JP2008165848A - 媒体記憶装置、位置復調装置及び位置復調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位相サーボパターンを用いて、位置を復調する位置復調装置において、精度を低下せずに、復調範囲を拡大する。
【解決手段】同一の位相である第１、第２の位相パターンと、逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成されたサーボパターンを記録媒体（１０）に形成し、第１、第２の位相パターン領域と第３の位相パターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し（４００）、第３の位相パターン領域と第４の位相パターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し（４０４）、第１の位相差と第３の位相パターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する（４０２）。誤差の少なくなった絶対値角度である第３の位相パターン領域の位相を使用して、第２のトラック範囲の復調範囲を拡大できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記憶媒体からヘッドが読み取ったサーボパターンを復調して、ヘッドの位置を検出する位置復調方法、位置復調装置及び媒体記憶装置に関し、特に、ヘッドのシーク制御時の位置復調範囲を拡大するための位置復調方法及び媒体記憶装置に関する。

ホストに接続された記憶装置として、記憶媒体が回転体で構成されるディスク装置が、広く利用されている。ディスク装置では、ディスクのトラックにヘッドを位置付け、ヘッドが、そのトラックの対象データをリード／ライトする。このため、ディスク上のヘッドの位置を検出する必要がある。

図１０に示すように、磁気ディスク１０には、外周から内周に渡り、多数のトラックが円周上に形成され、各トラックにサーボ信号（位置信号）１６が、円周方向に等間隔に配置される。尚、各トラックは、複数のセクタで構成され、図１０の実線は、サーボ信号１６の記録位置を示す。

図１１の磁気ヘッドの読み取り波形に示すように、サーボ（位置）信号は，サーボマークＳＭＫと、グレイコードＧｒａｙ Ｃｏｄｅと、サーボバースト（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｂｕｒｓｔ）信号と、ポストコードＰｏｓｔ Ｃｏｄｅとからなる。

サーボマークは、サーボ信号の先頭を示し、サーボマーク以降の信号がサーボ信号であることを認識させる。グレイコードは、シリンダ番号を示す。ポストコードは、そのサーボセクタの偏心補正量を示す。サーボバースト信号は、ヘッドのトラック位置及びトラック内の位置を検出するため、使用される。

図１１のサーボ信号をヘッドで読み取り、グレイコードやサーボバースト信号を復調して、磁気ヘッドの半径方向の現在位置を検出する。このサーボバースト信号として、図１１の下段に示す位相サーボパターン信号が利用されている。

図１１に示すように、位相領域は、４相であり、各相は、１トラック当り所定の送り角度を持つパターンである。即ち、ＥＶＥＮ１は、＋９０度、ＯＤＤ１は、−９０度、ＥＶＥＮ２は、＋９０度、ＯＤＤ２は、−１３５度の送り角度（１トラック当り）を持つ。

例えば、ＥＶＥＮ１の位相パターンでは、あるトラックと、これに隣接トラックとの位相差が、＋９０度である。従って、ＥＶＥＮ１，ＥＶＥＮ２，ＯＤＤ１とも、４トラック（シリンダ）を単位に繰り返しが続くパターンである。

この位相パターンから、下記式（１）、（２）の演算により、±１シリンダ復調と、±４シリンダ復調が可能である。

例えば、図１２は、横軸にトラック位置、縦軸に、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２，ＯＤＤ１の検出角度をとり、トラック位置の変化と検出角度とをグラフ化したものである。即ち、ＥＶＥＮ１とＥＶＥＮ２の加算平均で、ノイズ（特に、回転変動）に耐力のある±１シリンダ復調を行い、復調精度を高める。

又、図１３は、横軸にトラック位置、縦軸に、ＯＤＤ１、ＯＤＤ２の検出角度をとり、トラック位置の変化と検出角度とをグラフ化したものである。即ち、ＯＤＤ２に、−１３５度の送り角度を持つパターンを使用して、復調範囲を、±４シリンダに拡張している。

図１２と図１３をあわせると、図１４のトラック位置、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２、ＯＤＤ１，ＯＤＤ２の検出角度、±１復調（角度、トラック位置）、±４復調（角度、トラック位置）との関係が得られる（例えば、特許文献１参照）。

式（１）、（２）で示したように、従来は、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２，ＯＤＤ１、ＯＤＤ２の角度の相対差を使用して、復調計算し、現在位置を得ていた。従って、位相バースト信号からは、最大で、±４シリンダの復調範囲が得られていた。
日本国特許第３，３４０，０７７号公報（図１０）

近年の高速且つ高精度のシーク制御が要求されており、このため、ＦＦシーク制御が利用されている。ＦＦシーク制御は、シーク距離に応じて、シーク開始からサンプル毎の目標位置を決め、このサンプル間の目標位置の差分に相当するフィードフォワード電流を出力する。そして、フィードバックコントローラが、サンプル間の差分位置と、復調位置との位置誤差に従い、フィードバック電流を出力する。

即ち、サンプル毎に、目標軌道分のフィードフォワード電流を供給し、目標軌道との誤差は、目標軌道のサンプル間の差分と復調位置との誤差で得て、フィードバックコントローラで、修正する。このＦＦシーク制御を利用すると、駆動アンプ等を有効に利用でき、シーク時間の短縮化を得ることができる。

しかしながら、温度変化や電源電圧変動により、駆動アンプや磁気ヘッドを移動するアクチュエータの特性変動、又、磁気ヘッドのサスペンションが、磁気ディスクの回転による風による風外乱により、目標軌道との誤差が大きくなる傾向にある。

この場合、従来の復調範囲は、±４シリンダ（即ち、８シリンダ単位の位置復調）では、目標軌道との位置誤差が大きくなり、位置誤差の最大値が、復調範囲を越え、シークエラーする可能性が高くなる。シークエラーすると、シークのやり直しであるシークリトライを行う必要があり、シーク時間が長くなる。

このため、復調範囲の拡大が要求される。この方法として、従来は、グレイコードが、シリンダ番号を示すため、グレイコードの復調結果と合わせて、現在位置を検出する方法が採用されていた。

しかしながら、磁気ディスクのアウターゾーンのように、円周方向の記録密度の低い領域では、グレイコードを比較的正確に復調できるが、インナーゾーンのように、円周方向の記録密度の高い領域では、グレイコードのエラーレートが高いため、グレイコードによる位置検出の信頼性が低い。

従って、グレイコードを併用する方法は、アウターゾーンの復調範囲は拡大するが、インナーゾーンの復調範囲は拡大しないことになり、アウターからインナーへのシーク性能の向上は期待できない。しかも、アウターゾーンとインナーゾーンで、復調処理を変更する必要があり、復調処理も複雑となる。

従って、本発明の目的は、位相サーボ信号により復調範囲を拡大するための媒体記憶装置、位置復調装置及び位置復調方法を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、位相サーボ信号により復調範囲を拡大し、風外乱や、温度変化、電源電圧変動があっても、シークエラーの発生を低減するための媒体記憶装置、位置復調装置及び位置復調方法を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、位相サーボ信号により復調範囲を拡大するとともに、オントラック精度の低下を防止ための媒体記憶装置、位置復調装置及び位置復調方法を提供することにある。

この目的の達成のため、本発明の媒体記憶装置は、隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を検出し、前記検出した現在位置に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラックに移動する制御ユニットとを有し、前記記憶媒体の前記４つの位相パターンは、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成され、前記制御ユニットは、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する。

又、本発明の位置復調装置は、隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調装置において、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調回路と、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する位置復調器とを有する。

又、本発明の位置復調方法は、隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調方法において、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調ステップと、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調する第１の位置復調ステップと、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調する第２の位置復調ステップと、前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する第３の位置復調ステップとを有する。

更に、本発明は、好ましくは、前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度である。

更に、本発明は、好ましくは、前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲である。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、前記角度差が、−９０度以上で、＋９０度を越えない場合には、前記第１の位相差の半分から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調し、前記角度差が、−９０度より小さく、且つ＋９０度以上である場合には、前記第１の位相差の半分に、１８０度を加算した角度から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、シーク距離に応じた目標位置軌道を作成し、前記目標位置軌道に応じたフィードフォワード電流と、前記目標位置軌道と前記復調位置との位置誤差に応じたフィードバック電流とを生成し、前記フィードフォワード電流と前記フィードバック電流との和で、前記アクチュエータを駆動する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、前記第２のトラック範囲の復調位置と、前記第３のトラック範囲の復調位置を用いて、前記現在位置を検出する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、前記第２のトラック範囲の復調位置を、前記第３のトラック範囲の復調位置を使用して、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、前記第３のトラック範囲の復調位置と前記第２のトラック範囲の復調位置との差分を、前記第３のトラック範囲でマスクして、前記第２のトラック範囲の復調位置を前記マスク結果を用いて、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御ユニットは、前記ヘッドの再生波形を、前記サーボパターン領域のプリアンブル部で、ＰＬＬ同期して復調する復調回路を有する。

同一の位相である第１、第２の位相パターンと、逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された４つのサーボパターン領域の内、第１、第２のサーボパターン領域と第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、第３のサーボパターン領域と第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、第１の位相差と第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調するので、誤差の少なくなった絶対値角度である第３のサーボパターン領域の位相を使用して、第２のトラック範囲の復調範囲を拡大できる。それによりシークエラーが少なくなり、且つ第３のトラック範囲の復調の精度は、相対値である第１のトラック範囲を用いるため、従来と同じであり、オントラック品質にも影響を与えない。

以下、本発明の実施の形態を、位置復調方法、媒体記憶装置、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。

（位置復調方法）
図１は、本発明の一実施の形態の位相サーボパターンの説明図、図２は、図１の位相サーボパターンの復調方法の説明図、図３は、図１の位相サーボパターンのトラック位置、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２、ＯＤＤ１，ＯＤＤ２の検出角度、±１復調（角度、トラック位置）、±２復調（角度、トラック位置）、±８復調（角度、トラック位置）との関係図、図４は、トラック位置、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２、ＯＤＤ１の検出角度と±１復調（角度、トラック位置）、±２復調（角度、トラック位置）との関係図、図５は、図１の位相サーボパターンのトラック位置、ＯＤＤ１，ＯＤＤ２の検出角度、±８復調（角度、トラック位置）との関係図である。

図１に示すように、位相サーボパターンは、ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２、ＯＤＤ１，ＯＤＤ２の４相パターンであり、従来のパターンと、長さは、同一である。ＥＶＥＮ１、ＥＶＥＮ２、ＯＤＤ１のパターンの送り角度は、従来と同様に、各々、±９０度、±９０度、−９０度であるが、ＯＤＤ２のパターンの送り角度を、従来の−１３５度から、−１１２．５度に変えている。

このＯＤＤ２のパターンの送り角度を、従来の−１３５度（＝９０度＋４５度）から、−１１２．５度（＝９０＋２２．５）に変更することにより、差分方式（（２）式）で、従来の２倍の復調範囲が得られる。但し、単に、送り角度を変更しても、検出角度の精度により、復調精度が劣化する。これを防止するため、復調方法も変更する。

図２は、図１の位相サーボパターンの復調方法の説明図である。図２に示すように、±１シリンダ復調の式は、従来の（１）式と同じであり、ＥＶＥＮ１とＥＶＥＮ２の角度の平均値を用いており、送り角度差も大きいため、精度は高い。

又、前述のＯＤＤ１の角度と、ＯＤＤ２の角度との差により、以下の式（３）により、±８シリンダ復調の値が得られる。

更に、本発明の実施例では、±２シリンダ復調を行う。ここで、（ＯＤＤ１）と（±１シリンダ復調）／２との差（即ち、（±１シリンダ復調）／２−ＯＤＤ１）を「Ｐ２」と定義すると、「Ｐ２」の角度に応じて、下記式（４）、（５）により、±２シリンダ復調値を求める。

即ち、図３に示すように、逆相であるＥＶＥＮ１，ＥＶＥＮ２とＯＤＤ１との相対角度差である±１シリンダ復調の角度は、２シリンダ単位で、回転する。即ち、角度差が繰り返す。一方、ＯＤＤ１の角度は、４シリンダ単位で、回転する。従って、ＯＤＤ１の角度を使用すれば、±１シリンダ復調を、±２シリンダ復調に拡大できる。

先ず、±１シリンダ復調角を、４シリンダ単位に変換するため、（±１シリンダ復調）／２を計算する。この４シリンダ単位に変換された±１シリンダ復調角を、４シリンダ単位のＯＤＤ１の角度との差Ｐ２をとり、この差Ｐ２が、−９０度≦Ｐ２＜９０度であれば、±１シリンダ復調角の半分で、±２シリンダ復調角を得る。一方、差Ｐ２が、−９０度＞Ｐ、又はＰ２≧９０度であれば、±１シリンダ復調角の半分に、１８０度を加えて、±２シリンダ復調角を得る。

このように、±２シリンダ復調は、従来の±１シリンダ復調と同じ精度となり、且つ倍の復調範囲を実現している。このため、粗い精度の±４シリンダ復調を、図１のＯＤＤ２の位相で、倍の範囲の±８シリンダ復調を実現しても、±２シリンダ復調との併用により、精度の低下を防止できる。

この±２シリンダ復調の精度を説明する。従来の復調では、ＥＶＥＮ１／２とＯＤＤ１との相対差を使用して、最小単位の±１シリンダ復調計算を行っていた。しかし、実際のサーボパターンでは、ＥＶＥＮ１／２、ＯＤＤ１とも４シリンダを単位として、繰り返しが続いているが、精度の高い復調範囲は、２シリンダ単位であった。これは、位相の相対差を使用しているため、原理的に仕方がないことであった。

この相対差を用いなければならない理由としては、スピンドルモータの回転変動や、サーボパターンの円周方向誤差や、リードチャネルでのサーボマーク検出ジッタ(非同期検出)等が、絶対角度誤差要因として大きかったためである。

しかし、リードチャネルが、サーボ部プリアンブル部分で媒体から読み出した信号にＰＬＬ同期することにより、スピンドルモータ回転変動や、サーボパターンの円周方向誤差の影響が少なくなり、またサーボマーク検出方式を同期式とすることにより、検出ジッタが少なくなり、あわせて絶対値角度の誤差が少なくなる。

このため、本発明の実施例では、誤差の少なくなった絶対値角度（Ｐ２計算のためのＯＤＤ１）を使用して、復調範囲を拡大する。それによりシークエラーが少なくなる。また復調範囲は拡大するが、±２シリンダ復調の精度は、相対値である±１シリンダ復調角を用いるため、従来と同じであり、オントラック品質にも影響を与えない。

図４に示すように、ＥＶＥＮ１／２とＯＤＤ１の角度が、０度〜３６０度に変化するにつれ、±１シリンダ復調の角度、トラック位置、±２シリンダ復調の角度、トラック位置も変化する。この復調角度の精度は、相対値を使用しているので、高い。

一方、図５に示すように、ＯＤＤ１とＯＤＤ２の角度が、０度〜３６０度に変化するにつれ、±８シリンダ復調の角度、トラック位置も変化する。ＯＤＤ１，ＯＤＤ２の送り角の相対値を使用しているが、両者の送り角が、従来の角度より近接しているため、復調精度は、従来より低い。即ち、回転変動やサーボパターンの僅かな位置ずれがあると、変化しやすい。

このため、本発明の実施例では、ＯＤＤ１の絶対値を使用して、±２シリンダ復調を、相対値から得た±１シリンダ復調角から得て、±２シリンダ復調を、±８シリンダ復調と併用して、復調範囲を拡大しても、精度の低下を防止する。

（媒体記憶装置）
図６は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図７は、図６のシーク制御の説明図、図８は、図６の復調系のブロック図、図９は、図６の復調系の動作説明図である。

図６は、媒体記憶装置として、磁気ディスク装置を示す。図６に示すように、磁気記憶媒体である磁気ディスク１０が、スピンドルモータ１８の回転軸１９に設けられている。スピンドルモータ１８は、磁気ディスク１０を回転する。アクチュエータ（ＶＣＭ）１４は、先端に磁気ヘッド１２を備え、磁気ヘッド１２を磁気ディスク１０の半径方向に移動する。

アクチュエータ１４は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成される。図では、磁気ディスク装置に、２枚の磁気ディスク１０が搭載され、４つの磁気ヘッド１２が、同一のアクチュエータ１４で同時に駆動される。

磁気ヘッド１２は、リード素子と、ライト素子とからなる。磁気ヘッド１２は、スライダに、磁気抵抗（ＭＲ）素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。

磁気ヘッド１２が読み取った位置信号（アナログ信号）は、プリアンプ２０で増幅された後、サーボ復調回路３０に入力する。サーボ復調回路３０は、図８で説明するように、サーボマークを同期検出して、サーボ信号の各位相パターンの角度（ベクトル情報）を復調する。

復調角度は、データ処理ユニット（Digital Signal Processor）４０に入力する。データ処理ユニット４０は、フィードフォワード（ＦＦ）機能を持つフィードバック制御系のデータ処理を実行する。

図７を用いて、この制御系を説明する。目標軌道生成部４２は、シーク距離ｄに応じて、シーク開始からサンプル毎の目標位置軌道を生成し、且つこの位置軌道から速度カーブを決め、このサンプル毎の目標位置を生成する。

ＦＦ電流生成部４４は、目標位置軌道に従い、目標位置への速度カーブに従う、フィードフォワード（ＦＦ）電流を生成する。現在位置計算部４６は、サーボ復調回路３０からの４つの位相パターンの角度情報から、±１シリンダ復調、±２シリンダ復調、±８シリンダ復調を実行し、現在位置を計算する。

位置誤差計算部４８は、現在位置から目標位置を差し引き、位置誤差（サンプル毎の）を計算する。コントローラ５０は、オブザーバ制御、ＰＩＤ制御等により、位置誤差をなくすためのフィードバック電流を計算する。電流加算部５２は、ＦＦ電流生成部４４のＦＦ電流と、コントローラ５０のフィードバック電流とを加算し、ＶＣＭ制御電流を生成する。パワーアンプ２２は、ＶＣＭ制御電流を増幅し、ＶＣＭ１４を駆動する。

即ち、サンプル毎に、目標軌道分のフィードフォワード電流を供給し、目標軌道との誤差は、目標軌道のサンプル間の差分と復調位置との誤差で得て、フィードバックコントローラ５０で、修正する。

次に、図８、図９により、サーボ復調系を説明する。図８に示すように、サーボ復調回路３０では、プリアンプ２０からの読み取り信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３００に入力される。ハイパスフィルタ３００は、読み取り信号の低周波数成分（主に直流成分）をカットし、可変ゲインアンプ３０２に出力する。可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）３０２は、後述するＡＧＣ回路３１６からのゲインにより、ハイパスフィルタ３００の出力を増幅する。

可変ゲインアンプ３０２の出力は、サーマルアスペリテイ検出回路（ＴＡ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）３０４に入力する。サーマルアスペリテイ検出回路３０４は、可変ゲインアンプ３０２の出力からサーマルアスペリテイを検出する。尚、サーマルアスペリテイとは、ヘッドが媒体に衝突した時の熱で、ヘッドの読み取り素子（ＭＲ素子）の特性が変化し、読み取り出力が正常でなくなる現象を言う。サーマルアスペリテイを検出すると、ハイパスフィルタ３００の動作を一定時間停止する。

又、可変ゲインアンプ３０２の出力は、非対称特性制御回路（ＡＳＣ）３０６に入力する。非対称特性制御回路３０６は、磁気ヘッドのＭＲ素子の出力信号の上下非対称を、非対称特性補正回路３１８の補正量で補正し、上下対称の信号に変換する。非対称特性制御回路３０６からの信号は、制御フィルタ（ＣＴＦ）３０８に入力する。制御フィルタ３０８は、前置フィルタを構成し、信号波形を整形する。

制御フィルタ３０８の出力は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３１０に入力し、アナログ信号をタイミング同期したサンプルクロックで、デジタル値に変換する。ＡＤＣ３１０の出力は、フィニットインパルスレスポンスフィルタ（ＦＩＲ）３１２に入力し、ＰＲ（パーシャルレスポンス）信号の整形を行う。

サーボマーク検出回路３１４は、ＦＩＲ３１２の出力から、図１１で説明したサーボマークを検出する。ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路３１６は、ＦＩＲ３１２の出力と、サーボマーク検出回路３１４のサーボマーク検出出力により、可変ゲインアンプ３０２の制御ゲインをロックする。

非対称特性補正回路３１８は、ＦＩＲ３１２の出力と、サーボマーク検出回路３１４のサーボマーク検出出力により、可変ゲインアンプ３０２の制御ゲインをロックする。タイミングリカバリー回路３２０は、ＦＩＲ３１２の出力と、サーボマーク検出回路３１４のサーボマーク検出出力により、ＡＤＣ３１０のクロックをＰＬＬ制御する。

デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）３２２は、ＡＤＣ３１０の出力を、デジタルフーリエ変換し、前述の位相パターンの角度情報（ベクトル情報）を計算する。

このサーボ復調回路３０は、サーボマークで、タイミングリカバリー回路３２０を制御し、ＰＬＬ同期を行い、位相サーボ信号に対する、スピンドルモータの回転変動や、サーボパターンの円周方向の位置誤差の影響を低減している。又、サーボマーク検出により、ＡＧＣ３１６、タイミングリカバリー回路３２０を制御して、サーボマーク検出を同期型にしているため、検出ジッタも少なくなる。このため、絶対値角度の誤差が少なく、本実施例の位置復調に適している。

次に、現在位置計算部４６を説明する。ＤＦＴ３２２から出力される角度情報は、ＥＶＥＮ１／２，ＯＤＤ１／２の各々である。±１シリンダ復調部４００は、前述の式（１）により、±１シリンダ復調角度を計算し、且つ図３のテーブルで説明したように、この角度から、トラック単位の復調位置を計算する。

±２シリンダ復調部４０２は、図２で説明したように、角度差Ｐ２を計算し、角度差Ｐ２の大きさにより、式（４）又は式（５）を計算し、±２シリンダ復調角度を計算し、且つ図３のテーブルで説明したように、この角度から、トラック単位の復調位置を計算する。

又、±８シリンダ復調部４０４は、前述の式（２）により、±２シリンダ復調角度を計算し、且つ図３のテーブルで説明したように、この角度から、トラック単位の復調位置を計算する。

図９は、前述の±１シリンダ復調位置、±２シリンダ復調位置、±８シリンダ復調位置との関係図であり、各復調位置の範囲の関係を示す。

合成回路４０６は、±８シリンダ復調位置を、±２シリンダ復調位置の精度に変換する。このため、下記式（６）により、±８シリンダ復調位置の値を、±２シリンダ復調範囲の値ＤＩＦＦに変換する。

式（６）において、ＡＮＤ±２シリンダは、±２シリンダのマスクを指し、式（６）は、（（±２シリンダ復調）−（±８シリンダ復調））が、±２シリンダの範囲に入るような操作である。

具体的には、（（±２シリンダ復調）−（±８シリンダ復調））の値が、＋２シリンダ以上の場合は、その値から４シリンダを引き、引いた値が、＋２シリンダより小さい値になるまで繰り返す。又、（（±２シリンダ復調）−（±８シリンダ復調））の値が、−２シリンダより小さい場合は、その値に４シリンダを足し、足した値が、−２シリンダより大きい値になるまで繰り返す。

そして、この±２シリンダ復調範囲に変換された値ＤＩＦＦと元の±８シリンダ復調位置とから、下記式（７）により、合成された±８シリンダ復調位置を計算する。

即ち、±８シリンダ復調範囲と、±２シリンダ復調範囲とは、図９に示すような関係である。そこで、同じ位置情報から得た±２シリンダ復調位置と、±８シリンダ復調位置との差を、±２シリンダ復調範囲でマスクし、±２シリンダ復調範囲の値ＤＩＦＦに変換する。これが、両者の精度の差である。この差ＤＩＦＦを、式（７）により、元の±８シリンダ復調位置に加算することにより、±８シリンダ復調位置の精度が、±２シリンダ復調の精度に変換できる。

図８の構成において、この合成した復調位置を、現在位置として、利用する。この場合、シーク制御中とオントラック中の両方に使用することができる。又、シーク制御中は、この合成復調位置を使用し、オントラック中は、±２シリンダ復調位置を使用することもできる。更に、合成した復調位置を使用せずに、シーク制御中は、目標トラック前は、±８シリンダ復調位置を、目標トラック近傍では、±２シリンダ復調位置を使用し、オントラック中は、±１シリンダ復調位置、又は±２シリンダ復調位置を使用しても良い。

（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、位置復調を、磁気ディスク装置のヘッド位置復調の例で説明したが、光ディスク装置等の他のディスク装置にも適用できる。又、前述のように、合成した復調位置を作成することは、必ずしも必要なく、要するに、±８シリンダ復調位置と、±２シリンダ復調位置を併用する構成であれば、良い。更に、ＯＤＤ２の送り角度を、−１１２．５度としたが、−９０度を超えない値を採用できる。

以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。

（付記１）隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を検出し、前記検出した現在位置に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラックに移動する制御ユニットとを有し、前記記憶媒体の前記４つの位相パターンは、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成され、前記制御ユニットは、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調することを特徴とする媒体記憶装置。

（付記２）前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度であることを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記３）前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲であることを特徴とする付記２の媒体記憶装置。

（付記４）前記制御ユニットは、前記角度差が、−９０度以上で、＋９０度を越えない場合には、前記第１の位相差の半分から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調し、前記角度差が、−９０度より小さく、且つ＋９０度以上である場合には、前記第１の位相差の半分に、１８０度を加算した角度から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記５）前記制御ユニットは、シーク距離に応じた目標位置軌道を作成し、前記目標位置軌道に応じたフィードフォワード電流と、前記目標位置軌道と前記復調位置との位置誤差に応じたフィードバック電流とを生成し、前記フィードフォワード電流と前記フィードバック電流との和で、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記６）前記制御ユニットは、前記第２のトラック範囲の復調位置と、前記第３のトラック範囲の復調位置を用いて、前記現在位置を検出することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記７）前記制御ユニットは、前記第２のトラック範囲の復調位置を、前記第３のトラック範囲の復調位置を使用して、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記８）前記制御ユニットは、前記第３のトラック範囲の復調位置と前記第２のトラック範囲の復調位置との差分を、前記第３のトラック範囲でマスクして、前記第２のトラック範囲の復調位置を前記マスク結果を用いて、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換することを特徴とする付記７の媒体記憶装置。

（付記９）前記制御ユニットは、前記ヘッドの再生波形を、前記サーボパターン領域のプリアンブル部で、ＰＬＬ同期して復調する復調回路を有することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記１０）隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調装置において、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調回路と、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する位置復調器とを有することを特徴とする位置復調装置。

（付記１１）前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度であることを特徴とする付記１０の位置復調装置。

（付記１２）前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲であることを特徴とする付記１１の位置復調装置。

（付記１３）前記位置復調器は、前記角度差が、−９０度以上で、＋９０度を越えない場合には、前記第１の位相差の半分から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調し、前記角度差が、−９０度より小さく、且つ＋９０度以上である場合には、前記第１の位相差の半分に、１８０度を加算した角度から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調することを特徴とする付記１０の位置復調装置。

（付記１４）前記位置復調器は、前記第２のトラック範囲の復調位置と、前記第３のトラック範囲の復調位置を、前記現在位置として出力することを特徴とする付記１０の位置復調装置。

（付記１５）前記位置復調器は、前記第２のトラック範囲の復調位置を、前記第３のトラック範囲の復調位置を使用して、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換することを特徴とする付記１０の位置復調装置。

（付記１６）前記位置復調器は、前記第３のトラック範囲の復調位置と前記第２のトラック範囲の復調位置との差分を、前記第３のトラック範囲でマスクして、前記第２のトラック範囲の復調位置を前記マスク結果を用いて、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換することを特徴とする付記１５の位置復調装置。

（付記１７）前記位相復調回路は、前記ヘッドの再生波形を、前記サーボパターン領域のプリアンブル部で、ＰＬＬ同期して復調する復調回路を有することを特徴とする付記１０の位置復調装置。

（付記１８）隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調方法において、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調ステップと、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調する第１の位置復調ステップと、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調する第２の位置復調ステップと、前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する第３の位置復調ステップとを有することを特徴とする位置復調方法。

（付記１９）前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度であることを特徴とする付記１８の位置復調方法。

（付記２０）前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲であることを特徴とする付記１９の位置復調方法。

第１、第２のサーボパターン領域と第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、第３のサーボパターン領域と第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、第１の位相差と第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調するので、誤差の少なくなった絶対値角度である第３のサーボパターン領域の位相を使用して、第２のトラック範囲の復調範囲を拡大できる。それによりシークエラーが少なくなり、且つ第３のトラック範囲の復調の精度は、相対値である第１のトラック範囲を用いるため、従来と同じであり、オントラック品質にも影響を与えない。

本発明の一実施形態の位相サーボパターンの説明図である。 図１の位相サーボパターンの復調方法の説明図である。 図１の位相サーボパターンの角度と、図２の復調結果との関係図である。 図１の位相サーボパターンの角度と図２の±１シリンダ復調と±２シリンダ復調との関係図である、 図１の位相サーボパターンの角度と図２の±８シリンダ復調との関係図である、 本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図である。 図６のサーボ制御部の説明図である。 図６の位置復調系の構成図である。 図８の位置復調動作の説明図である。 従来のサーボパターンを持つディスクの構成図である。 従来の位相サーボパターンの説明図である。 従来の位相サーボパターンの角度と±１シリンダ復調との関係図である、 従来の位相サーボパターンの角度と±４シリンダ復調との関係図である、 従来の位相サーボパターンの角度と、復調結果との関係図である。

符号の説明

１０ ディスク（記憶媒体）
１２ 磁気ヘッド
１４ ＶＣＭ（アクチュエータ）
１８ スピンドルモータ
３０ サーボ復調回路
４０ 処理ユニット
４２ 目標位置軌道生成部
４４ ＦＦ電流生成部
４６ 現在位置計算部
４８ 位置誤差計算部
５０ コントローラ
５２ 電流加算部
４００ ±１シリンダ復調部
４０２ ±２シリンダ復調部
４０４ ±８シリンダ復調部
４０６ 合成部

Claims (9)

1. 隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、
   前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、
   前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、
   前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を検出し、前記検出した現在位置に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラックに移動する制御ユニットとを有し、
   前記記憶媒体の前記４つの位相パターンは、同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成され、
   前記制御ユニットは、前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する
   ことを特徴とする媒体記憶装置。
2. 前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、
   前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、
   前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度である
   ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
3. 前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、
   前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、
   前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲である
   ことを特徴とする請求項２の媒体記憶装置。
4. 前記制御ユニットは、前記角度差が、−９０度以上で、＋９０度を越えない場合には、前記第１の位相差の半分から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調し、前記角度差が、−９０度より小さく、且つ＋９０度以上である場合には、前記第１の位相差の半分に、１８０度を加算した角度から前記第３のトラック範囲の位置情報を復調する
   ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
5. 隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調装置において、
   同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調回路と、
   前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調し、前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調し、且つ前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する位置復調器とを有する
   ことを特徴とする位置復調装置。
6. 前記第１、第２のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、＋９０度であり、
   前記第３のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−９０度であり、
   前記第４のサーボパターン領域のトラック間の位相差が、−１１２．５度である
   ことを特徴とする請求項５の位置復調装置。
7. 前記第１のトラック範囲が、±１トラック範囲であり、
   前記第２のトラック範囲が、±８トラック範囲であり、
   前記第３のトラック範囲が、±２トラック範囲である
   ことを特徴とする請求項６の位置復調装置。
8. 前記位置復調器は、前記第２のトラック範囲の復調位置を、前記第３のトラック範囲の復調位置を使用して、前記第３のトラック範囲の復調位置の精度に変換する
   ことを特徴とする請求項５の位置復調装置。
9. 隣接トラック間で位相が異なる少なくとも４つの位相パターンが形成された４つのサーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体から、ヘッドが読み取った前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相差から前記ヘッドの現在位置を復調する位置復調方法において、
   同一の位相である第１、第２の位相パターンと、前記第１、第２の位相パターンの逆位相で、且つ互いに位相が異なる第３、第４の位相パターンとで構成された前記４つのサーボパターン領域の再生信号の位相を復調する位相復調ステップと、
   前記第１、第２のサーボパターン領域と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の第１の位相差により、第１のトラック範囲の位置情報を復調する第１の位置復調ステップと、
   前記第３のサーボパターン領域と前記第４のサーボパターン領域の再生信号の第２の位相差により、第２のトラック範囲の位置情報を復調する第２の位置復調ステップと、
   前記第１の位相差と前記第３のサーボパターン領域の再生信号の位相との角度差に応じて、前記第１の位相差から第３のトラック範囲の位置情報を復調する第３の位置復調ステップとを有する
   ことを特徴とする位置復調方法。

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