CN1534599A - 数据记录开始时刻的补偿方法及使用该方法的磁盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及进行数据的记录再生的磁盘装置。本发明可对每个磁头的源于记录磁头和再生磁头的磁头间隙宽度产生的记录/再生时的时间差进行补偿。本发明的数据记录的开始时刻的补偿方法的特征在于：记录、再生预先确定的特殊模式，计测每个磁头的磁头间隙宽度；根据与前述计测的每个磁头的磁头间隙宽度相当的时间差，对每个磁头改变数据的记录开始时刻以进行补偿。由此，精度较高地计测因磁头间隙宽度的离散产生的时间差的离散，对每一磁头补偿向磁盘记录数据时生成写入门的时刻，能将数据记录在所希望的物理位置上而与磁头间隙宽度的离散无关，从而提高格式效率，并实现大容量记录。

Description

数据记录开始时刻的补偿方法及使用该方法的磁盘装置

技术领域

本发明涉及进行数据的记录再生的磁盘装置，尤其涉及记录磁头与再生磁头分开设置的磁盘装置以及数据记录开始时刻的补偿方法。

背景技术

在磁盘确定的位置上形成作为记录再生最小单位的数据扇区，在进行记录再生的磁盘装置中，在使磁盘旋转的同时通过磁头进行数据记录再生时，数据扇区是按磁盘同心圆的形状配置的。图4是有关现有技术磁盘装置的一般性的记录再生状态的说明图，如图4所示，磁盘1中预先写入了相对于旋转方向以等间隔分布的包含半径方向的信息的伺服信号11，在确定的数据扇区12中进行记录再生时，首先对于磁盘1的半径方向，基于伺服信号11的信息通过移动安装有磁头12的旋转系统支持臂(未图示)进行定位。

其次，为了确定磁盘旋转方向的位置，以能够识别磁盘物理位置的信号，如伺服信号11的终点作为基准，从这一基准位置开始到数据扇区的最前端(伺服信号11之间通常存在数个数据扇区)磁盘1旋转并以时钟等计数直到磁头3开始移动的等待时间T的相当量，使记录用门(以下称为写入门)或再生用门(以下称读出门)生成。

在生成写入门时，记录用的记录电流流过磁头3，通过磁头3被转换成磁信息的信号记录在磁盘1上。另外，在生成读出门时，磁盘1上的磁信息通过磁头3再生成电信息，通过放大器等电路将已记录下的数据送至主机。

如上所述，生成写入门及读出门的位置虽有必要确定磁盘上的物理位置，但用于确定磁盘上的物理位置的信号是基于由再生磁头再生的伺服信号决定的。图5表示了现有技术的记录磁头和再生磁头的定时的偏移，如图所示，记录磁头和再生磁头分开设置，在利用两个磁头进行记录再生的磁盘装置中，对于记录磁头2b和再生磁头2a，在距后方只离开距L距离安装磁头的场合，由伺服信号11决定的基准位置开始经过等待时间T的相当量时，再生磁头2a处在数据扇区12的前端位置，但记录磁头2b并不处在数据扇区12的前端，而是处在前面的扇区。因此，如果在该时刻生成写入门并开始记录时，则会消除前面数据扇区中的数据。另外，在记录位于紧接伺服信号后的数据扇区时，有时会消除伺服信号前的数据。

用这样的磁头进行记录时，必须随着磁盘的旋转等待磁头移动到要记录的数据扇区的前端位置并生成写入门、进行记录动作。这一时间差TG依存于记录磁头和再生磁头的间隙宽度L以及磁盘和磁头的相对速度v。因此，在磁盘旋转速度是一定的磁盘装置中，由于磁盘和磁头的相对速度v随磁盘的半径位置的不同而不同，因此，提出了时间差TG必须根据半径的位置进行补偿，就该半径位置的相对速度采取相应的对策的方案(参照专利文献1-日本特开平6-176486号公报)。

另外，作为现有技术，还提出了下述方案：计测由于每个磁头各不相同的磁头间隙宽度L产生的时间差TG，并对各个磁头的时间差TG进行补偿(参照专利文献2-日本特开平9-115124号公报)。

可是，一般说来，磁盘装置德中间隙宽度是各个磁头的值，由于制造上存在着某种程度的离散，所以每个磁头应补偿的时间差是不同的。而且，测定每个磁头的间隙宽度L较难，为了对间隙宽度L利用代表值，只对由磁盘和磁头的相对速度v产生的变化量进行补偿，关于每个磁头产生的时间差TG的离散，如图6的(1)所示，通过使数据扇区的格式具有冗余度(图示附设的区域A、B、C，其详情将在后面叙述)进行吸收。这里，图6是不对作为记录磁头和再生磁头间隔的间隙离散进行补偿时的格式的说明图。

通常，在数据扇区的格式中，作为必须的最低限度的区域包括用于修正记录时和再生时之间产生的频率和相位偏移的Preamble区域、表示数据的前端的同步(Sync)区域和包含应记录的信息的数据(Data)区域。然而，在图6所示的格式中，用于吸收时间差TG的离散的区域A、B及C存在着剩余。

区域A、B是用于记录时由于时间差TG的离散不消除上一个扇区和下一个扇区所必要的区域。如上所述，写入门必须在记录磁头2b处在数据扇区12的前端的位置时生成。然而，因为用于确定磁盘上物理位置的信号是由再生磁头2a再生的伺服信号，所以，可以正确地知道再生磁头2a和磁盘上的位置关系，但记录磁头2b的位置只依赖于时间差TG的设定。从而，不对每个磁头产生的离散进行补偿而以同一时间差TG进行记录动作时，并不依据磁头间隙宽度而是在同一时刻生成写入门。这时，用磁头间隙宽度L比设计值大的磁头记录具有同一物理地址的数据扇区12时，如图6的(2)所示，由于在与本来应有的磁盘上的物理位置向前偏移的位置进行记录，所以有消除上一个扇区的数据的危险。区域A是为防止这种现象所必要的，必须在数据扇区前设置不进行记录的区域，且其长度只能是由于磁头间隙宽度的离散在前方记录下的长度量。

同样地，用磁头间隙宽度L比设计值小的磁头进行记录时，如图6的(3)所示，由于在与本来的磁盘上的物理位置向后偏移的位置进行记录，为不消除下一个扇区的数据，在数据扇区后必须设置不进行记录的区域B，且长度只能是由于磁头间隙宽度的离散在后面记录下的长度量。

另一方面，区域C是再生时所必要的区域。再生动作通常是从生成读出门开始，首先用PLL电路对开始与记录时之间产生的频率和相位的偏移量进行修正。该修正在Preamble区域中进行，一般地，Preamble区域记录有易于修正的一定的周期模式。然后，查寻表示数据的前端的Sync模式，在查到Sync模式时，将此后的数据传送到主机中。

由于能够知道磁盘上再生磁头2a的物理位置，因而断生成读出门的时刻，可以在数据扇区12的前端位置正确地进行生成，但如上所述，由于记录时的磁头间隙宽度的离散使记录数据的物理位置有前后偏移，因此，由于磁头间隙宽度离散，再生信号会在不同的时刻被再生。这时，由于生成读出门的时刻以PLL电路对相位偏移等进行修正而不能确保必要的Preamble区域时，则不能充分地修正相位偏移，也就不能正确地再生此后的Sync和数据，因此，生成读出门的时刻要与在最前方记录数据的磁头间隙宽度较大的磁头相配合。

然而，在此时该生成读出门时，磁头间隙宽度较小的情况下，数据记录将向后偏移，因此，读出门生成后，无信号的状态会持续一定时间。读出门生成后，虽用PLL电路对相位偏移进行修正，但在PLL电路动作中无信号状态持续时PLL电路的动作变得不稳定，有可能无法进行以后修正，所以，必须记录只与区域部分的Preamble区域相同的信号。

由于有这些多余的区域，在图6所示的格式中，作为磁盘上的数据降低了有效使用的部分减，即降低了解格式的效率，所以为确保磁盘装置整体容量必须提高记录密度。

在上述的专利文献1中，对于与记录磁头和再生磁头的间隙宽度L相当的时间差，虽进行了与磁盘半径位置相应的补偿，但关于补偿每个磁头间隙宽度L的差并未进行考虑。

另外，字上述的专利文献2中，大致说明了下述方案，即，着眼于对每个磁头间隙宽度L的差进行补偿，而没有上述多余的区域(区域A、B、C)以提高格式的效率。但作为计测时间差TG的方法，利用了从生成记录用的门开始到记录电流流过记录放大器为止因延迟所产生的无法记录的区域(接头-splice)。然而，这种计测方法的splice较大地依赖于记录放大器的特性，同时由于splice的长度等会随状况的不同而变化，因此，检测splice的位置非常困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可进行大容量记录的磁盘装置，该装置可高精度地计测由记录磁头和再生磁头的磁头间隙宽度的离散所产生的时间差TG的离散，对每个磁头向磁盘记录数据时的写入门时刻进行补偿，由于在希望的物理位置上记录数据不受磁头间隙宽度的离散的影响，可提高格式效率。

为实现上述发明目的，本发明采用下面的主要结构。

包括以下构成：对记录磁头和再生磁头间有磁头间隙宽度的磁盘装置中的数据记录开始时刻，按每个磁头进行补偿的补偿方法；

记录、再生预定的特殊模式，计测每个磁头的磁头间隙宽度；

根据与前述计测的每个磁头的磁头间隙宽度相当的时间差，对每个磁头的记录开始时刻进行不同的补偿。

记录磁头和再生磁头间磁头有间隙宽度的磁盘装置中，设置构成还包括：

记录、再生预定的特殊模式，计测每个磁头间隙宽度的计测手段；

收存通过前述计测手段计测的与每个磁头间隙宽度相当的时间差的记忆手段；

基于前述记忆手段读出的每个磁头的时间差，对每个磁头进行记录开始时刻补偿的磁头间隙补偿手段。

通过采用这样的构成，本发明能够精确地计测磁头间隙宽度的离散产生的时间差离散，并且能够按每个磁头对向磁盘记录数据时写入门的时刻进行补偿。

附图说明

图1是说明本发明实施例的磁盘装置的总体结构及其功能的图。

图2是说明对本实施例的记录磁头和再生磁头的定时刻偏移补偿的功能的图。

图3表示本实施例的记录磁头和再生磁头的磁头间隙宽度为正常、较大、较小场合中的记录开始时刻的状态图。

图4是说明现有技术的磁盘装置的一般的记录再生的状态图。

图5是说明现有技术的记录磁头和再生磁头的定时偏移图。

图6是说明现有技术不对磁头间隙的离散进行补偿时的格式图。

具体实施方式

关于本发明的实施例的数据记录开始时刻的补偿方法及使用该方法的磁盘装置，下面参照图1、图2及图3进行详细说明。图1是说明本发明实施例的磁盘装置的全部总体结构及其功能的图。图2是说明本发明实施例的记录磁头和再生磁头的定时偏移进行补偿的功能的图，图3是表示本发明实施例的记录磁头和再生磁头的磁头间隙宽度为正常、较大、较小场合的记录开始时刻的状态图。

图1中，本发明实施例的磁盘装置由以下部分组成：用于在磁盘1上记录数据的记录磁头2b；用于调制数据并在记录磁头中流过记录电流的记录电路22；用于从磁盘1再生数据的再生磁头2a；用于放大并解调由再生磁头2a所再生的再生信号的再生电路21；用于生成决定数据记录再生的定时的读出门及写入门的门生成电路23；对磁头间隙宽度产生的记录和再生的时间差TG进行补偿的间隙补偿电路24；生成用于测定磁头间隙宽度的记录模式的模式生成电路25；基于再生记录模式的信号计测磁头间隙宽度的间隙计测电路26；控制由主机送出的记录再生命令的控制器27；存储由磁头间隙宽度产生的时间差TG等的存储器28。

磁盘1安装在主轴马达(未图示)上，通过使磁盘旋转，从而使作为数据记录最小单位的数据扇区12呈同心圆状配置。再生磁头2a及记录磁头2b沿磁盘1的旋转方向只相隔距离L安装在导轨3上，并通过旋转系统的支持臂(未图示)在磁盘1的目标半径位置(以下称为磁道)上移动。用于将磁头定位在半径方向上的伺服信号11被等间隔地记录，在伺服信号间配置例如3～5个左右作为记录再生最小单位的数据扇区12。

门生成电路23是生成用于进行记录再生而必要的门(写入门和读出门)的电路。接收控制器27发出的记录再生的转换信号，记录时向记录电路22传送写入门，再生时向再生电路21传送读出门。为沿磁盘1的旋转方向在正确位置上生成门，使用伺服信号11作为必要信息。由于伺服信号11通过伺服写入等预先记录在磁盘1上，所以能够确定磁盘1的物理位置。另外，以刚才的伺服信号11为基准，从该基准位置至数据扇区的前端为止，将再生磁头2a及记录磁头2b的移动到磁盘1上的时间作为扇区位置信息(以下称为格式信息)存储在存储器28中(关于记录磁头的移动时间将于后述)。

实际的记录再生动作时，利用再生磁头2a再生的伺服信号11传送到再生电路21。由于伺服信号11中记录有表示伺服信息开始位置的地址标识信号，因此，由再生电路21对地址标识信号进行检索，并对伺服信号11进行解调。这时以地址标识信号的检出时刻，决定伺服信号11终止的时刻，表示该终止时刻的信号作为表示伺服信号11的区域的基准值号向门生成电路23传送。门生成电路23，从存储器28中读入再生磁头2a或记录磁头2b从作为格式信息刚才得到的伺服信号11开始到数据扇区的前端位置的移动时间，并以时钟计数从再生电路21送出的基准位置信号中读入的时间，并使门生成。

此时，如图1所示的记录磁头2b比再生磁头2a延迟时，从刚才的伺服信号11(例如，前述的基准位置信号)开始到数据扇区的前端再生磁头2a移动的时间与记录磁头2b移动的时间不同。因此，生成写入门的时刻比生成读出门的时刻有必要只延迟相当于磁头间隙宽度的时间TG的量。如果存储器28内存有将与该磁头间隙宽度相当的时间差TG计算在内的记录用的格式信息和不将时间差计算在内的再生用的格式信息，只用门生成电路23可以对磁头间隙宽度产生的时间差TG进行补偿，但本实施例中，设置有专用的间隙补偿电路24成为其特征之一。

间隙补偿电路24，接收表示再生电路21开始产生的伺服信号11的区域的基准位置信号A，并只是在记录时使基准位置信号A延迟只相当于磁头间隙宽度的时间TG的量，并传送给门生成电路23。由此，记录时门生成电路23接收的基准位置信号B，可看成是表示记录磁头2b和磁盘1的位置关系的信号，因而门生成电路23能够在与读出门同样的时刻操作写入门。另外，由磁头间隙宽度产生的时间差TG，对于每个磁头及磁道是不一样的，因此，间隙补偿电路24做成使其能通过控制器27接收用于识别该动作是记录还是再生的转换信号和磁头号、磁道号等信息。这里，由间隙补偿电路24输出的基准位置信号B，是记录时只延迟了磁头间隙宽度的时间差TG的量的输出信号，而再生时是不加该时间差TG的量的输出信号，这些输出信号用来自控制器27的转换信号进行转换。

存储器28中存有每个磁头及每一磁道的时间差TG，如果从存储器28中读出根据由控制器27得到的磁头号和磁道号的信息的补偿用的时间差TG，便可对每个磁头及每一磁道进行修正。另外，要在存储器中存储每个磁头及磁道的这些不同的时间差TG时，则必须容量非常大的存储器，对于以一定旋转速度旋转的磁盘装置，通过如下的公式1，可以从有代表性的磁道位置R1的时间差TG1，求出磁道位置R的必要的时间差TG，因此在存储器28中只存储每个磁头的代表性的时间差即可。

TG＝TG1×R1/R    (公式1)

接下来，对利用模式生成电路25及间隙计测电路26测定每个磁头不同的时间差TG的方法，用图2进行说明。首先，在适当的磁道位置上记录用于测定时间差TG的数据模式。记录方法按与上述的数据扇区记录相同的方法进行。这时，将从门生成电路23由存储器28读取基准位置信号开始到进行门操作为止的时间记为T1，间隔补偿电路24从存储器28中读取的时间差TG记为TG2。为使在记录数据模式时不致消掉伺服信息11，有必要将TG2设成足够大的值。将由门生成电路23生成的写入门传送给记录电路22和模式生成电路25，生成写入门时由模式生成电路25向记录电路22传送数据模式，经记录磁头2b，在磁盘1上记录数据。

模式生成电路25生成用于测定磁头间隙宽度的记录模式。如图示2所示生成的记录模式中，为检测记录时与再生时的时间的偏移，记录模式中包括唯一出现的特殊模式B，其前后模式A及C中不包含与模式B相同的记录模式。尽管模式A与C不一定是必要的，但通常为了正确地再生记录下的模式，由于必须用于修正记录时和再生时之间产生的频率和相位偏移的Preamble模式，所以最好使模式A成为Preamble模式。另外，在不记录模式C的情况下，由于再生时这部分再生模式会变为不定，会产生误检出模式B的可能性，所以最好记录不同于模式B的模式。

图2所示的记录模式，由于能够将通常的数据写入时使用的记录模式的Preamble部当作模式A，Sync部当作模式B、数据部当作模式C，所以，无须另外设置模式生成电路25，而可以使用通常的数据模式生成电路。

如上所述，参照图2，用于测定由磁头间隙宽度L产生的时间差TG1的数据模式是，例如，从使与磁头间隙宽度的标准长度L相当的时间差TG2延迟的基准位置信号B起，进一步使磁头直到到达数据扇区的前端所需的时间T1延迟的时刻开始，记录模式A、模式B及模式C。这里，模式B是能与其它的记录模式区别的特殊模式，也可以利用图6的(1)所示的Sync模式。

下面，进行记录数据模式的再生。这时，间隙补偿电路24的基准位置信号没有延迟，与记录时一样，门生成电路23从基准位置信号B开始T1后生成读出门并进行再生。这时通过再生的波形，在间隙测定电路26中进行磁头间隙宽度的测定。间隙测定电路26对再生模式中是否存在模式B进行检查。但是，间隙测定电路26设有限制对该模式进行检查的期间的窗口(Window)，只有在该Window内存在模式B时才判定为再生模式中已存在模式B。如果将该Window的宽度设置成与模式B的宽度相同，如图2所示，只有再生时的模式B的位置与Window的位置一致时，间隙测定电路26才能够识别模式B存在。计测从这时的读出门生成起到Window的延迟时间T2。

换句话说，参照图2，在模式B检测用的Window中，例如，使接通的期间与模式B的期间一致，对这个接通时刻，即Window延迟时间T2作适当地加减，用间隙测定电路检测作为特殊模式的模式B与Window内再生的模式是否一致。该模式一致时，将得到再生输出时的Window延迟时间T2作为本来的Window延迟时间T2采用。结果，将为了记录模式A需要的时间设为TA时，则从图2所示的位置关系中，由测定磁道位置的磁头间隙宽度所产生的时间差TG1能够用下面的公式2计算出来。

TG1＝TG2+T1+TA(模式A的长度)-T1-T2    (公式2)

其中，(TG2+T1+TA)是记录磁头为了从基准位置信号A到模式B的记录始端进行记录所需要的时间，T1是再生时从基准位置信号A开始到达数据扇区的前端所需要的时间(由于是再生时，图1所示的基准位置信号A和B的时刻一致)、T2是计测时间、的、即与模式A的长度TA相当的时间。而且，(T1+T2)是再生磁头从基准位置信号A至模式B的记录始端再生所需要的时间。

另外，当测定磁道中的磁头移动速度为v时，实际的磁头间隙宽度L由下面的公式3表示。

L＝TG1×v                           (公式3)

在要使存储器28存储每一磁道的由磁头间隙宽度所产生的时间差TG时，虽然可以对全部磁道进行测定，但用前述的公式1能够计算全部磁道的时间差，并且还能根据需要将这些结果保存在存储器28中。

基于用上述方法计测的时间差TG1，利用间隙补偿电路24对磁头间隙宽度所产生的时间差进行补偿并记录数据时的格式由图3所示。磁头间隙宽度为正常的磁头A时，将计测的与磁头间隙宽度相当的时间差TG1设为时间差TGA。通过将这个值预先存储在存储器28中，只在间隙补偿电路中进行数据记录时，就使基准位置信号A只延迟这一时间差TGA。结果，如图3的(1)所示，通过使生成写入门的时刻比生成读出门的时刻只延迟时间差TGA的量，就能使生成读出门的时刻与数据扇区的前端一致。

另一方面，参照图3的(2)，磁头间隙宽度大的磁头，由于图2中所示的磁盘上的信号向前偏移并予记录，所以，检测模式B的时间变短。结果，计测的与磁头间隙宽度相当的时间差TG1比上述时间差TGA变长。将该时间差设为TGB时，即便生成读出门的时刻与正常磁头间隙宽度的磁头A是同一时刻，由于到生成写入门为止的时间差TGB变长，所以，读出门与数据的前端位置一致。另外，也没有将前面的数据删除的情况。

同样地，参照图3的(3)，磁头间隙宽度小的磁头，由于图2中所示的磁盘上的信号向后偏移并予记录，所以，检测模式B的时间T2变长。结果，计测的与磁头间隙宽度相当的时间差TG1比上述时间差TGA缩短。将该时间差设为TGC时，即便生成读出门的时刻与正常磁头间隙宽度的磁头A是同一时刻，由于到生成写入门为止的时间差TGC变短，所以，读出门与数据的前端位置一致。另外，也不会将后面的数据删除。

这样，在各自的磁头中，计测相当于磁头间隙宽度的时间差TG1，按照计测的时间，对生成写入门时刻像TGA、TGB、TGC那样进行补偿，由此，用各个磁头记录有同一物理地址的数据扇区12时，与磁头间隙宽度的离散无关，磁盘1上的物理位置是一致的。结果，能够削除图6所示的无用区域A、B、C，提高格式效率。

像以上说明的那样，本发明的实施例的磁盘装置的特征为具有如下的结构、功能及作用。也就是说，在磁盘上的确定的位置上形成作为记录再生最小单位的数据扇区，在记录磁头和再生磁头分开设置并进行记录再生的磁盘装置中，向磁盘记录数据时，由于具有可对每一磁头调整记录开始时刻的补偿电路，可对每一磁头补偿记录磁头和再生磁头间的磁头间隙宽度产生的时间差TG。由此，与磁头间隙宽度的离散无关，可在所希望的物理位置上记录数据，提高了格式效率。

另外，本实施例的磁盘装置是具有间隙计测电路的装置，其结构是，有关应由补偿电路补偿的每一磁头的适当时间差TG的测定，在磁盘上记录预先确定的特殊模式只出现一次的记录模式，再生该模式时，根据再生的模式中的特殊模式的位置与再生开始时刻的偏移，计测磁头间隙宽度。

根据本发明，可以测定由分开设置的记录磁头和再生磁头所产生的磁盘旋转方向上的磁头间隙宽度，通过对每一磁头补偿源于磁头间隙宽度产生的记录/再生时的时间差，可提高格式效率并实现大容量记录。

Claims (6)

1.一种数据记录开始时刻的补偿方法，是对每个磁头补偿记录磁头和再生磁头间具有磁头间隙宽度的磁盘装置的数据记录的开始时刻的补偿方法；其特征在于：

记录、再生预先确定的特殊模式，计测每个磁头的磁头间隙宽度；

根据与前述计测的每个磁头的磁头间隙宽度相当的时间差，对每个磁头改变数据的记录开始时刻以进行补偿。

2.根据权利要求1所述的数据记录开始时刻的补偿方法，其特征在于：求出补偿每一磁道号的记录和再生的开始时刻的时间差，根据前述的每一磁道号的时间差，对每一磁道号改变数据的记录开始时刻以进行补偿。

3.一种磁盘装置，在记录磁头和再生磁头间具有磁头间隙宽度，其特征在于，具有：

记录、再生预先确定的特殊模式，计测每个磁头的磁头间隙宽度的计测装置；

储存通过前述计测装置计测的与每个磁头的磁头间隙宽度相当的时间差的存储装置；

根据由前述存储装置读出的每个磁头的时间差，对每个磁头进行记录开始时刻的补偿的磁头间隙补偿装置。

4.根据权利要求3所述的磁盘装置，其特征在于：

所述的磁头间隙补偿装置，进一步对每一磁道号进行记录开始时刻的补偿。

5.根据权利要求1或2所述的数据记录开始时刻的补偿方法，其特征在于：

所述的特殊模式是表示数据的前端的Sync模式。

6.根据权利要求3或4所述的磁盘装置，其特征在于：

所述的特殊模式是表示数据最前端的Sync模式。

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