JP3718158B2 - ディスク装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ポジション感度測定処理、及びリード時のエンコードロスとリード時のデコードロスを考慮したセクタパルスの発生を行う改良された小型のディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の磁気ディスク装置は、小型化・大容量化に伴いトラックピッチが詰まってきており、オントラック精度の向上が要求されている。また、インダクティブヘッドを使用したライトヘッドに対し、リードヘッドとしてコア幅の狭いMRヘッドを採用していることにより、ライトヘッドとリードヘッドとの間のコアずれ補正が必須であり、ポジションの相の切り替わり位置がオントラック位置になる可能性がある。
【0003】
このため従来、1/2トラックピッチで2相サーボパターンの相を変化させていたものを、1/3トラックピッチで相を変化させる2相サーボ情報を用いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のディスク装置におけるポジション感度補正値の測定は、2相サーボ信号N,Qのクロス点を測定すればよいが、サーボ信号N,Qが所定のサンプル周期毎に離散的に得られることから、クロス点を直接測定できない。そこで、等速シークを行った際に得られる2相サーボ信号N,Qのクロス点を横切る前と横切った後の値から、直線補間によりクロス点の値を求めていたため、誤差が発生する。
【0005】
またトラックピッチを詰めて1/3トラックピッチで相を変化させる2相サーボ信号にあっては、1トラック移動する間に、クロス点が2回あり、1/2トラックピッチの場合に比べてクロス点の密度が倍になったことで、ポジション感度補正値の測定に時間がかかりすぎ、また直線補間であるために測定精度の向上は望めないという問題があった。
【0006】
更に、従来、ディスク装置の小型・高容量化を図るために、ディスクサイズの小型化を進め、ディスクの高密度記録による高容量化を行っており、更に、リード、ライトの信号処理系についても、パーシャルレスポンス最尤法(PRML)等の採用による高機能化が進められている。
【0007】
このような信号処理系の高機能化に伴い、従来の1−7RLL等では問題にならなかったエンコード及びデコードに時間的なロスが大きくなっている。例えば1−7RLLでは5ビッs程度のロスにすぎなかったものが、パーシャルレスポンス最尤法による信号処理では例えば44ビットと約10倍もあり、その分のギャップ領域を設けなければならないことから、フォーマット効率が低下する問題がある。
【0008】
特に、従来のエンコード及びデコードのロスを考慮したフォーマットにあっては、ライト動作時にNRZデータを入力し終ってからディスク媒体に書込みが終了するまでの時間の延びるエンコードロスと、リード動作時に読取信号が得られてから実際にNRZデータが復調出力されるまでのデコードロスの両方を加えたロス分のギャップ領域を設けており、フォーマット効率が低下する問題がある。
【0009】
本発明の目的は、2相サーボ情報のトラックピッチが詰まっても、ポジション感度補正値の測定時間と測定精度を向上してオントラック精度を高めるようにしたディスク装置を提供する。
【0011】
【問題を解決するための手段】
図1は本発明の原理説明図である。
【0012】
本発明は、ディスク面に記録された2相サーボ情報の読取信号から検出された2相サーボ信号N,Qを、予め測定されたポジション感度補正値を使用して正しいヘッド位置情報に変換するディスク装置を対象とする。
【0013】
このようなディスク装置につき本発明は、図1(B)のように、ディスク媒体のディスク面に1/3シリンダピッチで相が変化するように、かつ2相サーボ信号N,Qのクロス点が2カ所、1カ所、2カ所、1カ所の順に発生する状態で2相サーボ情報が記録されており、ポジション感度測定部により、ポジション感度補正値を測定する際に、2相サーボ信号N,Qのクロス点102,104にオントラック制御し、このクロス点102,104の値を測定してポジション感度補正値を求めることを特徴とする。
【0014】
ここでポジション感度測定部は、クロス点がプラス側となる位置102での測定値と2トラック離れたクロス点がマイナスとなる位置104での測定値を求め、2つの測定値の絶対値の平均値をポジション感度補正値とする。これによりMRヘッドによる読取波形の上下非対称性が緩和できる。
【0015】
またポジション感度測定部は、クロス点の測定値を理論値に補正するための補正係数をポジション感度補正値として算出する。
【0016】
更に、ポジション感度測定部は、ディクス媒体の記録領域を複数ゾーンに分割して各ゾーン境界位置毎のポジション感度補正値を測定して記憶し、ヘッド位置制御の際には、ヘッドの位置するゾーンの2つのゾーン境界位置のポジション感度補正値から直線補間により現在位置のポジション感度補正値を算出する。
【0021】
【発明の実施の形態】
<目次>
1.全体構造
2.FPC取付構造
3.オフセット補正データのRAM格納
4.ポジジョン感度補正値の測定
5.エンコード/デコードロス
1.全体構造
図2は本発明のディスク装置の全体的な回路構成のブロック図である。本発明のディスク装置であるディスクドライブ10は、コントロールユニット12とエンクロージャ14で構成される。エンクロージャ14には、スピンドルモータ16により回転される記憶媒体としてのディスク18が設けられている。
【0022】
本発明にあっては、2.5インチの磁気ディスクを例えば2枚使用している。またエンクロージャ14には、ヘッドアクチュエータを駆動するためのボイスコイルモータ(以下「VCM」という)20が設けられ、ディスク18のデータ面に対し、ヘッド22を位置決め可能としている。
【0023】
この実施例にあっては、ディスク18は2枚であることからデータ面は4面となり、ヘッド22は4つ使用される。更にエンクロージャ14にはヘッドIC27が設けられ、ヘッド22に対するコントロールユニット12との間のリードライト、サーボ情報の読取り、ヘッド切替え等を行っている。
【0024】
コントロールユニット12にはMCU24が設けられる。MCU24は、CPUに加え、図示のようにROM62a及びRAM64aを内蔵している。このROM62a,ROM64aは、MCU24に内蔵してものであってもよし、外部に設けたものであってもよい。MCU24に対しては、所定のクロックを発振する発振器26、発振器26からのクロックに基づいて各種のコントロールに必要なクロックを発生する論理IC28、外部ROMとしてのプログラムメモリ30、エンクロージャ14のスピンドルモータ16及びVCM20を制御するサーボコントローラ32、ホストシステム40との間で入出力に必要な各種のコマンド,データの転送を行うハードディスクコントローラ34、バッファメモリ36、更にディスク18に対するリードライトを行うためのリード/ライトユニット38が設けられる。
【0025】
これに加えて、本発明のディスクドライブ10にあってはショックセンサ41を設けており、ショックセンサ41の検出信号をセンサIC42で処理してMCU24に与えている。ショックセンサ41としては例えば圧電素子が使用され、外部からの衝撃による一定方向の加速度がセンサIC42で規定値を超えると、衝撃検出信号をMCU24に出力し、もしディスク18に対するライト動作中であれば、このライト動作を強制終了させる。
【0026】
ショックセンサ41として使用した圧電素子は方向性をもっており、この実施例にあっては、ヘッドアクチュエータによるヘッド12の回動方向即ちディスク18のトラックを横切る方向の衝撃を検出できるように配置している。
【0027】
更にディスクドライブ10の外部には、必要に応じてコンソール43を設けることができ、装置立上げ時あるいはメンテナンスに必要なMCU24に対する入出力ができる。
【0028】
図3は、図2のディスクドライブ10におけるエンクロージャ14の内部構造である。エンクロージャのベース21上にはスピンドルモータによりディスク18が設けられ、所定速度で回転される。ディスク18に対し、ベース21のコーナ部にアクチュエータ44が設置され、後部に設置したVCM20によりアクチュエータ44を回動して、先端のヘッド22をディスク18の半径方向に位置決め移動できるようにしている。
【0029】
アクチュエータ44の近くには、ヘッドIC23を実装したベース側FPC48が設置される。ベース側FPC48からはリードライト用FPCバンド46が引き出され、アクチュエータ44のヘッド22側の側面に支持固定されている。
【0030】
図4は、図3のA−A断面である。ベース21上にはアクチュエータ44が回転自在に装着され、後部にVCM20が設置される。アクチュエータ44の先端は3つのヘッドアームに分けられており、ヘッドアームの先端にヘッド22を設置している。スピンドルモータ16の回転部には2枚のディスク18が接続され、ディスク18の両面のデータ面に対し4つのヘッド22が相対配置されている。ベース21の上部にはカバー23が装着され、下側には図2のコントロールユニット12を実装したプリント基板25が装着される。
2.FPC取付構造
図5は、図3のエンクロージャに設けたアクチュエータ44をベース側FPC48と共に取り出している。ベース側FPC48からはリードライト用FPCバンド46が引き出され、アクチュエータ44の回転軸の側面でリテーナ45により挟み込まれ、リテーナ45から取り出された先端部分を、ヘッドアーム60のFPC接続部50においてヘッド22側に装着されている中継用FPCと重ね合せにより接続している。
【0031】
図6は図5のアクチュエータ44のFPC接続部50側の側面であり、リテーナ45はネジ54によりアクチュエータ44の側面に固定される。このリテーナ45の固定によりFPC接続部50においてリードライト用FPCバンド46の先端とヘッド22側に装着している中継用FPC52の端部を重ね合わせることで電気的且つ機械的に接続固定している。
【0032】
図7は、図5のFPC接続部50を拡大している。アクチュエータ44のヘッドアーム60の側面となるFPCの装着面は、リードライト用FPCバンド46の装着側に段下げされた段部56を形成している。この段部56の中には、リテーナ45に先端が装着されたリードライト用FPCバンド46の先端46aが設置される。
【0033】
即ち、リードライト用FPCバンド46は先端側でリテーナ45の挟み込み部45aに挟み込まれた後、引き出され、先端部46aをリテーナ45に例えば両面テープで接着した状態で、ヘッドアーム60の側面に形成した段部56の中に装着される。
【0034】
この段部56に対するリテーナ45及びリードライト用FPCバンド46の先端部46aの装着状態で、リードライト用FPCバンド先端部46aの表面、即ち接続パターンを形成したランド部は、中継用FPC52が接着固定される装着面と同一面となるように設置される。段部56におけるリテーナ45に接着したリードライト用FPCバンド先端部46aに対する中継用FPC52の接続固定は、リテーナ45をアクチュエータ44に対しネジ54でネジ止めすることで行う。
【0035】
図8は、図6のアクチュエータ44のヘッド側の側面に両面テープ等で接着固定される中継用FPC52を取り出している。この中継用FPC52は、FPC52a,52b,52cの3つに分かれている。各FPC52a〜52cは、中継用FPCバンド46の接続側にランド部58a,58b,58cを形成し、ヘッド側にランド部59a〜59cを形成している。ランド58a〜58c,59a〜59cの各々には、矩形の接続パターンが設けられる。
【0036】
この実施形態において、ヘッド18は複合ヘッドであり、インダクティブヘッドを用いたライトヘッド、MRヘッドを用いたリードヘッドを備えている。このため図8のランド部59a〜59cには、4組のライトヘッドとリードヘッドに対応して各々4つの矩形接続パターンが形成されている。また、この4つの矩形接続パターンに対応してリードライト用FPCバンドが重ね合せにより接続されるランド部58a〜58c側にも、各々4つの矩形接続パターンが形成されている。
【0037】
図9は、図7に示した本発明におけるFPC取付構造を従来構造と対比して示している。図9(A)は本発明のFPC構造であり、ヘッドアーム60の装着面に段部56を形成し、その中にリテーナ45とリードライト用FPCバンド46のランド部を重ね合わせた状態で入れることで、リードライト用FPCバンド46の表面側のランド部接続面はヘッドアーム60に対する中継用FPC52の装着面52aと同一面に位置する。このため、リードライト用FPCバンド46と中継用FPC52の端部のランド部の接続面を同一面とすることができる。
【0038】
これに対し従来構造にあっては、図9(B)(C)もしくは(D)のように、ヘッドアーム60のフラットな装着面にリテーナ45及びリードライト用FPCバンド46を重ね合わせ、その先端に反対側から中継用FPC52の先端を浮き上がらせた状態でランド部を重ね合わせて接続固定している。
【0039】
このため、中継用FPC52の先端のランド部を浮き上がらせた分だけ左右方向の位置ズレがおき、設計上のランド部の寸法と実際の位置決め寸法との間にズレを生じ、図8に示したようなランド部58a〜58cの接続パターンが互いにズレて接触不良を起こし、このためランド部に形成している矩形接続パターンを正確に位置合せする高精度の位置決めが必要であった。このような問題は、図9(A)における本発明のFPC構造において全て解消されている。
3.オフセット補正値のRAM格納
図10は、図2のコントロールユニット12に設けたMCU24で行われるヘッド位置のオフセット補正に使用されるオフセット補正データの記憶と生成処理の機能ブロックである。
【0040】
図10において、オフセット補正データの記憶にはROMテーブル62とRAMテーブル64が使用される。ROMテーブル62及びRAMテーブル64は、図2のMCU24に内蔵されたROM素子62a及びRAM素子64aを使用している。
【0041】
本発明のディスクドライブ10にあっては、コストダウンのために、MCU24に内蔵したRAMにメモリ容量の少ないものを使用しており、オフセット補正データの格納に使用できる領域は制限されており、この制限されたRAM領域を有効に活用したオフセット補正データの格納を行う。
【0042】
図11は、ディスク媒体のシリンダ位置に対する機械的なバイアス力を補正するためのオフセット補正データのゾーン分割による測定と、ROMテーブル62及びRAMテーブル64の実施形態である。
【0043】
図11(A)は、シリンダ位置に対する図4に示した2枚のディスク18に対する機械的な外力を除去するためにVCM20に流すオフセット電流の測定値を示している。本発明のディスク18にあっては、例えば4096シリンダの記憶領域をもつことから、まず512シリンダ単位に8つのゾーンZ1〜Z8に分割している。
【0044】
この機械的なバイアス力は、図3に示したように、アクチュエータ44にベース側FPC48を接続している中継用FPCバンド46の撓み力に依存している。このため、アウタ側及びインナ側の両端で外力が増加することから、これを補正するために大きなオフセット電流が必要となり、中央部分では外力が安定していることから比較的少なく、且つ変化量もほぼ直線となった外力補正のオフセット電流となっている。
【0045】
図11(A)について、外力のオフセット特性75A側を例にとると、本発明にあっては、4つのゾーンZ1〜Z8のうち中央のゾーンZ4,Z5についてはオフセット電流の変化がほとんどなく、直線であることから、この2つのゾーンを1つのゾーンと見なしてオフセット補正電流の値を格納している。ここで、各ゾーンZ1〜Z8ごとに測定されたオフセット特性75Aの各オフセット補正電流をI1〜I7としている。
【0046】
図11(B)はROMテーブル62であり、シリンダ位置の8つのゾーンZ1〜Z8に対応した8つのメモリエリアをもっている。ここで、図2のMCU24に内蔵したROM素子62aは、RAM素子64aに比べ記憶容量に十分な余裕があることから、ゾーンZ1〜Z8についてメモリエリアを設けても容量上の問題はない。
【0047】
ROMテーブル62の8つのメモリエリアには、図11(C)に示すRAMテーブル64に格納しているバイアス力補正電流I1〜I7の格納位置を示すポインタ情報P1〜P7が格納されている。このうちゾーンZ4,Z5の2つについては1つのゾーンと見なしていることから、同じポインタ情報P4が格納され、ポインタ情報P4によってRAMテーブル64の4番目のメモリエリアのバイアス力補正電流I4を参照できるようにしている。
【0048】
このようにシリンダ方向に対するゾーンZ1〜Z8でのオフセットデータの特性に応じて、もし複数ゾーンを1つのゾーンとしたい場合には、ROMテーブル62に同じポインタ情報を格納して、ROMテーブル64の同じ格納エリアのオフセット補正データを参照できるようにすれば良く、この分だけRAMテーブル64のメモリエリアの数を減らすことができる。
【0049】
再び図10を参照するに、ROMテーブル62及びRAMテーブル64に対しては、オフセット補正データ生成部65が設けられる。オフセット補正データ生成部65は、レジスタ66にヘッド位置信号から検出された現在シリンダ位置Xがセットされており、ゾーンアドレス生成部68でまず現在シリンダ位置Xの属するゾーンZiを求めてレジスタ70にセットし、ROMテーブル62を参照する。
【0050】
ROMテーブル62には、図11に示したようにポインタ情報が格納されており、このポインタ情報を読み出してROMテーブル64の対応するオフセット補正データを読み出す。最初に読み出されたオフセット補正データAは、レジスタ74に保持される。続いてゾーンアドレス生成部68より現在ゾーンZiの1つ隣のゾーンZi+1 を生成してレジスタ72にセットし、ゾーンZi+1 によってROM62を参照してポインタ情報を求め、このポインタ情報によりRAMテーブル64を参照して、対応するオフセット補正データBを求めて、レジスタ76に格納する。
【0051】
即ち、図11(A)から明らかなように、ゾーンZ1〜Z8については例えば右側のゾーン境界位置について測定したバイアス力補正電流をオフセット補正データI1〜I7としてRAM64に格納している。
【0052】
例えばゾーンZ1内に現在シリンダ位置Xにヘッドが存在したとすると、このゾーンZ1によるROMテーブル62の参照で得られたポインタ情報P1からはRAMテーブル64の参照でゾーンZ1の左側のゾーン境界位置のオフセット補正データI1しか求めることができない。
【0053】
本発明にあっては、ゾーン内の任意のシリンダ位置でのオフセット補正データは両側のゾーン境界の測定値の直線補間で求めていることから、隣接するゾーンZ2について2回目のROMテーブル62の参照でポインタ情報P2を求めて、RAMテーブル64の参照でオフセット補正データI2を求め、このゾーンZ1の両側のゾーン境界位置でのオフセット補正データI1,I2を直線補間のために取得している。これが図10に示したゾーンZ1によるオフセット補正データAの取得と次のゾーンZi+1 によるオフセット補正データBの取得である。
【0054】
レジスタ74,76に現在シリンダ位置Xが属するゾーンZiの両側のゾーン境界位置でのオフセット補正データA,Bが求められたならば、補間計算部78において、現在シリンダ位置X及びゾーンZiの間隔Cを使用して、現在シリンダ位置Xでのオフセット補正データを補間データとして算出する。即ち、
補間データ=A+[{(B−A)/C}×(X−A)]
として補間データを算出できる。
【0055】
このようにオフセット補正データ生成部65で生成された補間データは、例えばシーク制御の際にはVCMに対する外力による影響を除去するためのオフセット補正電流を、速度制御による電流に加えて流される。またオントラック制御中にあっては、ヘッド位置信号に基づいた位置サーボ制御のループに対し、求めたオフセットデータを加えて外力によるアクチュエータへの影響を除去する。
【0056】
図12は、図10のオフセット補正データ生成処理部65による処理動作のフローチャートである。まずステップS1で、現在シリンダ位置XからゾーンZiを判別し、ROMテーブル62を参照してRAMテーブル64のポインタ情報Piを取得する。続いてステップS3で、隣接ゾーンZi+1 でROMテーブル62を参照し、RAMポインタ情報Pi+1 を取得する。
【0057】
続いてステップS4で、ポインタ情報Pi,Pi+1 によりRAMテーブル64を参照して、ステップS5で補正値A,Bを取得する。続いてステップS6で、現在シリンダ位置の補正値を求めるための直線補間計算を行い、ステップS7で、算出された補間データを出力する。
【0058】
図13は、ポジション感度補正データを対象に、図10の実施例によるゾーン分割とROMテーブル62及びRAMテーブル64の内容を示している。
【0059】
図13(A)は、シリンダ位置に対するポジション感度補正値である。ポジション感度補正値は、ディスク媒体のサーボ情報から読み出されたヘッド位置を、理論的に決った正しいヘッド位置に変換する係数であり、これをポジション感度補正値Kとしている。ポジション感度補正値Kは、例えば図13(A)のように、比較的緩やかな変化をしている。
【0060】
そこで図13(A)にあっては、シリンダ方向について図11の外力補正の場合と同様、8つのゾーンZ1〜Z8に等間隔に分割し、これに対応して図13(B)のように、8つのメモリエリアをもったROMテーブル62を準備している。ここでポジション感度補正値のシリンダ方向での特性は、ゾーンZ1〜Z5では直線的に増加し、残りのゾーンZ6〜Z7については直線的に減少している。
【0061】
ここで、ゾーンZ8については、システムゾーンとしてユーザの利用できない領域であり、ゾーンZ8についてはゾーン境界の測定値を固定的に使用する。そこで、ゾーンZ1〜Z5をまとめて1つのゾーンと見なす。このため、図13(B)のROMテーブルのゾーンZ1〜Z5に対応した領域にはポインタ情報P1が全て格納される。ポインタ情報P1は、図13(C)のRAMテーブル64の最初の位置に格納したポジション感度補正値K1を参照している。
【0062】
次にゾーンZ6,Z7を1つのゾーンと見なし、ROMテーブル62の対応するメモリエリアに同じポインタ情報P2を格納し、ポインタ情報P2によりRAMテーブル64のゾーンZの左側のゾーン境界位置で測定したポジション感度補正値K2を参照させるようにしている。ゾーンZ3については、ポインタ情報P3をROMテーブル62に格納し、RAMテーブル64の3番目のメモリエリアのポジション感度補正値K3を参照できるようにしている。
【0063】
このような線形で変化するようなポジション感度補正値については、直線部分を1つのゾーンと見なすことで、この場合には8つのゾーンZ1〜Z8に対しRAMテーブル64のメモリエリアを3つに減らすことができる。
【0064】
図14は、VCMに使用している永久磁石によるBL(磁束Bとコイル長Lの乗算値)のシリンダ方向における変動を補正するためのBL補正データを例にとって、そのゾーン分割とROMテーブル62及びRAMテーブル64の内容を示している。
【0065】
図14(A)は、シリンダ位置に対するバイアス力のオフセット補正特性であり、バイアス力のオフセットは、通常、オープンループゲインGの測定値として求められる。このBLによるオフセットを示すオープンループゲインGは、インナ及びアウタ側のシリンダ位置で小さく、中央部分でフラットとなり、その間は非線形に変化している。
【0066】
図14(A)のBLを補正するためのオープンループゲインについては、まず8つのゾーンZ1〜Z8に分割してROMテーブル62に対応するメモリエリアを確保する。ここで、Z1〜Z8の各境界での測定値をG1,G2,G3,G4としており、ほぼ左右対称のオフセット特性となっている。
【0067】
したがって、中央のゾーンZ4,Z5,Z6の3つについては1つのゾーンと見なしてROMテーブル62に同じポインタ情報P4を格納し、RAMテーブル64のオープンループゲインG4を参照できるようにしている。また、左右のゾーンZ3とZ7を対称と見なし、同じポインタ情報P3を格納してRAMテーブル64のオープンループゲインG3を参照させている。
【0068】
同様にゾーンZ2とZ8を対称ゾーンと見なし、同じポインタ情報P2を格納し、RAMテーブル64のオープンループゲインG2を参照させている。更にゾーンZ1については、それ自身のオープンループゲインG1をRAMテーブル64に格納している。
【0069】
更に図14の中央にフラットな直線部分をもつ場合の特性については、ゾーンZ4,Z5については補間計算を行わなくても良い。補間計算はゾーンZ1,Z2,Z3,Z6,Z7の非直線部分についてのみ行う。またゾーンZ8はユーザ領域でないことから、固定的に例えばオープンループゲインG1を使用しており、一定値であることから、この部分に着いても直線補間は必要ない。
【0070】
尚、上記の実施例はオフセット補正データとして外力オフセット補正データ、ポジション感度補正データ及びバイアス力補正データを例にとるものであったが、これ以外にディスク装置で使用されるシリンダ位置に対応した適宜のオフセット補正データについてそのまま適用できる。
4.ポジション感度補正値の測定
図15は、本発明のディスク装置におけるポジション感度補正値の測定機能のブロック図である。図15において、ポジション感度測定部80は、ディスクドライブの出荷時、立上げ時あるいは所望のキャリブレーションタイミング等で起動し、ディスクのデータ面のセクタに分けて記録された2相サーボ情報の読出信号から得られた2相サーボ信号N,Qに基づいてポジション感度補正値を測定する。
【0071】
このポジション感度補正値の測定は、次のように行う。まず、本発明のポジション感度補正値補正値の測定に使用する磁気ディスク上の2相サーボパターンは、図16(A)のようになる。
【0072】
図16(A)は、横軸をディスク半径方向、縦軸をディスク回転方向(トラック方向)として、1サーボフレーム分のサーボパターンをシリンダ番号1〜4について示している。例えばシリンダ番号1番に注目すると、2相サーボパターンはA,B,C,Dの4つのパターンであり、1トラックピッチを1/3トラックピッチに分けて相を切り替えている。
【0073】
即ち、パターンAがまず1/3トラックピッチ幅で記録され、続いて1/3トラックピッチずらしてパターンBが2/3ピッチ幅で記録され、続いてパターンAに対し1/3トラックピッチずらしてパターンCが2/3トラックピッチ幅で記録され、更にパターンBに対し同じく1/3トラックピッチずらしてパターンDが2/3ピッチ幅で記録されている。
【0074】
最後のAGCパターンは、ディスク半径方向に連続的に記録される。このような図16(A)の1〜3トラックピッチで相が変化する2相サーボパターンA〜Cに対し、リードヘッドとしてのMRヘッド18aをディスク半径方向に一定速度でシークしたときに得られる2相サーボ信号N,Qは、図16(B)のようになる。ここで、サーボ信号NはパターンA,Bの読取信号の差であり、またサーボ信号QはパターンC,Dの読取信号の差である。即ち、
N=A−B
Q=C−D
として得られる。この2相サーボパターンA〜Cの読取信号に基づく2相サーボ信号N,Qの生成は、図15のサーボ信号生成部84で行われる。
【0076】
本発明のポジション感度補正値の測定処理の際には、サーボ信号N,Qのクロス点となるシリンダ番号2,4の測定位置102,104にオントラックするようにヘッドをオントラック制御し、このとき得られるクロス点の信号値からポジション感度補正値を求める。
【0077】
ここでシリンダ番号2のクロス点の測定位置102は+側にあり、シリンダ番号4のクロス点の測定位置104は−側にあり、+のクロス点と−のクロス点の各々を測定することでMRヘッド18aの読取信号における上下非対称性による誤差を緩和する。
【0078】
即ち、測定位置102で得られた+のクロス点の測定値と測定位置104で得られた−のクロス点の測定値の絶対値の平均値からクロス点の測定値を求める。この測定値でクロス点の理論値を割ることで、ポジション感度補正値を算出する。
【0079】
図17は、図15のポジション感度測定部80により測定位置のクロス点にオントラック制御するための2相サーボ信号N,Q、2相サーボ信号N,Qから生成されるヘッド位置信号、更にヘッド位置信号を繋げた信号の説明図である。
【0080】
図17(A)は、図16(B)と同じ図16(A)の1〜2トラックピッチで相変化する2相サーボパターンA〜CからMRヘッド18aで読み取った信号により得られる2相サーボN,Qである。この2相サーボ信号N,Qは、図17(B)のシリンダ番号1,3即ち非測定シリンダについて示すように、−から+に直線的に変化するヘッド位置信号に変換され、リードライト時のオントラック位置100についても、その部分での特性直線は零点を通っている。
【0081】
実際のヘッド位置制御にあっては、図17(C)に示すように、図17(B)で得られた1トラックピッチの間の各ヘッド位置信号を所定のオフセットを加えることで連続的に繋げた信号として処理する。しかしながら通常のオントラック位置100のヘッド位置信号では、測定シリンダ2,4のように2相サーボ信号N,Qがクロスする測定位置102,104にオントラック制御させることはできない。
【0082】
そこで本発明のポジション感度補正値の測定処理にあっては、クロス点102,104が存在する測定シリンダ2,4について、測定シリンダ固有の2相サーボ信号N,Qからヘッド位置信号を求める条件式を設定する。
【0083】
図18は、測定シリンダ2,4で使用する図17(B)のヘッド位置信号を生成するための2相サーボ信号N,Qの条件と、各条件におけるヘッド位置信号の算出式である。この図18の条件に従った算出式を図17(A)の測定シリンダ2,4について適用することで、図17(B)のようにクロス点の測定位置102,104について、それぞれヘッド位置信号が零点を通る信号に変換することができる。
【0084】
この測定シリンダ2、4で得られた図17(B)の1/3とラックピッチごとの各信号曲線は、図17(A)における2相サーボ信号N,Qのフラットな部分を含んで求めていることから、傾きがゼロクロスの部分で45°、両端で傾きがが鈍った折れ線変化となっている。
【0085】
更に、この測定シリンダ2,4で得られたヘッド位置信号を図19に示す第1オフセットテーブル90及び第2オフセットテーブル92に定めた2相サーボ信号N,Qの条件に従ったオフセット値を使用して繋ぎ合わせると、図17(C)のようになる。
【0086】
図17(C)は、測定シリンダ2のトラックピッチについて、図19の第1オフセットテーブル90を使用して図17(B)のヘッド位置信号を繋げた状態を表わしている。このように測定シリンダ2,4について図18の条件に従った算出式と図19に従ったオフセット値を使用することで、クロス点となる測定値102,104でヘッド位置信号を零としてオントラック制御できるヘッド位置信号を作り出す。
【0087】
図17(A)(B)(C)に示したヘッド位置信号の生成は、図15のヘッド位置生成部86で行われ、マルチプレクサ88を介して、測定シリンダ2については第1オフセットテーブル90のオフセット値が使用され、測定シリンダ4については第2オフセットテーブル92のオフセット値が使用される。
【0088】
ヘッド位置生成部86で得られたオフセット測定時に使用するヘッド位置信号は加算点94に与えられ、ポジション感度測定部80より与えられているクロス点の測定位置を示す目標位置信号との偏差が取り出され、この偏差が位置サーボ制御部96に与えられ、加算点98よりVCMに電流を供給して、クロス点となる目標位置102または104へのオントラック制御を行う。
【0089】
そして、測定位置となるゼロクロス点へのオントラック状態でポジション感度補正値測定部80は、そのとき得られるサーボ信号生成部84からの2相サーボ信号N,Qの値からクロス点の値を測定し、+のクロス点の測定値及び−のクロス点の測定値が得られたときに、両者の絶対値の和の平均値を算出し、クロス点の理論値を割ることで、ポジション感度補正値を求める。実際のポジション感度測定にあっては、測定シリンダにオントラックした状態で得られる複数のクロス点の測定値の平均値を使用する。
【0090】
またポジション感度測定部80は、シーク制御部82に対し測定シリンダ位置へのシーク制御を指示する。即ち本発明のポジション感度測定にあっては、シリンダ位置を例えば8つのゾーンに分割してゾーン境界のシリンダ位置ごとにポジション感度補正値を測定していることから、ポジション感度測定ごとにシーク制御部82にゾーン境界のシリンダアドレスをセットしてシーク制御を行い、シーク制御完了後に位置サーボ制御部96による測定シリンダへのオントラック制御を行う。
【0091】
また図17のように、シリンダ番号2で最初の測定位置102における+側のクロス点の測定が済んだならば、次にシーク制御部82に2トラックシークを指示して、次の測定値104をもつ測定シリンダ4にシークした後に、測定値104となるクロス点にオントラックするためのヘッド位置信号の作成を行って測定する処理を行うことになる。
【0092】
図20は、図15におけるポジション感度補正値の測定処理のフローチャートである。まずステップS1で測定ゾーンをセットし、続いてステップS2で、測定ゾーンの境界位置となる最初の測定シリンダをセットする。続いてステップS3で測定シリンダにシークし、ステップS4で、測定シリンダのクロス点となる測定位置にオントラック制御し、ステップS5でクロス点の電圧+Vcを測定する。
【0093】
続いてステップS6で、次の測定シリンダに+2トラックシークし、ステップS7で、シークした測定シリンダのゼロクロス点の位置にオントラックし、ステップS8で、そのクロス点の電圧−Vcを測定する。続いてステップS9で、正負の測定電圧+Vcと−Vcの絶対値の平均値を求め、この平均値で予め定めたクロス点の理論値を割ることで、その位置でのポジション感度補正値を算出し、テーブルに格納する。続いてステップS10で全ゾーンの終了の有無をチェックし、同様の処理を全ゾーンの境界シリンダ位置について行うことになる。
【0094】
このように2相サーボ信号のサーボパターンを1/3トラックピッチの相変化に詰めて記録していても、オントラック制御により測定対象となるクロス点の位置は前述のように第2,第4トラックであるため、1トラックおきに存在することとなり、クロス点の間隔が広がることで、クロス点の測定対象となる密度が低減し、測定時間が短縮できる。
【0095】
またクロス点に合致する位置にオントラックしてクロス点の値を直接測定しているため、従来のクロス点の前後の値から直線補間により求めた場合に比べ、ゼロクロス点の測定精度が各段に向上し、この測定結果により求めたポジション感度補正値の測定精度を大幅に向上できる。
【0096】
更に、ポジション感度補正値の測定をゾーンに分けて行っていることから、シリンダ数が増加しても測定点はそれほど増加せず、その間は直線補間により求めていることで、ポジション感度測定を簡単にし、またポジション感度補正値を格納するRAMテーブルの容量を低減できる。
5.エンコード/デコードロス
図21は、本発明のディスク装置で使用されるライトゲート信号とリードゲート信号を発生する回路部のブロック図である。
【0097】
まず本発明のディスク媒体は、トラック上に所定間隔でサーボフレームを記録し、サーボフレームの間を複数セクタに分割したデータ面サーボを採用している。このため、サーボフレームに続いて設けられた各セクタの先頭位置にはセクタマークが記録されており、このセクタマークを読み取ることでセクタパルスが得られる。
【0098】
また図に示した本発明のディスク装置にあっては、コントロールユニット12のリード/ライトユニット38において、パーシャルレスポンス最尤法に従った信号処理、即ち書込時のNRZデータのエンコードと、リード動作時のヘッド読出信号からNRZへの復調を行っており、エンコード時及びデコード時のそれぞれにおいて、例えば40ビット程度のロスを生ずる。
【0099】
このようなエンコードロス及びデコードロスに対し、従来は図22(A)のタイムチャートに示す処理を行っている。図22(A)は、サーボ検出信号、セクタパルス、ライトゲート及びリードゲートの各信号を示している。サーボフレーム信号は、サーボフレームの検出により得られる。サーボフレーム信号の間は、この従来例にあっては4セクタに分けられており、各セクタ先頭位置にセクタマークを記録しており、これが番号1,2,3,4で示すセクタパルスとして得られる。
【0100】
ライトゲート信号は、ライト動作時におけるサーボフレーム信号に続くセクタパルスの立上がりで発生し、書込用のNRZ信号が図2のライト状態にあるリード/ライトユニット38に1セクタ分入力するまでの間、オンしている。ライトゲート信号がオフすると、その後ろにライト動作時のエンコードロス時間Tw分のギャップ領域が設けられている。
【0101】
一方、リードゲート信号は、リード動作時のセクタパルスの立上がりからヘッド読取信号が得られてからハードディスクコントローラ34にNRZ信号が出力するまでのデコードロス時間Trだけセクタパルスに対しリードゲート信号の発生を遅延させ、1セクタ分のリード時間に亘りオンしている。
【0102】
再びライトゲート信号を参照するに、ライトゲート信号がオフした後のエンコードロス時間Twに相当するギャップ領域に続いては、リードゲート信号について生じたデコードロス時間Trに相当するギャップ領域を設けている。
【0103】
即ち、従来のセクタサーボのフォーマットにあっては、ライトゲート信号がオフしてからライト動作時のエンコードロス時間Twとリード動作時のデコードロス時間Trを加算したロス時間To(=Tw+Tr)分のギャップ領域を設けている。このため、セクタ領域はエンコードロスとデコードロス分を加えたロス分のギャップ領域を確保しなければならず、フォーマット効率が低下している。
【0104】
そこで本発明にあっては、まず図22(B)のライト動作時のサーボフレーム、セクタパルス、ライトゲートの各信号のタイムチャートに示すように、ディスク媒体のセクタフォーマットにおいて、ライトゲート信号がオンしてからオフした後のギャップ領域をライト動作におけるエンコードロス時間Twのみとしている。
【0105】
このような各セクタの最終位置のギャップ領域をライト動作時のエンコードロス時間Twとしたセクタフォーマットに対し、リード動作時については、図22(C)のように、サーボフレーム信号に続いて検出されるセクタパルスをリード動作時のエンコードロス時間Tr分だけ遅延させ、遅延したセクタパルスの立上がりに同期してリードゲート信号を発生している。
【0106】
このようなリード動作時におけるセクタパルスのデコードロス時間Tr分の遅延により、図22(B)のように、セクタフォーマットの終端位置に、エンコードロス時間Twにデコードロス時間Trを加えたギャップ領域を設ける必要がなく、デコードロス時間Tr分のギャップ領域を必要としない分、ディスク媒体のフォーマット効率を高めることができる。
【0107】
例えば図22の場合にあっては、従来は図22(A)のようにサーボフレーム間が4セクタであったものが、図22(B)の本発明によるフォーマットにあっては2〜3%のセクタ領域を増加することができる。
【0108】
図21の回路部の動作を説明する。ライト時は、エンコード・ロス分を考慮したセクタパルレステーブル100をセクタパルス発生回路102にロードし、セクタパルスによりシーケンサ104が起動され、ライトゲート信号かアクティブとなる。続いて、エンコードロス分に対応したギャップ領域までのバッファRAM108からデータを送出したことをバッファマネージャ106が認識すると、シーケンサ104により、ライトゲート信号を停止する。これをセクタパルス毎に繰り返す。
【0109】
リード時は、デコードロスを考慮したセクタパルステーブル100をセクタパルス生成回路102にロードし、セクタパルスによりシーケンサ104が起動され、リードゲート信号がアクティブとなる。続いて、バッファRAM108に必要なデータが受領されたことをバッファマネージャ106が認識すると、シーケンサ104によりリードゲート信号を停止する。
【0110】
ここでライト時とリード時に使用する各セクタパルステーブル100は、ゾーン毎に決められた値をプログラム上に保持しており、そのときのゾーンに対応した値をセットする。
【0111】
尚、図21の実施例は、データ面にサーボフレームを一定間隔で記録したデータ面サーボを例にとっているが、専用のサーボ情報の記録面を用いたサーボ面サーボについても、データ面のセクタフォーマットについて全く同様に適用することができる。
【0112】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、ヘッドアクチュエータにおけるベース側からのリードライト用FPCとヘッド側の中継用FPCにおける両方の端部の接続パターンを形成した接続面を同一取付面とすることができるため、設計上の位置決め寸法と実際の組立時の位置決め寸法が同じにでき、簡単に位置決め精度を向上することができる。
【0113】
また、リードライト用FPCバンド側はリテーナと共にアクチュエータのFPC装着面に段下げにより形成した段部に組み込まれるため、リードライト用FPCのヘッドアクチュエータに対する取付けを安定して行うことができる
また本発明によれば、ROMテーブルのポインタ情報によって、補正データを格納したRAMテーブルの格納位置を任意に指定可能とすることで、補正を行う間隔を可変でき、またRAMの使用領域を最小限に低減できる。
【0114】
また本発明によれば、2相サーボ信号のサーボパターンを1/3トラックピッチの相変化に詰めて記録していても、オントラック制御により測定対象となるクロス点の位置は1トラックおきに存在することとなり、クロス点の間隔が広がることで、クロス点の測定対象となる密度が低減し、測定時間が短縮できる。
【0115】
更に、本発明によれば、トラック上の各セクタの最終位置に設けるギャップ領域がライト動作時のエンコードロス分のギャップ領域で済み、従来のエンコードロスとデコードロスの両方を加えたロス分のギャップ領域を設けた場合に比べフォーマット効率の低下が改善でき、ディスク容量の増加を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明の全体構成を示したブロック図
【図3】図2のディスクエンクロージャの構造説明図
【図4】図3のA−A断面図
【図5】図3のアクチュエータをFPCと共に取り出した説明図
【図6】図5のアクチュエータのFPC装着面側の側面図
【図7】図5のFPC取付構造の拡大図
【図8】図6の中継用FPCの説明図
【図9】本発明のFPC取付構造を従来構造と対比して示した説明図
【図10】本発明のオフセット補正データの記憶と補間生成の機能ブロック図
【図11】外力オフセット補正データを例にとった図10のROMテーブルとRAMテーブルの説明図
【図12】図10のオフセット補正データの生成処理のフローチャート
【図13】ポジション感度補正データを例にとった図10のROMテーブルとRAMテーブルの説明図
【図14】BL補正データを例にとった図10のROMテーブルとRAMテーブルの説明図
【図15】本発明のボジョン感度測定処理の機能ブロック図
【図16】2相サーポパターンと復調した2相サーボ信号の説明図
【図17】図15のポジション感度測定時の2相サーボ信号、ヘッド位置信号、ヘッド位置信号を繋げた信号の説明図
【図18】図17のクロス点の測定シリンダ位置でのヘッド位置信号の算出に使用する条件テーブルの説明図
【図19】図17のクロス点のヘッヌ位置信号を繋げるために使用するオフセットテーブルの説明図
【図20】図15のポジション感度測定用のフローチャート
【図21】本発明で用いるリードゲート及びライトゲートの発生部のブロック図
【図22】図21によるリードケートとライトゲートの発生を従来と対比して示したタイムチャート
【符号の説明】
10:ディスクドライブ
12:コントロールユニット
14:エンクロージャ
16:スピンドルモータ(SPM)
18:ディスク
20:ボイスコイルモータ(VCM)
22:ヘッド
24:MCU(マイクロコントロールユニット)
26:発振器
28:論理IC
30:プログラムメモリ
32:サーボコントローラ
34:ハードディスクコントローラ(HDC)
36:バッファメモリ
38:リード/ライトユニット
40:ホストシステム
42:センサIC
44:アクチュエータ
46:リードライト用FPCバンド
48:ベース側FPC
50:FPC接続部
52:中継用FPC
54:ネジ
56:段部
58a〜58c,59a〜59c:ランド部
60:ヘッドアーム
62:ROMテーブル
64:RAMテーブル
66,70,72,74,76:レジスタ
68:ゾーンアドレス発生部
78:補間計算部
80:ポジション感度測定部
82:シーク制御部
84:サーボ信号生成部
86:ヘッド位置生成部
88:マルチプレクサ
90:第1オフセットテーブル
92:第2オフセットテーブル
100:セクタパルステーブル
102:セクタパルス生成回路
104:シーケンサ
106:バッファマネージャ
108:バッファRAM
Claims (2)
- ディスク面に記録された2相サーボ情報の読取信号から検出された2相サーボ信号N,Qを、予め測定されたポジション感度補正値を使用して正しいヘッド位置情報に変換するディスク装置に於いて、
前記ディスク面に1/3シリンダピッチで相が変化するように、かつ前記2相サーボ信号N,Qのクロス点が2カ所、1カ所、2カ所、1カ所の順に発生する状態で前記2相サーボ情報が記録されたディスク媒体と、
前記ポジション感度補正値を測定する際に、前記サーボ情報から得られた2相サーボ信号N,Qの第2,第4トラックにおけるクロス点がプラス側となる位置での測定値と前記クロス点がマイナスとなる位置での測定値を求め、該2つの測定値の絶対値の平均値として前記ポジション感度補正値を算出するポジション感度測定部と、
を備えたことを特徴とするディスク装置。 - 請求項1記載のディスク装置に於いて、前記ポジション感度測定部は、前記クロス点の測定値を理論値に補正するための補正係数をポジション感度補正値として算出することを特徴とするディスク装置。
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