专利名称：存储装置、存储控制电路和磁头位置偏移测量方法
技术领域：
本发明扭及用于检测向磁头设置的写入头与读取头的磁头位置偏移 并在读取存储介质时校正该读取头的位置偏移量的存储装置、存储控制 电路和磁头位置偏移测量方法。具体地说，本发明涉及一种针对向磁道 之间的非磁性区设置的存储介质的用于测量磁头位置偏移的存储装置、 存储控制电路和磁头位置偏移测量方法。
背景技术：
近年来，在磁盘装置中，已经釆用组合型磁头结构，在该组合型磁头结构中，例如利用隧道磁阻效应(TMR)的高灵敏度读取头独立于写 入头。在具有这种结构的磁头中，不能完全消除在磁头制造处理中出现 的写入头与读取头的位置偏移，因此，在特定磁道上记录时，写入头和读取头所经过的路径不同。因此，针对存储，要求例如在制造检查处理 中预先测量这种偏移量，然后，在目标磁道上记录数据时，从径向位置 校正该偏移量，以再现该目标磁道上的数据。近年来，相邻磁道之间的 间隔已经在200 rnn的量级。如果写入头与读取头的位置偏移为几个微米， 则必须要求与几个磁道相对应的位置偏移校正。随着磁道之间的间隔因 密度的增高而变窄，该趋势成为更加重要的问题。而且近年来，在磁盘 装置中，小型化的趋势显著，因此，己经要求能够进行高密度记录的磁 盘介质。然而，在增加磁盘的记录密度时，存在如何防止来自相邻记录 位的干扰的问题。在认识到这种问题的情况下，传统上已经提出了称作 离散磁道记录(discrete-trackrecording)的技术，在该技术中，针对磁盘 介质沿径向的干扰，针对各磁道对磁盘介质进行物理分区，以减小来自 相邻磁道的干扰。此外，在认识到防止来自相邻记录位的干扰不利于记 录密度的增加的同一问题的情况下，传统上还提出了称作晶格介质，在该技术中，还沿周向对磁盘介质进行物理 分区，即，以记录位为单位进行构图，从而减小来自相邻位的干扰。因 此，对于使用诸如离散磁道和晶格介质的技术的存储介质，也要求精确 地进行写入头与读取头的位置偏移校正，以实现高密度记录。图1以线性方式示出了在测量磁头位置偏移的处理中记录介质的一 个磁道长度，其中，M个伺服扇区对应于一圈磁道。为了校正向组合型 磁头200设置的写入头202与读取头204的位置偏移，首先使用通过读 取头204读取伺服扇区而获得的磁头位置信号而使写入头202位于特定 径向位置处的磁道204-N处，将一圈磁道的测量信号记录在测量图案206 上，如图所示。此时，由于读取头204与写入头202之间存在位置偏移， 因此读取头204采取与磁道204-N相一致的路径208，而写入头202采取 偏移磁道204-N的位置处的路径210，在该位置写入了测量图案206。通 过在写入测量图案206之后，在从被写入测量图案206的位置逐渐偏移 读取头204的读取位置的同时读取读取头204在径向中所处的读取位置， 并且例如求得再现信号的振幅的轮廓(分布)，从而获得图2A，来检测 位置偏移量。在图2A中，可以获得以下轮廓(信号分布)在该轮廓中，在测量 图案的写入位置212处，再现信号的振幅低，当在逐渐偏移读取位置的 同时读取测量图案时，再现信号的振幅增加，并且在达到其峰点214之 后，振幅再次减小。相对于在再现信号振幅216的轮廓216中再现信号 的振幅为最大处的峰点214的偏移值218被检测作为读取头与写入头的 位置偏移量。这里，图2A的振幅的值表示在一个磁道上读取的再现信号 的振幅的平均值。峰214和1/2峰点220的再现信号的振幅是在一个磁道 上读取的再现信号振幅222和224 (如图2B所示出的)的平均值。例如， 已经提出了以下方法在该方法中，通过使用该位置偏移检测方法，在 存储介质上设置用于测量磁道偏移的区，以测量写入头与读取头的位置 偏移随时间的改变(JP09-045025)。然而，在这种位置偏移检测方法中， 不能支持有可能位于未放置磁性物质的位置处的离散磁道和晶格介质。 例如，如图3所示出的，在离散磁道的情况下，在由磁性区226形成的磁道的两侧存在非磁性区228。如果当读取头204位于磁道204-N上时， 写入头202的路径210恰好在磁性区226上，则当为了位置偏移检测而 偏移读取头204以搜索测量图案206时的轮廓与图2A的轮廓相似。然而， 如图4所示出的，当写入头202的路径210在非磁性区228上时，不能 精确地记录测量图案206，并且当在逐渐偏移读取头204的读取位置的同 时读取测量图案206时，再现信号的振幅的轮廓如图5A的轮廓216-1， 从而使得难以指出再现信号的振幅为最大的峰点214-1的偏移值。这里， 图5B将峰点214-1和1/2峰点220-1的读取位置处的再现信号的振幅表 示为在一个磁道上读取的再现信号振幅222-1和224-1。为了解决这些问 题，还提出了一种存储介质和磁存储装置，其中，在存储介质的伺服扇 区与数据扇区之间设置其中沿介质的径向连续地形成有磁性物质的区 (JP 2005-166115以及JP 2005-166116)。然而，当将如JP 2005-166115中所述地在伺服扇区与数据扇区之间 设置其中沿介质的径向连续地形成有磁性物质的区用于写入头与读取头 的位置偏移校正测量的专用区时，不能在该区中写入用户数据，从而使 记录容量减小该量。此外，为了精确地测量位置偏移校正量，需要长度 达到某一程度的测量区(例如， 一圈磁道)，以对测量图案的再现信号进 行平均来去除噪声，从而导致用户数据格式效率劣化。发明内容根据本发明，提供了一种存储装置、存储控制电路和磁头位置偏移 测量方法，其即使不在其中磁性物质被径向分区的存储介质中设置专用 区，也能精确地测量写入头与读取头的位置偏移。 (存储装置)本发明提供了一种存储装置。根据本发明的存储装置包括 存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；组合型磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头；测量数据记录单元，其以所述存储介质的预定径向位置和磁道位置 为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少等于或大于一个磁 道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述存储介质中写入测量数据；测量数据读取单元，其在对从包括所述测量数据记录单元的所述记 录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点进行扫描的同 时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动经过所述测量数据记 录单元的所述预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时从所述存储介质读 取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测单元，其根据所述测量数据读取单元获得的测量 数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分布，并且在所述 评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在所述存储介质上沿径向 的位置偏移量以进行存储。这里，所述测量数据记录单元预先设置通过将磁道宽度除以沿磁道 周向按预定间隔形成的伺服扇区的数量而获得的目标偏移量，并且在从 所述记录起点幵始写入之后，在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿径向 移动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一个 磁道，同时在所述存储介质中写入所述测量数据。在从所述预定扫描范围内的从其进行扫描的读取起点开始读取之 后，所述测量数据读取单元在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿所述径 向移动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一 个磁道，同时从所述存储介质读取所述测量数据。所述磁头位置偏移检测单元对从所述测量数据读取单元获得的再现 信号的振幅进行检测作为所述评测值，并且根据所述振幅的分布中的峰 值来检测所述位置偏移量。在这种情况下，所述磁头位置偏移检测单元 检测通过读取一个螺旋形路径而获得的所述再现信号的振幅的平均值或 累计值作为所述再现信号的振幅。所述磁头位置偏移检测单元可以检测所述测量数据读取单元获得的 再现信号的差错率作为所述评测值，并且根据所述差错率的分布中的底部峰值来检测所述位置偏移量。在根据本发明的存储装置中，所述测量数据记录单元、所述测量数 据读取单元和所述磁头位置偏移检测单元针对所述存储介质的所有磁道位置中的每一个，检测并存储所述位置偏移量。在根据本发明的存储装置中，所述测量数据记录单元、所述测量数 据读取单元和所述磁头位置偏移检测单元可以检测并存储在所述存储介 质上沿径向的多个测量位置处的所述位置偏移量，并且除了所述测量位 置之外的其它各位置处的位置偏移量可以通过插值计算根据两侧的测量 位置处的位置偏移量来求得。 (存储控制电路)本发明提供了一种存储装置的存储控制电路。本发明的特征在于所 述存储装置的所述存储控制电路， 所述存储装置设置有存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁 道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；以及磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读 取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头， 所述存储控制电路包括测量数据记录单元，其以所述存储介质的预定径向位置和磁 道位置为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少大于 一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述存储介 质中写入测量数据；测量数据读取单元，其在对从包括所述测量数据记录单元的 所述记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点进 行扫描的同时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动经 过所述测量数据记录单元的所述预定量，从而在绘制螺旋形路径 的同时从所述存储介质读取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测单元，其根据所述测量数据读取单元获得 的测量数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分布，并且在所述评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在 所述存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。 (测量方法)本发明提供了一种存储装置的磁头位置偏移测量方法。本发明的特 征在于所述存储装置的所述磁头位置偏移测量方法， 所述存储装置设置有存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁 道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；以及磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头， 所述方法包括以下步骤测量数据记录步骤，其以所述存储介质的预定径向位置和磁 道位置为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少等于 或大于一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述 存储介质中写入测量数据；测量数据读取步骤，其在对从包括所述测量数据记录步骤中 的所述记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点 进行扫描的同时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动 经过所述测量数据记录步骤中的所述预定量，从而在绘制螺旋形 路径的同时从所述存储介质读取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测步骤，其根据所述测量数据读取步骤获得 的测量数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分 布，并且在所述评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在 所述存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。 根据本发明，即使在其中磁性物质被沿径向分区的存储介质的情况 下(例如，离散磁道或晶格介质)，也在以写入头的路径按螺旋线改变的 方式记录测量图案之后，使读取头的路径按与记录时相似的螺旋方式改 变，而在沿径向逐渐改变预定扫描范围内的读取起点的同时读取测量图 案。因此，通常通过磁性区来记录和读取测量图案。因此，可以在无需设置用于检测磁头位置偏移的专用区的情况下精确地测量写入头与读取 头的位置偏移。参照附图，根据以下详细说明，本发明的以上和其他目 的、特征和优点将变得更加清楚。
图1是用于描述在传统磁头位置偏移测量处理中对测量图案的记录和读取的图(现有技术)；图2A和图2B是用于描述图1的测量图案读取处理中生成的再现信 号的振幅相对于读取位置的轮廓以及针对一个磁道的再现信号的振幅的 图(现有技术)；图3是用于描述在针对离散磁道存储介质的传统磁头位置偏移测量 处理中对测量图案的记录和读取的图(现有技术)；图4是用于描述在离散磁道存储介质的非磁性区上记录测量图案的 情况的图(现有技术)；图5A和图5B是用于描述图4的测量图案读取处理中生成的再现信 号的振幅相对于读取位置的轮廓以及针对一个磁道的再现信号的振幅的 图；图6A和图6B是代表根据本发明的存储装置的一个实施方式的磁盘 装置的框图；图7是用于描述根据本发明的磁盘装置的机械结构的图；图8是用于描述磁头相对于磁盘移动时的磁头位置偏移的状态的图；图9是用于描述根据本发明的图6A和图6B的控制表的内容的图， 该控制表存储位置偏移测量结果；图IOA和图10B是用于描述本实施方式中的在正常记录/读取时和在 测量记录/读取时的磁头路径的图；图11是用于描述本实施方式中的将测量图案记录到存储介质的处理 的图；图12是用于描述本实施方式中的从存储介质读取测量图案的处理的图；图13A和图13B是用于描述在图12的测量图案读取处理中生成的 再现信号的振幅相对于读取位置的轮廓以及针对一个磁道的再现信号的 振幅的图；图14是示出根据本实施方式的磁头位置偏移的测量过程的流程图； 图15是示出图14的步骤S3的测量记录处理的细节的流程图；以及 图16是示出图14的步骤S4的测量读取处理的细节的流程图。
具体实施方式
图6A和图6B是代表根据本发明的应用了磁头位置偏移测量处理的 存储装置的一个实施方式的磁盘装置的框图。在图6A和图6B中，称作 硬盘驱动器(HDD)的磁盘装置10由控制板12和磁盘外壳14构成。磁 盘外壳14设置有主轴马达16。主轴马达16具有旋转轴，磁盘20-1和20-2 插入到该旋转轴中以按恒定速度(例如，4200 rpm)旋转。根据本实施方 式的磁盘20-1和20-2使用离散磁道介质或晶格介质，在其结构中，由磁 性物质形成的多个磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区。磁盘外壳14 设置有音圈马达18。音圈马达18具有安装在磁头致动器的臂的端部处的 磁头22-1至22-4，磁头致动器用于对这些磁头进行相对于磁盘20-1和 20-2的介质记录表面的定位。磁头22-1至22-4是分别具有结合在一起的 写入头和读取头的组合型磁头。作为写入头，使用纵向磁记录型写入头 或垂直磁记录型写入头。在垂直磁记录型写入头的情况下，作为磁盘20-1 和20-2，使用设置有记录层和软磁保护层的垂直存储介质。作为读取头， 使用GMR元件或TMR元件。磁头22-1至22-4以信号线连接到磁头IC 24。磁头IC 24基于来自作为上层装置的主机11的写入命令或读取命令 利用磁头选择信号来选择用于写入或读取的磁头中的任一个。此外，磁 头IC 24设置有写入系统中的写入放大器和读取系统中的前置放大器。控 制板12设置有MPU 26。用于MPU 26的总线28设置有使用RAM来存 储控制程序和控制数据的存储器30和使用FROM等来存储控制程序的非 易失性存储器32。此外，用于MPU26的总线28设置有主机接口控制单元34、控制缓冲存储器38的缓冲存储器控制单元36、用作格式器的硬 盘控制器40、用作写入调制单元和读取解调单元的读取通道42、以及控 制音圈马达18和主轴马达16的马达驱动控制单元44。此外，MPU26、 存储器30、非易失性存储器32、主机接口控制单元34、缓冲存储器控制 单元36、硬盘控制器40和读取通道42形成存储控制电路15。存储控制 电路15由一个LSI电路来实现。磁盘装置IO基于来自主机11的命令来 进行记录处理和读取处理。这里，如下描述该磁盘装置中的正常操作。 当在主机接口控制单元34处接收到来自主机11的写入命令和写入数据 时，在MPU 26处对该写入命令进行解码，并且接收到的写入数据根据 需要而被存储在缓冲存储器38中，然后在硬盘控制器40处被转换为预 定数据格式。此外，通过ECC编码处理来添加ECC码。在读取通道42 中的写入调制系统中进行加扰、RLL码变换以及写入补偿之后，例如从 通过磁头IC 24而选自写入放大器的磁头22-1的写入头向磁盘20-1进行 写入。此时，从MPU26向马达驱动控制单元44给出磁头定位信号。在 利用磁头对命令所指示的目标磁道进行寻道之后，由音圈马达18进行磁 道上(cm-track)控制。另一方面，当在主机接口控制单元34处接收到来 自主机的读取命令时，在MPU 26处对该读取命令进行解码。在从通过 磁头IC 24的磁头选择而选择的读取头读取的再现信号经前置放大器放 大之后，将再现信号输入到读取通道42中的读取解调系统。通过部分响 应最大似然检测(PRML)等来对读取数据进行解调。在硬盘控制器40 处进行ECC解码处理以校正差错之后，将读取数据缓冲到缓冲存储器38 ， 并且从主机接口控制单元34向主机传送该读取数据。在读取处理时，在 对目标磁道进行寻道之后的磁道上跟随控制中，进行位置校正控制，以 用来自控制表52的读取头位置偏移量来校正读取头的位置偏移，从而使 读取头位于可以从其获得最大读取振幅的磁道位置处。根据本实施方式 的磁盘装置IO进行磁头位置偏移测量处理，该磁头位置偏移测量处理在 完成装置装配的阶段中通过使用测试装置等来测量向磁头22-1至22-4设 置的写入头与读取头的位置偏移量并将该量存储在控制表52中。在连接 了磁盘装置10的情况下，作为测试装置的主机11向存储器30下载用于测量磁头位置偏移的测量固件(程序)。MPU26执行下载到存储器30的 测量固件，从而实现测量记录单元46、测量读取单元48和位置偏移检测 单元50的功能，以执行检测磁头位置偏移量以及将该量存储在控制表52 中的处理。测量记录单元46以磁盘20-1和20-2中的每一个的存储介质 表面上的预定径向位置和磁道位置(例如，变址=0的伺服扇区)为记录 起点，在一圈磁道中使磁头22-1至22-4中的每一个沿径向移动经过至少 等于或大于一个磁道的预定量，从而在以螺旋方式绘制路径的同时写入 测量数据。针对磁头22-1至22-4中的每一个，测量读取单元48在沿径 向顺序偏移读取起点的同时，使磁头在从包括测量记录单元46的记录起 点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内针对各读取起点沿径向移动等于 测量记录单元46中的量的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时读取作 为测量数据而写入在磁盘20-1和20-2中的测量图案。位置偏移检测单元 50求得从在设置有读取起点的预定扫描范围中的再现信号获得的作为评 测值(例如，再现信号的振幅或差错率)的分布的轮廓，通过读取测量 读取单元48所获得的测量图案，根据再现信号来求得该轮廓。根据该评 测值的轮廓，检测读取头与写入头在存储介质表面上沿径向的位置偏移 量，并且将该位置偏移量存储在控制表52中。在这种磁头位置偏移检测 中，顺序选择四个磁头22-1至22-4中的一个，并以磁盘20-1和20-2中 的对应磁盘的存储介质表面上的所有磁道或多个预定磁道为目标磁道， 同时进行测量处理。这里，当对存储介质表面上的部分磁道进行磁头位 置偏移量测量时，通过针对测量的位置偏移磁头的插值计算来计算未测 量的磁道的位置偏移，然后将该位置偏移存储在控制表52中，或者，每 次对磁头位置偏移进行校正时都进行插值计算，如下所述。在测量磁头 位置偏移的处理完成之后，删除从主机11下载到存储器30的测量固件。 因此，在MPU26中，测量记录单元46、测量读取单元48和位置偏移检 测单元50的功能被删除。随着装置的停止和结束处理，存储器30中的 控制表52与检测到的磁头位置偏移量一起以非易失性方式被写入并存储 在例如与磁头22-1相对应的磁盘20-1的介质记录表面上的最外系统区 中。然后，当连接到用户的主机11的装置打开电源时，磁盘装置10被激活。在激活的初始处理中，读取头22-l从磁盘20-l的存储介质表面的 系统区读取控制表52，并且控制表52如所描述地设置在存储器30上。 在MPU 26中，在从主机11接收到读取命令时的读取处理中，当磁头22-1 针对磁道上跟随控制而寻到目标磁道时，从存储器32中的控制表52读 取与该目标磁道相对应的磁头位置偏移量。然后，驱动VCM 18来进行 位置偏移校正，以消除磁头位置偏移量。由此，对磁头进行定位控制， 使得磁头位于再现信号相对于目标磁道的记录图案为最大的位置处或者 位于差错率为最小的位置处。
图7是用于描述根据本实施方式的磁盘装置的内部结构的图。在图 7中，根据本实施方式的磁盘装置在基体54上布置有由主轴马达16驱动 而以预定速度旋转的磁盘20-1和20-2。对于磁盘20-1和20-2，布置有被 轴单元58以可旋转方式支承的致动器56。致动器56在其臂的端部处布 置有磁头22-1，并且具有设置在臂的相对侧并且以可旋转方式布置在磁 轭60中的线圈，磁轭60以在其中插入永磁体的方式垂直固定到基体54。 由主轴马达16旋转的磁盘20-1和20-2 (提取它们的存储介质表面，以 放大方式在外部示出)的结构为离散磁道62或晶格介质68。离散磁道 62具有作为磁性区64的磁道部分。在作为该磁性区64的磁道的两侧设 置有非磁性区66。另一方面，在晶格介质68的情况下，在磁道边界部分 和沿磁道方向分区的区域中布置有磁性区70，并且布置有主导磁道方向 和磁道宽度方向的非磁性区72。
图8是用于描述本实施方式中的磁头相对于磁盘移动时的磁头位置 偏移的状态的图。在图8中，对于磁盘20，如图7所示出的，致动器56 关于绕轴单元58被可转动地设置，并且在致动器56的端部处安装磁头 22。磁头22设置有写入头74和读取头76，并且写入头74和读取头76 由于制造过程中的误差而沿磁道径向位置发生偏移。致动器56使设置有 具有位置偏移的写入头74和读取头76的磁头22相对于磁盘20的存储 介质表面沿径向移动，在致动器56的轴向与磁道方向相一致的中心位置 处形成偏航角6=0。在该0=0的位置处，写入头74与读取头76的相对于 磁道径向的位置偏移(不包括制造过程中的误差)为最小。另一方面，在致动器56使磁头74移动到最外侧的磁头22-11的位置或最内侧的磁头 22-12的位置处的偏航角为emax或+6max的位置处，写入头74与读取头 76的相对于磁道径向的位置偏移(不包括制造过程中的误差)为最大。 因此，在根据本实施方式的磁头位置偏移量测量中，在两个位置(即， 至少在最外磁头22-11的位置和最内磁头22-12的位置)处测量磁头位置 偏移量，而在它们之间的位置处，必须通过插值计算来求得磁头位置偏 移量。这里，最外磁头位置偏移量和最内磁头位置偏移量的取值相对于 磁头在偏航角0=0的中心位置处的位置偏移量沿相反方向(即，正侧和负 侧)变化。
图9是用于描述根据本实施方式的图6A和图6B的控制表52的图， 该控制表52存储位置偏移测量结果。在图9中，控制表52在其中设置 磁头号、柱面地址和位置偏移量。磁头号被设置为与图6A和图6B的四 个磁头22-1至22-4相对应的HH01至HH04。柱面地址对应于磁头22-1 至22-4所处的磁道地址，当磁道的总数为n时，柱面地址为CC1至CCn。 在本实施方式中，作为分别由磁头号和柱面地址指定的目标磁道的磁头 位置偏移量，通过磁头位置偏移测量处理来获得OFF1至OFF4n，然后 将它们存储在控制表52中，如图所示出的。当然，对于存储在控制表52 中的位置偏移量的值，在对在沿径向的多个磁道位置(包括最内位置和 最外位置)处测量的值进行登记之后，对于它们之间的位置，可以对通 过插值计算根据两侧的测量值而求得的偏移量进行存储，并且可以测量 所有磁道的偏移量并存储这些偏移量。
图IOA和图10B是用于描述本实施方式中的在正常记录/读取时和在 用于磁头位置偏移测量的记录/读取时的磁头路径的图。图IOA示出了在 正常记录/读取时的磁头路径。例如，当在磁道78-N中写入数据时，读取 头对以预定间隔沿磁道方向设置的伺服扇区进行读取以解调位置信号， 并针对磁道上而对磁道78-N的位置进行寻道，从而在沿磁道78-N绘制 圆形磁头路径80的同时在存储介质表面上进行数据记录或读取。
图IOB示出了根据本实施方式的磁头位置测量时的读取路径。在本 实施方式中，在将磁盘20的磁道78-N作为针对磁道上的目标磁道进行寻道时，扇区号=0 (利用其可以获得变址)的伺服扇区被视为记录或读
取起点85-l。进行控制，使得在磁盘20旋转一次的同时，磁头例如移动 经过内磁道78-(N+l)，从而以螺旋方式从磁道78-N的起点85-1到磁道 78-(N+l)的结束点85-2绘制磁头路径82。
图11是用于描述本实施方式中的将测量图案记录到存储介质的处理 的图。在图11中，作为示例，以离散磁道为存储介质，并且针对一圈磁 盘旋转而取出三个磁道，艮卩，磁道78-N、 78-(N+l)、 78-(N+2)。磁性区 64布置在磁道记录区中，而非磁性区66布置在磁道边界部分处。这里， 尽管在此对非磁性区66进行分区，但是非磁性区66可以是连续的非磁 性区。这里，在磁盘上沿存储介质表面的磁道方向以预定间隔形成伺服. 扇区。例如，伺服扇区的数量为M。因此，在图11中，示出了从扇区号 =0至扇区号-M-l的伺服扇区的一圈的磁道。对于这种存储介质的磁头位 置测量，首先以磁道78-N为目标磁道写入测量图案92。按以下方式进行 对测量图案92的写入针对磁道上，利用向磁头22设置的读取头76来 对目标磁道78-N进行寻道，当检测到读取头76正读取扇区号=0的伺服 扇区时，确定到达读取起点84-1，从而写入头74开始从记录起点86-1 写入测量图案92。然后，针对一圈磁道，从读取起点84-1到扇区(M-l)， 磁头22沿径向(即，沿磁道78-(N+l)方向)偏移一个磁道宽度的M分 之一。由此，在图10B中示出的螺旋方式的磁头路径82，即，在图11 的线性化的情况下，获得了读取头76的由从读取起点84-1到读取结束点 84-2的直线表示的读取路径88。同时，对于写入头74，获得了从记录起 点86-1到记录结束点86-2的直线记录路径90。写入头74从磁道78-N 通过磁道78-(N+l)朝磁道78-(N+2)沿记录路径90以直线方式(实际上是 以螺旋方式)记录测量图案92。在记录该测量图案92时，在本实施方式 中，由于这是离散磁道的情况，因此在磁道区的各边界位置处设置有非 磁性区66。以螺旋方式记录测量图案92，以使其在一圈旋转沿磁道方向 经过一磁道间距。因此，即使在磁道边界部分处存在非磁性区66，也可 以可靠地记录测量图案92，以在一圈磁道中总是越过磁性区64。
图12是用于描述本实施方式中的从存储介质读取测量图案的处理的图。按如图11所示出的方式，读取以螺旋方式记录的从磁道78-N到
磁道78-(N+l)的测量图案92，在记录时读取头76的读取起点84被视为 中心，沿径向设置具有预定偏移值+P和-P的扫描范围94。然后，对于扫 描范围94，在沿预定方向逐渐移动读取头76的读取起点进行扫描的同时 沿磁道方向以螺旋方式进行扫描，读取测量图案92。具体地说，针对磁 道上，读取头76对在记录时相对于读取起点84偏移-P的读取起点84(-P) 进行寻道。在该状态下，在检测到扇区号=0的伺服扇区时开始读取。然 后，每次检测到伺服扇区时，在使点向正侧偏移一个磁道宽度的M分之 一的同时进行读取，从而沿读取路径88 (-P)移动读取头76。 g卩，如图 10B所示，沿磁头路径80以螺旋方式移动读取头76。对通过沿读取路径 88 (-P)移动读取头76而获得的再现信号进行釆样，以将针对一圈磁道 的釆样值存储在存储器30中。然后，在以预定间隔从读取起点84 (-P) 向正侧偏移到读取起点84 (+P)的同时，读取头76在各操作起点处以螺 旋方式移动，从而对测量图案92的一圈磁道的再现信号的振幅进行采样， 并将结果存储在存储器30中。以这种方式，当通过对扫描范围94的顺 序扫描而完成读取处理时，生成表示再现信号的振幅(作为信号评测值) 相对于读取位置的信号分布的轮廓96，如图13A所示。在通过测量图案 读取处理而获得的峰处的再现信号振幅104和1/2峰处的再现信号振幅 106的示例情况下，轮廓96表示作为针对一圈的釆样值的平均值或累计 值而被求得的如图13B所描述的值。图13A的再现信号的振幅相对于读 取位置的轮廓96表示以扫描范围94为读取起点沿多个螺旋路径移动读 取头76而获得的通过如图12中由记录路径所示出的值。其中，沿经过 测量图案92的中心的记录路径90进行读取。因此，尽管如图13B的再 现信号振幅104所示出的，再现信号振幅在扇区0侧和扇区M-l侧较小， 但是如再现信号振幅104所示出的，在磁性区64中存在测量图案的中央 部分处可以获得足够的振幅值，从而使得可以精确地求得作为平均值或 累计值而获得的轮廓96的再现峰值101。只要检测到轮廓96的峰点101， 就可以精确地检测到在图11中的测量记录时从写入位置98到峰点101 的偏移值102，作为写入头74与读取头76在磁道78-N上沿径向的偏移量。这里，对于扫描范围94，可以基于写入头与读取头的位置偏移的最 大值来限定+P和-P的值，可以在磁头制造过程中采用该值。图14是根据本实施方式的磁头位置偏移的测量过程的流程图，并且参照图6A和图6B来如下描述。在图14中，在步骤S1，从主机ll将用 于在测试装置中使用的测量固件下载到磁盘装置10的存储器30，并且由 MPU26来执行该测量固件。由此，向MPU26设置的测量记录单元46、 测量读取处理单元48、位置偏移检测单元50的功能变得有效。然后，在 步骤S2，提取测量磁道位置作为目标磁道位置X。具体地说，从布置在 存储器30中的控制表52，顺序提取磁头号和柱面地址。在该阶段，控制 表52在其中仅设置了图9中所示出的磁头号和柱面地址，而位置偏移量 的区为空白。接下来，在步骤S3，根据测量记录单元46，如图11所示， 针对磁道上，利用磁头22来对目标磁道位置X进行寻道，并且该磁头在 一圈磁道中移动经过这些磁道，从而以螺旋方式写入测量图案。接下来， 在步骤S4，如图12所示出的，沿径向对以螺旋方式写入的测量图案92 设置扫描范围94，并且针对一圈磁道，磁头顺序移动经过一个磁道，从 而利用螺旋方式的磁头路径来读取测量图案。然后，在步骤S5，位置偏 移检测单元50求得再现信号的振幅相对于读取位置的轮廓96，例如如图 13A所示出的。然后，根据轮廓96中的峰101的读取位置来求得偏移值 102，并且将该偏移值102作为对应的位置偏移量而存储在图9的控制表 中。在步骤S5，在检测图13A中的轮廓96的峰点101时，当难以从轮 廓96的波形中指定峰点101时，求得与A/2相交叉的、分别为峰101的 振幅A的半幅的点108和110的读取位置，并且求得这两个读取位置的 1/2读取位置作为峰点101的偏移值102。然后，在步骤S6，检査是否已 经处理了控制表52中所设置的所有测量磁道。如果尚未处理，则过程返 回到步骤S2，提取下一测量磁道作为目标磁道X并重复相似的处理。如 果在步骤S6确定已经处理了所有的测量磁道，则在步骤S7将控制表52 存储在磁盘的系统区中。这里，如果非易失性存储器32具有足够的容量， 则可以将控制表52存储在非易失性存储器32中。然后，在步骤S8，从 存储器30中删除由于磁头位置偏移测量的结束而不再需要的测量固件。由此， 一系列处理结束。这里，可以在保持存储在磁盘中的测量固件的 情况下将磁盘装置10移交给用户，而并不如步骤S8那样删除测量固件。 在这种情况下，如果在用户使用磁盘装置10时由于磁头位置偏移量而出 现故障，则可以在用户侧执行所安装的测量固件并新创建针对该磁头位置偏移量的控制表52。图15是示出图14的步骤S3的测量记录处理的细节的流程图，并且 参照图11来如下描述。在图15中，在测量记录处理中，在步骤Sl获得 目标磁道位置X。然后，在步骤S2，对目标磁道位置X进行寻道。该目 标磁道位置X例如处于这样的状态中即，例如，使图11的磁道78-N 位于经过读取起点84-1的磁道中心处而对读取头76进行定位。然后，在 步骤S3，将伺服扇区计数器m和目标偏移量5重置为0。在步骤S4，确 定是否已经实现到达测量记录起点。具体地说，在图11中，是以下情况 在磁头22的读取头76位于磁道78-N的磁道中心处的磁盘上状态中，检 测到伺服扇区号=0并且实现到达读取起点84-1。此时，位置偏移的写入 头74位于磁道78-(N+l)侧的记录起点84-1处。如果在步骤S4确定已经 实现到达测量记录起点，则过程转到步骤S5，在步骤S5，磁头74在介 质记录表面上记录了记录信号以写入测量图案92。当开始记录测量图案 92时，接着在步骤S6检査是否检测到下一伺服扇区。在检测到下一伺服 扇区时，过程转到步骤S7，在步骤S7，将伺服扇区计数器m计数增加 一，并且目标偏移量5增加通过将磁道间距Tp除以伺服扇区的数量M而 获得的量(Tp/M)。接下来在步骤S8，将目标磁道位置X增加在步骤S7 更新的目标偏移量5，从而使磁头22偏移到磁道78-(N+l)侧。然后，在 步骤SIO，确定伺服扇区计数器的值m是否已经达到伺服扇区的数量M。 如果未达到，则过程重复从步骤S5起的处理。通过对步骤S5至S9的处 理的这种重复，每次检测到伺服扇区时，磁头22沿内径向顺序移动目标 偏移量5，从而实现在一圈旋转中移动一个磁道间距。结果，如图10B所 示出的，可以沿磁头路径82以螺旋方式记录测量图案92。在步骤S9， 如果伺服扇区计数器的值m达到伺服扇区的数量M，则一系列测量记录 处理结束。图16是示出图14的步骤S4的测量读取处理的细节的流程图，并且 参照图7来如下描述。在图16中，在测量读取处理中，在步骤S1，将偏 移W设置为初始值-P，从而W;P。针对图12中的读取测量，这向扫描 范围94中的读取起点84 (-P)赋予偏移。然后，在步骤S2，以X-X+W 为目标磁道位置X进行寻道。即，利用磁头对图12的扫描范围94中的 扫描起点84 (-P)所经过的位置进行寻道。然后，在步骤S4，将伺服扇 区计数器m和目标偏移量5重置为零。然后，在步骤S5，对伺服扇区的 扇区号进行监测以检查是否己经到达扇区号量=0的读取起点84 (-P)。 如果确定达到该读取起点，则过程转到读取头76读取测量图案的步骤 S5。然后，在步骤S6，检查是否检测到伺服扇区。如果检测到伺服扇区， 则在步骤S7，将伺服扇区计数器m计数增加一，同时，将目标偏移量S 增加通过将磁盘间距Tp除以伺服扇区的数量M而获得的量(Tp/M)。然 后，在步骤S8，将目标磁道位置更新为X=X+S。重复步骤S5至S8的这 些处理，直到在步骤S9，伺服扇区计数器m达到伺服扇区的数量M为 止。步骤S5至S9的这些处理与图15中所示出的测量记录处理中的步骤 S5至S9的处理相同。结果，如图10B所示出的，可以以从通过读取起 点的磁道移动一个磁道的螺旋方式绘制磁头路径82。结果，在图12中， 通过使读取头76沿读取路径88 (-P)移动来读取记录图案92，并且把 来自伺服扇区^至M-1的再现信号的振幅的釆样值存储在存储器中。然 后，在步骤SIO，作为来自通过以螺旋方式扫描一圈磁道而获得的再现信 号的信号评测值，例如计算如图13B所示出的针对一圈磁道的再现信号 的振幅的平均值或累计值。然后，在步骤Sll，在偏移W被更新为通过 增加偏移量Sp而获得的值之后，过程转到步骤S12，在步骤S12，如果偏 移W不超过扫描范围的相对侧的偏移值+P，则过程返回到步骤S2，获得 扫描范围92中的下一读取起点处的目标磁道值X并对其进行寻道，类似 地以螺旋方式针对与磁道相似的范围读取测量图案，然后计算信号评测 值。这里，偏移量5p表示对扫描范围92进行扫描时的步宽，并且可以指 定可以实现足够精度的磁头位置偏移校正的值。如果偏移W超过表示对 扫描范围94的相对侧的限制值的偏移值+P，则过程返回到步骤S12，过程返回到图14的主例程。在步骤S5，根据评测值的轮廓(例如，再现信 号的振幅的轮廓)，针对表注册来检测磁头位置偏移。此外，本发明涉及用于在设置有磁盘装置的MPU 26上执行的磁头位置偏移测量的程序。 根据本实施方式的程序包括如图14至图16中的流程图所示出的内容。 此外，本发明提供了其中存储有在磁盘装置的MPU上执行的用于磁头位 置偏移测量的测量程序的存储介质。这里，存储介质包括设置在计算机 系统的内部或外部的诸如CD-ROM、软盘(RR)、 DVD盘、磁光盘或IC 卡的简单的存储介质和诸如硬盘驱动器的存储介质，以及通过线路等来 保持数据程序的数据库、其他计算机系统及其数据库，以及线路上的传 输介质。更进一步，在上述实施方式中，已经描述了一种示例情况，在 该情况下，在测量记录和测量读取时，在一圈磁道中磁头沿径向移动至 少一个磁道，记录测量图案和读取测量图案以螺旋方式绘制磁头路径。 作为另一种选择，在一圈磁道中磁头沿径向的移动量被取为一个磁道宽 度或更多，利用斜跨过多个磁道的磁头路径来进行对测量图案的记录和 读取。更进一步，在不损害本发明的目的和优点的情况下，本发明包括 适当的变型，并且本发明不受上述实施方式中所提及的数值的限制。本申请基于2007年2月16日在日本提交的在先申请JP2007-035957 的优先权。
权利要求
1. 一种存储装置，该存储装置包括存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头；测量数据记录单元，其以所述存储介质的预定径向位置和磁道位置为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少等于或大于一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述存储介质中写入测量数据；测量数据读取单元，其在对从包括所述测量数据记录单元的所述记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点进行扫描的同时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动经过所述测量数据记录单元的所述预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时从所述存储介质读取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测单元，其根据所述测量数据读取单元获得的测量数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分布，并且在所述评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在所述存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。
2、 根据权利要求l所述的存储装置，其中，所述测量数据记录单元预先设置通过将磁道宽度除以沿磁道周向按 预定间隔记录的伺服扇区的数量而获得的目标偏移量，并且在开始从所 述记录起点进行写入之后，在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿径向移 动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一个磁 道，同时在所述存储介质中写入所述测量数据。
3、 根据权利要求2所述的存储装置，其中，在从所述预定扫描范围内的从其进行扫描的读取起点开始读取之 后，所述测量数据读取单元在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿所述径向移动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一 个磁道，同时从所述存储介质读取所述测量数据。
4、 根据权利要求l所述的存储装置，其中，所述磁头位置偏移检测单元对从所述测量数据读取单元获得的再现 信号的振幅进行检测作为所述评测值，并且根据所述振幅的分布中的峰 值来检测所述位置偏移量。
5、 根据权利要求4所述的存储装置，其中，所述磁头位置偏移检测单元检测通过读取一个螺旋形来路径而获得 的所述再现信号的振幅的平均值或累计值，作为所述再现信号的振幅。
6、 根据权利要求l所述的存储装置，其中，所述磁头位置偏移检测单元检测所述测量数据读取单元获得的再现 信号的差错率作为所述评测值，并且根据所述差错率的分布中的底部峰 值来检测所述位置偏移量。
7、 根据权利要求1所述的存储装置，其中，所述测量数据记录单元、所述测量数据读取单元和所述磁头位置偏 移检测单元针对所述存储介质的所有磁道位置中的每一个，检测并存储 所述位置偏移量。
8、 根据权利要求1所述的存储装置，其中，所述测量数据记录单元、所述测量数据读取单元和所述磁头位置偏 移检测单元检测并存储在所述存储介质上沿径向的多个测量位置处的所 述位置偏移量，并且除了所述测量位置之外的其它各位置处的位置偏移 量是通过插值计算根据两侧的测量位置处的位置偏移量来求得的。
9、 一种存储装置的存储控制电路， 所述存储装置设置有存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁 道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；以及磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读 取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头， 所述存储控制电路包括测量数据记录单元，其以所述存储介质的预定径向位置和磁 道位置为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少大于 一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述存储介 质中写入测量数据；测量数据读取单元，其在对从包括所述测量数据记录单元的 所述记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点进 行扫描的同时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动经 过所述测量数据记录单元的所述预定量，从而在绘制螺旋形路径 的同时从所述存储介质读取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测单元，其根据所述测量数据读取单元获得 的测量数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分 布，并且在所述评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在 所述存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。
10、 根据权利要求9所述的存储控制电路，其中， 所述测量数据记录单元预先设置通过将磁道宽度除以沿磁道周向按预定间隔记录的伺服扇区的数量而获得的目标偏移量，并且在从所述记 录起点开始写入之后，在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿径向移动所 述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一个磁道， 同时在所述存储介质中写入所述测量数据。
11、 根据权利要求10所述的存储控制电路，其中， 在从所述预定扫描范围内的从其进行扫描的读取起点开始读取之后，所述测量数据读取单元在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿所述径 向移动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一 个磁道，同时从所述存储介质读取所述测量数据。
12、 根据权利要求9所述的存储控制电路，其中， 所述磁头位置偏移检测单元对从所述测量数据读取单元获得的再现信号的振幅进行检测作为所述评测值，并且根据所述振幅的分布中的峰 值来检测所述位置偏移量。
13、 根据权利要求12所述的存储控制电路，其中，所述磁头位置偏移检测单元检测通过读取一个螺旋形路径而获得的 所述再现信号的振幅的平均值或累计值作为所述再现信号的振幅。
14、 根据权利要求9所述的存储控制电路，其中，所述磁头位置偏移检测单元检测所述测量数据读取单元获得的再现 信号的差错率作为所述评测值，并且根据所述差错率的分布中的底部峰 值来检测所述位置偏移量。
15、 根据权利要求9所述的存储控制电路，其中， 所述测量数据记录单元、所述测量数据读取单元和所述磁头位置偏移检测单元针对所述存储介质的所有磁道位置中的每一个，检测并存储 所述位置偏移量。
16、 根据权利要求9所述的存储控制电路，其中， 所述测量数据记录单元、所述测量数据读取单元和所述磁头位置偏移检测单元测量并存储在所述存储介质上沿径向的多个测量位置处的所 述位置偏移量，并且除了所述测量位置之外的其它各位置处的位置偏移 量是通过插值计算根据两侧的测量位置处的位置偏移量来求得的。
17、 一种存储装置的磁头位置偏移测量方法， 所述存储装置设置有存储介质，其结构具有由可磁存储的磁性物质形成的多个磁 道，所述磁道被不允许磁记录的非磁性物质分区；以及磁头，其具有用于读取记录在所述磁道上的磁存储信息的读 取头和用于在所述磁道上写入磁存储信息的写入头， 所述方法包括以下步骤测量数据记录步骤，其以所述存储介质的预定径向位置和磁 道位置为记录起点，在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少等于 或大于一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时在所述存储介质中写入测量数据；测量数据读取步骤，其在对从包括所述测量数据记录步骤中 的所述记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内的读取起点 进行扫描的同时，使所述磁头针对所述读取起点中的每一个移动经过所述测量数据记录步骤中的所述预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时从所述存储介质读取所述测量数据；以及磁头位置偏移检测步骤，其根据所述测量数据读取步骤获得 的测量数据再现信号来求得所述预定扫描范围内的评测值的分 布，并且在所述评测值的分布中检测所述读取头与所述写入头在 所述存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。
18、 根据权利要求17所述的磁头位置偏移测量方法，其中， 所述测量数据记录步骤预先设置通过将磁道宽度除以沿磁道周向按预定间隔记录的伺服扇区的数量而获得的目标偏移量，并且在从所述记 录起点开始写入之后，在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿径向移动所 述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至少一个磁道， 同时在所述存储介质中写入所述测量数据。
19、 根据权利要求18所述的磁头位置偏移测量方法，其中， 在所述测量数据读取步骤中，在从所述预定扫描范围内的从其进行扫描的读取起点开始读取之后，在各伺服扇区检测时，使所述磁头沿所 述径向移动所述目标偏移量，从而在一圈磁道中使所述磁头移动经过至 少一个磁道，同时从所述存储介质读取所述测量数据。
20、 根据权利要求18所述的磁头位置偏移测量方法，其中， 在所述磁头位置偏移检测步骤中，对从所述测量数据读取步骤获得的再现信号的振幅进行检测作为所述评测值，并且根据所述振幅的分布 中的峰值来检测所述位置偏移量。
全文摘要
本发明提供存储装置、存储控制电路和磁头位置偏移测量方法。磁盘具有这样的结构，在该结构中，通过不允许磁写入的非磁性物质对由磁性物质形成的多个磁道进行分区。磁头是由读取头和写入头组成的组合型磁头。测量记录单元以磁盘的预定径向位置和磁道位置为记录起点，在一圈磁道中使磁头移动经过至少大于一个磁道的预定量，从而在绘制螺旋形路径的同时写入测量数据。测量读取单元使得在从包括记录起点的内周侧到外周侧的预定扫描范围内逐渐偏移记录起点的同时读取以螺旋方式记录的测量数据。位置偏移检测单元求得读取扫描范围内的再现信号的振幅的分布，并在评测值的分布中检测读取头与写入头在存储介质上沿径向的位置偏移量以进行存储。
文档编号G11B5/596GK101246696SQ20081000137
公开日2008年8月20日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年2月16日
发明者河边享之 申请人:富士通株式会社