ ス信号 5 1 - A S 9に従ってメ モ リ 5 1 - 2 δ 6 Cに順次記憶さ れる。 他方、 加算器 5 1 — 2 5 5 Cで得られた加算結果は、 加算器 5 1 - 2 5 7 Cで N個分加算 (即ち、 1 画転分の加算) され、 加算 器 5 1 — 2 5 7 Cで得られた加算結果は、 除算器 5 1 — 2 5 8 C で 1 /Nにされ、 平均値 5 1 — A V 3が出力される。
メ モ リ 5 1 — 2 5 6 Cに記憶された加箕結果は、 メ モ リ ァ ク セ ス部 5 1 — 2 5 1 Cがホームイ ンデ ッ ク ス信号 5 1 - H I Sに基 づいて出力する コ ン ト ロール信号 5 1 - C S 9およびァ ド レス信 号 5 1 - A S 9 に従って順次読み出される。 滅算器 5 1 — 2 5 9 Cは、 読み出された第 k番目の減算結果から平均値 A V 3 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 5 1 — 2 5 9 Cで得られた減算結果は、 メ モ リ ア ク セス部 5 1 - 2 5 1 Cがホームィ ンデ ッ ク ス信号 5 1 — H I Sに基づいて出力する コ ン ト ロール信号 5 1 - C S 1 0およびァ ド レス信号 5 1 - A S 1 0に従ってメ モ リ 5 1 — 2 6 0 Cに順次記憶される。
メ モ リ 5 1 — 2 6 0 C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、 円形データ ト ラ ック 5 1 — D 3 とへ ッ ド軌跡 5 1 - 5 0 3 (図 2 5参照) との偏心に起因する距離を 表し、 メ モ リ ア ク セス部 5 1 — 2 5 1 Cがホームイ ンデ ッ ク ス信 号 5 1 - H I Sに基づいて出力する コ ン ト ロール信号 5 1 — C S 1 0およびァ ド レス信号 5 1 - A S 1 0 に従つて偏心量 5 1 — 2 6 1 Cとして読み出され、 偏心補正を行うための偏心距離テープ ルと して利用するこ とができ る。 従って、 図 3 0の実施例は、 ノ ィ 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。
図 3 1 は、 図 3 0 に示された実施例における、 ク ロ ックマーク 再生信号と測定された時間間隔 5 1 - 2 5 0 Cとの関係を示す。 図 3 1 において、 第 2番目のク ロ ックマーク再生信号 5 1 — C M と、 第 ( n + 1 ) 番目のク ロ ックマーク再生信号との時間間隔 は、 t ( n ) である。
図 3 2 は、 図 3 0に示された実施例において、 時間間隔測定部 5 1 一 7 0 Cによ り測定されメ モ リ 5 1 — 2 5 2 Cに記憶された ク ロ ックマーク再生信号の時間間隔 5 1 — 2 5 0 C、 ならびに除 算器 5 1 — 2 5 8 Cから出力される平均値 5 1 — A V 3を示す図 である。 時間間隔測定部 5 1 — 7 0 C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 5 1 一 2 5 0 C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 5 1 一 2 5 0 Cを、 加算器 5 1 — 2 5 5 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。
図 3 3 は、 図 3 0 に示された実施例におけるメ モ リ 5 1 - 2 6 0 Cにディ スク の回転角に関連づけて記憶される偏心量の一例 5 1 — 2 6 1 C、 すなわち円形データ トラ ック 5 1 — D 3 とヘッ ド 軌跡 5 1 — 5 0 3 (図 2 5参照) との偏心に起因する距離を表し 、 メ モ リ 5 1 — 2 6 0 Cに記憶されたデータ列 5 1 — 2 6 1 C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。
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、 図 2 に示したサーボデータ記録領域 2 0 - 4 0 に記 録されているサーボパターン (ユニークパターン 2 0 — 7 2、 グ レーコー ド 2 0 — 7 1 、 ゥ ォ ブル ドマーク 2 0 — 1 2 , 2 0 — 1 3など) から測定するようにしてもよい。
次に、 HI 1 の トラ ッキングサーボ部 1 0 — 7 に関するポイ ン ト について説明する。
図 3 4 は、 磁気ディ ス ク装置において ト ラ ッキング制御する場 合の一実施例の構成を示す。 磁気ディ スク 6 0 — 2 (図 2 1 の 5 0 - 1 A , 5 0 — I B ) は、 スピン ドルモータ 6 0 — 8 によって 回転駆動される。 磁気ヘッ ド 6 0 — 1 0 (図 1 7、 図 1 8 に示し た構成を有している) は、 アーム 6 0 — 1 2 によって支持され、 ボイ スコ イ ルモータ ( V C M ) 6 0 — 1 4 によつて回動させられ て、 磁気ディ スク 6 0 — 2 に対してデータの書き込みおよび読み 出しを行う。
磁気ディ スク 6 0 — 2 には、 図 2 を参照して説明したよう に、 同心円状または螺旋状の多数の ト ラ ッ ク 6 0 — 4 が形成され、 ト ラ ッ ク 6 0 — 4 にはヘッ ド 6 0 — 1 0 を位置決め ( ト ラ ッキ ング 制御) するための粗 (グレーコー ド 2 0 — 7 1 ) と精密 (ゥォブ ル ドマーク 2 0 — 1 2 , 2 0 — 1 3 ) のサ一ボバターンが予め記 録されている。 スピン ドルモータ 6 0 — 8 の回転軸は、 例えば 3 6 0 0 r p mで駆動される。
再生増幅回路 6 0 — 2 1 は磁気ヘッ ド 6 0 — 1 0 の出力を増幅 し、 ト ラ ッ ク位置誤差検出回路 6 0 — 2 3 と ト ラ ッ クア ドレスデ コーダ 6 0 - 3 2 に出力する。 ト ラ ックァ ド レスデコーダ 6 0 - 3 2 は、 入力信号からグレーコー ドの ト ラ ッ クア ド レスを読み取 り、 所望の (アクセスすべき) ト ラ ッ クのア ドレスと比較し、 そ の差を粗信号と して位置発生器 6 0 — 3 6 に出力する。 ト ラ ッ ク 位置誤差検出回路 6 0 — 2 3 は、 入力信号からゥォブル ドマーク に対応する信号を検出し、 磁気へッ ド 6 0 — 1 0 の ト ラ ッ クから のずれに対応した ト ラ ッキ ングエラー信号を出力する。 この信号 は、 AZDコ ンバータ 6 0 — 3 4 により A ZD変換され、 位置発 生器 6 0 — 3 6 に供給される。
位置発生器 6 0 — 3 6 は、 ト ラ ッ クア ドレスデコーダ 6 0 - 3 2 の出力と、 A/Dコ ンバータ 6 0 — 3 4 が出力する ト ラ ツキ ン グエラー信号とを加算して、 位置信号 (最終的な ト ラ ッキ ングェ ラー信号) を生成する。 フィ一 ドバック制御部 6 0 — 4 0 は、 位置発生器 6 0 — 3 6か らの位置信号と ト ラ ッ クのサーボ基準を示す信号 (磁気へッ ドを 配置すべき位置に対応し、 その位置が ト ラ ックの中央のとき、 こ の信号は 0 となる) との差を求めて位置誤差信号を出力する減算 器 6 0 — 4 1 と、 この位置誤差信号に対して P I D ( P r 0 p 0 r t 1 0 n a 1 p l u s I n t e g r a l l u s D e r i v a t i v e a c t i o n ) 動作 (比例積分微分動作) を 行うための構成要素 6 0 — 4 2、 6 0 - 4 3および 6 0 — 4 4 と 、 これらの構成要素の出力を加算する加算器 6 0 — 4 5 とを備え ている。 フ ィ ー ドバッ ク制御部 6 0 — 4 0 は、 D/Aコ ンバータ 6 0 - 7 0および駆動増幅器 6 0 — 8 0を介して V C M 6 0 — 1 4を駆動し、 磁気ヘッ ド 6 0 — 1 0を ト ラ ッ ク 6 0 — 4 の基準位 置 (通常中心) に位置決めする動作 (いわゆるク ローズドループ 動作) を実行する。 以上は公知の技術である。
図 3 4 の本発明の実施例の特徴は、 偏心量記憶部 6 0 - 2 6を 有するフ ィ ー ドフォ ワー ド制御 6 0 — 6 0を設けた点と、 このフ イー ドフォ ヮ一ド制御部 6 0 — 6 0 の出力信号を、 位相補償回路 6 0 — 7 5で位相補償 (ィ コライ ズ) した信号と、 フ ィー ドバッ ク制御部 6 0 - 4 0 の出力信号とを加算して DZAコ ンバータ 6 0 — 7 0 に供給する加算器 6 0 — 5 6を設けた点にある。 このフ イードフォ ヮ一ド制御部 6 0 - 6 0を構成する偏心量記憶部 6 0 一 2 6 と しては、 図 2 1 の偏心量記憶部 5 0 — 2 6 (図 2 6の偏 心量記憶部 5 1 — 2 6 ) をそのまま用いることができる。 即ち、 偏心量記憶部 6 0 - 2 6 には、 図 2 5乃至図 3 3を参照して説明 したように、 偏心に対応したデータが記憶されている。
偏心量記憶部 6 0 — 2 6 に記憶されたフ ィー ドフォ ヮ一 ドデ一 タカ 上記の 1 回転分の偏心測定動作時と同一のタイ ミ ングで参 照され、 フィー ドフォ ワー ド制御出力 6 0 — 5 7 として出力され る。 こ の信号は、 位相補償回路 6 0 - 7 5 によ り位相補償 (進相 ) された後、 加算器 6 0 — 5 6 に入力される。 加箕器 6 0 - 5 6 はこ の信号をフ ィ ー ドバッ ク制御部 6 0 - 4 0 の出力 6 0 - 5 2 に加算した後、 D /Aコ ンバータ 6 0 — 7 0 を介して V C M駆動 増幅器 6 0 — 8 0 に供給する。 躯動増幅器 6 0 — 8 0 はこれに応 じて V C M 6 0 - 1 4 を駆動する。
偏心量記憶部 6 0 - 2 6 の制御量データを、 偏心を計測したと き と同一のタイ ミ ングで参照するための基準信号としては、 ディ スク 6 0 — 2上に記録されたサーボパター ン 6 0 — 6 (例えば上 述したク ロ ッ クマーク ) をへッ ド 6 0 — 1 0が再生した信号や、 ス ピン ドルモータ 6 0 — 8 の回転角信号などを用いればよい。 上記構成をとる こ とによ り、 位置発生器 6 0 — 3 6、 フ ィ ー ド ノ ッ ク制御部 6 0 — 4 0、 D Aコ ンバータ 6 0 — 7 0および V C M駆動増幅器 6 0 - 8 0 で構成するク ローズドループ制御が目 標とする ト ラ ッ ク基準位置に対する定常位置決め偏差をさ らに減 少させるこ とができるが、 その原理は以下の通りである。
図 3 5 は、 図 3 4 の実施例を簡略化したブロ ッ ク線図である。 図 3 5 中、 6 0 — 1 5 1 は V C M 6 0 — 1 4 を駆動する回路系す なわちフ ィ ー ドバッ ク制御ブロ ッ ク 6 0 — 4 0 の伝達関数、 6 0 — 1 5 2 は制御対象である V C M 6 0 — 1 4 の伝達関数、 r は目 標 ト ラ ッ ク の基準値、 X はヘ ッ ド位置、 d は ト ラ ッ ク偏心、 y は 観測位置であり、 これは、 公知技術と同一である。 U f f は、 本 発明で新たに付加したフ ィ ー ドフ ォ ワー ド制御出力である。
図 3 5 における残留外乱成分 d ' は、 次の式で示すこ とができ る。
d ' = d + G ( j ω ) · U f f
ところが、 上述の方法で計算したフ ィ ー ドフ ォ ワー ドデータを 用いて ト ラ ッ キ ング制御した場合、 フ ィ ー ドフ ォ ワー ド制御出力 U f f は、
U f f = - inverse ( G ( j ω ) ) · d
.ただし、 G ( j ω ) · inverse ( G ( j <y ) ) = 1
となり、 これより d ' = 0を得る。
したがって、 図 3 4 の本発明の実施例によれば、 ト ラ ッ ク偏心 の影響を打ち消すこ とができ、 目標 ト ラ ッ ク中心に対する定常位 置決め偏差を減少させるこ とができる。
本発明においては上述したよう に、 磁気ディ スクに ト ラ ッ クを 刻印により予め形成する とともに、 ゥォブル ドマ一ク · グレーコ — ド、 その他のサーボマークの他、 ク ロ ッ クマーク、 セクタ番号 、 ト ラ ッ ク番号なども刻印により予め成形される。 このように、 所定のマークが予め刻印形成された磁気ディ スクを、 後述する筐 体に組み込むようにした場合、 5 0 m程度の偏心が発生する こ とは避ける こ とができない。 正確な記録再生を行う には、 ト ラ ッ ク と磁気ヘッ ドとの位置ずれ誤差は 0. l // m程度とするこ とが 好ま しい。
例えば I S 0— 1 0 0 8 9 ( B ) で定義されているサンプル ド サーボ方式の 1 3 0 mmの径の光磁気ディ スクにおいては 1 3 6 7個の、 また、 A N S I — X 3. 2 1 3 — 1 9 9 3で定義されて いるサンプル ドサ一ボ方式の 9 0 m m径の光磁気デイ スクでは、 1 4 7 2個の、 それぞれサーボ領域がディ スク 1回転 ( 1周) に ついて形成されるようになされている。 従って、 これを 6 0 H z で回転させる と、 サーボデータのサンプリ ングレー ト は 8 0 k H z乃至 8 8 k H z となる。 これにより、 4 0 k H z以下の帯域を 持つ位置信号が得られる。
光磁気ディ スクの記録再生に用いられる光へッ ドの ト ラ ツキ ン グサーボは、 光磁気ディ スクに レーザビームを照射する微小な対 物レンズをボイ スコ イ ルで駆動するだけの構成であるため、 例え ば図 3 6 に破線で示すよう に、 ほぼ 3 0 k H z で利得が 1 となる ような ト ラ ッキ ングサ一ボ系を構成する.こ とができる。 ディ スク の回転周波数を 6 0 H z とする とき、 その利得は約 5 0 0倍とな る。 従って、 5 0 mの偏心があつたと しても、 追従誤差を 0 .
1 m程度に抑圧する こ とができる。
これに対して、 本発明の適用対象とされる磁気ディ スク装置に おいては、 上述したよう に、 磁気へッ ドを保持するアームをボー ルベア リ ングで回転自在に支持し、 このアームを回動させるこ と によって ト ラ ッキ ング制御が行われる。 従って、 駆動対象部の質 量が光へッ ドにおける場合より極めて大き く 、 1 0 k H z 付近に 機械的共振が発生する。
このため、 図 3 6 に実線で示す磁気デイ スク装置における ト ラ ッキ ングサーボ系の利得を全体的に上昇させ、 図中破線で示す位 置まで移動するようにする と、 機械的共振周波数近傍において発 振が発生する。 このため、 サーボ系の全体の利得を大き く する こ とはできない。
また、 ト ラ ッキ ングサーボ系の全体の利得を上昇させる と、 高 域の利得も上昇するため、 ナイ キス ト の定理に従って、 サーボデ 一夕のサンプリ ング周波数を大き く しなければならない。 このこ とは 1 ト ラ ック 当り のサ一ボデータの数を増加する こ とを意味す るから、 それだけディ スクの記録容量が小さ く なる こ とを意味す る。
また、 逆に、 サーボ系の利得を図 3 6 において、 実線で示す大 きさに設定してお く と、 回転周波数である 6 0 H z において、 5 0倍程度の利得しか得る こ とができないため、 5 0 / mの偏差を 、 精々 1 / m程度にしか抑圧する こ とができない。
しかしながら本実施例によれば、 上述したように、 回転周波数 である 6 0 H z において、 フ ィ ー ドフ ォ ワー ド信号が通常の ト ラ ッキ ングエラ一信号に付加される。 その結果、 ト ラ ッキ ングサー ポ系の見かけ上の利得は、 図 3 7 に示すよう に、 6 0 H z の周波 数において、 局部的に大き く なる。 このフ ィ ー ドフ ォ ワー ド信号 により、 1 0倍程度の利得を得る こ とができるため、 上述したク ローズドループによる残留誤差 1 mを 0 . 1 mに抑圧する こ とができる。 これにより、 結局、 少な く とも 6 0 H z の周波数に おいては、 5 0 0倍の利得を得る こ とができたこ とになり、 5 0 〃 mの偏差を 0 . 1 mに抑圧する ことができる。
このよ う に回転周波数近傍においてのみ利得を上昇させるよう にし、 全体の利得を上昇させないようにする と、 全体の利得を上 昇させる場合に較べて、 利得 1 になる周波数を約 1 桁だけ小さ く するこ とができる。 即ち、 図 3 6 の破線で示した場合、 3 0 k H z である力 、 図 3 7 の実線で示した場合、 3 k H z となる。
3 k H z までの位置情報の再現に必要なサ ンプリ ング周波数は ナイ キス トの定理により、 最低 6 k H z である。 しかしながら、 こ のナ イ キス ト の周波数は、 情報を失う寸前の周波数であるから 、 実用的には、 その 5乃至 1 0倍のサンプリ ング周波数が必要で ある。 このため実用的なサ ンプリ ング周波数は 6 k H z X 1 0 ÷ 6 0 H z = 1 0 0 0 (個/周) となる。 即ち、 1 周当り 1 0 0 0 個のサ一ボデータ記録領域があればよいこ とになる。 実験の結果 、 1 周当りのサ一ボデータ記録領域の数を 8 4 0個または 4 2 0 個と した場合においても良好な位置決め特性を得るこ とができた 次に、 図 1 の ト ラ ッキ ングサーボ部 1 0 — 7 に関するポイ ン ト のう ち、 オフ ト ラ ッ クを検出するポイ ン トについて説明する。 図 3 8 は、 オフ ト ラ ッ クを検出する検出回路の一実施例の構成 を示している。 ウ ィ ン ドウコ ンパレータ 7 0 — 1 には、 例えば図 2 1 における ト ラ ッ ク位置誤差検出回路 5 0 - 2 3 の出力する ト ラ ッキ ングエラー信号が供給される。 このウ イ ン ドウコ ンパレー タ 7 0 — 1 にはまた、 基準電圧発生回路 7 0 — 2が出力する基準 電圧が供給されている。 この基準電圧と しては、 ウ ィ ン ドウを構 成する上側閾値と しての基準電圧と、 下側閻値と しての基準電圧 とが含まれている。
即ち、 ウ ィ ン ドウコ ンパレータ 7 0 — 1 は ト ラ ッキ ングエラ一 信号とこの 2つの閻値とを比較し、 ト ラ ッキ ングエラー信号のレ ベルが上側閾値より大きいか、 下側閾値より小さいとき、 検出信 号を判定回路 7 0 — 3 に出力する。 判定回路 7 0 — 3 は、 入力さ れた信号から記録動作を中止するか否かを判定し、 判定結果を図 1 の記録部 1 0 — 9 に出力する。 記録部 1 0 — 9 においては、 こ の信号が入力されたとき記録動作を停止する。
次に、 図 3 9 のフローチャー トを参照してウ ィ ン ドウコ ンパレ ータ 7 0 — 1 と判定回路 7 3 — 3 の詳細な判定動作について説明 する。
最初にステ ップ S 7 0 _ 1 において、 ト ラ ッキ ングエラー信号 がウ ィ ン ドウ内に存在するか否かを判定する。 このステ ップはゥ ィ ン ドウコ ンパレータ 7 0 — 1 により判定される。 ト ラ ッキ ング エラー信号がウ イ ン ドウの範囲を超えたとき、 ステップ S 7 0 — 2 において、 その数が変数 Nにセ ッ ト される。 即ち、 変数 Nは ト ラ ツキ ングエラ一信号のレベルが、 ゥ ィ ン ドウの範囲を超えた回 数を示している。
次にステ ップ S 7 0 — 3 に進み、 ト ラ ッキ ングエラー信号がゥ イ ン ドウの範囲を超えた連続回数が記憶される。 即ち、 ト ラ ツキ ングエラー信号はゥ ォブル ドマークが到来する度に (セグメ ン ト 周期で) サンプリ ングされるのであるが、 連続するセグメ ン トで ウ ィ ン ドウの範囲を超えたとき、 その回数が記憶される。 そして 、 ステ ップ S 7 0 — 4 において、 その記憶した連続回数が 3 回以 上であるか否かが判定される。 連続 3 回ではないとき、 ステ ップ S 7 0 — 5 に進み、 過去 4 回のサンプリ ングのう ち、 3 回のサン プリ ングがウ イ ン ドウの範囲を超えているか否かが判定される。 ステ ップ S 7 0 — 5 における判定も N 0である場合、 ステ ップ S 7 0 — 6 に進み、 終了が指令されていなければ、 ステップ S 7 0 — 1 に戻り、 同様の処理が操り返される。
ステ ップ S 7 0 — 4 において、 ウ イ ン ドウの範囲を超える回数 が連続して 3 回あったと判定された場合、 またはステ ップ S 7 0 — 5 において、 過去 4 画のサンプリ ングのう ち、 3 回がウ ィ ン ド ゥの範囲を超えていると判定された場合、 ステップ S 7 0 — 7 に 進み、 記録動作を停止するパルスを出力する。 このパルスは、 図 1 の記録部 1 0 — 9 に供給され、 記録部 1 0 — 9 に こ のパルスが 入力されたとき記録動作を停止する。 ステ ッ プ S 7 0 — 7 の次に ステ ップ S 7 0 — 6以降の処理が操り返される。
即ち、 この実施例の磁気ディ スクにおいては、 2 5 k H z と言 う高い頻度で位置データが得られるように、 サーボデータ記録領 域が形成されているため、 検出ウ ィ ン ドウを外れる位置データが 所定の頻度以上発生したとき、 初めて記録動作を停止するよう に している。
ウ ィ ン ドウ の範囲を 1 回でも超えたとき、 直ちに記録動作を停 止させるようにするこ とも理論的には可能である。 この場合、 ゥ ィ ン ドウ の幅を狭く すれば、 磁気ディ ス ク装置に大きな衝撃が加 えられたとき、 磁気へッ ドが隣の ト ラ ッ クに移動して、 そこにデ 一夕が記録されてしま う こ とを確実に防止する こ とができる。 し かしながら、 ウ ィ ン ドウの幅をあま り狭く する と、 わずかのノ ィ ズが発生した場合においても、 直ちに記録動作が停止されて しま い、 スループッ トが低下する。 逆にウ ィ ン ドウの幅を広 く し過ぎ る と、 逆方向のノ ィ ズが発生した場合、 実際には隣接する ト ラ ッ クに移動してしま ったときでも、 これを検出するこ とができな く なり、 隣の ト ラ ッ クにデータを誤って記録してしま う ようなこ と が発生する。
そこで上述したよう に、 所定の頻度でオフ ト ラ ッ ク検出された 場合に、 記録動作を停止するようにするのが好ま しい。
ウ ィ ン ドウは、 基準位置を中心に、 正負両方向に等しい幅に設 定される。 このウ ィ ン ドウ の基準位置からの幅 (ウ ィ ン ドウ の 1 / 2の幅) を 0. 7 5 μ m ( ト ラ ッキ ングエラ一信号のレベルと 、 磁気へッ ドの ト ラ ッ クの基準位置からの相対的な位置ずれとは 対応させる こ とができる) とする場合、 上述した判定処理を行う ことにより、 例えば 1 0 Gの衝撃が加えられたときにおける誤り 検出確率を 1 0— 3以下にすることができる。 また、 1 0 0 Gの衝 撃が加えられた場合、 オフ ト ラ ッ ク の量が 0. 9 5 以下の状 態において、 記録動作を停止する こ とができる確率を 9 5 %以上 にする ことができる。
次に、 その理由について説明する。
いま磁気ヘッ ドが取り付けられているアームの回動中心の一方 の側と他方の側のア ンバラ ンスが 0. 1 g e m以下であり、 ゥ ォ ブル ドマークのサンプリ ング周波数が 2 5 k H zであり、 位置信 号の S ZNが 3 1 d Bである とする ( ト ラ ッ ク幅を 5 〃 mと し、 ノ イ ズによるずれを 0. 0 7 〃 mとする と、 その比は 3 1 d Bと なる) 。
さ らにまた、 アームのイ ナ一シャ Jを 1. 0 6 X 1 03 g m m 2 と し、 アームの長さ rを 3 6 mmとする。 そして、 0. l g c mのアームア ンバラ ンスのある ときに、 1 0 Gのショ ッ クが加わ つたときのシ ミ ュ レーシ ョ ンの結果を図 4 0 A、 4 0 B (図 4 0 A、 4 0 Bは、 ショ ッ クが 1 0 Gの大きさの場合と、 1 0 0 Gの 大きさの場合とを示している) に示す。 同図から明らかなよう に 、 片側で (左方向または右方向に) 0. 1 2 mのオフ ト ラ ッ ク が生じる。 このう ちオフ ト ラ ッ ク力 0. 1 m以上となっている 区間において、 誤検出する可能性がある とする。 また、 この区間 の時間は約 1 . 8 m s ( 4 5 サンプル) となる。
1 0 Gのショ ッ ク時における最大のオフ ト ラ ッ ク は、 0. 6 mである。 そこで 1 . 8 m s ( 4 5 サンプル) の期間、 0. 6 〃 mのオフ ト ラ ッ クを生じている ものと仮定し、 誤検出の確率を概 算すると、 位置信号の S /Nを 3 1 d B としたとき、 実位置より も片側に 0. 1 5 ^ m以上ずれて観測される確率は、 1. 6 2 X I f)—2となる。 これより 0. 6 〃 mのオフ ト ラ ッ クを生じている ときに、 連続する 4 サンプル中、 3 サンプル以上がゥ イ ン ドウ ( 0. 7 5 m以内) をはずれている ものと誤検出される確率は、 1. 6 8 X 1 0 5となる。 この区間 ( 4 5 サンプル) 内の任意の 連続する 4 サンプル中、 3 サンプル以上がウ ィ ン ドウをはずれて 検出される確率は、 この約 4 0倍となるから、 約 7 X 1 0—4とな り、 誤検出確率は 1 0 - 3以下となる。
一方に、 0. 1 g e mのアームア ンノ ラ ンスがある ときに、 図 4 0 Aに示すよう に、 1 0 0 Gのショ ッ クが加えられた場合、 シ ョ ッ ク印加後のオフ ト ラ ッ ク は図 4 0 Bに示すようになる。 同図 に示すよう にウ イ ン ドウの範囲 ( ± 0. 7 5 a m ) を超える ± 1 . 2 / mのオフ ト ラ ッ クが発生しており、 記録を停止する必要が ある こ とがわかる。
図 4 1 は、 ショ ッ ク印加直後の応答を拡大して示すものである 。 オフ ト ラ ッ クが 0. 7 111乃至 0. 9 〃 m程度の区間において は、 磁気へッ ドが約 0. 0 3 / m/サンプリ ングの速度で移動す る こ とが判る。 実際にはノ ィ ズの影響でへッ ドの移動軌跡が変化 し、 スピー ドも増減するから、 最悪の場合を想定して、 0. 0 4 m/サンプリ ングの速度で移動した場合を考える。 図 4 2 は、 このよう にして 1 0 0 Gの衝撃が加えられた場合に おいて、 磁気へッ ドがオフ ト ラ ッ ク してい く 様子を表している。 0. 9 5 〃 m以下のオフ ト ラ ッ ク状態において、 オフ ト ラ ッ クを 検出するこ とができればよいと したが、 位置検出タイ ミ ングのず れ (最大 1 サンプル存在する) を考慮する と、 図 4 2 において、 0. 9 1 〃 mのオフ ト ラ ッ クの時点でオフ ト ラ ッ クがあったこ と を検出できるのが好ま しい。 そこで、 ノ イ ズがび = 0. 0 7 〃 m の正規分布に従う ものと して、 磁気へッ ドが図 4 2 の軌跡に沿つ て移動する と、 0. 9 1 mのオフ ト ラ ッ ク位置までの時点にお いて、 任意の連続する 4 サンプル中、 3 サンプル以上がゥ ィ ン ド ゥ ( ± 0. 7 5 m以内) をはずれたものと して検出される確率 を求める と、 9 5. 1 %となる。
このことから、 磁気へッ ドが図 4 2 に示す軌跡以外の軌跡に沿 つて移動した場合 (位置検出タィ ミ ングがずれている場合) でも 、 9 5 %以上の確率で、 0. 9 5 m以下のオフ ト ラ ッ クの状態 で、 オフ ト ラ ッ クの検出が可能である こ とが判る。
ちなみに、 図 4 2 の 0. 9 5 〃 mのオフ ト ラ ッ ク の時点までの 検出率は 9 9. 7 %となるので、 最悪でも、 0. 9 9 m以内に おいてオフ ト ラ ッ クの検出を期待する ことができる。
図 4 3 は、 S /Nを 3 1 d B と し、 ノ イ ズを加算したシ ミ ュ レ ーショ ンにおける 1 0 0 Gの衝撃に対する応答例を表している。 同図において、 破線が実際のオフ ト ラ ッ ク量を表し、 実線が観測 位置を表している。 この場合、 オフ ト ラ ッ ク量がウ ィ ン ドウの閾 値と しての 0. 7 5 〃 mを超えた後、 4 サンプル目の約 0. 9 ^ mとなった時点において、 オフ ト ラ ッ クずれが検出され、 0. 9 5 m以下の時点において記録を停止する こ とが可能である。 このよう に ト ラ ッキ ングエラー信号から衝撃を検出する こ とで 、 例えば磁気ディ スク装置の内部に圧電素子を設ける等して衝撃 を検出する場合に較べて極めて迅速に衝撃を検知し、 記録動作を 停止する こ とが可能となる。
次に、 図 1 の再生部 1 0 — 8 のポイ ン ト について説明する。 上述したよう にしてデータや各種のマークが記録されている磁 気ディ スクから再生されたデータをデコー ドするのには、 例えば — 2 , 0 , + 2 の 3 つの閾値による 3値レベル検出方法が考えら れるが、 回路構成が簡単で済むという利点を有する反面、 検出能 力が比較的低いという欠点を有する。
従って、 このデコー ド方法は、 その欠点を考えると、.データ領 域のデータをデコー ドする場合に適用するこ とはともかく 、 セク 夕の I D部 (図 2 のグレーコー ド 2 0 - 7 2、 セクタ番号 2 0 — 4 1 a、 ト ラ ッ ク番号 2 0 — 4 1 b l , 2 0 — 4 1 b 2 ) などの ように、 I Dをデコー ドした後に、 そのセクタにデータの読み書 きを行う否かを、 すばや く判断すべき部分には、 不向きである。 そこで、 パーシャルレスボ ンス方式を利用して、 磁気デイ スク にデータを記録再生する方法と して、 例えば 「Viterbi Detection of Class IV Partial Response on a Magnetic Recording Channel 」 IEEE TRANSATI0NS ON COMMUNICATIONS, VOL. COM -34, NO, 5, MAY 1986 などに記載されている、 いわゆる W o o d のァルゴ リ ズムが知られている。
この文献で述べられている W o 0 d のアルゴリ ズムでは、 パー シャノレレスポ ンスク ラス I V (パーシャノレレスポ ンス ( 1 , 0 , — 1 ) ) と等価な一対のパーシャルレスポ ンス ( 1 , — 1 ) にあ わせて、 ビタ ビアルゴリ ズムを簡略化し、 生き残りパスパターン が、 図 4 4 A、 4 4 B、 4 4 Cに示す、
状態 〈一 1 〉 —状態 〈一 1 〉 かつ状態 〈一 1 > →状態 〈 + 1 〉
(図 4 4 A ) 状態 〈一 1 〉 —状態 〈一 1 〉 かつ状態 〈 + 1 〉 —状態 〈 + 1 > (図 4 4 B ) 状態 〈 + 1 〉 —状態 〈十 1 〉 かつ状態 〈 + 1 〉 状態 〈一 1 〉
(図 4 4 C ) の 3パターンのう ちのいずれになるかを判定するこ とにより、 誤 り率の改善された復号データを得る こ とができ るよう になされて いる。
こ こで、 以下、 3つの生き残りパスパターンを、 それぞれ→† (上向きの発散) 、 →→ (平行パス) 、 → i (下向きの発散) と いう 3種の 2文字記号で表すこ とにする。 、
即ち、 W o 0 dのアルゴリ ズムによれば、 生き残りパスパター ンと して、 上向きの発散 (→ ΐ ) または下向きの発散 (→丄 ) が 現れたとき、 その地点 ( 1 o c a t i o n k ) より 1 つ前の発 散が現れた地点 ( l o c a t i o n P ) から、 その地点 ( 1 o c a t i o n k ) までのパスを確定する ことができ、 これを繰 り返すこ とによりデータの復号を行う こ とができるようになされ ている。
図 4 5 は、 このよう な W 0 0 dのアルゴリ ズムを利用して、 磁 気ディ スク (図 2 に示したフォーマ ツ トを有する) からのデータ をデコー ドし、 さ らにその誤り検出を行う再生回路 8 0 — 8 0 の 構成例を示している。
磁気ディ スクからのデータは、 処理回路 8 0 — 1 0 または 8 0 - 2 0に入力され、 その偶数列サンプルまたは奇数列サンプルが 、 個別にそれぞれ処理された後、 合成回路 8 0 — 2 において、 切 換回路 8 0 — 1 が出力する切換信号のタ イ ミ ングに基づいて、 元 の順序に復元され、 出力される。
なお、 図 4 5では、 偶数列サンプルを処理する処理回路 8 0 — 1 0 の構成が詳細に示されている力く、 奇数列サンプルを処理する 処理回路 8 0 - 2 0 も同様に構成される。 処理回路 8 0 — 1 0 において、 磁気ディ スクからのデータは、 切換回路 8 0 - 1 から出力される切換信号 ( e V e n / o d d -1 (図においては、 o d dにバ一 (一) を付して示してある) ) に 対応して、 偶数列サ ンプル/奇数列サ ンプルのタイ ミ ングで 0 N /O F Fするス ィ ッ チ 8 0 — 1 1 を介して減算回路 8 0 — 1 2お よびレジスタ 8 0 — 1 3 bに供給される。 即ち、 減算回路 8 0 — 1 2およびレジスタ 8 0 — 1 3 bには、 磁気ディ スクからのデー タの偶数列サンプルが供給される。
レジスタ 8 0 — 1 3 bは、 1 つ前の発散地点におけるサンプル 値 y Pを記憶し、 減算回路 8 0 — 1 2 は、 入力された偶数列サ ン プル (磁気デイ スク部 1 0 — 2からのデータの偶数列サンプル) y kから、 レジスタ 8 0 — 1 3 bに記憶されている値 y Pを減算 して ( ( y k — y p ) を演算して) 、 比較回路 8 0 — 1 4 に出力 する。
比較画路 8 0 — 1 4 は、 閾値である + 2 , 0 , — 2、 減算回路 8 0 — 1 2 の出力 ( y k— y p ) 、 およびレジスタ 8 0 — 1 3 a に記憶されている ^に対応して、 表 2および表 3 に示す演算処理 を行い、 演算結果に対応して、 表 2、 表 3 に示す出力データを出 力する。 こ の演算の詳細は、 図 4 6を参照して後述する。
ここで、 図 6 5 または図 6 6 に示すように、 比較回路 8 0 — 1 4より出力される ^は + 1および一 1 のうちのいずれかの値をと り、 1 つ前の発散が、 上向きの発散 (→ ΐ ) であった場合、 ^に は 1がセ ッ トされ、 1 つ前の発散が、 下向きの発散 (→ i ) であ つた場合、 /3には一 1 がセ ッ トされる。 従って、 /?は、 i つまえ の発散の種類 ( 1 つ前の発散が、 上向きの発散であったか、 ある いは下向きの発散であつたか) を示す。
レジスタ 8 0 — 1 5 は、 図示せぬ P L Lより出力きれる P L L ク ロ ックを計数し、 計数値 k (サ ンプリ ング時刻) を記憶する。 レジスタ 8 0 — 1 6 は、 比較回路 8 0 — 1 4 が出力する更新命令 ( U P D A T E ) に対応して、 レジスタ .8 0 — 1 5 の計数値 kを 、 ( 1 つ前の発散がおきた時刻) と して記憶する。 選択回路 8 0 — 1 7 は、 比較回路 8 0 — 1 4 が出力する選択指令 ( P o r k ) に対応して、 レジスタ 8 0 — 1 6 が記憶する値 P、 または 、 レジスタ 8 0 — 1 5 が記憶する値 kを選択する。
R A M 8 0 — 1 8 は、 選択回路 8 0 — 1 7 の出力 ( P または k ) を書込ア ドレスと して、 比較面路 8 0 — 1 4 からの出力データ ( D A T A ) をメ モ リ セルに書き込む。 カウ ンタ 8 0 — 1 9 は、 図示せぬ回路が出力する基準ク ロ ッ クに基づいて、 R AM 8 0 — 1 8 に書き込まれるデータの数を計数 (カウ ン トア ップ) し、 R AM 8 0 — 1 8 は、 カウ ンタ 8 0 — 1 9 の計数値に基づいて、 全 メ モ リ セルへのデータの書き込みが終了すると、 全メ モ リ セルの データを同時に、 合成回路 8 0 — 2 に送出する。 合成回路 8 0 - 2 は、 切換回路 8 0 — 1 からの切換信号 ( e V e n / o d d " 1 ) に基づいて、 処理回路 8 0 — 1 0からの偶数列サンプルおよび処 理回路 8 0 — 2 0からの奇数列サンプルを元の配列に戻し、 出力 する。
この図 4 5 に示すような構成を用いれば、 データのビタビ復号 を行うにあたっては、 自乗器は不要となり、 加算器は 1 個、 コ ン ノ、'レ一タは 2個で済むこ とになる。 ただし、 そのほかにパスを記 憶しておく ための R A M 8 0 — 1 8 を用意する必要がある。
シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 は、 切換画路 8 0 — 1 からの 切換信号 ( e v e n / o d d -1 ) 、 処理回路 8 0 — 1 0 からの更 新命令 ( U P D A T E ) と出力データ ( D A T A ) 、 および処理 回路 8 0 — 2 0からの更新命令 ( U P D A T E ) と出力データ ( D A T A ) を用いて、 上述の W o 0 d のアルゴリ ズムに基づいて ビタ ビ復号する とと同時に、 C R C演算を行う ようになされてい る。
次に、 この図 4 5 の回路に対し、 ある信号が入力された場合の 動作例について、 図 4 6 のタイ ミ ングチャー トを参照して説明す る。
いま、 図 4 6 に示すよう な信号 (入力波形) が図 4 5 の再生回 路 8 0 - 8 0 に入力された場合、 比較回路 8 0 — 1 4 は、 図 6 5 と図 6 6 に従って、 次のよう に動作する。 ただし、 y P と /?の初 期値は、 それぞれ、 y p =— 2、 =一 1 とする。
く k = 0 : 入力 y k = y 0 = l . 6 ; y p = — 2 ; /5 = — 1 のと § >
y k - y = 1 . 6 — (— 2 ) = 3 . 6 > 2 なので、 入力は図 6 6 の条件パターン Fに対応する。 つまり、 上向きの発散 (以下 、 適宜 d i v e r g e n c e という ) であるから、 図 6 6 の表図 に従って、 レジスタ 8 0 — 1 3 a の /5を + 1 に更新し、 レジスタ 8 0 — 1 6 で ( 1 つ前の発散がおきた時刻) を更新して P = k = 0 と し、 レジスタ 8 0 — 1 3 bで y p ( 1 つ前の発散がおきた 時刻にけるサンプル値) = y 0 = 1 . 6 とする。
く k = l : 入力 y k = y l = 0 . 2 ; y P = 1 . 6 ; β = + I ; p = 0 のとき〉
— 2 < y k — y p = 0 . 2 — 1 . 6 =— 1 . 4 ≤ 0 なので、 入 力は図 6 5 の表図の条件パターン Bに対応する。 つま り、 平行パ スという こ とになるので、 レジスタ 8 0 — 1 3 a と 8 0 — 1 3 b の ^ , y b はそのまま と し、 選択回路 8 0 — 1 7 でレジスタ 8 0 一 1 5 の記憶 k ( = 1 ) を選択し、 R A M 8 0 — 1 8 のア ドレス k ( = 1 ) にデータ ( R A M d a t a ) 0 を書き込む ( k = l におけるデータの論理を 0 と して復号する) 。
く k = 2 : 入力 y k = y 2 = — 0 . 2 ; y P = 1 . 6 ; /? = + 1 ; P = 0 のとき〉 - 2 < y k - y p = - 0. 2 — 1 . 6 = - 1 . 8 ≤ 0 なので、 入力は図 6 5 の表図の条件パターン Bに対応する。 つま り、 平行 ノ、'スという こ とになるので、 レジスタ 8 0 — 1 3 a と 8 0 — 1 3 の y p はそのまま と し、 選択回路 8 0 — 1 7 でレジスタ 8 0 - 1 5 の記憶値 k ( = 2 ) を選択し、 R A M 8 0 — 1 8 のア ド レス k ( = 2 ) にデータ 0 を書き込む ( k = 2 におけるデータの 論理を 0 と して復号する) 。
く k = 3 : 入力 y k = y 3 = 2. 0 ; y P = 1 . 6 ; /? = + 1 ; P = 0 のとき〉
y k - y = 2. 0 — 1 . 6 = 0. 4 〉 0 なので、 入力は図 6 5 の表図の条件パターン Cに対応する。 つまり、 上向きの d i v e r g e n c e であるから、 前の候補 y P が現在値 y kに敗れた ( y p < y kであった) こ とになる。 即ち、 k = 0 ( = 0 ) に おいて、 上向きの発散 ( 9 = + 1 ) と判定したのであるが、 今回 ( k = 3 において) 、 上向きの発散 ( 5 = + 1 ) がおきたので、 前回は、 上向きの発散のう ちの平行パスであったこ とになる ( k = 0 において、 上向きの遷移がおこ ったとする と、 k = 3 におい て、 パスが不連続になってしまう ) 。
そこで、 選択回路 8 0 — 1 7 でレジスタ 8 0 — 1 6 の記憶値 P
( = 0 ) を選択し、 R AM 8 0 — 1 8 のア ドレス P ( = 0 ) にデ —タ 0 を書き込む ( k = 0 におけるデータの論理を 0 と して復号 する) 。 また、 レジスタ 8 0 — 1 3 a の ^を + 1 にし、 レジスタ 8 0 — 1 6 の記憶値 P をレジスタ 8 0 — 1 5 の記憶値 kで更新し て p = k = 3 と し、 さ らに、 レジスタ 8 0 — 1 3 b の記憶値 y p を、 y p = y 3 = 2. 0 とする。
く k = 4 : 入力 y k = y 4 = 0. 2 ; y P = 2. 0 ; /9 = + 1 ; P = 3 のとき〉
- 2 < y k - y p = 0. 2 — 2. 0 =— 1 . 8 ^ 0 なので、 入 力は図 6 5 の条件パターン Bに対応する。 つま り、 平行パスとい う こ とになるので、 β , y p はそのままで、 k ( = 4 ) を選択し 、 R A M 8 0 — 1 8 のア ドレス k ( = 4 ) にデータ 0 を書き込む ( k = 4 におけるデータの論理を 0 と して復号する) 。
く k = 5 : 入力 y k = y 5 = - 0. 4 ; y P = 2. 0 ; /3 = + 1 ; p = 3 のとき〉
y k - y p = - 0. 4 — 2. 0 =— 2. — 2 なので、 入力 は図 6 5 の条件パターン Aに対応する。 つまり、 下向きの発散で あるから、 前の候補は正しかったこ とになる (即ち、 k = 3 ( P = 3 ) において、 上向きの発散のう ち、 上向きの遷移があったこ とになる) 。 従って、 R AM 8 0 — 1 8 のア ドレス P ( = 3 ) に 、 データ 1 を書き込む ( k = 3 におけるデータを論理 1 と して復 号する) 。 また、 /Sを一 1 にし、 Pを更新して P = k = 5 とし、 さ らに y p = y 5 =— 0. 4 とする。
〈 k = 6 : 入力 y k = y 6 =— 0. 2 ; y P = - 0. A ; P = - 1 ; P = 5 のとき〉
0 < y k - y p = - 0. 2 — (— 0. 4 ) = 0. 2 ^ + 2 なの で、 入力は図 6 6 の条件パターン Eに対応する。 つま り、 平行パ スという こ とになるので、 β , y p はそのままで、 kを選択し、 只八 }<1 8 0 — 1 8 のァ ドレス 1? ( = 6 ) にデータ 0 を書き込む ( k = 6 におけるデータを論理 0 と して復号する) 。
く k = 7 : 入力 y k = y 7 =— 2. 0 ; y P = - 0. A ; β = - 1 ; Ρ = 5 のとき〉
y k - y p = - 2. 0 — (一 0. 4 ) =— 1 . 6 ^ 0 なので、 入力は図 6 6 の条件パターン Dに対応する。 つま り、 下向きの発 散であるから、 前の候補が敗れたこ とになる。 即ち、 k = 5 ( P = 5 ) においては、 下向きの遷移ではな く、 平行な遷移があった こ とになるので、 R A M 8 0 — 1 8 のア ドレス p ( = 5 ) に、 デ ータ 0 を書き込む ( k = 5 におけるデータを論理 0 と して復号す る) 。 また、 を一 1 にし、 p を更新して、 p = k = 7 と し、 さ らに y p = y 7 =— 2. 0 とする。
く k = 8 : 入力 y k = y 8 = 0. 2 ; y P = - 2. 0 ; /9 =— 1 ; p = 7 のとき〉
y k - y p = 0. 2 — (一 2. 0 ) = 2. 2 > + 2 なので、 入 力は図 6 6 の条件パターン Fに対応する。 つまり、 上向きの発散 という こ とになるので、 前のデータが正しかったこ とになる。 即 ち、 k = 7 ( P = 7 ) においては、 下向きの遷移がおこ ったこ と になるので、 R AM 8 0 — 1 8 のア ド レス p ( = 7 ) にデータ 1 を書き込む ( k = 7 におけるデータを論理 1 と して復号する) 。 また、 /9を + 1 と し、 y p = y 8 = 0. 2 とする (図 4 6 ) 。 以下、 同様にして、 W o 0 d のアルゴリ ズムに基づく データの 復号が行われ、 復号されたデータ力く、 R A M 8 0 — 1 8 に順次書 き込まれる。
R A M 8 0 — 1 8 は、 例えば図 4 7 に示すように、 1 ビッ トの 容量を持つ複数のメ モ リ セル D。 乃至 Dn と、 ア ド レスデコーダ 8 0 — 3 1 と、 各メ モ リ セル D。 乃至 Dn に対応して配置された 書き込み制御線 8 0 — 3 2 — 0乃至 8 0 — 3 2 — n とによって構 成されている。 また、 メ モ リ セル D。 乃至 Dn には図 4 5 に示す 比較回路 8 0 — 1 4 からデータ ( D A T A ) が全てに供袷される よう になつている。
ァ ド レスデコーダ 8 0 - 3 1 には、 図 4 5 に示す選択回路 8 0 一 1 7 から書き込みア ド レス A O乃至 A nが供給され、 ア ド レス デコーダ 8 0 - 3 1 は書き込みア ド レス A 0乃至 A nをデコー ド し、 各 1 ビッ 卜の信号を各メ モ リ セル D O乃至 D nに対する書き 込み信号と して供給する。 これにより、 所定のメ モ リ セルに比較 回路 8 0 — 1 4 からの所定のデータ ( D A T A ) が記憶されてい < 。
このよう にして全メ モ リ セル D。 乃至 Dn に対する書き込みが 終了した後、 全メ モ リ セル D。 乃至 Dn に記憶されたデータが同 時に合成回路 8 0 — 2に出力される。 従って、 この時点で全デー タが読み出される こ とになる。
この読み出しタイ ミ ングを従来技術 (例えば、 上述の W o 0 d の文献に記載された技術) と比較する と、 そのタイ ミ ングチヤ一 ト は図 4 8 A、 4 8 Bのよ う に示される。 図 4 8 Bは再生回路 8 0 — 8 0における方式であり、 R AM 8 0「 1 8への書き込みィ ネーブルがァクティ ブになると、 I D部分のデコ一ドが行われ、 全てのデータの書き込みが終了する と、 R AM 8 0 — 1 8からの 読み出しィ ネーブルがァクティ ブになってデータ領域に移行し、 全データが同時に読み出される。
これを、 図 4 8 Aに示す従来例と比較する と、 書き込みが終了 した後にデータを R AM 8 0 - 1 8から読み終わるまで遅延時間 を大幅に減らすこ とができる。 なお、 メ モ リ セル D O乃至 D n と しては、 例えば 1 ビッ トのフ リ ップフ 口 ップを用い、 書き込み制 御信号をク ロ ッ クに同期して入力する という構成により、 簡単に 実現する こ とができる。
従って、 このような再生面路 8 0 — 8 0を、 例えば I D記録領 域 2 0 — 4 1 Hなどの部分に適用すれば、 セクタ番号、 ト ラ ッ ク 番号などが所望のものであるかどうかの判断を素早く 行う こ とが できるようになるため、 I D部分とデータ部分にアクセス処理の 隙間 (ギャ ップ) をほとんど設ける こ とな く、 処理をする こ とが できるよう になる。
例えば、 セクタ番号、 ト ラ ッ ク番号などは、 精々数バイ ト程度 であるから、 全ビッ トを一度に出力するようにしてもよ く、 たか だか数 1 0 ビッ トであり、 十分に実用の範囲である。 また、 全ビッ トを一度に R AM 8 0 — 1 8から読み出すのでは な く 、 例えば 8 ビッ トをひとま とめにして読み出すよう に しても よい。 そのよう にすれば、 R AM 8 0 — 1 8からの読み出しが始 ま つてから読み出し終わるまでの時間を 1ノ 8にするこ とができ 、 この方法によっても上述の場合と同様の効果を得る こ とができ る。
ところで、 セクタ番号、 ト ラ ッ ク番号などには、 信頼性向上の ため、 例えば C R C (サイ ク リ ッ ク . リダンダンシ . チェ ッ ク : C y c l i c R e d u n d a n c y C h e c k ) 符号などの 誤り検出符号が、 通常付加されるよう になされている。
即ち、 C R C符号の生成多項式 G ( X ) と して、 例えば式 G ( X ) = X 1 6 + X 1 2 + 5 + 1 ·· ·· ( 8 0 — 1 )
が使用された場合には、 所定のビッ ト長 B Lごとのデータが生成 多項式 G ( X ) = X , 6 + X , z + X 5 + 1 で除算され、 その剰余が データ (例えば、 セクタ I Dなど) の終わり に付加される。
そこで、 図 4 5の再生画路 8 0 - 8 0 のシフ ト レジスタ演算画 路 8 0 — 3 においては、 切換回路 8 0 — 1からの切換信号 ( e v e n / o d d -1 ) 、 処理回路 8 0 — 1 0からの更新命令 ( U P D A T E ) と出力データ ( D A T A ) 、 および処理回路 8 0 — 2 0 からの更新命令 ( U P D A T E ) と出力データ ( D A T A ) を用 いて、 データを復号 (ビタビ復号) するとと同時に、 C R C演算 を行うようになされている。
こ こで、 以下、 偶数列サンプルを処理する処理画路 8 0 — 1 0 の比較回路 8 0 — 1 4から出力される U P D A T E , D A T Aに は、 それらが偶数列サンプルに対応する信号である こ とを示すた めに、 それぞれの文字列の最後に— e V e nを付して記すととも に、 奇数列サンプルを処理する処理回路 8 0 — 2 0 の比較回路 ( 処理回路 8 0 — 1 0 の比較回路 8 0 — 1 4 に対応する回路) から 出力される U P D A T E , D A T Aには、 それらが奇数列サンプ ルに対応する信号であることを示すため.に、 それぞれの文字列の 最後に— 0 d dを付して記す。
即ち、 C R C演算における生成多項式の最高次数を J とした場 合、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 は、 図 4 9 に示すように、 縦続接続された J + 2個のフリ ップフロ ップ D a—, 乃至 D a j, D b-! 乃至 D b j , D c- 1 乃至 D c j、 または D d , 乃至 D d の間に、 J + 1個のセ レクタ S a0乃至 S a>i, S b0乃至 S bj, S c0乃至 S cj 、 または S d。乃至 S d<iをそれぞれ接続した 4つの a乃至 d系列の シリ アルシフ ト レジスタがパラ レルに接続されたパラ レルロー ド /シリ アルシフ ト レジスタ と して構成されている。
フ リ ップフロ ップ D a- , 乃至 D a j, D„- , 乃至 D b j, D c- 1 乃 至 D c;i、 および Dd— , 乃至 Ddjは、 図示せぬクロ ックが供給され るタイ ミ ングで、 入力されるデータをラ ッチする。 セレクタ S a0 乃至 S aj, S b。乃至 S bj, S c0乃至 S c " または S d。乃至 S djは 、 切換画路 8 0 — 1 からの切換信号 ( e v e n / o d d - 1 (図 4 9 においては、 0 d dにバー (一) を付して示してある) ) 、 処 理回路 8 0 — 1 0からの U P D A T E— e V e n , D A T A_ e v e n、 および処理回路 8 0 — 2 0からの U P D A T E— o d d , D A T A— o d dに基づいて、 入力される 3つの信号のうちか ら 1 つを選択して出力する。
ここで、 本実施例では、 C R C演算における生成多項式を、 前 述の ( 8 0 — 1 ) 式に示した G ( X ) とする。 従って、 J は、 1 6 とする。
さらに、 このシフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3においては、 フ リ ップフロ ップ D a 0 , D b0> D c。、 または D d 0と、 セ レクタ S a , , S b l > S c l、 または S d lとの間に、 ( X O R ) ゲー ト 8 0 — 4 1 a乃至 8 0 — 4 1 d力 、 フ リ ップフ ロ ップ D a5, D b5, D c5、 または D d 5と、 セ レクタ S a 6 , S b6) S c 6、 または S d 6との間に 、 X O Rゲー ト 8 0 — 4 2 3乃至 8 0 — 4 2 (1が、 フ リ ップフロ ップ Da l 2 , D b i 2 , D ci 2 、 または Dd l 2 と、 セ レクタ S a l 3 , S b l 3 , S c l 3 、 または S d , 3 との間に、 X 0 Rゲー ト (図示 せず) が、 それぞれ設けられており、 X O Rゲー ト 8 0 - 1 a 乃至 8 0 — 4 1 d には、 フ リ ップフロ ップ D a , 6 , Db l 6 , D c i 6 、 または Dd l 6 の出力がそれぞれ入力される (フ ィ ー ドバッ ク される) よう になされている。
また、 このシフ ト レジスタ演算回路 8 0 「 3 では、 X O Rゲー ト 8 0 — 4 1 a乃至 8 0 — 4 1 d の出力が、 X O Rゲー ト 8 0 — 4 2 a乃至 8 0 - 4 2 d に、 それぞれ入力されるよう になされて いるとともに、 フ リ ップフロ ップ D a , 2 , D b, Z , D ci 2 、 また は Dd l !! と、 セ レクタ S a l 3 , S b l 3 , 3 C I 3 、 または S d l 3 と の間の X O Rゲー トに、 それぞれ入力されるようになされている 従って、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 の 4 つの a乃至 d系 列のシ リ アルシフ ト レジスタそれぞれは、 ( 8 0 — 1 ) 式の生成 多項式に対応する C R C演算を行う C R Cデコー ド回路 (図示せ ず) にセ レクタを設ける とともに、 その前段に、 2つのフ リ ップ フロ ップと 1 つのセ レクタを設けたものと同様の構成になってい る。
つま り、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 の 4 つの a乃至 d系 列のシリ アルシフ ト レジスタそれぞれに注目 した場合、 各シリ ア ルシフ ト レジスタでは、 ( 8 0 — 1 ) 式で示される生成多項式 G ( ) に基づいた C R C演算が行われる こ とになる。
また、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3から、 すべての X O R ゲー トを取り除いた回路を考えた場合、 その回路は、 処理回路 8 0 — 1 0 からの U P D A T E e v e n , D A T A e v e n . および処理回路 8 0 — 2 0からの U P D A T E— 0 d d , D A T A_o d dに基づいて、 偶数列サンプルと奇数列サンプルを合成 しながら、 生き残る シリ アルシフ ト レジスタの系列を選択し、 即 ちパスを選択し、 データをビタビ復号する回路となる。
つまり、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3から、 すべての X O Rゲー トを取り除いた画路では、 再生されたデータが、 順次 (サ ンプル順に) ビタビ復号されて出力される こ とになる。
以上のよう に構成される シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3には 、 まず上述の図 6 5および図 6 6 にしたがって、 処理回路 8 0 - 1 0 または 8 0 — 2 0から、 U P D A T E— e v e n , D A T A — e v e n、 または U P D A T E .o d d , D A T A— o d dが 、 さ らに切換回路 8 0 — 1から切換信号 ( e v e n / o d d - ' ) が、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3にそれぞれ入力される。
そして、 切換回路 8 0 — 1 からの切換信号 ( e v e nノ o d d 一1 ) が論理 1 である場合 ( Hレベルである場合) 、 処理回路 8 0 一 1 0力、らの U P D A T E一 e v e n及び D A T A― e v e nに 基づいて処理が行われ、 また、 切換回路 8 0 — 1 からの切換信号 ( e V e n / o d d— ' ) が論理 0である場合 ( L レベルである場 合) 、 処理回路 8 0 — 2 0からの U P D A T E— o d d及び D A T A— 0 d dに基づいて処理が行われる。
即ち、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3においては、 まず図示 せぬ信号生成回路で、 切換回路 8 0 — 1 からの切換信号 ( e v e n / 0 d d - 1 ) 、 処理回路 8 0 — 1 0からの U P D A T E— e v e n及び D A T A— e v e n、 並びに処理回路 8 0 — 2 0力、らの U P D A T E— 0 d dおよび D A T A— o d から、 次式で示さ れる 4つの信号 ( i n p u t一 a , i n u t一 b , i n p u t c , i n p u t— d ) が生成される。
i n p u t a = ( e v e n / o d d "1 - ! ^ U P D A T E e v e n + ( e v e n / o d d ^ ^ O ) *
U P D A T E_ o d d
i n p u t— b = ( e v e n / o d d -' = l * U P D A T E— e v e n
i n p u t一 c = ( e v e n / o d d '^ O * U P D A T E_
o d d
i n p u t一 d = 0
但し、 * は論理積、 +は論理和を意味する。 さ らに、 ( e v e n / o d d -' ^ l ) は、 e v e n / o d d -1が論理 1 であれば ( 偶数列サンプルのタイ ミ ングのとき) 、 論理 1 となり、 e V e n / o d d— 1が論理 0であれば (奇数列サンプルのタ イ ミ ングのと き) 、 論理 0 となる。 また、 ( e v e n / o d d -' = 0 ) は、 e V e n / 0 d d — 1が論理 1 であれば、 論理 0 となり、 e v e n / 0 d d - 1が論理 0であれば、 論理 1 となる。
従って、 i n p u t— bは、 偶数列サンプルのタイ ミ ングにお いてのみ有効な、 処理回路 8 0 — 1 0から出力される U P D A T E ( U P D A T E— e v e n ) と同一の値となり、 i n p u t一 c は、 奇数列サ ンプルのタイ ミ ングにおいてのみ有効な、 処理回 路 8 0 — 2 0から出力される U P D A T E ( U P D A T E— o d d ) と同一の値となる。 さ らに、 i n p u t— a は、 偶数列サン プルのタイ ミ ングにおいては、 処理回路 8 0 — 1 0から出力され る U P D A T E ( U P D A T E_e v e η ) と同一の値となり、 奇数列サンプルのタィ ミ ングにおいては、 処理回路 8 0 — 2 0か ら出力される U P D A T E ( U P D A T E— o d d ) と同一の値 となる。 i n p u t— d は、 常に 0 となる。
4つの信号 i n p u t― a , i n p u t― b , i n p u t― c 、 または i n p u t— d は、 シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 ( 図 4 9 ) の初段のフ リ ップフロ ップ D a - , 乃至 D d— , に、 それぞ れ入力される。
フ リ ップフロ ップ D a— , 乃至 D d - , にそれぞれ入力された i n u t― a , i n p u t― b , i n p u t― c、 または i n p u t一 d は、 ク ロ ッ クのタイ ミ ングで、 セ レクタを介して次段のフ リ ップフロ ップに順次ラ ツチされる。
で、 セ レク タ S a S bj, S c;i、 または S dj ( j = 0 , 1 , J (本実施例においては、 上述したよう に J = 1 6 ) ) では、 前段からの信号であつて、 a系列乃至 d系列のシフ ト レジ スタからの信号を、 それぞれ i n— a , i n— b , i n— c、 ま たは i n_ d と した場合、 次式にしたがった信号 o u t— a , o u t b , o u t c、 または o u t dがそれぞれ出力される o u t ( e v e n / o d d -^ 1 ) * ( U P D A T E— e v e n = 1 ) * ( D A T A一 e v e n = 0 ) * i n― c + ( e v e n y o d d '^ l ) *
( ( U P D A T E一 e v e n = l ) * ( D A T A e v e n = 0 ) ) " 1 * i n― a + ( e v e n / o d d - 1 = 0 ) * ( U P D A T E— o d d = 1 )
* ( D A T A― o d d = 0 ) * i n— b +
( e v e n / o d d "1 = 0 ) * ( ( U P D A T E
_ o d d = 1 ) * ( D A T A— o d d = 0 ) ) " 1
* i n一 a
o u t b ( e v e n / o d d -^ 1 ) * ( U P D AT E一 e v e n = 1 ) * ( D A T A― e v e n = 0 ) * i n一 d + ( e v e n Z o d d - 1 = l ) *
( ( U P D A T E— e v e n = l ) * ( D A T A ― e v e n = 0 ) ) ' 1 * i n b + ( e v e n / o d d - 1 = 0 ) * ( U P D A T E o d d = 1 ) 氺 ( D A T A— o d d = 1 ) * 1 n― 3 卞
( e v e n / o d d " 1 = 0 ) * ( ( U P D A T E _ o d d = 1 ) * ( D A T A 0 d d = 1 ) ) - 1 * i n― b
o u t― c = ( e v e n Z o d d— I = l ) * ( U P D A T E e v e n = 1 ) * ( D A T A― e v e n = 1 * i n一 a 十 ( e v e n Z o d d - 1 = 1 ) *
( ( U P D A T E一 e v e n = 1 ) * ( D A T A ― e v e n = l ) ) _ 1 * i n一 c + ( e v e n ' o d d - 1 = 0 ) * ( U P D A T E— o d d = 1 )
* ( D A T A— o d d = 0 ) * i n― d +
( e v e n / o d d _ 1 = 0 ) * ( ( U P D A T E
— o d d = l ) * ( D A T A o d d = 0 ) ) * i n― c
o u t― d = ( e v e n o d d " 1 = l ) * ( U P D A T E— e v e n = 1 ) * ( D A T A― e v e n = 1 ) * i n― b + ( e v e n /" o d d - 1 = 1 ) *
( ( U P D A T E— e v e n = 1 ) * ( D A T A 一 e v e n = l ) ) _ I * i n ― d + ( e v e n / o d d - 1 = 0 ) * ( U P D A T E— o d d = 1 )
* ( D A T A— o d d = 1 ) * i n― c +
( e v e n / o d d " ' = 0 ) * ( ( U P D A T E
_ o d d = 1 ) * ( D A T A o d d = 1 ) ) - 1 * i n― d
なお、 () — 'は、 () 内の否定を意味する 。 即ち、 () — 1は、 ( ) 内の論理が 1 であれば、 論理 0 となり、 ( ) 内の論理が 0 で あれば、 論理 1 となる。
上式から、 この シフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 においては、 処理回路 8 0 — 1 0 からの 11 ? 0八丁 E— e v e nおよび D A T A— e v e n、 並びに処理回路 8 0 — 2 0 からの U P D A T E— o d dおよび D A T A— o d dから、 生き残る シ リ アルシフ ト レ ジスタの系列 (正しいパス) が選択され、 選択された系列のシリ アルシフ ト レジスタのフ リ ップフ口 ップにラ ッチされたデータが 、 他の系列のシリ アルシフ ト レジスタのフ リ ップフロ ップにコ ピ —され、 ビタビ復号される こ とになる。
同時に、 こ の シフ ト レジスタ の演算回路 8 0 — 3 では、 a系列 乃至 d系列のシ リ アルシフ ト レジスタ の最終段のフ リ ップフロ ッ プ D a , 6 乃至 D d 6 の出力と、 フ リ ップフロ ップ D a。乃至 D d 0の 出力との X O Rが、 X O Rゲー ト 8 0 — 4 1 a乃至 8 0 — 4 1 d でとられ、 セ レクタ S a l乃至 S d lにそれぞれ入力される。
さ らに、 X O Rゲー ト 8 0 - 4 1 a乃至 8 0 — 4 1 d の出力は 、 a系列乃至 d系列のシ リ アルシフ ト レジスタ のフ リ ッ プフ ロ ッ プ Da5乃至 Dd5の出力との X O R力 X O Rゲー ト 8 0 — 4 2 a 乃至 8 ひ一 4 2 dでと られ、 セ レク タ S a6乃至 S d6にそれぞれ入 力される と と もに、 a系列乃至 d系列のシ リ アルシフ ト レジスタ の図示せぬフ リ ップフロ ップ Da l 2 乃至 Dd l 2 の出力との X O R が、 そのフ リ ップフ口 ップ Da l 2 乃至 Dd l 2 と、 図示せぬセ レク タ S a l 3 乃至 S d 13との間にそれぞれ設けられた X O Rゲ一 トで と られ、 セ レクタ S a l 3 乃至 S d l 3 にそれぞれ入力される。
従って、 このシフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 においては、 ( 8 0 - 1 ) 式で示される生成多項式に基づく C R C演算が行われ る こ とになる。
ところで、 パーシャルレスポ ンス ( 1 , 0 , — 1 ) をビタ ビ復 号するには、 復号するデータ (ビッ ト列) のブロ ッ ク (復号する 処理単位のビッ ト列) の終わりに、 ト レリ スダイ ヤグラム (以下 、 ト レ リ ス と記載する) を終端するための 2 ビ ッ ト の符号が必要 となる。 この 2 ビッ トの符号と しては、 プリ コー ド前の符号で、 一般的に 1 1 がプロ ッ クの終わり に付加される。
この ト レリ スを終端するための 2 ビッ トの符号は、 C R C演算 を行うには必要な く 、 従ってシフ ト レジスタ演算回路 8 0 — 3 で は、 データのブロ ッ クの終わりに付加された、 ト レリ スを終端す るための符号 ( 1 1 ) に対応する 2 ビッ トのデータが、 a系列乃 至 d系列のシリ アルシフ ト レジスタのフ リ ップフロ ップ D a— , 乃 至 Da-, と、 D a。乃至 Dd。とにそれぞれラ ッチされた時点におい て、 フ リ ップフロ ップ D a l乃至 Da l 6 , D b l乃至 D b l 6 , D c l乃 至 D c l 6 、 および D d l乃至 Dd l 6 のいずれかにラ ッチされている 1 6 ビッ トに基づいて、 C R C演算結果が評価される。
即ち、 フ リ ップフロ ップ D a ,乃至 D a , 6 , D b ,乃至 D b , 6 , D c l乃至 D c l 6 、 および Dd l乃至 Dd l 6 のう ちのいずれかにラ ッチ されている 1 6 ビッ トがすべて 0である場合、 データに誤りがな かったという評価が C R C演算結果に対してなされ、 その 1 6 ビ ッ トのう ち、 いずれかのビッ トが 0 でない場合、 データに誤りが あつたという評価が C R C演算結果に対してなされる。
以上のよう に、 シフ ト レジスタ演算 8 0 — 3 においては、 ビタ ビ復号法を行う各系列のシリ アルシフ ト レジスタを構成する縦続 接続されたフ リ ップフロ ップ間に、 そのフ リ ップフロ ップの出力 どう しの排他的論理和を算出する X O Rゲー トを、 C R C演算を 行うよう に配置するようにしたので、 C R C符号の生成多項式と して J次のものを使用した場合、 磁気ディ スク部 1 0 — 2からの データのブロ ッ クの最後のビッ トが、 図 4 5 の再生回路 8 0 — 8 0 に入力されてから、 J 一 1 ク ロ ッ ク以内で C R C演算結果を得 るこ とができる。
即ち、 図 5 0 Bに示すよう に、 ビタ ビ復号と、 C R C演算とが 同時に行われるので、 データの復号および誤り検出に必要な時間 遅れを大幅に減少するこ とができ る。
従って、 図 5 O Aに示す従来方式のよう に、 データをビタビ復 号してから C R C演算を行う場合に比較して、 磁気ディ スクの I D部分とデータ部分との間のギャ ップ (例えば、 図 2 の I D記録 領域 2 0 — 4 1 Hとデータ記録領域 2 0 - 4 1 Dとの間の距離、 あるいは、 グレーコー ド 2 0 — 7 1 と I D記録領域 2 0 — 4 1 H との間の距離) を小さ く する こ とができ、 磁気ディ スクの大容量 化を図る こ とができる。
なお、 以上のシフ ト レジスタ演算回路 8、0 — 3 の説明において は、 C R Cの生成多項式に ( 8 0 — 1 ) 式で示されるものを用い たが、 これに限られる ものではな く 、 他の式で示される ものを用 いるようにする こ とができる。 この場合、 シフ ト レジスタ演算回 路 8 0 — 3 は、 用いる生成多項式に対応して、 フリ ップフ口 ップ の段数を増減するとともに、 X 0 Rの個数と挿入位置を変えて構 成すれば良い。
さ らに、 以上の再生回路 8 0 - 8 0 は、 I D部分のデコー ドだ けでな く 、 データ領域のデータ (図 2 のデータ記録領域 2 0 — 4 1 Dに記録されているデータ) をデコー ドする場合にも適用可能 である。
次に、 図 1 の記録部 1 0 — 9 に関するポイ ン トを説明する。 図 5 1 は、 磁気ディ スク装置の全体の構成例を示すブロ ッ ク図 である。 この磁気ディ スク装置は、 ク ロ ッ ク生成のためのク ロ ッ クマークが予め記録された磁気ディ スク 9 0 - 1 (図 2 に示した よう にフォーマ ツ ト されている) にデータを記録し、 また記録さ れているデータを再生する、 所謂外部同期方式 (サンプルサ一ボ 方式) の磁気ディ スク装置である。
そして、 この磁気ディ スク装置は、 磁気ディ スク 9 0 — 1 から データを再生するための再生へ 'ン ド 9 0 — 1 1 a と、 再生へッ ド 9 0 一 1 1 a で再生された再生信号を増幅する再生ア ンプ 9 0 一 1 2 と、 再生ア ンプ 9 0 — 1 2 で増幅された磁気ディ スク 9 0 — 1 のク ロ ッ クマークに相当する再生信号に基づいて、 ク ロ ッ クを 生成するク ロ ッ ク生成画路 9 0 — 1 3 と、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 からのク ロ ッ クを用いて、 再生ア ンプ 9 0 — 1 2からの再 生信号からデータ等を再生するデータ復調回路 9 0 - 1 4 とを有 している。
また、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3からのク ロ ッ クを計数して ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 を制御する と共に、 記録モ一 ドと再 生モー ドを切り換える切換信号を出力するタイ ミ ング発生回路 9 0 — 1 5 と、 入力されるデータ (図 1 において、 記録部 1 0 — 9 に入力される記録信号に対応し、 以下ソースデータ という ) を記 録に適したデータ (以下記録データ という ) に変換する記録デー タ発生回路 9 0 — 1 6 と、 記録データ発生回路 9 0 — 1 6からの 記録データを遅延するパルス遅延回路 9 0 - 3 0 とを備え、 さ ら にパルス遅延回路 9 0 - 3 0 で遅延された記録データを磁気ディ スク 9 0 — 1 に記録するための記録へッ ド 9 0 — 1 1 b と、 ノ、'ル ス遅延回路 9 0 - 3 0 で遅延された記録データに基づいた電流を 記録へッ ド 9 0 — 1 1 bに供給する記録ァ ンプ 9 0 — 1 8 と、 デ ータ復調回路 9 0 — 1 4からの記録ヘッ ド 9 0 — 1 l b のデイ ス ク径方向における位置 (以下へッ ド位置情報という ) に基づいて パルス遅延回路 9 0 — 3 0 の遅延量を制御する遅延時間制御回路 9 0 - 2 0 とを有している。
図 1 7 と図 1 8 を参照して説明したように、 再生ヘッ ド 9 0 —
1 1 a は、 高密度記録を達成するために、 例えば所謂磁気抵抗効 果形へッ ド ( M Rヘッ ド) からなり、 記録ヘッ ド 9 0 — 1 1 b は 通常の磁気へッ ドからなり、 再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 - 1 1 b はその走行方向において距離 Lだけ離れて配置さ れ、 これらの再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 — 1 1 b は、 所謂記録再生分離型のへッ ド 9 0 — 1 1 を構成している。 一方、 ス ピン ドルモータ (図 5 9 の 1 0 0 — 2 1 ) によ り 、 一 定の角速度 (ただし、 ク ロ ッ ク周波数はゾーン毎に切り替えられ ているいわゆるゾーンビッ ト レコ ーディ ング) で回転駆動される 磁気ディ スク 9 0 — 1 には、 図 5 2 Aに示すよう に、 同心円状に 設けられた記録 ト ラ ッ クのデータを記録する領域であるデータセ グメ ン ト 9 0 — 2 (図 2 のデータ記録領域 2 0 - 1 D ) 間に、 例えば磁性層をエ ッ チ ングなどの手法を用いて一部除去する こ と により、 ク ロ ッ ク生成のための放射状に連続したク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 (図 2 の 2 0 — 1 1 ) が予め形成されている。 そして、 これらのク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 は、 一方向に直流磁化されてお り、 高精度のク ロ ッ クを生成するために 1 周当り約数 1 0 0 〜 1 0 0 0箇所 (上述した例では 8 4 0箇所) 設けられている。
そして、 再生ヘッ ド 9 0 — 1 1 a は、 データセグメ ン ト 9 0 — 2 に記録されているデータに相当する再生信号を出力する と共に 、 ク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 に相当する再生信号を出力し、 これら の再生信号を再生ア ンプ 9 0 — 1 2 を介してク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3及びデータ復調回路 9 0 — 1 4 に供給する。
ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 は、 例えば図 2 1 を参照して説明 した P L L回路 5 0 — 3 0 を有し、 ク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 に相 当する再生信号に基づいてク ロ ッ クを生成する。
すなわち、 例えば図 5 2 Aに示すように一方向 (図中、 矢印で 示す右方向) に直流磁化したク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 を再生する と、 例えば図 5 2 Bに示すように、 ク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 の前 後のエ ツ ジにて孤立波形を有する再生信号が再生される。 タ イ ミ ング発生回路 9 0 — 1 5 は、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 から供 給されるク ロ ッ クを計数して、 過去の履歴をもとにク ロ ッ クマー ク 9 0 — 3 に相当する再生信号の出現期間を予測し、 この期間を 示すク ロ ッ クゲ一ト信号をク ロ ッ ク生成.圃路 9 0 — 1 3 に供給す る と共に、 例えば図 5 2 Dに示すよう に、 記録モー ドと再生モー ドを切り換える切換信号を生成する。
ク ロ ック生成面路 9 0 — 1 3 は、 ク ロ ッ クゲー ト信号が出てい る期間内に出現する孤立波形を正規のク ロ ッ クマーク と見なして 、 例えば図 5 2 Nに示すように、 前のエ ッ ジに対応する孤立波形 のピークにク 口 ッ クの立ち上がりが同期するように P L Lの位相 を更新し、 ク ロ ッ クマーク 9 0 — 3 に位相同期したク ロ ッ クを生 成する。
そして、 再生モー ドのとき、 データ復調回路 9 0 — 1 4 は、 例 えばク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 で生成されたク ロ ッ クの立ち上 がり時刻 (以下データ存在点位相という ) において再生信号を弁 別し ( レベルをサンプリ ングし) 、 また復調 (図 4 4乃至図 5 0 を参照して説明したよう にビタビ復号) する こ とによりデータを 再生する。 また、 このデータ復調回路 9 0 — 1 4 は、 再生信号に 基づいてへッ ド 9 0 — 1 1 のディ スク径方向におけるへッ ド位置 情報 (例えば、 図 2 のグレーコー ド 2 0 — 7 1 、 ト ラ ッ ク番号 2 0 - 1 b 1 , 2 0 — 4 1 b 2 など) を再生し、 このヘッ ド位置 情報を遅延時間制御回路 9 0 — 2 0 に供給する。
一方、 記録モー ドでは、 記録データ発生回路 9 0 — 1 6 は、 ソ ースデータを、 記録に適した所定の変調 (上述したように P R変 調) により、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 で生成されたク ロ ッ ク に同期した記録データに変換し、 このク ロ ッ クに同期した記録デ 一夕をパルス遅延回路 9 0 - 3 0及び遅延時間制御回路 9 0 - 2 0 に供給する。
パルス遅延面路 9 0 - 3 0 は、 遅延時間制御回路 9 0 - 2 0 の 制御のもとに、 後述するよう に再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へ ッ ド 9 0 — 1 1 bの走行方向における距離 Lに起因するデータセ グメ ン ト 9 0 — 2 に記録されるデータの位相ずれを補償すると共 に、 記録データのパターンに起因する磁化反転の位置ずれ (以下 、 非線形ビッ ト シフ ト と記載する) を補償するように、 記録デ一 タを遅延し、 記録ア ンプ 9 0 — 1 8 は、 この遅延された記録デー タを増幅して、 記録データに基づいた電流を記録へッ ド 9 0 — 1 1 bに供給する。
具体的には、 遅延時間制御回路 9 0 — 2 0 は、 例えば図 5 3 に 示すように、 データ復調回路 9 0 — 1 4からのへッ ド位置情報 ( ト ラ ック番号) に定数 C 3を加算する加算器 9 0 — 2 1 と、 加算 器 9 0 — 2 1 の出力に定数 C 2を乗算する乗算器 9 0 - 2 2 と、 記録データ発生回路 9 0 — 1 6からの記録データをそれぞれ 1 ク ロ ック分遅延する縦続接続された遅延器 9 0 — 2 3 a , 9 0 - 2 3 b と、 記録データ発生画路 9 0 — 1 6からの記録データ と遅延 器 9 0 — 2 3 a で遅延された記録データの排他的論理和を演算す る排他的論理和回路 (以下 E X O Rと記載する) 9 0 - 2 4 a と 、 遅延器 9 0 - 2 3 a で遅延された記録データ と遅延器 9 0 - 2 3 bで遅延された記録データの排他的論理和を演算する E X O R 9 0 — 2 4 b と、 E X O R 9 0 — 2 4 a の出力と E X O R 9 0 — 2 4 bの出力の論理積を演算する論理積回路 (以下 A N Dと記載 する) 9 0 — 2 5 と、 A N D 9 0 — 2 5 の出カに基づぃて定数〇 1 と定数 0を切り換え選択する切換スイ ッチ 9 0 — 2 6 と、 切換 スィ ツチ 9 0 - 2 6 の出力と乗算器 9 0 - 2 2 の出力を加算する 加算器 9 0 — 2 7 とから構成される。
そして、 この遅延時間制御回路 9 0 — 2 0 は、 データ復調回路 9 0 — 1 4から供給されるへッ ド位置情報と記録データのパター ンに基づいて、 データ存在点位相と実際に記録電流を反転すべき 時刻との間の時間差を計算し、 遅延時間指示信号を出力する。 すなわち、 データ復調回路 9 0 — 1 4 から供給されるへッ ド位 置情報を、 例えばへッ ド 9 0 — 1 1 が現在位置する ト ラ ッ ク番号 Nとする と、 加算器 9 0 — 2 1 は、 ト ラ ッ ク番号 Nと定数 C 3 ( ディ スク中心から最内周 ト ラ ッ クまでの距離に対応している) を 加算し、 乗算器 9 0 — 2 2 は、 この加算値に定数 C 2 を乗算する 。 この結果、 乗算器 9 0 — 2 2からは、 下記 ( 9 0 — 1 ) 式に示 す演算により、 ヘッ ド 9 0 — 1 1 のディ スク中心からの距離 ( N + C 3 ) に比例した値が、 再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 - 1 1 bの走行方向における距離 Lに起因するデータの位相 ずれを補償する遅延時間 T 1 と して出力される。
T 1 = ( N + C 3 ) X C 2 ·· ·· ( 9 0 - 1 )
なお、 定数 C 2 , C 3 は、 ヘッ ド 9 0 — 1 1 が番号 Nの ト ラ ッ クに位置するときの速度を V とする と、 T l = L / vを満足する 値である。 換言すれば、 T 1 は、 磁気ディ スクが距離 Lだけ移動 する時間に等しい。
一方、 遅延器 9 0 — 2 3 a , 9 0 — 2 3 b は、 記録データをそ れぞれ 1 ク ロ ッ ク分遅延し、 E X O R 9 0 — 2 4 a , 9 0 - 2 b は、 記録データの連続する 3 ビッ トのう ちの隣接する 2 ビッ ト の排他的論理和をそれぞれ求め、 A N D 9 0 — 2 5 は、 E X O R 9 0 - 2 4 a , 9 0 — 2 4 b の各出力の論理積を求める。 この結 果、 A N D 9 0 — 2 5からは、 非線形ビッ ト シフ ト (駆動電流の 供給時間と磁化領域の長さが比例しな く なる) が起こ り易いバタ ーン、 すなわち、 記録データが 2 ビッ ト連続して磁化反転が続く (異なる論理 ( 1 または 0 ) が隣接する状態が 2回連続して続く ) パターン ( 0 1 0 あるいは 1 0 1 ) を有する とき、 例えば H レ ベルとなる連続磁化反転検出信号が出力され、 その他のとき、 L レベルの信号が出力される。
そして、 切換スィ ッチ 9 0 — 2 6 は、 この連続磁化反転検出信 号に基づいて、 例えば H レベルのとき、 定数 C 1 を選択し、 L レ ベルのとき定数 0を選択して、 選択した定数を加算器 9 0 — 2 7 に供給する。 この結果、 切換スィ ツチ 9 0 — 2 6からは、 連続し て磁化反転を生じさせるパターン、 すなわち非線形ビッ ト シフ ト が発生するパターン (上述のように、 ここでは、 0 1 0あるいは 1 0 1 ) に対して、 定数 C 1が非線形ビッ ト シフ トを捕償する遅 延時間 T 2 として出力される。
加算器 9 0 — 2 7 は、 遅延時間 T 1 と遅延時間 T 2を加算し、 この加算値 ( T 1 + T 2 ) を遅延時間指示信号としてパルス遅延 回路 9 0 — 3 0 に供給する。
パルス遅延回路 9 0 — 3 0 は、 その遅延時間が外部から制御可 能となっており、 例えば図 5 2 Hに示すように、 遅延時間制御回 路 9 0 — 2 0から供給される遅延時間指示信号で指示された時間 ( T 1 + T 2 ) だけ、 記録データ発生回路 9 0 - 1 6から供給さ れる記録データ (図 5 2 G ) を遅延すると共に、 例えば図 5 2 F に示すように、 タイ ミ ング発生回路 9 0 - 1 5から供給される切 換信号 (図 5 2 D ) を遅延してラィ トィ ネーブル信号 (ァク ティ ブローの信号) を生成する。
具体的には、 パルス遅延回路 9 0 — 3 0 は、 例えば図 5 4 に示 すように、 1 クロ ック以下の長さの遅延時間を有する可変遅延回 路 9 0 — 3 1 と、 1 ク ロ ック単位の遅延時間を有する順序回路 9 0 — 3 2 と、 遅延時間制御画路 9 0 — 2 0からの遅延時間指示信 号を、 1 ク ロ ック単位の遅延時間と、 残る端数の遅延時間とに分 割して、 順序回路 9 0 — 3 2 と、 可変遅延回路 9 0 — 3 1 とにそ れぞれ供給する遅延時間分配回路 3 3 とから構成される。
そして、 遅延時間分配回路 3 3 は、 遅延時間制御回路 9 0 — 2 0から供給される遅延時間指示信号を、 1 ク ロ ック単位の遅延時 間と、 残る端数の遅延時間とに分割し、 1 ク ロ ック単位の遅延時 間を順序回路 9 0 — 3 2 に供給し、 端数の遅延時間を可変遅延回 路 9 0 — 3 1 に供給する。
順序回路 9 0 — 3 2 は、 ク ロ ッ クに同期して動作する遅延回路 であって、 その内部にク ロ ッ クを計数する計数回路 9 0 - 3 2 a を内蔵する。 この計数回路 9 0 — 3 2 a は、 1 ク ロ ッ ク単位の遅 延時間分ク ロ ッ クを計数するこ とにより、 切換信号及び記録デ一 タをもとに、 1 ク ロ ッ ク単位の遅延時間だけタイ ミ ングのずれた ライ ト イ ネーブル信号及び記録データの中間出力を生成する。 一方、 可変遅延回路 9 0 - 3 1 は、 端数の遅延時間の指示に従 つて 1 ク ロ ッ ク時間内での遅延を行い、 記録データの中間出力に さ らに精密な遅延を加え、 遅延後の記録データを出力する。
そして、 このパルス遅延回路 9 0 — 3 0 は、 ライ ト イ ネーブル 信号及び遅延後の記録データを記録ァ ンプ 9 0 — 1 8 に供給する 。 すなわち、 このような構成とすることにより、 回路規模が大き く 、 高い時間精度が要求される可変遅延回路 9 0 - 3 1 が 1 個で すみ、 かつその最大遅延時間は 1 ク 口 ッ ク分の長さがあればよい ので、 全体の面路規模を小さ く する とともに、 消費電力を低減す る こ とができる。
記録ア ンプ 9 0 — 1 8 は、 パルス遅延回路 9 0 — 3 0から供給 されるライ ト イ ネーブル信号に従って記録電流の通電 /遮断の制 御を行い、 パルス遅延回路 9 0 - 3 0で遅延された記録データに 従って記録電流の反転を行う。
かく して、 タイ ミ ング発生回路 9 0 — 1 5から出力される切換 信号と、 記録データ発生回路 9 0 - 1 6 から出力される記録デー タは、 上述の図 5 2 D、 同図 Gに示すよう に、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3 で生成されたク ロ ッ ク (図 5 2 C ) に同期している。 すなわちこれらの信号は、 上述の図 5 2 Aに示すよう に、 再生へ ッ ド 9 0 — 1 1 a から見たデータセグメ ン ト 9 0 — 2上の位置に 対応している。
そころで、 ヘッ ド 9 0 — 1 1 とディ スクの相対速度を V とする と、 図 5 2 Aに示す再生へッ ド 9 0 — 1 1 a から見たデータセグ メ ン ト 9 0 — 2 と、 図 5 2 Eに示すよう に記録ヘッ ド 9 0 — 1 1 bから見たデータセグメ ン ト 9 0 — 2 との間には、 時間差 T 1 = L / Vが存在する。 パルス遅延画路 9 0 — 3 0 は、 上述の図 5 2 F、 同図 Hに示すように、 この時間差 T 1 だけ切換信号および記 録データを遅延し、 記録へッ ド 9 0 — 1 1 bから見たデータ セグ メ ン ト 9 0 — 2上の位置に対応したライ ト イ ネーブル信号及び遅 延後の記録データをそれぞれ生成する と共に、 記録データに対し ては、 上述の非線形ビッ ト シフ トを補償する時間 T 2 だけさ らに 遅延を施す。
この結果、 再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 — 1 1 b の走行方向における距離 Lに起因するデータセグメ ン ト 9 0 — 2 に記録されるデータの位相ずれを補償する と共に、 記録データの パターンに起因する磁化反転の位置ずれ (非線形ビッ ト シフ ト ) を補償する こ とができ、 データセグメ ン ト 9 0 — 2上の正しい位 置にデータを記録するこ とができ る。
換言する と、 パルス遅延回路 9 0 - 3 0 により記録電流の通電 開始、 終了時刻及び記録電流の反転時刻の制御を行う こ とにより 、 ヘッ ド 9 0 — 1 1 のディ スク径方向における位置やデータのパ ターンによ らず、 データセグメ ン ト 9 0一 2上の正しい位置にデ ータを記録する こ とができる。 したがって、 再生モー ドでは、 ク ロ ッ ク生成回路 9 0 — 1 3で生成されたク ロ ッ クの立ち上がり時 刻 (データ存在点位相) において再生信号の弁別を行う こ とによ り、 データセグメ ン ト 9 0 ― 2上に記録されいてるデータの存在 位置で再生信号を参照している こ ととなり、 エラーのないデータ 再生を行う こ とができ る。 次に、 図 5 1 に示す遅延時間制御回路 9 0 - 2 0 の他の具体的 な回路構成について、 図 5 5 を参照して説明する。 図 5 5 の遅延 時間制御回路 9 0 — 2 0 は、 記録データ発生回路 9 0 — 1 6 から の記録データをそれぞれ 1 ク ロ ッ ク分遅延する縦続接続された遅 延器 9 0 — 4 1 a , 9 0 — 4 1 b と、 遅延器 9 0 — 4 1 a , 9 0 — 4 1 bで遅延された記録データ とデータ復調回路 9 0 — 1 4 か らのへッ ド位置情報を読出ァ ドレスと し、 遅延時間 ( T 1 + T 2 ) が予め記録されているメ モ リ 9 0 — 4 2 とから構成される。 そして、 遅延器 9 0 — 4 1 a , 9 0 — 4 1 bで遅延された記録 データは、 例えば 8 ビッ トからなる ト ラ ッ ク番号と共に、 1 1 ビ ッ トの読出ア ドレスと してメ モ リ 9 0 - 4 2 に供給される。
メ モ リ 9 0 - 4 2 は、 ト ラ ッ ク番号とデータのパターンの組み 合わせに応じた遅延時間を記憶しており、 読出ア ドレスに従って 遅延時間指示信号を出力する。
即ち、 メ モ リ 9 0 — 4 2 に、 ト ラ ッ ク接ごう と記録データのパ ターンの全ての組合せについて、 適性な遅延時間を記憶してお く よう にする こ とにより、 ヘッ ド 9 0 — 1 1 のディ スク径方向にお ける位置に対する、 例えば非線形な遅延時間を出力する こ とがで き、 細かい遅延時間の制御を行う こ とができる。
また、 この図 5 5 に示す遅延時間制御回路と、 上述の図 5 3 に 示す遅延時間制御回路を組み合わせて、 おおまかな遅延時間の算 出を、 図 5 3 の遅延時間制御回路で行い、 残りのこまかな時間調 整を図 5 5 の遅延時間制御回路で行う よう にして、 メ モ リ 9 0 — 4 2 の容量を削減するよう にしてもよい。
次に、 図 5 1 の磁気ディ スク 9 0 — 1 に、 例えば図 5 6 に示す よう に、 同心円状に設けられた記録 ト ラ ッ クのデータを記録する 領域であるデータセグメ ン ト 9 0 - 5 2間に、 例えば磁性層をェ ツチングなどの手法を用いて一部除去する こ とにより、 ク 口 ッ ク 生成のための放射状に連続したク ロ ックマーク 9 0 - 5 3 (図 2 のク ロ ックマーク 2 0 — 1 1 ) と、 所定幅の、 例えば再生ヘッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 — 1 1 bの間隔 L と等しい幅のタ ィ ミ ング補償パターン 9 0 — 5 4 とが予め形成されており、 ク 口 ックマーク 9 0 — 5 3 とタイ ミ ング補償パター ン 9 0 — 5 4力 、 一方向 (図 5 8 Aにおいて、 矢印で示す方向) に直流磁化されて いる場合、 図 5 1 の磁気ディ スク装置は、 遅延時間制御回路 9 0 一 2 0 の代わりに、 上述した時間差 T 1 を測定する時間測定回路 9 0 — 6 0を設け、 図 5 7 に示すように構成することができる。 なお、 図 5 1 に示す回路と同じ機能を有する回路については説 明は省略する。
タイ ミ ング発生回路 9 0 — 1 5 は、 例えば図 5 8 Cに示すよう に、 ク ロ ックを計数して再生へッ ド 9 0 — 1 1 aがタイ ミ ング補 償パター ン 9 0 — 5 4を走査している期間を示す時間測定ウ イ ン ドウ信号を生成し、 こ の時間測定ウ ィ ン ドウ信号を時間測定回路 9 0 — 6 0 に供給する。
時間測定画路 9 0 — 6 0 は、 例えば図 5 8 B に示すように、 時 間測定ウ イ ン ドウ信号が H レベルの期間において、 タイ ミ ング補 償パター ン 9 0 - 5 4 の前後のエ ッジで再生される 2つの孤立波 形のピーク間の時間 T 1 を測定し、 時間 T 1 を遅延時間指示信号 としてパルス遅延画路 9 0 — 3 0 に供給する。
ここで、 タイ ミ ング補償パルス 9 0 — 5 4 の幅 Lはディ スクの 半径によらず一定なので、 その前のエッジと後のエッジが再生へ ッ ド 9 0 — 1 1 aを通過する時間差は、 再生へッ ド 9 0 — 1 1 a と記録へッ ド 9 0 — 1 1 bの通過時間差 T 1 に常に等しい。
即ち、 タイ ミ ング補償パターン 9 0 — 5 4 に相当する再生信号 のピーク間の時間差は、 パルス遅延回路 9 0 - 3 0 に供給するべ き遅延時間 T 1 である。
従って、 磁気ディ スク 9 0 — 1 上に予め形成されたタイ ミ ング 補償パターン 9 0 — 5 4 から遅延時間 T 1 を直接求める こ とがで き、 図 5 3 に示す加算器 9 0 - 2 1 、 乗算器 9 0 - 2 2等の演算 回路や、 図 5 5 に示すメ モ リ 9 0 - 4 2 が不要となり、 磁気ディ スク装置のコス トを低減する ことができる。
尚、 図 5 6 には、 各領域をディ スク半径方向に直線的に簡略化 して示したが、 実際には、 図 6および図 7 に示したよう に、 磁気 ヘッ ドの回転軌跡に沿って形成される。 、
以上のよう に、 所定幅のタ イ ミ ング補償パター ンに相当する再 生信号に基づいて記録データを遅延し、 再生へッ ド 9 0 - 1 1 a と記録へッ ド 9 0 - 1 1 b の走行方向における距離に起因する磁 気ディ スク 9 0 — 1 に記録されるデータの位相ずれを補償するよ うにしたので、 正しい位置にデータを記録するこ とができるよう になり、 その結果、 エラ一のないデータ再生を行う こ とができる 尚、 以上のよう にして、 図 2 の I D記録領域 2 0 — 4 1 Hのセ クタ番号や ト ラ ッ ク番号だけでな く 、 データ記録領域 2 0 - 4 1 D上の本来のデータ も、 P R M Lにより記録再生する こ とができ る。
次に、 図 1 の筐体部 1 0 ― 1 0 に関するボイ ン トについて図 5 9を参照して説明する。
アル ミ合金などにより構成される下筐体 1 0 0 — 1 (図 1 9 の 4 0 — 5 1 ) の平面部には、 ス ピン ドルモータ 1 0 0 — 2 1 を取 り付けるための穴 1 0 0 — 2が形成されている。 こ の穴 1 0 0 _ 2 の外周には段差が形成され、 そ こ にモータ 1 0 0 — 2 1 を取り 付けたとき、 その取り付け部から空気が洩れないよう に、 ゴム等 より なるパッキ ン 1 0 0 — 3が配置されている。 また、 下筐体 1 0 0 — 1 には軸 1 0 0 — 4 が植設され、 アーム 1 0 0 — 5 (図 1 9 の 4 0 - 5 3 ) に取り付けられているボールべァ リ ング 1 0 0 — 6 (図 1 9 の 4 0 — 5 5 ) が装着されるようになされている。 アーム 1 0 0 — 5 の一端には、 ボイ スコ ィ ノレ 1 0 0 — 7 (図 1
9 の 4 0 — 6 3 ) が取り付けられ、 その他端には、 磁気へッ ドを 有するスライ ダ (図 1 9 の 4 0 - 5 7 ) が取り付けられるよう に なされている。 コ イ ル 1 0 0 — 7 と磁気ヘッ ドには、 フ レキシブ ルブリ ン ト基板 1 0 0 — 8 より信号が供給されるよう になされて いる。 フ レヰ シブルプリ ン ト基板 1 0 0 — 8 には、 信号処理を行 う I C 1 0 0 — 9が配置されている。 また、 プリ ン ト基板 1 0 0 一 8 の端部は、 後述するよう に、 筐体の外部に導出されるよう に なされている。 マグネ ッ ト 1 0 0 — 1 1 と 1 0 0 — 1 2 (図 1 9 の 6 2 と 6 1 ) は、 その間にコ イ ル 1 0 0 — 7 が配置されるよう, に下筐体 1 0 0 — 1 に取り付けられる。 このボイ スコ イ ル 1 0 0 — 9 とマグネ ッ ト 1 0 0 — 1 1 , 1 0 0 — 1 2 により、 ボイ スコ ィ ルモータ (図 2 1 の 5 0 — 5 ) が構成されている。
モータ 1 0 0 — 2 1 には、 2枚の磁気ディ スク 1 0 0 — 2 3 ( 図 1 9 の 4 0 — 5 2、 図 2 1 の 5 0 — 1 A, 5 0 — 1 B ) が回転 自在に取り付けられる。 フ レキシブルプリ ン ト基板 1 0 0 — 2 2 は、 その端部が筐体の外部に導出され、 モータ 1 0 0 — 2 1 に外 部より制御信号を供給するこ とができるようになされている。
上筐体 1 0 0 — 3 1 は、 図中右側の側面部に段部 1 0 0 — 3 2 と 1 0 0 — 3 3 を有しており、 この段部 1 0 0 — 3 2 と 1 0 0 — 3 3 からそれぞれフ レキシブルプリ ン ト基板 1 0 0 — 8 と 1 0 0 一 2 2 の端部を外部に導出する こ とができるよう になされている 。 また、 上筐体 1 0 0 — 3 1 の上面 (平面部) には、 呼吸孔 1 0 0 - 3 4 が形成されている。 この呼吸孔 1 0 0 — 3 4 には、 その 内部にフ ィ ルタ と弁が取り付けられており、 空気は侵入するが、 水は通らないよう になされている。
図 6 0 と図 6 1 は、 下筐体 1 0 0 — 1 と上筐体 1 0 0 — 3 1 の 組立状態を模式的に示している。 これらの図に示すよう に、 下筐 体 1 0 0 — 1 は板状の部材により構成されるが、 上筐体 1 0 0 — 3 1 は、 平面部 1 0 0 — 3 1 a と側面部 1 0 0 — 3 1 b により箱 状に形成されている。 そして、 両者の間にはパッキ ン 1 0 0 — 4 1 が挿入され、 筐体の外部に導出したフ レキシブルプリ ン ト基板 1 0 0 - 2 2 (またはフ レキシブルプリ ン ト基板 1 0 0 — 8 ) の 近傍から、 組立後、 密閉された筐体内部に空気が進入しないよう になされている。
即ち、 下筐体 1 0 0 — 1 と上筐体 1 0 0 — 3 1 を組み立てた後 、 密閉された状態においては、 筐体内部の空間は外部と遮断され 、 平面部 1 0 0 — 3 1 a に装着されている呼吸孔 1 0 0 — 3 4 を 介してのみ空気が流通可能となされられている。 これにより、 ゴ ミ、 ほこ り等が内部に進入するこ とが防止されている。 また、 呼 吸孔 1 0 0 — 3 4 を介して空気が出入りするため、 内部の気圧は 、 ほぼ外部の気圧と一致するよう に調整される。
下筐体 1 0 0 — 1 と上筐体 1 0 0 — 3 1 の長さは 1 0 0 m m、 幅は 7 0 m mとされている。 そして両者を組み合わせた状態にお ける高さは、 磁気ディ スク 1 0 0 — 2 3が 2枚であるとき 1 5. 0 mm、 1 枚である とき 1 2. 7 m mとされる。
尚、 この実施例においては下筐体 1 0 0 — 1 を板状に構成し、 上筐体 1 0 0 — 3 1 を箱状に形成したが、 図 6 2 および図 6 3 に 示すよう に、 下筐体 1 0 0 — 1 を、 平面部 1 0 0 — 1 a と側面部 1 0 0 — 1 b により箱状に形成し、 上筐体 1 0 0 — 3 1 を扳状 ( 平面部 1 0 0 — 3 1 c ) に形成する こ とも可能である。
これらの図に示した筐体の特徴は、 平面部 1 0 0 — 3 1 a に、 呼吸孔 1 0 0 — 3 4以外に穴が形成されていない点にある。 この 特徴をより理解しやす く するために、 図 6 7 に従来の上筐体 1 0 0 - 3 1 の形状を示している。 同図に示すよう に、 従来の上筐体 1 0 0 — 3 1 には、 穴 1 0 0 — 5 1 , 1 0 0 — 5 2 と凹部 1 0 0 - 5 3 が形成されている。 凹部 1 0 0 — 5 3 は、 例えばラ ベルを 貼るための窪みである力く、 穴 1 0 0 — 5 1 は、 サーボライ ト用の ヘッ ドを挿入するための穴である。
即ち、 従来の磁気ディ スク装置においては、 磁気ディ スクを筐 体に組み込む前にエ ンコーダなどのサーボ信号を記録してお く と 、 組み立て時における圧力による変形あるいは取り付け誤差など に起因して偏心が発生し、 サーボ信号を記録した状態における位 置信号の記録位置が、 実際にデータを記録する場合における位置 と必ずしも正確に対応しないこ ととなる。 このため正確なサーボ をかける こ とができな く なる。 そこで、 従来の装置においては、 磁気ディ スクを筐体に組み込んだ後、 サーボ信号を磁気ディ スク に記録するよう にしている。
即ち、 筐体に組み込まれた磁気ディ スクにサーボ信号を記録す るために、 記録用の磁気へッ ド (サーボライ ト用のへッ ド) を穴 1 0 0 - 5 1 から挿入する。 そして、 そのへッ ドにより磁気ディ スク上にサ一ボ信号を記録する。
また、 筐体の内部に組み込まれているアームに穴 1 0 0 — 5 1 から ミ ラーを取り付け、 このミ ラーにレーザ測長器のレーザ光を 照射してその位置を精密に測定する。 そして、 このレーザ測長器 でアームの位置を正確に測定しながらアームの位置を順次、 磁気 ディ スクの半径方向に移動させる。 そして、 所定の ト ラ ッ クにサ —ボデータ (エ ンコーダ) を記録する。
例えば、 最外周の 1 本の ト ラ ッ クにサ一ボデータを記録するの に、 ト ラ ッ クの 1 / 4 の幅ずつサーボデータを記録し、 その位置 を ト ラ ッ ク と垂直な方向に 1 / 4 ずつ順次ずら し、 4 回転で 1 本 の ト ラ ッ クに対するサーボ信号を記録する こ とができる。 このよ う にして、 磁気ディ スクの最外周 ト ラ ッ クにロータ リ エ ンコーダ を記録している。
このよう にしてサーボデータを磁気ディ スクに記録した後、 穴
1 0 0 - 5 1 と 1 0 0 — 5 2 は所定の部材により閉塞され、 筐体 が密閉される。
しかしながら、 図 2乃至図 8 を参照して説明したように、 本発 明の磁気ディ スクには、 ト ラ ッ クやサ一ボデータが、 物理的に他 の領域と区別して専用の記録領域と して形成された位置に予め刻 印形成され、 記録されている。 従って、 その記録位置 (成形位置 ) は、 ディ スク成形時における レーザビームの照射位置を微細に 制御する技術を応用して、 極めて正確に調整する こ とができる。 そこで本実施例においては、 取り付け誤差に起因する偏心だけを 考慮すればよいこ とになる。
本実施例によれば、 図 3 4 と図 3 5 を参照して説明したように 、 偏心に対しても、 ト ラ ッキ ングエラー信号にフ ィ ー ドフォヮ一 ド制御によりオフセ ッ ト信号を付加するよう にして、 正確な制御 が可能となされないる。 その結果、 ホームイ ンデッ クス 1 0 0 — 7 3、 ユニークパターン 2 0 — 7 2、 グレーコー ド 2 0 — 7 1、 ゥォブル ドマーク 2 0 - 1 2 , 2 0 — 1 3 などのサーボパターン の他、 ク ロ ッ クマーク 2 0 — 1 1 、 セクタ番号 2 0 — 4 1 a 、 ト ラ ッ ク番号 2 0 - 1 b 1 , 2 0 — 4 1 b 2 などを予め磁気ディ スクに刻印形成しておき、 これを後から筐体内に組み込んだと し ても、 正確な記録再生が可能となる。 その結果、 本発明において は、 筐体にサーボデータ記録用の穴を形成する必要がないのであ る。
このよう に、 筐体に穴をあける必要がないので、 筐体を均一の 高さの単純な箱または板と して形成すればよ く 、 機械的な剛性を 増加させる こ とができる。 これにより、 機械的共振を押さえ、 へ ッ ドを磁気ディ スクに対して高精度に位置決めする こ とが可能と なる。
さ らに、 従来、 穴があいているため、 磁気ディ スク装置をク リ ー ンルーム内で合否判定のテス トをするなどしなければならなか つたが、 本発明によれば、 穴がないので、 組立後は、 ク リ ー ンル ームでの取り扱いが不要となる。
なお、 ス ピン ドルモータ 1 0 0 — 2 1 をさ らに薄型にした場合 においては、 その取付のための穴 1. 0 0 — 2 は省略する こ とがで きる。
このようなこ とから、 本装置によれば、 製造が容易となり、 1 つの装置を完成するのに要する時間も短く なるため、 低コス ト化 が可能となる。
以上の如く 請求項 1 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ト ラ ッ クに対してガー ドバン ドを凹部と して刻印形成するように した ので、 ク ロス トーク軽減のためにガー ドバン ドを広 く する必要が な く なり、 ト ラ ッ ク ピ ッ チを狭く し、 記録容量を増大させる こ と が可能となる。 また、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示 マークまたはク ロ ッ クマークを、 磁気ヘッ ドの画動軌跡に沿って 凹凸により刻印形成するよう にしたので、 ト ラ ッ ク ピ ッ チを狭く した場合においても、 正確なアクセスが可能となる。
請求項 2 に記載の磁気デイ スク装置によれば、 ディ スク状媒体 の偏心に対応する変化量を計測し、 その計測結果に対応して、 記 録または再生動作を制御するよう にしたので、 ト ラ ッ キ ング用マ ーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたはク 口 ッ クマークなどが予め 記録されているディ スク状媒体を、 後から筐体に対して組み込ん だ磁気ディ スク装置においても、 偏心に拘らず、 正確なデータの 記録または再生が可能となる。 請求項 3 に記載の磁気ディ ス ク装置によれば、 ト ラ ツキ ング用 マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークおよびク ロ ッ クマークの組の数 を 1 周当り 1 0 0 0個以下にしたので、 記録容量を確保しつつ、 正確なディ スク状記録媒体の制御が可能となる。
請求項 4 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 制御信号記録領 域の 1周に占める割合を 4 0 %以下と したので、 記録容量を確保 しつつ、 刻印形成されたマーク信号による磁気へッ ドのあばれを 最小限に止どめ、 正確にデータを記録再生するこ とが可能となる 請求項 5 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ディ スク状媒体 の基板を樹脂またはガラスにより構成するよう にしたので、 軽量 化した装置を実現する ことができ、 また、 面精度を良好にする こ とができるため、 磁気ヘッ ドとディ スク状媒体との距離を小さ く し、 小型の装置を実現する こ とが可能となる。
請求項 6 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 記録へッ ドと再 生ヘッ ドとを分離したので、 データを高速に記録再生する こ とが 可能となる。
請求項 7 に記載の磁気ディ ス ク装置によれば、 ト ラ ッ クから半 径方向にずれた位置に第 1 のマークを形成するようにしたので、 記録へッ ドと再生へッ ドとを分離したと しても、 記録時に記録へ ッ ドを ト ラ ッ ク上に正確に ト ラ ッキ ング制御する こ とが可能とな る。
請求項 8 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 複数個のマーク を設けるよう にしたので、 一方に ドロ ップァゥ トなどがあつたと しても、 他方を基準に してア ク セスする こ とができ、 安全性を高 める こ とができる。
請求項 9 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ト ラ ッキ ング用 マークまたは ト ラ ッ ク番号表示マークの位置変化量、 またはク ロ ックマークの時間変化量を検出するよう にしたので、 ディ スク状 媒体の偏心を正確に検出する こ とが可能となる。
請求項 1 0 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ト ラ ッキ ング 用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたはク ロ ッ クマークから、 磁気へッ ドの偏心に起因する位置ずれを補正する偏心制御量を演 算するようにしたので、 偏心に起因する位置ずれを正確に補正す る こ とが可能となる。
請求項 1 1 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 演算して得ら れた偏心制御量を記憶し、 その記憶した偏心制御量に対応して、 磁気へッ ドを ト ラ ッキ ング制御するよう にしたので、 ト ラ ッキ ン グ制御の全体のサーボゲイ ンを上げる こ とな く 、 確実な ト ラ ツキ ング制御が可能となる。
請求項 1 2 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ク ロ ッ クマ一 クから時間変化量を計測し、 これに対応してク ロ ッ ク信号の時間 軸を補正するよう にしたので、 偏心等に起因するジ ッタを抑制す る こ とができる。
請求項 1 3 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 ビタ ビ復号と C R C演算を同時に行う ようにしたので、 再生信号の迅速な処理 が可能となる。
請求項 1 4 に記載の磁気デイ スク装置によれば、 再生ク 口 ッ ク ' に対応して記録データを遅延するよう にしたので、 再生ヘッ ドと 記録へ 'ン ドの距離に起因する位相ずれや、 非線形ビッ ト シフ トを 補正し、 記録データを正確な位置に記録する こ とができる。
請求項 1 5 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 位置ずれの大 きさに対応して記録動作を制御するようにしたので、 異常なショ ッ クなどが加えられた場合における誤動作を抑制する こ とができ る。
請求項 1 6 に記載の磁気ディ スク装置によれば、 筐体に呼吸孔 だけを設けるよう にしたので、 製造に要する時間が短く なり、 コ ス トを安く する こ とができる。
請求項 1 7 乃至 1 9 に記載の磁気デイ スク装置によれば、 ディ スク状媒体の直径を 2 . 5 イ ンチ、 1 . 8 イ ンチまたは 1 . 3 ィ ンチにするよう にしたので、 小型で軽量の装置を実現する こ とが できる。
請求項 2 0 に記載の磁気ディ ス ク装置の製造方法によれば、 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークおよびク ロ ッ クマ ークを刻印形成、 記録した後、 ディ スク状媒体を筐体に対して組 み立てるよう にしたので、 装置を迅速に完成する こ とができ、 コ ス トを安く する こ とができる。

Claims

請求の範囲
1. 情報が記録または再生される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体と、
前記ディ スク状媒体に対して情報を記録または再生する磁気 へッ ドと、
前記磁気へッ ドを支持した状態で回動し、 前記ディ スク状媒 体の所定の半径位置に前記磁気へッ ドを移動させるアームと を有する磁気ディ スク装置において、
前記ディ スク状媒体は、 データ記録領域と制御信.号記録領域 とを有し、
前記データ記録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ッ ク が形成されるとともに、 前記 ト ラ ッ クは、 データを記録するた めの記録部分が凸部となり、 かつ、 隣接する前記記録部分を区 分するためのガー ドバン ドが凹部となるように、 刻印形成され, 前記制御信号記録領域には、 前記磁気へッ ドを ト ラ ッキ ング 制御するための ト ラ ッキ ング用マーク、 前記 ト ラ ッ クを特定す る ト ラ ッ ク番号表示マーク、 および 1 周を等間隔に分割するク ロ ッ クマークが、 凹凸により刻印形成されているとともに、 そ のう ちの少な く とも 1 つは、 前記磁気へッ ドの回動軌跡に沿つ て形成され、
前記 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたは ク ロ ッ クマークを再生して得られる信号に対応して、 前記磁気 へッ ドによる記録または再生動作が制御される
こ とを特徴とする磁気ディ スク装置。
2. 情報が記録または再生される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体と、
前記ディ スク状媒体に対して情報を記録または再生する磁気 へッ ドと を備える磁気ディ ス ク装置において、
前記ディ スク状媒体は、 データ記録領域と制御信号記録領域 とを有し、
前記データ記録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ッ ク が形成される とともに、 前記 ト ラ ッ ク は、 データを記録するた めの記録部分が凸部となり、 かつ、 隣接する前記記録部分を区 分するガー ドバン ドが凹部となるよう に、 刻印形成され、 前記制御信号記録領域には、 少な く とも前記磁気へッ ドを ト ラ ッ キ ング制御するための ト ラ ッ キ ング用マーク、 前記 トラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号表示マーク、 および 1 周を等間隔に 分割するク ロ ッ クマークが、 凹凸により刻印形成され、
前記磁気ヘッ ドが、 前記 ト ラ ッ キ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番 号表示マークまたはク ロ ッ クマークを再生して得られる信号か ら、 前記ディ スク状媒体の偏心に対応する変化量を計測し、 その計測結果に対応して、 前記磁気へッ ドの記録または再生 動作が制御される こ とを特徴とする磁気ディ スク装置。
3. 前記デ ィ スク状媒体に記録されている前記 ト ラ ッ キ ング用マ ーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークおよびク ロ ッ クマークの組の数 は、 1 周当り 1 0 0 0個以下である
こ とを特徴とする請求項 1 または 2 に記載の磁気ディ スク装
4. 前記ディ スク状媒体の前記制御信号記録領域の 1 周に占める 割合は、 4 0 %以下である
ことを特徴とする請求項 1 , 2 または 3 に記載の磁気ディ ス ク装置。
5. 前記デ ィ ス ク状媒体は、 樹脂またはガラ スの基板に形成され ている
こ とを特徴とする請求項 1 乃至 4 のいずれかに記載の磁気デ イ スク装置。
6. 前記磁気へッ ドは、 データを記録する記録へッ ドと、 再生す る再生へッ ドとに分離されている
こ とを特徴とする請求項 1 乃至 5 のいずれかに記載の磁気デ イ ス ク装置。
7. 前記 ト ラ ッキ ング用マーク と ト ラ ッ ク番号表示マーク は、 記 録時に用いられる第 1 のマーク と、 再生時に用いられる第 2 の マーク とを有し、
前記第 2 のマーク は、 前記 ト ラ ッ クのほぼ中心に沿って配置 され、
前記第 1 のマーク は、 前記 ト ラ ッ クのほぼ中心より半径方向 に、 所定の距離だけずれた位置に配置されている
こ とを特徴とする請求項 6 に記載の磁気ディ ス ク装置。
8. 前記 ト ラ ッキ ング用マーク と前記 ト ラ ッ ク番号表示マーク は 、 同一の機能を有する複数個のマークにより構成されている こ とを特徴とする請求項 7 に記載の磁気ディ スク装置。
9. 前記ディ スク状媒体の偏心に対応する変化量は、 前記 ト ラ ッ キ ング用マークまたは ト ラ ッ ク番号表示マークから計測される 位置変化量、 または前記ク ロ ッ クマークから計測される時間変 化量である
ことを特徴とする請求項 2 に記載の磁気ディ スク装置。
10. 前記 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マークまたは ク ロ ッ クマークを再生して得られる信号から、 前記磁気へッ ド の前記 ト ラ ッ クからの偏心に起因する位置ずれを補正する偏心 制御量を演算する
こ とを特徴とする請求項 9 に記載の磁気ディ ス ク装置。
1 1 . 演算して得られた前記偏心制御量を記憶し、
記憶した前記偏心制御量を読み出し、 ト ラ ツキ ング制御信号 に加算して前記磁気へッ ドを ト ラ ツキ ング制御する
こ とを特徴とする請求項 1 0 に記載の磁気ディ スク装置。 2 . 前記ク ロ ッ クマーク に同期してク ロ ッ ク信号を生成し、
前記ク 口 ッ クマ一クから計測される時間変化量を記憶し、 記憶した前記時間変化量に対応して、 前記ク ロ ッ ク信号の時 間軸の補正を行う こ とを特徴とする請求項 9 に記載の磁気ディ ス ク装置。
3 . 前記 ト ラ ッ ク番号表示マークを再生して得られる信号は、 ビ タビ復号されている時間において、 同時に C R C演算される こ とを特徴とする請求項 1 乃至 1 2 のいずれかに記載の磁気 デ ィ ス ク装置。
14 . 前記ク ロ ッ クマークを再生して得られる信号からク ロ ッ ク信 号を生成し、
前記ク ロ ッ ク信号に対応して記録データを遅延し、
遅延された前記記録データを前記デ ィ スク状媒体に記録する こ とを特徴とする請求項 1乃至 1 3 のいずれかに記載の磁気 ディ ス ク装置。
15 . 前記 ト ラ ッ キ ング用マークから計測された前記磁気ヘッ ドと ト ラ ッ ク との相対的位置ずれ量の大きさを判定し、
その判定結果に対応して前記デ ィ スク状媒体への記録動作を 制御する
こ とを特徴とする請求項 1 乃至 1 4 のいずれかに記載の磁気 ディ スク装置。
16 . 前記ディ スク状媒体、 磁気へッ ドおよびアームは、 上筐体と 下筐体とより なる密閉された筐体の内部に収容され、
前記上筐体と下筐体の平面部には、 密閉された前記筐体の内 部の気圧と外部の気圧との差を調整する圧力調整用の呼吸孔の みが形成されている こ とを特徴とする請求項 1 乃至 1 5 のいずれかに記載の磁気 デ ィ ス ク装置。
17. 前記ディ ス ク状媒体は、 その直径が、 ほぼ 2 . 5 イ ンチであ る
ことを特徴とする請求項 1 乃至 1 6 のいずれかに記載の磁気 ディ スク装置。
18. 前記ディ ス ク状媒体は、 その直径が、 ほぼ 1 . 8 イ ンチであ る
こ とを特徴とする請求項 1 乃至 1 6 のいずれかに記載の磁気 デ ィ ス ク装置。
19. 前記ディ ス ク状媒体は、 その直径が、 ほぼ 1 . 3 イ ンチであ る
こ とを特徴とする請求項 1 乃至 1 6 のいずれかに記載の磁気 ディ ス ク装置。
20. 情報が記録または再生される面上に磁性膜が形成されたディ スク状媒体と、
前記ディ スク状媒体に対して情報を記録または再生する磁気 へッ ドと
を有する磁気ディ スク装置の製造方法において、
前記ディ スク状媒体に、 データ記録領域と制御信号記録領域 とを形成し、
前記データ記録領域には、 同心円状または螺旋状に ト ラ ッ ク を形成する とともに、 前記 ト ラ ッ クを、 データを記録するため の記録部分が凸部となり、 かつ、 隣接する前記記録部分を区分 するためのガー ドバン ドが凹部となるよう に、 刻印形成し、 前記制御信号記録領域には、 少な く とも前記磁気へッ ドを ト ラ ッ キ ング制御するための ト ラ ッ キ ング用マーク、 前記 ト ラ ッ クを特定する ト ラ ッ ク番号表示マーク、 および 1 周を等間隔に 分割するク ロ ッ クマークを、 凹凸により刻印形成し、
前記ディ スク状媒体を、 前記 ト ラ ッキ ング用マーク、 ト ラ ッ ク番号表示マーク、 およびク ロ ッ クマークが形成、 記録された 後、 前記磁気へッ ドとともに、 筐体に対して組み立てる
ことを特徴とする磁気ディ ス ク装置の製造方法。
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