專利名稱：用于磁記錄的裝置和用于測量偏移量的方法
技術領域：
本發明涉及在介質中進行磁記錄的技術。
背景技術：
近來，隨著計算機存儲容量的增加，磁記錄裝置例如硬磁盤驅動器(HDD)的存儲容量趨向于增加。為增加磁記錄裝置的存儲容量，必須通過在一個磁記錄層中制作一個更精細的記錄磁疇的柱，以更高的密度完成記錄，通過從一個磁頭產生的一個信號磁場形成。作為記錄更精細的磁疇柱的垂直磁記錄方法總體上已經已知。
在垂直磁記錄方法中，記錄通過以垂直于記錄層平面的方向，磁化磁記錄介質的記錄層來實現。然而，在大于100Gbit/in2的超高記錄密度情況下，通過磁頭的一個側面產生的側面收縮而發生寫入動作到相鄰的軌道，這導致了記錄失敗和再現失敗。
因此，已經提出了所謂的分立軌道型磁記錄介質。在分立軌道型磁記錄介質中，一個由非磁材料制成的非磁區形成于磁記錄介質記錄層的環形方向中，數據僅僅記錄于由磁材料制成的磁記錄區。在分立軌道型磁記錄介質中，既然在軌道間提供非磁區，優點是防止了數據寫入相鄰軌道，實現了好的記錄/再現特性。
在傳統的磁記錄裝置中，通常使用一個薄膜導電頭作為一個將數據寫入磁記錄介質中的記錄頭。一個MR(磁阻效應)頭用作再現頭，從磁記錄介質中讀出數據。每個頭裝在同一個滑動磁頭上以形成一個組合頭。在一個旋轉型驅動器結構中，組合頭支撐在一個頭傳動器的頂端，控制組合頭使得它沿位于希望扇區的磁記錄介質的軌道以徑向移動。在磁記錄介質的一個記錄表面提供一個伺服區。在伺服區，位置信息例如一個軌道位置和一個扇區位置，以預定的間隔記錄于一個軌道方向中。
圖26是一個描述分立軌道型磁記錄介質含有一個伺服區103的HDD的記錄表面和組合頭結構的示意圖。在這種情況下，磁記錄介質是分立軌道型，在軌道記錄區之間含有非磁區，每個扇區包括一個分立區101和伺服區103。分立區101包括可以記錄數據的記錄區202和不能記錄數據的非磁區201。記錄區202由磁材料形成。在軌道即記錄區202之間提供非磁區201。磁頭210結構是一個記錄頭211和一個再現頭212分開排列。因此，在寫入數據過程中記錄頭的記錄中心位置和讀取數據過程中再現頭的讀取中心位置通常互不相同。當再現了一個信號時，再現頭以預定的目標軌道位于軌道中心位置。然而，當記錄信號時，記錄頭位于偏移軌道中心位置。
另一方面，當記錄頭位于軌道中心位置，再現頭位于偏移軌道中心位置。由于磁頭的角度依賴于目標軌道而改變，在每個軌道中的偏移量具有不同值。
因此，為了能夠響應目標軌道，必須事先測量偏移量，即記錄過程中的中心位置和再現過程中的中心位置之間的偏移量，并完成偏移量控制，以使用測量的量校正記錄過程中的中心位置和再現過程中的中心位置。
為測量偏移量，再現頭位于軌道中心以寫入一個代表記錄頭位置的測量圖形。然后，當再現頭逐漸移動時讀出數據，通過判定再現信號幅度變為最大時的偏移量，或者通過判定再現信號幅度變為最大時的偏移范圍的中心位置，來確定最佳偏移量(例如見日本專利公開No.9-45025)。

發明內容
本發明的一個目標是至少解決傳統技術中的問題。
根據本發明的一個方面，一個磁記錄介質包括一個分立區，含有一個可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，以及在多個相鄰軌道之間不能記錄、定位數據的非磁區；以及一個偏移量測量區，其中用于測量偏移量的測量數據表示以徑向方向從一個軌道中心位置到組合磁頭中的記錄頭和再現頭中的一個的相對距離，當另一個頭位于每個軌道中心位置可以被記錄時，組合磁頭包括在磁記錄區寫入數據的記錄頭，以及在磁記錄區讀取數據的再現頭。
根據本發明的另一個方面，一個磁記錄裝置，執行數據的磁記錄到一個分立軌道型磁記錄介質，包括一個分立區，含有多個軌道，含有一個可以記錄數據的磁記錄區，以及在多個相鄰軌道之間不能記錄、定位數據的非磁區，以及一個偏移量測量區，其中可以記錄用于測量偏移量的測量數據，該磁記錄裝置包括一個記錄頭，它讀取在磁記錄區記錄的數據；一個記錄單元使用記錄頭記錄測量的數據，而再現頭在預定的軌道位于偏移量測量區；一個再現單元使用再現頭讀取由記錄單元記錄的測量數據，而再現頭和記錄頭由一個預定的距離從再現頭被定位的位置移動到徑向；一個存儲單元存有再現單元讀取的儲測量數據；以及一個確定單元對多個時間執行再現頭、記錄頭的移動和測量數據的讀出，并確定存儲在存儲單元中的基于多個測量數據的偏移量。
還是根據本發明的另一個方面，一個測量偏移量的方法，測量對于一個分立軌道型磁記錄介質的偏移量，包括一個分立區，含有一個可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，以及在多個相鄰軌道之間不能記錄、定位數據的非磁區；以及一個偏移量測量區，其中用于測量偏移量的測量數據表示以徑向方向從一個軌道中心位置到組合磁頭中的記錄頭和再現頭中的一個的相對距離，當另一個頭位于每個軌道中心位置可以被記錄時，組合磁頭包括在磁記錄區寫入數據的記錄頭，以及在磁記錄區讀取數據的再現頭，以及測量偏移量的方法包括一個記錄步驟，使用記錄頭記錄測量的數據，而再現頭在預定的軌道位于偏移量測量區；一個再現步驟，使用再現頭讀取測量數據，而再現頭和記錄頭由一個預定的距離從再現頭被定位的位置移動朝向徑向，并在存儲單元存儲讀取測量數據；以及一個確定步驟，對多個時間執行再現頭、記錄頭的移動和測量數據的讀出，并基于通過再現步驟存儲在存儲單元中的各段(pieces of)測量數據確定偏移量。
從下面對本發明的詳細描述并聯系附圖，本發明的其它目標、特征和優點會明確地闡明或將變得明顯。


圖1是根據本發明第一實施例描述一個硬盤結構的示意圖；圖2是詳細描述第一實施例硬盤的一個分立區，一個偏移量測量區和一個伺服區結構的示意圖；圖3是描述第一實施例的硬盤驅動器配置的框圖；圖4是描述一個記錄一個測量圖形過程的程序流程圖；圖5是描述在圖4中步驟S402和步驟S404中一個磁頭位置的示例圖；圖6是描述測量偏移量過程的程序流程圖；圖7是描述一個狀態的示例圖，其中由一個再現頭示出磁頭從一個軌道中心位置移動了一個距離Tmax到一個內徑方向；圖8是描述一個狀態的示例圖，其中磁頭從一個軌道中心位置移動了一個距離Tmax到一個內部半徑方向，從該位置磁頭移動T0到一個外部半徑方向；圖9是作圖示出偏移量和幅度值之間關系的示例圖；圖10是在畫出一個偏移存儲電路中存儲的每個軌道中最佳偏移量的實例的示例圖；圖11是由表格示出的一個偏移存儲電路中存儲的每個軌道中最佳偏移量的實例的示例圖；
圖12是根據本發明第二實施例描述硬盤結構的示意圖；圖13是第二實施例硬盤的分立區，偏移量測量區和伺服區的詳細描述的示意圖；圖14描述記錄測量圖形過程的程序流程圖；圖15是描述測量偏移量過程的程序流程圖；圖16是描述偏移量和軌道關系的示例圖；圖17是描述硬盤結構的示意圖，其中偏移量測量區形成于靠近硬盤中心的軌道中；圖18是在畫出一個偏移存儲電路中存儲的每個軌道中最佳偏移量的實例的示例圖；圖19是描述硬盤結構的示意圖，其中偏移量測量區沿硬盤徑向形成；圖20是根據本發明第三實施例描述硬盤每個扇區中的結構示意圖；圖21是描述記錄測量圖形過程的程序流程圖；圖22是描述在圖21中步驟S2102和步驟S2104中磁頭位置的示例圖；圖23是描述測量偏移量過程的程序流程圖；圖24是描述在圖23中步驟S2302和步驟S2304中磁頭位置的示例圖；圖25是描述一個表格的實例地示例圖，其中偏移量在每個扇區號中確定；以及圖26是描述一個組合頭以及HDD記錄表面結構的示意圖，HDD是一個含有伺服區的分立軌道型磁記錄介質。
具體實施例方式
關于本發明的示例性實施例將在下面參考附圖詳細解釋。
該實施例是本發明的磁記錄介質和磁記錄裝置應用于硬盤(HD)和硬盤驅動器(HDD)。
首先將描述第一實施例的硬盤結構。
第一實施例的硬盤含有一個結構，其中在分立區和伺服區之間提供一個偏移量測量區。在偏移量測量區，測量在一個記錄介質徑向方向，再現頭和記錄頭之間的相對距離的偏移量。
圖1是根據第一實施例描述硬盤結構的示意圖。第一實施例的硬盤是分立軌道型硬盤，在每個記錄軌道之間含有非磁軌道。每個扇區(section)包括分立區101，伺服區103，以及一個偏移量測量區102。
分立區101包括在其中存儲數據的記錄軌道，以及數據不能在軌道的記錄軌道之間記錄的非磁軌道。在軌道的記錄軌道之間提供非磁軌道。
伺服區103的軌道數和扇區號是扇區上的位置信息，伺服數據存儲在伺服區103中。
偏移量測量區102是一個這樣的區，其中測量在一個記錄介質徑向方向，HDD的再現頭和記錄頭之間的相對距離的偏移量。在硬盤徑向方向在分立區101和伺服區103之間提供偏移量測量區。在每個扇區中提供伺服區103和偏移量測量區102。
圖2是詳細描述第一實施例硬盤的分立區101，偏移量測量區102和伺服區103結構的示意圖。如圖2所示，分立區101包括由磁材料制成可以記錄數據的記錄軌道202，以及不能記錄數據的軌道非磁軌道201。在記錄軌道202之間提供非磁軌道201。偏移量測量區102僅由磁材料形成，其中可以記錄數據，在偏移量測量區102之間沒有非磁軌道。伺服區103也僅由可以記錄數據的磁材料形成。圖2中的虛線表示一個軌道的中心位置。
既然在伺服區103和分立區101之間提供偏移量測量區102，當定位磁頭后執行測量偏移量過程時，磁頭移動量可以減小到最小且可以快速實現測量偏移量過程。
圖2還示出了一個狀態，其中磁頭210位于伺服區103。組合頭用于第一實施例中。在組合頭中，記錄頭211和再現圖212作為磁頭210分開提供。圖2示出了再現頭212位于一個軌道中心位置的狀態。如圖1所示，每個硬盤的柱面以圓盤形狀形成且磁頭運動的軌跡是一個圓弧，使得再現頭212和記錄頭211之間的相對距離(偏移量)以硬盤的徑向在每個軌道之間是變化的。在該實施例中，在每個軌道中測量相對距離的偏移量。
下面解釋第一實施例的硬盤驅動器(HDD)的配置。圖3是描述第一實施例的硬盤驅動器配置的框圖。本實施例的硬盤驅動器(HDD)包括一個驅動機械單元320，含有一個硬盤(HD)324，一個磁頭321，以及一個懸掛臂322和一個在硬盤驅動器中印刷板上的控制電路提供的HDD控制器310。
如圖3所示，HDD控制器310包括一個系統控制器311，一個幅度存儲判決電路312，以及一個偏移存儲電路313，一個記錄圖形發生電路314，一個定位傳動器控制電路318，一個頭再現信號處理電路315，一個頭記錄信號處理電路316，以及一個偏移給予電路317。頭記錄信號處理電路316包括記錄，頭再現信號處理電路315包括再現單元，以及偏移給予電路317和定位傳動器控制電路318包括定位單元。
幅度存儲判決電路312包括一個存儲單元和一個判決單元。幅度存儲判決電路312存儲一個從再現頭212再現的再現信號的幅度值并決定最大幅度值。偏移存儲電路313在每個軌道中存儲該最大幅度值作為最佳偏移量。
記錄圖形發生電路314產生一個在硬盤中記錄的數據的記錄圖形。定位傳動器控制電路318定位再現頭212和記錄頭211。當數據通過記錄頭211記錄在記錄軌道202中時，定位傳動器控制電路318從偏移給予電路317接收最佳偏移量，并由最佳偏移量移動磁頭210到硬盤徑向方向。頭再現信號處理電路315從再現頭212接收再現信號，并將再現信號傳遞到系統控制器311。頭記錄信號處理電路316記錄由硬盤中記錄圖形發生電路314使用記錄頭211產生的記錄圖形。偏移給予電路317將在偏移存儲電路313中保留的最佳偏移量傳遞給定位傳動器控制電路318。
系統控制器311控制幅度存儲判決電路312，偏移存儲電路313，記錄圖形發生電路314，定位傳動器控制電路318，頭再現信號處理電路315，頭記錄信號處理電路316，和偏移給予電路317。
然后，解釋由含有上面描述配置的第一實施例硬盤驅動器測量偏移量的過程。在該實施例的硬盤驅動器中，測量偏移量的過程以兩個階段進行，記錄一個測量的圖形過程以及從記錄的測量圖形測量偏移的過程。圖4是描述一個記錄測量圖形過程的程序流程圖。
第一實施例的偏移測量過程和校正過程開始于執行初始化以及數據上的磁信息沒有記錄在偏移量測量區102，其中非磁軌道不存在。在這種狀態下，用于支撐再現頭212和記錄頭211安置在上面的磁頭210的懸掛臂322，將磁頭210移動到硬盤的最里面的半徑。在該點，當磁頭210的軸等于懸掛臂322的軸時，再現頭212和記錄頭211關于分立區的位置關系變為如下的關系。即，當再現頭212的中心位于關于軌道的中心，記錄頭211的中心位置偏移軌道中心。
系統控制器311輸出一個偏移調節開始命令。定位傳動器控制電路318接收偏移調節開始命令，然后將懸掛臂322移動到硬盤的最里面的半徑。在這種狀態下，頭再現信號處理電路315等待接收一個扇區開始信號(步驟S401)。
當頭再現信號處理電路315接收扇區開始信號時，系統控制器311基于從伺服區103的再現信號，轉移一個定位傳動器323，以在伺服區103的軌道中心位置定位再現頭212(步驟S402)。
當系統控制器311從頭再現信號處理電路315探測到一個伺服信號的末端(步驟S403)，系統控制器311使用記錄頭211執行測量圖形的記錄操作到隨之而來的偏移量測量區102(步驟S404)。圖5是描述在步驟S402和步驟S404中磁頭210位置的示例圖。
在步驟S404中記錄的測量圖形是一個以預定頻率變化的比特圖形。根據調制方法，優選測量圖形比數據存在的最短周期T要長，比數據的最長周期要短。例如，優選測量圖形是周期在2T-4T的圖形。含有周期2T-4T的圖形在硬盤驅動器的調制電路中相對經常產生。采用含有周期2T-4T的圖形的原因是在濾波電路中的處理能適應含有周期2T-4T的數據。
當系統控制器311接收一個表示分立區101到來的觸發信號時(步驟S405)，系統控制器311停止記錄測量圖形(步驟S406)。觸發信號由基于一個硬盤徑向位置的計數時鐘產生，使得稍微在分立區101到來前被輸入，以防止在分立區101的記錄軌道202中的錯誤記錄。然后，類似于記錄開始扇區，當再現頭212在相同軌道執行跟蹤時，系統控制器311對與記錄開始扇區連續的Ns個扇區記錄含有周期2T-4T的測量圖形(下軌道方向)。當系統控制器311在同樣偏移調節條件上對Ns個扇區停止記錄測量數據時(步驟S407)，偏移調節的記錄過程結束，轉移到測量偏移量的過程。
在記錄測量圖形的過程中，優選扇區Ns的數目設為Ns＝n×m使得n個扇區的測量可以對m個偏移量型執行。扇區Ns的數目是重復記錄同一個圖形而再現頭212對同一個軌道執行跟蹤的數目。
圖6是描述測量偏移量過程的程序流程圖。測量過程開始于記錄開始扇區。T表示磁頭210向徑向的一個移動距離，初始化為Tmax(步驟S601)。當系統控制器311接收記錄開始扇區的到來時(步驟S602)，再現頭212位于分立區101的軌道中心位置，由伺服區103示出(步驟S603)。
在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區103，當探測到一個表示在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區103的標志信號時(S604)，磁頭210由距離T(第一次為Tmax)從軌道中心位置移動到內部半徑方向，由再現頭212示出(步驟S605)。圖7是描述一個狀態的示例圖，其中由再現頭212示出磁頭210從軌道中心位置移動了距離Tmax到一個內部半徑方向。
還可能移動方向為記錄介質的外部半徑方向。再現頭212再現在偏移量測量區102中記錄的測量圖形(步驟S606)。測量值是再現信號的幅度值，含有固定的頻率圖形，在記錄過程中被記錄在不含有非磁軌道的偏移量測量區102中。如在記錄操作的情況中，再現信號幅度值的測量通過接收定時稍微早于分立區101到來時產生的觸發信號而停止。從步驟S602到步驟S606的測量步驟重復執行以給出n個扇區(步驟S607)，以及偏移量存儲在幅度存儲判決電路312中作為幅度數據，當偏移量設為Ts到內部半徑一邊時(步驟S608)。比較前面存儲在幅度存儲判決電路312中的偏移量和當前偏移量，幅度存儲判決電路312判決當前偏移量的幅度值是否變為最大(步驟S609)。當當前偏移量的幅度值沒有變為最大，T設為T-T0(步驟S610)，并重復從步驟S602到步驟S608的過程。因此，磁頭210從磁頭210以距離T向硬盤內部半徑一邊移動的狀態變化到磁頭210以距離T0向硬盤外部半徑一邊移動的狀態，并執行從步驟S602到步驟S608的測量偏移過程。圖8是描述一個狀態的示例圖，其中磁頭210從一個軌道中心位置移動了一個距離Tmax到一個內部半徑方向，從該位置磁頭210移動T0到一個外部半徑方向。
如圖9所示，由上面描述的方法得到的偏移量的幅度值數據可以作為偏移量和幅度值的圖表示出。當偏移量從磁頭210以距離Tmax向硬盤內部半徑一邊移動的狀態變化到磁頭210以距離T逐漸向硬盤外部半徑一邊移動的狀態，如圖9所示，當偏移量的測量幅度值為最大以得到一個拐點時得到偏移量，或者當幅度值變為一個預定的值時，測量可以停止。幅度存儲判決電路312探測偏移量，其中幅度值變為初始的最大值，作為基于存儲數據的最佳偏移量Topt。
測量圖形被記錄的位置是磁頭210以每個距離T0向硬盤外部半徑逐漸移動，以再現測量圖形的位置，以及當前偏移量的幅度值探測為最大值的位置。
當幅度存儲判決電路312在步驟S609判決當前偏移量的幅度值變為最大時，當前偏移量確定為處理的軌道中的最佳偏移量Topt(S611)，以及當前偏移量存儲于偏移存儲電路中(步驟S612)。當探測到用于軌道的最佳偏移量，在不含有非磁軌道的偏移量測量區102中記錄的測量圖形通過同樣的記錄序列被擦除。擦除過程可以有效地去掉在分立區101中記錄的數據信號的退化或干擾，它們由不含非磁軌道的偏移量測量區102記錄的測量圖形的影響引起。
這樣，在一個軌道中確定最佳偏移量，對所有軌道執行從步驟S601到步驟S612的測量過程(步驟S613)。這允許在所有待測量的軌道中執行最佳偏移量。圖10是在畫出一個偏移存儲電路313中存儲的每個軌道中最佳偏移量的實例的示例圖，圖11是由表格示出的一個偏移存儲電路中存儲的每個軌道中最佳偏移量的實例的示例圖。在圖11示出的實例中，每10個軌道中測量的偏移量存儲在存儲器中。盡管在該實例中在每10個軌道中進行測量，根據精確度可以任意設定間隔。在存儲器之間的軌道通過使用一個線性插值過程計算。最佳偏移量以上述方法存儲在偏移存儲電路313中。當數據記錄于分立區101的記錄軌道202中時，偏移給予電路317相應于記錄從屬軌道讀取偏移量，以將偏移量傳遞給定位傳動器控制電路318。然后定位傳動器控制電路318以最佳偏移量移動磁頭到徑向并且執行記錄過程，阻止了數據的記錄操作到分立區101的非磁軌道201上。
當存儲在幅度存儲判決電路312中的最大幅度值比先前定義的幅度值小時，有一種可能是偏移量沒有達到最佳偏移量。在這種情況下，可能是幅度存儲判決電路312判決這種狀態，記錄測量圖形的過程開始于再次記錄開始扇區，以及再次執行測量過程。在記錄開始扇區偏移量的設置使得在先前記錄過程開始大于偏移量Tmax。
第一實施例的磁記錄介質的優點如下。
如上描述，在傳統技術中，再現頭位于軌道中心位置，當逐漸移動時，再現頭讀取有記錄頭記錄的測量圖形數據，使得在分立軌道型磁記錄介質中有時不能夠精確地測量偏移量。如圖26所示，提供非磁軌道201使得在分立軌道型磁記錄介質中夾住軌道中心位置。當再現頭位于軌道中心位置，測量圖形記錄在依賴于軌道的非磁軌道中，這樣作為結果，有時測量圖形不能被記錄到。在這種狀態下，當測量偏移量時，不能得到準確的偏移量，這導致了問題，記錄和再現不能在磁記錄介質的準確位置進行。
相反，在第一實施例的磁記錄介質中提供了偏移量測量區102，偏移量測量區102僅僅由可以記錄數據的磁材料制成，且非磁軌道不存在于偏移量測量區102中。因此，甚至在分立軌道型磁記錄介質的情況下，也可以準確地測量偏移量，并且可以在使用測量的偏移量記錄數據的過程中，在分立區的軌道中心位置執行磁記錄。結果，有效地發揮了一個分立功能而不退化再現信號，以及可以獲得好的記錄/再現特性，而可以實現超高密度的磁記錄。
在第一實施例的磁記錄介質中，既然在伺服區103和分立區101之間提供偏移量測量區102，當定位磁頭后進行測量偏移量的過程時，磁頭的移動量可以減小到最小以及可以快速進行測量偏移量的過程。
進一步，在第一實施例的磁記錄介質中，測量數據由記錄頭211記錄，而再現頭212位于關于偏移量測量區102的軌道中心位置，測量數據由再現頭212讀取，再現頭212和記錄頭211以預定的距離，從再現頭212定位的位置移動到徑向，再現頭212和記錄頭211的移動以及測量數據的讀出對多個時間進行，在存儲于幅度存儲判決電路312中的各段測量數據中，變為最大值的幅度值確定為最佳偏移量。因此，甚至在分立軌道型磁記錄介質的情況下，也可以在不存在非磁軌道的偏移量測量區102中測量偏移量，通過準確地測量偏移量在準確位置進行記錄和再現。
盡管第一實施例硬盤含有這樣的結構，其中偏移量測量區102在每個扇區都包括，該硬盤不局限于第一實施例。還可能僅僅對預定的扇區提供偏移量測量區102。
盡管第一實施例的硬盤有這樣的結構，其中偏移量測量區102在所有軌道都包括，該硬盤不局限于第一實施例。還可能僅僅對預定的軌道提供偏移量測量區102。在這種情況下，可以形成硬盤驅動器使得對道除了測量的最佳偏移量的軌道以外的軌道，它們的最佳偏移量可以通過使用插值過程從已知的最佳偏移量計算出。
然后根據第二實施例解釋硬盤的結構。
在第二實施例的硬盤中，在硬盤的分立區內部半徑一邊和在外部半徑一邊提供偏移量測量區。
圖12是根據第二實施例描述硬盤結構的示意圖。第二實施例的硬盤是分立軌道型硬盤，在每個記錄軌道之間含有非磁軌道。每個扇區包括分立區101和伺服區103。在分立區101最內半徑的內部半徑一邊上提供不存在非磁軌道的偏移量測量區1202b，在分立區101最外半徑的外部半徑一邊上提供一個偏移量測量區1202a。
圖13是第二實施例硬盤的分立區101，偏移量測量區1202a和1202b以及伺服區103的詳細描述的示意圖。分立區101及伺服區103與第二實施例的硬盤具有同樣功能。
偏移量測量區1202a和1202b是一個這樣的區，其中測量在一個記錄介質徑向方向，HDD的再現頭和記錄頭之間的相對距離的偏移量。在分立區101最外半徑的外部半徑一邊上提供偏移量測量區1202a，以及在分立區101最內半徑的內部半徑一邊上提供不存在非磁軌道的偏移量測量區1202b。因此可以有效地進行初始化硬盤的過程。
第二實施例的硬盤驅動器與圖3所示第一實施例的硬盤驅動器在配置上相同。
然后，根據本實施例解釋測量含有上述配置的硬盤驅動器的偏移量的過程。在實施例的硬盤驅動器中，測量偏移量的過程也是以兩個階段進行，記錄一個測量的圖形過程以及從記錄的測量圖形測量偏移的過程。圖14是描述記錄測量圖形過程的程序流程圖。
第二實施例的偏移測量過程和校正過程也是開始于對不存在非磁軌道的偏移量測量區1202a和1202b執行初始化，以及數據上的磁信息沒有記錄在偏移量測量區1202a和1202b上。
系統控制器311輸出偏移調節開始命令。定位傳動器控制電路318接收偏移調節開始命令，以將懸掛臂322移動到硬盤的最里面的半徑。在這種狀態下，頭再現信號處理電路315等待接收一個扇區開始信號(步驟S1401)。
當頭再現信號處理電路315接收扇區開始信號時，系統控制器311在伺服區103的軌道中心位置定位再現頭212(步驟S1402)。當系統控制器311從頭再現信號處理電路315探測到一個伺服信號的末端(步驟S1403)，系統控制器311使用記錄頭211執行測量圖形的記錄操作到隨之而來的偏移量測量區1202a和1202b(步驟S1404)。
當系統控制器311接收一個表示分立區101到來的觸發信號時(步驟S1405)，系統控制器311停止記錄測量圖形(步驟S1406)。當系統控制器311在同樣偏移調節條件上對Ns個扇區停止記錄測量數據時(步驟S1407)，偏移調節的記錄過程結束，轉移到測量偏移量的過程。
圖15是描述測量偏移量過程的程序流程圖。磁頭210被移動到硬盤中分立區101最內半徑的內部半徑一邊上的偏移量測量區102b(步驟S1501)。T表示磁頭210向徑向的一個移動距離，初始化為Tmax(步驟S1502)。當系統控制器311接收記錄開始扇區的到來時(步驟S1503)，再現頭212定位于分立區101的軌道中心位置，由伺服區103示出(步驟S1504)。
在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區103的過程中，當探測到一個表示在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區103的標志信號時(S1505)，磁頭210以距離T(第一次為Tmax)從軌道中心位置移動到內部半徑方向，由再現頭212示出(步驟S1506)。
還可能移動方向為記錄介質的外部半徑方向。再現頭212再現在偏移量測量區1202a和1202b中記錄的測量圖形(步驟S1507)。類似于第一實施例，測量值是再現信號的幅度值，含有固定的頻率圖形，在記錄過程中被記錄在不含有非磁軌道的偏移量測量區1202a和1202b中。
如在記錄操作的情況中，再現信號幅度值的測量通過接收定時稍微早于分立區101到來時產生的觸發信號而停止。從步驟S1503到步驟S1507的測量步驟重復執行以給出n個扇區(步驟S1508)，以及偏移量存儲在幅度存儲判決電路312中作為幅度數據，當偏移量設為Ts到內部半徑一邊時(步驟S1509)。比較前面存儲在幅度存儲判決電路312中的偏移量和當前偏移量，幅度存儲判決電路312判決當前偏移量的幅度值是否變為最大(步驟S1510)。當當前偏移量的幅度值沒有變為最大，T設為T-T0(步驟S1511)，并重復從步驟S1503到步驟S1509的過程。因此，磁頭210從磁頭210以距離T向硬盤內部半徑一邊移動的狀態變化到磁頭210以距離T0向硬盤外部半徑一邊移動的狀態，并執行從步驟S1503到步驟S1509的測量偏移過程。
當幅度存儲判決電路312在步驟S1510判決當前偏移量的幅度值變為最大時，當前偏移量確定為處理的軌道中的最佳偏移量Topt(S1512)，以及當前偏移量存儲于偏移存儲電路中(步驟S1513)。
從對偏移量測量區1202b在內部半徑一邊的所有軌道執行從步驟S1502到步驟S1513的測量過程。當結束偏移量測量區1202b在內部半徑一邊的所有軌道的測量過程時(S1514)，磁頭移動到磁盤中分立區101最外半徑的外部半徑一邊上的偏移量測量區1202a(步驟S1515和步驟S1516)。如對于內部半徑一邊上的偏移量測量區1202b的情況的測量過程，執行從步驟S1502到步驟S1513的測量過程。
當對偏移量測量區1202a和1202b以上述方法在內部和外部半徑邊上，對所有軌道確定了最佳偏移量時(步驟S1515)，通過插值確定沒有測量偏移量的軌道的最佳偏移量，其中從偏移量測量區1202a和1202b在內部和外部半徑邊上測量的最佳偏移量通過下面方程(1)的多項式來近似(步驟S1517)。方程(1)是三次、四階，以及n階多項式，用于計算第k軌道的最佳偏移量偏移(k)。一般說系數由最小二乘方法確定。
方程(1)偏移(k)＝a3×k3+a2×k2+a2×k1+a0 ...立方多項式偏移(k)＝a4×k4+a3×k3+a2×k2+a2×k1+a0...四階多項式偏移(k)=Σ0nan×kn]]>...n階多項式例如，當軌道總數為65591，考慮在每1000軌道中測量最佳偏移量，以通過方程(1)對其它軌道內插偏移量。當在方程(1)中使用立方多項式完成近似時，存在一個達6nm的估計誤差。當在方程(1)中使用四階多項式完成近似時，估計誤差保持在1nm以內。當在五點上測量最佳偏移量時，即在軌道中內部半徑一邊上兩點，在軌道中靠近徑向中心一點，在軌道中外部半徑一邊上兩點，使用四階多項式完成近似，估計誤差保持在2nm以內。
圖16是描述偏移量和軌道關系的示例圖。通過實現表示從偏移量測量區1202a和1202b在內部和外部半徑邊上測量的最佳偏移量。另外，最佳偏移量可以對未使用近似表達式完成測量的軌道來計算出。
如上面描述，類似于第一實施例，在第二實施例的硬盤和硬盤驅動器中，偏移量可以精確地測量，以及在使用測量的偏移量記錄數據過程中，磁記錄可以在分立區的軌道中心位置進行。結果，有效地發揮了分立功能而不退化再現信號，以及可以獲得好的記錄/再現特性，而可以實現超高密度的磁記錄。
在第二實施例的硬盤中，因為在硬盤中的分立區101最內半徑的內部半徑一邊上提供偏移量測量區，以及在硬盤中的分立區101最外半徑的外部半徑一邊上提供偏移量測量區，當比較于在每個扇區都偏移測量區的情況，減小了格式化過程所需的時間，可以改進硬盤格式化過程的效率。
下面解釋根據第二實施例的硬盤結構的第一修改。
在上面提到的第二實施例的硬盤中，在分立區101最內半徑的內部半徑一邊上提供不存在非磁軌道的偏移量測量區1202b，以及在分立區101最外半徑的外部半徑一邊上提供偏移量測量區1202a。如圖17所示，還可能在靠近磁盤中心的軌道提供一個偏移量測量區1202c。在這種情況下，如圖18所示，由于可以從靠近硬盤中心軌道的偏移量測量區1202c測量最佳偏移量，優點是對沒有進行測量的軌道，改進了由方程(1)得到的最佳偏移量的計算精度。
下面解釋根據第二實施例的硬盤結構的第二修改。
代替如第一修改的在靠近硬盤中心的軌道提供偏移量測量區1202c，如圖19，還可能如第一實施例一樣，通過磁盤徑向提供一個偏移量測量區1202d。在這種情況下，除了在內部和外部半徑上的偏移量測量區1202a和1202b，由于只要通過磁盤的徑向，最佳偏移量就可以從偏移量測量區1202d的任意軌道測量，優點是對沒有進行測量的軌道，進一步改進了由方程(1)得到的最佳偏移量的計算精度。
根據第三實施例解釋硬盤的結構。
在第一實施例和第二實施例的硬盤中，在任何扇區中的偏移量測量區的軌道中心位置與伺服區的軌道中心位置一致。另一方面，根據第三實施例的硬盤，含有偏移量測量區的軌道中心位置與伺服區的軌道中心位置一致的扇區，以及含有偏移量測量區的軌道中心位置與伺服區的軌道中心位置不同的扇區。
圖20是根據第三實施例描述硬盤每個扇區中的結構示意圖。如圖20所示，一個分立區2000包括記錄由可以記錄數據的磁材料制成的軌道2002，以及不能記錄數據的非磁軌道2001。在軌道之間即記錄軌道2002之間提供非磁軌道2001。在記錄開始扇區的第1扇區，偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置一致。另一方面，在第n扇區和第m扇區，偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置不同。如圖20所示，第n扇區和第m扇區的不同在于偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置之間的差別。在根據第三實施例的硬盤中，在磁盤最內半徑的軌道上提供偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置不同的扇區。除了磁盤最內半徑的軌道，可能離磁盤中心預定距離的軌道含有上述結構。
第二實施例的硬盤驅動器與圖3所示第一實施例的硬盤驅動器在配置上相同。
然后，根據本實施例解釋測量含有上述配置的硬盤驅動器的偏移量的過程。類似于第一實施例和第二實施例，在第三實施例的硬盤驅動器中，測量偏移量的過程也是以兩個階段進行，記錄一個測量的圖形過程以及從記錄的測量圖形測量偏移的過程。圖21是描述記錄測量圖形過程的程序流程圖。
類似于第一實施例和第二實施例，第三實施例的偏移測量過程和校正過程開始于執行初始化，以及數據上的磁信息沒有記錄在不存在非磁軌道的偏移量測量區2003上。在這種狀態下，用于支撐再現頭212和記錄頭211安置在上面的磁頭210的懸掛臂322，將磁頭210移動到硬盤的最里面的半徑。在該點，當磁頭210的軸等于懸掛臂322的軸時，對于再現頭212和記錄頭211關于分立區2000的位置關系，當再現頭212的中心位于關于軌道的中心，記錄頭211的中心位置偏移軌道中心。
系統控制器311輸出一個偏移調節開始命令。定位傳動器控制電路318接收偏移調節開始命令，以將懸掛臂322移動到硬盤的最里面的半徑。在這種狀態下，頭再現信號處理電路315等待接收一個扇區開始信號(步驟S2101)。
當頭再現信號處理電路315接收扇區開始信號時，系統控制器311基于從伺服區2004的再現信號，轉移一個定位傳動器323，以在伺服區2004的軌道中心位置定位再現頭212(步驟S2102)。
當系統控制器311從頭再現信號處理電路315探測到一個伺服信號的末端(步驟S2103)，系統控制器311將第一預定偏移量給予定位傳動器控制電路318，以第一預定量移動磁頭210到外面徑向(步驟S2104)。然后，系統控制器311使用記錄頭211執行測量圖形的記錄操作到隨之而來的偏移量測量區2003(步驟S2105)。圖22是描述在步驟S2102和步驟S2104中磁頭210位置的示例圖。
類似于第一實施例，在步驟S2105中記錄的測量圖形是在預定頻率下改變的比特圖形。
當系統控制器311接收一個表示分立區2000到來的觸發信號時(步驟S2106)，系統控制器311停止記錄測量圖形(步驟S2107)。
從記錄開始的記錄開始扇區一直到對同一個柱面結束一輪記錄為止，重復執行從步驟S2101到步驟S2107的過程(步驟S2108)。即，同一柱面中，當用于記錄的偏移量保持為步驟S2104中第一預定量的常數值，完成記錄操作。
圖23是描述測量偏移量過程的程序流程圖。在第三實施例中，再現記錄信號而定位于伺服區2004的軌道中心的再現頭212以徑向移動到相應于該扇區的扇區號的距離。即，本發明的硬盤含有形成的偏移量測量區2003，使得中心位置不同于伺服區2004的軌道中心位置，以及偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置之間的關系是相應于該扇區的扇區號先前確定的值。記錄信號在伺服區2004之后的偏移量測量區2003的軌道中心位置使用上面描述關系再現，使得必須的偏移量由扇區號確定。
測量過程開始于記錄開始扇區。當系統控制器311接收記錄開始扇區的到來時(步驟S2301)，再現頭212位于分立區2000的軌道中心位置，由伺服區2004示出(步驟S2302)。
在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區2004，當探測到一個表示在磁頭210通過記錄開始扇區的伺服區103的標志信號時(S2303)，磁頭210由相應于扇區的距離從軌道中心位置移動到內部半徑方向，由再現頭212示出(步驟S2304)。圖24是描述步驟S2302和步驟S2303中磁頭位置的示例圖。
如上面描述，步驟S2304中磁頭210移動的偏移量的值是在每個扇區中先前確定的值，偏移量存儲于偏移量存儲電路313中。圖25是描述一個表格的實例地示例圖，其中偏移量在每個扇區號中確定。
在這種狀態下，再現頭212再現在偏移量測量區2003中記錄的測量圖形(步驟S2305)以及再現信號的幅度值存儲在幅度存儲判決電路312中(步驟S2306)。從步驟S2301到步驟S2306的再現過程重復執行直到再現過程對同一軌道中所有扇區而停止(步驟S2307)。
再現信號通過在先前記錄序列中記錄的再現信號而得到。當用于記錄的偏移量的第一預定量為恰當值時，在提供的扇區中再現信號的幅度變為最大，使得偏移量測量區2003的軌道中心位置等于伺服區2004的軌道中心位置。
另一方面，當偏移量的第一預定量不是恰當值時，在扇區中再現信號的幅度變為最大，該扇區中偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置偏移了第二預定量。
因此，幅度存儲判決電路312對同一軌道中所有扇區比較再現信號的幅度(步驟S2308)，以獲得扇區和扇區(步驟S2309)。作為結果，當在偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置偏移了第二預定量的扇區中，再現信號的幅度變為最大時，由相應于第二預定量的偏移量校正存儲在偏移存儲電路313中的第一預定偏移量，校正的第一預定偏移量的偏移量存儲于偏移存儲電路313中(步驟S2310)。
如上面描述的，在第三實施例的硬盤和硬盤驅動器中，類似于第一實施例，可以精確地測量偏移量，以及可以在記錄數據過程中使用測量的偏移量在分立區的軌道中心位置執行磁記錄。結果，有效地發揮了分立功能而不退化再現信號，以及可以獲得好的記錄/再現特性，而可以實現超高密度的磁記錄。
第三實施例的硬盤，含有偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置一致的扇區，以及含有偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置不同的扇區。硬盤驅動器對同一軌道中的所有扇區比較再現信號的幅度，以確定再現信號變為最大的扇區和扇區號。當扇區中的再現信號變為最大時，該扇區中偏移量測量區2003的軌道中心位置與伺服區2004的軌道中心位置偏移了第二預定量，由相應于第二預定量的偏移量校正存儲在偏移存儲電路313中的第一預定偏移量，使得當再現頭212和記錄頭211以一個窄的間隔在減小到最小的磁頭210中分開排列時，可以很容易地執行在磁盤中心的偏移量測量以及偏移量調節。
在測量偏移量的過程中，根據靠近磁盤中心扇區先前確定磁頭210的偏移量。然而，當僅僅在預定的徑向位置立刻校正偏移量，在所有的徑向位置從內部半徑到外部半徑使用同樣量的校正就可以很容易地校正偏移量。
類似于第一實施例和第二實施例，比較再現信號的幅度值，當在幅度值變為最大的扇區中，幅度值沒有超出預定值，或者當幅度值變為最大的扇區中不能夠獲得時，第一預定量的偏移量設為較大的值，再次執行記錄測量數據的過程，以及可以獲得更加恰當的偏移量的校正值。
對該領域的技術人員將很容易想起其它優點和修改。因此，本發明在它較寬的方面不局限于在此示出和描述的具體細節以及代表性實施例。因此，可以進行各種修改而不偏離總體發明概念的精神或范圍，如附屬的權利要求和它們的等價物所定義的。
權利要求
1.根據本發明的一個方面，一種磁記錄介質，包括分立區，所述分立區具有含有可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，和位于多個相鄰軌道之間不能記錄數據的非磁區；以及偏移量測量區，在該偏移量測量區用于測量偏移量的測量數據可以被記錄，偏移量表示當組合磁頭中的記錄頭和再現頭中的一個頭位于每個軌道中心位置時，沿徑向方向從一個軌道中心位置到另一個頭的相對距離，組合磁頭包括在磁記錄區中寫入數據的記錄頭，以及讀取記錄在磁記錄區的數據的再現頭。
2.根據本發明的另一個方面，一種磁記錄裝置，它執行數據的磁記錄到一個分立軌道型磁記錄介質，該分立軌道型磁記錄介質包括分立區，所述分立區具有含有可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，和位于多個相鄰軌道之間不能記錄數據的非磁區；以及偏移量測量區，在該偏移量測量區用于測量偏移量的測量數據可以被記錄，所述磁記錄裝置包括一個記錄頭，它在磁記錄區寫數據；一個再現頭，它讀取記錄在磁記錄區中的數據；一個記錄單元，它在再現頭位于偏移量測量區中的預定的軌道的同時，使用記錄頭記錄所述測量數據；一個再現單元，它在再現頭和記錄頭被從再現頭所定位的位置朝徑向移動預定的距離的同時，使用再現頭讀取由記錄單元記錄的測量數據；一個存儲單元，它存儲由再現單元讀取的測量數據；以及一個確定單元，它在多個時間上執行再現頭、記錄頭的移動和測量數據的讀出，并基于存儲在存儲單元中的多個測量數據來確定偏移量。
3.根據本發明的再另一個方面，一種測量偏移量的方法，它對分立軌道型磁記錄介質測量偏移量，所述分立軌道型磁記錄介質包括分立區，所述分立區具有含有可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，和位于多個相鄰軌道之間不能記錄數據的非磁區；以及偏移量測量區，在該偏移量測量區用于測量偏移量的測量數據可以被記錄，偏移量表示當組合磁頭中的記錄頭和再現頭中的一個頭位于每個軌道中心位置時，沿徑向方向從一個軌道中心位置到另一個頭的相對距離，組合磁頭包括在磁記錄區寫入數據的記錄頭，以及讀取記錄在磁記錄區的數據的再現頭，所述測量偏移量的方法包括一個記錄步驟，在再現頭位于偏移量測量區中的預定的軌道的同時，使用記錄頭記錄測量數據；一個再現步驟，在再現頭和記錄頭被朝徑向移動預定的距離的同時，使用再現頭讀取測量數據，并在存儲單元存儲所讀取的測量數據；以及一個確定步驟，多次執行再現頭、記錄頭的移動和測量數據的讀出，并基于通過再現步驟存儲在存儲單元中的各段測量數據來確定偏移量。
全文摘要
一個磁記錄介質包括一個分立區，和一個偏移量測量區。分立區含有一個可以記錄數據的磁記錄區的多個軌道，以及在多個相鄰軌道之間不能記錄、定位數據的非磁區。偏移量測量區用于記錄測量數據，該測量數據用于測量偏移量，表示以徑向方向從一個軌道中心位置到組合磁頭中的記錄頭和再現頭中的一個的相對距離，當另一個頭位于每個軌道中心位置時。組合磁頭包括在磁記錄區寫入數據的記錄頭，以及在磁記錄區讀取數據的再現頭。
文檔編號G11B5/00GK1627429SQ200410097320
公開日2005年6月15日 申請日期2004年11月26日 優先權日2003年11月28日
發明者中村博昭, 米澤實 申請人:株式會社東芝