JP2001023136A - 磁気ディスク装置及び最適オフセット測定方法 - Google Patents

磁気ディスク装置及び最適オフセット測定方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】測定時のリードチャネルのパラメータ設定が容
易で媒体欠陥等があっても正確に最適なオフセットを測
定できる。 【解決手段】磁気ディスク装置は、測定パターン書込部
６０と最適オフセット測定部６２を備える。測定パター
ン書込部６２は、測定トラックの両側の隣接トラック
に、ランダムパターンを書き込んだ後に、初期設定で単
純なローパスフィルタ特性としていても正常にＰＲ４等
化特性が得られるプリアンブルパターンを書き込む。最
適オフセット測定部６２は、オフセット量を変えなが
ら、ＰＲ４等化したサンプル値ｙと予め定めたノイズな
しの場合のサンプル理想値ｅとの差の２乗の総和Σ（ｙ
−Ｗ）2 をサンプル数Ｎで割っｑ１サンプル当りの平均
２乗誤差ＭＳＥを求め、ＭＳＥを最小とするオフセット
を最適オフセットとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリアクチュ
エータの先端にライトヘッドとリードヘッドをトラック
方向に並べて配置した複合ヘッドを使用した磁気ディス
ク装置及びオフセット測定方法に関し、特に、ライトヘ
ッドとリードヘッドのコアずれに起因したオフセットを
装置パラメータのデフォルト状態で正確に測定するため
の磁気ディスク装置及びそのオフセット測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、磁気ディスク装置で使用されてい
るヘッドは、読出専用のＭＲヘッドと書込み専用のイン
ダクティブヘッドをトラック方向に並べて配置した複合
ヘッドを使用している。また複合ヘッドは、ロータリア
クチュエータの先端に支持され、媒体トラックを横切る
径方向に移動して位置決めされる。更に、媒体のデータ
面には、トラック方向に一定間隔で位置情報を記録した
サーボフレームを予め配置したデータ面サーボを採用し
ている。
【０００３】このため、データ書込み時には、ＭＲヘッ
ドの再生信号から復調した位置信号によりトラックセン
タにＭＲヘッドのセンタをオントラックした状態で、イ
ンダクティブヘッドにより媒体にデータを書込む。この
媒体に書込んだデータを再生する読出し時には、ＭＲヘ
ッドの再生信号から復調した位置信号によりトラックセ
ンタにＭＲヘッドのセンタをオンラックした状態で、Ｍ
Ｒヘッドにより媒体からデータを読み出して復調する。
【０００４】このように複合ヘッド上ではライトヘッド
とリードヘッドが分離配置されているため、一般にデー
タ書込み時のライトヘッドのライトセンタ位置とデータ
読出し時のリードヘッドのリードセンタ位置にはずれが
生ずる。そこで、ライトセンタ位置とリードセンタ位置
のずれ量を予め測定しておき、データを読出す際にはず
れ量の分だけリードヘッドをオフセットさせてライトセ
ンタに位置決めする制御を行う必要がある。
【０００５】このオフセット量を測定する方法として
は、まず、ライトヘッドの位置を示す基準の信号として
ランダムなデータを書き込み、その後、リードヘッドを
少しずつオフセットさせながらデータを読み出し、エラ
ーレートが最小となるオフセット量、あるいは、エラー
の起きなかったオフセット量の範囲の中心をもって最適
なオフセット量としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなライトヘッドとリードヘッドの分離配置に起因した
オフセットの測定は、リードチャネルのパラメータがデ
フォルトの設定であっても、ある程度は正しくデータを
読み出すことができなければいけない。この理由は、リ
ードチャネルのパラメータの調整は、媒体に書かれたデ
ータを使用しており、このためパラメータ調整前のデフ
ォルトのパラメータによって媒体に書かれている調整用
のパラメータを読み出すことが出来なければならないか
らである。
【０００７】従来のリードチャネルでは、媒体から読み
出したデータによる調整が必要なパラメータは比較的少
なかったので、デフォルトの設定状態でもある程度のエ
ラーレートは確保できる。
【０００８】しかし、近年ではリードチャネルの進歩に
より、低Ｓ／Ｎ比でも従来と同等のエラーレートを確保
できるようになったが、その分、パラメータの設定は細
かくなり、パラメータが全く調整されてないデフォルト
設定状態では、データが読み出せないという状態になり
つつある。
【０００９】また、ライトヘッドとリードヘッドの分離
配置に起因したオフセットの測定における評価では、Ｅ
ＣＣによるデータ訂正機能を利用し、１トラックをリー
ドしてＥＣＣによる訂正が不可能なエラーが起きたセク
タ数、即ち１シリンダリードしたときのセクタエラーレ
ートが最小となるオフセット量、あるいは、訂正が不可
能なエラーが起きなかったオフセットの範囲の中心をも
って最適オフセット量とするのが普通である。
【００１０】なぜなら、ＥＣＣの訂正の可／不可の判断
はハードウェアで行うことができ、また、リードチャネ
ルのパラメータの未調整によるエラーレートの劣化をＥ
ＣＣで補うことができるからである。
【００１１】しかし、ＥＣＣのエラーレートによる評価
は、媒体欠陥に弱いという問題がある。即ち、オフセッ
ト測定の際に、測定トラックのどちらか一方の側、例え
ばディスク動径方向のアウター側に媒体欠陥が局部的に
存在したとする。この場合、リードヘッドの位置がアウ
ター寄りのときは、アウター側の媒体欠陥によってバー
ストエラーが起きてＥＣＣによる訂正が不可能となり、
エラーレートが悪化する。
【００１２】このため欠陥が存在しないインナー側の領
域でＥＣＣによる正常なエラーレートの評価が行われ、
この場合の最適オフセット量は、媒体欠陥がない場合の
本来の最適オフセット量に比べてインナー側にずれてし
まい、媒体欠陥に弱い。
【００１３】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、測定時のリードチャネルのパラメータ設定
が容易で媒体欠陥等があってもデフォルト設定状態で正
確に最適なオフセットを求めることのできる磁気ディス
ク装置及びそのオフセット測定方法を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課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。
【００１５】まず本発明は、図１（Ａ）のように、アク
チュエータ５４の先端にリードヘッド５２とライトヘッ
ド５０を配置した複合ヘッドを備え、リードヘッドの再
生信号から復調した媒体の位置信号に基づいて目標トラ
ックにオントラックしながら情報の記録又は再生を行
い、更に再生時には、リードヘッドから再生信号を、パ
ーシャルレスポンス応答波形に等化した後に最尤検出し
て情報を復調する磁気ディスク装置を対象とする。
【００１６】このような磁気ディスク装置にき本発明
は、測定パターン書込部６０と最適オフセット測定部６
２を設ける。測定パターン書込部６０は、図１（Ｂ）の
ように、オフセットを測定する測定トラック８０の両側
に位置する隣接トラック７８に、ランダムパターンを書
き込むか又はＡＣイレーズした後に、プリアンブルパタ
ーンを書き込む。
【００１７】また最適オフセット測定部６２は、オフセ
ット量を変えながら、プリアンブルパターンの再生信号
を等化したパーシャルレスポンス応答波形のサンプル値
ｙと予め定めたノイズなしの場合のサンプル理想値Ｗと
の誤差の２乗の総和Σ（ｙ−Ｗ）2 を求め、次に２乗誤
差の総和Σ（ｙ−Ｗ）2 をサンプル数Ｎで割って１サン
プル当りの平均（以下「平均事情誤差ＭＳＥ」という）
を算出し、オフセット量の変化に対し平均２乗誤差ＭＳ
Ｅが最小となるオフセット量９４を最適オフセットに決
定する。
【００１８】測定パターン書込部６０は、パーシャルレ
スポンス・クラス４・最尤検出（以下「ＰＲ４ＭＬ」と
いう）の場合、プリアンブルパターンとして、測定トラ
ックに磁化反転をビット１、非磁化反転をビット０とし
た場合に、０，１で繰り返すプリアンブルパターン「０
１０１０１０１・・・」を書き込む。
【００１９】このため本発明のオフセット測定では、Ｐ
Ｒ４ＭＬの場合、「０１０１０１０１・・・」で繰り返
すプリアンブルパターンを用いることで、ローパスフィ
ルタ以降の波形は正しくパーシャルレスポンス応答波形
に等化された波形と同じになり、この結果、評価量とし
ての平均２乗誤差ＭＳＥには等化誤差を全く含まず、ノ
イズのパワーのみを含むものとなる。
【００２０】そして、リードヘッドがトラックからずれ
ると信号は小さくなり、相対的にノイズは大きくなるの
で、リードヘッドが正しくオントラックしているときに
平均２乗誤差ＭＳＥの値が最小値となり、そのときのオ
フセット量が最適なオフセット量となる。
【００２１】また従来のオフセット測定では、１トラッ
ク中のセクタ数は数百個程度であるのに対して、本発明
のサンプル数となるビット数は、およそ１ｅ６、即ち１
×１０6 個程度と極めて多くなり、従来のセクタエラー
レートよりも本発明で求めている１サンプル当りの平均
２乗誤差ＭＳＥの方が、測定誤差ははるかに小さく、最
適オフセット量をより正確に求めることができる。
【００２２】最適オフセット測定部６２は、パーシャル
レスポンス応答波形への等化で使用するローパスフィル
タのカットオフ周波数Ｆｃを、サンプリング周波数ｆｓ
の２分の１となるナイキスト周波数ｆｎと実質的に同一
となるように設定する。
【００２３】最適オフセット測定部６２は、パーシャル
レスポンス応答波形への等化で使用するローパスフィル
タのブースト量Ｆｂとして、フィルタゲイン特性のピー
クとなる周波数を媒体ノイズのピーク周波数に合わせる
ように設定する。
【００２４】この設定により、プリアンプの出力にはプ
リアンブルパターンと媒体ノイズ、回路ノイズが合成さ
れた信号が出力されるが、回路ノイズはヘッドのオフセ
ット量を変化させたときの平均２乗誤差ＭＳＥの変化に
寄与しないので、フィルタのゲイン特性のピークを媒体
ノイズのパワースペクトラムのピークに合わせてやる
と、フィルタ出力後の信号における媒体ノイズと回路ノ
イズの比はフィルタ出力前に比べて大きくなる。よって
ヘッドをオフセットさせたときの平均２乗誤差ＭＳＥの
変化量が大きくなり、測定の感度が上がる。
【００２５】最適オフセット測定部６２は、ＰＲ４の応
答波形への等化で使用するトランスバーサルフィルタ、
例えばＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ）
の特定のタップ係数を０以外の値に設定し、残りのタッ
プ係数を０に設定して単純なローパスフィルタ特性と
し、パラメータ設定が簡単になる。
【００２６】即ち、従来のランダムデータを用いたオフ
セット測定では、ＰＲ４応答波形に等化した信号を元に
ＡＧＣやＰＬＬのフィードバック制御を行うので、媒体
から読み出してきた信号を正しく等化できるように等化
器を調整する必要がある。
【００２７】しかし、本発明では、例えば「０１０１０
１０１０・・・」というように２ビット毎に１を書き込
むプリアンブルパターン（ダイパルスパターン）を用い
たことで、等化器の初期設定を単純なローパスフィルタ
としても、ＰＲ４応答波形と同じ等化波形が出力され、
ＡＧＣやＰＬＬのフィードバック制御は正しく行われ、
パラメータの調整が簡単で済む。
【００２８】最適オフセット測定部６２は、１サンプル
当り平均２乗誤差ＭＳＥの測定に先立ち、パーシャルレ
スポンス応答波形への等化で使用する可変利得増幅器の
自動制御ゲインとリードクロックを抽出するＰＬＬ回路
（タイミングリカバリ回路）のタイミングを、プリアン
ブルパターンの再生信号によるトレーニングで自動調整
する。
【００２９】最適オフセット測定部６２は、１サンプル
当り平均２乗誤差ＭＳＥの測定に先立ち、測定トラック
上でヘッドを一定オフセット量に固定した状態で、トラ
ック上のデータフレーム又はデータセクタ毎に平均２乗
誤差ＭＳＥを算出し、他のフレーム又はセクタと比較し
て平均２乗誤差ＭＳＥが極端に大きい場合、そのフレー
ム又はセクタには媒体欠陥があると見做して測定対象か
ら除外する。
【００３０】このように１シリンダ中の全てのビットで
平均２乗誤差ＭＳＥを計算するのではなく、セクタ毎、
あるいはフレーム毎に平均２乗誤差ＭＳＥを測定し、平
均２乗誤差ＭＳＥが著しく大きいセクタあるいはフレー
ムには媒体欠陥があるものとして、その部分を除いたの
平均を用いることで、媒体欠陥の影響は完全に除去でき
る。
【００３１】最適オフセット測定部６２は、測定シリン
ダ７８を円周方向で均等に分散配置した複数の測定領域
を対象に、平均２乗誤差ＭＳＥを算出して媒体偏心等の
周期性偏心外乱ＲＲＯの影響を軽減する。
【００３２】最適オフセット測定部６２は、１サンプル
当り平均２乗誤差ＭＳＥの測定に基づく最適オフセット
量を、媒体のインナー側とアウター側の少なくとも２つ
のトラックで測定し、それ以外のトラックについては最
適オフセットを直線補間計算により求める。
【００３３】このように測定トラックを必要最小限にす
ることで、オフセット測定の処理負担を軽減できる。測
定トラックとしては、インナートラック、センタートラ
ック、アウタートラックの３トラックが望ましい。また
ヨー角θｙの変化に対しオフセットは正弦関数で変化す
るが、ロータリアクチュエータのアーム長に対しヨー角
の範囲が比較的狭いため、直線補間で十分近似できる。
【００３４】測定パターン書込部６０及び最適オフセッ
ト測定部６２は、複合ヘッドが複数設けられた場合、複
合ヘッド毎に、１サンプル当り平均２乗誤差ＭＳＥの測
定に基づく最適オフセット量を求める。
【００３５】また本発明は、アクチュエータの先端にリ
ードヘッドとライトを配置した複合ヘッドを備え、リー
ドヘッドの再生信号から復調した媒体の位置信号に基づ
いて目標トラックにオントラックしながら情報の記録又
は再生を行い、更に再生時には、リードヘッドから再生
信号を、パーシャルレスポンス等化した後に最尤検出し
て情報を復調する磁気ディスク装置のオフセット測定方
法を提供するものであり、オフセットを測定する測定ト
ラックの両側に位置する隣接トラックにランダムパター
ンを書き込むか又はＡＣイレーズした後に、プリアンブ
ルパターンを書き込む測定パターン書込過程と、複合ヘ
ッドのオフセット量を変えながら、プリアンブルパター
ンの再生信号を等化したパーシャルレスポンス波形のサ
ンプル値と予め定めたノイズなしの場合のサンプル理想
値との誤差の２乗の総和を求め、次に２乗誤差の総和を
サンプル数で割って１サンプル当りの平均２乗誤差ＭＳ
Ｅを算出し、オフセット量の変化に対し平均２乗誤差Ｍ
ＳＥが最小となるオフセット量を最適オフセットに決定
する最適オフセット測定過程と、を備えたことを特徴と
する。
【００３６】このオフセット測定方法の詳細は、装置の
場合と同じになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】図２は、本発明が適用されるハー
ドディスクドライブのブロック図である。図２におい
て、ハードディスクドライブはＳＣＳＩコントローラ１
０、ドライブコントロール１２、ディスクエンクロージ
ャ１４で構成される。
【００３８】ＳＣＳＩコントローラ１０には、ＭＣＵ１
６、制御記憶で使用されるフラッシュメモリ１８、制御
プログラムを格納したプログラムメモリ２０、ハードデ
ィスクコントローラ２２及びデータバッファ２４が設け
られる。ドライブコントロール１２には、ドライブイン
タフェースロジック２６、ＤＳＰ２８、リード／ライト
ＬＳＩ３０、サーボ復調部３２及びサーボドライバ３４
が設けられる。
【００３９】ディスクエンクロージャ１４には、ヘッド
ＩＣ３６が設けられ、これに対しライトヘッドとリード
ヘッドを備えた複合ヘッド３８−１〜３８−６を接続し
ている。
【００４０】複合ヘッド３８−１〜３８−６は磁気ディ
スク４０−１〜４０−３の各記録面に対して設けられ、
ＶＣＭ４４による駆動で磁気ディスク４０−１〜４０−
３の任意のトラック位置にロータリアクチュエータ５４
の駆動で一任される。磁気ディスク４０−１〜４０−３
はスピンドルモータ４２により一定速度で回転する。
【００４１】この様なハードディスクドライブの動作
は、次のようになる。例えばホストから書込みコマンド
が発行された場合を例にとると、この書込みコマンドは
ハードディスクコントローラ２２を介してフラッシュメ
モリ１８のコマンドキューに格納される。
【００４２】ＭＣＵ１６はフラッシュメモリ１８のコマ
ンドキューの先頭位置から書込みコマンドを取出し、ハ
ードディスクコントローラ２２を使用してホストに対し
書込みデータの転送を要求する。ホストから転送された
書込みデータはデータバッファ２４に格納される。デー
タバッファ２４に書込みデータの格納が終了するとＭＣ
Ｕ１８はハードディスクコントローラ２２を起動して磁
気ディスク４０−１〜４０−３側に対する書込みを行
う。
【００４３】この書込みはデータバッファ２４に格納さ
れていた書込みデータをハードディスクコントローラ２
２、ドライブインタフェースロジック２６、リード／ラ
イトＬＳＩ３０のライト系、ヘッドＩＣ３６を通り、例
えば複合ヘッド３８−１に設けているライトヘッドによ
り書込みコマンドで指定されたトラックのセクタ位置に
書込まれる。
【００４４】同時にＤＳＰ２８は書込みコマンドで与え
られたトラック位置に対するＶＣＭ４４によるヘッドの
位置付けをサーボ復調部３２を介して得られたサーボ復
調信号によりサーボドライバ３４を制御し、複合ヘッド
３８−１が書込みコマンドで指定された目的セクタに位
置付けられたときに、書込みデータのディスク書込みを
実行する。
【００４５】このような書込みが完了するとＭＣＵ１６
はハードディスクコントローラ２２を介してホストに書
込みデータが正常終了したことを示すステータスを報告
する。
【００４６】ＪＱホストから読出コマンドが発行された
場合は、ハードディスクドイラブ１６が読出しコマンド
を取り出し、ハードディスクコントローラ２２、ドライ
ブインタフェースロジック２６、リード／ライトＬＳＩ
３０のライト系、ヘッドＩＣ３６を通り、例えば複合ヘ
ッド３８−１に設けているリードヘッドにより読出コマ
ンドで指定されたトラックのセクタ位置に書込まれてい
るデータを再生し、ホスストに対し読出データを転送す
る。図３は、図２のハードディスクドライブに適用され
る本発明のオフセット測定処理機能のブロック図であ
る。
【００４７】図３において、ライトチャネル回路４８及
びリードチャネル回路５６は、図２のリード／ライトＬ
ＳＩ３０に内蔵されており、１枚を例にとった磁気ディ
スク４０に対しロータリアクチュエータ５４の先端に設
けている複合ヘッドのライトヘッド５０とリードヘッド
５２によりデータの書込みまたは読出しを行う。
【００４８】ここでライトヘッド５０はインダクティブ
ヘッドが使用されており、またリードヘッド５２として
は通常ＭＲヘッドが使用されている。
【００４９】ライトチャネル回路４８、リードチャネル
回路５６に対しては、本発明によるオフセット測定のた
めオフセット測定ユニット４６が設けられている。オフ
セット測定ユニット４６は、測定制御部５８、測定パタ
ーン書込部６０、最適オフセット測定部６２及び測定結
果を格納するオフセットテーブル６４で構成される。
【００５０】また、測定制御部５８はオフセット測定の
ため磁気ディスク４０の特定のトラックを測定トラック
とすることから、サーボ復調部３２及びサーボドライバ
３４との連携により複合ヘッドを目的とする測定トラッ
クに位置付けできるようにしている。
【００５１】図４は、図３のオフセット測定機能をライ
トチャネル回路４８及びリードチャネル回路５６の詳細
と共に示している。このライトチャネル回路４８及びリ
ードチャネル回路５６は、ＰＬ４ＭＬを例にとってい
る。
【００５２】ライトチャネル回路４８には、エンコーダ
７０、プリコーダ７２、書込補償回路７４、ライトドラ
イバ７６が設けられる。リードチャネル回路５６には、
可変利得アンプ７８、ローパスフィルタ８０、サンプラ
として機能するＡＤコンバータ８２、イコライザとして
機能するＦＩＲフィルタ８４、ＰＲ４を対象とした最尤
検出器８６、デコーダ８８、ＡＧＣ回路９０及びＰＬＬ
回路９２が設けられる。
【００５３】このライトチャネル回路４８及びリードチ
ャネル回路５６におけるＰＲ４ＭＬによる信号処理を簡
単に説明すると次のようになる。エンコーダ７０は、書
込データを例えば８／９ＲＬＬ符号に変換する。プリコ
ーダ７２はエンコーダ７０からの８／９ＲＬＬ符号を入
力して１／（１＋Ｄ）のプリコードを行う。
【００５４】書込補償回路７４は磁化反転が連続した場
合に後方の磁化反転の再生信号が前方にシフトするのを
防ぐため、後方の磁化反転の記録位置を遅延させる。ラ
イトドライバ７６は、例えばビット１で磁化反転とする
と、ビット１が得られるごとにライトヘッド５０に流す
書込電流の方向を反転して、磁気ディスク４０に磁気的
に記録する。
【００５５】次にリードチャネル回路５６を説明する。
リードヘッド５２からはライトヘッド５０による磁気デ
ィスク４０に記録したステップ状の記録電流による記憶
信号の微分波形となるインパルス波形を持つ再生信号が
出力され、可変利得アンプ７８で増幅された後、ローパ
スフィルタ８０で高域ノイズ成分が除去され、ＡＤコン
バータ８２でサンプリング周波数でサンプリングされた
後、ＦＩＲフィルタ８４でＰＲ４等化信号に波形等化さ
れる。
【００５６】ここで、ＦＩＲフィルタ８４はＰＲ４波形
等化としてナイキスト等化と（１＋Ｄ）の波形操作を行
うように等化する。ＰＲ４等化信号は、最尤検出器８６
に入力され、＋１，０，−１の３値をレベル検出した信
号のエラー訂正をビタビアルゴリズムに従って行う。最
尤検出器８６で検出されたデータはデコーダ８８で元の
データに復調され、再生データとして出力される。
【００５７】この様なＰＲ４ＭＬを対象としたライトチ
ャネル回路４８及びリードチャネル回路５６に対し、オ
フセット測定のため、まずライトチャネル回路４８に対
し測定パターン書込部６０が設けられている。この測定
パターン書込部６０には、ランダムパターン発生器６６
とプリアンブルパターン発生器６８が設けられる。
【００５８】ランダムパターン発生器６６は、測定トラ
ックの両側に位置する隣接トラックにランダムパターン
を書込む。ランダムパターンの変わりにＡＣレーズを行
っても良い。プリアンブルパターン発生器６８は、測定
トラックにプリアンブルパターンを書込む。このプリア
ンブルパターンは磁化反転をビット１とすると「０１０
１０１・・・」と２ビットごとに磁化反転するビット位
置を書込むパターン（ライパルスパターン）を用いる。
【００５９】一方、オフセット測定のためリードチャネ
ル回路５６側には、ＭＳＥ測定回路９４と最適オフセッ
ト測定部６２が設けられる。ＭＳＥ測定回路９４は、弁
別器９６、減算器９８、２乗器１００及び加算器１０２
を備える。ＭＳＥ測定回路９４にはＦＩＲフィルタ８４
からのＰＲ４等化信号が入力され、弁別器９６でＰＲ等
化後のノイズ無しの場合の理想的なサンプル値（Ｗ＝＋
１，０，−１）を判別する。
【００６０】減算器９８は、ＰＲ４等化信号ｙと弁別器
９６からの理想サンプル値Ｗとの差（ｙ−Ｗ）を求め
る。２乗器１００は減算器９８の出力の２乗（ｙ−Ｗ）
２を求める。加算器１０２は２乗器１００の出力を累積
加算する。
【００６１】ＭＳＥ測定回路９４から出力される累積値
Σ（ｙ−Ｗ）２は、最適オフセット測定部６２に与えら
れ、１サンプル当たりの平均値、即ちＰＲ４等化後のサ
ンプル値ｙと等化目標値Ｗの差の２乗値の１サンプル当
たりの平均値である平均２乗誤差ＭＳＥを、最適オフセ
ットの評価量として算出する。
【００６２】図３に示した測定制御部５８は、プリアン
ブルパターンを記録した測定トラックにおいて、オント
ラック状態からオフセットを少しずつ変化させながら、
各オフセットごとに最適オフセット測定部６２で平均２
乗誤差ＭＳＥを求めており、この平均２乗誤差ＭＳＥが
最小となるオフセットを最適オフセットに決定する。
【００６３】図５は、本発明で測定するオフセットの説
明図であり、磁気ディスク４０のトラックに対する複合
ヘッドの位置決めを表わしている。図５において、ロー
タリヘッド３８は、回転中心１０４を持つロータリアク
チュエータ５４の先端に支持されている。
【００６４】この状態で複合ヘッド３８に配置されてい
るライトヘッド５０とリードヘッド５２は、磁気ディス
ク４０のトラック方向に並んでいる。ロータリアクチュ
エータ５４は、磁気ディスク４０の最インナーに位置す
るインナートラック１０５と最アウターに位置するアウ
タートラック１０７の間で複合ヘッド３８をトラックを
横切る径方向に移動する。
【００６５】ここでセンタートラック１０６に対する複
合ヘッド３８の位置決め状態を基準とすると、インナー
トラック１０５及びアウタートラック１０７に、複合ヘ
ッド３８Ａ，３８Ｂのようにロータリーアクチュエータ
５４で位置合わせしたときの角度をヨー角といい、例え
ばインナー側をヨー角（−θｙ）、アウター側をヨー角
（＋θｙ）とする。
【００６６】このような複合ヘッド３８のヨー角の変化
に対し、もしライトヘッド５０とリードヘッド５２のコ
ア中心が一致していたとしてもヨー角オフセットを生ず
る。このヨー角オフセットは、図６の特性１０８のよう
になる。
【００６７】尚、特性１０８は直線で示しているが、実
際には正弦曲線となる。しかしながら、図５のようにヨ
ー角±θｙが比較的小さく、またロータリーアクチュエ
ータ５４の長さが十分あることから、図６の特性１０８
のように直線で近似することができる。
【００６８】この様なヨー角オフセットに加え、複合ヘ
ッド３８に分離配置しているライトヘッド５０とリード
ヘッド５２の間には、コア中心に通常ずれを生じてお
り、このコアずれによるオフセットが固定的にヨー角オ
フセットに加わる。例えばセンタートラック１０６に複
合ヘッド３８を位置決めした状態のヨー角を０度とする
と、この時図６のようにコアずれオフセット７２のみが
現れることになる。
【００６９】従って、全体的なオフセット特性は、ヨー
角オフセット特性１０８に固定成分としてのコアずれオ
フセット分だけシフトしたオフセット特性１１０とな
る。
【００７０】本発明のオフセット測定にあっては、例え
ば、図５のようにインナートラック１０５，センタート
ラック１０６及びアウタートラック１０７の３つを測定
トラックに指定して、図６のインナーオフセット１１０
−１、センターオフセット１１０−２、更にアウターオ
フセット１１０−３のそれぞれを最適オフセットとして
求め、それ以外の信頼値については隣接する２つのオフ
セット点の直線近値による補間計算で求めるようにす
る。
【００７１】また測定点をインナー、センター、アウタ
ーの３点ではなく、例えば磁気ディスク４０は径方向に
複数ゾーンに分割されていることから、各ゾーン毎に測
定トラックを指定して最適オフセットを測定し、測定ト
ラック以外については隣接する測定オフセットとの直線
近似による補間計算で求めるようにしても良い。
【００７２】図７は、本発明による測定トラック及び記
録トラックの書込みパターンの説明図である。図７にお
いて、測定トラック１１２の両側の隣接トラック１１
４，１１６には、ランダムパターン１１８−１，１１８
−２が記録される。ここで、図示のパターンは再生信号
をトラック上に表わしている。ランダムパターン１１８
−１，１１８−２を記録した隣接トラック１１４，１１
６の間の測定トラック１１２には、磁化反転を１とする
と、「０１０１０１・・・」を繰り返すプリアンブルパ
ターン１２０が記録されている。
【００７３】図８は、図７のようなランダムパターン及
びプリアンブルパターンが記録される記録トラック及び
その隣接トラックに対するヘッド位置決めとヘッド再生
信号から求められる平均２乗誤差ＭＳＥのオフセットの
変化に対する特性を表わしている。
【００７４】図８において、本発明の磁気ディスクの各
トラックは、データ面サーボ方式を取ることから、トラ
ック方向に見ると一定間隔でサーボフレームが円周方向
に分散して配置され、サーボフレームの間がデータフレ
ームとなっている。
【００７５】図８はサーブフレームとデータフレームの
境界部分を図８（Ａ）に示している。隣接トラック１１
８−１，１１８−２に対するランダムパターンの書込み
及び測定トラック１１２に対するプリアンブルパターン
の書込みは、複合ヘッド３８のリードヘッド５２でサー
ボフレームから再生したヘッド位置情報に基づき、リー
ドヘッド５２のコアセンタが測定トラックサーボフレー
ム１２２で決まるリードセンタ１２６に一致するように
オントラック制御する。
【００７６】即ち、書込み時にはリードヘッド５２によ
るサーボフレーム１２２からの位置信号の復調で、リー
ドセンタ１２６にリードヘッド５２ののコアセンタがオ
ントラックするようにヘッド位置決めが行なわれ、この
状態でライトヘッド５０を使用して、例えば図示のよう
に測定トラック１１２のプリアンブルパターンが書込ま
れる。
【００７７】ここでリードヘッドがオントラックするリ
ードセンタ１２６対し、ライトヘッド５０はコアずれ１
２５だけ左側にずれたライトセンタ１２８を持ってい
る。このため測定トラック１１２に対するプリアンブル
パターンの書込みは、リードヘッド５２のリードセンタ
１２６に対し、コアずれ１２５だけ右側にずれたライト
センタ１２８をもつプリアンブルパターンを書込むこと
になる。
【００７８】このようにライトヘッド５０で測定トラッ
ク１１２として書込んだプリアンブルパターンをリード
ヘッド５２で読み出す場合、同じくリードヘッド５２を
測定トラックサーボフレーム１２６のリードセンタ１２
６にオントラックした状態で読み出す。
【００７９】しかしながら、この時の測定トラック１１
２の中心は、コアずれ１２５だけ右側にシフトしたライ
トセンタ１２８にあり、これがリードヘッド５２をオン
トラックするべき本来のトラックセンタである。
【００８０】本発明の測定処理にあっては、リードヘッ
ド５２を測定トラックサーボフレーム１２２の位置信号
で決まるリードセンター１２６にオントラックした状態
で、オフセット量をインナー側及びアウター側に所定量
ずつ増加させながら再生信号から平均２乗誤差ＭＳＥを
求める。
【００８１】図８（Ｂ）は、リードヘッド５２をオフセ
ットさせながら求めた平均２乗誤差ＭＳＥの測定特性１
３０である。このＭＳＥ測定特性１３０は、リードヘッ
ド５２がライトトラックセンタに近づくにつれて減少
し、ライトセンタ１２８にオントラックするようにオフ
セットした状態でＭＳＥ最小値１３２が得られる。
【００８２】このため本発明にあっては、リードヘッド
５２をオフセットしながら求めた平均２乗誤差ＭＳＥに
ついて、その最小値を与えるオフセット１３４を最適オ
フセットに決定する。
【００８３】図９は、図４のＭＳＥ測定回路９４に設け
た減算器９８でＰＲ４等化後のサンプル値ｙとノイズの
無い理想サンプル値Ｗとの差を求める場合の等化パター
ンとサンプル値の説明図である。
【００８４】図９において、ＰＲ４等化波形１３６に対
し理想サンプル値Ｗとして、＋１，０，−１の３値が設
定されている。このような理想サンプル値Ｗ＝＋１，
０，−１に対し、実際のＰＲ４等化波形１３６は、各サ
ンプル点でサンプル値ｙ１〜ｙ８のようになる。
【００８５】この内サンプル値ｙ１，ｙ３，ｙ４，ｙ
５，ｙ６の５つについては、理想サンプル値Ｗ＝＋１ま
たは−１に対し誤差を生じており、この誤差が累積され
最終的にサンプル数で割る事で１サンプル当たりの平均
２乗誤差ＭＳＥが算出される。
【００８６】図１０は、本発明による磁気ディスク状の
測定トラックにおける測定領域の説明図である。図１０
において、磁気ディスク４０上に、例えば測定トラック
１３８が指定された場合、磁気ディスク４０の偏心など
による周期性外乱による測定中のオフセット変動を低減
するため、測定トラック４０の円周方向の例えば、８箇
所に分散して測定領域１４０−１〜１４０−８を割当て
る。
【００８７】また測定トラック１３８の特定位置に欠陥
が存在する事も予想される事から、この欠陥部分を測定
対象から除外する必要がある。測定トラックの欠陥部分
の除外は、図４のＭＳＥ測定回路９４による平均２乗均
誤差ＭＳＥの測定を、ある一定のオフセットに固定した
状態でフレーム単位、またはセクター単位に行なう。
【００８８】このフレーム単位、またはセクタ単位のオ
フセットを固定した状態での平均２乗誤差ＭＳＥの測定
で、もし欠陥のあるフレームまたはセクターであった場
合には、欠陥による誤差が極端に大きくなり、その結果
他の正常なフレームまたはセクターに比べ欠陥が存在す
るフレームやセクタの平均２乗誤差ＭＳＥは極端な値を
示す。
【００８９】従って、この測定で平均２乗誤差ＭＳＥが
極端に大きな値を示したフレームまたはセクタは、欠陥
が存在するものとして最適オフセットを測定するための
測定対象から除外する。
【００９０】次に本発明によるオフセット測定処理を、
図１１，図１２のフローチャートを参照して説明する。
このオフセット測定処理は、ハードディスクドライブの
製造工程の最終段階における調整工程で、調整設備や試
験設備を使用して行われる。
【００９１】図１１において、まずステップＳ１でパラ
メータの初期設定を行う。このパラメータの初期設定
は、図４のリードチャネル回路５６に設けているローパ
スフィルタ８０のカットオフ周波数Ｆｃとブースト量Ｆ
ｂの設定、及びＦＩＲフィルタ８４のタップ係数の設定
を行う。
【００９２】ローパスフィルタ８０のカットオフ周波数
Ｆｃは、ナイキスト周波数ｆｎ、即ちサンプリング周波
数ｆｓの半分となるように設定する。この場合、カット
オフ周波数ｆｃをナイキスト周波数ｆｎより小さくする
ように設定することが望ましい。これによって、リード
ヘッドとしてＭＲヘッドを使用した場合の上下非対称性
による高調波歪みを抑えることができる。もちろん、カ
ットオフ周波数Ｆｃはナイキスト周波数ｆｎより多少大
きくても構わない。
【００９３】ローパスフィルタ８０のブーストＦｂの設
定は、フィルタのゲイン特性のピーク周波数が媒体ノイ
ズのパワースペクトラムのピーク周波数と一致するよう
に行う。このためパラメータ初期設定に先立ち、ディス
ク媒体のノイズのパワースペクトラムは媒体の材質ごと
にほぼ決まるので、同種の材質を持つ他の磁気ディスク
で予め測定しておいた媒体ノイズのパワースペクトラム
を利用し、パワースペクトラムのピーク周波数にローパ
スフィルタ８０のフィルタゲイン特性のピーク周波数が
一致するようにブーストＦｂを設定する。
【００９４】次にＦＩＲフィルタ８４のタップ係数の設
定は、このフィルタが再生信号をＰＲ４等化するために
用いられるもので、本発明のオフセット測定処理とは無
関係であることから、ゲイン特性がフラットとなるよう
に設定する。
【００９５】即ち、ＦＩＲフィルタ８４のタップ係数の
どれか１つのみを０以外の値に設定し、残りのタップ係
数を０に設定する。この場合にもＦＩＲフィルタ８４の
ゲイン特性のピーク周波数をローパスフィルタ８０の場
合と同様、媒体ノイズのパワースペクトラムのピーク周
波数と一致するように設定しても良い。尚、これ以外の
パラメータはデフォルト設定値を使用する。
【００９６】次にステップＳ２で、オフセットを測定す
る最初のヘッド番号ＨＨを設定する。次にステップＳ３
で、測定トラック例えば図５のインナートラックについ
て、中央の測定トラックの両側に位置する隣接トラック
に順次ヘッドを位置決めしてランダムパターンを書き込
む。この隣接トラックへの書込みは、ランダムパターン
の代わりにＡＣイレーズを行っても良い。
【００９７】この隣接トラックに対するランダムパター
ンの書込みまたはＡＣイレーズは、測定トラックにおけ
るシークで測定している平均２乗誤差ＭＳＥをステップ
的に増加させることで、オフセットを測定する測定トラ
ックの範囲を示す境界情報を与える。
【００９８】これに対しＤＣイレーズは媒体ノイズが最
も小さくなるので、測定トラックでオフセットしながら
行う平均２乗・誤差ＭＳＥの増加に寄与する成分がプリ
アンブルパターンの振幅現象のみとなり、感度が悪くな
るので望ましくないが、ＤＣイレーズとしても本発明が
実施できないわけではない。
【００９９】次にステップＳ４で測定トラックにプリア
ンブルパターンを書き込む。これによって測定パターン
の書込処理が終了する。次にステップＳ５でリードゲー
トを一定時間開いてリードヘッドからの再生信号を読み
込み、ＡＧＣ回路９０による可変利得アンプ７８に対す
るゲインとＰＬＬ回路９２によるＡＤコンバータ８２に
対するサンプルタイミングの自動調整を行う。
【０１００】この場合のリードゲートを開く間隔は、磁
気ディスクが一周する時間の整数倍が望ましい。またＡ
ＧＣ回路９０及びＰＬＬ回路９２による自動調整によっ
てサンプル値が±１になるように、可変利得アンプ７８
のゲインとＡＤコンバータ８２に対するサンプルタイミ
ングの自動調整が行われる。
【０１０１】このときＭＳＥ測定回路９４に設けている
弁別器９６にあっては、ＰＲ４等化信号としてＦＩＲフ
ィルタ８４から出力されるサンプル値が０以上のときは
理想サンプル値Ｗ＝１を出力し、ＰＲ４等化信号のサン
プル値が０以下のときは理想サンプル値Ｗ＝−１を出力
する。
【０１０２】即ち、弁別器９６の出力がＰＲ４等化後の
理想値となり、これを減算器で実際のＰＲ４等化信号の
サンプル値ｙとの差を求め、２乗器１００及び加算器１
０２を閉じて累積値を最適オフセット測定部６２に出力
することができる。
【０１０３】次にステップＳ６で測定トラック内の欠陥
フレームまたは欠陥セクタの除外処理を行う。この欠陥
除外処理は、ヘッドに一定のオフセットを与えた状態で
リードゲートを開いて、リードヘッド５２からの再生信
号をリードチャネル回路５６に読み込み、そのＰＲ４等
化信号からＭＳＥ測定回路９４及び最適オフセット測定
部６２でフレーム単位またはセクタ単位に平均２乗誤差
ＭＳＥを算出する。
【０１０４】もし欠陥が存在するフレームまたはセクタ
があった場合には、極端に平均２乗誤差ＭＳＥの値が増
大することから、これを欠陥フレームまたは欠陥セクタ
と見做し、オフセット測定対象から除外する。
【０１０５】ここで最適オフセット測定部６２にあって
は、ＭＳＥ測定回路９４から測定されたＰＲ４等化後の
サンプル値とサンプル理想値との差の２乗の総和をサン
プル数で割って１サンプル当たりの平均２乗誤差ＭＳＥ
を算出しているが、この場合のサンプル数はリードゲー
トを開いている時間にサンプリング周波数を掛け合わせ
て求めることができる。
【０１０６】次にステップＳ７で、測定トラックでオフ
セットシークしながら、欠陥フレームを除く有効フレー
ムまたは有効セクタを対象に、ＭＳＥ測定回路９４でサ
ンプル値の２乗誤差の総和（Σｙ−Ｗ）2 とサンプル数
Ｎ、即ち （サンプル数Ｎ）＝（リードゲート間隔）×（サンプリ
ング周波数） を測定する。
【０１０７】そしてステップＳ８で等化誤差の１サンプ
ル当たりの平均値ＭＳＥを算出する。次にステップＳ９
で測定トラックにおける全てのオフセットシークによる
測定が終了したか否かチェックし、全てのオフセット位
置での測定が済むまでステップＳ７，Ｓ８の処理を繰り
返す。このオフセットの間隔は、サーボフレームから復
調されるヘッド位置信号の分解能に対応した適宜のオフ
セットシークの変化ピッチで行われる。
【０１０８】ステップＳ９で全てのオフセットシークに
よる測定が終了したならば、ステップＳ１０に進み、複
数の平均２乗誤差ＭＳＥの中の最小のもののオフセット
を最適オフセットに設定する。
【０１０９】続いて図１２のステップＳ１１に進み、全
測定トラック、例えばインナートラック、センタートラ
ック、アウタートラックについて測定処理を終了したか
否かチェックし、測定処理が終了していなければ図１１
のステップＳ３に戻り、次の測定トラックについて同様
な処理を繰り返す。
【０１１０】ステップＳ１１で全測定トラックの処理が
終了している場合には、ステップＳ１２に進み、全ヘッ
ドについての測定が終了したか否かチェックし、終了し
ていなければ図１１のステップＳ２に戻り、次のヘッド
番号を設定して同様な処理を繰り返す。
【０１１１】尚、上記の実施形態はＰＲ４ＭＬを使用し
た磁気ディスク装置を例にとるものであったが、これ以
外にＥＰＲ４ＭＬやＥＥＰＲ４ＭＬ等を使用した磁気デ
ィスク装置についても、同様にして測定トラックでオフ
セットシークしながら１サンプル当たりの平均２乗誤差
ＭＳＥを算出し、この値が最小となるオフセット量を最
適オフセットに決定するオフセット測定処理を行うよう
にしても良い。
【０１１２】また本発明は、その目的と利点を損なわな
い範囲の変形を全て含み、更に上記の実施形態に示した
数値による限定は受けない。
【０１１３】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ＰＲ等化後のサンプル値と理想サンプル値の差の２
乗の総和をサンプル数を割った１サンプル当たりの平均
２乗誤差ＭＳＥを評価量として、測定トラックでオフセ
ットシークをしながら最小となる平均２乗誤差ＭＳＥの
オフセットを最適オフセットとしたことで、１トラック
中のサンプル数を与えるビット数はおよそ１×１０6 程
度と極めて大きく、この平均をとることで測定誤差を大
幅に低減し、リードチャネルの各パラメータがディフォ
ルトの設定状態であっても、比較的簡単なパラメータの
設定によってコアずれ及びヨー角に依存したオフセット
を正確に測定することができる。
【０１１４】また測定トラックでオフセットを固定した
状態でフレームまたはセクタ単位に平均２乗誤差ＭＳＥ
を求め、極端に大きな値であった場合には欠陥と見做し
て測定対象から除外することで、媒体欠陥等による測定
誤差を起こすことなくオフセット量を正確に測定するこ
とができる。これによって媒体欠陥のオフセット測定に
対する影響はほぼ完全に除去できる。
【０１１５】更に、リードチャネルのパラメータ設定と
してカットオフ周波数をサンプリング周波数の半分のナ
イキスト周波数に設定し、併せてローパスフィルタのゲ
イン特性のピークを媒体ノイズのパワースペクトラムの
ピークに合わせるブーストの設定を行うことで、プリア
ンプで増幅したヘッドからの再生信号には測定トラック
のプリアンブルパターンと媒体ノイズ、回路ノイズが合
成された信号となっているが、回路ノイズはヘッドのオ
フセット量を変化させたときの平均２乗誤差ＭＳＥの変
化に寄与せず、その結果、ローパスフィルタからの出力
信号における媒体ノイズと回路ノイズの比はフィルタ入
力信号に比べ十分に大きくでき、これによって測定トラ
ックでヘッドをオフセットさせたときの算出される平均
２乗誤差ＭＳＥを大きして測定感度を高めることができ
る。
【０１１６】尚、本発明の特徴を更に列挙すると次のよ
うになる。
【０１１７】（１）磁気ディスク装置に於いて、最適オ
フセット測定部は、パーシャルレスポンス応答波形への
等化で使用するローパスフィルタのカットオフ周波数
を、サンプリング周波数の２分の１となるナイキスト周
波数と実質的に同一となるように設定したことを特徴と
する。
【０１１８】（２）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、パーシャルレスポンス
応答波形への等化で使用するローパスフィルタのブース
ト量を、フィルタゲイン特性のピークとなる周波数を媒
体ノイズのピーク周波数に合わせるように設定したこと
を特徴とする。
【０１１９】（３）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、パーシャルレスポンス
応答波形への等化で使用するトランスバーサルフィルタ
の特定のタップ係数を０以外の値に設定し、残りのタッ
プ係数を０に設定して単純なローパスフィルタ特性とし
たことを特徴とする。
【０１２０】（４）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、１サンプル当り平均２
乗誤差ＭＳＥの測定に先立ち、パーシャルレスポンス応
答波形への等化で使用する可変利得増幅器の自動制御ゲ
インとリードクロックを抽出するＰＬＬ回路のタイミン
グを、前記プリアンブルパターンの再生信号によるトレ
ーニングで自動調整することを特徴とする。
【０１２１】（５）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、前記１サンプル当り平
均２乗誤差ＭＳＥの測定に先立ち、測定トラック上でヘ
ッドを一定オフセット量に固定した状態で、データフレ
ーム又はデータセクタ毎に平均２乗誤差ＭＳＥを算出
し、他のフレーム又はセクタと比較して平均２乗誤差Ｍ
ＳＥが極端に大きい場合、そのフレーム又はセクタには
媒体欠陥があると見做して測定対象から除外することを
特徴とする。
【０１２２】（６）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、測定シリンダを円周方
向で均等に分散配置した複数の測定領域を対象に、前記
平均２乗誤差ＭＳＥを算出して周期性偏心外乱ＲＲＯの
影響を軽減したことを特徴とする。
【０１２３】（７）前記（１）の磁気ディスク装置に於
いて、最適オフセット測定部は、１サンプル当り平均２
乗誤差ＭＳＥの測定に基づく最適オフセット量を、媒体
のインナー側とアウター側の少なくとも２つのトラック
で測定し、それ以外のトラックについては最適オフセッ
トを直線補間計算により求めたことを特徴とする。
【０１２４】（８）前記（１）又は（７）の磁気ディス
ク装置に於いて、測定パターン書込部及び最適オフセッ
ト測定部は、前記複合ヘッドが複数設けられた場合、複
合ヘッド毎に、１サンプル当り平均２乗誤差ＭＳＥの測
定に基づく最適オフセット量を求めることを特徴とす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明が適用されるハードディスクドライブの
ブロック図
【図３】本発明によるオフセット測定機能のブロック図
【図４】図３のオフセット測定機能をライトチャネル及
びリードチャネルの詳細と共に示したブロック図
【図５】本発明で測定するオフセットの説明図
【図６】図５におけるコアずれオフセットとヨー角オフ
セットの説明図
【図７】図３の測定処理におけるトラック記録パターン
の説明図
【図８】測定トラックでオフセットしながら再生信号の
平均２乗誤差ＭＳＥを算出する測定内容の説明図
【図９】パーシャルレンポンス・クラス４の等化波形と
理想値のサンプル誤差の説明図
【図１０】偏心等の周期性外乱ＲＲＯの影響を提言する
測定トラックに均等に分散した測定領域の説明図
【図１１】本発明によるオフセット測定処理のフローチ
ャート
【図１２】図１１に続くオフセット測定処理のフローチ
ャート
【符号の説明】
１０：ＳＣＳＩコントローラ １２：ドライブコントロール １４：ディスクエンクロージャ １６：ＭＣＵ １８：フラッシュメモリ ２０：プログラムメモリ ２２：ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ） ２４：データバッファ ２６：ドライブインタフェースロジック ２８：ＤＳＰ ３０：リード／ライトＬＳＩ ３２：サーボ復調部 ３４：サーボドライバ ３６：ヘッドＩＣ ３８，３８−１〜３８−６：複合ヘッド ４０，４０−１〜４０−３：磁気ディスク ４２：スピンドルモータ ４４：ボイスコイルモータ ４６：オフセット測定ユニット ４８：ライトチャネル回路 ５０：ライトヘッド（インダクティブヘッド） ５２：リードヘッド（ＭＲヘッド） ５４：ロータリアクチュエータ ５６：リードチャネル回路 ５８：測定制御部 ６０：測定パターン書込部 ６２：最適オフセット測定部 ６４：オフセットテーブル ６６：ランダムパターン発生器 ６８：プリアンブルパターン発生器 ７０：エンコーダ ７２：プリコーダ ７４：書込補償回路（ライト・プリ・コンペンセーショ
ン回路） ７６：ライトドライバ ７８：可変利得アンプ（ＶＧＡ） ８０：ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ８２：ＡＤＣ（サンプラ） ８４：ＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ） ８６：ＰＲ４最尤検出器 ８８：デコーダ ９０：ＡＧＣ回路 ９２：ＰＬＬ回路（タイミング・リカバリ回路） ９４：ＭＳＥ測定回路 ９６：弁別器 ９８：減算器 １００：２乗器 １０２：加算器 １０４：回転中心 １０５：インナートラック １０６：センタートラック １０７：アウタートラック １１２：測定トラック １１４，１１６：隣接トラック １１８−１，１１８−２：ランダムパターン １２０：プリアンブルパターン １２２：測定トラックサーボフレーム １２４−１，２：隣接トラックサーボフレーム １２６：リードセンタ １２８：ライトセンタ（トラックセンタ） １３０：ＭＳＥ特性曲線 １３２：ＭＳＥ最小値 １３６：ＰＲ４等化波形 １３８：測定トラック １４０−１〜１４−８：測定領域
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月２６日（１９９９．１１．
２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】このように１シリンダ中の全てのビットで
平均２乗誤差ＭＳＥを計算するのではなく、セクタ毎、
あるいはフレーム毎に平均２乗誤差ＭＳＥを測定し、平
均２乗誤差ＭＳＥが著しく大きいセクタあるいはフレー
ムには媒体欠陥があるものとして、その部分を除いた平
均を用いることで、媒体欠陥の影響は完全に除去でき
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】複合ヘッド３８−１〜３８−６は磁気ディ
スク４０−１〜４０−３の各記録面に対して設けられ、
ＶＣＭ４４によるロータリアクチュエータ５４の駆動で
磁気ディスク４０−１〜４０−３の任意のトラック位置
に移動される。磁気ディスク４０−１〜４０−３はスピ
ンドルモータ４２により一定速度で回転する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】ＭＣＵ１６はフラッシュメモリ１８のコマ
ンドキューの先頭位置から書込みコマンドを取出し、ハ
ードディスクコントローラ２２を使用してホストに対し
書込みデータの転送を要求する。ホストから転送された
書込みデータはデータバッファ２４に格納される。デー
タバッファ２４に書込みデータの格納が終了するとＭＣ
Ｕ１６はハードディスクコントローラ２２を起動して磁
気ディスク４０−１〜４０−３側に対する書込みを行
う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】同時にＤＳＰ２８は書込みコマンドで与え
られたトラック位置に対するＶＣＭ４４によるヘッドの
位置付けをサーボ復調部３２を介して得られたサーボ復
調信号によりサーボドライバ３４で制御し、複合ヘッド
３８−１が書込みコマンドで指定された目的セクタに位
置付けられたときに、書込みデータのディスク書込みを
実行する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】またホストから読出コマンドが発行された
場合は、ＭＰＵ１６が読出しコマンドを取り出し、ハー
ドディスクコントローラ２２、ドライブインタフェース
ロジック２６、リード／ライトＬＳＩ３０のライト系、
ヘッドＩＣ３６を通り、例えば複合ヘッド３８−１に設
けているリードヘッドにより読出コマンドで指定された
トラックのセクタ位置に書込まれているデータを再生
し、ホストに対し読出データを転送する。図３は、図２
のハードディスクドライブに適用される本発明のオフセ
ット測定処理機能のブロック図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】図４は、図３のオフセット測定機能をライ
トチャネル回路４８及びリードチャネル回路５６の詳細
と共に示している。このライトチャネル回路４８及びリ
ードチャネル回路５６は、ＰＲ４ＭＬを例にとってい
る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５８】ランダムパターン発生器６６は、測定トラ
ックの両側に位置する隣接トラックにランダムパターン
を書込む。ランダムパターンの変わりにＡＣイレーズを
行っても良い。プリアンブルパターン発生器６８は、測
定トラックにプリアンブルパターンを書込む。このプリ
アンブルパターンは磁化反転をビット１とすると「０１
０１０１・・・」と２ビットごとに磁化反転するビット
位置を書込むパターン（ダイパルスパターン）を用い
る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】図５は、本発明で測定するオフセットの説
明図であり、磁気ディスク４０のトラックに対する複合
ヘッドの位置決めを表わしている。図５において、複合
ヘッド３８は、回転中心１０４を持つロータリアクチュ
エータ５４の先端に支持されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７０】本発明のオフセット測定にあっては、例え
ば、図５のようにインナートラック１０５，センタート
ラック１０６及びアウタートラック１０７の３つを測定
トラックに指定して、図６のインナーオフセット１１０
−１、センターオフセット１１０−２、更にアウターオ
フセット１１０−３のそれぞれを最適オフセットとして
求め、それ以外の信頼値については隣接する２つのオフ
セット点の直線近似による補間計算で求めるようにす
る。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７５】図８はサーボフレームとデータフレームの
境界部分を図８（Ａ）に示している。隣接トラック１１
８−１，１１８−２に対するランダムパターンの書込み
及び測定トラック１１２に対するプリアンブルパターン
の書込みは、複合ヘッド３８のリードヘッド５２でサー
ボフレームから再生したヘッド位置情報に基づき、リー
ドヘッド５２のコアセンタが測定トラックサーボフレー
ム１２２で決まるリードセンタ１２６に一致するように
オントラック制御する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７６】即ち、書込み時にはリードヘッド５２によ
るサーボフレーム１２２からの位置信号の復調で、リー
ドセンタ１２６にリードヘッド５２のコアセンタがオン
トラックするようにヘッド位置決めが行なわれ、この状
態でライトヘッド５０を使用して、例えば図示のように
測定トラック１１２のプリアンブルパターンが書込まれ
る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７８】このようにライトヘッド５０で測定トラッ
ク１１２として書込んだプリアンブルパターンをリード
ヘッド５２で読み出す場合、同じくリードヘッド５２を
測定トラックサーボフレーム１２２のリードセンタ１２
６にオントラックした状態で読み出す。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８６】図１０は、本発明による磁気ディスク上の
測定トラックにおける測定領域の説明図である。図１０
において、磁気ディスク４０上に、例えば測定トラック
１３８が指定された場合、磁気ディスク４０の偏心など
による周期性外乱による測定中のオフセット変動を低減
するため、測定トラック４０の円周方向の例えば、８箇
所に分散して測定領域１４０−１〜１４０−８を割当て
る。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８７】また測定トラック１３８の特定位置に欠陥
が存在する事も予想される事から、この欠陥部分を測定
対象から除外する必要がある。測定トラックの欠陥部分
の除外は、図４のＭＳＥ測定回路９４による平均２乗誤
差ＭＳＥの測定を、ある一定のオフセットに固定した状
態でフレーム単位、またはセクター単位に行なう。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９２】ローパスフィルタ８０のカットオフ周波数
Ｆｃは、ナイキスト周波数ｆｎ、即ちサンプリング周波
数ｆｓの半分となるように設定する。この場合、カット
オフ周波数Ｆｃをナイキスト周波数ｆｎより小さくする
ように設定することが望ましい。これによって、リード
ヘッドとしてＭＲヘッドを使用した場合の上下非対称性
による高調波歪みを抑えることができる。もちろん、カ
ットオフ周波数Ｆｃはナイキスト周波数ｆｎより多少大
きくても構わない。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０１】このときＭＳＥ測定回路９４に設けている
弁別器９６にあっては、ＰＲ４等化信号としてＦＩＲフ
ィルタ８４から出力されるサンプル値が０以上のときは
理想サンプル値Ｗ＝１を出力し、ＰＲ４等化信号のサン
プル値が０未満のときは理想サンプル値Ｗ＝−１を出力
する。時間にサンプリング周波数を掛け合わせて求める
ことができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０６】次にステップＳ７で、測定トラックでオフ
セットシークしながら、欠陥フレームを除く有効フレー
ムまたは有効セクタを対象に、ＭＳＥ測定回路９４でサ
ンプル値とサンプル理想値の２乗誤差の総和（Σｙ−
Ｗ）2 とサンプル数Ｎ、即ち （サンプル数Ｎ）＝（リードゲート間隔）×（サンプリ
ング周波数） を測定する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０７】そしてステップＳ８で等化誤差の１サンプ
ル当たりの平均値ＭＳＥを算出する。次にステップＳ９
で測定トラックにおける全てのオフセットシークによる
測定が終了したか否かチェックし、全てのオフセット位
置での測定が済むまでステップＳ７，Ｓ８の処理を繰り
返す。このオフセットの間隔は、サーボフレームから復
調されるヘッド位置信号の分解能に対応した適宜のオフ
セットシークの変化ピッチで決定される。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月３日（１９９９．１２．
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】このモデルから明らかなように、キャリッ
ジのガイドレールに対する速度χドットの反転時に、固
体摩擦Ｆfricの符号がステップ的に例えばマイナスから
プラスに急変するところに、フィードバック制御による
補償が困難な原因がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】但し、ｉは時間ｔで決定される区間の番号
で、０≦ｉ≦（Ｎ−１）となり、例えばｉ＝ｆｌｏｏｒ
（ｔ／Ｔ）により求めて更新する。ただし、Ｃｉlastは
更新前のＣｉ値を表し、Ｃｉnewは更新後のＣｉ値を表
す。この式では、例えばｉ＝floor(t/T)によるｉの算出
結果によって、現在時刻ｔにおいて更新すべきＣｉを選
択し、その１サンプル（Ｔsample時間前）のＣｉ値（Ｃ
ｉlast）に対して、ＩFB(t) を入力とする微分演算を施
して、現在時刻ｔにおけるＣｉ値の更新結果（Ｃ
ｉnew）を求める。ｉ＝ｆｌｏｏｒ（ｔ／Ｔ）によって
算出されたｉ以外のインデックス番号を持つ短冊の高さ
Ｃｉに対しては、その更新を行なわない（つまり、この
場合Ｃｉnew ＝Ｃｉla st）。以上の処理をまとめると次
のようになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】記憶装置は、ディスク半径方向の特定の位
置、例えばディスク中周付近で学習して近似関数を得る
場合、他の半径方向位置にシークして移動して、トラッ
ク制御を行う場合において、獲得された近似関数では誤
差を生じ、近似が不十分な場合がある。例えば、ディス
クのトラックの真円度が内周と外周で異なっていたり、
スピンドル回転に伴う周期外乱の位相や振幅の内外周で
の差が無視できなかったり、シングル駆動型の構造をも
つピックアップを使用する場合、内周と外周で摩擦の大
きさが異なる場合がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９４】図４のフィードバック制御系において、媒
体回転に同期してキャリッジ８８を駆動する駆動電流Ｉ
VCMの大部分は媒体回転に同期した周期の繰返し信号で
あると見做せ、例えば図６に示すような電流パターンと
して捉えることができる。この図６のように、周期的に
繰り返す電流パターンを未知な駆動電流関数Ｉrepeat
（ｔ）として捉え、図６のように媒体１回転の周期ＴL
をＮ分割した短冊の高さで近似表現することを考える。
ここでＮ分割した短冊１個当りの時間幅Ｔは Ｔ＝ＴL／Ｎ ． となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９９】但し、ｉ＝ｆｌｏｏｒ（ｔ／Ｔ） ここで（３）式のＫlearn は学習ゲインであり、正の定
数である。（３）式に示すように、ｔの値に応じて、ｉ
を決定し、つまり学習対象とする短冊Ｃｉを選択し、そ
の時の制御信号の値ＩFB(t) を入力とした積分演算を行
う。この（３）式に従った学習則によれば、学習則の入
力であるＩFBが略ゼロになるまで、各短冊の高さが積分
されていくので、学習収束後は、短冊Ｃ0〜ＣN-1で表わ
される近似関数Ｉ＾repeat(t) は、未知の駆動電流関数
であるＩrepeat(t) を近似した関数になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０９】それ以外の時間には、他の短冊が選択され
て、同様の処理が行われる。他の短冊が選択されている
間は、mem[i]の値の更新は行なわれない。ディスクが１
回転して、再び短冊の高さＣｉが選択されたときには、
mem[i]が既に格納されている前の回転までの積分結果を
初期値として、（５）式の積分演算がさらに行われてい
く。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１４２】時刻ｔ０からの学習処理は、図１１（Ｂ）
のフィードバック制御信号ＩFBに含まれる外乱成分を、
図１１（Ｃ）のように学習結果として出力する学習制御
信号Ｉ＾repeatに、段階的に移し込んでいく処理とな
る。そして学習終了側の時刻０．２〜０．２５ｓｅｃに
至ると、学習開始時に図１１（Ｂ）のフィードバック制
御信号ＩFBに含まれていた外乱成分は、ほとんど図１１
（Ｃ）のフィードフォワード出力となる学習制御信号Ｉ
＾repeatに移し込まれてしまい、その結果、図１１
（Ａ）のトラッキングエラー信号ＴＥＳに外乱は見られ
なくなる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アクチュエータの先端にリードヘッドとラ
    イトを配置した複合ヘッドを備え、前記リードヘッドの
    再生信号から復調した媒体の位置信号に基づいて目標ト
    ラックにオントラックしながら情報の記録又は再生を行
    い、更に再生時には、前記リードヘッドから再生信号
    を、パーシャルレスポンスの応答波形に等化した後に最
    尤検出して情報を復調する磁気ディスク装置に於いて、 オフセットを測定する測定トラックの両側に位置する隣
    接トラックにランダムパターンを書き込むか又はＡＣイ
    レーズした後に、プリアンブルパターンを前記測定トラ
    ックに書き込む測定パターン書込部と、 前記複合ヘッドのオフセット量を変えながら、前記プリ
    アンブルパターンの再生信号を等化したパーシャルレス
    ポンス応答波形のサンプル値と予め定めたノイズなしの
    場合のサンプル理想値との誤差の２乗の総和を求め、次
    に前記２乗誤差の総和をサンプル数で割って１サンプル
    当りの平均を算出し、前記オフセット量の変化に対し前
    記平均が最小となるオフセット量を最適オフセットに決
    定する最適オフセット測定部と、を備えたことを特徴と
    する磁気ディスク装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の磁気ディスク装置に於い
    て、前記測定パターン書込部は、パーシャルレスポンス
    クラス４最尤検出（ＰＲ４ＭＬ）の場合、前記プリアン
    ブルパターンとして、前記測定トラックに磁化反転をビ
    ット１、非磁化反転をビット０とした場合に、０，１で
    繰り返すプリアンブルパターンを書き込むことを特徴と
    する磁気ディスク装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載の磁気ディスク装置に於い
    て、前記最適オフセット測定部は、前記パーシャルレス
    ポンス応答波形への等化で使用するローパスフィルタの
    カットオフ周波数を、サンプリング周波数の２分の１と
    なるナイキスト周波数と実質的に同一となるように設定
    したことを特徴とする磁気ディスク装置。
  4. 【請求項４】請求項３記載の磁気ディスク装置に於い
    て、前記最適オフセット測定部は、前記パーシャルレス
    ポンス応答波形への等化で使用するローパスフィルタの
    ブースト量を、フィルタゲイン特性のピークとなる周波
    数を媒体ノイズのピーク周波数に合わせるように設定し
    たことを特徴とする磁気ディスク装置。
  5. 【請求項５】アクチュエータの先端にリードヘッドとラ
    イトを配置した複合ヘッドを備え、前記リードヘッドの
    再生信号から復調した媒体の位置信号に基づいて目標ト
    ラックにオントラックしながら情報の記録又は再生を行
    い、更に再生時には、前記リードヘッドから再生信号
    を、パーシャルレスポンスの応答波形に等化した後に最
    尤検出して情報を復調する磁気ディスク装置のオフセッ
    ト測定方法に於いて、 オフセットを測定する測定トラックの両側に位置する隣
    接トラックにランダムパターンを書き込むか町はＡＣイ
    レーズした後に、プリアンブルパターンを前記測定トラ
    ックに書き込む測定パターン書込過程と、 前記複合ヘッドのオフセット量を変えながら、前記プリ
    アンブルパターンの再生信号を等化したパーシャルレス
    ポンス応答波形のサンプル値と予め定めたノイズなしの
    場合のサンプル理想値との誤差の２乗の総和を求め、次
    に前記２乗誤差の総和をサンプル数で割って１サンプル
    当りの平均を算出し、前記オフセット量の変化に対し前
    記平均が最小となるオフセット量を最適オフセットに決
    定する最適オフセット測定過程と、を備えたことを特徴
    とする磁気ディクスク装置のオフセット測定方法。
  6. 【請求項６】請求項５記載の磁気ディクスク装置のオフ
    セット測定方法に於いて、前記測定パターン書込過程
    は、パーシャルレスポンスクラス４最尤検出（ＰＲ４Ｍ
    Ｌ）の場合、前記プリアンブルパターンとして、前記測
    定トラックに磁化反転をビット１、非磁化反転をビット
    ０とした場合に、０，１で繰り返すプリアンブルパター
    ンを書き込むことを特徴とする磁気ディクスク装置のオ
    フセット測定方法。
  7. 【請求項７】請求項５記載の磁気ディクスク装置のオフ
    セット測定方法に於いて、前記最適オフセット測定過程
    は、前記パーシャルレスポンス応答波形への等化で使用
    するローパスフィルタのカットオフ周波数を、サンプリ
    ング周波数の２分の１となるナイキスト周波数と実質的
    に同一となるように設定したことを特徴とする磁気ディ
    クスク装置のオフセット測定方法。
  8. 【請求項８】請求項７記載の磁気ディクスク装置のオフ
    セット測定方法に於いて、前記最適オフセット測定過程
    は、前記パーシャルレスポンス応答波形への等化で使用
    するローパスフィルタのブースト量を、フィルタゲイン
    特性のピークとなる周波数を媒体ノイズのピーク周波数
    に合わせるように設定したことを特徴とする磁気ディク
    スク装置のオフセット測定方法。
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