專利名稱：信息存儲裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于為磁盤單元或光盤單元等圓形信息記錄媒體的磁道定位記錄頭并記錄信息的控制系統，尤其涉及一種使用檢測記錄頭偏離適當位置的磁道偏移狀態功能的信息存儲裝置。
背景技術：
在磁盤單元中，許多圓形的磁盤固定在主軸馬達的驅動軸上，并與主軸馬達一起被旋轉和驅動。一空氣層(空氣軸承)產生在旋轉的磁盤表面與安裝有磁頭的滑橇之間，磁頭在磁盤片上相對移動并與磁盤保持微小的間隔。磁盤表面經過精細地紋理，以防止磁盤粘住滑橇，并改善磁特性(航高特性)。
當磁頭在磁盤片上方相對運動時，由于主軸馬達中軸承的震動、磁盤瞬時的彎曲、磁盤表面的紋理標記以及預先記錄在磁盤上的伺服圖案(servo pattern)的震動所引起的抖動現象會造成偏離磁道。
因此，在數據記錄和再生過程中，執行磁道追蹤控制以解調來自再生伺服信息中的磁道位置信號，并基于該信號來減少偏離磁道量。在嵌入式伺服系統中，伺服信息區域在與數據記錄區域相同的磁道上以固定的間隔排列，并且用于檢測伺服信息的圖案預先記錄在該區域中。
由于有必要保留盡可能多的數據存儲區域，因此伺服區域的數量受到限制，這對于在追蹤控制中設置有效寬度的磁道帶寬十分困難。因此，當震動引起偏離磁道量突然改變時，由于追蹤控制中儲存的帶寬不足會帶來追蹤錯誤，偏離磁道的發生不可避免。
當偏離磁道變大時，記錄的磁化圖案被重疊地記錄在相鄰的磁道上。在這種情況下，由于該擠壓磁道的侵占，在擠壓磁道之前記錄了信息的相鄰磁道變得更狹窄。而且，當再生該磁道時，來自于擠壓磁道的串擾變大。基于這些原因，對被擠壓磁道是否能無錯再生的疑問也越來越大。
因此，在記錄數據過程中，通過監控偏離磁道量，來防止處于偏離磁道狀態時的記錄操作(偏離磁道寫入)。即，在記錄之前或記錄中檢測到偏離磁道量超過指定的值(下文中稱為閾值)時，可以應用一禁止記錄操作的技術。
同樣，在采用光或者同時采用光和磁來記錄和再生數據的光盤中，與磁盤中方法一樣，通過解調來自在記錄數據時從記錄光道再生的伺服信息的光道位置信號，并在記錄時監控偏移光道量，可以排除在偏移光道狀態下的記錄操作。
這種防止偏移磁道記錄的技術中的閾值有一個適當的設置區間。如果該值過大，就會有這樣的危險，即，相鄰記錄的磁化圖案被破壞且不能進行無錯再生。另一方面，如果該值太小，就會經常檢測到偏離磁道量超過了閾值，使得記錄操作停止，這必須等待經過一次或多次旋轉后再記錄，因此吞吐量明顯降低。所以必須將該閾值設置在一個不會發生上述現象的范圍內。
為與在當前信息存儲裝置中存儲容量的提高和成本的降低對應，本質上需要改善記錄密度，這必須提高記錄媒體圓周方向上的記錄密度和磁道密度。然而，當磁道間隙變窄時，一磁道與和它相鄰的磁道之間的距離變小，因此該磁道與和它相鄰的磁道更容易重疊。因此，減小了上述防止偏離磁道記錄的技術中的閾值上限。
此外，這個防止偏離磁道記錄的操作檢測與事先記錄的伺服圖案相關的位置，而不是直接檢測與相鄰數據磁道的距離。而且，該伺服圖案與相鄰磁道的伺服圖案不同，在追蹤各磁道時，追蹤控制以獨立的伺服圖案執行。因此，由于震動，磁道上的伺服圖案有可能被記錄在偏離磁道的位置，這樣相鄰磁道與數據磁道之間的距離變小。
也就是說，與記錄在相鄰磁道上的記錄的磁化圖案之間的距離是根據包含有錯誤的伺服信息的標準而間接推導得到的，而實際距離是未知的。因此，相鄰磁道占用數據磁道并且這兩磁道的伺服圖案位于偏離磁道位置中的最壞情形必須考慮。即使在這種情況下，也有必要使閾值的上限更小，以防止數據磁道的記錄的磁化圖案與相鄰磁道中的記錄的磁化圖案重疊。
在上述限制條件下，即使在磁道密度相當低的情況下，這一可設置的區間也會消失，并且無法實現更窄的磁道間隙。
發明內容
為了解決這一問題，在與磁盤的數據記錄區域位于同一磁道的一些位置中提供了用于記錄位置錯誤檢驗圖案(position error checking pattern)的專用區域(用于記錄位置錯誤檢驗圖案的區域)，并且該位置錯誤檢驗圖案在數據記錄期間被記錄在該區域中。
提供了一個具有一操作的記錄電路，該操作用于采用比普通數據記錄時的記錄電流大的記錄電流來記錄上述位置錯位檢驗圖案。此外，還提供了一個具有一操作的再生電路，該操作解調左右相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的泄漏信號(下文稱為相鄰磁道位置信號)，并檢測徑向上與相鄰磁道上記錄的磁化圖案的距離。
上述位置錯誤檢驗圖案，通過將在圓周方向上的位置從其所位于的相鄰磁道的位置上移開來進行排列，以防止相鄰磁道位置信號的解調操作以及位置錯誤檢驗圖案的記錄操作同時執行。
本發明通過在往數據磁道上記錄數據時檢測相鄰磁道位置信號，來直接檢測與相鄰磁道上記錄的磁化圖案的距離和判斷防止偏離磁道記錄。結果，在用于防止偏離磁道記錄的常規技術中，由于與相鄰磁道上記錄的磁化圖案的實際距離未知，被迫假設最壞的情況而降低閾值的上限，而根據本發明，閾值的上限可以提高，并且磁道密度也提高。
因此，根據本發明，與記錄在相鄰磁道的磁化圖案的距離可以直接檢測到。因此，防止偏離磁道記錄的常規技術中閾值的上限可以提高，即使磁道密度提高，閾值的設置區間仍然存在，并且信息存儲裝置可以很容易實現高的磁道密度。
圖1是說明應用本發明的磁盤單元的構造框圖。
圖2是說明數據磁盤上磁道的構造示意。
圖3是說明記錄電流與所記錄磁化圖案的磁道寬度的關系的圖表。
圖4是說明決定位置錯誤檢驗圖案中記錄頻率的條件的圖表。
圖5是說明檢驗位置錯誤記錄的電路的框圖。
圖6是說明檢驗位置錯誤的圖案生成電路的框圖。
圖7是說明關于數據磁盤上的磁道構造的另一個實施例的圖示。
具體實施例方式
下面將通過附圖來說明本發明的一個實施例。
圖1是說明應用本發明的磁盤單元的構造框圖。在HDA(頭盤組合件)1中，安裝了通過內置馬達2旋轉的多個數據磁盤3、面對每一數據磁盤3的多個磁頭4、、將各磁頭一齊移動的傳動裝置5以及采用磁頭4進行寫入和讀取的前置放大器6。
在HDA1之外安裝有一電路板7。前置放大器6的輸出被輸入到一讀取數據解調電路8中解調成數字數據，然后，被輸入到界面控制器單元9。該界面控制器單元9通過連接器和接口電纜連接到電腦主機。
前置放大器6的輸出還被輸入到位置錯誤信號再生電路10和用于檢驗位置錯誤記錄的電路18。通過位置錯誤信號再生電路10解調的位置錯誤信號被輸入到模/數轉換器11。模/數轉換器轉換器11連接到微處理器12。微處理器12讀取位置信息，并執行尋道或者追蹤操作的計算。
用于檢驗位置錯誤記錄的電路18解調相鄰磁道的位置信號，并判斷記錄過程中位置錯誤量是否超過了閾值。如果判斷出該量超過了閾值，該電路將向微處理器12發送記錄禁止信號，并停止記錄操作。
微處理器12的輸出通過數/模轉換器13轉換成模擬信號，并輸入到傳動裝置驅動器14，該傳動裝置驅動器14將產生傳動裝置5的驅動電流，并控制磁頭4的定位。
在數據記錄過程中，來自界面控制器單元9的數據，經由用于檢驗位置錯誤的圖案生成電路20送到數據記錄電路16，并作為記錄磁化圖案經由前置放大器6中的記錄電路由磁頭4記錄到數據磁盤3上。
在數據記錄過程中，檢驗位置錯誤的圖案生成電路20通過來自用于檢驗位置錯誤記錄的電路18的指令產生位置錯誤檢驗圖案。該位置錯誤檢驗圖案被送到前置放大器6中的記錄電路，并與數據一樣的方法記錄在數據磁盤3上。
主軸馬達驅動器17通過來自微處理器12的控制啟動或停止馬達。
如果上述操作能夠實現，微處理器12可以用邏輯電路如門陣列來代替。
圖2說明了數據磁盤3的磁道上記錄位置錯誤檢驗圖案的區域的排列及其構造。該記錄磁道主要包括一個記錄嵌入式伺服信息的常規伺服區域201、一個記錄每一數據的識別信息的ID區域202、一個數據區域203以及一個記錄位置錯誤檢驗圖案的區域204。
在記錄位置錯誤檢驗圖案的區域204的上部，排列著用于檢驗位置錯誤的地址圖案301，該位置錯誤表示記錄位置錯誤檢驗圖案的區域的開始。當裝置制造時，該圖案以與伺服區域201的伺服圖案一樣方法預先記錄。該圖案可以為任何圖案。為了更確定地檢測記錄位置錯誤檢驗圖案的區域204的開始，優先的是，選擇一圖案，其不存在于實際記錄在數據區域中的記錄的磁化圖案中。
在實際記錄數據時，記錄操作在檢驗位置錯誤的地址圖案301出現之前馬上暫停，其模式切換到再生模式。當檢測到用于檢驗位置錯誤的地址圖案301時，根據記錄相鄰磁道和數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303的順序，該裝置在用于記錄數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303的情況下進入位置錯誤檢驗圖案的記錄模式，在用于記錄相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303的情況下進入位置錯誤記錄的檢測模式。
當磁頭通過在地址圖案301之后的間隙區間304時，在位置錯誤檢驗圖案的記錄模式情況下啟動檢驗位置錯誤的圖案生成電路20，并且在位置錯誤記錄的檢測模式情況下前置放大器6從記錄狀態切換到再生狀態。
圖3說明了記錄電流與所記錄磁化圖案的磁道寬度的關系。隨著記錄電流的增加，由于磁頭所產生的磁場強度增大，該區域在其上磁場強度超過記錄所須值時，擴展到遠離磁道端部的部分，其結果是，記錄的磁化圖案的磁道寬度同樣被加寬。
下面將再次對圖2作出說明。當跟隨在間隙區間302之后的、用于記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303中記錄位置錯誤檢驗圖案時，該記錄電流被設置成大于一般數據記錄時間的記錄電流，并且采用圖3所示的特性記錄磁道寬度比一般數據的記錄磁化圖案的磁道寬度寬的位置錯誤檢驗圖案。通過這樣，泄漏到相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的泄漏量增加，并且位置錯誤量可以被更精確地檢測到。
跟隨在記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303之后，間隙區間304再一次被設置，并且磁道返回到數據區域203。當磁頭通過間隙區間304時，記錄電流從位置錯誤信息的設置值切換到數據記錄的一般設置值。
用于記錄數據磁道和左右相鄰磁道的位置錯誤圖案的區域204，其排列以使得在圓周方向上的位置彼此一致。然而，用于記錄相鄰磁道的記錄位置錯誤檢驗圖案于其中的區間303，通過從記錄相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303移開而排列，從而防止相鄰磁道位置信號的解調操作和數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的記錄操作同時發生。而且，還可以移動和排列用于記錄左右相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303，并獨立檢測與相鄰磁道每一側的磁化記錄圖案的距離。
磁頭4可以包括專用記錄元件的分立元件和專用再生元件。這樣，兩種元件都被排列在圓周方向上分開的位置，所以由于該元件之間的距離，記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303排列以防止相鄰磁道位置信號的解調操作和數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的記錄操作同時發生。結果，記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303的排列可能使左右相鄰磁道與數據磁道在圓周方向上重疊。
在磁道的一圈中的記錄位置錯誤檢驗圖案的區域的數量，由位置錯誤的頻率特性來決定。也就是說，當位置錯誤的帶寬寬并且短期內位置錯誤量變化很大時，有必要增加記錄位置錯誤檢驗圖案區域的數量，相反地，如果位置錯誤的帶寬窄，采用較少的記錄位置錯誤檢驗圖案區域是可以接受的。
當記錄位置錯誤檢驗圖案的區域的數量減少時，有必要設置一個有余地的、小一點的閾值，因為位置錯誤量有可能在記錄位置錯誤檢驗圖案的區域中增加。也就是說，為了增加磁道密度，必須增加記錄位置錯誤檢驗圖案的區域的數量。然而，當該數量過分增加時，記錄磁道上數據區域占的比例變小，該裝置的容量下降。因此，希望在兩者的平衡之中選擇一個最佳的值，使得該裝置的容量最大。
作為位置錯誤檢驗圖案，一種重復單一頻率的圖案也被用到。圖4說明了決定在位置錯誤檢驗圖案中的記錄頻率的條件。由于在位置錯誤檢驗信號中檢測到相鄰磁道上位置錯誤檢驗圖案的泄漏分量，所以該信號比普通數據區域中的再生信號弱。因此有必要增加位置錯誤檢驗信號的SN比并提高位置錯誤量的檢測精度。
數字401表示了，當記錄在數據磁盤上的單一頻率的磁化圖案在磁道的中央再生時，記錄頻率與再生信號的基頻分量的關系。在進行磁化記錄的情況下，當磁頭通過數據磁盤上磁性相反的部分時，會產生一個單峰型(或者由垂直磁化記錄方法的記錄與再生系統決定的雙脈沖型)信號，其它部分是恒定值(constant level)信號。因此，當記錄密度足夠低時，大多數再生信號為恒定值信號并且再生信號的基頻分量非常小。隨著記錄密度的提高，再生信號的基頻分量也增加。當記錄密度進一步提高時，再生信號與由前后磁性相反的部分再生的相反極性的單峰信號發生波形干涉。在磁化記錄中，當由前后磁性相反的部分再生的單峰信號發生波形干涉時，由于極性相反，信號的振幅會減弱。所以，當記錄密度提高時，再生信號的基頻分量降低(即使是在產生雙脈沖型信號的垂直磁盤的情況下，也顯示同樣的特征)。
也就是說，在某些記錄頻率上，存在著使再生信號的基頻分量最大化的條件。該頻率由磁頭的結構、數據磁盤的磁性以及磁頭與數據磁盤之間的間隙量所決定。
數字402表示單一頻率的記錄磁化圖案被記錄在數據磁盤上時，記錄頻率與記錄磁道寬度的關系。通常，當記錄頻率提高時，記錄磁道寬度會減小。
數字403表示當信號在偏離磁道中央的位置再生時，記錄頻率與再生信號的基頻分量的關系。這時，該分量具有一為記錄頻率404的最大值，由于記錄磁道寬度的頻率特性，該最大值比在磁道中央再生時的值要低。
因此，為使位置錯誤檢驗信號盡可能大，位置錯誤檢驗圖案的頻率應設置在頻率404附近。
圖5是說明檢驗位置錯誤記錄電路18的框圖。前置放大器6的信號被輸入到用于檢驗位置錯誤的地址圖案檢測電路501和開關電路502。當在用于檢驗位置錯誤的地址圖案檢測電路501中檢測到一個位置錯誤檢驗地址圖案時，在指定的時間之后，一個觸發信號被分別送到開關電路502和用于檢驗位置錯誤的圖案生成電路20。記錄相鄰磁道和數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303的順序，對于每一磁道預先判決，該信息從微處理器2送到檢驗位置錯誤的地址圖案檢測電路501。根據該順序信息，當磁頭到達記錄每一左右相鄰磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303時，一個觸發信號被送到開關電路502，而當磁頭到達記錄數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303時，一個觸發信號被送到檢驗位置錯誤的圖案生成電路20。
用于檢驗位置錯誤的地址圖案檢測電路501具有一計數電路，當每一記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303結束時，向開關電路502、振幅測量電路504和檢驗位置錯誤的圖案生成電路20發送一觸發信號來提示結束計時。
當磁頭到達記錄每一個相鄰磁道的記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303時，開關電路502接收該觸發信號，并只在位置錯誤檢驗圖案再生期間切換到導通狀態，并向檢測器電路503輸入一個再生信號。檢測器電路503只選擇位置錯誤檢驗信號的基頻分量并將其輸入到振幅測量電路504。
振幅測量電路504檢驗位置錯誤檢驗信號的基頻分量的大小，并在記錄位置錯誤檢驗圖案的區間303結束的時候，將振幅測量結果作為相鄰磁道位置信號輸入到判斷位置錯誤記錄電路505中。判斷位置錯誤記錄電路505將該相鄰磁道位置信號與微處理器記錄的對應于判斷位置錯誤記錄的閾值相應的信號進行比較。當相應于相鄰磁道信號的位置錯誤量大時，記錄禁止信號被送到微處理器12，隨后數據記錄停止。
框圖中的開關電路502和檢測器電路503被安置用以精確地將位置錯誤檢驗信號轉換成相鄰磁道位置信號。由于位置錯誤檢驗信號的質量很高，這兩個電路都可以省略。
圖6是說明檢驗位置錯誤的圖案生成電路20的框圖。檢驗位置錯誤的圖案生成電路20中有兩個開關電路601和602，兩個電路都切換兩個輸入信號中的一個信號，該信號通過檢驗位置錯誤的地址圖案檢測電路501發送的控制信號輸出。
開關電路601控制記錄圖案。在數據區域中，開關電路601選擇一個數據信號，并在磁頭到達記錄數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303時，開關電路601切換其為震蕩器電路603的信號，并將其輸入到前置放大器6。
開關電路602控制記錄電流值。在數據區域中，開關電路602選擇數據記錄的記錄電流值，并在磁頭到達記錄數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303時，開關電路602切換其為記錄位置錯誤檢驗圖案的記錄電流值，并將其輸入到前置放大器6。
當記錄數據磁道的位置錯誤檢驗圖案的區間303結束時，開關電路601和602再次分別切換到數據信號和數據記錄的記錄電流值。
圖7說明了當磁道中沒有ID區域202時，記錄位置錯誤檢驗圖案的區域在數據磁盤3的磁道中的排列情況。同樣，在這種情況中，與圖2中的方法相同，伺服區域701，數據區域702以及記錄位置錯誤檢驗圖案的區域703被排列在磁道中。假設記錄位置錯誤檢驗圖案的區域703的位置與相鄰磁道的關系和該區域中的構造與圖2的相同，并且一圓周中記錄位置錯誤檢驗圖案的區域703的數量按照圖2所示的標準來決定。
在本實施例中，作為認識本發明的防止偏離磁道記錄的電路所必須的電路結構，說明了用于檢驗位置錯誤的圖案生成電路20和檢驗位置錯誤記錄的電路18添加到常規的磁盤電路的一個例子。然而，如果一結構中具有在所述兩個電路中實現的功能的話，就沒有必要獨立安裝它。也就是說，前置放大器8，讀取通道電路8以及微處理器12可能具有全部該功能或是該功能的一部分。
在本實施例中，說明了本發明的防止位置錯誤記錄電路的一個用于磁盤單元的應用的例子。然而，本發明還可以應用于信息輔助存儲裝置，如除使用同樣結構的磁盤單元之外的光盤。
權利要求
1.一種信息存儲裝置，包括一磁盤媒體，其在同心排列的多個磁道上設置數據記錄區域和伺服區域；磁頭，其用于記錄和再生所述磁盤媒體的磁道上的數據；以及傳動裝置，其用于使所述磁頭移動到所希望的磁道上，其特征在于，其進一步具有位置錯誤檢驗圖案，其被記錄在所述數據記錄區域內；檢測裝置，其用于通過所述相鄰磁道間的位置錯誤檢驗圖案的信號，檢測出所述所希望的磁道和與其相鄰的磁道之間的距離；以及控制電路，其根據所檢測出的、所述所希望的磁道和與其相鄰的磁道之間的距離，來控制磁頭的移動，當檢測出所述所希望的磁道和與其相鄰的磁道之間距離小于指定值時，所述控制電路停止記錄操作，所述指定值設定在使記錄在所述相鄰磁道上的記錄磁化圖案可以正常再生的區間內。
2.根據權利要求1所述的信息存儲裝置，其特征在于，記錄位置錯位檢驗圖案的專用區域設置在和所述數據記錄區域相同磁道的多個位置上，并用于根據從記錄在相鄰磁道上的位置錯誤檢驗圖案到該磁道的泄漏信號檢測出徑向上的距離。
3.根據權利要求2所述的信息存儲裝置，其特征在于，在所述信息存儲裝置記錄數據時，一邊檢測出記錄在相鄰磁道上的所述位置錯誤檢驗圖案，一邊將記錄在所述專用區域內的所述位置錯誤檢驗圖案記錄在所述磁道上。
4.根據權利要求3所述的信息存儲裝置，其特征在于，用于記錄被記錄在所述專用區域內的所述位置錯誤檢驗圖案的區間，相對所述磁道和所述相鄰磁道在圓周方向上錯開排列。
5.根據權利要求3所述的信息存儲裝置，其特征在于，所述磁道和所述相鄰磁道圓周方向上的所述專用區域是一致的。
6.根據權利要求1所述的信息存儲裝置，其特征在于，單一反復記錄圖案用于檢測出和記錄在所述相鄰磁道上的所述信號的徑向上的距離的信號。
7.根據權利要求6所述的信息存儲裝置，其特征在于，所述記錄圖案的記錄頻率在從0.5×Fp到2×Fp的區間內，Fp是記錄頻率，在該頻率上再生信號的基頻分量最大。
8.根據權利要求1所述的信息存儲裝置，其特征在于，當記錄用于檢測出離記錄在相鄰磁道上的所述信號的徑向上的距離的信號時，使用比普通數據記錄時所用的記錄電流要大的記錄電流。
全文摘要
一種信息存儲裝置，包括在多個同心地排列的磁道上設置數據記錄區域的磁盤媒體，用于記錄和再生所述磁盤媒體的磁道上的數據的磁頭，用于將所述磁頭移動到所述多個磁道中合適的磁道的傳動裝置，以及一具有該傳動裝置和一用于控制記錄和再生的電路的一儀器，其檢測在徑向上與所述相鄰磁道上已經記錄的磁化圖案的距離并檢測數據記錄期間已經記錄在相鄰磁道上的信號。通過采用該構造，即使磁道密度增加，在用于防止該信息存儲裝置中偏離磁道記錄的操作中的閾值設置區間的上限也增加，并且該信息存儲裝置可以容易地實現高的磁道密度。
文檔編號G11B5/596GK1573941SQ200410073770
公開日2005年2月2日 申請日期1999年1月13日 優先權日1998年1月13日
發明者井出浩, 富山大士, 西田靖孝, 濱口雄彥, 高野公史, 丸山洋治, 中村敦, 澤口秀樹 申請人:株式會社日立制作所