磁気記録ディスクおよびディスクドライブ
【課題】位相型サーボパターンを用いるトラック識別を備える磁気記録ディスクおよびディスクドライブを提供する。
【解決手段】各トラックがトラックの中心線を有し、複数の同心の円形データトラックにデータを記録するための磁化可能な材料である記録層と、サーボセクタが、半径方向に向けられ周方向に離間した複数の山形パターンを有し、山形パターンの各々が半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを有し、複数のデータトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタとを含む磁気記録ディスクであって、山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、かつ他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。
【解決手段】各トラックがトラックの中心線を有し、複数の同心の円形データトラックにデータを記録するための磁化可能な材料である記録層と、サーボセクタが、半径方向に向けられ周方向に離間した複数の山形パターンを有し、山形パターンの各々が半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを有し、複数のデータトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタとを含む磁気記録ディスクであって、山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、かつ他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、各データビットがディスク上の磁気的に分離されたデータアイランドに格納されているパターン化された媒体ディスクを含む磁気記録ディスクに関し、より詳細にはヘッドの位置決め用にパターン化された位相型サーボパターンを備えるディスクおよびディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁気記録ディスクドライブは、「連続」媒体を備えるディスクを使用する。これは、磁気記録層が磁化可能な材料の連続薄膜であることを意味する。従来の連続媒体ディスクでは、同心データトラックは互いに物理的に分離されておらず、記録層に予め形成されていなが、書き込みヘッドからの書き込み磁場が連続的な磁気層に磁化を発生させるときに、形成される。連続媒体ディスクをまた、「ディスクリートトラック」ディスクともし得る。これは、連続的な磁性材料の同心データトラックが、同心の非磁性のガードバンドによって互いに半径方向に分離されていることを意味する。
【０００３】
データ密度を増大させるものとして、パターン化された磁気記録媒体を備える磁気記録ハードディスクドライブが提案されている。パターン化された媒体では、ディスク上の磁気記録層が、小さく分離されたデータアイランドにパターン化されて、各アイランドまたは「ビット」には単一の磁区があるようにする。単一の磁区は単一の粒子で構成してもよく、または単一の磁気領域として一斉に磁性状態を切り替える、強く結合した数個の粒子で構成してもよい。これは、単一の「ビット」が、磁区壁によって分離された複数の磁区を有し得る従来の連続媒体とは異なる。パターン化されたアイランドに必要な磁気分離をもたらすために、アイランド間の空間の磁気モーメントを、これらの空間を実質的に非磁性にするために、無効にするかまたは実質的に低減させる必要がある。あるいは、パターン化された媒体を、アイランド間の空間に磁性材料がないように作製し得る。
【０００４】
従来のパターン化されていない、すなわち連続的な媒体ディスク、およびディスクリートトラックディスクのように、パターン化された媒体ディスクも、読み取り／書き込みヘッドの位置決めに使用される非データサーボ領域を有する。パターン化された媒体ディスクの非データサーボ領域は、非磁性空間によって分離された、パターン化されたディスクリートサーボブロックまたはアイランドを含む。サーボアイランドは、サーボ・リードバック信号を発生するサーボパターンを形成する。サーボ・リードバック信号は、読み取り／書き込みヘッドを所望のデータトラックに位置決めしかつそれをトラック上に維持するための位置誤差信号（ＰＥＳ：ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ）に復調される。このタイプのディスクをフォーマットするために提案された方法は、製造中大きな磁石によってディスクをＤＣ「消去」し、同じ方向に磁化されたサーボアイランドを全て残す。それゆえ、垂直磁気記録ディスクの場合、サーボアイランドの全てが、ディスクの表面「に向かう」またはそこ「から出る」のいずれかの磁化方向を有する。
【０００５】
パターン化された媒体では、データセクタおよび非データサーボ領域をパターン化する。しかしながら、非データサーボ領域のみがパターン化された連続媒体ディスクを作製することも可能である。このタイプの連続媒体ディスクは、従来の同心データトラック、または非磁性のガードバンドによって分離されたディスクリートデータトラックのいずれかを有し得るが、非データサーボ領域はパターン化されている。パターン化されたサーボ領域を備えるディスクリートトラックディスクの例は（特許文献１）に記載されている。
【０００６】
サーボパターンの１つのタイプは、「山形」パターンを形成するＰＥＳフィールドを備える位相型サーボパターンである。山形パターンは、データトラックに対して傾斜した、周方向に離間した第１の組のサーボアイランド、および第１の組の鏡像でありかつほぼ半径方向の対称中心線の周りで第１の組から周方向に離間した第２の組のサーボアイランドである。山形パターンの２つの組のサーボアイランドが読み取りヘッドを通るので、２つの正弦波リードバック信号が生成され、かつ２つの正弦波信号間の位相差が、最も近いトラックの中心線に対する、読み取りヘッドの半径方向位置に復調される。しかしながら、このタイプの従来の位相型サーボパターンはさらに別個のトラック識別（ＴＩＤ）フィールド、一般にグレーコードパターンを必要とし、そのグレーコードパターンは、読み取りヘッドの絶対位置を決定するために読み取られて復号される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，９１２，５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
別個のＴＩＤフィールドを必要とすることなく、読み取りヘッドの絶対位置を決定するために復調され得る、パターン化されたディスクリートサーボアイランドの山形サーボパターンを備える磁気記録ディスクおよびディスクドライブが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、パターン化されたディスクリートサーボアイランドの複数の周方向に離間した山形パターンのサーボパターンを有する磁気記録ディスクに関する。本発明はまた、別個のＴＩＤフィールドを必要とすることなく、サーボパターンを復号してヘッドの半径方向の絶対位置を決定するサーボエレクトロニクスを備えるディスクドライブにも関する。第１の山形パターン（好ましくはヘッドによって最初に読み取られるもの）は半径方向の周期Ｐ１を有し、他の山形パターンの各々は、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。好ましくは、第１の山形パターンは、最も小さい半径方向の周期Ｐ１を有するものであり、それぞれ次に続く山形パターンは、各山形パターンの周期が漸次的に増大するように、直前のパターンの周期よりも大きい周期を有する。周期Ｐ１は、好ましくはデータトラックの間隔またはトラックピッチＴｐの整数倍に等しく、好ましくは４Ｔｐまたは２Ｔｐである。一実施形態では、各山形パターンの周期は、固定整数に、直前の山形パターンの周期を掛けたものである。別の実施形態では、半径方向の周期Ｐ１を有する山形パターンを除いた山形パターンは全て、Ｐ１よりもわずかに大きいだけの周期を有する。この倍数は、好ましくは互いに素である２つの整数、すなわち、共通の因数を有しない２つの整数の比である倍数、例えば８／７である。さらに別の実施形態では、半径方向の周期Ｐ１を有する山形パターン以外の山形パターンはすべて、Ｐ１の固有の整数倍である周期を有する。これらの整数は、互いに素である、すなわち、共通の因数を有しない固有の整数である。
【００１０】
本発明による、複数の周方向に離間した山形パターンを有するサーボパターンを備える磁気記録ディスクは、パターン化されたデータトラックおよびパターン化されたサーボ領域の双方を備えるパターン化された媒体ディスク、従来の連続媒体データトラックおよびパターン化されたサーボ領域を備える連続媒体ディスク、またはディスクリートデータトラックおよびパターン化されたサーボ領域を備える連続媒体ディスクとすることができる。
【００１１】
本発明の性質および利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】非データサーボセクタおよび同期フィールドを備える磁気記録ディスクを示す従来の磁気記録ディスクドライブの概略図である。
【図２】ディスクの表面からみた読み取り／書き込みヘッドの端部およびデータトラックの一部を備えるディスクドライブスライダのディスク対向面を示す図である。
【図３】いくつかのデータトラックにまたがったパターン化されたｓｙｎｃフィールドおよびパターン化されたサーボセクタを備えるパターン化された媒体ディスクの一部分、および２つの山形パターンで構成されたＴＩＤフィールドおよびＰＥＳフィールドを示す。
【図４Ａ】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第１の実施形態を示し、各山形パターンの周期は、固定整数Ｎに、直前の山形パターンの周期を掛けたものである。
【図４Ｂ】図４Ａのサーボパターンを半径方向に拡大したセクションを示す。
【図４Ｃ】図４Ｂに示すラインに沿ってヘッドが山形パターンを通過するときのリードバック信号の正弦波形を示す。
【図５】本発明のディスクドライブ用のサーボエレクトロニクスのブロック図である。
【図６Ａ】図４Ｂに示す１つのラインに沿ってヘッドが５つの山形パターンを通過するときにヘッドによって生成されたリードバック信号を示す。
【図６Ｂ】本発明のディスクドライブ用の山形パターンの各々からリードバック信号の位相を検出するための位相検出器のブロック図である。
【図７】図４Ａに示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【図８】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第２の実施形態を示し、第１の山形パターンに続く山形パターンは全て、第１の山形パターンの周期よりもわずかに大きいだけの周期を有する。
【図９】図８に示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【図１０】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第３の実施形態を示し、第１の山形パターンに続く山形パターンは全て、第１の山形パターンの周期の整数倍である周期を有し、これらの整数は互いに素である。
【図１１】図１０に示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、従来の磁気記録ディスクドライブの概略図であり、非データ領域を備える磁気記録ディスク、具体的には、データトラック上の記録ヘッドを位置決めするためのサーボセクタおよび記録ヘッドがデータセクタに対してデータを読み書きできるようにするための同期フィールドを示す。全体的に１００で示すディスクドライブは、磁気記録ディスク１０４、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）アクチュエータ１１０、アクチュエータアーム１０６、サスペンション１０７、ヘッドキャリアまたは空気軸受スライダ１０８および記録ヘッド１０９を含む。記録ヘッド１０９は一般に、誘導書き込みヘッドと磁気抵抗読み取りヘッドとの組み合わせ（読み取り／書き込みヘッドとも呼ばれる）であり、スライダ１０８のトレーリング端部または端面に配置されている。スライダ１０８は、サスペンション１０７によってアクチュエータアーム１０６に支持される。サスペンション１０７は、スライダが、ディスク１０４が矢印１３０の方向に回転するときにディスク１０４によって発生する空気軸受上で「縦揺れ」および「横揺れ」できるようにする。関連のスライダおよび記録ヘッドを備える１つのディスク表面のみを図１に示すが、一般に、スピンドルモータによって回転されるハブに複数のディスクが積み重ねられており、各ディスクの各表面は別個のスライダおよび記録ヘッドを有している。
【００１４】
図２は、データトラック１１８の一部分と重ね合わせられたディスク１０４の表面からみたスライダ１０８のディスク対向面１０８ａおよびヘッド１０９の端部を示す図である。ヘッド１０９は読み取り／書き込みヘッドであり、かつスライダ１０８の端面１０８ｂ上に堆積されてリソグラフィーによりパターン化された一連の薄膜である。書き込みヘッド１０９ａは、ディスク１０４上の記録層に対して垂直な磁化を記録する垂直磁気書き込み磁極ＷＰを含む。書き込みヘッド１０９ａはまた、トレーリングシールドおよび／またはサイドシールド（図示せず）を含み得る。読み取りヘッド１０９ｂを、２つの磁気シールドＳ１とＳ２との間に配置する。シールドＳ１、Ｓ２は透磁性材料で形成され、かつまた、読み取りヘッド１０９ｂへの導線として機能できるように導電性であってもよい。
【００１５】
再び図１を参照すると、ディスク１０４は回転の中心１１１を有していて、１３０で示す方向に回転する。ディスク１０４は、半径方向に離間した同心データトラックを備える磁気記録層を有し、その同心データトラックの１つをトラック１１８として示す。各データトラックは、トラックの始まり部分を示す参照符号１２１を有する。ディスクドライブをゾーンビット記録（ＺＢＲ）ディスクドライブとして示す。なぜなら、データトラックが、多数の環状のデータバンドまたはゾーンに半径方向にグループ化されているためである（そのうちの３つを、ゾーン１５１、１５２および１５３として示す）。しかし、本発明を、ＺＢＲを使用しないディスクドライブに適用することも十分でき、その場合ディスクドライブは単一のデータゾーンのみを有する。各ゾーン内で、トラックはまた、周方向において多数のデータセクタ（半径方向外側のデータゾーンにある典型的なデータセクタ１６４など）に分割される。各データセクタ１６４の前には同期（ｓｙｎｃ）フィールド（典型的なｓｙｎｃフィールド１６３など）がある。ｓｙｎｃフィールド１６３は、データセクタ１６４におけるデータビットの読み取りおよび書き込みの同期を可能にするために読み取りヘッドによって検出可能である。
【００１６】
各データトラックはまた、複数の周方向にまたは角度的に離間したサーボセクタ１２０を含む。サーボセクタ１２０は、ヘッド１０９を所望のデータトラックに動かしてヘッド１０９をデータトラック上に維持するための、読み取りヘッドによって検出可能な位置情報を含む。各トラックのサーボセクタは、他のトラックのサーボセクタと周方向に整列されて、その結果、半径方向に向けられたサーボセクタ１２０で示すように、ほぼ半径方向にトラックを横断して延在する。サーボセクタ１２０はほぼ半径方向にほぼ弓形形状を有し、これは、一般的にヘッドが１０９ラジアルアクチュエータ１１０によってディスクを横切って移動するときの、ヘッド１０９の経路を再現する。サーボセクタ１２０はディスク上の非データ領域であり、この領域は、一般にディスクの製造またはフォーマット中に一度磁化され、ディスクドライブの通常動作中に消去されないものである。
【００１７】
ディスクドライブ１００に関連するエレクトロニクスは、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）エレクトロニクス１１３、サーボエレクトロニクス１１２、コントローラエレクトロニクス１１５およびインターフェースエレクトロニクス１１４を含む。ディスクドライブ１００の動作では、Ｒ／Ｗエレクトロニクス１１３は、ヘッド１０９からの信号を受信し、かつサーボセクタ１２０からサーボエレクトロニクス１１２へサーボ情報を、およびデータセクタ１６４からコントローラエレクトロニクス１１５へデータ信号を送る。サーボエレクトロニクス１１２はサーボ情報を使用して１４０において電流を生成させ、この電流が、ヘッド１０９を位置決めするためにＶＣＭアクチュエータ１１０を駆動する。インターフェースエレクトロニクス１１４はインターフェース１７２によってホストシステム（図示せず）と通信し、データおよびコマンド情報を送る。インターフェースエレクトロニクス１１４はまたインターフェース１７４によってコントローラエレクトロニクス１１５と通信する。ディスクドライブ１００の動作では、インターフェースエレクトロニクス１１４はインターフェース１７２を介してデータセクタ１６４に対して読み取りまたは書き込みを行う要求を受信する。コントローラエレクトロニクス１１５は、インターフェースエレクトロニクス１１４から要求されたデータセクタのリストを受信し、それらを、ディスク表面、トラックおよびデータセクタを一意的に識別する一組の数字に変換する。それらの数字がサーボエレクトロニクス１１２に送られて、ヘッド１０９を適切なデータセクタに位置決めすることを可能にする。
【００１８】
ディスクドライブが、「ヘッダーがない」アーキテクチャのディスクドライブである場合、すなわちデータセクタ１６４が、データセクタに対してデータの読み取りまたは書き込みを行う前に読み取られる必要がある固有のデータセクタアドレスを含まない場合、サーボエレクトロニクス１１２は、一度適切なデータトラック上にヘッド１０９を位置決めし、所望のデータセクタの位置を識別し配置するためにセクタ計算を実行し始める。要するに、ヘッダーがないアーキテクチャの手法では、サーボセクタ１２０の始まりにおけるサーボタイミングマーク（ＳＴＭ）を使用してサーボセクタの位置を突き止め、かつ参照符号１２１を含むサーボセクタからのＳＴＭのカウント数が各サーボセクタを一義的に識別する。このようにして所望のデータセクタが識別されたら、データセクタから読み取られたデータビットまたはデータセクタに書き込まれるデータビットのタイミングを制御するために、そのデータセクタに先行するｓｙｎｃフィールドが検出される。
【００１９】
従来の磁気記録ディスクドライブは、「連続」媒体を備えるディスクを使用する。つまり、磁気記録層は、磁化可能な材料の連続的な薄膜である。従来の連続媒体ディスクでは、同心データトラックは互いに物理的に分離しておらず、記録層に予め形成されずに、書き込みヘッドからの書き込み磁界が連続的な磁気層に磁化を発生させるときに形成される。連続媒体ディスクをまた「ディスクリートトラック」ディスクともし得る。つまり、連続的な磁性材料の同心データトラックは互いに、同心の非磁性のガードバンドだけ半径方向に分離している。ディスクリートトラック磁気記録ディスクは、例えば特許文献１に記載されているように当該技術分野で公知である。ディスクリートトラックディスクでは、非磁性のガードバンドをトレンチまたは溝とすることができるか、または非磁性材料で形成し得るか、または磁性材料を含むが、データトラックからのリードバック信号に悪影響を与えないようにデータトラックの表面から十分下に離れた箇所に表面を有する。
【００２０】
しかしながら、「パターン化された」媒体を備える磁気記録ディスクが、データ密度を高めるために提案されている。パターン化された媒体では、ディスク上の磁化可能な材料は、各アイランドに単一の磁区すなわち「ビット」があるように、分離された小さなアイランドにパターン化される。単一の磁区を単一の粒子とすることも、または単一の磁気領域として一斉に磁性状態を切り替える、強く結合した数個の粒子からなるようにすることもできる。これは、単一の「ビット」が複数の独立して切り替えられた磁性粒子、または非磁性の粒界によって分離された粒子を有し得る従来の連続媒体とは異なる。パターン化されたアイランドに必要な磁気分離を生じさせるために、アイランド間の空間の磁気モーメントを無効にするかまたは実質的に低減させて、これらの空間を実質的に非磁性にする必要がある。パターン化された媒体では、データセクタならびに非データ領域がパターン化される。しかしながら、非データ領域のみがパターン化される連続媒体ディスクを作製することも可能である。このタイプの連続媒体ディスクは、従来の同心データトラックか、または非磁性のガードバンドによって分離されるが非データ領域がパターン化されているディスクリートデータトラックを有し得る。パターン化されたサーボ領域を備えるディスクリートトラックディスクの例が特許文献１に記載されている。
【００２１】
図３は、ｓｙｎｃフィールド１６３、サーボセクタ１２０およびデータセクタ１６４の一部分を示すディスク１０４の一部分の概略図である。図３には、明確にするために、データトラックを４つのみ（トラック３０８、３０９、３１０および３１１）備える、非常に簡略化したパターンを示す。トラックは、トラック３０８の中心線３１８と、トラック３０９の中心線３１９との間の半径方向距離として示すトラックピッチＴｐを有する。サーボセクタ１２０はデータフィールド１６４に先行し、かつヘッドに対して矢印１３０で示す方向に移動する。媒体の２つの起こり得る磁性状態を黒白領域として示す。
【００２２】
サーボセクタ１２０は、３つの異なるパターンで構成されている：サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）フィールド３０６、トラック識別（ＴＩＤ）フィールド３０４および位置誤差信号（ＰＥＳ）パターン３０５である。ＳＴＭフィールド３０６は、半径方向の全ての位置において同じである。ＳＴＭパターンを、サーボパターンのどこにも発生せずかつデータ記録部に発生しないように選択する。ＳＴＭを使用して、サーボセクタ１２０の始まりの位置を突き止める。ＴＩＤフィールド３０４はトラック数を含み、通常グレーコード化され、かつ記録された２ビットの有無として書き込まれる。ＴＩＤフィールド３０４は、ヘッドの半径方向位置の整数部を決定する。
【００２３】
位置誤差信号（ＰＥＳ）パターン３０５は従来の位相型山形サーボパターンである。山形パターンは、サーボアイランドの２つのフィールドすなわちセットＡ、Ｂで構成されており、セットＢは、半径方向の対称中心線１８０を中心としたセットＡの鏡像である。各セットは、複数のデータトラックにわたって、すなわち、ディスク全体（またはゾーン全体）にわたってほぼ半径方向に延在する。アイランドのセットは、ディスクにわたってほぼ半径方向に延在し、好ましくは、一般的にヘッドがラジアルアクチュエータによってディスクにわたって移動するときに、ヘッドの経路を再現する弓形形状を有する（図１のサーボセクタ１２０で示すように）。
【００２４】
各セットＡ、Ｂは、半径方向に離間した複数のディスクリートサーボアイランドである。各サーボアイランドは、セットＡの典型的なアイランド１８２およびセットＢの１８４のように、長さ方向がトラックに沿った方向に対して鋭角に傾斜または向けられたほぼ平行四辺形である。セットＡのアイランドは、トラックの中心線に対して鋭角で同じ方向に傾斜し、かつセットＢのアイランドは、同じ鋭角で反対方向に傾斜している。図３の例ではセットＡのアイランドは、半径方向において負の方向（ディスクの内径に向かって）傾斜し、セットＢのアイランドは、半径方向において正の方向に傾斜しているが、２つのセットのアイランドを反対方向に傾斜させることもできる。２つのアイランドの形状は合同の平行四辺形であるが、それらは周方向において反対の向きに配置される。線対称は、トラックの中心線に対して垂直な半径方向の線１８０であるので、セットＢのパターンは、線１８０を中心としてセットＡのパターンの鏡像である。図３の例では、パターンが繰り返される半径方向距離として定義される山形パターンの周期Ｐは２Ｔｐに等しいが、周期Ｐを、Ｔｐの別の倍数、例えば４Ｔｐとして選択することもできる。
【００２５】
当該技術分野で周知のように、位相型山形パターンのサーボシステムでは、ＰＥＳを、基準周波数に対する山形パターンからのリードバック信号の位相を測定することによって判断する。セットＡからのリードバック信号の位相は半径方向に増大する一方、セットＢからのリードバック信号の位相は半径方向に低減する。それゆえ、位相差は、山形パターンの周期の半分（Ｐ／２）と等しい距離となった後に再びゼロに戻る前に徐々に半径方向で増大する。測定した位相差はＰＥＳであるため、山形パターンの一周期Ｐ内のヘッドの相対位置に直接関係する。しかしながら、ヘッドに最も近いデータトラックを識別して、ヘッドの半径方向の絶対位置を決定できるようにするために、ＴＩＤが必要とされる。例えば、ヘッドが図３のライン１９０に置かれる場合、ＴＩＤフィールド３０４からの信号を復号して、ヘッドをトラック３１０内に配置してトラック３１０の中心線３２０の半径方向位置に配置することを決定する。山形パターン３０５からの信号を復号し、測定された位相差を得て、山形パターンの一周期内の半径方向の相対距離ｒを判断する。中心線３２０は山形パターンの一周期内の（３／４）Ｐに配置されているので、この例では、ライン１９０のヘッドの半径方向の絶対位置Ｒは、中心線３２０の半径方向位置＋［ｒ−（３／４）Ｐ］である。
【００２６】
本発明のディスクドライブは、複数の周方向に離間した山形パターンを含む位相型ＰＥＳパターンと、パターンを復号してヘッドの半径方向の絶対位置を判断するサーボエレクトロニクスとを有する。それゆえ、ＴＩＤフィールドおよび関連の復号エレクトロニクスは必要ではない。第１の山形パターン（好ましくはヘッドによって最初に読み取られるもの）は、半径方向の周期Ｐ１を有し、かつ他方の山形パターンの各々は、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。好ましくは、連続的な各山形パターンは、その直前のパターンの周期よりも大きな周期を有するので、各山形パターンの周期は漸次的に増大する。
【００２７】
図４Ａに、本発明によるＰＥＳパターンの第１の実施形態を示す。５つの山形パターン９１１、９１２、９１３、９１４および９１５があり、それぞれがフィールドすなわちセットＡおよびＢ（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）を備える。各山形パターンのセットＡおよびＢは、２つのセット間の半径方向の線（図３の半径方向の線１８０のような）を中心として互いに鏡像である。５つの山形パターン９１１〜９１５は、図３の先行技術のＰＥＳパターン３０５として機能し、かつ図３の先行技術では必要とされるＴＩＤフィールド３０４を別に有する必要性をなくす。第１の山形パターン９１１を、９６周期に及ぶ半径方向の周期Ｐ１で示す。周期Ｐ１は、好ましくはＴｐの整数倍に等しく、好ましくは４Ｔｐまたは２Ｔｐである。各山形パターンの周期は、固定整数Ｎに、その直前の山形パターンの周期を掛けたものであり、この例ではＮ＝８である。それゆえ山形パターン９１２、９１３、９１４および９１５は、Ｐ１の固有の整数倍であり、具体的には山形パターン９１１の周期Ｐ１よりも８、６４、５１２および４０９６倍大きい周期を有する。それゆえ、図４Ａの実施形態の一般的な場合を、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々の周期が周期Ｐｊ＝Ｐ１＊Ｎ（ｊ−１）（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ山形パターンの数である）で説明できる。
【００２８】
図４Ｂに、図４Ａのセクション９００を半径方向に拡張したものを示す。このセクション９００は、第１の山形パターン９１１の４つの周期Ｐ１よりもわずかに長く延在する。図４Ｃに、ヘッドがそれぞれ図４Ｂのライン９８０〜９８３に沿って山形パターン９１１〜９１５を通り過ぎるときのリードバック信号の正弦波形９９０〜９９３を示す。
【００２９】
図５は、本発明のディスクドライブ用のサーボエレクトロニクス２１２のブロック図である。動作時、コントローラエレクトロニクス１１５はアクチュエータ位置コントローラ４０４に入力４２８を与え、次いでそれがアクチュエータに信号１４０を与えて、ヘッドを位置決めする。コントローラエレクトロニクス１１５は、サーボセクタによって読み取られたサーボ情報を使用して、アクチュエータ位置コントローラ４０４への入力４２８を決定する。サーボ情報は読み取り／書き込みエレクトロニクス１１３（図１）によって読み取られ、信号１６６がサーボエレクトロニクス２１２に入力される。サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）検出器４００が、読み取り／書き込みエレクトロニクス１１３からの入力としてリードバック信号サンプル値１６６のストリームとコントローラエレクトロニクス１１５からの制御入力４３０とを受信する。タイミングマークが検出されたらゲート信号４２０が生成される。このゲート信号４２０を使用して複数の山形パターン９１１〜９１５における位相測定のシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を制御する。
【００３０】
タイミングマークの検出後、位相検出器４０１がリードバック信号値１６６を分析し、その後、測定された位相値４２１を位相復号器４０２に送る。位相復号器はこれらの位相測定値をヘッド位置の推定値４２４に変換する。ヘッド位置値４２４は、ヘッドの半径方向の絶対位置であり、ＰＥＳの一部で構成され、データトラック内のヘッドの相対位置およびデータトラックの半径方向位置に対応する。
【００３１】
図６Ａは、ヘッドが図４Ｂのライン９８０に沿って５つの山形パターン９１１〜９１５を通り過ぎるときにヘッドによって生成されるリードバック信号９９０であり、図６Ｂは、山形パターン９１１〜９１５のセットＡ、Ｂのそれぞれからのリードバック信号の位相を検出するための位相検出器４０１のブロック図である。このリードバック信号９９０を、５つの山形パターン９１１〜９１５のセットＡ、Ｂからの正弦波信号を示す１０個のバンド１０２１〜１０３０にさらに分割する。隣接するバンド１０２１〜１０３０は、狭いガードバンドによって分離されている。位相検出器４０１は、基準周波数に対するこれら１０個の正弦波信号の各々の位相を測定する。サンプルされたリードバック信号１６６に、それぞれ回路１００２および１００３で発生された、局所的に発生したコサイン（余弦）１００７およびサイン（正弦）１００８参照シーケンスを乗じる。局所的に発生したコサイン１００７およびサイン１００８シーケンスは、正弦波リードバック信号１０２１〜１０３０の周波数と非常に近い周波数を有する。
【００３２】
コサイン加重信号値１００９は、同相（Ｉ）レジスタ１００４に蓄積される一方、サイン加重信号値１０１０は、直角位相（Ｑ）レジスタ１００５に蓄積される。１０個のバンドそれぞれに対して、測定された位相角度θを、θ＝ａｔａｎ２（Ｑ，Ｉ）（式中、ａｔａｎ２は周知の２パラメータの逆正接関数である）として計算する。ａｔａｎ２計算は、ＣＯＲＤＩＣ再帰アルゴリズムを用いてハードウェアにおいて効率的に計算される（ＣＯＲＤＩＣは、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯｏｒｄｉｎａｔｅ Ｒｏｔａｔｉｏｎ ＤＩｇｉｔａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の略であり、双曲線関数および三角関数を計算するための周知の単純で効率的なアルゴリズムである）。１０個のバンド１０２１〜１０３０に対応する１０個の測定された位相値のシーケンスは、位相復号器４０２への出力である。コサイン１００７およびサイン１００８参照シーケンスの発生、レジスタ１００４および１００５のリセットおよびラッチ、ならびに位相値の計算は全て、タイミングマーク検出器４００からのゲート信号４２０によってトリガされた固定シーケンスによって実行される。
【００３３】
各山形パターンの周期が直前の山形パターンの周期の整数倍Ｎ（図４Ａの例ではＮ＝８）と同じである複数の山形パターン９１１〜９１５は、本願明細書ではクロノメータのアナログダイヤルに例えて「時計の針（ｈａｎｄｓ−ｏｆ−ｔｈｅ−ｃｌｏｃｋ）」パターンと称す。図７は、時計の針パターンの復号方法を示すブロック図である。この例では、各パターンの周期が直前のパターンの２６倍（Ｎ＝２６）である合計５つの山形パターンがある。パターン全体が約５０万個のトラック後に繰り返す。この説明では、全ての角度はラジアンで定められると考えられ、公称トラックピッチＴｐは第１の山形パターン（Ｐ１＝２Ｔｐ）の周期の半分に等しい。
【００３４】
第１の山形パターン９１１が検出され、２つの位相値Ａ０およびＢ０が位相検出器４０１で測定されて位相復号器４０２に入力される（ブロック７００）。ブロック７１０では、第１の位相差Ｐｈ０を計算する。第１の位相差Ｐｈ０は、ヘッドがディスクの半径方向にわたって移動するときに最も迅速に進む。時計の針との類似性では第１の位相差は秒針に対応する。位相差Ｐｈ０を、２πで割ることによってゼロと１との間の値に変換する。パターンカウンタｋを値１に設定し、最大パターン数Ｋを、第１の山形パターン後の山形パターンの数に対応する４に設定する。相対的および絶対的なパターン周期ｆ１〜ｆ４およびＦ１〜Ｆ４がそれぞれ初期化される。各相対周期ｆ１〜ｆ４は値Ｎを有し、Ｆ１〜Ｆ４は、第１の山形パターン９１１後の４つの山形パターン９１２〜９１５の周期Ｐ２〜Ｐ５に対応する。第１の位相差Ｐｈ０の計算後、ヘッドのトラックからわずかに（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）外れた位置は分かるが、ヘッドが配置されているトラックは分からない。
【００３５】
復号化は、ｋがＫを超えるまで反復して続く（ブロック７２０）、すなわち、復号化は５つの山形パターン全てが読み取られると終わる。各反復では、次の２つの位相値ＡｋおよびＢｋが入力される（ブロック７２５）。各反復後、トラックの段々大きくなるバンドを法とした（ｍｏｄｕｌｏ）ヘッドの半径方向位置を知る。例えば、第１の反復の最後では（ｋ＝１）、すなわち、第２の山形パターン９１２が読み取られた後、山形パターン９１２の２６個のトラックのバンド内にヘッド位置があることは分かるが、２６個のトラックのどのバンドにヘッドが配置されているかは分からない。同様に、第２の反復の最後では（ｋ＝２）、すなわち、第３の山形パターン９１３が読み取られた後、山形パターン９１３の６７６個のトラックのバンド内にヘッド位置があることが分かるが、６７６個のトラックのどのバンドにヘッドが配置されているかは分からない。
【００３６】
各反復（ブロック７３０）では、新しい位相差Ｐｈｋを計算する。位相差は、既知のわずかにずれた（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）位置に対して補正される。残りの位相差は、この現パターンが最後に巡ってきたものであるため、何個のパターンがこれまでに巡ってきたかに対応する。各反復の最後において、ｒは次の反復で予期される小数値と等しい。ブロック７３０および７３５の演算を以下説明する。
ａ）値Ｈ１は、位相差にｆｋを掛けてから２πで割ったものに等しいとして計算される：
Ｈ１＝ｆｋ＊Ｐｈｋ／２π
ｂ）値Ｈ２は、Ｈ１からｒを引いて０．５を足したものに等しいとして計算される：
Ｈ２＝Ｈ１−ｒ＋０．５
ｃ）値Ｈ３は、Ｈ２を、Ｈ２以下の最大の整数値に切り下げたものに等しいとして計算される：
Ｈ３＝ｆｌｏｏｒ（Ｈ２）
ｄ）値Ｈ４は、Ｈ３にｒを足したものに等しいとして計算される：
Ｈ４＝ｒ＋Ｈ３
ｅ）ｒの新しい値は、Ｈ４をｆｋで割ったものに等しいとして計算される：
ｒ＝Ｈ４／ｆｋ
【００３７】
最終反復後、ｒは、位相山形の全セットの総周期の何分の１かの値（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）として示されるヘッドの半径方向位置と等しい。ブロック７３５では、トラックの半径方向位置Ｒを、ｒとＦＫとの積として計算する。次いで、Ｒの値を、コントローラ１１５（図５）に出力４２４として出力する（ブロック７４０）。
【００３８】
図８にサーボパターンの第２の実施形態を示す。この実施形態は、調和駆動ギヤボックス（ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｒｉｖｅ ｇｅａｒｂｏｘ）にたとえて第１の実施形態の「調和」の変形形態とみなされ得る。５つの山形パターン９１１、９５２、９５３、９５４および９５５があり、それぞれがフィールドすなわちセットＡおよびＢを備え（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）、第１の山形パターン９１１の９６の周期にまたがって示されている。第１の山形パターン９１１は、図４Ａに示した第１の実施形態の第１の山形パターン９１１と同一である。しかしながら、それに続く山形パターン９５２〜９５５は全て、第１の山形パターン９１１の周期Ｐ１よりもわずかに大きいだけの周期を有する。パターン９５２の位相差は、パターン９１１の位相差よりもわずかにゆっくりと増大する。パターン９５２の位相差とパターン９１１の位相差との間の位相の相違は、最終的にパターン９５２の位相差がパターン９１１の位相差に完全に１サイクル遅れるまで徐々に増大し、そこで２つのパターンの位相差は再び等しくなる。この例では、パターン９５２の周期Ｐ２は（８／７）Ｐ１であり、これらの整数８および７は互いに素である。すなわち、各整数は共通の因数を有しない。この例では、パターン９５２〜９５５は、パターン９１１の周期Ｐ１よりもそれぞれ８／７、６４／６３、５１２／５１１および４０９６／４０９５倍大きい周期を有する。それゆえ、パターン９５２、９５３、９５４および９５５は、それぞれ８、６４、５１２および４０９６トラック毎にパターン９１１の位相に戻る。このサーボパターンの利点は、個々の山形パターンの周期がほぼ正確に同じであることである。それゆえ、図８の実施形態に一般的な場合を、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々の周期は、Ｐ１に、共通の因数を有しない２つの整数の比を掛けたものであると説明できる。図８の具体例では、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々は周期Ｐｊ＝Ｐ１＊［（Ｎ（ｊ−１）／（Ｎ（ｊ−１）−１）］（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ山形パターンの数である）を有する。
【００３９】
図９は、図８に示したタイプのサーボパターンの復号化方法を示すブロック図である。この方法は、ブロック７３０に代わるブロック８３０に示す計算を除いては、図４Ａのサーボパターンの復号化のための図７の方法と同一である。ブロック８３０では、各反復において、山形パターンＰｈｋの位相差と第１のパターンＰｈ０の位相差との間の相違Ｑｋを計算する。計算は、位相差自体ではなくこの位相の相違Ｑｋを用いて、これまでのように続く。
【００４０】
各反復では、新しい対の位相値が読み取られ（ブロック７２５）、多数の計算が実行される。ブロック８３０および７３５におけるこれらの計算の演算を以下説明する。
ａ）値Ｐｈｋは、測定された位相値ＡｋとＢｋとの差である：
Ｐｈｋ＝Ａｋ−Ｂｋ
ｂ）値Ｊ１は、位相差Ｐｈｋと位相差Ｐｈ０との差として計算される：
Ｊ１＝Ｐｈｋ−Ｐｈ０
ｃ）値Ｊ２は、値Ｊ１を２πで割ったものとして計算される：
Ｊ２＝Ｊ１／２π
ｄ）位相の相違Ｑｋは、値Ｊ２と、Ｊ２以下の最大整数値の値との差として計算される：
Ｑｋ＝Ｊ２−ｆｌｏｏｒ（Ｊ２）
ｅ）値Ｈ１は、位相差にｆｋを掛けたものに等しいとして計算される：
Ｈ１＝ｆｋ＊Ｑｋ
ｆ）値Ｈ２は、Ｈ１からｒを引いて０．５を足したものに等しいとして計算される：
Ｈ２＝Ｈ１−ｒ＋０．５
ｇ）値Ｈ３は、Ｈ２を、Ｈ２以下の最大整数値に切り下げたものに等しいとして計算される：
Ｈ３＝ｆｌｏｏｒ（Ｈ２）
ｈ）値Ｈ４は、Ｈ３にｒを足したものに等しいとして計算される：
Ｈ４＝ｒ＋Ｈ３
ｉ）新しいｒの値は、Ｈ４をｆｋで割ったものに等しいとして計算される：
ｒ＝Ｈ４／ｆｋ
【００４１】
全てのデータが読み取られ処理されたら、ブロック７３５において、トラックの位置Ｒがｒと最終的なトラック範囲ＦＫとの積をとることによって計算される。次いでＲの値が、出力４２４としてコントローラ１１５（図５）に出力される（ブロック７４０）。
【００４２】
図１０に、サーボパターンの第３の実施形態を示す。５つの山形パターン９１１、９３２、９３３、９３４および９３５があり、それぞれ、フィールドすなわちセットＡおよびＢ（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）を有し、第１の山形パターン９１１の９６の周期にまたがって示す。第１の山形パターン９１１は、図４Ａに示す第１の実施形態の第１の山形パターン９１１と同一である。しかしながら、それに続く山形パターン９３２〜９３５は全て、第１の山形パターンの周期Ｐ１の固有の整数倍である周期を有し、これら整数は互いに素である。すなわち、これらの固有の整数は共通の因数を有しない。この例では、山形パターン９３２〜９３５は、山形パターン９１１の周期Ｐ１のそれぞれ２３、２５、２７および２９倍の周期を有する。
【００４３】
第１の山形９１１の位相差に対してパターン９３２〜９３５の位相差を復号化することによって、互いに素の整数のセットを法としたとするトラック数を計算する。孫子の中国の剰余定理から、この情報からトラック数を再構築することが可能である。この「中国の剰余定理」のサーボパターンの利点は、山形パターン９３２〜９３５の周期が比較的類似していることである。非常に長いパターンを有する山形パターンがない。
【００４４】
図１１は、図１０のサーボパターンの復号化方法を示すブロック図である。第１の山形パターン９１１を検出し、２つの位相値Ａ０およびＢ０が位相検出器４０１において測定されて位相復号器４０２に入力される（ブロック１１００）。ブロック１１１０では、第１の位相差Ｐｈ０が計算され、および絶対的なパターン周期Ｆ１〜Ｆ４および値Ｑ１〜Ｑ４が初期化される。
【００４５】
値Ｑ１〜Ｑ４は、Ｆｎを法としたＱｎの余りは１に等しいが、Ｆｎを除いたＦｋの値の全てに関しＦｋはＱｎを割り切ることができるという特性を有する。例えば、図１１に示す例でＱ１を考える：Ｑ１＝２３４９００＝１０２１３＊２３＋１であるため、Ｆ１を法としたＱ１の余りは１である。加えて、Ｑ１＝２３４９００＝９３９６＊２５＝８７００＊２７＝８１００＊２９であるため、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４は全てＱ１を割り切ることができる。同様に、Ｑ２＝２５２１２６＝１０９６２＊２３＝１００８５＊２５＋１＝９３３８＊２７＝８６９４＊２９などである。
【００４６】
互いに素の数のいずれかのセットＦｎに関し、必要な特性を有する唯一のセットの数Ｑｎを見つけることができる。ほとんどの場合、数Ｆｎの各々を法としたであるＮ未満の全ての正の整数を網羅的に検索することが現実的である。この例では１〜４５０２２５の間の全数が調べられ、かつ２３、２５、２７および２９を法とした余りを計算する。その場合、Ｑ１を、２３を法としたときの余りが１および２５、２７および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。Ｑ２を、２５を法としたときの余りが１および２３、２７および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。Ｑ３を、２７を法としたときの余りが１および２３、２５および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。最後に、Ｑ４を、２９を法としたときの余りが１および２３、２５および２７を法としたときの余りが０である数として選択する。
【００４７】
値Ｑｎをより効率的に見つけるために、拡張したユークリッドの互除法も使用することができる。対の数ａおよびｂを仮定すると、拡張したユークリッドの互除法は、ａｘ＋ｂｙがａとｂの共通の最大除数と等しくなるようにｘおよびｙを生じる。拡張したユークリッドの互除法の再帰式を以下に完全性のために示す：
ａ）ａがｂで割り切れる場合、アルゴリズムは終了し、自明な解ｘ＝０、ｙ＝１に戻る。
ｂ）そうでなければ、ｂおよびｂを法とするａでアルゴリズムを繰り返し、ｘ'およびｙ'として解を記憶する。
ｃ）次いで、現在の式の解はｘ＝ｙ'、およびｙ＝ｘ'−ｙ'×（ａをｂで割った商）となる。
【００４８】
例えば、Ｑ１を、以下のように、拡張したユークリッドの互除法の再帰式を使用して計算できる。ａ＝Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４＝１９５７５およびｂ＝Ｆ１＝２３の場合、再帰的な拡張したユークリッドの互除法は以下の通り進み、ここで、ｄｉｖおよびｍｏｄは、それぞれ周知の整数の除算および除算後の法である：
ａ）ａ０＝１９５７５、ｂ０＝２３。
ｂ）２３では１９５７５を割り切れないため、セットａ１＝ｂ０＝２３、セットｂ１＝ｍｏｄ（ａ０，ｂ０）＝２である。
ｃ）２では２３を割り切れないため、セットａ２＝２、セットｂ２＝ｍｏｄ（ａ１，ｂ１）＝１である。
ｄ）ここで、１で２を割り切れるため、セットｘ２＝０、セットｙ２＝１。
ｅ）その後も同様に、セットｘ１＝ｙ２＝１、セットｙ１＝ｘ２−ｙ２＊ｄｉｖ（ａ１，ｂ１）＝０−１＊１１＝−１１。
ｆ）ｘ０＝ｙ１＝−１１およびｙ０＝ｘ１−ｙ１＊ｄｉｖ（ａ０，ｂ０）＝１−（−１１）＊８５１＝９３６２に戻る。
【００４９】
ここで恒等式（−１１）＊１９５７５＋９３６２＊２３＝１が得られた（Ｆ１〜Ｆ４が互いに素であるためａおよびｂの共通の最大除数は１である）。ｘが正の値およびｙが負の値である解が必要であり、従って、ａ＊ｂ＝Ｆ１＊Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４を足したり引いたりすることにより等価の解（２３−１１）＊１９５７５＋（９３６２−１９５７５）＊２３＝１が得られる。セットＱ１＝（２３−１１）＊１９５７５＝２３４９００。Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４はＱ１の因数であるため、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４を法としたＱ１の余りが、必要に応じていずれの場合もゼロであることが分かる。Ｑ１−１０２１３＊Ｆ１＝１であるため、Ｆ１を法としたＱ１の余りが、必要に応じて１であることが分かる。
【００５０】
各反復で、新しい対の位相値が読み取られ（ブロック１１２５）、多数の計算が実行される。ブロック１１３０および１１３５のこれらの計算の演算を以下に説明する。
ａ）値Ｐｈｋは、測定された位相値ＡｋとＢｋとの差である：
Ｐｈｋ＝Ａｋ−Ｂｋ
ｂ）値Ｊ１は、位相差Ｐｈｋと周期Ｆｋとの積であると計算される：
Ｊ１＝Ｐｈｋ＊Ｆｋ
ｃ）値Ｊ２はＪ１と位相差Ｐｈ０との差であると計算される：
Ｊ２＝Ｊ１−Ｐｈ０
ｄ）値Ｊ３は、値Ｊ２を２πで割って０．５を足したものと計算される：
Ｊ３＝Ｊ２／２π＋０．５
ｅ）値ｒは、Ｊ３を、Ｊ３以下の最大整数値まで切り下げたものに等しいと計算される：
ｒ＝ｆｌｏｏｒ（Ｊ３）
ｆ）値Ｊ４は、値ｎに、ｒとＱｋとの積を足したものに等しいと計算される：
Ｊ４＝ｎ＋ｒ＊Ｑｋ
ｇ）ｎの新しい値は、Ｎを法としたＪ４の余りに等しいと計算される：
ｎ＝Ｊ４ ｍｏｄ Ｎ
ｈ）カウンタｋを増分する：
ｋ＝ｋ＋１
【００５１】
データが読み取られ、処理されると、トラックのわずかなずれＰｈ０／２πをトラック数ｎに足すことによって、トラックの位置Ｒが計算される（ブロック１１３５）。次いでＲの値が、出力４２４としてコントローラ１１５（図５）に出力される（ブロック１１４０）。
【００５２】
本発明に従って上で説明したような、ディスクリートサーボアイランドの山形パターンを有するパターン化されたサーボセクタは、好ましくはパターン化された媒体ディスクで使用できる。しかしながら、本発明はパターン化された媒体ディスクに限定されず、従来の連続媒体データトラックおよびパターン化されたサーボセクタを備える連続媒体ディスク、ならびに非磁性のガードバンドおよびパターン化されたサーボセクタによって分離されたディスクリートデータトラックを備える連続媒体ディスクにも適用できる。
【００５３】
本発明を、特に、好ましい実施形態を参照して示し、かつ説明したが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、形態および詳細に対して様々な変更をなすことができることは当業者に理解されるであろう。従って、上述の発明は、単に例示にすぎず、その範囲の限界は、添付の特許請求の範囲において規定されるとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ディスクドライブ
１０４ 磁気記録ディスク
１０６ アクチュエータアーム
１０７ サスペンション
１０８ 空気軸受スライダ
１０８ａ ディスク対向面
１０８ｂ スライダの端面
１０９ 記録ヘッド
１０９ａ 書き込みヘッド
１０９ｂ 読み取りヘッド
１１０ ボイスコイルモータアクチュエータ
１１２ サーボエレクトロニクス
１１３ 読み取り／書き込みエレクトロニクス
１１４ インターフェースエレクトロニクス
１１５ コントローラエレクトロニクス
１１８ データトラック
１２０ サーボセクタ
１２１ トラックの始まり部分
１５１、１５２、１５３ ゾーン
１６３ ｓｙｎｃフィールド
１６４ データセクタ
１７２、１７４ インターフェース
２１２ サーボエレクトロニクス
３０４ トラック識別フィールド
３０５ 位置誤差信号パターン
３０６ サーボタイミングマークフィールド
３０８、３０９、３１０、３１１ トラック
４００ サーボタイミングマーク検出器
４０１ 位相検出器
４０２ 位相復号器
４０４ アクチュエータ位置コントローラ
１００４、１００５ レジスタ
１０２１〜１０３０ バンド
Ｓ１、Ｓ２ 磁気シールド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、各データビットがディスク上の磁気的に分離されたデータアイランドに格納されているパターン化された媒体ディスクを含む磁気記録ディスクに関し、より詳細にはヘッドの位置決め用にパターン化された位相型サーボパターンを備えるディスクおよびディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁気記録ディスクドライブは、「連続」媒体を備えるディスクを使用する。これは、磁気記録層が磁化可能な材料の連続薄膜であることを意味する。従来の連続媒体ディスクでは、同心データトラックは互いに物理的に分離されておらず、記録層に予め形成されていなが、書き込みヘッドからの書き込み磁場が連続的な磁気層に磁化を発生させるときに、形成される。連続媒体ディスクをまた、「ディスクリートトラック」ディスクともし得る。これは、連続的な磁性材料の同心データトラックが、同心の非磁性のガードバンドによって互いに半径方向に分離されていることを意味する。
【０００３】
データ密度を増大させるものとして、パターン化された磁気記録媒体を備える磁気記録ハードディスクドライブが提案されている。パターン化された媒体では、ディスク上の磁気記録層が、小さく分離されたデータアイランドにパターン化されて、各アイランドまたは「ビット」には単一の磁区があるようにする。単一の磁区は単一の粒子で構成してもよく、または単一の磁気領域として一斉に磁性状態を切り替える、強く結合した数個の粒子で構成してもよい。これは、単一の「ビット」が、磁区壁によって分離された複数の磁区を有し得る従来の連続媒体とは異なる。パターン化されたアイランドに必要な磁気分離をもたらすために、アイランド間の空間の磁気モーメントを、これらの空間を実質的に非磁性にするために、無効にするかまたは実質的に低減させる必要がある。あるいは、パターン化された媒体を、アイランド間の空間に磁性材料がないように作製し得る。
【０００４】
従来のパターン化されていない、すなわち連続的な媒体ディスク、およびディスクリートトラックディスクのように、パターン化された媒体ディスクも、読み取り／書き込みヘッドの位置決めに使用される非データサーボ領域を有する。パターン化された媒体ディスクの非データサーボ領域は、非磁性空間によって分離された、パターン化されたディスクリートサーボブロックまたはアイランドを含む。サーボアイランドは、サーボ・リードバック信号を発生するサーボパターンを形成する。サーボ・リードバック信号は、読み取り／書き込みヘッドを所望のデータトラックに位置決めしかつそれをトラック上に維持するための位置誤差信号（ＰＥＳ：ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ）に復調される。このタイプのディスクをフォーマットするために提案された方法は、製造中大きな磁石によってディスクをＤＣ「消去」し、同じ方向に磁化されたサーボアイランドを全て残す。それゆえ、垂直磁気記録ディスクの場合、サーボアイランドの全てが、ディスクの表面「に向かう」またはそこ「から出る」のいずれかの磁化方向を有する。
【０００５】
パターン化された媒体では、データセクタおよび非データサーボ領域をパターン化する。しかしながら、非データサーボ領域のみがパターン化された連続媒体ディスクを作製することも可能である。このタイプの連続媒体ディスクは、従来の同心データトラック、または非磁性のガードバンドによって分離されたディスクリートデータトラックのいずれかを有し得るが、非データサーボ領域はパターン化されている。パターン化されたサーボ領域を備えるディスクリートトラックディスクの例は（特許文献１）に記載されている。
【０００６】
サーボパターンの１つのタイプは、「山形」パターンを形成するＰＥＳフィールドを備える位相型サーボパターンである。山形パターンは、データトラックに対して傾斜した、周方向に離間した第１の組のサーボアイランド、および第１の組の鏡像でありかつほぼ半径方向の対称中心線の周りで第１の組から周方向に離間した第２の組のサーボアイランドである。山形パターンの２つの組のサーボアイランドが読み取りヘッドを通るので、２つの正弦波リードバック信号が生成され、かつ２つの正弦波信号間の位相差が、最も近いトラックの中心線に対する、読み取りヘッドの半径方向位置に復調される。しかしながら、このタイプの従来の位相型サーボパターンはさらに別個のトラック識別（ＴＩＤ）フィールド、一般にグレーコードパターンを必要とし、そのグレーコードパターンは、読み取りヘッドの絶対位置を決定するために読み取られて復号される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，９１２，５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
別個のＴＩＤフィールドを必要とすることなく、読み取りヘッドの絶対位置を決定するために復調され得る、パターン化されたディスクリートサーボアイランドの山形サーボパターンを備える磁気記録ディスクおよびディスクドライブが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、パターン化されたディスクリートサーボアイランドの複数の周方向に離間した山形パターンのサーボパターンを有する磁気記録ディスクに関する。本発明はまた、別個のＴＩＤフィールドを必要とすることなく、サーボパターンを復号してヘッドの半径方向の絶対位置を決定するサーボエレクトロニクスを備えるディスクドライブにも関する。第１の山形パターン（好ましくはヘッドによって最初に読み取られるもの）は半径方向の周期Ｐ１を有し、他の山形パターンの各々は、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。好ましくは、第１の山形パターンは、最も小さい半径方向の周期Ｐ１を有するものであり、それぞれ次に続く山形パターンは、各山形パターンの周期が漸次的に増大するように、直前のパターンの周期よりも大きい周期を有する。周期Ｐ１は、好ましくはデータトラックの間隔またはトラックピッチＴｐの整数倍に等しく、好ましくは４Ｔｐまたは２Ｔｐである。一実施形態では、各山形パターンの周期は、固定整数に、直前の山形パターンの周期を掛けたものである。別の実施形態では、半径方向の周期Ｐ１を有する山形パターンを除いた山形パターンは全て、Ｐ１よりもわずかに大きいだけの周期を有する。この倍数は、好ましくは互いに素である２つの整数、すなわち、共通の因数を有しない２つの整数の比である倍数、例えば８／７である。さらに別の実施形態では、半径方向の周期Ｐ１を有する山形パターン以外の山形パターンはすべて、Ｐ１の固有の整数倍である周期を有する。これらの整数は、互いに素である、すなわち、共通の因数を有しない固有の整数である。
【００１０】
本発明による、複数の周方向に離間した山形パターンを有するサーボパターンを備える磁気記録ディスクは、パターン化されたデータトラックおよびパターン化されたサーボ領域の双方を備えるパターン化された媒体ディスク、従来の連続媒体データトラックおよびパターン化されたサーボ領域を備える連続媒体ディスク、またはディスクリートデータトラックおよびパターン化されたサーボ領域を備える連続媒体ディスクとすることができる。
【００１１】
本発明の性質および利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】非データサーボセクタおよび同期フィールドを備える磁気記録ディスクを示す従来の磁気記録ディスクドライブの概略図である。
【図２】ディスクの表面からみた読み取り／書き込みヘッドの端部およびデータトラックの一部を備えるディスクドライブスライダのディスク対向面を示す図である。
【図３】いくつかのデータトラックにまたがったパターン化されたｓｙｎｃフィールドおよびパターン化されたサーボセクタを備えるパターン化された媒体ディスクの一部分、および２つの山形パターンで構成されたＴＩＤフィールドおよびＰＥＳフィールドを示す。
【図４Ａ】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第１の実施形態を示し、各山形パターンの周期は、固定整数Ｎに、直前の山形パターンの周期を掛けたものである。
【図４Ｂ】図４Ａのサーボパターンを半径方向に拡大したセクションを示す。
【図４Ｃ】図４Ｂに示すラインに沿ってヘッドが山形パターンを通過するときのリードバック信号の正弦波形を示す。
【図５】本発明のディスクドライブ用のサーボエレクトロニクスのブロック図である。
【図６Ａ】図４Ｂに示す１つのラインに沿ってヘッドが５つの山形パターンを通過するときにヘッドによって生成されたリードバック信号を示す。
【図６Ｂ】本発明のディスクドライブ用の山形パターンの各々からリードバック信号の位相を検出するための位相検出器のブロック図である。
【図７】図４Ａに示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【図８】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第２の実施形態を示し、第１の山形パターンに続く山形パターンは全て、第１の山形パターンの周期よりもわずかに大きいだけの周期を有する。
【図９】図８に示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【図１０】５つの山形パターンを備える本発明のサーボパターンの第３の実施形態を示し、第１の山形パターンに続く山形パターンは全て、第１の山形パターンの周期の整数倍である周期を有し、これらの整数は互いに素である。
【図１１】図１０に示すサーボパターンの復号化方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、従来の磁気記録ディスクドライブの概略図であり、非データ領域を備える磁気記録ディスク、具体的には、データトラック上の記録ヘッドを位置決めするためのサーボセクタおよび記録ヘッドがデータセクタに対してデータを読み書きできるようにするための同期フィールドを示す。全体的に１００で示すディスクドライブは、磁気記録ディスク１０４、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）アクチュエータ１１０、アクチュエータアーム１０６、サスペンション１０７、ヘッドキャリアまたは空気軸受スライダ１０８および記録ヘッド１０９を含む。記録ヘッド１０９は一般に、誘導書き込みヘッドと磁気抵抗読み取りヘッドとの組み合わせ（読み取り／書き込みヘッドとも呼ばれる）であり、スライダ１０８のトレーリング端部または端面に配置されている。スライダ１０８は、サスペンション１０７によってアクチュエータアーム１０６に支持される。サスペンション１０７は、スライダが、ディスク１０４が矢印１３０の方向に回転するときにディスク１０４によって発生する空気軸受上で「縦揺れ」および「横揺れ」できるようにする。関連のスライダおよび記録ヘッドを備える１つのディスク表面のみを図１に示すが、一般に、スピンドルモータによって回転されるハブに複数のディスクが積み重ねられており、各ディスクの各表面は別個のスライダおよび記録ヘッドを有している。
【００１４】
図２は、データトラック１１８の一部分と重ね合わせられたディスク１０４の表面からみたスライダ１０８のディスク対向面１０８ａおよびヘッド１０９の端部を示す図である。ヘッド１０９は読み取り／書き込みヘッドであり、かつスライダ１０８の端面１０８ｂ上に堆積されてリソグラフィーによりパターン化された一連の薄膜である。書き込みヘッド１０９ａは、ディスク１０４上の記録層に対して垂直な磁化を記録する垂直磁気書き込み磁極ＷＰを含む。書き込みヘッド１０９ａはまた、トレーリングシールドおよび／またはサイドシールド（図示せず）を含み得る。読み取りヘッド１０９ｂを、２つの磁気シールドＳ１とＳ２との間に配置する。シールドＳ１、Ｓ２は透磁性材料で形成され、かつまた、読み取りヘッド１０９ｂへの導線として機能できるように導電性であってもよい。
【００１５】
再び図１を参照すると、ディスク１０４は回転の中心１１１を有していて、１３０で示す方向に回転する。ディスク１０４は、半径方向に離間した同心データトラックを備える磁気記録層を有し、その同心データトラックの１つをトラック１１８として示す。各データトラックは、トラックの始まり部分を示す参照符号１２１を有する。ディスクドライブをゾーンビット記録（ＺＢＲ）ディスクドライブとして示す。なぜなら、データトラックが、多数の環状のデータバンドまたはゾーンに半径方向にグループ化されているためである（そのうちの３つを、ゾーン１５１、１５２および１５３として示す）。しかし、本発明を、ＺＢＲを使用しないディスクドライブに適用することも十分でき、その場合ディスクドライブは単一のデータゾーンのみを有する。各ゾーン内で、トラックはまた、周方向において多数のデータセクタ（半径方向外側のデータゾーンにある典型的なデータセクタ１６４など）に分割される。各データセクタ１６４の前には同期（ｓｙｎｃ）フィールド（典型的なｓｙｎｃフィールド１６３など）がある。ｓｙｎｃフィールド１６３は、データセクタ１６４におけるデータビットの読み取りおよび書き込みの同期を可能にするために読み取りヘッドによって検出可能である。
【００１６】
各データトラックはまた、複数の周方向にまたは角度的に離間したサーボセクタ１２０を含む。サーボセクタ１２０は、ヘッド１０９を所望のデータトラックに動かしてヘッド１０９をデータトラック上に維持するための、読み取りヘッドによって検出可能な位置情報を含む。各トラックのサーボセクタは、他のトラックのサーボセクタと周方向に整列されて、その結果、半径方向に向けられたサーボセクタ１２０で示すように、ほぼ半径方向にトラックを横断して延在する。サーボセクタ１２０はほぼ半径方向にほぼ弓形形状を有し、これは、一般的にヘッドが１０９ラジアルアクチュエータ１１０によってディスクを横切って移動するときの、ヘッド１０９の経路を再現する。サーボセクタ１２０はディスク上の非データ領域であり、この領域は、一般にディスクの製造またはフォーマット中に一度磁化され、ディスクドライブの通常動作中に消去されないものである。
【００１７】
ディスクドライブ１００に関連するエレクトロニクスは、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）エレクトロニクス１１３、サーボエレクトロニクス１１２、コントローラエレクトロニクス１１５およびインターフェースエレクトロニクス１１４を含む。ディスクドライブ１００の動作では、Ｒ／Ｗエレクトロニクス１１３は、ヘッド１０９からの信号を受信し、かつサーボセクタ１２０からサーボエレクトロニクス１１２へサーボ情報を、およびデータセクタ１６４からコントローラエレクトロニクス１１５へデータ信号を送る。サーボエレクトロニクス１１２はサーボ情報を使用して１４０において電流を生成させ、この電流が、ヘッド１０９を位置決めするためにＶＣＭアクチュエータ１１０を駆動する。インターフェースエレクトロニクス１１４はインターフェース１７２によってホストシステム（図示せず）と通信し、データおよびコマンド情報を送る。インターフェースエレクトロニクス１１４はまたインターフェース１７４によってコントローラエレクトロニクス１１５と通信する。ディスクドライブ１００の動作では、インターフェースエレクトロニクス１１４はインターフェース１７２を介してデータセクタ１６４に対して読み取りまたは書き込みを行う要求を受信する。コントローラエレクトロニクス１１５は、インターフェースエレクトロニクス１１４から要求されたデータセクタのリストを受信し、それらを、ディスク表面、トラックおよびデータセクタを一意的に識別する一組の数字に変換する。それらの数字がサーボエレクトロニクス１１２に送られて、ヘッド１０９を適切なデータセクタに位置決めすることを可能にする。
【００１８】
ディスクドライブが、「ヘッダーがない」アーキテクチャのディスクドライブである場合、すなわちデータセクタ１６４が、データセクタに対してデータの読み取りまたは書き込みを行う前に読み取られる必要がある固有のデータセクタアドレスを含まない場合、サーボエレクトロニクス１１２は、一度適切なデータトラック上にヘッド１０９を位置決めし、所望のデータセクタの位置を識別し配置するためにセクタ計算を実行し始める。要するに、ヘッダーがないアーキテクチャの手法では、サーボセクタ１２０の始まりにおけるサーボタイミングマーク（ＳＴＭ）を使用してサーボセクタの位置を突き止め、かつ参照符号１２１を含むサーボセクタからのＳＴＭのカウント数が各サーボセクタを一義的に識別する。このようにして所望のデータセクタが識別されたら、データセクタから読み取られたデータビットまたはデータセクタに書き込まれるデータビットのタイミングを制御するために、そのデータセクタに先行するｓｙｎｃフィールドが検出される。
【００１９】
従来の磁気記録ディスクドライブは、「連続」媒体を備えるディスクを使用する。つまり、磁気記録層は、磁化可能な材料の連続的な薄膜である。従来の連続媒体ディスクでは、同心データトラックは互いに物理的に分離しておらず、記録層に予め形成されずに、書き込みヘッドからの書き込み磁界が連続的な磁気層に磁化を発生させるときに形成される。連続媒体ディスクをまた「ディスクリートトラック」ディスクともし得る。つまり、連続的な磁性材料の同心データトラックは互いに、同心の非磁性のガードバンドだけ半径方向に分離している。ディスクリートトラック磁気記録ディスクは、例えば特許文献１に記載されているように当該技術分野で公知である。ディスクリートトラックディスクでは、非磁性のガードバンドをトレンチまたは溝とすることができるか、または非磁性材料で形成し得るか、または磁性材料を含むが、データトラックからのリードバック信号に悪影響を与えないようにデータトラックの表面から十分下に離れた箇所に表面を有する。
【００２０】
しかしながら、「パターン化された」媒体を備える磁気記録ディスクが、データ密度を高めるために提案されている。パターン化された媒体では、ディスク上の磁化可能な材料は、各アイランドに単一の磁区すなわち「ビット」があるように、分離された小さなアイランドにパターン化される。単一の磁区を単一の粒子とすることも、または単一の磁気領域として一斉に磁性状態を切り替える、強く結合した数個の粒子からなるようにすることもできる。これは、単一の「ビット」が複数の独立して切り替えられた磁性粒子、または非磁性の粒界によって分離された粒子を有し得る従来の連続媒体とは異なる。パターン化されたアイランドに必要な磁気分離を生じさせるために、アイランド間の空間の磁気モーメントを無効にするかまたは実質的に低減させて、これらの空間を実質的に非磁性にする必要がある。パターン化された媒体では、データセクタならびに非データ領域がパターン化される。しかしながら、非データ領域のみがパターン化される連続媒体ディスクを作製することも可能である。このタイプの連続媒体ディスクは、従来の同心データトラックか、または非磁性のガードバンドによって分離されるが非データ領域がパターン化されているディスクリートデータトラックを有し得る。パターン化されたサーボ領域を備えるディスクリートトラックディスクの例が特許文献１に記載されている。
【００２１】
図３は、ｓｙｎｃフィールド１６３、サーボセクタ１２０およびデータセクタ１６４の一部分を示すディスク１０４の一部分の概略図である。図３には、明確にするために、データトラックを４つのみ（トラック３０８、３０９、３１０および３１１）備える、非常に簡略化したパターンを示す。トラックは、トラック３０８の中心線３１８と、トラック３０９の中心線３１９との間の半径方向距離として示すトラックピッチＴｐを有する。サーボセクタ１２０はデータフィールド１６４に先行し、かつヘッドに対して矢印１３０で示す方向に移動する。媒体の２つの起こり得る磁性状態を黒白領域として示す。
【００２２】
サーボセクタ１２０は、３つの異なるパターンで構成されている：サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）フィールド３０６、トラック識別（ＴＩＤ）フィールド３０４および位置誤差信号（ＰＥＳ）パターン３０５である。ＳＴＭフィールド３０６は、半径方向の全ての位置において同じである。ＳＴＭパターンを、サーボパターンのどこにも発生せずかつデータ記録部に発生しないように選択する。ＳＴＭを使用して、サーボセクタ１２０の始まりの位置を突き止める。ＴＩＤフィールド３０４はトラック数を含み、通常グレーコード化され、かつ記録された２ビットの有無として書き込まれる。ＴＩＤフィールド３０４は、ヘッドの半径方向位置の整数部を決定する。
【００２３】
位置誤差信号（ＰＥＳ）パターン３０５は従来の位相型山形サーボパターンである。山形パターンは、サーボアイランドの２つのフィールドすなわちセットＡ、Ｂで構成されており、セットＢは、半径方向の対称中心線１８０を中心としたセットＡの鏡像である。各セットは、複数のデータトラックにわたって、すなわち、ディスク全体（またはゾーン全体）にわたってほぼ半径方向に延在する。アイランドのセットは、ディスクにわたってほぼ半径方向に延在し、好ましくは、一般的にヘッドがラジアルアクチュエータによってディスクにわたって移動するときに、ヘッドの経路を再現する弓形形状を有する（図１のサーボセクタ１２０で示すように）。
【００２４】
各セットＡ、Ｂは、半径方向に離間した複数のディスクリートサーボアイランドである。各サーボアイランドは、セットＡの典型的なアイランド１８２およびセットＢの１８４のように、長さ方向がトラックに沿った方向に対して鋭角に傾斜または向けられたほぼ平行四辺形である。セットＡのアイランドは、トラックの中心線に対して鋭角で同じ方向に傾斜し、かつセットＢのアイランドは、同じ鋭角で反対方向に傾斜している。図３の例ではセットＡのアイランドは、半径方向において負の方向（ディスクの内径に向かって）傾斜し、セットＢのアイランドは、半径方向において正の方向に傾斜しているが、２つのセットのアイランドを反対方向に傾斜させることもできる。２つのアイランドの形状は合同の平行四辺形であるが、それらは周方向において反対の向きに配置される。線対称は、トラックの中心線に対して垂直な半径方向の線１８０であるので、セットＢのパターンは、線１８０を中心としてセットＡのパターンの鏡像である。図３の例では、パターンが繰り返される半径方向距離として定義される山形パターンの周期Ｐは２Ｔｐに等しいが、周期Ｐを、Ｔｐの別の倍数、例えば４Ｔｐとして選択することもできる。
【００２５】
当該技術分野で周知のように、位相型山形パターンのサーボシステムでは、ＰＥＳを、基準周波数に対する山形パターンからのリードバック信号の位相を測定することによって判断する。セットＡからのリードバック信号の位相は半径方向に増大する一方、セットＢからのリードバック信号の位相は半径方向に低減する。それゆえ、位相差は、山形パターンの周期の半分（Ｐ／２）と等しい距離となった後に再びゼロに戻る前に徐々に半径方向で増大する。測定した位相差はＰＥＳであるため、山形パターンの一周期Ｐ内のヘッドの相対位置に直接関係する。しかしながら、ヘッドに最も近いデータトラックを識別して、ヘッドの半径方向の絶対位置を決定できるようにするために、ＴＩＤが必要とされる。例えば、ヘッドが図３のライン１９０に置かれる場合、ＴＩＤフィールド３０４からの信号を復号して、ヘッドをトラック３１０内に配置してトラック３１０の中心線３２０の半径方向位置に配置することを決定する。山形パターン３０５からの信号を復号し、測定された位相差を得て、山形パターンの一周期内の半径方向の相対距離ｒを判断する。中心線３２０は山形パターンの一周期内の（３／４）Ｐに配置されているので、この例では、ライン１９０のヘッドの半径方向の絶対位置Ｒは、中心線３２０の半径方向位置＋［ｒ−（３／４）Ｐ］である。
【００２６】
本発明のディスクドライブは、複数の周方向に離間した山形パターンを含む位相型ＰＥＳパターンと、パターンを復号してヘッドの半径方向の絶対位置を判断するサーボエレクトロニクスとを有する。それゆえ、ＴＩＤフィールドおよび関連の復号エレクトロニクスは必要ではない。第１の山形パターン（好ましくはヘッドによって最初に読み取られるもの）は、半径方向の周期Ｐ１を有し、かつ他方の山形パターンの各々は、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する。好ましくは、連続的な各山形パターンは、その直前のパターンの周期よりも大きな周期を有するので、各山形パターンの周期は漸次的に増大する。
【００２７】
図４Ａに、本発明によるＰＥＳパターンの第１の実施形態を示す。５つの山形パターン９１１、９１２、９１３、９１４および９１５があり、それぞれがフィールドすなわちセットＡおよびＢ（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）を備える。各山形パターンのセットＡおよびＢは、２つのセット間の半径方向の線（図３の半径方向の線１８０のような）を中心として互いに鏡像である。５つの山形パターン９１１〜９１５は、図３の先行技術のＰＥＳパターン３０５として機能し、かつ図３の先行技術では必要とされるＴＩＤフィールド３０４を別に有する必要性をなくす。第１の山形パターン９１１を、９６周期に及ぶ半径方向の周期Ｐ１で示す。周期Ｐ１は、好ましくはＴｐの整数倍に等しく、好ましくは４Ｔｐまたは２Ｔｐである。各山形パターンの周期は、固定整数Ｎに、その直前の山形パターンの周期を掛けたものであり、この例ではＮ＝８である。それゆえ山形パターン９１２、９１３、９１４および９１５は、Ｐ１の固有の整数倍であり、具体的には山形パターン９１１の周期Ｐ１よりも８、６４、５１２および４０９６倍大きい周期を有する。それゆえ、図４Ａの実施形態の一般的な場合を、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々の周期が周期Ｐｊ＝Ｐ１＊Ｎ（ｊ−１）（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ山形パターンの数である）で説明できる。
【００２８】
図４Ｂに、図４Ａのセクション９００を半径方向に拡張したものを示す。このセクション９００は、第１の山形パターン９１１の４つの周期Ｐ１よりもわずかに長く延在する。図４Ｃに、ヘッドがそれぞれ図４Ｂのライン９８０〜９８３に沿って山形パターン９１１〜９１５を通り過ぎるときのリードバック信号の正弦波形９９０〜９９３を示す。
【００２９】
図５は、本発明のディスクドライブ用のサーボエレクトロニクス２１２のブロック図である。動作時、コントローラエレクトロニクス１１５はアクチュエータ位置コントローラ４０４に入力４２８を与え、次いでそれがアクチュエータに信号１４０を与えて、ヘッドを位置決めする。コントローラエレクトロニクス１１５は、サーボセクタによって読み取られたサーボ情報を使用して、アクチュエータ位置コントローラ４０４への入力４２８を決定する。サーボ情報は読み取り／書き込みエレクトロニクス１１３（図１）によって読み取られ、信号１６６がサーボエレクトロニクス２１２に入力される。サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）検出器４００が、読み取り／書き込みエレクトロニクス１１３からの入力としてリードバック信号サンプル値１６６のストリームとコントローラエレクトロニクス１１５からの制御入力４３０とを受信する。タイミングマークが検出されたらゲート信号４２０が生成される。このゲート信号４２０を使用して複数の山形パターン９１１〜９１５における位相測定のシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を制御する。
【００３０】
タイミングマークの検出後、位相検出器４０１がリードバック信号値１６６を分析し、その後、測定された位相値４２１を位相復号器４０２に送る。位相復号器はこれらの位相測定値をヘッド位置の推定値４２４に変換する。ヘッド位置値４２４は、ヘッドの半径方向の絶対位置であり、ＰＥＳの一部で構成され、データトラック内のヘッドの相対位置およびデータトラックの半径方向位置に対応する。
【００３１】
図６Ａは、ヘッドが図４Ｂのライン９８０に沿って５つの山形パターン９１１〜９１５を通り過ぎるときにヘッドによって生成されるリードバック信号９９０であり、図６Ｂは、山形パターン９１１〜９１５のセットＡ、Ｂのそれぞれからのリードバック信号の位相を検出するための位相検出器４０１のブロック図である。このリードバック信号９９０を、５つの山形パターン９１１〜９１５のセットＡ、Ｂからの正弦波信号を示す１０個のバンド１０２１〜１０３０にさらに分割する。隣接するバンド１０２１〜１０３０は、狭いガードバンドによって分離されている。位相検出器４０１は、基準周波数に対するこれら１０個の正弦波信号の各々の位相を測定する。サンプルされたリードバック信号１６６に、それぞれ回路１００２および１００３で発生された、局所的に発生したコサイン（余弦）１００７およびサイン（正弦）１００８参照シーケンスを乗じる。局所的に発生したコサイン１００７およびサイン１００８シーケンスは、正弦波リードバック信号１０２１〜１０３０の周波数と非常に近い周波数を有する。
【００３２】
コサイン加重信号値１００９は、同相（Ｉ）レジスタ１００４に蓄積される一方、サイン加重信号値１０１０は、直角位相（Ｑ）レジスタ１００５に蓄積される。１０個のバンドそれぞれに対して、測定された位相角度θを、θ＝ａｔａｎ２（Ｑ，Ｉ）（式中、ａｔａｎ２は周知の２パラメータの逆正接関数である）として計算する。ａｔａｎ２計算は、ＣＯＲＤＩＣ再帰アルゴリズムを用いてハードウェアにおいて効率的に計算される（ＣＯＲＤＩＣは、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯｏｒｄｉｎａｔｅ Ｒｏｔａｔｉｏｎ ＤＩｇｉｔａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の略であり、双曲線関数および三角関数を計算するための周知の単純で効率的なアルゴリズムである）。１０個のバンド１０２１〜１０３０に対応する１０個の測定された位相値のシーケンスは、位相復号器４０２への出力である。コサイン１００７およびサイン１００８参照シーケンスの発生、レジスタ１００４および１００５のリセットおよびラッチ、ならびに位相値の計算は全て、タイミングマーク検出器４００からのゲート信号４２０によってトリガされた固定シーケンスによって実行される。
【００３３】
各山形パターンの周期が直前の山形パターンの周期の整数倍Ｎ（図４Ａの例ではＮ＝８）と同じである複数の山形パターン９１１〜９１５は、本願明細書ではクロノメータのアナログダイヤルに例えて「時計の針（ｈａｎｄｓ−ｏｆ−ｔｈｅ−ｃｌｏｃｋ）」パターンと称す。図７は、時計の針パターンの復号方法を示すブロック図である。この例では、各パターンの周期が直前のパターンの２６倍（Ｎ＝２６）である合計５つの山形パターンがある。パターン全体が約５０万個のトラック後に繰り返す。この説明では、全ての角度はラジアンで定められると考えられ、公称トラックピッチＴｐは第１の山形パターン（Ｐ１＝２Ｔｐ）の周期の半分に等しい。
【００３４】
第１の山形パターン９１１が検出され、２つの位相値Ａ０およびＢ０が位相検出器４０１で測定されて位相復号器４０２に入力される（ブロック７００）。ブロック７１０では、第１の位相差Ｐｈ０を計算する。第１の位相差Ｐｈ０は、ヘッドがディスクの半径方向にわたって移動するときに最も迅速に進む。時計の針との類似性では第１の位相差は秒針に対応する。位相差Ｐｈ０を、２πで割ることによってゼロと１との間の値に変換する。パターンカウンタｋを値１に設定し、最大パターン数Ｋを、第１の山形パターン後の山形パターンの数に対応する４に設定する。相対的および絶対的なパターン周期ｆ１〜ｆ４およびＦ１〜Ｆ４がそれぞれ初期化される。各相対周期ｆ１〜ｆ４は値Ｎを有し、Ｆ１〜Ｆ４は、第１の山形パターン９１１後の４つの山形パターン９１２〜９１５の周期Ｐ２〜Ｐ５に対応する。第１の位相差Ｐｈ０の計算後、ヘッドのトラックからわずかに（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）外れた位置は分かるが、ヘッドが配置されているトラックは分からない。
【００３５】
復号化は、ｋがＫを超えるまで反復して続く（ブロック７２０）、すなわち、復号化は５つの山形パターン全てが読み取られると終わる。各反復では、次の２つの位相値ＡｋおよびＢｋが入力される（ブロック７２５）。各反復後、トラックの段々大きくなるバンドを法とした（ｍｏｄｕｌｏ）ヘッドの半径方向位置を知る。例えば、第１の反復の最後では（ｋ＝１）、すなわち、第２の山形パターン９１２が読み取られた後、山形パターン９１２の２６個のトラックのバンド内にヘッド位置があることは分かるが、２６個のトラックのどのバンドにヘッドが配置されているかは分からない。同様に、第２の反復の最後では（ｋ＝２）、すなわち、第３の山形パターン９１３が読み取られた後、山形パターン９１３の６７６個のトラックのバンド内にヘッド位置があることが分かるが、６７６個のトラックのどのバンドにヘッドが配置されているかは分からない。
【００３６】
各反復（ブロック７３０）では、新しい位相差Ｐｈｋを計算する。位相差は、既知のわずかにずれた（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）位置に対して補正される。残りの位相差は、この現パターンが最後に巡ってきたものであるため、何個のパターンがこれまでに巡ってきたかに対応する。各反復の最後において、ｒは次の反復で予期される小数値と等しい。ブロック７３０および７３５の演算を以下説明する。
ａ）値Ｈ１は、位相差にｆｋを掛けてから２πで割ったものに等しいとして計算される：
Ｈ１＝ｆｋ＊Ｐｈｋ／２π
ｂ）値Ｈ２は、Ｈ１からｒを引いて０．５を足したものに等しいとして計算される：
Ｈ２＝Ｈ１−ｒ＋０．５
ｃ）値Ｈ３は、Ｈ２を、Ｈ２以下の最大の整数値に切り下げたものに等しいとして計算される：
Ｈ３＝ｆｌｏｏｒ（Ｈ２）
ｄ）値Ｈ４は、Ｈ３にｒを足したものに等しいとして計算される：
Ｈ４＝ｒ＋Ｈ３
ｅ）ｒの新しい値は、Ｈ４をｆｋで割ったものに等しいとして計算される：
ｒ＝Ｈ４／ｆｋ
【００３７】
最終反復後、ｒは、位相山形の全セットの総周期の何分の１かの値（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）として示されるヘッドの半径方向位置と等しい。ブロック７３５では、トラックの半径方向位置Ｒを、ｒとＦＫとの積として計算する。次いで、Ｒの値を、コントローラ１１５（図５）に出力４２４として出力する（ブロック７４０）。
【００３８】
図８にサーボパターンの第２の実施形態を示す。この実施形態は、調和駆動ギヤボックス（ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｒｉｖｅ ｇｅａｒｂｏｘ）にたとえて第１の実施形態の「調和」の変形形態とみなされ得る。５つの山形パターン９１１、９５２、９５３、９５４および９５５があり、それぞれがフィールドすなわちセットＡおよびＢを備え（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）、第１の山形パターン９１１の９６の周期にまたがって示されている。第１の山形パターン９１１は、図４Ａに示した第１の実施形態の第１の山形パターン９１１と同一である。しかしながら、それに続く山形パターン９５２〜９５５は全て、第１の山形パターン９１１の周期Ｐ１よりもわずかに大きいだけの周期を有する。パターン９５２の位相差は、パターン９１１の位相差よりもわずかにゆっくりと増大する。パターン９５２の位相差とパターン９１１の位相差との間の位相の相違は、最終的にパターン９５２の位相差がパターン９１１の位相差に完全に１サイクル遅れるまで徐々に増大し、そこで２つのパターンの位相差は再び等しくなる。この例では、パターン９５２の周期Ｐ２は（８／７）Ｐ１であり、これらの整数８および７は互いに素である。すなわち、各整数は共通の因数を有しない。この例では、パターン９５２〜９５５は、パターン９１１の周期Ｐ１よりもそれぞれ８／７、６４／６３、５１２／５１１および４０９６／４０９５倍大きい周期を有する。それゆえ、パターン９５２、９５３、９５４および９５５は、それぞれ８、６４、５１２および４０９６トラック毎にパターン９１１の位相に戻る。このサーボパターンの利点は、個々の山形パターンの周期がほぼ正確に同じであることである。それゆえ、図８の実施形態に一般的な場合を、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々の周期は、Ｐ１に、共通の因数を有しない２つの整数の比を掛けたものであると説明できる。図８の具体例では、第１の山形パターン以外の山形パターンの各々は周期Ｐｊ＝Ｐ１＊［（Ｎ（ｊ−１）／（Ｎ（ｊ−１）−１）］（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ山形パターンの数である）を有する。
【００３９】
図９は、図８に示したタイプのサーボパターンの復号化方法を示すブロック図である。この方法は、ブロック７３０に代わるブロック８３０に示す計算を除いては、図４Ａのサーボパターンの復号化のための図７の方法と同一である。ブロック８３０では、各反復において、山形パターンＰｈｋの位相差と第１のパターンＰｈ０の位相差との間の相違Ｑｋを計算する。計算は、位相差自体ではなくこの位相の相違Ｑｋを用いて、これまでのように続く。
【００４０】
各反復では、新しい対の位相値が読み取られ（ブロック７２５）、多数の計算が実行される。ブロック８３０および７３５におけるこれらの計算の演算を以下説明する。
ａ）値Ｐｈｋは、測定された位相値ＡｋとＢｋとの差である：
Ｐｈｋ＝Ａｋ−Ｂｋ
ｂ）値Ｊ１は、位相差Ｐｈｋと位相差Ｐｈ０との差として計算される：
Ｊ１＝Ｐｈｋ−Ｐｈ０
ｃ）値Ｊ２は、値Ｊ１を２πで割ったものとして計算される：
Ｊ２＝Ｊ１／２π
ｄ）位相の相違Ｑｋは、値Ｊ２と、Ｊ２以下の最大整数値の値との差として計算される：
Ｑｋ＝Ｊ２−ｆｌｏｏｒ（Ｊ２）
ｅ）値Ｈ１は、位相差にｆｋを掛けたものに等しいとして計算される：
Ｈ１＝ｆｋ＊Ｑｋ
ｆ）値Ｈ２は、Ｈ１からｒを引いて０．５を足したものに等しいとして計算される：
Ｈ２＝Ｈ１−ｒ＋０．５
ｇ）値Ｈ３は、Ｈ２を、Ｈ２以下の最大整数値に切り下げたものに等しいとして計算される：
Ｈ３＝ｆｌｏｏｒ（Ｈ２）
ｈ）値Ｈ４は、Ｈ３にｒを足したものに等しいとして計算される：
Ｈ４＝ｒ＋Ｈ３
ｉ）新しいｒの値は、Ｈ４をｆｋで割ったものに等しいとして計算される：
ｒ＝Ｈ４／ｆｋ
【００４１】
全てのデータが読み取られ処理されたら、ブロック７３５において、トラックの位置Ｒがｒと最終的なトラック範囲ＦＫとの積をとることによって計算される。次いでＲの値が、出力４２４としてコントローラ１１５（図５）に出力される（ブロック７４０）。
【００４２】
図１０に、サーボパターンの第３の実施形態を示す。５つの山形パターン９１１、９３２、９３３、９３４および９３５があり、それぞれ、フィールドすなわちセットＡおよびＢ（山形パターン９１１のセット９１１Ａおよび９１１Ｂのように）を有し、第１の山形パターン９１１の９６の周期にまたがって示す。第１の山形パターン９１１は、図４Ａに示す第１の実施形態の第１の山形パターン９１１と同一である。しかしながら、それに続く山形パターン９３２〜９３５は全て、第１の山形パターンの周期Ｐ１の固有の整数倍である周期を有し、これら整数は互いに素である。すなわち、これらの固有の整数は共通の因数を有しない。この例では、山形パターン９３２〜９３５は、山形パターン９１１の周期Ｐ１のそれぞれ２３、２５、２７および２９倍の周期を有する。
【００４３】
第１の山形９１１の位相差に対してパターン９３２〜９３５の位相差を復号化することによって、互いに素の整数のセットを法としたとするトラック数を計算する。孫子の中国の剰余定理から、この情報からトラック数を再構築することが可能である。この「中国の剰余定理」のサーボパターンの利点は、山形パターン９３２〜９３５の周期が比較的類似していることである。非常に長いパターンを有する山形パターンがない。
【００４４】
図１１は、図１０のサーボパターンの復号化方法を示すブロック図である。第１の山形パターン９１１を検出し、２つの位相値Ａ０およびＢ０が位相検出器４０１において測定されて位相復号器４０２に入力される（ブロック１１００）。ブロック１１１０では、第１の位相差Ｐｈ０が計算され、および絶対的なパターン周期Ｆ１〜Ｆ４および値Ｑ１〜Ｑ４が初期化される。
【００４５】
値Ｑ１〜Ｑ４は、Ｆｎを法としたＱｎの余りは１に等しいが、Ｆｎを除いたＦｋの値の全てに関しＦｋはＱｎを割り切ることができるという特性を有する。例えば、図１１に示す例でＱ１を考える：Ｑ１＝２３４９００＝１０２１３＊２３＋１であるため、Ｆ１を法としたＱ１の余りは１である。加えて、Ｑ１＝２３４９００＝９３９６＊２５＝８７００＊２７＝８１００＊２９であるため、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４は全てＱ１を割り切ることができる。同様に、Ｑ２＝２５２１２６＝１０９６２＊２３＝１００８５＊２５＋１＝９３３８＊２７＝８６９４＊２９などである。
【００４６】
互いに素の数のいずれかのセットＦｎに関し、必要な特性を有する唯一のセットの数Ｑｎを見つけることができる。ほとんどの場合、数Ｆｎの各々を法としたであるＮ未満の全ての正の整数を網羅的に検索することが現実的である。この例では１〜４５０２２５の間の全数が調べられ、かつ２３、２５、２７および２９を法とした余りを計算する。その場合、Ｑ１を、２３を法としたときの余りが１および２５、２７および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。Ｑ２を、２５を法としたときの余りが１および２３、２７および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。Ｑ３を、２７を法としたときの余りが１および２３、２５および２９を法としたときの余りが０である数として選択する。最後に、Ｑ４を、２９を法としたときの余りが１および２３、２５および２７を法としたときの余りが０である数として選択する。
【００４７】
値Ｑｎをより効率的に見つけるために、拡張したユークリッドの互除法も使用することができる。対の数ａおよびｂを仮定すると、拡張したユークリッドの互除法は、ａｘ＋ｂｙがａとｂの共通の最大除数と等しくなるようにｘおよびｙを生じる。拡張したユークリッドの互除法の再帰式を以下に完全性のために示す：
ａ）ａがｂで割り切れる場合、アルゴリズムは終了し、自明な解ｘ＝０、ｙ＝１に戻る。
ｂ）そうでなければ、ｂおよびｂを法とするａでアルゴリズムを繰り返し、ｘ'およびｙ'として解を記憶する。
ｃ）次いで、現在の式の解はｘ＝ｙ'、およびｙ＝ｘ'−ｙ'×（ａをｂで割った商）となる。
【００４８】
例えば、Ｑ１を、以下のように、拡張したユークリッドの互除法の再帰式を使用して計算できる。ａ＝Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４＝１９５７５およびｂ＝Ｆ１＝２３の場合、再帰的な拡張したユークリッドの互除法は以下の通り進み、ここで、ｄｉｖおよびｍｏｄは、それぞれ周知の整数の除算および除算後の法である：
ａ）ａ０＝１９５７５、ｂ０＝２３。
ｂ）２３では１９５７５を割り切れないため、セットａ１＝ｂ０＝２３、セットｂ１＝ｍｏｄ（ａ０，ｂ０）＝２である。
ｃ）２では２３を割り切れないため、セットａ２＝２、セットｂ２＝ｍｏｄ（ａ１，ｂ１）＝１である。
ｄ）ここで、１で２を割り切れるため、セットｘ２＝０、セットｙ２＝１。
ｅ）その後も同様に、セットｘ１＝ｙ２＝１、セットｙ１＝ｘ２−ｙ２＊ｄｉｖ（ａ１，ｂ１）＝０−１＊１１＝−１１。
ｆ）ｘ０＝ｙ１＝−１１およびｙ０＝ｘ１−ｙ１＊ｄｉｖ（ａ０，ｂ０）＝１−（−１１）＊８５１＝９３６２に戻る。
【００４９】
ここで恒等式（−１１）＊１９５７５＋９３６２＊２３＝１が得られた（Ｆ１〜Ｆ４が互いに素であるためａおよびｂの共通の最大除数は１である）。ｘが正の値およびｙが負の値である解が必要であり、従って、ａ＊ｂ＝Ｆ１＊Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４を足したり引いたりすることにより等価の解（２３−１１）＊１９５７５＋（９３６２−１９５７５）＊２３＝１が得られる。セットＱ１＝（２３−１１）＊１９５７５＝２３４９００。Ｆ２＊Ｆ３＊Ｆ４はＱ１の因数であるため、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４を法としたＱ１の余りが、必要に応じていずれの場合もゼロであることが分かる。Ｑ１−１０２１３＊Ｆ１＝１であるため、Ｆ１を法としたＱ１の余りが、必要に応じて１であることが分かる。
【００５０】
各反復で、新しい対の位相値が読み取られ（ブロック１１２５）、多数の計算が実行される。ブロック１１３０および１１３５のこれらの計算の演算を以下に説明する。
ａ）値Ｐｈｋは、測定された位相値ＡｋとＢｋとの差である：
Ｐｈｋ＝Ａｋ−Ｂｋ
ｂ）値Ｊ１は、位相差Ｐｈｋと周期Ｆｋとの積であると計算される：
Ｊ１＝Ｐｈｋ＊Ｆｋ
ｃ）値Ｊ２はＪ１と位相差Ｐｈ０との差であると計算される：
Ｊ２＝Ｊ１−Ｐｈ０
ｄ）値Ｊ３は、値Ｊ２を２πで割って０．５を足したものと計算される：
Ｊ３＝Ｊ２／２π＋０．５
ｅ）値ｒは、Ｊ３を、Ｊ３以下の最大整数値まで切り下げたものに等しいと計算される：
ｒ＝ｆｌｏｏｒ（Ｊ３）
ｆ）値Ｊ４は、値ｎに、ｒとＱｋとの積を足したものに等しいと計算される：
Ｊ４＝ｎ＋ｒ＊Ｑｋ
ｇ）ｎの新しい値は、Ｎを法としたＪ４の余りに等しいと計算される：
ｎ＝Ｊ４ ｍｏｄ Ｎ
ｈ）カウンタｋを増分する：
ｋ＝ｋ＋１
【００５１】
データが読み取られ、処理されると、トラックのわずかなずれＰｈ０／２πをトラック数ｎに足すことによって、トラックの位置Ｒが計算される（ブロック１１３５）。次いでＲの値が、出力４２４としてコントローラ１１５（図５）に出力される（ブロック１１４０）。
【００５２】
本発明に従って上で説明したような、ディスクリートサーボアイランドの山形パターンを有するパターン化されたサーボセクタは、好ましくはパターン化された媒体ディスクで使用できる。しかしながら、本発明はパターン化された媒体ディスクに限定されず、従来の連続媒体データトラックおよびパターン化されたサーボセクタを備える連続媒体ディスク、ならびに非磁性のガードバンドおよびパターン化されたサーボセクタによって分離されたディスクリートデータトラックを備える連続媒体ディスクにも適用できる。
【００５３】
本発明を、特に、好ましい実施形態を参照して示し、かつ説明したが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、形態および詳細に対して様々な変更をなすことができることは当業者に理解されるであろう。従って、上述の発明は、単に例示にすぎず、その範囲の限界は、添付の特許請求の範囲において規定されるとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ディスクドライブ
１０４ 磁気記録ディスク
１０６ アクチュエータアーム
１０７ サスペンション
１０８ 空気軸受スライダ
１０８ａ ディスク対向面
１０８ｂ スライダの端面
１０９ 記録ヘッド
１０９ａ 書き込みヘッド
１０９ｂ 読み取りヘッド
１１０ ボイスコイルモータアクチュエータ
１１２ サーボエレクトロニクス
１１３ 読み取り／書き込みエレクトロニクス
１１４ インターフェースエレクトロニクス
１１５ コントローラエレクトロニクス
１１８ データトラック
１２０ サーボセクタ
１２１ トラックの始まり部分
１５１、１５２、１５３ ゾーン
１６３ ｓｙｎｃフィールド
１６４ データセクタ
１７２、１７４ インターフェース
２１２ サーボエレクトロニクス
３０４ トラック識別フィールド
３０５ 位置誤差信号パターン
３０６ サーボタイミングマークフィールド
３０８、３０９、３１０、３１１ トラック
４００ サーボタイミングマーク検出器
４０１ 位相検出器
４０２ 位相復号器
４０４ アクチュエータ位置コントローラ
１００４、１００５ レジスタ
１０２１〜１０３０ バンド
Ｓ１、Ｓ２ 磁気シールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各トラックがトラックの中心線を有し、複数の同心の円形データトラックにデータを記録するための磁化可能な材料である記録層と、
サーボセクタが、半径方向に向けられ周方向に離間した複数の山形パターンを有し、前記山形パターンの各々が半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを有し、複数の前記データトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタと、
を含む磁気記録ディスクであって、
前記山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、かつ他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する磁気記録ディスク。
【請求項２】
前記磁性化サーボアイランドが、周方向に離間した２つのセットのサーボアイランドに配置され、
第１の組の前記磁性化サーボアイランドが、前記トラックの中心線に対して正の鋭角に向けられ、
第２の組の前記磁性化サーボアイランドが、前記トラックの中心線に対して負の鋭角に向けられ、正および負の鋭角の絶対値が等しい請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項３】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１の固有の整数倍である請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項４】
前記他の山形パターンの各々の周期が、周期Ｐｊ＝Ｐ１＊Ｎ（ｊ−１）（Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ前記山形パターンの数である）を有する請求項３に記載の磁気記録ディスク。
【請求項５】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１に、共通の因数を有しない２つの整数の比を掛けたものである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項６】
前記他の山形パターンの各々の周期が、周期Ｐｊ＝Ｐ１＊［（Ｎ（ｊ−１）／（Ｎ（ｊ−１）−１）］（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ前記山形パターンの数である）を有する請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項７】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１の固有の整数倍であり、前記固有の整数は共通の因数を有しない請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項８】
隣接したトラック間の前記半径方向の間隔がトラックピッチ（Ｔｐ）であり、ここでＰ１＝２Ｔｐである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項９】
隣接したトラック間の前記半径方向の間隔がトラックピッチ（Ｔｐ）であり、ここでＰ１＝４Ｔｐである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１０】
前記複数のデータトラックにおいて、個々のデータトラックを識別するためのトラック識別（ＴＩＤ）フィールドを含まない請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１１】
前記サーボアイランドが、前記記録層の平面に対して垂直な方向に磁性化される請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１２】
前記データトラックが、非磁性空間によって分離された、磁化可能な材料のパターン化されたディスクリートデータアイランドである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１３】
前記データトラックが、前記記録層の連続的な磁化可能な材料である請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１４】
前記データトラックが、同心の非磁性のガードバンドによって分離された、前記記録層の連続的な磁化可能な材料のディスクリートデータトラックである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１５】
請求項１に記載の回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データトラックにデータを書き込む書き込みヘッドと、
前記データトラックにデータを書き込み、かつ前記山形パターンの前記磁性化サーボアイランドを検出する読み取りヘッドであって、前記ディスクの回転時に前記サーボアイランドからリードバック信号を発生させる読み取りヘッドと、
異なるデータトラックに前記ヘッドを位置決めするために前記ヘッドに接続され、かつ前記ヘッドを前記トラック上に維持するアクチュエータと、
前記アクチュエータに制御信号を発生するための、サーボ信号に応答し、前記山形パターンの各々から前記リードバック信号の位相を計算し、かつ前記計算された位相から前記制御信号を計算するためのプロセッサを含むサーボエレクトロニクスを含む磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１６】
非磁性空間によって分離された、磁化可能な材料のディスクリートデータアイランドにパターン化された同心の複数の円形データトラックであって、前記複数の円形データトラックの各々の中心線を有する複数の円形データトラックと、
複数の前記円形データトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタであって、前記サーボセクタの各々が、固有のほぼ半径方向に向けられ周方向に離間した山形パターンを備え、各山形パターンが、半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを備え、かつほぼ半径方向の対称中心線の周りで周方向に離間した２組のサーボアイランドにパターン化され、第１の組が、前記トラックの中心線に対して鋭角で傾斜した前記サーボアイランドでパターン化され、かつ第２の組が、前記半径方向の対称中心線を中心として前記第１の組の鏡像としてパターン化される非データサーボセクタと、
を含むパターン化された媒体の磁気記録ディスクであって、
前記山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、
前記他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有するパターン化された媒体の磁気記録ディスク。
【請求項１７】
前記他の山形パターンの各々の周期がＰ１の固有の整数倍である請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１８】
前記他の山形パターンの各々の周期がＰ１の固有の整数倍であり、
前記固有の整数倍が共通の因数を有しない請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１９】
隣接するデータトラック間の前記半径方向の間隔が前記トラックピッチ（Ｔｐ）であり、Ｐ１がＴｐの整数倍である請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項２０】
前記複数のデータトラックにおいて個々のデータトラックを識別するためのトラック識別（ＴＩＤ）フィールドを含まない請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１】
各トラックがトラックの中心線を有し、複数の同心の円形データトラックにデータを記録するための磁化可能な材料である記録層と、
サーボセクタが、半径方向に向けられ周方向に離間した複数の山形パターンを有し、前記山形パターンの各々が半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを有し、複数の前記データトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタと、
を含む磁気記録ディスクであって、
前記山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、かつ他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有する磁気記録ディスク。
【請求項２】
前記磁性化サーボアイランドが、周方向に離間した２つのセットのサーボアイランドに配置され、
第１の組の前記磁性化サーボアイランドが、前記トラックの中心線に対して正の鋭角に向けられ、
第２の組の前記磁性化サーボアイランドが、前記トラックの中心線に対して負の鋭角に向けられ、正および負の鋭角の絶対値が等しい請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項３】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１の固有の整数倍である請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項４】
前記他の山形パターンの各々の周期が、周期Ｐｊ＝Ｐ１＊Ｎ（ｊ−１）（Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ前記山形パターンの数である）を有する請求項３に記載の磁気記録ディスク。
【請求項５】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１に、共通の因数を有しない２つの整数の比を掛けたものである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項６】
前記他の山形パターンの各々の周期が、周期Ｐｊ＝Ｐ１＊［（Ｎ（ｊ−１）／（Ｎ（ｊ−１）−１）］（式中、Ｎは整数であり、およびｊは２以上であり、かつ前記山形パターンの数である）を有する請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項７】
前記他の山形パターンの各々の周期が、Ｐ１の固有の整数倍であり、前記固有の整数は共通の因数を有しない請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項８】
隣接したトラック間の前記半径方向の間隔がトラックピッチ（Ｔｐ）であり、ここでＰ１＝２Ｔｐである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項９】
隣接したトラック間の前記半径方向の間隔がトラックピッチ（Ｔｐ）であり、ここでＰ１＝４Ｔｐである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１０】
前記複数のデータトラックにおいて、個々のデータトラックを識別するためのトラック識別（ＴＩＤ）フィールドを含まない請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１１】
前記サーボアイランドが、前記記録層の平面に対して垂直な方向に磁性化される請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１２】
前記データトラックが、非磁性空間によって分離された、磁化可能な材料のパターン化されたディスクリートデータアイランドである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１３】
前記データトラックが、前記記録層の連続的な磁化可能な材料である請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１４】
前記データトラックが、同心の非磁性のガードバンドによって分離された、前記記録層の連続的な磁化可能な材料のディスクリートデータトラックである請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１５】
請求項１に記載の回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データトラックにデータを書き込む書き込みヘッドと、
前記データトラックにデータを書き込み、かつ前記山形パターンの前記磁性化サーボアイランドを検出する読み取りヘッドであって、前記ディスクの回転時に前記サーボアイランドからリードバック信号を発生させる読み取りヘッドと、
異なるデータトラックに前記ヘッドを位置決めするために前記ヘッドに接続され、かつ前記ヘッドを前記トラック上に維持するアクチュエータと、
前記アクチュエータに制御信号を発生するための、サーボ信号に応答し、前記山形パターンの各々から前記リードバック信号の位相を計算し、かつ前記計算された位相から前記制御信号を計算するためのプロセッサを含むサーボエレクトロニクスを含む磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１６】
非磁性空間によって分離された、磁化可能な材料のディスクリートデータアイランドにパターン化された同心の複数の円形データトラックであって、前記複数の円形データトラックの各々の中心線を有する複数の円形データトラックと、
複数の前記円形データトラックにわたって半径方向に延在する複数の非データサーボセクタであって、前記サーボセクタの各々が、固有のほぼ半径方向に向けられ周方向に離間した山形パターンを備え、各山形パターンが、半径方向に離間した固有の周期を有する複数の半径方向に離間した磁性化サーボアイランドを備え、かつほぼ半径方向の対称中心線の周りで周方向に離間した２組のサーボアイランドにパターン化され、第１の組が、前記トラックの中心線に対して鋭角で傾斜した前記サーボアイランドでパターン化され、かつ第２の組が、前記半径方向の対称中心線を中心として前記第１の組の鏡像としてパターン化される非データサーボセクタと、
を含むパターン化された媒体の磁気記録ディスクであって、
前記山形パターンの最も小さい周期が周期Ｐ１であり、
前記他の山形パターンの各々が、Ｐ１の固有の倍数である周期を有するパターン化された媒体の磁気記録ディスク。
【請求項１７】
前記他の山形パターンの各々の周期がＰ１の固有の整数倍である請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１８】
前記他の山形パターンの各々の周期がＰ１の固有の整数倍であり、
前記固有の整数倍が共通の因数を有しない請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項１９】
隣接するデータトラック間の前記半径方向の間隔が前記トラックピッチ（Ｔｐ）であり、Ｐ１がＴｐの整数倍である請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【請求項２０】
前記複数のデータトラックにおいて個々のデータトラックを識別するためのトラック識別（ＴＩＤ）フィールドを含まない請求項１６に記載の磁気記録ディスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１２３９８９（Ｐ２０１１−１２３９８９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９３４９（Ｐ２０１０−２６９３４９）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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