磁记录再生装置及其控制方法.pdf

一种磁记录再生装置，具有：通过由磁性层形成的多个凹凸图形记录包含位置信息的伺服信息的磁记录介质、从凹凸图形的再生信号中除去与凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样再生信号的一部分的门电路、面积积分抽样后的再生后的再生信号的第1积分器、和将面积积分后的各信号加在一起生成磁头的位置控制信号的第2积分器；能增大位置控制信号的输出，并以高精度进行磁头的定位控制。

权利要求书
1.  一种磁记录再生装置，其特征在于，具有：通过由磁性层形成的多个凹凸图形记录包含位置信息的伺服信息的磁记录介质、从上述凹凸图形的再生信号中除去与上述凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样上述再生信号的一部分的抽样单元、面积积分抽样后的再生信号的积分单元、和将面积积分后的各信号加在一起生成磁头的位置控制信号的信号加法单元。

2.  如权利要求1所述的磁记录再生装置，其特征在于：上述抽样单元以生成比与上述凹部或凸部相当的信号的脉冲宽度小的脉冲宽度的门脉冲信号，并通过该门脉冲信号抽样上述再生信号的一部分的方式构成。

3.  一种磁记录再生装置的控制方法，其特征在于：从通过由磁性层形成的多个凹凸图形在磁记录介质上记录的位置信息的上述凹凸图形的再生信号中除去与上述凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样上述再生信号的一部分，面积积分抽样后的再生信号，同时将面积积分后的各信号加在一起生成位置控制信号，根据该位置控制信号进行磁头的定位控制。

4.  如权利要求3所述的磁记录再生装置的控制方法，其特征在于：生成比与上述凹部或凸部相当的信号的脉冲宽度小的脉冲宽度的门脉冲信号，通过该门脉冲信号抽样上述再生信号的一部分。

说明书磁记录再生装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及具有分立的磁道介质和形成图形的介质等磁记录介质的磁记录再生装置及其控制方法。
背景技术
在装备记录有用于磁头的定位控制的位置信息磁记录介质的磁记录介质100中是公知的。
在图16中示出了这样的从来公知的磁记录再生装置所装备的磁记录介质的一例。
在图16中所示的磁记录介质100中，通过由磁性层形成的凹凸图形将多个伺服区域102以规定间隔形成为放射状。在该伺服区域102中，如图17中放大后所示那样，记录包含前同步信号部104、伺服标记部106、记录有地址信息的地址部108和记录有位置信息的脉冲串部110构成的伺服信息。另外，图中的符号112是用于记录用户数据的数据磁道。
在该伺服区域102的脉冲串部110中形成由4种脉冲串信息组110A、110B、110C、110D组成的脉冲串图形作为位置信息。另外，脉冲串信号组110A和110B作为一对位置信息以相对数据磁道112的中心线相等地横跨的方式配置，而脉冲串信号组110C和110D作为一对位置信息配置在相对脉冲串信号组110A和110B只离开半个磁道的间距的位置上。
在图18中示出了脉冲串信号组110A的放大图。另外，其它的脉冲串信号组110B、110C、110D的结构也相同。
如图18所示，脉冲串信号组110A(110B、110C、110D)通过将以由磁性层(磁性材料)构成的凸部(在图18中全部涂黑的部分)的圆周方向长度BL1、凹部的圆周方向长度BL2、和凸部的径向宽度BW1规定的图形在圆周方向配置多个(一般为10～30个左右)构成。另外，由于在磁记录再生装置中使磁记录介质100以一定角速度旋转，所以以下述方式形成凹凸图形：使凸部的圆周方向的长度BL1和凹部的圆周方向的长度BL2随着磁记录介质100上的径向位置的不同而不同，使凸部的圆周方向的长度BL1和凹部的圆周方向的长度BL2从内周部向外周部变长。
脉冲串部110的脉冲串图形如图19所示那样以宽度BW2的间隔在径向配置各脉冲串信号组(110A、110B、110C、110D)多个构成。
这样的脉冲串图形例如通过如图20所示那样的位置控制电路130再生。该位置控制电路130由放大被磁头114读出的再生信号的放大器116，微分再生信号的微分器118，交零检测器120，生成规定的门脉冲信号的比较器122，检测再生信号的最大输出的(峰输出)并生成位置控制信号的峰检测器124，保持位置控制信号的抽样保持器126，和差动放大器电路128构成，构成用于峰检测方式的位置控制电路。
交零检测器120是在由微分器118微分的信号的大小为0的期间发生规定的信号的电路，例如在由磁头114读出的再生输出的最大值(峰值)存在的场合发生规定的信号。
比较器122以使再生输出为一定的输出以上的场合能使门脉冲信号开始的方式构成。由于交零检测120在再生输出为0的场合也能发生规定的信号，所以比较器122通过门脉冲信号除去由交零检测器120发生地不需要的信号，同时将放大后的再生输出经A/D变换后存储。
在磁记录介质100中的脉冲串图形由磁头114读出后，脉冲串图形的再生信号被放大器116放大，输入给微分器118。通过微分器118微分的再生信号通过交零检测器120后，输入给峰检测器124。然后，在峰检测器124中，检测来自比较器122的门脉冲信号和来自交零检测器120的信号同时存在的位置，在这个位置的来自放大器116的再生输出变为最大输出(峰输出)。该最大输出，输出给抽样保持器126作为位置控制信号。于是通过由差动放大器电路128求出被抽样保持器126保持的脉冲串信号组110A的位置控制信号与脉冲串信号组110B的位置控制信号的输出差或脉冲串信号组110C的位置控制信号与脉冲串信号组110D的位置控制信号的输出差来获得磁头114的位置信息，进行磁头114的定位跟踪控制(参照例如特开2003-323772号公报)。
然而由于在通过例如分立式的磁道介质和图形形成的介质等由磁性层形成的凹凸图形记录脉冲串图形(位置信息)的磁记录介质中，凹凸图形的磁化信号以具有一个方向的极性的方式被记录，所以凹凸图形的再生信号变成如图21所示那样的波形。另外，在图21中全部涂黑的部分是模式地示出凹凸图形的凸部的平面的图，凹凸图形的再生信号波形是磁性层为垂直磁记录层时的例子。
这样一来，在通过由磁性层形成的凹凸图形记录脉冲串图形的磁记录介质中，与凹凸图形的磁化信号以具有二个方向极性的方式被记录的以前的连续膜介质相比，用于磁头的定位控制的位置控制信号的输出为一半左右，使磁头的定位精度的提高受到了限制。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而构思的，其目的是提供能增大位置控制信号的输出并以高精度进行磁头的位置控制的磁记录再生装置及其控制方法。
本发明的发明人找到了能增大位置控制信号的输出并以高精度进行磁头的定位控制的磁记录再生装置及其方法。
另外，在本发明中的所谓“位置信息”是指用于磁头的定位(跟踪)控制的信息，一般相当于在伺服区域的脉冲串部中的脉冲串图形。
另外，在本发明中的凹凸图形的再生信号中除包含由磁头再生凹凸图形信号时输出的信号外也包括通过放大该信号获得的信号。
通过下面那样的本发明，可以达到上述目的。
(1)一种磁记录再生装置，其特征在于，具有：通过由磁性层形成的多个凹凸图形记录包含位置信息的伺服信息的磁记录介质、从上述凹凸图形的再生信号中除去与上述凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样上述再生信号的一部分的抽样单元、面积积分抽样后的再生信号的积分单元、和将面积积分后的各信号加在一起生成磁头的位置控制信号的信号加法单元。
(2)如(1)所述的磁记录再生装置，其特征在于：上述抽样单元以生成比相当于上述凹部或凸部相当的信号的脉冲宽度小的脉冲宽度的门脉冲信号，并通过该门脉冲信号抽样上述再生信号的一部分的方式构成。
(3)一种磁记录再生装置的控制方法，其特征在于：从通过由磁性层形成的多个凹凸图形在磁记录介质上记录的位置信息的上述凹凸图形的再生信号中除去与上述凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样上述再生信号的一部分，面积积分抽样后的再生信号，同时将面积积分后的各信号加在一起生成位置控制信号，根据该位置控制信号进行磁头的定位控制。
(4)如(3)所述的磁记录再生装置的控制方法，其特征在于：生成比与上述凹部或凸部相当的信号的脉冲宽度小的脉冲宽度的门脉冲信号，通过该门脉冲信号抽样上述再生信号的一部分。
本发明的磁记录再生装置及其控制方法具有能增大位置控制信号的输出并以高精度进行磁头的定位控制的优良效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的磁记录再生装置中的磁记录介质的简略表示的平面图。
图2是将该磁记录再生装置中的磁记录介质中的伺服区域周边放大后简略表示的放大图。
图3是该磁记录再生装置中的磁记录介质中的伺服区域的脉冲串图形的一部分放大简略表示的局部放大图。
图4是该磁记录再生装置中的一例简略表示的侧剖面图。
图5是该磁记录再生装置中的位置控制电路的方框图。
图6是模式地表示该磁记录再生装置的磁记录介质的凹凸图形平面，凹凸图形的再生信号，门信号和位置控制信号的模式图。
图7是表示该磁记录再生装置中的磁头位置与位置控制信号的输出关系的曲线。
图8是用于说明图7和图9中的磁头位置的定义的图。
图9是表示该磁记录再生装置的记录介质中的数据磁道、脉冲串信号组和磁头的位置关系的图，以及该图中的磁头的位置与位置误差信号的关系的曲线。
图10是本发明的其它例的磁记录再生装置中的位置控制电路的方框图。
图11是模式地表示该磁记录再生装置的磁记录介质中的凹凸图形、凹凸图形的再生信号，通过第3积分器后的再生信号的模式图。
图12是本发明的磁记录介质的伺服区域中的凹凸图形的第2例的简略表示的侧剖面图。
图13是本发明的磁记录介质中的伺服区域中的凹凸图形的第3例的简略表示的侧剖面图。
图14是表示本发明的磁记录介质的伺服区域中的凹凸图形的第4例的简略表示的平面图。
图15是模式地表示本发明的磁记录介质的凹凸图形的再生信号波形的图。
图16是从来的磁记录再生装置中的磁记录介质的简略表示的平面图。
图17是将该磁记录再生装置的磁记录介质中的伺服区域周边放大表示的概略局部放大图。
图18是该磁记录再生装置的磁记录介质中的伺服区域的脉冲串信号组放大表示的概略局部放大图。
图19是该磁记录再生装置的磁记录介质中的伺服区域的脉冲串信号组图形的局部放大表示的概略一部分放大图。
图20是该磁记录再生装置的位置控制电路的方框图。
图21是模式地表示该磁记录再生装置中的磁记录介质的凹凸图形的平面以及模式表示凹凸图形的再生信号的图。
具体实施方式
以下参照附图，说明本发明的实施例1的磁记录再生装置及其控制方法。
本实施例的磁记录再生装置(未示出)装备有图1所示那样的盘状结构的磁记录介质2，在该磁记录介质2上在圆周方向互相并排形成多个伺服区域4和伺服数据区域6。
在伺服区域4中如图2所示那样，记录包含前同步信号部104、伺服标记部106、记录有地址信息的地址部108、和记录有位置信息的脉冲串部110构成的伺服信息，在该脉冲串部110上形成在径向配置多个脉冲串信号组110A(110B、110C、110D)构成的脉冲串图形(位置信息)。另外，图中的符号112是用于记录用户数据的数据磁道。
图3是模式地表示在磁记录介质2的伺服区域4上的脉冲串图形的一部分(一种脉冲串信号组)的图，是与上述图19对应的图。
如图3所示那样，在伺服区域与上述从来的磁记录介质100同样地形成在径向配设多个脉冲串信号组110A(110B、110C、110D)构成的脉冲串图形。
磁记录介质2的脉冲串图形中的凹凸图形的结构和脉冲串信号组的配置本身是与上述从来的磁记录介质100的脉冲串图形中的凹凸图形的结构和脉冲信号组的配置相同。另外，该凹凸图形例如可以如图4所示那样，通过在由玻璃基板、底层、软磁层、和取向层等组成的基板150上设置由磁性层构成的凸部152形成，在凹部154中也可以充填由SiO2等组成的充填物。
另外，在用户数据区域6上通过凹凸图形的凸部形成多个大致同心圆形的记录磁道，这些记录磁道利用被由凹凸图形的凹部形成为大致同心圆状的多个沟磁隔离。在该用户数据区域6中记录用户数据作为磁化信息。
通过以下说明的磁记录再生装置来再生磁记录介质2的脉冲串图形。
图5是表示本发明的实施例1中的磁记录再生装置(未示出)装备的位置控制电路10的方框图，是与上述图20中所示的从来的位置控制电路130相对应的控制电路。另外由于本实施例1中的磁记录再生装置的结构，除了位置控制电路10之外，与上述从来的磁记录再生装置相同，所以就相同部分在图中附加相同的符号，并省略其说明。
下面详细说明作为本发明的特征部分的位置控制电路10。
如图5所示，位置控制电路10具有：放大器116、从凹凸图形的再生信号中除去与凹凸图形的凸部或凹部相当的信号的端部并抽样再生信号的一部分的门电路(抽样单元)12、面积积分由该门电路12抽样的各信号的第1积分器(积分单元)14、将通过该第1积分器14面积分的各信号加在一起生成磁头的位置控制信号的第2积分器(积分单元)16、抽样保持器126和差动放大器电路128。
门电路12检测表示脉冲串图形开始位置的伺服标记，同时以该伺服标记为基准生成如图6所示那样的规定周期的门脉冲信号S2。另外，图6分别模式地示出了在实施例1的磁记录再生记录装置的磁记录介质2中的凹凸图形的平面、凹凸图形的再生信号S1、门脉冲信号S2和位置控制信号S3。
门脉冲信号S2中的高电平期间的脉冲宽度W2比相当于凹凸图形的凸部的信号的脉冲宽度W1设定得小，门脉冲信号S2用于从凹凸图形的再生信号S1中除去与凸部相当的信号的端部并抽样再生信号S1的一部分。另外，所谓与凸部(或凹部)相当的信号的脉冲宽度是指用“磁记录介质的圆周速度”除以“凸部(或凹部)的圆周方向的长度”后的商。
接着说明本实施例1的磁记录再生装置的作用。
由磁头114读出的位置信息的再生信号S1通过放大器16放大后，经门电路12输入给第1积分器14。输入给第1积分器14的再生信号S1只在由门电路12生成的门脉冲信号S2输出期间被第1积分器14面积积分，该面积积分后的各信号通过第2积分器16顺次加在一起后，输出给抽样保持器126作为位置控制信号S3。然后，通过用差动放大器电路128求出被抽样保持器126保持的脉冲串信号组110A的位置控制信号S3与脉冲串信号组110B的位置控制信号S3的输出差或脉冲串信号组110C的位置控制信号S3与脉冲串信号组110D的位置控制信号S3的输出差来取得磁头114的位置信息，并进行磁头114的定位控制(跟踪)。
按照本实施例1的磁记录再生装置，具有：通过由磁性层形成的多个凹凸图形磁记录包含位置信息的伺服信息的磁记录介质2、从凹凸图形的再生信号S1除去与相当凹凸图形的凹部或凸部的信号(在本实施例中为与凸部相当的信号)的端部并抽样再生信号的一部分的抽样单元(在本实施例为门电路12)、面积积分抽样后的各信号的积分单元(在本实施例中为第1积分器14)、将面积积分后的各信号加在一起生成磁头114的位置控制信号的加法运算单元(在本实施例中为第2积分器16)，所以可以增大位置控制信号的输出，进行精度高的定位。并且可以通过抽样单元除去因凹凸图形的形状和配置的偏差引起的再生信号的干扰，可以实现位置控制信号的稳定。
另外，按照本实施例1的磁记录装置的控制方法，因为从通过由磁性层形成的多个凹凸图形在磁记录介质上记录的位置信息中的凹凸图形的再生信号S1中除去与凹凸图形的凹部或凸部相当的信号的端部并抽样再生信号S1的一部分，并在面积积分抽样后的再生信号的同时将面积积分后的各信号加在一起生成位置控制信号，根据该位置控制信号进行磁头的定位控制，所以可以与本实施例1的磁记录再生装置同样，可以放大位置控制信号的输出，进行精度高的定位控制，并且可以除去因凹凸图形的形状和配置的偏差引起的再生信号的干扰，可以实现位置控制信号的稳定。
另外，抽样单元以生成比与凹部或凸部相当的信号(在本实施例1中为与凸部相当的信号)的脉冲宽度窄的脉冲宽度的门脉冲信号，并通过该门脉冲信号抽样再生信号的一部分的方式构成，所以可以使结构简单，并可以容易除去再生信号的干扰。
本发明的发明人用本实施例1的磁记录再生装置和从来的磁记录再生装置测定了位置控制信号的输出。
另外，在本实验中，设脉冲信号串图形的凸部的圆周方向长度BL1、凹部的圆周方向长度BL2、凸部的径向宽度BW1、凹部的径向宽度BW2分别为200nm。另外，凹部的圆周方向长度和凹部圆周方向的长度值分别是在2.5英寸磁盘的半径20mm的位置上的值。另外设磁盘的磁道间距为200nm(127kTPI)数据磁道的宽度为120nm。
另外，记录层是厚度为15nm的垂直磁记录层，由该垂直磁记录层形成脉冲图形的凸部，并且通过磁化该垂直磁记录层进行用于使伺服信号伺服磁场产生的处理。具体地说，将产生1.2×106A/m的直流磁场的电磁铁的磁极间隙以磁道面变为平行于磁极面的方式设定后，使伺服区域的垂直磁记录层成批地通过充磁来记录伺服信息。另外，用试样振动型磁力计(VSM)测定垂直磁记录层的磁特性，饱和磁化Bs为0.44T，残余饱和磁化Br为0.43T。
使这样的磁记录介质以磁盘的转速4200rpm旋转，同时使磁头在2.5英寸磁盘的半径20mm附近浮起11nm，用写入宽度200nm的磁头在数据磁道上进行信号的记录后，用读入宽度120nm的GMR磁头再生脉冲信号串图形，测定本实施例1和从来的磁记录再生装置的位置控制信号的输出。
在图7中示出该测定结果。另外图7是表示磁头位置与脉冲串信号组110A的位置控制信号的输出的关系的曲线，实线表示本实施例1的磁记录再生装置的输出，而虚线表示从来的磁记录再生装置的输出。另外，横轴的磁头位置如图8所示，表示脉冲串信号组110A的左端与磁头的右端的距离。另外就纵轴的输出值，将实施例1的磁头位置160nm上的输出值作为1进行了规一化。
可以看出，如图7所示那样，本实施例的磁记录再生装置在采取数据的全部范围(磁头位置为60～160nm范围)中与作为比较例的从来的磁记录再生装置相比，位置控制信号的输出要大。
另外，本发明的发明人用本实施例的磁记录再生装置和从来的磁记录再生装置测定了相对磁头位置的位置误差信号(PES：Position ErrorSignal)。
更具体地说，如图9所示那样，在磁记录介质上形成4种脉冲串信号组110A、110B、110C和110D作为位置信息(在图9中为了方便起见用一个矩形图示1个脉冲串信号组)，在使磁头移动的场合分别测定了由脉冲串信号组110A和110B得到的位置误差信号Sab和由脉冲串信号组110C和110D得到的位置误差信号Scd。在此，位置误差信号Sab在设定脉冲串信号组110A的位置控制信号的输出为Sa，脉冲串信号组110B的位置控制信号的输出为Sb的场合由(Sa-Sb)/(Sa+Sb)给出。而位置误差信号Scd在设定脉冲串信号组110C的位置控制信号的输出为Sc，脉冲串信号组110D的位置控制信号的输出为Sd的场合由(Sc-Sd)/(Sc+Sd)给出。
图9的曲线是表示磁头的位置与实施例1和比较例的位置误差信号和Scd的关系的曲线。图9的曲线中所示出的右边上升的线(磁头位置为10nm～110nm)表示位置误差信号Sab，右边下降的线(磁头位置为110nm～210nm)表示位置误差信号Scd。
可以确认，如图9的曲线所示那样，本实施例1的磁记录再生装置的位置误差信号维持与从来的磁记录再生装置的位置误差信号不变的直线性。
这样，按照本实施例1的磁记录再生装置及其控制方法，可以在维持位置误差信号的直线性的同时，增大位置控制信号的输出，进行高精度的定位控制。
另外，本发明的发明人用本实施例的磁记录再生装置和从来的磁记录再生装置，就10个磁道分的每个磁道周的磁道地址读取错误个数和用户数据的位错误率进行了测定。结果，在从来的磁记录再生装置中，每个磁道的磁道地址读取错误的个数是0～15(1个磁道平均3.5个)，每个磁道的位错误率是2.6×10-6～1.0×10-7，与此相比，本实施例1的磁记录再生装置的磁道地址读取错误的个数全部10个磁道为0，位错误全部10个磁道在1.0×10-7以下。
这样，据认为，与从来的磁记录再生装置相比之所以能减少每个磁道的磁道地址读取错误的个数和每个磁道的位错误率，是因为能维持位置误差信号的直线性并增大位置控制信号的输出，同时能除去由凹凸图形的形状和配置的偏差引起的干扰。
另外，本发明的磁记录再生装置及其控制方法不限于上述实施例1的磁记录再生装置及其控制方法。
因此，例如磁记录介质不限于垂直记录介质，也可以适用于面内记录介质。另外，这时如图10所示那样，在上述实施例1中，优选的是为在上述实施例中的放大器116与门电路12之间配置第3积分器18的结构，如图11所示那样，可以积分面内记录介质的凹凸图形的再生信号，将其整形为与垂直记录介质中的凹凸图形的再生信号同样的波形。
另外，与本发明有关的“凹凸图形”不仅于上述实施例1中的凹凸图形的结构，例如也可以如图12中所示的凹凸图形40那样，通过覆盖在基板42上形成的凹凸图形层叠磁性层44，不仅包含凸部40A也包含凹部40B的底部，在磁性层44上形成凹凸图形。另外也可以如图13所示的凹凸图形50那样，不仅包含凸部50A也包含凹部50B的底部，在磁性层52上形成凹凸图形。另外也可以如图14所示那样，通过凹凸图形的凹部(在图14中的涂白的部分)构成图3中所示的凸部的部分(在图3中的全涂黑的部分)。另外，由于在图3中通过由磁性层组成的凸部构成已是凹部的部分，所以虽然凹凸图形的再生信号如图15中所示那样，输出的基准会整体上升，但如果通过本发明的抽样单元除去与凹部相当的信号端部后抽取凹凸图形的一部分，则可以获得与上述实施例1同样的效果。
另外，虽然在上述实施例1中，作为磁记录介质的一例，适用通过由磁性层形成的凸部形成同心圆状的记录磁道并且具有将各记录磁道通过形成为同心圆状的多个沟(凹凸图形的凹部)磁分离的用户区域的分立式磁道介质，但本发明不受此限定。
因此，在例如将磁性层分割成网格状或点状(在使各记录磁道在其周围方向也磁隔离成多个)形成的凸部孤立成岛状(安全岛状)的所谓形成图形的介质上也能适用本发明。另外，用户数据区的磁性层也可以由不形成凹凸图形的连续层构成。
另外，虽然作磁记录介质的位置信息形成由4个脉冲串信号组110A、110B、110C、110D组成的脉冲串图形，但本发明不受此限定，例如也可以形成只由一对脉冲串信号组110A和110B组成的脉冲串信号图形。另外，对脉冲串信号组的数据磁道的配置也不受特别限定，例如也可以将作为一对的位置信息的脉冲串信号组110A和110B与脉冲串信号组110C和110D配置在只互相离开1/3磁道间距的位置上。
本发明可以适用于具有分立式磁道介质和形成图形的介质等的磁记录介质的磁记录再生装置。