JPH08124136A - Ｍｒヘッドを用いた磁気ディスク装置の位置誤差補正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＭＲヘッドでのサーボ信号検出において、位置
誤差信号の非線形性によるヘッド位置決め精度の悪化を
回避し、ヘッド位置に対する位置誤差信号の補正を行う
磁気ディスク装置の位置誤差補正方式の提供。 【構成】ディスクにサーボ信号を書き込む工程におい
て、データトラック中心近傍でのヘッド位置検出装置に
より検出されるヘッド位置に対する、ＭＲヘッドにより
検出されるサーボ信号より生成される位置誤差信号につ
いて、２点または数点を検出することにより線形関数と
して近似的に得られる変動率をディスク面またはメモリ
に書き込み、動作時には、記憶された変動率情報を用い
て、位置誤差信号をＤＳＰに取り込んだ位置誤差情報の
ゲインを補正するもので、トラック中心付近では仮想的
な位置誤差と実際の位置誤差との変動率がほぼ等しくな
るため、トラック追従特性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＲヘッドを用いてサ
ーボ情報を読み取る磁気ディスク装置の位置誤差補正方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に用いられている磁気ディ
スク装置では、磁気ヘッド位置は磁気ヘッド（「ヘッ
ド」という）によりディスク面から取得されるサーボ信
号を基に生成される位置誤差信号として得られる。以下
このディスク面とヘッドとの相対位置をヘッド位置とい
う。

【０００３】ヘッド位置決め制御系ではこの位置誤差信
号に基づきヘッド位置を制御する。

【０００４】このためヘッド位置と位置誤差信号出力の
関係が変動するとヘッド位置を誤認し、制御系のゲイン
に直接的に影響するため、ヘッドの発振、位置決め精度
悪化等の悪影響がある。

【０００５】従来の磁気ディスク装置では、ヘッドとし
てインダクティブヘッドを用いていたため、ヘッド位置
と位置誤差信号の関係には線形領域がヘッド位置決めに
十分な範囲が取れ、位置誤差信号を自動利得制御（ＡＧ
Ｃ：Ａutomatic Ｇain Ｃontrol）や２相の信号の交点
により補正による振幅変動のみの抑制により、オフトラ
ック位置決めを含めて十分な位置決め精度が得られてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置で
は、ヘッド位置と位置誤差信号出力には相関関係があ
り、その相関関係で位置誤差信号からヘッド位置を求め
ている。

【０００７】しかし、サーボ情報の読み取りにＭＲヘッ
ドを用いた場合には、位置誤差信号の線形領域が十分に
とれないため、従来の位置誤差信号の補正方法を用いる
ことが困難である。

【０００８】また、ヘッド位置と位置誤差信号との相関
テーブルを予め備えておくという方式は、相関データと
して何点を取るかという問題があり、精度を向上させる
ために相関データを多数点とる場合、記憶容量とコスト
の面からも現実的にはその実現は非常に難しい。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、本発明の目的は、ＭＲヘッドでのサー
ボ信号検出において、位置誤差信号の非線形性によるヘ
ッド位置決め精度の悪化を回避し、ヘッド位置に対する
位置誤差信号の補正を行う磁気ディスク装置の位置誤差
補正方式を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、１又は複数の磁気ディスク媒体と、イン
ダクティブヘッドとＭＲヘッドを統合してなるデータの
記録再生用複合型磁気ヘッドと、を備え、前記ＭＲヘッ
ドにより前記ディスク面から得られるサーボ信号から、
２トラック又は４トラックで１周期となる信号として、
前記ＭＲヘッドとデータトラック中心との位置誤差情報
を示す位置誤差信号を発生する位置誤差信号発生器を備
え、前記位置誤差信号をディジタル信号に変換してディ
ジタル信号処理装置に入力し、該ディジタル信号処理装
置により前記ヘッドを移動させるアクチュエータの制御
信号を生成する磁気ディスク装置において、前記ディス
ク面にサーボ信号を書き込む工程において、前記データ
トラック中心近傍での、ヘッド位置検出装置により検出
されるヘッド位置に対する、前記ＭＲヘッドにより検出
されるサーボ信号より生成される前記位置誤差信号につ
いて、２点乃至数点を検出して線形関数として近似的に
得られる変動率情報を記憶手段に書き込み、動作時に
は、前記変動率情報を用いて、前記ディジタル信号処理
装置に入力される前記位置誤差情報の少なくともゲイン
を補正するようにしたことを特徴とする磁気ディスク装
置の位置誤差補正方式を提供する。

【００１１】また、本発明の磁気ディスク装置の位置誤
差補正方式においては、前記ＭＲヘッドと前記データト
ラック中心との位置誤差情報を示す位置誤差信号を２相
の三角波信号として発生する位置誤差信号発生器を備
え、前記ディジタル信号処理装置が２相の前記位置誤差
信号を切替えて位置誤差情報として用いる磁気ディスク
装置であって、前記データトラック中心近傍での前記ヘ
ッド位置と前記位置誤差信号の変動率のみならず、位置
誤差信号切替え点での変動率も書き込んでおき、３つの
変動率を切替えることにより、前記位置誤差情報のゲイ
ンを補正するように構成してもよい。

【００１２】また、本発明の磁気ディスク装置の位置誤
差補正方式においては、好ましくは、前記記憶手段がデ
ィスク面からなることを特徴とする。

【００１３】本発明の磁気ディスク装置の位置誤差補正
方式においては、好ましくは、前記記憶手段としてメモ
リを備え、前記ディスク面にサーボ信号を書き込む工程
において、線形関数として近似的に得られる前記変動率
を前記メモリに書き込むことを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の磁気ディスク装置の位置
誤差補正方式においては、好ましくは、前記ディスク面
にサーボ信号を書き込む工程において、前記ディジタル
信号処理装置にて正弦波ノイズを発生させ、前記ヘッド
を移動させるアクチュエータの駆動信号に該正弦波ノイ
ズを重畳して前記ヘッドをトラック中心付近で振動さ
せ、前記アクチュエータの駆動信号に加えた正弦波ノイ
ズと略同一の周波数成分の位置誤差信号の大きさを求め
るようにして構成される。

【００１５】

【作用】本発明によれば、補正された位置誤差信号を用
いることにより、より正確なヘッド位置を取得すること
が可能となり、ＭＲヘッドでのサーボ信号検出による位
置誤差信号の非線形性によるヘッド位置決め精度の悪
化、及びシーク動作時のヘッド位置及びヘッド位置の偏
差により求められるヘッド速度に対する影響によるシー
ク特性の悪化を軽減することができる。また、オフセッ
トシーク動作においては、望ましいオフセット量をヘッ
ドに与えることが可能になる。

【００１６】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。

【００１７】

【実施例１】図１、図２は、本発明の一実施例の構成を
示すブロック図である。図１はサーボトラックライタ
（ＳＴＷ：Ｓervo Ｔrack Ｗriter）の一例を示し、図
２はディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Ｄigital
Ｓignal Ｐrocessor）を用いたサーボ回路の構成の一
例を示している。

【００１８】磁気ディスク装置には１枚ないし複数枚の
磁気ディスク媒体１（「ディスク」という）と、その片
面または両面からサーボ信号11を取得するための磁気ヘ
ッド２を有している。

【００１９】磁気ヘッド２としては、信号の記録用とし
てのインダクティブヘッドと信号の再生用としての磁気
抵抗効果（ＭＲ：Ｍagneto−Ｒesistive）ヘッドを統合
してなる記録再生用複合型磁気ヘッド（「ヘッド」とい
う）を搭載している。

【００２０】位置誤差信号発生器８では、ＭＲヘッド２
によりディスク１の面から得られるサーボ信号11から、
２トラックで１周期となる三角波信号として、ＭＲヘッ
ドとデータトラック中心との位置誤差情報を示す位置誤
差信号12を発生する。

【００２１】位置誤差信号12はアナログ−ディジタル変
換器10（ＡＤＣ：Ａnalog−Ｄigital Ｃonverter）によ
りディジタル信号に変換してＤＳＰ４の補正値演算器６
に入力され、補正後の位置誤差信号16は制御器７の一の
入力端に入力される。制御器７から出力される制御信号
17はディジタル−アナログ変換器９（ＤＡＣ：Ｄigital
−Ａnalog Ｃonverter）によりアナログ信号に変換して
ヘッド２を移動させるアクチュエータ３の駆動電流信号
18としてアクチュエータ３に入力される。

【００２２】アクチュエータ３の駆動電流信号18はアナ
ログ−ディジタル変換器10´（ＡＤＣ：Ａnalog−Ｄigi
tal Ｃonverter）によりディジタル信号に変換してＤＳ
Ｐ４の制御器７に他の入力端に入力される。ＤＳＰ４の
制御器７は、これらの信号に基づきアクチュエータ３の
制御信号17を生成する。

【００２３】まず、サーボ信号11から位置誤差信号12の
生成方法の一例を説明する。

【００２４】図３に示すように、サーボ信号11は、ディ
スク１のデータトラック上に離散的に配置してあり、位
置誤差情報としては円周方向に、図４に示すようなバー
スト信号が記録されている。

【００２５】このバーストパターンのピーク値の積算値
またはバーストパターンの積分値（「バースト値」とい
う）をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのバーストについて求め
る。

【００２６】図５に、ヘッド２を半径方向に動かした場
合のバースト値を示してある。

【００２７】図５を参照して、それぞれのバースト値に
ついて、（Ａバースト）−（Ｂバースト）、（Ｃバース
ト）−（Ｄバースト）の値を求めると、２相の位置誤差
信号が得られる。

【００２８】位置誤差信号発生器８にて生成された２相
の位置誤差信号12をアナログ−ディジタル変換器10にて
ディジタル信号13に変換してＤＳＰ４に取り込む。

【００２９】ＤＳＰ４に取り込まれた位置誤差信号13
は、不図示の選択信号により選択され、図５に示すよう
な位置誤差情報19とされ、ディスク面１に記録されたア
ドレス信号等により得られるトラック情報と合わせてヘ
ッド位置情報を生成する。

【００３０】以上のように生成される位置誤差信号12に
おいて、ＭＲヘッドにてディスク面１から得られるサー
ボ信号11により生成される位置誤差信号12は、一般的
に、図６に示すように、ヘッド位置誤差と位置誤差信号
との関係（「傾き」という）は非線形である。

【００３１】このため、位置誤差信号の振幅を調整した
だけではトラック中心付近における傾きを合わせること
は難しく、少なくとも図６の線形化された位置誤差信号
12として示したトラック中心付近での傾きを知っておく
ことが必要とされる。

【００３２】しかし、オフセットシーク、セットリング
特性等を考えた場合には、図６に示すように、トラック
中心から離れるに従って実際の位置誤差信号と線形化さ
れた位置誤差信号の誤差が大きくなり、位置誤差信号の
切替えが起こると、ステップ的な変動を生じる。

【００３３】このため位置誤差信号の切替付近における
傾き情報により、更に補正を加えることが望ましい。

【００３４】図７を参照して、この補正方法を以下に説
明する。この場合、図７に示されるように、ほぼ十分な
補正が可能である。

【００３５】磁気ディスク装置においては、ヘッド位置
は、位置誤差信号のみからしか検出できないため、ヘッ
ド位置と位置誤差信号との関係を検出することは困難で
ある。このためヘッド位置を直接測定する手段が必要と
される。

【００３６】ディスク１にサーボ信号11を書き込む工程
では、ヘッドの位置決めに用いられるロータリエンコー
ダ20（図１参照）を用いたヘッド位置検出装置によりヘ
ッド位置を直接測定することが可能である。

【００３７】ＳＴＷの簡単な一例を示した図１におい
て、リファレンスヘッド21は、サーボクロック書き込み
用で１トラック分のサーボクロックを書き込み、これを
リファレンスクロックとしている。

【００３８】リファレンスヘッド21は、ディスク１にサ
ーボ信号を書き込む工程時のみに用い、終了後には取外
される。

【００３９】また、セルフヘッド（磁気ヘッド）２は、
装置に組み込まれる記録再生用ヘッドであって、セルフ
ヘッド２を用いてサーボ信号11も書き込まれる。

【００４０】このセルフヘッド２は、ディスク１にサー
ボ信号11を書き込む工程においては、ロータリエンコー
ダ20とアーム部で接続してロータリエンコーダ20により
ヘッドの位置決めを行い、終了後には、ロータリエンコ
ーダ20を取外される。

【００４１】このような装置において、ヘッドをトラッ
ク中心付近で微動させ、２点におけるヘッド位置と、図
１に示されるような、ＭＲヘッドにより検出されるサー
ボ信号11から生成される位置誤差信号を測定することに
より、図６に示されるような、線形化された信号が得ら
れる。その際、例えばＤＳＰ４にて正弦波ノイズを発生
させ、これをアクチュエータの駆動電流信号18に重畳し
てヘッドを振動させ、アクチュエータの駆動電流信号18
に加えた正弦波ノイズと同じ周波数成分の位置誤差信号
の大きさを求めるようにしてもよい。この場合、ヘッド
位置は駆動電流の２階積分となるため、ヘッド位置の振
幅は正弦波ノイズに比例し、また、ヘッド位置とアクチ
ュエータ３の駆動電流との比例ゲインはアクチュエータ
３の特性等により予め得ることができるため、トラック
中心近傍でヘッドが微動する程度の駆動電流により位置
誤差信号とヘッド位置の駆動電流と同一の周波数の大き
さを測定することができる。駆動電流を変動させ、数点
でのヘッド位置と位置誤差信号を測定して変動率を演算
する。

【００４２】そして、ヘッド位置と位置誤差信号の変動
率を情報としてディスク１面上のデータ領域以外のガー
ドバンド領域等やメモリ５に書き込み、サーボ動作時に
はその情報を用いて、図６に示す仮想的な位置誤差信号
を用いることにより、補正を行う。

【００４３】このようにすると、実際の位置誤差は得ら
れないが、トラック中心付近では仮想的な位置誤差と実
際の位置誤差との変動率がほぼ等しくなるため、トラッ
ク追従特性が改善される。

【００４４】

【実施例２】前記実施例で説明した方法は、情報が少な
くて済む利点がある一方、先に述べたように位置誤差信
号の切替え時には誤差が大きくなる。

【００４５】このため、本発明の第２の実施例として、
図６に示すようにトラック中心でのヘッド位置と位置誤
差信号の変動率だけではなく、図７に示すように、位置
誤差信号切替え点付近でのそれぞれ２点を測定し、その
変動率を記憶して、３直線で補正する方法の方がより効
果が大きい。すなわち、位置誤差信号を切替て利用する
切替点までヘッド２を振動させるようにアクチュエータ
の駆動電流信号18を流し、位置誤差信号切替え点付近で
のヘッド位置と位置誤差信号を２点測定して変動率を求
める。

【００４６】また、ヘッド位置による変動に対しては、
データ領域の内周側と外周側のガードバンド、及びデー
タ領域のデータ書き込みトラックとして用いていないト
ラック等に情報をそれぞれ書き込んでおき、その間を補
完することにより補正可能であり、データ効率は悪化す
るがサーボセクタに埋め込んでおくとさらに効果が大き
い。

【００４７】また、メモリ５を用いる場合には、任意の
数点の情報が記憶できる。

【００４８】以上本実施例によれば、補正された位置誤
差信号を用いて、より正確なヘッド位置を取得すること
が可能となり、ＭＲヘッドでのサーボ信号検出による位
置誤差信号の非線形性によるヘッド位置決め精度の悪
化、及びシーク動作時のヘッド位置及びヘッド位置の偏
差により求められるヘッド速度に対する影響によるシー
ク特性の悪化を軽減することができる。また、オフセッ
トシーク動作においては、望ましいオフセット量をヘッ
ドに与えることが可能になる。

【００４９】以上本発明を上記実施例に即して説明した
が本発明は上記態様にのみ限定されず、本発明の原理に
準ずる各種実施例を含む。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明（請求項１）
によれば、トラック中心付近でのヘッド位置と位置誤差
信号との変動率情報を予め求め、サーボ動作時にはその
情報を用いて、仮想的な位置誤差信号を用いて補正を行
うことにより、トラック中心付近では仮想的な位置誤差
と実際の位置誤差との変動率が略等しくなるため、トラ
ック追従特性を大幅に改善するという効果を有する。本
発明（請求項１）においては、変動率情報を格納するに
要する記憶容量は特段に小さくて済む。

【００５１】そして、本発明（請求項１）によれば、補
正された位置誤差信号を用いて、より正確なヘッド位置
を取得することが可能となり、ＭＲヘッドでのサーボ信
号検出による位置誤差信号の非線形性によるヘッド位置
決め精度の悪化、及びシーク動作時のヘッド位置及びヘ
ッド位置の偏差により求められるヘッド速度に対する影
響によるシーク特性の悪化を軽減することができる。ま
た、オフセットシーク動作においては、望ましいオフセ
ット量をヘッドに与えることが可能になる。

【００５２】また、本発明（請求項２）によれば、位置
誤差信号切替え点付近でのそれぞれ２点を測定し、変動
率を記憶して、３直線で補正することにより、補正され
た位置誤差信号を用いて、更に正確なヘッド位置を取得
することを可能としている。

【００５３】さらに、本発明（請求項３）によれば、変
動率情報はディスク面、特に、データ領域の内周側と外
周側のガードバンド、及びデータ領域のデータ書き込み
トラックとして用いていないトラック等に情報をそれぞ
れ書き込んでおき、その間を補完することにより補正が
可能とされる。

【００５４】そして、本発明（請求項４）によれば、任
意の数点の変動率の情報が記憶できるため、非線形特性
の補正の精度がより一層向上し、ヘッドの位置決め精度
の向上、及びシーク特性を向上することができる。

【００５５】本発明（請求項５）によれば、磁気ヘッド
装置内に実装されたＤＳＰの演算により容易に正弦波ノ
イズが生成され且つアクチュエータの駆動電流に加算で
き、トラック中心付近でのヘッドの微動する程度の駆動
電流をアクチュエータに供給して位置誤差信号の測定工
程を簡易化し測定精度を向上させるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるサーボトラックライタ（ＳＴ
Ｗ）の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図３】データ面サーボのサーボセクタの概略図であ
る。

【図４】バースト信号の概略を説明する図である。

【図５】位置誤差情報の生成を説明するための図であ
る。

【図６】本発明の一実施例に係る位置誤差信号の補正の
様子を説明する図である。

【図７】本発明の別の実施例に係る位置誤差信号の補正
の様子を説明する図である。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク媒体 ２ 磁気ヘッド ３ アクチュエータ ４ ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ） ５ メモリ ６ 補正値演算器 ７ 制御器 ８ 位置誤差信号発生器 ９ ディジタル−アナログ変換器（Ｄigital−Ａnalog
Ｃonverter） 10、10´ アナログ−ディジタル変換器（Ａnalog−Ｄi
gital Ｃonverter） 11 サーボ信号 12 位置誤差信号 13 位置誤差信号（ディジタル信号） 14 補正値信号 15 補正値信号 16 補正後の位置誤差信号 17 アクチュエータの制御信号（ディジタル信号） 18 アクチュエータの駆動電流信号 19 位置誤差情報 20 ロータリエンコーダ 21 リファレンスヘッド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１又は複数の磁気ディスク媒体と、インダ
   クティブヘッドとＭＲヘッドを統合してなるデータの記
   録再生用複合型磁気ヘッドと、を備え、 前記ＭＲヘッドにより前記ディスク面から得られるサー
   ボ信号から、２トラック又は４トラックで１周期となる
   信号として、前記ＭＲヘッドとデータトラック中心との
   位置誤差情報を示す位置誤差信号を発生する位置誤差信
   号発生器を備え、 前記位置誤差信号をディジタル信号に変換してディジタ
   ル信号処理装置に入力し、該ディジタル信号処理装置に
   より前記ヘッドを移動させるアクチュエータの制御信号
   を生成する磁気ディスク装置において、 前記ディスク面にサーボ信号を書き込む工程において、
   前記データトラック中心近傍での、ヘッド位置検出装置
   により検出されるヘッド位置に対する、前記ＭＲヘッド
   により検出されるサーボ信号より生成される前記位置誤
   差信号について、２点乃至数点を検出して線形関数とし
   て近似的に得られる変動率情報を記憶手段に書き込み、 動作時には、前記変動率情報を用いて、前記ディジタル
   信号処理装置に入力される前記位置誤差情報の少なくと
   もゲインを補正するようにしたことを特徴とする磁気デ
   ィスク装置の位置誤差補正方式。
2. 【請求項２】前記ＭＲヘッドと前記データトラック中心
   との位置誤差情報を示す位置誤差信号を２相の三角波信
   号として発生する位置誤差信号発生器を備え、 前記ディジタル信号処理装置が２相の前記位置誤差信号
   を切替えて位置誤差情報として用いる磁気ディスク装置
   であって、 前記データトラック中心近傍での前記ヘッド位置と前記
   位置誤差信号の変動率のみならず、位置誤差信号切替え
   点での変動率も書き込んでおき、３つの変動率を切替え
   ることにより、前記位置誤差情報のゲインを補正するこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置の位置
   誤差補正方式。
3. 【請求項３】前記記憶手段としてメモリを備え、前記デ
   ィスク面にサーボ信号を書き込む工程において、線形関
   数として近似的に得られる前記変動率を前記メモリに書
   き込むことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ディ
   スク装置の位置誤差補正方式。
4. 【請求項４】前記記憶手段がディスク面からなることを
   特徴とする請求項１又は２記載の磁気ディスク装置の位
   置誤差補正方式。
5. 【請求項５】前記ディスク面にサーボ信号を書き込む工
   程において、前記ディジタル信号処理装置にて正弦波ノ
   イズを発生させ、前記ヘッドを移動させるアクチュエー
   タの駆動信号に該正弦波ノイズを重畳して前記ヘッドを
   トラック中心付近で振動させ、前記アクチュエータの駆
   動信号に加えた正弦波ノイズと略同一の周波数成分の位
   置誤差信号の大きさを求めることを特徴とする請求項１
   記載の磁気ディスク装置の位置誤差補正方式。