磁気ディスク装置
【課題】螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を効率的に行なうことができる磁気ディスク装置を提供することにある。
【解決手段】螺旋状のサーボ情報が記録されたディスク媒体１１を使用するディスクドライブにおいて、ＣＰＵ１９は、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタを想定した場合の仮想サーボ情報を生成する。ＣＰＵ１９は、当該仮想サーボ情報を使用して、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタに位置決めするための制御を実行する。
【解決手段】螺旋状のサーボ情報が記録されたディスク媒体１１を使用するディスクドライブにおいて、ＣＰＵ１９は、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタを想定した場合の仮想サーボ情報を生成する。ＣＰＵ１９は、当該仮想サーボ情報を使用して、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタに位置決めするための制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはサーボ情報が記録されたディスク媒体を使用する磁気ディスク装置に関し、特に、螺旋状のサーボ情報を使用したヘッド位置決め制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、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表記する場合がある）では、データの記録媒体であるディスク媒体上には、ヘッドの位置決め制御に使用されるサーボ情報が記録されている。ディスクドライブでは、ヘッドにより読出されたサーボ情報を使用して、ディスク媒体上での目標位置（目標トラック）にヘッドが位置決め制御される。
【０００３】
ヘッドは、位置決めされた目標位置で、データの書き込み動作あるいはデータの読出し動作を実行する。なお、通常では、ヘッドは、リードヘッドとライトヘッドとに分離されており、リードヘッドによりデータ（サーボ情報も含む）を読出し、ライトヘッドによりデータを書き込む。
【０００４】
ディスク媒体上に記録されるサーボ情報は、通常では周方向に一定間隔で配置されるサーボセクタに記録されており、これらのサーボセクタにより同心円状のサーボトラックを構成する。ディスクドライブでは、サーボ情報に基づいて位置決めされるヘッドにより、ディスク媒体上に構成される同心円状のデータトラックにユーザデータが記録される。
【０００５】
ところで、ディスクドライブの製造工程において、ディスク媒体上にサーボ情報を記録するサーボ書き込み工程の効率化を図るために、同心円状ではなく、螺旋状（スパイラル）のサーボ情報が記録されたディスク媒体を使用するディスクドライブが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。これは、同心円状のサーボ情報に対して、螺旋状のサーボ情報を書き込む場合に、ヘッドの停止時間がないため、相対的に短時間でディスク媒体上の全面にサーボ情報を書き込むことが可能であるためである。
【特許文献１】特開２００５−３２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品化されたディスクドライブでは、ディスク媒体上の同心円状のデータトラックに、ユーザデータ（コンピュータデータや映像などのストリームデータ）を書き込むことが要求される。これは、同心円状のデータトラックは、螺旋状トラックに対して、ランダムアクセスの効率が高いためである。
【０００７】
しかしながら、螺旋状のサーボトラックからサーボ情報を読出して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を行なう場合に、サーボトラックとデータトラックの各トラック中止線がずれるため、そのままでは位置決め精度が低下する。このため、位置決め制御動作の効率が低下し、結果として同心円状のデータトラックに対するランダムアクセス性能が低下する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を効率化し、十分なランダムアクセス性能を確保できる磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の観点に従った磁気ディスク装置は、リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を効率的に行なうことができる磁気ディスク装置を提供できる。従って、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するランダムアクセスの効率化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（ディスクドライブの構成）
図１は、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である。
【００１３】
本実施形態のディスクドライブ１０は、磁気記録媒体としてディスク媒体１１を使用するハードディスクドライブである。ディスク媒体１１は、後述するように、螺旋状のサーボトラックを構成するサーボ情報が記録されている。ディスク媒体１１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１３に固定されて、高速回転されるようにディスクドライブ１０内に組み込まれている。
【００１４】
一方、ディスクドライブ１０は、ディスク媒体１１に対してデータ（サーボ情報とユーザデータ）を読出すリードヘッド１２Ｒと、データを書き込むためのライトヘッド１２Ｗを含むヘッド１２を有する。ヘッド１２は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５により駆動されるアクチュエータ１４に搭載されている。ＶＣＭ１５は、ＶＣＭドライバ２１により駆動電流が供給されて、駆動制御される。アクチュエータ１４は、後述するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１９により駆動制御されて、ヘッド１２をディスク媒体１１上の目標位置（目標トラック）に位置決めするためのヘッド移動機構である。
【００１５】
このようなヘッド・ディスクアセンブリ以外に、ディスクドライブ１０は、プリアンプ回路１６と、信号処理回路１７と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１８と、ＣＰＵ１９と、メモリ２０とを有する。
【００１６】
プリアンプ回路１６は、ヘッド１２のリードヘッドから出力されるリードデータ信号を増幅するリードアンプ、及びライトデータ信号をライトヘッドに供給するためのライトアンプを有する。即ち、ライトアンプは、信号処理回路１７から出力されるライトデータ信号をライト電流信号に変換して、ライトヘッドに送出する。
【００１７】
信号処理回路１７は、リード／ライトデータ信号（サーボ情報に対応するサーボ信号を含む）を処理する信号処理回路であり、リード／ライトチャネルとも呼ばれている。信号処理回路１７は、後述するように、サーボ信号からサーボ情報を再生するためのサーボデコーダを含む。
【００１８】
ＨＤＣ１８は、ドライブ１０とホストシステム２２（例えばパーソナルコンピュータや各種のディジタル機器）とのインターフェース機能を有する。ＨＤＣ１８は、ディスク１１とホストシステム２２間のリード／ライトデータの転送制御を実行する。
【００１９】
ＣＰＵ１０は、ドライブ１０のメインコントローラであり、本実施形態に関するヘッド位置決め制御及びユーザデータの通常のリード／ライト動作制御を実行する。メモリ２０は、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）以外に、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを含み、ＣＰＵ１９の制御に必要な各種データ及びプログラムを保存する。
【００２０】
（ディスク媒体の構成）
図２及び図３は、本実施形態に関するディスク媒体１１の構成を説明するための図である。
【００２１】
図２は、本実施形態に関するディスク媒体１１上に記録された螺旋状（スパイラル）のサーボ情報（サーボパターン）の記録状態を示す図である。サーボ情報は、周方向に一定の間隔で配置されるサーボセクタ（＋印）１１０に記録されている。サーボセクタ１１０は、ディスク媒体１１の半径方向に放射線状になるように構成されている。一方、各サーボセクタ１１０は、それぞれの中心線（トラックセンタ）を隣接サーボセクタ間で結ぶと螺旋状（スパイラル）のサーボトラック１００になるように構成されている。要するに、隣接するサーボ情報はそれぞれ、半径位置をずらした位置に書き込まれている。
【００２２】
図３は、螺旋状のサーボ情報（サーボトラック１００）が書き込まれたディスク媒体１１上に、同心円状の多数のデータトラック２００が構成されている状態を示す。各データトラック２００は、サーボセクタ間に配置される複数のデータセクタから構成されている。本実施形態では、後述するように、データトラック２００のトラックセンタ（中心線）ＴＣと、サーボトラックのトラックセンタ（中心線）ＳＣとは一致しない。
【００２３】
図４は、各サーボセクタ１１０に記録されるサーボ情報の構成を示す図である。
【００２４】
サーボ情報は、パッド（ＰＡＤ）部３０、サーボマーク（ＳＭ）部３１、セクタ部３２、アドレス部３３、及びサーボバーストパターン部３４からなる。図４において、符号Ｗは、データトラック幅の半分に相当することを示す。
【００２５】
パッド部３０は、ギャップ及びサーボＡＧＣと呼ぶ同期信号領域を含む。サーボマーク部３１は、サーボセクタを識別するための信号領域である。セクタ部３２は、サーボセクタ１１０を識別するためのセクタコードの記録領域である。アドレス部３３は、トラック（シリンダ）を識別するためのトラックコード（シリンダコード）の記録領域である。サーボバーストパターン部３４は、サーボトラック内のヘッド１２の位置を検出するためのサーボバーストパターンＡ〜Ｄが記録されている領域である。
【００２６】
ここで、各サーボバーストパターンＡ〜Ｄのそれぞれの境界をサーボセンタＳＣとした場合に、特に、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボセンタＳＣを、サーボトラックのトラックセンタ（中心線）ＳＣとする。図４は、シリンダコードにより識別されるサーボトラックのトラックセンタＳＣと、データトラック２００のトラックセンタＴＣとが一致している状態を示す。
【００２７】
図５は、同心円状に構成されたサーボ情報がディスク媒体上に記録されている場合を示す図である。即ち、各サーボセクタにおいて、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボセンタ（サーボトラックのトラックセンタ）ＳＣの半径位置は、同一である。サーボトラックのトラックセンタ）ＳＣは、データトラック２００のセンタＴＣと一致する。
【００２８】
ディスクドライブでは、リードヘッド１２ＲがサーボトラックのトラックセンタＳＣに位置決めされた状態で、ライトヘッド１２Ｗにより、データトラック２００上にユーザデータが記録される。
【００２９】
図６は、図５を簡略表現した図であり、ある時刻におけるヘッド位置から読み出されるシリンダコード（アドレス部３３のシリンダ番号）を示している。即ち、リードヘッド１２Ｒは、同じ半径位置からは常に同じシリンダコードを読み出すことになる。
【００３０】
（サーボ書き込みプロセス）
次に、図１１を参照して、本実施形態の螺旋状のサーボ情報を、ディスク媒体１１上に記録するためのサーボ書き込み手順を説明する。ここでは、ディスクドライブ１０において、組み込まれたディスク媒体１１上に、サーボ情報を書き込むセルフサーボライト方法による手順を説明する。
【００３１】
まず、ディスク媒体１１がディスクドライブ１０のスピンドルモータ１３に組み込まれると、ＣＰＵ１９は、メモリ２０に格納されたサーボ書き込み動作を実行するためのプログラムを起動し、サーボ情報の書き込み未動作を開始する。
【００３２】
具体的には、ＣＰＵ１９は、ヘッド１２をディスク媒体１１の最内周まで移動させる（ステップＳ１）。ここから、ヘッド１２をディスク媒体１１の外周方向に等速移動を開始する（ステップＳ２）。ＣＰＵ１９は、記録すべきサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）及びシリンダコードを設定し、サーボセクタ０を書き込み開始時点としてサーボパターンを書き込む（ステップＳ３，Ｓ４）。即ち、ディスク媒体１１上の最内周に、サーボバーストパターンＡを１周分書き、サーボバーストパターンＤを１周分書き、サーボバーストパターンＢを１周分書き、サーボバーストパターンＣを１周分書く。これを、外周方向に等速移動しながら、かつヘッド１２の移動待ち時間無しに繰り返す（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１９は、記録すべきサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）及びシリンダコードを、ディスク媒体１１の内周から外周までのほぼ全面的に書き込むと、書き込み動作及びヘッドの等速移動を停止させる（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００３４】
ここで、ディスク媒体１１上に第１のサーボ情報を書き込む場合、サーボトラックライタ以外に、磁気転写方式による専用のサーボ情報書き込み装置を使用してもよい。また、クリーンルーム内において、ディスク媒体１１をディスクドライブ１０内に組み込んだ後に、プッシュピン型サーボトラックライタを使用して、第１のサーボ情報を書き込む方法でもよい。プッシュピン型サーボトラックライタは、ディスクドライブ１０内のヘッド１２を操作して、ディスク媒体１１上に第１のサーボ情報を書き込む。
【００３５】
このような手順で、図２に示すように、螺旋状のサーボトラック１００を構成するように、各サーボセクタ１１０にサーボ情報を書き込むことができる。即ち、各サーボセクタ１１０の中心線を一筆書きしたような状態である。
【００３６】
但し、図９に示すように、セクタ番号０からサーボ情報の書き込みを開始して、セクタ番号Ｎ−１まで１周分の書き込みを終了すると、サーボ情報が０．５トラック分ずれた半径位置に記録されることになる。即ち、螺旋状のサーボ情報では、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボトラックのセンタＳＣの半径位置は、図８に示すように、データトラック２００のセンタ（後述するＶＴＣ）とは一致せず、０．５トラック分ずれた位置となる。
【００３７】
（ヘッド位置決め制御）
以下、本実施形態の螺旋状に記録されたサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラック２００に対してユーザデータのリード／ライトを行なう場合のヘッド位置決め制御を説明する。
【００３８】
本実施形態のディスクドライブ１０は、センタＳＣが螺旋状（スパイラル）となるサーボ情報を読出して、同心円状のデータトラック２００にユーザデータを書き込むようにヘッド位置決め制御を行なう。また、同心円状のデータトラック２００からユーザデータを読出す必要がある。
【００３９】
そこで、本実施形態のヘッド位置決め制御は、データトラック２００のセンタに相当する仮想トラックセンタ（仮想トラック中心線）ＶＴＣを想定し、当該仮想トラックセンタＶＴＣにヘッド１２を位置決めする（図８及び図９を参照）。
【００４０】
ここで、図７は、図８及び図９を簡略表現した図であり、ある時刻におけるヘッド位置から読み出されるシリンダコード（アドレス部３３のシリンダ番号）を示している。即ち、リードヘッド１２Ｒは、サーボ情報が螺旋状に記録されているため、同じ半径位置でも、異なるシリンダコードを読み出す場合がある。
【００４１】
次に、図１２のフローチャートを参照して、ヘッド位置決め制御のトラック追従動作（トラック・フォローイング）を行なう場合の手順を説明する。
【００４２】
ディスクドライブ１０では、ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒによりサーボ情報を読出して、目標データトラック２００を識別し、当該目標データトラック２００のセンタにリードヘッド１２Ｒまたはライトヘッド１２Ｗを位置決めする。
【００４３】
具体的には、リードヘッド１２Ｒは、各サーボセクタ１１０からサーボ情報を読出す。信号処理回路１７は、リードヘッド１２Ｒからのサーボ信号からシリンダコード及びサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）を再生する（ステップＳ１１）。
【００４４】
ここで、ＣＰＵ１９は、後述するように、信号処理回路１７から取得したシリンダコードのエラー判定を実行する（ステップＳ１２）。次に、ＣＰＵ１９は、前記の仮想トラックセンタＶＣＴに基づいて、サーボセクタ１１０から読出したサーボ情報からサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）を補正した仮想サーボ情報に変換する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ１９は仮想サーボ情報を使用して、リードヘッド１２Ｒを仮想トラックセンタＶＣＴに位置決め制御し、シリンダコードを読出す。更に、ＣＰＵ１９は、当該シリンダコードに基づいたシーク制御演算、即ち目標シリンダコードの目標データトラックのセンタに位置決めするためのＶＣＭ１５の電流値を算出する（ステップＳ１４）。このような処理を、ディスク媒体１１が１周する期間に、各サーボセクタ毎に繰り返す（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。
【００４５】
要するに、ＣＰＵ１９は、仮想トラックセンタＶＣＴに基づいた仮想サーボ情報を生成し、当該仮想サーボ情報（補正したサーボバーストパターンＡ，Ｂ）を使用してリードヘッド１２Ｒの追従動作を実行する。ＣＰＵ１９は、位置決めされたリードヘッド１２Ｒにより読出すシリンダコードを使用して、後述するように、目標データトラックのセンタにヘッド１２を位置決めするためのシーク動作を実行する。
【００４６】
（シリンダコードの再生方法）
図１０は、リードヘッド１２Ｒにより、サーボセクタ（セクタ番号ｋ）からシリンダコードを読出すときの状態を示す図である。図１０に示すように、リードヘッド１２Ｒが周方向である矢印１４０の方向に位置するとき、リードヘッド１２Ｒにより読み出されるシリンダ番号はＮ−１からＮに増える。
【００４７】
ここで、サーボセクタ（セクタ番号ｋ）におけるシリンダコード（アドレス）をＣＹＬ（ｋ）とした場合、トラック位置ｘとその補正値x_crctから下記のような関係式（１），（２）が成立する。
【００４８】
ＣＹＬ（ｋ）＝round(x+x_crct)…（１）
ここで、roundは四捨五入を意味する演算記号である。
【００４９】
x_crct ＝0.5*k/ｎ…（２）
ここで、ｎはサーボセクタ数を意味する。
【００５０】
なお，x_crctの特性は、図１６に図示できる。
【００５１】
図１３は、前述のステップＳ１２で示すエラー判定処理の具体的手順を示すフローチャートである。即ち、ＣＰＵ１９は、ホストシステムから２２により設定される目標シリンダコードと、前記式（２）で示す補正値（x_crct）から、各サーボセクタにおける読み取りシリンダコード予測値を算出する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒにより実際に読出されたシリンダコードとシリンダコード予測値とを比較して、一致していれば正常と判定する（ステップＳ２２）。また、比較結果が不一致であれば、読出されたシリンダコードがエラーであると判定する。
【００５２】
図１４及び図１５は、仮想サーボ情報を具体的に説明するための図である。
【００５３】
前述したように、ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒにより読出されるサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいて、その境界位置に対する位置誤差（ｘｓ）を算出する。ここで、本実施形態では、サーボ情報は螺旋状に配置されているため、算出される位置誤差量ｘｓは、図１４（Ｂ）に示すように、のこぎり波形１４１となる。
【００５４】
ここで、図１４（Ａ）に示すように、螺旋状に配置されたサーボバーストパターンＡ，Ｂに対して、リードヘッド１２Ｒを矢印１４０の方向である同心円状のデータトラックのセンタＴＣに位置決めする場合、位置誤差量ｘｓは下記式（３）に示すようになる。
【００５５】
ｘｓ＝xr-0.5*k/ｎ…（３）
ここで、ｘｒはサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいた位置情報である。
【００５６】
即ち、螺旋状に書き込まれたサーボ情報を使用すると、サーボセクタ毎に、位置誤差量ｘｓは異なる値となる。
【００５７】
このため、ＣＰＵ１９は、同心円状のデータトラックのセンタに位置決めするために、図１４（Ｂ）に示すように、一定値（１４２）となるような仮想サーボ情報（位置誤差量）を算出する。
【００５８】
仮想サーボ情報ｘｉは、下記式（４）により表現できる。
【００５９】
ｘｉ＝ｘｓ＋x_crct…（４）
即ち、ＣＰＵ１９は、図１５に示すように、螺旋状に配置されたサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいて算出した位置誤差量ｘｓと補正値とにより、同心円状のデータトラックのセンタに対する位置誤差量を算出する（ステップＳ３１）。換言すれば、仮想サーボ情報ｘｉは、サーボセクタのトラックセンタＴＣを仮想トラックセンタＶＴＣに変換するための情報である。ＣＰＵ１９は、仮想サーボ情報ｘｉに基づいて、螺旋状に配置されているサーボバーストパターンに対して、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に正常に位置決めしたか否かを判定する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ１９は、ヘッド１２の位置決めがエラーの場合には、特にデータを書き込むための記録動作を禁止する。
【００６０】
図１７は、本実施形態のヘッド位置決め制御系を説明するためのブロック図である。制御系１７０は、具体的には、ＣＰＵ１９により実行される制御動作である。
【００６１】
制御系１７０では、位置情報検出部１７５は、サーボデコーダ１７から出力されるサーボ情報（シリンダコードとサーボバースト値）から、螺旋状の位置情報を検出する。一方、補正量算出部１７６は、サーボセクタ毎の補正値を算出する。仮想位置算出部１７４は、前述したように、のこぎり波形の位置情報と補正値とから、仮想サーボ情報（仮想位置情報）ｘｉを算出する。制御部１７３は、目標シリンダ値に基づいた目標位置と仮想位置情報との誤差に基づいて、ドライバ２１を制御してヘッド１２の位置決め制御を実行する。
【００６２】
図１８は、ヘッド位置決め制御に含まれるシーク動作を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
即ち、ＣＰＵ１９は、ホストシステム２２から目標シリンダ（目標トラック）を受けると、目標サーボアドレスに変換する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。一方、リードヘッド１２Ｒにより読出される螺旋状のサーボ情報は、信号処理回路１７のサーボデコーダによりデコードされる（ステップＳ４３）。
【００６４】
ＣＰＵ１９は、サーボセクタ毎のサーボ情報から仮想サーボ情報に変換（生成）する（ステップＳ４４）。さらに、ＣＰＵ１９は、仮想サーボ情報に基づいて、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に位置決めするためのシーク制御演算を実行する（ステップＳ４５）。
【００６５】
ＣＰＵ１９は、次のサーボセクタでの補正値を算出するとともに、サーボアドレスと仮想サーボ情報とを比較する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。比較結果が一致であれば、ヘッド１２を目標シリンダである同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に位置決めしたことにより、シーク動作は終了となる。一方、比較結果が不一致の場合には、ＣＰＵ１９は、次のサーボセクタからのサーボ情報から仮想サーボ情報に変換する処理から繰り返す（ステップＳ４８）。
【００６６】
以上のようにして、シーク動作中に、仮想サーボ情報を用いたヘッド移動制御を行うことにより、シーク動作の終了直後から同心円状のデータトラックに対して、データのリード／ライトを実行することができる。即ち、螺旋状のサーボ情報を使用して、結果として同心円状のデータトラックに対するランダムシーク動作を効率的に行なうことができる。
【００６７】
図１９は、本実施形態でのシーク動作を、補正処理をしないで実行した場合を示す図である。即ち、通常のシーク動作では、螺旋状のサーボ情報を使用して、ヘッド１２を移動制御する場合に、トラックセンタＴＣを目指した移動となる。しかし、ユーザデータを記録する位置は、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタＶＴＣであるため、トラック追従動作の開始時に不連続過渡応答が生じてしまう。
【００６８】
図２０は、本実施形態でのシーク動作を、補正処理を伴って実行した場合を示す図である。即ち、図１８のフローチャートに示すように、本実施形態のシーク動作では、仮想サーボ情報を使用して、ヘッド１２を移動制御する場合に、仮想トラックセンタＶＴＣを目指した移動となる。従って、シーク動作終了時には、同心円状のデータトラックのセンタに位置決めされるため、不連続過渡応答が生じない。従って、同心円状のサーボ情報を使用する場合と同様のランダムアクセス動作を実現することができる。
【００６９】
以上のように本実施形態によれば、螺旋状のサーボ情報が記録されたディスク媒体１１上に、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタＶＴＣを想定した仮想サーボ情報を使用することにより、同心円状のサーボ情報を使用する場合と同様のアクセス性能を有するヘッド位置決め制御（シーク動作及びトラック追従動作）を実現できる。従って、結果として、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するランダムアクセスの効率化を図ることが可能となる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関するディスク媒体上のサーボトラック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上のデータトラックを説明するための図。
【図４】本実施形態に関するサーボセクタに記録されるサーボ情報の構成を示す図。
【図５】本実施形態に関するサーボ情報と、同心円状のサーボ情報との相違を説明するための図。
【図６】本実施形態に関するサーボ情報と、同心円状のサーボ情報との相違を説明するための図。
【図７】本実施形態に関するサーボ情報の簡略図。
【図８】本実施形態に関するサーボ情報の状態を説明するための図。
【図９】本実施形態に関するサーボ情報の状態を説明するための図。
【図１０】本実施形態に関するシリンダコードの再生方法を説明するための図。
【図１１】本実施形態に関するサーボ情報の書き込み手順を説明するためのフローチャート。
【図１２】本実施形態に関するヘッド位置決め制御の手順を説明するためのフローチャート。
【図１３】本実施形態に関するヘッド位置決め制御のエラー判定処理を説明するためのフローチャート。
【図１４】本実施形態に関する仮想サーボ情報を説明するための図。
【図１５】本実施形態に関する仮想サーボ情報による位置決め動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】本実施形態に関するシリンダコードの再生方法を説明するための図。
【図１７】本実施形態に関するヘッド位置決め制御系を説明するためのブロック図。
【図１８】本実施形態に関するシーク動作を説明するためのフローチャート。
【図１９】本実施形態に関して補正なしのシーク動作を説明するための図。
【図２０】本実施形態に関して補正ありのシーク動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ディスクドライブ、１１…ディスク媒体、１２…ヘッド、
１２Ｒ…リードヘッド、１２Ｗ…ライトヘッド、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、
１４…アクチュエータ、１５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
１６…プリアンプ回路、１７…信号処理回路（サーボデコーダを含む）、
１８…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
２０…メモリ、２１…ＶＣＭドライバ、２２…ホストシステム、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはサーボ情報が記録されたディスク媒体を使用する磁気ディスク装置に関し、特に、螺旋状のサーボ情報を使用したヘッド位置決め制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、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表記する場合がある）では、データの記録媒体であるディスク媒体上には、ヘッドの位置決め制御に使用されるサーボ情報が記録されている。ディスクドライブでは、ヘッドにより読出されたサーボ情報を使用して、ディスク媒体上での目標位置（目標トラック）にヘッドが位置決め制御される。
【０００３】
ヘッドは、位置決めされた目標位置で、データの書き込み動作あるいはデータの読出し動作を実行する。なお、通常では、ヘッドは、リードヘッドとライトヘッドとに分離されており、リードヘッドによりデータ（サーボ情報も含む）を読出し、ライトヘッドによりデータを書き込む。
【０００４】
ディスク媒体上に記録されるサーボ情報は、通常では周方向に一定間隔で配置されるサーボセクタに記録されており、これらのサーボセクタにより同心円状のサーボトラックを構成する。ディスクドライブでは、サーボ情報に基づいて位置決めされるヘッドにより、ディスク媒体上に構成される同心円状のデータトラックにユーザデータが記録される。
【０００５】
ところで、ディスクドライブの製造工程において、ディスク媒体上にサーボ情報を記録するサーボ書き込み工程の効率化を図るために、同心円状ではなく、螺旋状（スパイラル）のサーボ情報が記録されたディスク媒体を使用するディスクドライブが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。これは、同心円状のサーボ情報に対して、螺旋状のサーボ情報を書き込む場合に、ヘッドの停止時間がないため、相対的に短時間でディスク媒体上の全面にサーボ情報を書き込むことが可能であるためである。
【特許文献１】特開２００５−３２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品化されたディスクドライブでは、ディスク媒体上の同心円状のデータトラックに、ユーザデータ（コンピュータデータや映像などのストリームデータ）を書き込むことが要求される。これは、同心円状のデータトラックは、螺旋状トラックに対して、ランダムアクセスの効率が高いためである。
【０００７】
しかしながら、螺旋状のサーボトラックからサーボ情報を読出して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を行なう場合に、サーボトラックとデータトラックの各トラック中止線がずれるため、そのままでは位置決め精度が低下する。このため、位置決め制御動作の効率が低下し、結果として同心円状のデータトラックに対するランダムアクセス性能が低下する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を効率化し、十分なランダムアクセス性能を確保できる磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の観点に従った磁気ディスク装置は、リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するヘッドの位置決め制御を効率的に行なうことができる磁気ディスク装置を提供できる。従って、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するランダムアクセスの効率化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（ディスクドライブの構成）
図１は、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である。
【００１３】
本実施形態のディスクドライブ１０は、磁気記録媒体としてディスク媒体１１を使用するハードディスクドライブである。ディスク媒体１１は、後述するように、螺旋状のサーボトラックを構成するサーボ情報が記録されている。ディスク媒体１１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１３に固定されて、高速回転されるようにディスクドライブ１０内に組み込まれている。
【００１４】
一方、ディスクドライブ１０は、ディスク媒体１１に対してデータ（サーボ情報とユーザデータ）を読出すリードヘッド１２Ｒと、データを書き込むためのライトヘッド１２Ｗを含むヘッド１２を有する。ヘッド１２は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５により駆動されるアクチュエータ１４に搭載されている。ＶＣＭ１５は、ＶＣＭドライバ２１により駆動電流が供給されて、駆動制御される。アクチュエータ１４は、後述するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１９により駆動制御されて、ヘッド１２をディスク媒体１１上の目標位置（目標トラック）に位置決めするためのヘッド移動機構である。
【００１５】
このようなヘッド・ディスクアセンブリ以外に、ディスクドライブ１０は、プリアンプ回路１６と、信号処理回路１７と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１８と、ＣＰＵ１９と、メモリ２０とを有する。
【００１６】
プリアンプ回路１６は、ヘッド１２のリードヘッドから出力されるリードデータ信号を増幅するリードアンプ、及びライトデータ信号をライトヘッドに供給するためのライトアンプを有する。即ち、ライトアンプは、信号処理回路１７から出力されるライトデータ信号をライト電流信号に変換して、ライトヘッドに送出する。
【００１７】
信号処理回路１７は、リード／ライトデータ信号（サーボ情報に対応するサーボ信号を含む）を処理する信号処理回路であり、リード／ライトチャネルとも呼ばれている。信号処理回路１７は、後述するように、サーボ信号からサーボ情報を再生するためのサーボデコーダを含む。
【００１８】
ＨＤＣ１８は、ドライブ１０とホストシステム２２（例えばパーソナルコンピュータや各種のディジタル機器）とのインターフェース機能を有する。ＨＤＣ１８は、ディスク１１とホストシステム２２間のリード／ライトデータの転送制御を実行する。
【００１９】
ＣＰＵ１０は、ドライブ１０のメインコントローラであり、本実施形態に関するヘッド位置決め制御及びユーザデータの通常のリード／ライト動作制御を実行する。メモリ２０は、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）以外に、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを含み、ＣＰＵ１９の制御に必要な各種データ及びプログラムを保存する。
【００２０】
（ディスク媒体の構成）
図２及び図３は、本実施形態に関するディスク媒体１１の構成を説明するための図である。
【００２１】
図２は、本実施形態に関するディスク媒体１１上に記録された螺旋状（スパイラル）のサーボ情報（サーボパターン）の記録状態を示す図である。サーボ情報は、周方向に一定の間隔で配置されるサーボセクタ（＋印）１１０に記録されている。サーボセクタ１１０は、ディスク媒体１１の半径方向に放射線状になるように構成されている。一方、各サーボセクタ１１０は、それぞれの中心線（トラックセンタ）を隣接サーボセクタ間で結ぶと螺旋状（スパイラル）のサーボトラック１００になるように構成されている。要するに、隣接するサーボ情報はそれぞれ、半径位置をずらした位置に書き込まれている。
【００２２】
図３は、螺旋状のサーボ情報（サーボトラック１００）が書き込まれたディスク媒体１１上に、同心円状の多数のデータトラック２００が構成されている状態を示す。各データトラック２００は、サーボセクタ間に配置される複数のデータセクタから構成されている。本実施形態では、後述するように、データトラック２００のトラックセンタ（中心線）ＴＣと、サーボトラックのトラックセンタ（中心線）ＳＣとは一致しない。
【００２３】
図４は、各サーボセクタ１１０に記録されるサーボ情報の構成を示す図である。
【００２４】
サーボ情報は、パッド（ＰＡＤ）部３０、サーボマーク（ＳＭ）部３１、セクタ部３２、アドレス部３３、及びサーボバーストパターン部３４からなる。図４において、符号Ｗは、データトラック幅の半分に相当することを示す。
【００２５】
パッド部３０は、ギャップ及びサーボＡＧＣと呼ぶ同期信号領域を含む。サーボマーク部３１は、サーボセクタを識別するための信号領域である。セクタ部３２は、サーボセクタ１１０を識別するためのセクタコードの記録領域である。アドレス部３３は、トラック（シリンダ）を識別するためのトラックコード（シリンダコード）の記録領域である。サーボバーストパターン部３４は、サーボトラック内のヘッド１２の位置を検出するためのサーボバーストパターンＡ〜Ｄが記録されている領域である。
【００２６】
ここで、各サーボバーストパターンＡ〜Ｄのそれぞれの境界をサーボセンタＳＣとした場合に、特に、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボセンタＳＣを、サーボトラックのトラックセンタ（中心線）ＳＣとする。図４は、シリンダコードにより識別されるサーボトラックのトラックセンタＳＣと、データトラック２００のトラックセンタＴＣとが一致している状態を示す。
【００２７】
図５は、同心円状に構成されたサーボ情報がディスク媒体上に記録されている場合を示す図である。即ち、各サーボセクタにおいて、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボセンタ（サーボトラックのトラックセンタ）ＳＣの半径位置は、同一である。サーボトラックのトラックセンタ）ＳＣは、データトラック２００のセンタＴＣと一致する。
【００２８】
ディスクドライブでは、リードヘッド１２ＲがサーボトラックのトラックセンタＳＣに位置決めされた状態で、ライトヘッド１２Ｗにより、データトラック２００上にユーザデータが記録される。
【００２９】
図６は、図５を簡略表現した図であり、ある時刻におけるヘッド位置から読み出されるシリンダコード（アドレス部３３のシリンダ番号）を示している。即ち、リードヘッド１２Ｒは、同じ半径位置からは常に同じシリンダコードを読み出すことになる。
【００３０】
（サーボ書き込みプロセス）
次に、図１１を参照して、本実施形態の螺旋状のサーボ情報を、ディスク媒体１１上に記録するためのサーボ書き込み手順を説明する。ここでは、ディスクドライブ１０において、組み込まれたディスク媒体１１上に、サーボ情報を書き込むセルフサーボライト方法による手順を説明する。
【００３１】
まず、ディスク媒体１１がディスクドライブ１０のスピンドルモータ１３に組み込まれると、ＣＰＵ１９は、メモリ２０に格納されたサーボ書き込み動作を実行するためのプログラムを起動し、サーボ情報の書き込み未動作を開始する。
【００３２】
具体的には、ＣＰＵ１９は、ヘッド１２をディスク媒体１１の最内周まで移動させる（ステップＳ１）。ここから、ヘッド１２をディスク媒体１１の外周方向に等速移動を開始する（ステップＳ２）。ＣＰＵ１９は、記録すべきサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）及びシリンダコードを設定し、サーボセクタ０を書き込み開始時点としてサーボパターンを書き込む（ステップＳ３，Ｓ４）。即ち、ディスク媒体１１上の最内周に、サーボバーストパターンＡを１周分書き、サーボバーストパターンＤを１周分書き、サーボバーストパターンＢを１周分書き、サーボバーストパターンＣを１周分書く。これを、外周方向に等速移動しながら、かつヘッド１２の移動待ち時間無しに繰り返す（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１９は、記録すべきサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）及びシリンダコードを、ディスク媒体１１の内周から外周までのほぼ全面的に書き込むと、書き込み動作及びヘッドの等速移動を停止させる（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００３４】
ここで、ディスク媒体１１上に第１のサーボ情報を書き込む場合、サーボトラックライタ以外に、磁気転写方式による専用のサーボ情報書き込み装置を使用してもよい。また、クリーンルーム内において、ディスク媒体１１をディスクドライブ１０内に組み込んだ後に、プッシュピン型サーボトラックライタを使用して、第１のサーボ情報を書き込む方法でもよい。プッシュピン型サーボトラックライタは、ディスクドライブ１０内のヘッド１２を操作して、ディスク媒体１１上に第１のサーボ情報を書き込む。
【００３５】
このような手順で、図２に示すように、螺旋状のサーボトラック１００を構成するように、各サーボセクタ１１０にサーボ情報を書き込むことができる。即ち、各サーボセクタ１１０の中心線を一筆書きしたような状態である。
【００３６】
但し、図９に示すように、セクタ番号０からサーボ情報の書き込みを開始して、セクタ番号Ｎ−１まで１周分の書き込みを終了すると、サーボ情報が０．５トラック分ずれた半径位置に記録されることになる。即ち、螺旋状のサーボ情報では、サーボバーストパターンＡ，Ｂの境界に対応するサーボトラックのセンタＳＣの半径位置は、図８に示すように、データトラック２００のセンタ（後述するＶＴＣ）とは一致せず、０．５トラック分ずれた位置となる。
【００３７】
（ヘッド位置決め制御）
以下、本実施形態の螺旋状に記録されたサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラック２００に対してユーザデータのリード／ライトを行なう場合のヘッド位置決め制御を説明する。
【００３８】
本実施形態のディスクドライブ１０は、センタＳＣが螺旋状（スパイラル）となるサーボ情報を読出して、同心円状のデータトラック２００にユーザデータを書き込むようにヘッド位置決め制御を行なう。また、同心円状のデータトラック２００からユーザデータを読出す必要がある。
【００３９】
そこで、本実施形態のヘッド位置決め制御は、データトラック２００のセンタに相当する仮想トラックセンタ（仮想トラック中心線）ＶＴＣを想定し、当該仮想トラックセンタＶＴＣにヘッド１２を位置決めする（図８及び図９を参照）。
【００４０】
ここで、図７は、図８及び図９を簡略表現した図であり、ある時刻におけるヘッド位置から読み出されるシリンダコード（アドレス部３３のシリンダ番号）を示している。即ち、リードヘッド１２Ｒは、サーボ情報が螺旋状に記録されているため、同じ半径位置でも、異なるシリンダコードを読み出す場合がある。
【００４１】
次に、図１２のフローチャートを参照して、ヘッド位置決め制御のトラック追従動作（トラック・フォローイング）を行なう場合の手順を説明する。
【００４２】
ディスクドライブ１０では、ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒによりサーボ情報を読出して、目標データトラック２００を識別し、当該目標データトラック２００のセンタにリードヘッド１２Ｒまたはライトヘッド１２Ｗを位置決めする。
【００４３】
具体的には、リードヘッド１２Ｒは、各サーボセクタ１１０からサーボ情報を読出す。信号処理回路１７は、リードヘッド１２Ｒからのサーボ信号からシリンダコード及びサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）を再生する（ステップＳ１１）。
【００４４】
ここで、ＣＰＵ１９は、後述するように、信号処理回路１７から取得したシリンダコードのエラー判定を実行する（ステップＳ１２）。次に、ＣＰＵ１９は、前記の仮想トラックセンタＶＣＴに基づいて、サーボセクタ１１０から読出したサーボ情報からサーボバーストパターン（Ａ〜Ｄ）を補正した仮想サーボ情報に変換する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ１９は仮想サーボ情報を使用して、リードヘッド１２Ｒを仮想トラックセンタＶＣＴに位置決め制御し、シリンダコードを読出す。更に、ＣＰＵ１９は、当該シリンダコードに基づいたシーク制御演算、即ち目標シリンダコードの目標データトラックのセンタに位置決めするためのＶＣＭ１５の電流値を算出する（ステップＳ１４）。このような処理を、ディスク媒体１１が１周する期間に、各サーボセクタ毎に繰り返す（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。
【００４５】
要するに、ＣＰＵ１９は、仮想トラックセンタＶＣＴに基づいた仮想サーボ情報を生成し、当該仮想サーボ情報（補正したサーボバーストパターンＡ，Ｂ）を使用してリードヘッド１２Ｒの追従動作を実行する。ＣＰＵ１９は、位置決めされたリードヘッド１２Ｒにより読出すシリンダコードを使用して、後述するように、目標データトラックのセンタにヘッド１２を位置決めするためのシーク動作を実行する。
【００４６】
（シリンダコードの再生方法）
図１０は、リードヘッド１２Ｒにより、サーボセクタ（セクタ番号ｋ）からシリンダコードを読出すときの状態を示す図である。図１０に示すように、リードヘッド１２Ｒが周方向である矢印１４０の方向に位置するとき、リードヘッド１２Ｒにより読み出されるシリンダ番号はＮ−１からＮに増える。
【００４７】
ここで、サーボセクタ（セクタ番号ｋ）におけるシリンダコード（アドレス）をＣＹＬ（ｋ）とした場合、トラック位置ｘとその補正値x_crctから下記のような関係式（１），（２）が成立する。
【００４８】
ＣＹＬ（ｋ）＝round(x+x_crct)…（１）
ここで、roundは四捨五入を意味する演算記号である。
【００４９】
x_crct ＝0.5*k/ｎ…（２）
ここで、ｎはサーボセクタ数を意味する。
【００５０】
なお，x_crctの特性は、図１６に図示できる。
【００５１】
図１３は、前述のステップＳ１２で示すエラー判定処理の具体的手順を示すフローチャートである。即ち、ＣＰＵ１９は、ホストシステムから２２により設定される目標シリンダコードと、前記式（２）で示す補正値（x_crct）から、各サーボセクタにおける読み取りシリンダコード予測値を算出する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒにより実際に読出されたシリンダコードとシリンダコード予測値とを比較して、一致していれば正常と判定する（ステップＳ２２）。また、比較結果が不一致であれば、読出されたシリンダコードがエラーであると判定する。
【００５２】
図１４及び図１５は、仮想サーボ情報を具体的に説明するための図である。
【００５３】
前述したように、ＣＰＵ１９は、リードヘッド１２Ｒにより読出されるサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいて、その境界位置に対する位置誤差（ｘｓ）を算出する。ここで、本実施形態では、サーボ情報は螺旋状に配置されているため、算出される位置誤差量ｘｓは、図１４（Ｂ）に示すように、のこぎり波形１４１となる。
【００５４】
ここで、図１４（Ａ）に示すように、螺旋状に配置されたサーボバーストパターンＡ，Ｂに対して、リードヘッド１２Ｒを矢印１４０の方向である同心円状のデータトラックのセンタＴＣに位置決めする場合、位置誤差量ｘｓは下記式（３）に示すようになる。
【００５５】
ｘｓ＝xr-0.5*k/ｎ…（３）
ここで、ｘｒはサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいた位置情報である。
【００５６】
即ち、螺旋状に書き込まれたサーボ情報を使用すると、サーボセクタ毎に、位置誤差量ｘｓは異なる値となる。
【００５７】
このため、ＣＰＵ１９は、同心円状のデータトラックのセンタに位置決めするために、図１４（Ｂ）に示すように、一定値（１４２）となるような仮想サーボ情報（位置誤差量）を算出する。
【００５８】
仮想サーボ情報ｘｉは、下記式（４）により表現できる。
【００５９】
ｘｉ＝ｘｓ＋x_crct…（４）
即ち、ＣＰＵ１９は、図１５に示すように、螺旋状に配置されたサーボバーストパターンＡ，Ｂに基づいて算出した位置誤差量ｘｓと補正値とにより、同心円状のデータトラックのセンタに対する位置誤差量を算出する（ステップＳ３１）。換言すれば、仮想サーボ情報ｘｉは、サーボセクタのトラックセンタＴＣを仮想トラックセンタＶＴＣに変換するための情報である。ＣＰＵ１９は、仮想サーボ情報ｘｉに基づいて、螺旋状に配置されているサーボバーストパターンに対して、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に正常に位置決めしたか否かを判定する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ１９は、ヘッド１２の位置決めがエラーの場合には、特にデータを書き込むための記録動作を禁止する。
【００６０】
図１７は、本実施形態のヘッド位置決め制御系を説明するためのブロック図である。制御系１７０は、具体的には、ＣＰＵ１９により実行される制御動作である。
【００６１】
制御系１７０では、位置情報検出部１７５は、サーボデコーダ１７から出力されるサーボ情報（シリンダコードとサーボバースト値）から、螺旋状の位置情報を検出する。一方、補正量算出部１７６は、サーボセクタ毎の補正値を算出する。仮想位置算出部１７４は、前述したように、のこぎり波形の位置情報と補正値とから、仮想サーボ情報（仮想位置情報）ｘｉを算出する。制御部１７３は、目標シリンダ値に基づいた目標位置と仮想位置情報との誤差に基づいて、ドライバ２１を制御してヘッド１２の位置決め制御を実行する。
【００６２】
図１８は、ヘッド位置決め制御に含まれるシーク動作を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
即ち、ＣＰＵ１９は、ホストシステム２２から目標シリンダ（目標トラック）を受けると、目標サーボアドレスに変換する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。一方、リードヘッド１２Ｒにより読出される螺旋状のサーボ情報は、信号処理回路１７のサーボデコーダによりデコードされる（ステップＳ４３）。
【００６４】
ＣＰＵ１９は、サーボセクタ毎のサーボ情報から仮想サーボ情報に変換（生成）する（ステップＳ４４）。さらに、ＣＰＵ１９は、仮想サーボ情報に基づいて、ヘッド１２を同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に位置決めするためのシーク制御演算を実行する（ステップＳ４５）。
【００６５】
ＣＰＵ１９は、次のサーボセクタでの補正値を算出するとともに、サーボアドレスと仮想サーボ情報とを比較する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。比較結果が一致であれば、ヘッド１２を目標シリンダである同心円状のデータトラックのセンタ（ＶＴＣ）に位置決めしたことにより、シーク動作は終了となる。一方、比較結果が不一致の場合には、ＣＰＵ１９は、次のサーボセクタからのサーボ情報から仮想サーボ情報に変換する処理から繰り返す（ステップＳ４８）。
【００６６】
以上のようにして、シーク動作中に、仮想サーボ情報を用いたヘッド移動制御を行うことにより、シーク動作の終了直後から同心円状のデータトラックに対して、データのリード／ライトを実行することができる。即ち、螺旋状のサーボ情報を使用して、結果として同心円状のデータトラックに対するランダムシーク動作を効率的に行なうことができる。
【００６７】
図１９は、本実施形態でのシーク動作を、補正処理をしないで実行した場合を示す図である。即ち、通常のシーク動作では、螺旋状のサーボ情報を使用して、ヘッド１２を移動制御する場合に、トラックセンタＴＣを目指した移動となる。しかし、ユーザデータを記録する位置は、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタＶＴＣであるため、トラック追従動作の開始時に不連続過渡応答が生じてしまう。
【００６８】
図２０は、本実施形態でのシーク動作を、補正処理を伴って実行した場合を示す図である。即ち、図１８のフローチャートに示すように、本実施形態のシーク動作では、仮想サーボ情報を使用して、ヘッド１２を移動制御する場合に、仮想トラックセンタＶＴＣを目指した移動となる。従って、シーク動作終了時には、同心円状のデータトラックのセンタに位置決めされるため、不連続過渡応答が生じない。従って、同心円状のサーボ情報を使用する場合と同様のランダムアクセス動作を実現することができる。
【００６９】
以上のように本実施形態によれば、螺旋状のサーボ情報が記録されたディスク媒体１１上に、同心円状のデータトラックのセンタに相当する仮想トラックセンタＶＴＣを想定した仮想サーボ情報を使用することにより、同心円状のサーボ情報を使用する場合と同様のアクセス性能を有するヘッド位置決め制御（シーク動作及びトラック追従動作）を実現できる。従って、結果として、螺旋状のサーボ情報を使用して、同心円状のデータトラックに対するランダムアクセスの効率化を図ることが可能となる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関するディスク媒体上のサーボトラック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上のデータトラックを説明するための図。
【図４】本実施形態に関するサーボセクタに記録されるサーボ情報の構成を示す図。
【図５】本実施形態に関するサーボ情報と、同心円状のサーボ情報との相違を説明するための図。
【図６】本実施形態に関するサーボ情報と、同心円状のサーボ情報との相違を説明するための図。
【図７】本実施形態に関するサーボ情報の簡略図。
【図８】本実施形態に関するサーボ情報の状態を説明するための図。
【図９】本実施形態に関するサーボ情報の状態を説明するための図。
【図１０】本実施形態に関するシリンダコードの再生方法を説明するための図。
【図１１】本実施形態に関するサーボ情報の書き込み手順を説明するためのフローチャート。
【図１２】本実施形態に関するヘッド位置決め制御の手順を説明するためのフローチャート。
【図１３】本実施形態に関するヘッド位置決め制御のエラー判定処理を説明するためのフローチャート。
【図１４】本実施形態に関する仮想サーボ情報を説明するための図。
【図１５】本実施形態に関する仮想サーボ情報による位置決め動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】本実施形態に関するシリンダコードの再生方法を説明するための図。
【図１７】本実施形態に関するヘッド位置決め制御系を説明するためのブロック図。
【図１８】本実施形態に関するシーク動作を説明するためのフローチャート。
【図１９】本実施形態に関して補正なしのシーク動作を説明するための図。
【図２０】本実施形態に関して補正ありのシーク動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ディスクドライブ、１１…ディスク媒体、１２…ヘッド、
１２Ｒ…リードヘッド、１２Ｗ…ライトヘッド、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、
１４…アクチュエータ、１５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
１６…プリアンプ回路、１７…信号処理回路（サーボデコーダを含む）、
１８…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
２０…メモリ、２１…ＶＣＭドライバ、２２…ホストシステム、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、
螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、
連続的な１本の螺旋を描くように螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記リードヘッドにより読出された前記サーボ情報に基づいて前記データトラックの中心線に対応する仮想トラック中心線を想定した仮想サーボ情報を生成し、当該仮想サーボ情報に基づいて前記リードヘッドまたは前記ライトヘッドを前記データトラックに位置決め制御を実行する制御手段をさらに有す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装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段とを含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段と、
前記ヘッドの位置決め制御に含まれるシーク動作時に、前記仮想サーボ情報を使用して前記目標データトラックまで前記ヘッドを移動させる動作を実行することを特徴とする請求項３項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出されたセクタ番号に基づいて、前記サーボセクタに対応するシリンダ番号を予測したシリンダ予測値と、前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された実際のシリンダ番号とを比較して、当該比較結果が不一致の場合にはエラー判定を行なうことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段と、
前記ヘッドの位置決め制御において前記目標データトラックの中心線上に位置決めするトラック追従動作時に、前記仮想サーボ情報を使用して前記トラック追従動作を実行することを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記仮想サーボ情報を使用して前記目標データトラックの中心線上に前記ヘッドの位置決めができない場合には、所定のエラー処理を実行することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１】
リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、
螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
リードヘッド及びライトヘッドを有するヘッドと、
連続的な１本の螺旋を描くように螺旋状のサーボトラックを構成し、サーボ情報が記録されている複数のサーボセクタが一定間隔で周方向にかつ放射状に配置されており、前記ヘッドにより記録されたユーザデータにより同心円状のデータトラックが構成されているディスク媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記リードヘッドにより読出された前記サーボ情報に基づいて前記データトラックの中心線に対応する仮想トラック中心線を想定した仮想サーボ情報を生成し、当該仮想サーボ情報に基づいて前記リードヘッドまたは前記ライトヘッドを前記データトラックに位置決め制御を実行する制御手段をさらに有す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装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段とを含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段と、
前記ヘッドの位置決め制御に含まれるシーク動作時に、前記仮想サーボ情報を使用して前記目標データトラックまで前記ヘッドを移動させる動作を実行することを特徴とする請求項３項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出されたセクタ番号に基づいて、前記サーボセクタに対応するシリンダ番号を予測したシリンダ予測値と、前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された実際のシリンダ番号とを比較して、当該比較結果が不一致の場合にはエラー判定を行なうことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記ヘッドにより前記サーボセクタから読出された前記サーボ情報に含まれる位置情報に基づいて、前記サーボトラックの中心線からの位置誤差を算出する手段と、
前記仮想トラック中心線に対する前記位置誤差の補正値を算出し、当該補正値を使用して前記仮想トラック中心線に対応する位置情報を前記仮想サーボ情報として算出する手段と、
前記ヘッドの位置決め制御において前記目標データトラックの中心線上に位置決めするトラック追従動作時に、前記仮想サーボ情報を使用して前記トラック追従動作を実行することを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記仮想サーボ情報を使用して前記目標データトラックの中心線上に前記ヘッドの位置決めができない場合には、所定のエラー処理を実行することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−７６１９９（Ｐ２００９−７６１９９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９９０２（Ｐ２００８−３０９９０２）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【分割の表示】特願２００５−３１８５０６（Ｐ２００５−３１８５０６）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【分割の表示】特願２００５−３１８５０６（Ｐ２００５−３１８５０６）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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