磁気ディスク媒体及び磁気ディスク装置
【課題】ＤＴＲ構造のディスク媒体において、データ領域の記録データとしては不適切なデータを記録できる磁気ディスク媒体を提供することにある。
【解決手段】パターンドメディアにおけるサーボ領域３００と、ＤＴＲ構造のデータ領域３０２との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域３０１が設けられた構成の磁気ディスク媒体である。連続磁性領域３０１には、ヘッド位置決め制御時に使用される位置決め補正情報が記録される。
【解決手段】パターンドメディアにおけるサーボ領域３００と、ＤＴＲ構造のデータ領域３０２との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域３０１が設けられた構成の磁気ディスク媒体である。連続磁性領域３０１には、ヘッド位置決め制御時に使用される位置決め補正情報が記録される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ＤＴＲ構造の磁気ディスク媒体及び当該磁気ディスク媒体を有する磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブを代表とする磁気ディスク装置（以下ディスクドライブと称す）では、ディスクリート（またはＤＴＲ：discrete track recording）構造のパターンドメディアである磁気ディスク媒体（以下単にディスク媒体と称す）が注目されている。
【０００３】
ＤＴＲ構造のディスク媒体は、表面上が磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２部分とが形成されている（例えば、特許文献１を参照）。第１の部分は、磁性膜が設けられた凸部の磁性領域である。第２の部分は非磁性領域、または凹部で磁気記録ができない領域である。即ち、第２の部分は、磁性膜が形成されている場合でも、凹部により実質的に非磁性領域として構成された部分である。
【０００４】
このようなディスク媒体であれば、パターン転写工程を含むスタンパ製造方法により、通常のサーボトラックライタを使用することなく、サーボデータを高い効率で記録することができる。サーボデータは、第１の部分（例えば１ビット分）と第２の部分とが混在するサーボパターンとして、ディスク媒体上のサーボ領域に記録される（埋め込まれる）。
【０００５】
一方、データ領域は、データトラックを構成する第１の部分（磁性領域）と、データトラック間を分離するガード帯を構成する第２の部分（非磁性領域）とから構成されている。従って、ディスク媒体の製造工程において、ディスク媒体上には、データトラックが形成されている。
【特許文献１】特開平８−２９３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＴＲ構造のディスク媒体は、ディスク製造工程時に、サーボデータが記録されたサーボ領域と、データトラックが形成されたデータ領域とを構成することができる。従って、ディスク媒体をディスクドライブに組み込んだ後に、ディスク媒体上にサーボデータを記録するサーボライト工程は不要となる。また、ディスク媒体上には、トラック間の相互干渉を確実に回避できるデータ領域を構成することができる。
【０００７】
しかしながら、ＤＴＲ構造のディスク媒体では、サーボパターンが固定的に記録された状態であるため、サーボ領域には、新たなデータを書き込むことは不可能である。この新たなデータの書き込みとは、例えば、通常のサーボデータのフォーマットに対して、拡張フォーマットを採用して、位置補正情報を追記するような場合である。
【０００８】
当然ながら、当該位置補正情報は、ヘッド位置決め制御時に使用されるため、データ領域に記録されるデータとしては不適切である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ＤＴＲ構造のディスク媒体において、データ領域の記録データとしては不適切なデータを記録できるディスク媒体及び当該ディスク媒体を使用するディスクドライブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観点に従った磁気ディスク媒体は、周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成である。
【００１１】
また、本発明の観点に従ったディスクドライブは、当該磁気ディスク媒体が組み込まれたドライブであり、データ領域の記録データとしては不適切なデータを連続磁性領域に記録できる構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、データ領域の記録データとしては不適切なデータを、サーボ領域とデータ領域との間に配置さそれた連続磁性領域に記録することができる。従って、例えば通常のサーボデータのフォーマットの拡張フォーマットを採用して、通常のサーボデータ以外の位置補正情報などを追記することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１から図３は、本実施形態に関するディスク媒体１の構造及びフォーマットを説明するための図である。図４、図５、図７及び図９は、本実施形態に関するディスクドライブの構成を説明するためのブロック図である。
【００１５】
（ディスク媒体の構成）
本実施形態のディスク媒体１は、図１に示すように、データ領域３０２が、非磁性領域３１０のガード帯により、隣接トラックからは磁気的に分離されて、事前に磁性領域３１１からなるデータトラックとして形成されたディスクリート（またはＤＴＲ：discrete track recording）構造である。このようなディスク媒体１は、ディスクリートメディアとも呼ばれるパターンドメディアである。
【００１６】
ディスク媒体１は、図３に示すように、１周分のトラックにおいて、例えば１００程度のセクタに分割されている。各セクタの先頭領域には、サーボデータが事前に記録されたサーボ領域３００が設けられている。サーボデータは、図２に示すように、例えば１ビット分に相当する磁性領域３１１と非磁性領域３１０とからなるサーボパターンとして記録されている（埋め込まれている）。
【００１７】
ここで、磁性領域３１１は、磁気記録部として有効な部分であり、磁性膜を有する凸部である。一方、非磁性領域３１０は、磁性膜を有するが、磁性領域３１１に対して相対的に凹部であり、磁気記録部として非有効な部分である。但し、非磁性領域３１０は、非磁性膜からなる場合には、必ずしも凹部である必要はなく、非磁性材が埋め込まれた部分でもよい。
【００１８】
サーボ領域３００には、基本的に通常のサーボデータと同様に、ＡＧＣパターン３０３、シリンダアドレスコード部３０４、パッド（ＰＡＤ）部３０５、及びサーボバーストパターン３０６が記録されている。シリンダアドレスコード部３０４は、マンチェスタ符号が使用されており、磁性領域３１１を論理“１”とし、非磁性領域３１０を論理“０”とするパターンである。
【００１９】
さらに、本実施形態では、後述する連続磁性領域３０１を検出するための検出用バーストパターン３０７が、サーボ領域３００に記録されている。この検出用バーストパターン３０７は、ネガマーク（非磁性マーク）による反転バーストパターンである。
【００２０】
連続磁性領域３０１は、ディスクリート構造のサーボ領域３００とデータ領域３０２との間に配置されて、通常のデータ領域と同様に磁気記録領域として有効な領域である。即ち、連続磁性領域３０１は、非磁性のガード帯の干渉を受けることがない。本実施形態では、連続磁性領域３０１は、ヘッドの位置決め制御に使用される位置決め補正情報の記録領域として使用される。
【００２１】
位置決め補正情報としては、リード動作時の位置決め補正に使用されるリード用位置決め補正情報３０８と、ライト動作時の位置決め補正に使用されるライト用位置決め補正情報３０９とに区別されている。また、連続磁性領域３０１は、データ領域３０２とは区別されているため、データ領域３０２の記録データと位置決め補正情報３０８，３０９とが相互に干渉することはない。
【００２２】
位置決め補正情報３０８，３０９はそれぞれ、例えば８ビットからなるディジタルデータである。連続磁性領域３０１は、データをデコードするときに振幅と位相を合わせるためのＡＧＣパターン部、データ開始を示すＳＹＣ部、及び「データ記録周波数×８ビット×２種類」の情報を記録することができる記憶容量を有する。
【００２３】
但し、位置決め補正情報３０８，３０９は、８ビットのデータである必要はなく、任意のビット数のデータでよい。また、連続磁性領域３０１は、ＡＧＣパターン部やＳＹＣ部を含めて、自由なフォーマットを構成できる。
【００２４】
（ディスク媒体の製造方法）
次に、ディスク媒体１の製造方法について、そのプロセスを簡単に説明する。
【００２５】
製造プロセスは、転写工程、磁性加工工程、仕上げ工程に大別される。先ず、転写工程に使用するパターンの基となるスタンパの製造方法から説明する。
【００２６】
スタンパの製造工程は、描画、現像、電鋳、仕上げに細分化される。パターン描画では、原盤回転型の電子線露光装置を用いて、ディスク媒体で非磁性化させる部位を、レジスト塗布された原盤上に、内周から外周まで露光描画する。
【００２７】
次に、これを現像、ＲＩＥ等の処理を実施して、凹凸パターンを持つ原盤が形成される。この原盤に導電化処理してニッケル（Ｎｉ）を表面に電鋳して剥離し、最後に内径／外径を打ち抜き加工することで、Ｎｉのディスク状スタンパが形成される。尚、スタンパは、非磁性化させる部位を凸部として形成され、このスタンパを使って、パターンドメディアが製造される。
【００２８】
転写工程は、両面同時転写型のインプリント装置を用い、インプリント・リソグラフィー法により転写する。具体的には、垂直記録用ディスク媒体の両表面に、ＳＯＧレジスト塗布したディスク媒体を内周穴でチャッキングし、これを裏面用、表面用に準備した２種スタンパで、全面均等押圧で挟み込み、レジスト表面に凹凸転写する。この転写工程により、非磁性化させる部位が、レジストの凹部（３１０）として形成される。
【００２９】
次に、磁性加工工程で、まず凹部レジストを除去し、非磁性化させる部位の磁性体表面を出現させる。この状態では、磁性層を残す部位は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）が凸部（３１１）として形成された状態になる。ついで、このＳｉＯ２をガード層としてイオンミリングすることで、凹部に位置する磁性層のみが除去され、所望のパターンの磁性体に加工される。
【００３０】
さらに、ＳｉＯ２を十分な厚さとなる様にスパッタして表面凹凸をなくし、これを磁性層表面まで逆スパッタする事で、凹部を非磁性体で埋め込み平坦化したパターンドメディアができあがる。
【００３１】
最後の仕上げ工程では、この表面平坦度をさらに研磨仕上げして、ＤＬＣ保護層を形成し、潤滑用ルブを塗布する事で、本実施形態のディスク媒体１が完成する。
【００３２】
（ディスクドライブの構成）
本実施形態のディスクドライブは、図４に示すように、ディスク媒体１と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２と、ヘッド３と、アクチュエータ４と、ヘッドアンプＩＣ６とを含むヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００、及びプリント回路基板（ＰＣＢ）２００を有する。
【００３３】
ディスク媒体１は、前述したように、両面をＤＴＲ用に加工した垂直磁気記録の可能な２層構造のパターンドメディアである。ヘッド３は、リードヘッド（例えばＧＭＲ素子）３０とライトヘッド（例えば単磁極ヘッド）３１とが同一スライダ（ＡＢＳ）上に実装されたものであり、ディスク媒体１の両面のそれぞれに設けられている。即ち、ヘッド３は、ディスク媒体１の上下面のそれぞれに、ダウンヘッド及びアップヘッドとして設けられている。
【００３４】
ＨＤＡ１００では、ディスク媒体１は、スピンドルモータ２に取り付けられて回転される。アクチュエータ４は、ヘッド３の移動機構であり、ヘッド３を保持するサスペンション・アーム４１と、当該アーム４１を回転自在に支持するピボット軸４２と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４３とを有する。ＶＣＭ４３は、当該アーム４１にピボット軸４２を回転中心とする回転トルクを発生させて、ヘッド３をディスク媒体１の半径方向に移動させる。
【００３５】
ヘッドアンプＩＣ５は、ヘッド３の入出力信号を増幅するためのドライバであり、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）を介してＰＣＢ２００と電気的に接続されている。尚、ヘッドアンプＩＣ５は、ヘッド３の入出力信号のＳＮ比の低減化のために、アーム４１上に実装される構成が好ましいが、ドライブ本体に固定された構成でも良い。
【００３６】
ディスク媒体１は、前述したように表裏があり、ヘッド移動軌跡と、サーボ領域３００のサーボパターンの円弧形状が略一致する方向に組み込まれる。ディスク媒体１の仕様は、基本的には通常の例えば垂直磁気記録用ディスク媒体と同様である。但し、サーボ領域３００は、ディスク回転中心からピボッド中心までの距離を半径位置として持つ円周上に円弧中心を持ち、円弧半径がピボッド軸４２からヘッド３までの距離として形成された円弧形状である。
【００３７】
ＰＣＢ２００は、主として４つのシステムＬＳＩを搭載している。即ち、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネルＩＣ６、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）７、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）８、及びモータドライバＩＣ９である。
【００３８】
ＣＰＵ７は、ディスクドライブのメイン制御装置であり、本実施形態に関するヘッド位置決め制御システムを実現する。なお、ＣＰＵ７は、動作用ソフトウェア（制御プログラムなど）を保存しているＲＯＭ、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ、及びロジック回路を含むものとする。ロジック回路は、ハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理に用いられる。
【００３９】
ＨＤＣ８は、ディスクドライブとホストシステム（例えばパーソナルコンピュータ）とのインターフェースや、リード／ライトチャネルＩＣ６とのデータ転送制御、及びＣＰＵ７、モータドライバＩＣ９との情報交換等を行なう。
【００４０】
リード／ライトチャネルＩＣ６は、リード／ライト動作に関連するリード／ライト信号処理部であり、ヘッドアンプＩＣ５のチャネル切替えや、サーボデータ及びユーザデータの記録再生処理を行なう貯めの各種回路を含む。
【００４１】
モータドライバＩＣ９は、ＳＰＭ２及びＶＣＭ４３を駆動制御するドライバＩＣであり、ＳＰＭ２の回転駆動制御、及びＣＰＵ７からの操作制御量を電流値としてＶＣＭ４３に与えて、アクチュエータ４を駆動する。
【００４２】
（リード／ライトチャネルＩＣ）
リード／ライトチャネルＩＣ６は、図５に示すように、イコライザ（等化器）６１と、Ａ／Ｄコンバータ６２と、ディジタルフィルタ（ＦＩＲ）６３と、ビタビデコーダ６４と、サーボデコーダ６５とを有するリードチャネル（再生処理系）を有する。
【００４３】
イコライザ６１は、ヘッドアンプＩＣ５から出力されるリード信号ＲＳを入力して、アナログフィルタ処理（長手磁気記録での等化処理）を実行する。リード信号ＲＳは、リードヘッド３０により、例えばサーボ領域３００から読出された信号波形である。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ６２は、イコライザ６１により等化処理されたリード信号をデジタル値としてサンプリングし、ＦＩＲ６３に出力する。
【００４５】
ここで、本実施形態のディスク媒体１からの漏れ磁界は、垂直磁化で、かつ、磁性領域３１１と非磁性領域３１０とが混在するパターンである。リード／ライトチャネルＩＣ６では、リード信号波形は、ヘッドアンプＩＣ５が有するハイパス特性と、イコライザ６１による等化処理とにより、ＤＣオフセット成分が完全に除去されて、ほぼ疑似正弦波となる。ここで、通常の垂直磁気記録用ディスク媒体と比較して、本実施形態のディスク媒体１では、リード信号振幅の大きさが半減している。
【００４６】
尚、本ディスク媒体１のようなパターンドメディアに限るものではないが、サーボ領域３００の漏れ磁束方向をどちらに取るかで、“１”，“０”を誤認して、チャネルＩＣ６でのコード検出が失敗することが有る。このため、ヘッド極性は、パターン漏れ磁束に合わせて適正に設定される必要がある。
【００４７】
チャネルＩＣ６では、その再生信号フェーズに応じて、その処理を切替える。再生信号クロックをディスク媒体１のパターン周期に同期させる同期引込み処理、セクタシリンダコード情報を読み取るアドレス判読処理、オフトラック量を検出するサーボバーストパターン３０６の処理等が実行される。
【００４８】
Ａ／Ｄコンバータ６２では、デジタル値をサンプリングするタイミングを、正弦波形状のリード信号と同期させて、かつ、デジタルサンプル値の信号振幅をあるレベルに揃えるＡＧＣ処理とが実行される。Ａ／Ｄコンバータ６２は、パターンの“１”，“０”周期を４点でサンプリングする。
【００４９】
サーボ領域３００のアドレス情報３０４の再生処理では、チャネルＩＣ６は、デジタルサンプル値をＦＩＲ６３でノイズを低下させ、ビダビデコーダ６４での最尤推定に基づくビタビ復号処理を実行する。サーボデコーダは、ビダビデコーダ６４からの検出結果に基づいて、グレイコード逆変換処理を実行し、セクタ及びトラック（シリンダ）情報に変換する。これにより、ＣＰＵ７は、ヘッド３の位置決め制御に必要なサーボトラック情報（トラック位置情報）が取得できる。
【００５０】
さらに、チャネルＩＣ６は、サーボバーストパターン３０６でのオフトラック量の検出処理に移行する。チャネルＩＣ６は、サーボバースト信号パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に、各信号振幅をサンプルホールド積分処理する。そして、チャネルＩＣ６は、平均振幅相当の電圧値をＣＰＵ７に出力し、ＣＰＵ７へのサーボ処理割込みを発行する。ＣＰＵ７は、当該サーボ割込みを受けると、内部のＡ／Ｄコンバータにより各バースト信号を時系列に読み込み、ロジック回路に含まれるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）でオフトラック量に変換する処理を行なう。ＣＰＵ７は、当該オフトラック量と、サーボトラック情報とにより、ヘッドのサーボトラック位置を精密に検出する。
【００５１】
（位置決め制御時の位置補正動作）
図６は、本実施形態に関する連続磁性領域３０１に記録される位置決め補正情報３０８，３０９を使用する位置補正動作を説明するための図である。
【００５２】
通常のサーボトラックライタによりサーボデータをディスク媒体上に記録するときに、振動的に書き込まれてしまうため、うねった軌跡となり、真円状の理想トラック４００に対して、実トラック４０１は誤差のある形状となる。
【００５３】
本実施形態は、前述したように、サーボトラックライタではなく、サーボデータを転写成形するパターンドメディアを使用するが、パターン成形時に誤差が生じ、実トラック４０１は誤差のある形状となる。従って、このような実トラック４０１に対して、ヘッド３を追従させると、ディスク媒体１の回転に同期した位置決め誤差４０２が生じてしまう。
【００５４】
そこで、ディスクドライブでは、この位置決め精度の劣化を改善するために、ヘッド位置決め制御時に位置補正を実行する。本実施形態では、ディスク媒体１上の連続磁性領域３０１に、位置決め補正情報３０８，３０９を記録する。そして、目標トラックのヘッド位置決め時に、目標トラックで再生された当該位置決め補正情報３０８，３０９に基づいて、ヘッド３の位置補正を実行する。この位置補正は、トラックへの位置決め誤差を相殺するため、位置決め目標を逆オフセットさせるための補正量をデータ（位置決め補正情報３０８，３０９）として記録する。
【００５５】
図７は、当該位置補正を実行するための制御システムの要部を示すブロック図である。
【００５６】
制御システムは、位置決め補正部50７と、補正情報記録部５０８と、補正情報計算部５０９とを有し、具体的にはＣＰＵ７及び制御ソフトウェアから構成される。なお、制御システムのフィードバック制御コントローラ５０５及び制御対象であるプラント（ＶＣＭ４３）５０６については後述する。
【００５７】
補正情報計算部５０９は、位置補正を実行しないときの位置誤差を補正するために、連続磁性領域３０１に記録するための記録データを設定する。この記録データとは、リード用位置決め補正情報３０８とライト用位置決め補正情報３０９である。
【００５８】
この位置決め補正情報３０８，３０９は、位置補正を実行しないときの位置決め誤差４０２に対して補正制御を行うためのデータであり、トラックへの位置決め誤差４０２を相殺するために位置決め目標をオフセットさせるための補正量である記録データ（補正情報３０９，３０９）を、位置誤差情報５１０と再生信号情報５１１から計算する。
【００５９】
この補正情報の計算は、一例としてテスト信号をデータトラックに記録して、再生信号のエラー率が最も小さくなるヘッド位置から決定する方法がある。ただし、この形態に限定するものでなく、適切な補正情報を求めることが可能な方法であればよい。
【００６０】
補正情報記録部５０８は、補正情報計算部５０９により設定された位置決め補正情報３０８，３０９を、ディスク媒体１の連続磁性領域３０１に記録する。このとき、補正情報記録部５０８は、サーボ領域３００やデータ領域３０２に影響することなく、連続磁性領域3３０１にのみ記録を行う。補正情報として、Ｎセクタを補正する情報を、（Ｎ−１）セクタに記録する。
【００６１】
位置決め補正部５０７は、ヘッド３を目標トラック（ＲＰ５００）に位置決めする位置決め制御中に、連続磁性領域３０１に記録された補正情報３０８または３０９を再生し、この情報３０８または３０９に基づいて位置補正を行う。
【００６２】
具体的には、位置決め補正部５０７は、フィードバック制御された位置誤差（Ｅ１）５０１を入力し、補正情報３０８または３０９を使用して位置補正処理を実行する。位置決め補正部５０７は、位置補正処理により算出した位置誤差（Ｅ２）５０２をコントローラ５０５に出力する。コントローラ５０５は、当該位置誤差（Ｅ２）５０２を解消するように、プラント（ＶＣＭ４３）５０６を駆動制御して、リードヘッド３０またはライトヘッド３１の位置調整を実行する。
【００６３】
ここで、位置決め補正部５０７は、Ｎセクタの位置決め制御を行う時には、（Ｎ−１）セクタに記録された補正情報を読み込み、この補正情報に基づき位置決め制御を補正する。なお、図７では、フォードバック制御系により位置決め制御を実行する例を示したが、フィードフォワード制御を兼用したシステムに関しても同様である。
【００６４】
次に、図８を参照して、リード動作時でのリードヘッド３０の位置決め制御と、ライト動作時でのライトヘッド３１の位置決め制御について説明する。なお、図８において、符号６００は、トラックの中心線を意味する。また、符号６０１は、トラック間のガード帯３１０の中心線を意味する。
【００６５】
前述したように、ヘッド３は、ディスク媒体１へのデータの書き込みに用いるライトヘッド３１と、ディスク媒体１からのデータの読み出しに用いるリードヘッド３０とを同一スライダに実装された複合ヘッド構造である。
【００６６】
ロータリ型のアクチュエータ４では、複合ヘッド３は、アクチュエータ４の先端に支持されて、ディスク媒体１上のトラックを横切る径方向に移動して位置決めされる。ヘッド３では、ライトヘッド３１とリードヘッド３０とが分離配置されているため、一般にデータ書込み時のライトヘッド３１のライト中心位置（点線）と、データ読出し時のリードヘッド３０のリード中心位置（点線）は、ずれて不一致である。
【００６７】
このため、リード動作時とライト動作時のそれぞれにおいて、リードヘッド３０とライトヘッド３１での位置決め補正が必要となる。そこで、リード動作時に使用するリード用位置決め補正情報３０８と、ライト動作時に使用するライト用位置決め補正情報３０９とを、それぞれ区別して連続磁性領域３０１に記録する。そして、位置決め補正部５０７は、リード動作時とライト動作時の実行状態に従って、それぞれに応じたリードヘッド３０とライトヘッド３１の位置決め補正を実行する。
【００６８】
（ヘッド位置決め制御システム）
ディスクドライブは、図９に示すようなヘッド位置決め制御システムを組み込んでいる。ヘッド位置決め制御システムは、ＣＰＵ７、ソフトウェア及びリード／ライトチャネルＩＣ６により実現される。以下、図５も合わせて参照して、ヘッド位置決め制御システムを簡単に説明する。
【００６９】
図９において、Ｃ，Ｆ，Ｐ，Ｓはそれぞれシステム構成要素の伝達関数を意味する。制御対象プラント（Ｐ）５０６は、狭義にはＶＣＭ４３であり、広義にはＶＣＭ４３を含むアクチュエータ４に相当する。信号処理部Ｓは、具体的にはリード／ライトチャネルＩＣ６と、ＣＰＵ７（オフトラック量検出処理の一部を実行する）により実現される要素である。フィードバックコントローラ（以下第１コントローラ）５０５及び同期抑圧補償部（第２コントローラ）５１２は、具体的にはＣＰＵ７及びソフトウェアにより実現される。
【００７０】
信号処理部Ｓは、プラント５０６の駆動に応じたヘッド３の位置（ＨＰ）直下のサーボ領域３００からのアドレス情報等を含むサーボ再生信号に基づいて、ディスク媒体１上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。
【００７１】
第１コントローラ５０５は、ディスク媒体１上の目標トラック位置（ＲＰ）とヘッドの現在位置（ＴＰ）との位置誤差（Ｅ）とに基づいて、位置誤差（Ｅ）を解消するようにＦＢ操作値Ｕ１を算出する。
【００７２】
第２コントローラ５１２は、ディスク媒体１上のトラック形状やディスク回転に同期した振動等を補正するためのフィードフォワード（ＦＦ）補償部であり、事前に較正した回転同期補償値をメモリテーブルに保存している。第２コントローラ５１２は、通常では位置誤差（Ｅ）を使用せず、信号処理部Ｓから与えられる図示しないサーボセクタ情報に基づいて当該メモリテーブル参照して、ＦＦ操作値Ｕ２として算出する。
【００７３】
制御処理部は、第１及び第２のコントローラ５０５，５１２からの出力Ｕ１及びＵ２を加算し、制御操作値Ｕとしてプラント５０６に供給する。具体的には、ＨＤＣ８は、ＣＰＵ７からの制御操作値Ｕを、モータドライバＩＣ９を介してＶＣＭ４３に供給し、ヘッド３を駆動制御する。
【００７４】
尚、同期補償値テーブルは、初期動作時に較正処理されるが、位置誤差（Ｅ）が設定値以上に大きくなると再較正処理を開始し、同期補償値を更新する処理がなされる。
【００７５】
次に、リードヘッド３０からの再生信号を使用して、どのように位置偏差を検出するかを、図５を参照して簡単に説明する。
【００７６】
ディスク媒体１は、ＳＰＭ２により一定回転速度で回転している。ヘッド３は、サスペンション・アーム４１に設けられたジンバルを介して弾性支持されている。このとき、ヘッド３は、ディスク回転に伴なう空気圧とのバランスで、ディスク媒体１との微小隙間を保持する様な浮上姿勢をとるように設計されている。これにより、リードヘッド３０は一定の磁気空隙をもって、ディスク媒体１の磁性層からの漏れ磁束を検出する事ができる。
【００７７】
ディスク媒体１上のサーボ領域３００の記録信号は、ディスク媒体１の回転により、一定周期でヘッド３直下を通過することになる。ヘッド位置決め制御システムは、リードヘッド３０から出力されるサーボ領域３００の再生信号から、トラック位置情報を検出することで一定周期のサーボ処理（位置決め制御）を実行できる。
【００７８】
ＨＤＣ８は、一旦、サーボマークと呼ぶサーボ領域３００の識別フラグを認識すると、一定周期のため、ヘッド３直下にサーボ領域３００が来るタイミングを予測可能となる。そこで、ＨＤＣ８はヘッド３直下にプリアンブル部が来るタイミングで、チャネルＩＣ６にサーボ処理開始を促す。
【００７９】
以上のように本実施形態によれば、ディスク媒体１上のサーボ領域３００とデータ領域３０２との間に、連続磁性領域３０１を配置して、データ領域３０２に記録するには適さないデータ（情報）を記録することができる。本実施形態では、連続磁性領域３０１には、サーボ領域３００に記録されているサーボデータに関連し、位置決め補正情報３０８，３０９が記録される。この位置決め補正情報３０８，３０９は、ディスクドライブの組み立て工程時に記録することができる。
【００８０】
このような本実施形態の構成であれば、特に、ＤＴＲ構造のディスク媒体１を組み込むディスクドライブにおいて、データ領域３０２に記録するデータとしては適さない位置決め補正情報３０８，３０９を、サーボ領域３００に隣接する領域に記録することができる。
【００８１】
従って、ヘッド位置決め制御時に、当該位置決め補正情報３０８，３０９を使用する位置補正を実行することにより、データ領域３０２のＤＴＲトラックの中心に対して、リードヘッド３０又はライトヘッド３１を高精度に位置決めすることが可能となる。
【００８２】
換言すれば、本実施形態の構成は、ライト動作時又はリード動作時での位置補正値を補正情報３０８，３０９として、サーボ領域３００のフォーマットを拡張した拡張フォーマットで記録することができる。この位置補正値は、理想トラック位置からの偏差を補正するために使用される情報であり、サーボ領域３００のアドレスコード等と同様にして再生することができる。これにより、ヘッド位置決め制御時に、ライト動作及びリード動作のそれぞれに応じた位置補正を行うことで、結果として位置決め精度を改善することが可能となる。
【００８３】
以上要するに、パターンドメディアであるディスク媒体１を使用するディスクドライブにおいて、ＤＴＲ構造の効果を十分に発揮できると共に、位置決め補正情報を使用してヘッド位置決め制御時の位置決め精度を改善することができるため、結果として記録再生エラー率を改善したディスクドライブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に関するディスク媒体の構造及びフォーマットを説明するための図。
【図２】本実施形態に関するディスク媒体の構造を説明するための図。
【図３】本実施形態に関するディスク媒体のフォーマットを説明するための図。
【図４】本実施形態に関するディスクドライブの構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態に関するリード／ライトチャネルの要部を示すブロック図。
【図６】本実施形態に関する位置補正を説明するための図。
【図７】本実施形態に関する位置補正を実行する制御システムの要部を示すブロック図。
【図８】本実施形態に関するヘッド位置決め動作を説明するための図。
【図９】本実施形態に関するヘッド位置決め制御システムを説明するためのブロック図。
【符号の説明】
【００８５】
１…ディスク媒体、２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３…ヘッド、
４…アクチュエータ、５…ヘッドアンプＩＣ、６…リード／ライトチャネルＩＣ、
７…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、８…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、
９…モータドライバＩＣ、３０…リードヘッド、３１…ライトヘッド、
４１…サスペンション・アーム、４２…ピボット軸、
４３…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１００…ヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、
２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、３００…サーボ領域、３０１…連続磁性領域、
３０２…データ領域、３１０…非磁性領域、３１１…磁性領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ＤＴＲ構造の磁気ディスク媒体及び当該磁気ディスク媒体を有する磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブを代表とする磁気ディスク装置（以下ディスクドライブと称す）では、ディスクリート（またはＤＴＲ：discrete track recording）構造のパターンドメディアである磁気ディスク媒体（以下単にディスク媒体と称す）が注目されている。
【０００３】
ＤＴＲ構造のディスク媒体は、表面上が磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２部分とが形成されている（例えば、特許文献１を参照）。第１の部分は、磁性膜が設けられた凸部の磁性領域である。第２の部分は非磁性領域、または凹部で磁気記録ができない領域である。即ち、第２の部分は、磁性膜が形成されている場合でも、凹部により実質的に非磁性領域として構成された部分である。
【０００４】
このようなディスク媒体であれば、パターン転写工程を含むスタンパ製造方法により、通常のサーボトラックライタを使用することなく、サーボデータを高い効率で記録することができる。サーボデータは、第１の部分（例えば１ビット分）と第２の部分とが混在するサーボパターンとして、ディスク媒体上のサーボ領域に記録される（埋め込まれる）。
【０００５】
一方、データ領域は、データトラックを構成する第１の部分（磁性領域）と、データトラック間を分離するガード帯を構成する第２の部分（非磁性領域）とから構成されている。従って、ディスク媒体の製造工程において、ディスク媒体上には、データトラックが形成されている。
【特許文献１】特開平８−２９３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＴＲ構造のディスク媒体は、ディスク製造工程時に、サーボデータが記録されたサーボ領域と、データトラックが形成されたデータ領域とを構成することができる。従って、ディスク媒体をディスクドライブに組み込んだ後に、ディスク媒体上にサーボデータを記録するサーボライト工程は不要となる。また、ディスク媒体上には、トラック間の相互干渉を確実に回避できるデータ領域を構成することができる。
【０００７】
しかしながら、ＤＴＲ構造のディスク媒体では、サーボパターンが固定的に記録された状態であるため、サーボ領域には、新たなデータを書き込むことは不可能である。この新たなデータの書き込みとは、例えば、通常のサーボデータのフォーマットに対して、拡張フォーマットを採用して、位置補正情報を追記するような場合である。
【０００８】
当然ながら、当該位置補正情報は、ヘッド位置決め制御時に使用されるため、データ領域に記録されるデータとしては不適切である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ＤＴＲ構造のディスク媒体において、データ領域の記録データとしては不適切なデータを記録できるディスク媒体及び当該ディスク媒体を使用するディスクドライブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観点に従った磁気ディスク媒体は、周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成である。
【００１１】
また、本発明の観点に従ったディスクドライブは、当該磁気ディスク媒体が組み込まれたドライブであり、データ領域の記録データとしては不適切なデータを連続磁性領域に記録できる構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、データ領域の記録データとしては不適切なデータを、サーボ領域とデータ領域との間に配置さそれた連続磁性領域に記録することができる。従って、例えば通常のサーボデータのフォーマットの拡張フォーマットを採用して、通常のサーボデータ以外の位置補正情報などを追記することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１から図３は、本実施形態に関するディスク媒体１の構造及びフォーマットを説明するための図である。図４、図５、図７及び図９は、本実施形態に関するディスクドライブの構成を説明するためのブロック図である。
【００１５】
（ディスク媒体の構成）
本実施形態のディスク媒体１は、図１に示すように、データ領域３０２が、非磁性領域３１０のガード帯により、隣接トラックからは磁気的に分離されて、事前に磁性領域３１１からなるデータトラックとして形成されたディスクリート（またはＤＴＲ：discrete track recording）構造である。このようなディスク媒体１は、ディスクリートメディアとも呼ばれるパターンドメディアである。
【００１６】
ディスク媒体１は、図３に示すように、１周分のトラックにおいて、例えば１００程度のセクタに分割されている。各セクタの先頭領域には、サーボデータが事前に記録されたサーボ領域３００が設けられている。サーボデータは、図２に示すように、例えば１ビット分に相当する磁性領域３１１と非磁性領域３１０とからなるサーボパターンとして記録されている（埋め込まれている）。
【００１７】
ここで、磁性領域３１１は、磁気記録部として有効な部分であり、磁性膜を有する凸部である。一方、非磁性領域３１０は、磁性膜を有するが、磁性領域３１１に対して相対的に凹部であり、磁気記録部として非有効な部分である。但し、非磁性領域３１０は、非磁性膜からなる場合には、必ずしも凹部である必要はなく、非磁性材が埋め込まれた部分でもよい。
【００１８】
サーボ領域３００には、基本的に通常のサーボデータと同様に、ＡＧＣパターン３０３、シリンダアドレスコード部３０４、パッド（ＰＡＤ）部３０５、及びサーボバーストパターン３０６が記録されている。シリンダアドレスコード部３０４は、マンチェスタ符号が使用されており、磁性領域３１１を論理“１”とし、非磁性領域３１０を論理“０”とするパターンである。
【００１９】
さらに、本実施形態では、後述する連続磁性領域３０１を検出するための検出用バーストパターン３０７が、サーボ領域３００に記録されている。この検出用バーストパターン３０７は、ネガマーク（非磁性マーク）による反転バーストパターンである。
【００２０】
連続磁性領域３０１は、ディスクリート構造のサーボ領域３００とデータ領域３０２との間に配置されて、通常のデータ領域と同様に磁気記録領域として有効な領域である。即ち、連続磁性領域３０１は、非磁性のガード帯の干渉を受けることがない。本実施形態では、連続磁性領域３０１は、ヘッドの位置決め制御に使用される位置決め補正情報の記録領域として使用される。
【００２１】
位置決め補正情報としては、リード動作時の位置決め補正に使用されるリード用位置決め補正情報３０８と、ライト動作時の位置決め補正に使用されるライト用位置決め補正情報３０９とに区別されている。また、連続磁性領域３０１は、データ領域３０２とは区別されているため、データ領域３０２の記録データと位置決め補正情報３０８，３０９とが相互に干渉することはない。
【００２２】
位置決め補正情報３０８，３０９はそれぞれ、例えば８ビットからなるディジタルデータである。連続磁性領域３０１は、データをデコードするときに振幅と位相を合わせるためのＡＧＣパターン部、データ開始を示すＳＹＣ部、及び「データ記録周波数×８ビット×２種類」の情報を記録することができる記憶容量を有する。
【００２３】
但し、位置決め補正情報３０８，３０９は、８ビットのデータである必要はなく、任意のビット数のデータでよい。また、連続磁性領域３０１は、ＡＧＣパターン部やＳＹＣ部を含めて、自由なフォーマットを構成できる。
【００２４】
（ディスク媒体の製造方法）
次に、ディスク媒体１の製造方法について、そのプロセスを簡単に説明する。
【００２５】
製造プロセスは、転写工程、磁性加工工程、仕上げ工程に大別される。先ず、転写工程に使用するパターンの基となるスタンパの製造方法から説明する。
【００２６】
スタンパの製造工程は、描画、現像、電鋳、仕上げに細分化される。パターン描画では、原盤回転型の電子線露光装置を用いて、ディスク媒体で非磁性化させる部位を、レジスト塗布された原盤上に、内周から外周まで露光描画する。
【００２７】
次に、これを現像、ＲＩＥ等の処理を実施して、凹凸パターンを持つ原盤が形成される。この原盤に導電化処理してニッケル（Ｎｉ）を表面に電鋳して剥離し、最後に内径／外径を打ち抜き加工することで、Ｎｉのディスク状スタンパが形成される。尚、スタンパは、非磁性化させる部位を凸部として形成され、このスタンパを使って、パターンドメディアが製造される。
【００２８】
転写工程は、両面同時転写型のインプリント装置を用い、インプリント・リソグラフィー法により転写する。具体的には、垂直記録用ディスク媒体の両表面に、ＳＯＧレジスト塗布したディスク媒体を内周穴でチャッキングし、これを裏面用、表面用に準備した２種スタンパで、全面均等押圧で挟み込み、レジスト表面に凹凸転写する。この転写工程により、非磁性化させる部位が、レジストの凹部（３１０）として形成される。
【００２９】
次に、磁性加工工程で、まず凹部レジストを除去し、非磁性化させる部位の磁性体表面を出現させる。この状態では、磁性層を残す部位は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）が凸部（３１１）として形成された状態になる。ついで、このＳｉＯ２をガード層としてイオンミリングすることで、凹部に位置する磁性層のみが除去され、所望のパターンの磁性体に加工される。
【００３０】
さらに、ＳｉＯ２を十分な厚さとなる様にスパッタして表面凹凸をなくし、これを磁性層表面まで逆スパッタする事で、凹部を非磁性体で埋め込み平坦化したパターンドメディアができあがる。
【００３１】
最後の仕上げ工程では、この表面平坦度をさらに研磨仕上げして、ＤＬＣ保護層を形成し、潤滑用ルブを塗布する事で、本実施形態のディスク媒体１が完成する。
【００３２】
（ディスクドライブの構成）
本実施形態のディスクドライブは、図４に示すように、ディスク媒体１と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２と、ヘッド３と、アクチュエータ４と、ヘッドアンプＩＣ６とを含むヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００、及びプリント回路基板（ＰＣＢ）２００を有する。
【００３３】
ディスク媒体１は、前述したように、両面をＤＴＲ用に加工した垂直磁気記録の可能な２層構造のパターンドメディアである。ヘッド３は、リードヘッド（例えばＧＭＲ素子）３０とライトヘッド（例えば単磁極ヘッド）３１とが同一スライダ（ＡＢＳ）上に実装されたものであり、ディスク媒体１の両面のそれぞれに設けられている。即ち、ヘッド３は、ディスク媒体１の上下面のそれぞれに、ダウンヘッド及びアップヘッドとして設けられている。
【００３４】
ＨＤＡ１００では、ディスク媒体１は、スピンドルモータ２に取り付けられて回転される。アクチュエータ４は、ヘッド３の移動機構であり、ヘッド３を保持するサスペンション・アーム４１と、当該アーム４１を回転自在に支持するピボット軸４２と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４３とを有する。ＶＣＭ４３は、当該アーム４１にピボット軸４２を回転中心とする回転トルクを発生させて、ヘッド３をディスク媒体１の半径方向に移動させる。
【００３５】
ヘッドアンプＩＣ５は、ヘッド３の入出力信号を増幅するためのドライバであり、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）を介してＰＣＢ２００と電気的に接続されている。尚、ヘッドアンプＩＣ５は、ヘッド３の入出力信号のＳＮ比の低減化のために、アーム４１上に実装される構成が好ましいが、ドライブ本体に固定された構成でも良い。
【００３６】
ディスク媒体１は、前述したように表裏があり、ヘッド移動軌跡と、サーボ領域３００のサーボパターンの円弧形状が略一致する方向に組み込まれる。ディスク媒体１の仕様は、基本的には通常の例えば垂直磁気記録用ディスク媒体と同様である。但し、サーボ領域３００は、ディスク回転中心からピボッド中心までの距離を半径位置として持つ円周上に円弧中心を持ち、円弧半径がピボッド軸４２からヘッド３までの距離として形成された円弧形状である。
【００３７】
ＰＣＢ２００は、主として４つのシステムＬＳＩを搭載している。即ち、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネルＩＣ６、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）７、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）８、及びモータドライバＩＣ９である。
【００３８】
ＣＰＵ７は、ディスクドライブのメイン制御装置であり、本実施形態に関するヘッド位置決め制御システムを実現する。なお、ＣＰＵ７は、動作用ソフトウェア（制御プログラムなど）を保存しているＲＯＭ、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ、及びロジック回路を含むものとする。ロジック回路は、ハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理に用いられる。
【００３９】
ＨＤＣ８は、ディスクドライブとホストシステム（例えばパーソナルコンピュータ）とのインターフェースや、リード／ライトチャネルＩＣ６とのデータ転送制御、及びＣＰＵ７、モータドライバＩＣ９との情報交換等を行なう。
【００４０】
リード／ライトチャネルＩＣ６は、リード／ライト動作に関連するリード／ライト信号処理部であり、ヘッドアンプＩＣ５のチャネル切替えや、サーボデータ及びユーザデータの記録再生処理を行なう貯めの各種回路を含む。
【００４１】
モータドライバＩＣ９は、ＳＰＭ２及びＶＣＭ４３を駆動制御するドライバＩＣであり、ＳＰＭ２の回転駆動制御、及びＣＰＵ７からの操作制御量を電流値としてＶＣＭ４３に与えて、アクチュエータ４を駆動する。
【００４２】
（リード／ライトチャネルＩＣ）
リード／ライトチャネルＩＣ６は、図５に示すように、イコライザ（等化器）６１と、Ａ／Ｄコンバータ６２と、ディジタルフィルタ（ＦＩＲ）６３と、ビタビデコーダ６４と、サーボデコーダ６５とを有するリードチャネル（再生処理系）を有する。
【００４３】
イコライザ６１は、ヘッドアンプＩＣ５から出力されるリード信号ＲＳを入力して、アナログフィルタ処理（長手磁気記録での等化処理）を実行する。リード信号ＲＳは、リードヘッド３０により、例えばサーボ領域３００から読出された信号波形である。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ６２は、イコライザ６１により等化処理されたリード信号をデジタル値としてサンプリングし、ＦＩＲ６３に出力する。
【００４５】
ここで、本実施形態のディスク媒体１からの漏れ磁界は、垂直磁化で、かつ、磁性領域３１１と非磁性領域３１０とが混在するパターンである。リード／ライトチャネルＩＣ６では、リード信号波形は、ヘッドアンプＩＣ５が有するハイパス特性と、イコライザ６１による等化処理とにより、ＤＣオフセット成分が完全に除去されて、ほぼ疑似正弦波となる。ここで、通常の垂直磁気記録用ディスク媒体と比較して、本実施形態のディスク媒体１では、リード信号振幅の大きさが半減している。
【００４６】
尚、本ディスク媒体１のようなパターンドメディアに限るものではないが、サーボ領域３００の漏れ磁束方向をどちらに取るかで、“１”，“０”を誤認して、チャネルＩＣ６でのコード検出が失敗することが有る。このため、ヘッド極性は、パターン漏れ磁束に合わせて適正に設定される必要がある。
【００４７】
チャネルＩＣ６では、その再生信号フェーズに応じて、その処理を切替える。再生信号クロックをディスク媒体１のパターン周期に同期させる同期引込み処理、セクタシリンダコード情報を読み取るアドレス判読処理、オフトラック量を検出するサーボバーストパターン３０６の処理等が実行される。
【００４８】
Ａ／Ｄコンバータ６２では、デジタル値をサンプリングするタイミングを、正弦波形状のリード信号と同期させて、かつ、デジタルサンプル値の信号振幅をあるレベルに揃えるＡＧＣ処理とが実行される。Ａ／Ｄコンバータ６２は、パターンの“１”，“０”周期を４点でサンプリングする。
【００４９】
サーボ領域３００のアドレス情報３０４の再生処理では、チャネルＩＣ６は、デジタルサンプル値をＦＩＲ６３でノイズを低下させ、ビダビデコーダ６４での最尤推定に基づくビタビ復号処理を実行する。サーボデコーダは、ビダビデコーダ６４からの検出結果に基づいて、グレイコード逆変換処理を実行し、セクタ及びトラック（シリンダ）情報に変換する。これにより、ＣＰＵ７は、ヘッド３の位置決め制御に必要なサーボトラック情報（トラック位置情報）が取得できる。
【００５０】
さらに、チャネルＩＣ６は、サーボバーストパターン３０６でのオフトラック量の検出処理に移行する。チャネルＩＣ６は、サーボバースト信号パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に、各信号振幅をサンプルホールド積分処理する。そして、チャネルＩＣ６は、平均振幅相当の電圧値をＣＰＵ７に出力し、ＣＰＵ７へのサーボ処理割込みを発行する。ＣＰＵ７は、当該サーボ割込みを受けると、内部のＡ／Ｄコンバータにより各バースト信号を時系列に読み込み、ロジック回路に含まれるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）でオフトラック量に変換する処理を行なう。ＣＰＵ７は、当該オフトラック量と、サーボトラック情報とにより、ヘッドのサーボトラック位置を精密に検出する。
【００５１】
（位置決め制御時の位置補正動作）
図６は、本実施形態に関する連続磁性領域３０１に記録される位置決め補正情報３０８，３０９を使用する位置補正動作を説明するための図である。
【００５２】
通常のサーボトラックライタによりサーボデータをディスク媒体上に記録するときに、振動的に書き込まれてしまうため、うねった軌跡となり、真円状の理想トラック４００に対して、実トラック４０１は誤差のある形状となる。
【００５３】
本実施形態は、前述したように、サーボトラックライタではなく、サーボデータを転写成形するパターンドメディアを使用するが、パターン成形時に誤差が生じ、実トラック４０１は誤差のある形状となる。従って、このような実トラック４０１に対して、ヘッド３を追従させると、ディスク媒体１の回転に同期した位置決め誤差４０２が生じてしまう。
【００５４】
そこで、ディスクドライブでは、この位置決め精度の劣化を改善するために、ヘッド位置決め制御時に位置補正を実行する。本実施形態では、ディスク媒体１上の連続磁性領域３０１に、位置決め補正情報３０８，３０９を記録する。そして、目標トラックのヘッド位置決め時に、目標トラックで再生された当該位置決め補正情報３０８，３０９に基づいて、ヘッド３の位置補正を実行する。この位置補正は、トラックへの位置決め誤差を相殺するため、位置決め目標を逆オフセットさせるための補正量をデータ（位置決め補正情報３０８，３０９）として記録する。
【００５５】
図７は、当該位置補正を実行するための制御システムの要部を示すブロック図である。
【００５６】
制御システムは、位置決め補正部50７と、補正情報記録部５０８と、補正情報計算部５０９とを有し、具体的にはＣＰＵ７及び制御ソフトウェアから構成される。なお、制御システムのフィードバック制御コントローラ５０５及び制御対象であるプラント（ＶＣＭ４３）５０６については後述する。
【００５７】
補正情報計算部５０９は、位置補正を実行しないときの位置誤差を補正するために、連続磁性領域３０１に記録するための記録データを設定する。この記録データとは、リード用位置決め補正情報３０８とライト用位置決め補正情報３０９である。
【００５８】
この位置決め補正情報３０８，３０９は、位置補正を実行しないときの位置決め誤差４０２に対して補正制御を行うためのデータであり、トラックへの位置決め誤差４０２を相殺するために位置決め目標をオフセットさせるための補正量である記録データ（補正情報３０９，３０９）を、位置誤差情報５１０と再生信号情報５１１から計算する。
【００５９】
この補正情報の計算は、一例としてテスト信号をデータトラックに記録して、再生信号のエラー率が最も小さくなるヘッド位置から決定する方法がある。ただし、この形態に限定するものでなく、適切な補正情報を求めることが可能な方法であればよい。
【００６０】
補正情報記録部５０８は、補正情報計算部５０９により設定された位置決め補正情報３０８，３０９を、ディスク媒体１の連続磁性領域３０１に記録する。このとき、補正情報記録部５０８は、サーボ領域３００やデータ領域３０２に影響することなく、連続磁性領域3３０１にのみ記録を行う。補正情報として、Ｎセクタを補正する情報を、（Ｎ−１）セクタに記録する。
【００６１】
位置決め補正部５０７は、ヘッド３を目標トラック（ＲＰ５００）に位置決めする位置決め制御中に、連続磁性領域３０１に記録された補正情報３０８または３０９を再生し、この情報３０８または３０９に基づいて位置補正を行う。
【００６２】
具体的には、位置決め補正部５０７は、フィードバック制御された位置誤差（Ｅ１）５０１を入力し、補正情報３０８または３０９を使用して位置補正処理を実行する。位置決め補正部５０７は、位置補正処理により算出した位置誤差（Ｅ２）５０２をコントローラ５０５に出力する。コントローラ５０５は、当該位置誤差（Ｅ２）５０２を解消するように、プラント（ＶＣＭ４３）５０６を駆動制御して、リードヘッド３０またはライトヘッド３１の位置調整を実行する。
【００６３】
ここで、位置決め補正部５０７は、Ｎセクタの位置決め制御を行う時には、（Ｎ−１）セクタに記録された補正情報を読み込み、この補正情報に基づき位置決め制御を補正する。なお、図７では、フォードバック制御系により位置決め制御を実行する例を示したが、フィードフォワード制御を兼用したシステムに関しても同様である。
【００６４】
次に、図８を参照して、リード動作時でのリードヘッド３０の位置決め制御と、ライト動作時でのライトヘッド３１の位置決め制御について説明する。なお、図８において、符号６００は、トラックの中心線を意味する。また、符号６０１は、トラック間のガード帯３１０の中心線を意味する。
【００６５】
前述したように、ヘッド３は、ディスク媒体１へのデータの書き込みに用いるライトヘッド３１と、ディスク媒体１からのデータの読み出しに用いるリードヘッド３０とを同一スライダに実装された複合ヘッド構造である。
【００６６】
ロータリ型のアクチュエータ４では、複合ヘッド３は、アクチュエータ４の先端に支持されて、ディスク媒体１上のトラックを横切る径方向に移動して位置決めされる。ヘッド３では、ライトヘッド３１とリードヘッド３０とが分離配置されているため、一般にデータ書込み時のライトヘッド３１のライト中心位置（点線）と、データ読出し時のリードヘッド３０のリード中心位置（点線）は、ずれて不一致である。
【００６７】
このため、リード動作時とライト動作時のそれぞれにおいて、リードヘッド３０とライトヘッド３１での位置決め補正が必要となる。そこで、リード動作時に使用するリード用位置決め補正情報３０８と、ライト動作時に使用するライト用位置決め補正情報３０９とを、それぞれ区別して連続磁性領域３０１に記録する。そして、位置決め補正部５０７は、リード動作時とライト動作時の実行状態に従って、それぞれに応じたリードヘッド３０とライトヘッド３１の位置決め補正を実行する。
【００６８】
（ヘッド位置決め制御システム）
ディスクドライブは、図９に示すようなヘッド位置決め制御システムを組み込んでいる。ヘッド位置決め制御システムは、ＣＰＵ７、ソフトウェア及びリード／ライトチャネルＩＣ６により実現される。以下、図５も合わせて参照して、ヘッド位置決め制御システムを簡単に説明する。
【００６９】
図９において、Ｃ，Ｆ，Ｐ，Ｓはそれぞれシステム構成要素の伝達関数を意味する。制御対象プラント（Ｐ）５０６は、狭義にはＶＣＭ４３であり、広義にはＶＣＭ４３を含むアクチュエータ４に相当する。信号処理部Ｓは、具体的にはリード／ライトチャネルＩＣ６と、ＣＰＵ７（オフトラック量検出処理の一部を実行する）により実現される要素である。フィードバックコントローラ（以下第１コントローラ）５０５及び同期抑圧補償部（第２コントローラ）５１２は、具体的にはＣＰＵ７及びソフトウェアにより実現される。
【００７０】
信号処理部Ｓは、プラント５０６の駆動に応じたヘッド３の位置（ＨＰ）直下のサーボ領域３００からのアドレス情報等を含むサーボ再生信号に基づいて、ディスク媒体１上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。
【００７１】
第１コントローラ５０５は、ディスク媒体１上の目標トラック位置（ＲＰ）とヘッドの現在位置（ＴＰ）との位置誤差（Ｅ）とに基づいて、位置誤差（Ｅ）を解消するようにＦＢ操作値Ｕ１を算出する。
【００７２】
第２コントローラ５１２は、ディスク媒体１上のトラック形状やディスク回転に同期した振動等を補正するためのフィードフォワード（ＦＦ）補償部であり、事前に較正した回転同期補償値をメモリテーブルに保存している。第２コントローラ５１２は、通常では位置誤差（Ｅ）を使用せず、信号処理部Ｓから与えられる図示しないサーボセクタ情報に基づいて当該メモリテーブル参照して、ＦＦ操作値Ｕ２として算出する。
【００７３】
制御処理部は、第１及び第２のコントローラ５０５，５１２からの出力Ｕ１及びＵ２を加算し、制御操作値Ｕとしてプラント５０６に供給する。具体的には、ＨＤＣ８は、ＣＰＵ７からの制御操作値Ｕを、モータドライバＩＣ９を介してＶＣＭ４３に供給し、ヘッド３を駆動制御する。
【００７４】
尚、同期補償値テーブルは、初期動作時に較正処理されるが、位置誤差（Ｅ）が設定値以上に大きくなると再較正処理を開始し、同期補償値を更新する処理がなされる。
【００７５】
次に、リードヘッド３０からの再生信号を使用して、どのように位置偏差を検出するかを、図５を参照して簡単に説明する。
【００７６】
ディスク媒体１は、ＳＰＭ２により一定回転速度で回転している。ヘッド３は、サスペンション・アーム４１に設けられたジンバルを介して弾性支持されている。このとき、ヘッド３は、ディスク回転に伴なう空気圧とのバランスで、ディスク媒体１との微小隙間を保持する様な浮上姿勢をとるように設計されている。これにより、リードヘッド３０は一定の磁気空隙をもって、ディスク媒体１の磁性層からの漏れ磁束を検出する事ができる。
【００７７】
ディスク媒体１上のサーボ領域３００の記録信号は、ディスク媒体１の回転により、一定周期でヘッド３直下を通過することになる。ヘッド位置決め制御システムは、リードヘッド３０から出力されるサーボ領域３００の再生信号から、トラック位置情報を検出することで一定周期のサーボ処理（位置決め制御）を実行できる。
【００７８】
ＨＤＣ８は、一旦、サーボマークと呼ぶサーボ領域３００の識別フラグを認識すると、一定周期のため、ヘッド３直下にサーボ領域３００が来るタイミングを予測可能となる。そこで、ＨＤＣ８はヘッド３直下にプリアンブル部が来るタイミングで、チャネルＩＣ６にサーボ処理開始を促す。
【００７９】
以上のように本実施形態によれば、ディスク媒体１上のサーボ領域３００とデータ領域３０２との間に、連続磁性領域３０１を配置して、データ領域３０２に記録するには適さないデータ（情報）を記録することができる。本実施形態では、連続磁性領域３０１には、サーボ領域３００に記録されているサーボデータに関連し、位置決め補正情報３０８，３０９が記録される。この位置決め補正情報３０８，３０９は、ディスクドライブの組み立て工程時に記録することができる。
【００８０】
このような本実施形態の構成であれば、特に、ＤＴＲ構造のディスク媒体１を組み込むディスクドライブにおいて、データ領域３０２に記録するデータとしては適さない位置決め補正情報３０８，３０９を、サーボ領域３００に隣接する領域に記録することができる。
【００８１】
従って、ヘッド位置決め制御時に、当該位置決め補正情報３０８，３０９を使用する位置補正を実行することにより、データ領域３０２のＤＴＲトラックの中心に対して、リードヘッド３０又はライトヘッド３１を高精度に位置決めすることが可能となる。
【００８２】
換言すれば、本実施形態の構成は、ライト動作時又はリード動作時での位置補正値を補正情報３０８，３０９として、サーボ領域３００のフォーマットを拡張した拡張フォーマットで記録することができる。この位置補正値は、理想トラック位置からの偏差を補正するために使用される情報であり、サーボ領域３００のアドレスコード等と同様にして再生することができる。これにより、ヘッド位置決め制御時に、ライト動作及びリード動作のそれぞれに応じた位置補正を行うことで、結果として位置決め精度を改善することが可能となる。
【００８３】
以上要するに、パターンドメディアであるディスク媒体１を使用するディスクドライブにおいて、ＤＴＲ構造の効果を十分に発揮できると共に、位置決め補正情報を使用してヘッド位置決め制御時の位置決め精度を改善することができるため、結果として記録再生エラー率を改善したディスクドライブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に関するディスク媒体の構造及びフォーマットを説明するための図。
【図２】本実施形態に関するディスク媒体の構造を説明するための図。
【図３】本実施形態に関するディスク媒体のフォーマットを説明するための図。
【図４】本実施形態に関するディスクドライブの構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態に関するリード／ライトチャネルの要部を示すブロック図。
【図６】本実施形態に関する位置補正を説明するための図。
【図７】本実施形態に関する位置補正を実行する制御システムの要部を示すブロック図。
【図８】本実施形態に関するヘッド位置決め動作を説明するための図。
【図９】本実施形態に関するヘッド位置決め制御システムを説明するためのブロック図。
【符号の説明】
【００８５】
１…ディスク媒体、２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３…ヘッド、
４…アクチュエータ、５…ヘッドアンプＩＣ、６…リード／ライトチャネルＩＣ、
７…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、８…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、
９…モータドライバＩＣ、３０…リードヘッド、３１…ライトヘッド、
４１…サスペンション・アーム、４２…ピボット軸、
４３…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１００…ヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、
２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、３００…サーボ領域、３０１…連続磁性領域、
３０２…データ領域、３１０…非磁性領域、３１１…磁性領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、
前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、
前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成であることを特徴とする磁気ディスク媒体。
【請求項２】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が磁性膜を有する部分であり、前記第２の部分が非磁性部分であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項３】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が１ビット分の磁気記録部であり、前記第２の部分が１ビット分の非磁気記録部から構成されるサーボパターンが記録された領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項４】
前記データ領域は、
データの磁気記録部として有効なデータ記録部と、隣接するトラック間を分離するための領域でデータの磁気記録部として非有効な分離部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項５】
前記連続磁性領域は、
前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従ってヘッド位置決め制御を実行するときに、位置補正処理に使用する位置補正情報が記録される領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項６】
前記連続磁性領域は、
前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従ってヘッド位置決め制御を実行するときに、リード動作時の位置補正処理に使用するリード用位置補正情報及びライト動作時の位置補正処理に使用するライト用位置補正情報が記録される領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項７】
周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成の磁気ディスク媒体と、
前記磁気ディスク媒体からデータを読出すリードヘッドと、前記磁気ディスク媒体にデータを書き込むライトヘッドとを含むヘッドと、
前記リードヘッドにより前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従って、前記ヘッドの位置決め制御を実行する第１の制御手段と、
前記ヘッドにより前記連続磁性領域にデータを書き込む、またはデータを読出す処理を制御する第２の制御手段と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記第２の制御手段は、
前記ヘッドの位置決め制御を実行するときに、位置補正処理に使用する位置補正情報を、前記ライトヘッドを使用して前記連続磁性領域に記録する処理を実行す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。
【請求項９】
前記第２の制御手段は、
前記ヘッドの位置決め制御を実行するときに、リード動作時の位置補正処理に使用するリード用位置補正情報及びライト動作時の位置補正処理に使用するライト用位置補正情報を、前記ライトヘッドを使用して前記連続磁性領域に記録する処理を実行す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。
【請求項１０】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が磁性膜を有する部分であり、前記第２の部分が非磁性部分であ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。
【請求項１１】
前記データ領域は、
データの磁気記録部として有効なデータ記録部と、隣接するトラック間を分離するための領域でデータの磁気記録部として非有効な分離部とを含むことを特徴とする請求項７に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１】
周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、
前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、
前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成であることを特徴とする磁気ディスク媒体。
【請求項２】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が磁性膜を有する部分であり、前記第２の部分が非磁性部分であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項３】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が１ビット分の磁気記録部であり、前記第２の部分が１ビット分の非磁気記録部から構成されるサーボパターンが記録された領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項４】
前記データ領域は、
データの磁気記録部として有効なデータ記録部と、隣接するトラック間を分離するための領域でデータの磁気記録部として非有効な分離部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項５】
前記連続磁性領域は、
前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従ってヘッド位置決め制御を実行するときに、位置補正処理に使用する位置補正情報が記録される領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項６】
前記連続磁性領域は、
前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従ってヘッド位置決め制御を実行するときに、リード動作時の位置補正処理に使用するリード用位置補正情報及びライト動作時の位置補正処理に使用するライト用位置補正情報が記録される領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体。
【請求項７】
周方向にサーボデータが記録されたサーボ領域と、ユーザデータが記録されるデータ領域とが隣接して配置されたトラックが設けられた磁気ディスク媒体であって、前記サーボ領域は、磁気記録部として有効な第１の部分と非有効な第２の部分とから構成されたサーボパターンとして前記サーボデータが記録されており、前記サーボ領域と前記データ領域との境界部には、磁気記録部として有効な連続磁性領域が設けられた構成の磁気ディスク媒体と、
前記磁気ディスク媒体からデータを読出すリードヘッドと、前記磁気ディスク媒体にデータを書き込むライトヘッドとを含むヘッドと、
前記リードヘッドにより前記サーボ領域から再生した前記サーボデータに従って、前記ヘッドの位置決め制御を実行する第１の制御手段と、
前記ヘッドにより前記連続磁性領域にデータを書き込む、またはデータを読出す処理を制御する第２の制御手段と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記第２の制御手段は、
前記ヘッドの位置決め制御を実行するときに、位置補正処理に使用する位置補正情報を、前記ライトヘッドを使用して前記連続磁性領域に記録する処理を実行す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。
【請求項９】
前記第２の制御手段は、
前記ヘッドの位置決め制御を実行するときに、リード動作時の位置補正処理に使用するリード用位置補正情報及びライト動作時の位置補正処理に使用するライト用位置補正情報を、前記ライトヘッドを使用して前記連続磁性領域に記録する処理を実行す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。
【請求項１０】
前記サーボ領域は、
前記第１の部分が磁性膜を有する部分であり、前記第２の部分が非磁性部分であ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。
【請求項１１】
前記データ領域は、
データの磁気記録部として有効なデータ記録部と、隣接するトラック間を分離するための領域でデータの磁気記録部として非有効な分離部とを含むことを特徴とする請求項７に記載の磁気ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３１８４６（Ｐ２００６−３１８４６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１０４５３（Ｐ２００４−２１０４５３）
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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