专利名称：具有用于存储校正伺服信息错误用数据的区域的存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及存储介质和设备，具体地，涉及考虑了记录在盘型存储介质上的伺服信息中的错误的读写头位置控制。
背景技术：
在诸如硬盘驱动器(HDD)的信息记录和再现设备中，可以通过将记录/再现头移动到旋转盘片的表面上的目标轨道，来记录和再现数据。减小磁盘上的磁道间距是提高记录密度的一种方法。但是，随着磁道间距的减小，写入在相邻磁道上的数据之间的距离变得更小。结果，即使当磁头的写读位置仅略微地偏离时，也容易产生错误。
通常，在伺服磁道写入(STW)处理过程中，测量磁头的位置并使用外部致动器在磁盘上写入伺服信息，该外部致动器用于定位磁盘设备的内部致动器的臂。该伺服信息通常在硬盘驱动器的主轴电机上产生振动的条件下被写入。因此，该伺服信息被写入在从理想圆(本质上被认为是所希望的轨迹的磁头轨迹)偏移的位置处。结果，该伺服信息包括错误成分，该错误成分可以导致磁头波动。
而且，在写入伺服信息时还产生了磁化转变中的波动的问题。该磁盘的表面上形成有磁颗粒的集合。这些磁颗粒不基于尺寸有序地排列。因此，信号之间的边界不是直的，并且对于用于一个位的信号需要大的区域。
但是，为了在较窄的区域中记录数据，即，为了以较高的密度记录数据，信号之间的边界必须是线性的。当在具有这些磁颗粒的磁盘上执行高密度记录时，不能平稳地写入伺服信号。如果没有平稳地写入该伺服信号，则磁颗粒的SN极方向没有限定在恒定方向上，由此，在伺服信号的磁化中产生了弱区域。因此，该磁头不能正确地读取伺服信号，并且当磁头跟随磁道时，产生了位移和波动。
已经提出了一种在磁盘上写入校正数据的方案，以校正由于形成伺服信号时的位置信息的干扰和磁盘的磁缺陷而导致的伺服信号的错误。其目的在于在基于校正数据来读写数据时，以较高的精度实现磁头的定位。
日本专利申请特开No.H03-263662提出了一种技术，该技术用于在磁盘的伺服(serve)帧之前和之后中的一个区域或两个区域写入用于表示伺服信号的错误的错误信号，以便在寻道定时读取这种错误信号。位置或伺服信息可以包括由于在形成伺服信号时由磁盘的旋转引起的振动影响而导致的错误成分。在高密度磁道中，该定位错误产生大的影响。因此，在伺服信号的圆周方向上，在最小单位的伺服帧之前的区域，或在伺服帧之后的区域，或者在伺服帧之前和之后的两个区域中写入表示伺服信号的错误的错误信号。由于在寻道定时中，使用磁头读取该错误信息，所以对于目标磁道，认为可以通过校正伺服信号的错误来实现磁头的精确定位。
日本专利申请特开No.S60-117461提出了一种用于提高读取裕度的技术。更具体地，将通过伺服磁头读取的原始伺服信号输入到伺服信号再现电路，然后将其转换为伺服信号。但是，如果在原始伺服信号中发现磁缺陷，则当仅使用从原始伺服信号获得的伺服信号来产生磁头的位置信号时，会产生位置偏差。因此，当基于包括位置偏差的伺服信号来执行跟踪时，使用伺服磁头在磁盘上写入校正信号。在这种情况下，由于往往假定在其上写入了校正信号的磁道中发现缺陷，所以写入了多个校正信号，或该校正信号被赋予奇偶性。因此，在需要校正的部分之前写入该校正信号。
在如图15所示的各个磁道中，将校正数据记录到正好设置在各个伺服帧50之后的区域70，并且通过分为用于记录的区码(postcode)区41和用于再现的区码区42，为每个伺服帧交替地分配该校正数据。在这种情况下，分配给相邻磁道的区码41、42通过小间隙隔离。当通过记录容量的高密度来减小相邻磁道之间的距离(磁道宽度)时，相邻码之间的间隙甚至变得更小。
图16示出了磁头20的跟踪时的波动。如果不允许在区码41或区码42之间提供间隔，则因为由设备的电机产生的振动而在磁头20中产生波动。在区码41的写入操作过程中，这种波动导致在相邻磁道62上重写(over-write)目标磁道61所预期的数据。在读操作过程中，这种过写入会产生噪声，并且这种噪声将被输出为读错误。
此外，对于区码41，42的分配，必须为每个区码添加表示区码的开始的信息。因此，当分配大量区码时，用户数据区的记录容量减小。
发明内容
本发明涉及一种存储介质和设备，该存储介质和设备包括在圆周方向上延伸的磁道、形成在这些磁道上的用于存储用户数据的用户数据区、以及与这些用户数据区相对应并沿径向延伸的用于存储伺服数据的伺服帧。为了存储校正数据，提供了与伺服帧相对应并与伺服帧相邻沿径向延伸的数据校正区，该校正数据用于校正由于存储在伺服帧中的伺服数据中的错误而导致的读/写头的位置偏差。存储在同一磁道上的数据校正区中的校正数据由至少一个校正数据区分开。
图1是表示根据本发明的一个实施例的存储设备的框图；图2是表示根据本发明的一个实施例在记录介质上分配区码的视图；图3是表示存储介质上的磁道的内容的视图；图4是表示YAW角的概念的视图；图5是表示当YAW角较大时，再现元件和记录元件之间的位置关系的视图；图6是表示当YAW角较小时，再现元件和记录元件之间的位置关系的视图；图7是描述用于写入用于记录的区码的顺序的流程图；
图8是描述区码设置处理的流程图；图9是说明VCM中的波动和解调位置之间的关系的视图；图10是表示本发明的存储设备中的VCM的控制部分的框图；图11是表示根据本发明的另一实施例在记录介质上分配区码的视图；图12是描述用于写入用于再现的区码的顺序的流程图；图13是表示根据本发明的另一实施例在记录介质上分配区码的视图；图14是表示根据本发明的另一实施例在记录介质上分配区码的视图；图15是表示根据常规方法分配区码的视图；以及图16是表示在磁头的跟踪时产生波动的视图。
具体实施例方式
图1是表示根据本发明的一个实施例的存储设备1的框图。该存储设备1包括用于使磁盘10(在图4中最佳地示出)旋转的主轴电机(SPM)180和用于驱动具有磁头(记录/再现头)20的致动器30的音圈电机(VCM)190(图4所示)，以使磁头转动并定位到设置在磁盘上的磁道。磁头20是配备有记录元件21和再现元件22(图4所示)的记录/再现头。
提供磁头IC(HDIC)140，用于进行磁头20的操作控制，该磁头IC 140包括用于放大所读取信号的前置放大器、用于磁头的偏置电流源以及用于将数据写入到多个磁头20和从多个磁头20读取数据的磁头驱动器的功能。该磁头IC 140控制磁头20的电操作。
RDC 130是用于在通过基于PRML系统对数据进行解调来读取数据时对从HDIC 140发送的模拟数据信号进行解码并且用于将经解码的数字数据转换为并行信号的PRML读取通道IC。此外，在写入数据时，RDC130通过对写入数据进行编码来对该写入数据进行调制，并将转换为模拟信号的数据信号传送给HDIC 140。
数字信号处理器(DSP)150执行信号处理，该信号处理是使得伺服控制系统能够进行磁头20的位置控制所需的。此外，数字信号处理器(DSP)150还通过伺服控制器(SVC)170来执行SPM 180的旋转数量控制，并且通过VCM 190执行磁头20的位置控制(寻道控制、跟踪控制)。DSP 150基于从磁盘读取的数据，控制磁头20在磁盘上的定位。
硬盘控制器(HDC)100是用于与存储设备1的主机交换各种指令、操作请求及其他数据的IC，并且该硬盘控制器100从该主机获得该存储设备的操作请求。在该实施例中，假定从主机传送的操作请求包括三类请求，寻道、读取(再现)和写入(记录)操作。
微控制单元(MCU)110控制存储设备1的总体操作。MCU存储器120由随机存取存储器和闪速EEPROM形成，并且在MCU 110执行控制处理时用作工作存储器。此外，存储器120还用作用于存储由MCU 110执行的控制程序和磁头20的特性数据等的存储装置。DSP存储器160是随机存取存储器，并且根据需要被DSP 150用作工作存储器。
图2是说明用于在存储介质中分配区码40的本发明的第一实施例的视图。这里，区码40是用于校正记录在各个伺服帧中的伺服信号的校正数据。
在图2中，区码40被表示为记录在正好在伺服帧50之后的存储区70中。伺服帧50从磁盘10的中心朝着外圆周方向径向地记录，用于记录用于磁头20的位置控制的伺服数据或信号。换句话说，在圆周方向上分配多个伺服帧50。盘型存储介质的存储区70能够在圆周方向上以预定间隔再现伺服数据，并且还可以沿径向(磁道交叉方向)针对每个磁道宽度进行划分。随着记录密度的增加，磁道宽度倾向于变窄。
如图2所示，区码40沿存储介质10的圆周(磁道)方向记录在各个磁道的各个其他存储区70中，并且沿存储介质的径向被记录在各个存储区70的各个其他磁道中。换句话说，在存储介质10的圆周方向上分散开地记录区码40，以使得它们不相邻地设置。因此，区码40以网格形状分配。
沿存储介质10的径向记录的区码40的间隔被设置为至少比一个磁道的宽度要长。通过这种方式，在数据记录和再现操作时，可以增大区码40的裕度。由此，可以提高磁头20的定位精度。因此，可以消除其中当磁头20的记录位置偏离时，其他数据被错误地重写到相邻数据的问题，以及当再现位置偏离时产生数据再现错误或再现误差的问题。
沿径向与区码40相邻的区域不被用于写入用户数据，即使当该区域是空白部分或区域71时。其原因是如果除了区码40以外的数据(例如，用户数据)被记录在空白部分71中，则当磁头位置波动时，相邻数据的一部分变为噪声，导致区码40的读取错误，这与其中相邻地设置区码40的现有技术的问题相似。这样，不能提高磁头20的定位精度，并且实现存储介质的高记录密度变得困难。因此，区域70仅用于记录区码40，并且在从存储介质10的外圆周到内圆周的径向上是连续的。
该实施例中的区域70与伺服帧50相邻设置。空白部分71是在区域70中的区域，该空白部分71不处于记录状态(例如，擦除了磁化状态)。各个磁道的区域70总共具有24位，包括用于区码40的16位和用于表示区码的开始的信息的8位。
此外，因为以网格的形式分配区码的条件，要求在单个区码40中沿磁道方向记录用于多达两个相邻伺服帧50的单个校正数据，如图2所示。与单个区码相对应的两个伺服帧50是使记录区码40的伺服帧连续的两个伺服帧。通过这种方式，各个区码40彼此充分地隔离，以便可以在磁头20到达要校正的伺服帧之前计算校正信号，并且磁头20处于始终进行跟踪操作的状态，同时它在伺服帧50当中的区域中移动。因此，可以解决由于磁头20的波动而导致的不稳定的写入操作和数据读取错误的问题。
在该实施例中，在一个区码40中记录同一磁道上的多达两个相邻伺服帧50的校正数据，以便以网格的形式分配区码。但是，与同一磁道上的多个伺服帧50(例如，三个或更多个)的校正数据可以记录到一个区码40。在这种情况下，区码40不以网格的形式分配，而是交替地或者在每多个伺服帧50中隔离区码的条件下具有偏差的情况下分配。
由于分别与多个伺服帧50相对应的校正数据被集中并记录在一个区码40中，因此可以减小用于表示区码的开始的信息的容量。该设置还使区码区70的数量最小化，这减小了用户数据区的记录容量。
此外，通过仅使用用于记录的区码40，来简化对在数据记录操作时磁头20的波动的校正，以保证记录元件21的稳定的数据写入操作，并由此防止用作区码区70的存储容量增加。
对于数据写入操作过程中再现元件22的定位，利用定位控制和伺服信号将再现元件22设置在磁道的中心，并且在磁道的中心处分配用于记录的区码。因此，可以使用普通的跟踪操作读取用于记录的区码。因此，在数据记录操作过程中，不再需要使用特定的控制来定位再现元件22，以便读取用于记录的区码，并且利用普通的跟踪操作，可以实现稳定的数据写入操作。
另一方面，对于数据再现操作过程中再现元件22的定位，执行再现元件22的定位控制，以使MCU 110基于磁头的特性数据和存储在MCU存储器120中的控制程序将磁头20的再现元件控制到写入数据的磁道。
由于在该实施例中，在介质上仅设置了用于记录的区码，而不是用于再现的区码，所以可以防止用于区码40的存储容量的增加。此外，由于在磁道的中心处分配用于记录的区码40，所以它们可以通过普通的跟踪操作来读取，并且可以实现稳定的写入操作，而不需要任何特定的控制操作。
在某些情况下，如记录元件21的情况那样，再现元件22的位移会产生读取错误。可以通过使用读取重试处理而重复尝试读取操作并且同时改变读取位置来进行错误恢复。因此，通过错误恢复处理降低了性能，但是它还可以消除其中用户数据区的存储容量很重要的设备中的用于再现的区码40。
但是，如果在记录元件21中产生位移，则对相邻数据进行重写，并具有使得不能对原始相邻数据进行错误恢复的较高可能的风险。因此，对于其中进行记录的设备希望不消除用于记录的区码41。在其中仅进行再现的设备中，当仅设置用于再现的区码40时就足够了。
因此，仅分配用于记录的区码41或用于再现的区码40使得能够以网格的形式进行分配，并且区码区的记录容量与图15中的相同。这对于存储介质的总记录容量没有增加区码区70的比率，即，用户数据区没有按比例减小。
图3是说明存储介质10的特定柱面80中的磁道分配的视图。在磁盘驱动器的操作过程中，利用磁头20读取伺服帧50。基于读取位置信息，通过经由DSP 150中的SVC 170控制SPM 180和VCM 190，来进行盘型存储介质10的旋转控制和磁头20在盘型存储介质10上的位置控制，该磁头20安装在致动器上。在磁头20的位置控制中包括寻道控制和跟踪控制。
在图3中，“PREAMBLE”52是用于控制磁头20以跟随伺服波形的频率、相位和幅值的区域，并且该区域表示记录伺服信号的区域的开始。“SYNCMARK”区53表示伺服波形的数据开始位置。“GRAYCODE”区54是表示相关磁道上的位置对应哪个磁头/磁道的信息。在STW处理过程中，使用数值来记录磁道号码等。使用写入在“BURST”区55中的信息来识别磁道的中心和磁头所处的当前位置之间的相对位置。在“BURST”区55中，在幅值系统和相位系统中的STW处理过程中写入详细位置信息的模拟数据。
在STW(伺服磁道写入)处理过程中，在盘型存储介质10上记录伺服帧50的伺服信号。此外，在伺服数据单元51的伺服帧50之后分配“POSTCODE”区40。在将硬盘驱动器(HDD)装配到设备主体中之后，使用数值来记录用于校正使用伺服信息没有完全校正的位置误差的信息。例如，该信息被记录为“在内圆周方向上偏离多达0.5磁道”的信息，即，-0.5至+0.5。
在将HDD装配到设备中之后，写入“POSTCODE”区40的校正数据。因此，伺服波形和“POSTCODE”区40的校正数据的波形之间的关系不是恒定的(即使在使用该设备进行调谐时，也存在测量误差)，而是在与用户数据相比更接近伺服数据的条件下写入校正数据。例如，由于在接近存储介质10的外缘时在用户数据中伺服帧50之间的存储区变得更大，所以通过增加频率，来以高密度写入这种用户数据。另一方面，在从存储介质10的外缘延伸到内缘的区域中，以恒定的频率写入伺服数据。如伺服数据的情况那样，以恒定频率写入“POSTCODE”区40的校正数据。
在另一实施例中，根据硬件和固件，与用户数据相似地写入校正数据。在STW处理中，写入伺服帧50内的信息，并且该信息不能被修改。其原因是当伺服帧50中的信息一旦被破坏时，在不重复STW处理的情况下，不能恢复伺服帧中的信息。STW处理通常需要一定的时间。因此，通过在伺服帧50内不分配“POSTCODE”区40，而是在用户数据区60中分配，可以防止破坏伺服帧50中的信息的问题。
图4至7说明根据磁头20处的YAW角的再现元件22和记录元件21之间的位置关系。图4表示了YAW角的概念。在图4中，在存储介质10上设置许多磁道，但是为了便于说明仅示出了外部圆周部分中和内部圆周部分中的几个磁道。分别在存储介质10的各个磁道和磁头20之间产生YAW角，并且磁头上的再现元件22和记录元件21的位置在存储介质10的半径方向上产生偏移。因此，即使当再现元件22始终位于磁道的中心时，再现元件和记录元件21也不会始终处于相同的位置关系。
图5表示当YAW角较大时，再现元件22和记录元件21之间的关系。当YAW角较大时，磁头20位于磁道上，并且相对于磁道的圆周方向具有一定的倾角。因此，再现元件22和记录元件21在磁道上的位置被偏移。在用户数据区60的写入操作(写入模式)过程中，再现元件22位于磁道中心上，以在记录元件21的位置处记录用户数据。在用户数据区60的读取操作(读取模式)过程中，再现元件22位于记录有用户数据的磁道的位置上。
图6表示当YAW角较小时，再现元件22和记录元件21之间的位置关系。当YAW角较小时，在其中磁头20变得几乎平行于磁道的圆周方向的条件下，磁头20位于磁道上。在用户数据区60的写入操作(写入模式)中，再现元件22位于磁道的中心，以在记录元件21的位置处记录用户数据。在用户数据区60的读取操作(读取模式)中，再现元件22位于记录有用户数据的磁道的位置上。
如上所述，由于在盘型存储介质10的外缘侧和内缘侧中YAW角是不同的，所以再现元件22和记录元件21之间的位置关系也根据该差异而变化。
因此，当产生YAW角时，实际写入了数据的位置偏离磁道的中心，因为在写入操作过程中，再现元件22位于磁道的中心。在再现所写数据的情况下，再现元件22被移动到写入了数据的位置。当不产生YAW角时，在与磁道的中心位置相同的线上写入数据。
这里使用的YAW角是指磁头20相对于存储介质10的圆周方向(切线方向)的倾角。在图4中，磁头20被表示为位于存储介质10的外缘部分和内缘部分。相对于磁道的切线(正切线)，在内缘侧磁头20的倾角变为正角，而在外缘侧变为负角。
图7是描述区码40写入顺序的流程图。首先，对磁头20进行控制，以寻找记录元件21可以提高定位精度的位置(正确磁道的用户数据的写入位置)(S101)。该实施例中的磁头20确定记录元件21的用户数据写入位置。当再现元件22位于磁道中心时，这基于再现元件22和记录元件21的YAW角的状态，因为再现元件22被设置为位于磁道的中心。对于N次旋转，通过将磁道中心设置为目标位置，使用再现元件22来测量在STW处理过程中记录的伺服信号中的位置信息与磁道中心之间产生的误差。因此，基于该测量的结果来产生位置校正信息(S102)。
接下来，对磁头20进行控制，以寻找要写入该位置校正信息作为区码40的位置。该位置是在记录元件21位于用于提高定位精度的位置处的条件下，可以由再现元件22读取位置校正信息的位置(用户数据写入位置)(S103)。即，由于在该实施例中，在磁头20的再现元件22位于磁道中心的条件下写入用户数据，所以执行寻找操作，以将记录元件21定位到所测量磁道的中心，以便将区码40写入磁道的中心位置。
在记录元件21位于磁道的中心的条件下，再次选择是否应该测量位置校正信息(S104)。当不需要校正位置信息的重复测量时，写入区码40，以完成对用于定位记录元件21的磁道的区码的区域的处理(S107)。
另一方面，在记录元件21位于磁道中心的条件下，再次测量校正位置信息的情况下(在写入区码40时还提高记录元件21的定位精度的情况下)，通过对M次旋转的测量，产生用于进一步将磁道的中心位置提高为更接近真实圆的形状的位置校正信息(S105)。考虑到提高RRO(旋转偏离(Rotational Run Out))，该RRO是重复地产生的恒定波动，即，为了进一步提高磁头20的定位精度，在伺服控制中反映了位置校正信息(S106)。写入区码40以完成对定位了记录元件21的磁道区的处理(S107)。
对于在本发明的实施例中用于写入区码40的控制，基于存储在MCU存储器120中的写入模式，通过利用DSP 150经由SVC 170控制SPM 180和VCM 190，来执行盘型存储介质10的旋转控制和对安装到致动器的磁头20的定位。对于将被写入的区码40，将通过RDC 130进行了调制的数据信号传送给HDIC 140，并通过DSP 150将其记录到定位了磁头20的位置。
现在说明区码写入模式。当将区码分配给与第[2n-1](奇数)磁道中的伺服号[2m-2](偶数)相对应的区域时，用于在第[2n](偶数)磁道分配区码的区域与伺服号[2m-1](奇数)相对应。
当将区码分配给与第[2n-1](奇数)磁道中的伺服号[2m-1](奇数)相对应的区域时，用于在第[2n](偶数)磁道分配区码40的区域与伺服号[2m](偶数)相对应。
当在每三个伺服帧50中偏离了区码写入模式时，例如，如果将区码40分配给与第[3n-2]磁道中的伺服号[3m-3]相对应的区域，则用于在第[3n-1]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m-2]相对应，而用于在第[3n]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m-1]相对应。
当在与第[3n-2]磁道中的伺服号[3m-2]相对应的区域中分配区码40时，用于在第[3n-1]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m-1]相对应，而用于在[3n]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m]相对应。
此外，当将区码40分配给与第[3n-2]磁道中的伺服号[3m-1]相对应的区域时，用于在第[3n-1]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m]相对应，而用于在第[3n]磁道中分配区码的区域与伺服号[3m+1]相对应。
当在每多个伺服帧50中，区码写入模式越来越偏离时，写入模式也以同样方式改变。这里，假定n是1，2，…，x以及m是1，2，…，y，其中x和y根据介质而不同。因此，x和y可以取理想值。
在本发明的该实施例中，以网格的形式分配区码40。但是，用于写入区码40的伺服数据区51(图3中最佳地示出)没有特别的限制，并且可以在伺服数据区51的所期望区域中记录该区码。
现在说明基于要使用本发明的信息存储设备1进行处理的区码40的位置校正控制的细节。图8是描述伺服帧号[N]中的区码设置处理的流程图。在用于存储区码的MCU存储器120的存储区中，提供用于存储一次旋转的区码40的校正数据的结构A[]和用于存储在两个帧之后的伺服帧50中使用的区码的变量B。
首先，使用校正值Rn计算流入到VCM 190中的控制电流，该校正值Rn设置有伺服帧号[N-1](伺服帧号[N]之前的一个帧)(S201)。接下来，确定伺服帧号[N]是否与要使用区码40进行校正的磁道相对应(S202)。当伺服帧号[N]不与要使用区码40进行校正的磁道相对应时，将校正值Rn设置为零，并且不执行校正操作(S203)。但是，当伺服帧号[N]与要使用区码40进行校正的磁道相对应时，确定伺服帧号[N]中是否存在区码(S204)。当伺服帧号[N]中不存在区码40时，将存储在伺服帧号[N-1]中的变量B中的区码设置为校正值Rn(S205)。在这种情况下，在伺服帧号[N-1]中存在区码40，并且该区码被分为伺服帧号[N]和伺服帧号[N+1]的各个区码。在将两个伺服帧分为区码之后，由于存储在变量B中的区码被用于伺服帧号[N+1]，所以当磁头移动到伺服帧号[N+1]时，存储在变量B中的区码被设为校正值Rn。
另一方面，当在伺服帧号[N]中存在区码40时，伺服帧号[N-2](比伺服帧号[N]早两帧)的区码40被分为两个单独的区码，并且在其位置中使用存储在变量B中的区码来校正伺服帧号[N]的磁头20。基于分配在伺服帧号[N]中的区码40来设置磁头20接下来移动到的伺服帧号[N+1]和磁头20此后要移动到的伺服帧号[N+2]中的校正值Rn。因此，确定是否已经准确地获得伺服帧号[N]中的区码40。
当不能准确地获得伺服帧号[N]中的区码40时，在校正磁道中的位置时，根据过去读出的区码40和存储在结构A[]中的区码40来确定是否可以校正该区码40(S207)。
当不能进行校正时，将校正值Rn设置为零并且不进行校正(S203)。另一方面，当可以进行校正时，根据过去的区码40的存储值A[]计算在伺服帧号[N+1]和伺服帧号[N+2]中使用的区码(S208)。在伺服帧号[N+1]中使用的区码被设置为校正值Rn，而在伺服帧号[N+2]中使用的区码被存储在变量B中(S210)。
当已经准确地获得了伺服帧号[N]中的区码40时，将区码40隔离为使用在伺服帧号[N+1]中获得的位置校正信息的区码以及使用伺服帧号[N+2]中的相同位置校正信息的区码，然后将其存储在结构A[]中。由于该隔离处理需要较长的时间，所以在一个区码40中记录用于相邻的两个伺服帧的区码，并且所隔离的区码用于一帧之后的伺服帧和两个帧之后的伺服帧。通过这种方式，当磁头到达将要校正的伺服帧时，磁头20可以立即受到位置校正。在区码已被隔离为各个伺服帧的区码之后，在伺服帧号[N+1]中使用的区码被设置为校正值Rn，而在伺服帧号[N+2]中使用的区码被存储到变量B中(S210)。
如上所述，在下一伺服帧以及分配了该预设的区码40的区域中的后续帧中使用该预设的区码40。因此，当满足在磁头20到达要校正的伺服帧之后可以立即校正该位置的条件时，区码40不限于仅在伺服帧之后分配。在各个伺服帧之后立即分配本发明该实施例中的区码40，但是在其他实施例中，也可以在其他区域中分配该区码。
图9是说明VCM 190中的波动和解调位置之间的关系的视图。标号90表示解调位置(磁头的理想轨迹)，而数字91表示VCM的波动(磁头波动的实际轨迹)。
对于将数据高密度记录到存储介质10，磁道的中心与更接近真实圆的形状相似并且各个磁道被同心地分配(由虚线表示)是理想的。但是，在磁道的实际中心处产生了被称为RRO(旋转偏差)91的恒定波动。
图10是说明用于使用分开的区码40来校正磁头20的位置的VCM190的控制的概要的控制框图。在图10中，获得磁头20的目标位置(在该实施例中为磁道的中心位置)和实际位置之间的偏差(位置误差)，并且根据该偏差获得校正值Rn。这里，为校正值Rn提供与区码40分离的单独的区码。控制器滤波器C计算要校正的量的控制电流，音圈电机滤波器P校正磁头20的位置。该校正之后的磁头位置被再次反馈，以获得相对于目标位置(磁道的中心位置)的偏差。这里，获得用于将该偏差设置为零的控制电流，以控制VCM 190。
经解调的位置信息由RRO的数据构成，包括恒定的滤波器特性，并被称作旋转位置误差(RPE)。当要求产生区码时，通过测量该RPE并使用灵敏度函数的相反特性来获得RRO。
这里，将解释用于获得RRO的方法。从RRO至RPE的转换函数(灵敏度函数)如下表示。
X(s)-PCY(s)＝Y(s)(X(s)输入，Y(s)输出)(1+PC)Y(s)＝X(s)Y(s)/X(s)＝1/(1+PC) …(1)因此，可以通过将RPE乘以相反特性(1+PC)来从RPE获得RRO。通过使用上面获得的RRO校正目标位置并将该目标位置设置为更接近真实圆的形状，可以减小由RRO产生的RPE。
如上所述，在本发明的一个实施例中，以网格的形式(包括偏差)分配区码40，并且在沿存储介质10的径向相邻地分配的区码之间提供间隙。因此，可以防止由于将一个到多个磁道的相邻区码40读取为噪声而产生的读取错误的问题，以及在写入该区码时在相邻的区码上进行重写的问题。通过这种方式，可以以更高的精度再现区码40。此外，在本发明的实施例中，区码40仅由用于记录的区码41构成。因此，可以获得用于向沿存储介质10的径向相邻地分配的区码提供间隔的区域，而不减小用户数据区的存储容量。
图11表示了本发明的另一实施例，用于在存储介质10的每个磁道中分配区码。对与第一实施例相似的结构不进行详细论述。在图11中，在伺服帧50之后，立即在不同的记录区中分配用于记录的区码41和用于再现的区码42。从磁盘10的中心沿径向记录伺服帧50，并且向其记录用于控制磁头20的位置的数据。在盘型存储介质10的记录区中，可以沿圆周方向以预定间隔再现伺服数据，并且沿径向以每个磁道的宽度分离伺服数据。磁道宽度随着记录密度增加而倾向于变得更窄。
如图11所示，在区码区70内的每个伺服帧50之后交替地分配用于记录的区码41和用于再现的区码42，并且在区码区70的边界内沿圆周方向，相对于彼此前移或后移在同一区码区内的相邻的区码41或42。
如上所述，在相邻磁道中，沿圆周方向将同一区码区70内的区码41、42前移和后移多达区码的数据容量。通过这种方式，在同一区码区70内的两个区码之间形成空白区71，并且空白区71沿径向对齐。对区码41、42进行分配，以使得磁头20不读取相邻的区码的一部分，并且在相邻的区码上不重写数据。因此，可以消除区码读取误差，并且可以提高磁头20的定位精度。因此，可以消除当磁头20的记录位置偏离时在相邻数据上错误地重写数据的问题和当再现位置偏离时产生数据再现错误或数据再现误差的问题。
在磁盘10的径向上，在与区码41、42相邻的空白区71上不写入用户数据等。如果在空白区71中记录除了区码以外的数据(例如用户数据)，则可以增大记录容量。但是，也将产生与相邻地分配区码的现有技术相似的问题。即，当磁头位置波动时，相邻数据的一部分将被检测作为噪声，导致用于区码的读取错误。在该实施例的区码区70中，因为校正数据需要16位并且对于一个区码，表示区码开始的信息需要8位，所以需要24位。
在本发明中，在一个区码中包括用于同一磁道上的沿磁道(圆周)方向的相邻的两个伺服帧50的单个区码41或42的校正数据。在分配了相关区码的伺服帧之后两帧，分配与各个区码相对应的两个伺服帧50。其原因是磁头20在磁道上移动并到达要校正的伺服帧50之后，必须通过将各个伺服帧的单个区码与该区码预先隔离并且计算校正信号，来立即对磁头20进行定位。因此，磁头20始终处于跟踪状态，同时它在伺服帧50当中的区域上移动。通过这种方式，可以消除由于磁头20的波动而导致的不稳定写入和数据读取错误的问题。此外，通过上面说明的结构，在定位到目标伺服帧之前等待旋转的阶段中，可以处理校正数据，并且由此可以实现高速定位。
在如上所述的示例中，在一个区码中共同包括用于同一磁道的沿磁道方向的两个相邻伺服帧的单个区码的校正数据。但是，在一个区码中可以包括多个单个的区码的校正数据。在这种情况下，在伺服帧50当中存在下述的区域，在该区域中，在每个伺服帧50中不交替地分配用于记录的区码41和用于再现的区码42，并且根本不分配用于记录的区码41和用于再现的区码42。
此外，由于分别与多个伺服帧50相对应的校正数据仅被记录到一个区码，所以可以减小用于表示区码的开始的信息的容量，并且可以按照网格的形式来分配区码，而不显著地增加存储介质的整个区域中由区码区的记录容量占据的比率。
在伺服帧50当中的区码区70中分配三个或更多个区码的校正数据的情况下，用户数据区的记录容量减小，并且仅区码区的空白区71增加。因此，在致力于提高用户数据区的记录容量的产品中也可以采用这种分配。
图12是在本发明的第二实施例中用于写入用于再现的区码42的顺序的流程图。首先，对磁头20进行控制，以将再现元件22定位到用于提高定位精度的位置(校正磁道的用户数据读取位置)(S111)。通过在改变读取位置的同时进行试验读取操作，来通过存储介质10的N次旋转来进行校正信息的测量。此后，基于测量的结果产生位置校正信息(S112)。
接下来，对磁头20进行控制，以寻找一位置，将作为区码的位置校正信息写入到该位置，还通过普通的读取操作来读取用于再现的区码42的位置(在写入有用户数据的磁道上)(S113)。这里，对记录元件21进行控制，以寻找写入有用户数据的磁道。由于本实施例中的磁头20被设置为将再现元件22定位在磁道的中心，在该步骤中，因为在再现元件22位于磁道中心的条件下写入用户数据的处理，所以还可以将再现元件控制为定位于磁道的中心。
接下来，在记录元件21被定位在写入有用户数据的磁道上的条件下，选择校正位置信息是否应该被再次测量(S114)。当不再次测量位置校正信息时，通过将用于再现的区码42写入到定位记录元件21的位置，来完成该处理(S117)。在这种情况下，在写入图7所示的用于记录的区码41时，可以使用该测量的直接结果来校正位置。
在记录元件21被定位在写入有用户数据的磁道上的条件下，即，当在写入用于再现的区码42时还要求提高记录元件21的定位精度时，再次测量校正位置信息。根据M次旋转(S115)的测量产生位置校正信息，并且将该测量结果反映在伺服控制上，以便提高磁头20的定位精度(S116)。此后，将用于再现的区码42写入到定位记录元件21的位置(S117)。
图13表示了其中产生存储介质10的YAW角的区码分配的示例。在图13中，将用于记录的区码41和用于再现的区码42分配在恰好位于伺服帧50之后的存储区70中。沿径向记录伺服帧50，并且在其上记录用于磁头20的位置控制的数据。可以从盘型存储介质10的存储区沿圆周方向以预定间隔再现伺服数据。将该伺服数据分为对应磁道沿半径方向的宽度。随着记录密度增加，这些磁道宽度倾向于变得更窄。
如图所示，在用于区码的区域70内，在用于记录的区码41之后，基本上连续地分配用于再现的区码42。即，作为一个组合分配一系列伺服帧50、用于记录的区码41以及用于再现的区码42。在以如图2所示的网格形式分配用于记录的区码41之后，考虑到在读取数据时提高磁头的定位精度，而添加用于再现的区码42，以校正用户数据读取位置。
图14示出了其中不产生存储介质的YAW角的区码分配的示例。在图13中，沿存储介质10的径向分配用于记录的区码41和用于再现的区码42，同时在这些区码之间具有偏差。然而，在图14中，沿存储介质10的圆周方向(磁道的纵向)平行分配用于记录的区码41和用于再现的区码42。如上所述，根据YAW角，对于用于再现的区码42，磁道上的记录位置是不同的。
在图13和图14中，在用于记录的区码41和用于再现的区码42之间提供多个位。然而，在其他实施例中，也可以采用在区码41和42之间不提供空白区或提供更大的空白区的结构。在区码存储区70中，对于一个区码需要用于校正数据的16位和用于表示区码的开始的信息的8位。
如上所述，在用于记录的区码41之后，在同一区码区70内另外分配用于再现的区码42，以校正用户数据读取位置。因此，不仅在数据记录操作中，而且在数据再现操作中，可以实现磁头20的高精度定位。此外，在数据读取操作过程中，磁头20可以直接转换到再现操作，而不重复地寻找数据的开始位置，因为形成用于再现的区码，而对于用于记录的区码导致YAW角。
此外，在沿存储介质10的径向与区码相邻的区域中，当其被形成为空白区71时，不写入用户数据等。其原因是当将除了区码以外的数据(例如用户数据)记录到空白区71时，用于用户数据的总存储容量增加。但是，产生了与其中相邻地设置区码的现有技术中产生的问题相似的问题，相邻数据的一部分被检测为噪声并且当磁头位置波动时，在区码中产生读取误差。因此，不能提高磁头20的定位精度并且不能实现存储介质10的高密度记录。
此外，在一个区码中记录用于在同一磁道上沿磁道(圆周)方向的相邻的两个伺服帧50的校正数据。与各个区码相对应的伺服帧50是分配了相关区码的伺服帧之后的两个伺服帧。其原因是从区码预先分离各个伺服帧的单个区码，计算校正信号，并且当磁头20在磁道上移动并到达要校正的伺服帧时，可以立即完成磁头的定位。因此，当在伺服帧50当中的区域中移动磁头20时，它始终跟随磁道，由此，可以解决由于磁头20的波动而导致的数据的不稳定写入和数据读取错误的问题。此外，通过以上说明的结构，可以实现高速定位。
还如上所述，在一个区码40中包括沿同一磁道的磁道(圆周)方向的相邻的两个伺服帧50的校正数据，并且以网格的形式分配区码41、42。因此，可以获得用于向沿存储介质10的径向(磁道交叉方向)至少相邻地分配的区码41、42提供间隔的区域，同时使用户数据区的存储容量的减小最少。此外，在其他实施例中，可以采用使得在一个区码40中包括与三个或更多个伺服帧相对应的区码的校正数据的结构。在这种情况下，在用于多个伺服帧的间距中交替地分配区码40或导致偏差。
此外，在同一区码区70内，在用于记录的区码41之后，连续地分配用于再现的区码42。但是，在其他实施例中，也可以引入在同一存储区70内，在用于再现的区码42之后，连续地分配用于记录的区码41的结构。此外，由于分别与多个伺服帧相对应的区码的校正数据仅被集中并记录到一个区码，所以可以减小用于表示区码的开始的信息的容量。
还如上所述，在以网格的形式设置的用于再现的区码41之后，另外分配用于再现的区码42，以校正用户数据读取位置。因此，可以防止当磁头读取区码以及在写入区码时在相邻的区码上重写数据时，由于相邻磁道的区码被检测为噪声而导致的读取错误的问题。由此，可以实现区码的高精度再现。
此外，在用于记录的区码41之后，另外分配用于再现的区码42，以校正用户数据读取位置。因此，不仅在数据记录操作中，而且在数据再现操作中，可以进行磁头的高精度定位。此外，由于设置用于再现的区码42，而对于用于记录的区码41导致YAW角，所以在数据读取操作过程中，磁头可以直接转换为再现操作，以使得能够进行高速并稳定的再现操作，而不重新寻找直到数据的开始位置。
如第二和第三实施例所述，由于在磁道方向上，在区码区中并排地分配用来校正同一伺服帧的用于记录和再现的两个区码41、42，并且相邻磁道的用于记录和再现的区码以网格的形式分配，并且具有至少一个伺服帧的间距，所以区码区70具有大约第一实施例中的两倍宽度的宽度并且用户数据区的存储容量被减小一样多。然而，将区码区70的存储容量控制为所需的最小容量，并且可以以高速和高精度实现记录和再现头的定位。
此外，如图所示，由于获得了在径向上连续并从存储介质10的外部圆周延伸至内部圆周的区域作为用于区码的区域70，所以防止了相邻磁道当中的区码的交叉擦除和串扰。此外，用户数据区的分配与现有技术中的相似。
本发明涉及一种用于基于校正伺服信号的错误的校正数据来控制磁头位置的存储设备。因此，可以提供一种高度可靠的存储介质，其可以防止对相邻校正数据的影响，并且实现数据的稳定记录和再现，而不显著地减小用户数据区的记录容量。
此外，在使用具有窄磁道间距的高密度存储介质的存储设备中，本发明特别有效。可以防止由于通常在高密度存储介质中的磁道间距的减小而导致的校正数据当中的交叉擦除和串扰，并且可以通过在相邻磁道中隔离校正数据，来以更高的精度记录或再现校正数据。结果，可以实现高速和高精度的磁头定位。
权利要求
1.一种存储介质，该存储介质包括沿圆周方向延伸的多个磁道；形成在所述磁道上的用于存储用户数据的多个用户数据区；与所述用户数据区相对应并沿径向延伸的用于存储伺服数据的多个伺服帧；以及与所述伺服帧相对应并与所述伺服帧相邻地沿径向延伸的用于存储校正数据的多个数据校正区，该校正数据用于校正读/写头的位置偏差，该位置偏差是由于存储在所述伺服帧中的伺服数据中的错误而导致的；其中，存储在同一磁道上的数据校正区中的校正数据被至少一个校正数据区分开。
2.根据权利要求1所述的存储介质，其中，所述校正数据存储在所述数据校正区中，以使得存储在同一数据校正区中的校正数据被至少一个磁道分开。
3.根据权利要求1所述的存储介质，其中，所述校正数据存储在所述数据校正区中，以使得存储在同一数据校正区中的校正数据被存储在相邻磁道中。
4.根据权利要求3所述的存储介质，其中，存储在相邻磁道上的校正数据在同一数据校正区内彼此沿相反的圆周方向偏移。
5.根据权利要求1所述的存储介质，其中，所述校正数据包括用于在读取操作过程中校正读取头的位置偏差的读取校正数据，以及用于在写入操作过程中校正写入头的位置偏差的写入校正数据。
6.根据权利要求5所述的存储介质，其中，所述读取校正数据存储在所述数据校正区中，以使得同一磁道上的读取校正数据被至少一个数据校正区分开，而所述写入校正数据存储在所述数据校正区中，以使得同一磁道上的写入校正数据被至少一个数据校正区分开。
7.根据权利要求6所述的存储介质，其中，在同一磁道上的相邻数据校正区上交替地存储读取校正数据和写入校正数据。
8.根据权利要求7所述的存储介质，其中，存储在同一数据校正区中的的读取校正数据被存储在相邻磁道中，并且存储在同一数据校正区中的写入校正数据被存储在相邻磁道中。
9.根据权利要求5所述的存储介质，其中，在同一数据校正区内的相同磁道中至少部分地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
10.根据权利要求9所述的存储介质，其中，沿圆周方向彼此平行地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
11.根据权利要求9所述的存储介质，其中，沿径向彼此偏移地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
12.一种存储设备，该存储设备包括读/写头；存储介质，该存储介质用于存储用户数据、伺服数据以及用于校正所述读/写头的位置偏差的校正数据，所述读/写头的位置偏差是由于所述伺服数据中的错误而导致的；位置控制单元，用于基于所述校正数据来控制所述读/写头位置；以及控制单元，用于在由所述位置控制单元控制的位置处写入和/或读取数据；其中，所述存储介质包括沿圆周方向延伸的多个磁道；形成在所述磁道上的用于存储所述用户数据的多个用户数据区；与所述用户数据区相对应并沿径向延伸的用于存储伺服数据的多个伺服帧；以及与所述伺服帧相对应并与所述伺服帧相邻地沿径向延伸的用于存储校正数据的多个数据校正区；并且其中，存储在同一磁道上的数据校正区中的校正数据被至少一个校正数据区分开。
13.根据权利要求12所述的存储设备，其中，所述校正数据存储在所述数据校正区中，以使得存储在同一数据校正区中的校正数据被至少一个磁道分开。
14.根据权利要求12所述的存储设备，其中，所述校正数据存储在所述数据校正区中，以使得存储在同一数据校正区中的校正数据被存储在相邻磁道中。
15.根据权利要求14所述的存储设备，其中，存储在相邻磁道上的校正数据在同一数据校正区内彼此沿相反的圆周方向偏移。
16.根据权利要求12所述的存储设备，其中，所述校正数据包括用于在读取操作过程中校正读取头的位置偏差的读取校正数据，以及用于在写入操作过程中校正写入头的位置偏差的写入校正数据。
17.根据权利要求16所述的存储设备，其中，所述读取校正数据存储在所述数据校正区中，以使得同一磁道上的读取校正数据被最少一个数据校正区分开，并且所述写入校正数据存储在所述数据校正区中，以使得同一磁道上的写入校正数据被最少一个数据校正区分开。
18.根据权利要求17所述的存储设备，其中，在同一磁道上的相邻数据校正区上交替地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
19.根据权利要求18所述的存储设备，其中，存储在同一数据校正区中的读取校正数据被存储在相邻磁道中，并且存储在同一数据校正区中的写入校正数据被存储在相邻磁道中。
20.根据权利要求16所述的存储设备，其中，在同一数据校正区内的相同磁道中至少部分地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
21.根据权利要求20所述的存储设备，其中，沿圆周方向彼此平行地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
22.根据权利要求20所述的存储设备，其中，沿径向彼此偏移地存储所述读取校正数据和写入校正数据。
全文摘要
本发明提供了具有用于存储校正伺服信息错误用数据的区域的存储介质。该存储介质包括沿圆周方向延伸的多个磁道；形成在所述磁道上的用于存储用户数据的多个用户数据区；与所述用户数据区相对应并沿径向延伸的用于存储伺服数据的多个伺服帧。与所述伺服帧相对应并与所述伺服帧相邻地沿径向延伸的多个数据校正区被设置用来存储校正数据，该校正数据用于校正读/写头的位置偏差，该位置偏差是由于存储在所述伺服帧中的伺服数据中的错误而导致的。存储在同一磁道上的数据校正区中的校正数据被至少一个校正数据区分开。
文档编号G11B5/596GK1933005SQ20061015386
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月14日 优先权日2005年9月14日
发明者工藤文也, 上村美津雄, 柳茂知 申请人:富士通株式会社