JP2009277313A - ヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置および磁気記録評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な処理で精度よく偏心補正量を検出し、磁気ヘッドをＤＴＭ型ディスクのトラック上に追従するように制御することが可能な磁気ヘッド位置制御方法を提供する
【解決手段】加振データが加わっていない状態で、磁気ヘッド３とＤＴＭ型ディスク１のトラック１３の相対変位がピークとなる角度θ１を角度検出部７で検出し、振幅Ｐｖ１でθ１から所定値ずらした角度θ２で変位がピークとなるような第１の加振データを加振データ演算部８で算出する。第１の加振データを加えた状態で相対変位がピークとなる角度θ３を角度検出部７で検出し、補正データ演算部９で、検出角度θ１、θ３と、加振振幅Ｐｖ１、角度θ２とから、トラック１３の偏心に対する補正データを算出する。補正データにより磁気ヘッド３の位置を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクリート型磁気記録媒体に対するヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置、および前記ヘッド位置制御方法により磁気ヘッドの位置制御を行って磁気記録媒体あるいは磁気ヘッドを評価する磁気記録評価装置に関するものである。

磁気ディスク装置の高記録密度化技術として、同心円状に形成される複数のトラックの間に溝などを形成し、各トラック間を磁気的に分離することによって磁気記録特性の向上を図る、ディスクリートトラック型の磁気ディスク（以下、ＤＴＭ型ディスク）の開発が進められている。このＤＴＭ型ディスクでは、製造段階でトラックがディスク上に形成されるため、ディスク製造時やスピンドルへの組み込み時のアラインメント誤差等によって、トラック中心とスピンドルの回転中心がずれる偏心の発生が避けられない。

実際に磁気ディスク装置に組み込んで使用されるＤＴＭ型ディスクでは、製造時にトラックと一体に形成する等で、トラック上に磁気ヘッドを性格に位置決めさせるためのサーボ情報が存在するため、上記偏心に対応可能である。それに対して、ＤＴＭ型ディスクの特に初期の開発段階では、サーボによるヘッドの位置決めは、サーボ情報の作りこみやポジション信号の復調回路やサーボ回路およびその調整が試作の度に必要となるため、ハードルが高く適用が困難である。そのため、試作評価用のＤＴＭ型ディスクでは、サーボ情報を含まない、同心円状に複数のトラックのみが形成されたものとなることが多い。

このようなトラックのみが形成されたＤＴＭ型ディスクを使用して磁気記録特性の評価を行う場合、磁気ヘッドを一定位置に固定した状態では、上記偏心の影響によって、ディスクが１回転する間に多数のトラックを横切ることになるため、連続した領域での評価が困難となる。

上記問題の対応策としては、例えば特許文献１に開示されているように、磁気ヘッドの再生信号の振幅変動から磁気ヘッドとトラックとの交差する状態を観測して、交差する回数とトラックピッチの積から偏心量を算出し、交差する間隔の最長となる方向を偏心方向として、磁気ヘッドの位置を補正する方法が提案されている。

特許第４０１２０５７号公報

しかしながら、高記録密度化によってトラックピッチが減少していくと、トラックと磁気ヘッドの交差する数が増大するため、交差数のカウントや偏心方向を決定するための交差間隔の判定処理の高速・高精度化が必要となる。例えば、偏心量が最大で数十μｍ程度の場合、トラックピッチが１００ｎｍ以下になると、磁気ヘッドとトラックとの交差する回数は最大で１０００を超えることになり、この値はトラックピッチの減少とともに増大する一方となる。
また、偏心量の検出単位がトラックピッチ単位となるため、トラックピッチ以下の偏心の検出および補正については困難であるという問題があった。
本発明の目的は、簡単な処理で精度よく偏心補正量を検出し、磁気ヘッドをディスクリートトラック型磁気ディスクのトラック上に追従するように制御することが可能な磁気ヘッド位置制御方法を提供することである。
本発明の他の目的は、前記磁気ヘッド位置制御方法を実行する磁気ヘッド位置制御装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、前記磁気ヘッド位置制御装置を搭載する磁気記録評価装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の代表的なヘッド位置制御方法は、同心円状に複数のトラックが形成され、かつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転駆動機構上に固定して回転させ、前記磁気記録媒体上に磁気ヘッドを位置決めし、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出する第１ステップと、
前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出する第２ステップと、
前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振して振動させ、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出する第３ステップと、
前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出するステップと、
前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正するステップと、を有する。

上記他の目的を達成するために、本発明の代表的なヘッド位置制御装置は、同心円状に複数のトラックが形成されかつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記磁気記録媒体に対して信号の記録および再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の少なくとも半径方向に移動可能なアクチュエータと、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の回転角度を検出する角度検出部と、前記回転駆動機構の回転に同期しかつ所定の回転角度で前記磁気ヘッドの変位がピークとなるような前記アクチュエータの加振データを演算する加振データ演算部と、前記角度検出部で検出された回転角度と前記加振データ演算部で演算決定された加振データに基づいてヘッド位置補正データを演算する補正データ演算部と、前記各部位の動作を制御する制御部とを備え、
前記角度検出部は、前記磁気ヘッドが加振されていない状態で前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出し、
前記加振データ演算部は、前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出し、
前記アクチュエータは、前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
前記角度検出部は、加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出し、
前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出し、
前記アクチュエータは、前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正するものである。

上記さらに他の目的を達成するために、本発明の代表的な磁気記録評価装置は、同心円状に複数のトラックが形成されかつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記磁気記録媒体に対して信号の記録および再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の少なくとも半径方向に移動可能なアクチュエータと、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の回転角度を検出する角度検出部と、前記回転駆動機構の回転に同期しかつ所定の回転角度で前記磁気ヘッドの変位がピークとなるような前記アクチュエータの加振データを演算する加振データ演算部と、前記角度検出部で検出された回転角度と前記加振データ演算部で演算決定された加振データに基づいてヘッド位置補正データを演算する補正データ演算部と、前記各部位の動作を制御する制御部と、前記磁気ヘッドで前記磁気記録媒体に特定のパターンを記録し、当該特定パターンの再生信号から磁気記録特性の評価を行う評価部とを備え、
前記角度検出部は、前記磁気ヘッドが加振されていない状態で前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出し、
前記加振データ演算部は、前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出し、
前記アクチュエータは、前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
前記角度検出部は、加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出し、
前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出し、
前記アクチュエータは、前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正し、
前記評価部は、前記磁気ヘッドの位置補正が行われている状態で、前記磁気記録媒体に特定のパターンを記録し、当該特定パターンの再生信号から磁気記録特性の評価を行うものである。

本発明によれば、偏心によって発生する磁気ヘッドとトラックとの相対変位がピークになる角度と、それに対して回転同期成分で磁気ヘッドを加振したときの磁気ヘッドとトラックとの相対変位がピークになる角度と、さらに加振振幅とから偏心量を算出するので、磁気ヘッドとトラックとの交差数を検出する必要がなく、簡単な処理で精度よく偏心補正量を検出し、磁気ヘッドをトラック上に追従するように制御することができる。また１トラック以下の偏心量の検出が可能であるため、磁気ヘッドをトラック上に正確に追従させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１は、実施例１による磁気記録評価装置の構成図である。図１において、磁気記録評価装置の機構系は、ＤＴＭ型ディスク１、スピンドル（回転駆動機構）２、磁気ヘッド３、サスペンション４、アクチュエータ５、定盤６から構成されている。また、磁気記録評価装置の回路系は、角度検出部７、加振データ演算部８、補正データ演算部９、制御部１０、評価部１１を備えて構成されている。

ＤＴＭ型ディスク１は、図２に示すように、基板１２上に、データを保持するための磁性膜が表面に設けられたトラック１３と、各トラック１３間を磁気的に分離するための磁性膜の存在しない溝部１４とが、同心円状に交互に構成されている。なお、図２の例においては、溝部１４は、磁気ヘッド３の浮上特性を考慮して、トラック１３とほぼ同じ高さになるように非磁性材料が充填されている。

図１に戻り、ＤＴＭ型ディスク１は、スピンドル２に保持されており、スピンドル２は、データの記録再生時に一定回転数で回転するようになっている。ＤＴＭ型ディスク１に対してデータの記録再生を行う磁気ヘッド３は、サスペンション４を介してアクチュエータ５に保持されている。アクチュエータ５は、制御部１０から出力される目標位置データに従って駆動され、磁気ヘッド３をＤＴＭ型ディスク１の任意の半径上に位置決めする。なお、スピンドル２およびアクチュエータ５は、外部からの振動の影響を受けにくいように、常盤６上に固定されている。

角度検出部７は、エンベロープ検出回路７−１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７−２、スイッチ７−３、角度演算部７−４から構成されており、エンベロープ検出回路７−１では、磁気ヘッド３から出力される再生信号のエンベロープを検出して出力する。エンベロープ検出回路７−１から出力されるエンベロープ波形は２つに分岐され、一方がＬＰＦ７−２に入力されて高周波成分がカットされた後、共にスイッチ７−３に入力される。スイッチ７−３では、角度演算部７−４からの信号によって、角度演算部７−４に入力されるエンベロープ波形がＬＰＦ７−２を介したものか否かを選択するようになっている。角度演算部７−４では、入力されたエンベロープ波形から、磁気ヘッド３とトラック１３との相対変位（以下、相対変位）がピークとなるスピンドル２の回転角度を算出して出力する。

加振データ演算部８は、スピンドル２の回転に同期して磁気ヘッド３を半径方向に変位させるための、アクチュエータ５に対する加振データを演算して出力する。また、補正データ演算部９は、角度検出部７からの角度データと加振データ演算部８からの加振データとに基づいて、磁気ヘッド３の位置を補正するためのアクチュエータ５に対する補正データを出力する。さらに、制御部１０は、スピンドル２、アクチュエータ５、角度検出部７、加振データ演算部８および補正データ演算部９の動作を制御する。

評価部１１は、補正データによって磁気ヘッド３の位置制御が行われている状態であることを制御部１０からの信号で確認した後、磁気ヘッド３によって評価用パターン（特定パターン）をＤＴＭ型ディスク１に記録し、その再生信号から磁気記録特性の評価を実施する。また、評価部１１は、制御部１０からの信号によって、角度検出のための測定領域イレーズおよびバースト信号ライト用の記録信号を生成して、磁気ヘッド３に出力するようになっている。

以上のような構成のもとに、加振データが加わっていない状態で、トラック１３の偏心による相対変位がピークとなる角度θ１（第１の回転角度）を角度検出部７で検出し、振幅Ｐｖ１で角度θ１に対して所定角度ずらした角度θ２（第２の回転角度）で磁気ヘッド３の変位がピークとなるような加振データ（第１の加振データ）を加振データ演算部８で算出する。次に、加振データを加えた状態でアクチュエータ５を駆動し、加振した状態での相対変位がピークとなる角度θ３（第３の回転角度）を角度検出部７で検出する。補正データ演算部９では、角度検出部７からの角度θ１、角度θ３と、加振データ演算部８からの振幅Ｐｖ１、角度θ２とから、トラック１３の偏心に対する補正データを算出する。さらに、この補正データを加えた値でアクチュエータ５を駆動することによって、トラック１３の偏心状態にかかわらず、磁気ヘッド３を同一トラック１３上に位置させることが可能になる。

なお、上記角度θ１〜θ３は、スピンドル２の回転角度であり、スピンドル２に内蔵されたエンコーダ出力の例えばインデックス信号が制御部１０を介して入力され、その信号に同期して検出された値であり、以下、角度については同様にスピンドル回転角度を表す。

図３は、ＤＴＭ型ディスク１上に形成されたトラック１３と、磁気ヘッド３との関係の一例を示す図である。トラック１３は、例えば原型となるパターンをＤＴＭ型ディスク上に転写することで作成されるので、ＤＴＭ型ディスク１の中心とトラック１３との中心にはメカ公差などの要因によってずれが生じる。さらに、ＤＴＭ型ディスク１をスピンドル２に取り付ける際にも、同様にメカ公差などの要因によって、スピンドル２の回転中心に対してずれが生じる。最終的には、トラック１３の中心Ｃｔとスピンドル２の回転中心Ｃｓとのずれが偏心となり、その値は最大で数十μｍにもなり、例えば１００ｎｍのトラックピッチに対して非常に大きな値になる。図３において、点線は、磁気ヘッド３を一定位置に固定した場合のトラック１３に対する磁気ヘッド３の軌跡であり、偏心によって相対変位が生じて、磁気ヘッド３が複数のトラック１３上を移動する。このような状態では連続した領域での評価が困難であるため、偏心に対するヘッド位置の補正が必要となる。

相対変位は、磁気ヘッド３とトラック１３の中心Ｃｔの距離の変化によって生じる。トラック１３の中心Ｃｔは、図３の一点鎖線で示すような軌跡でスピンドル２の回転中心Ｃｓの周りを回るが、トラック１３の中心Ｃｔとスピンドル２の回転中心Ｃｓとの距離に対して、磁気ヘッド３とスピンドル２の回転中心Ｃｓとの距離が十分大きいため、相対変位は回転１次の正弦波で近似できる。

図４は、実施例１における偏心補正量の検出原理を示した図である。図４において、点線が偏心による相対変位を示しており、この場合角度θ１でピークを持ち、振幅Ｐｃが偏心量となる。この相対変位のピークは、磁気ヘッド３とトラック１３の中心Ｃｔの距離が最大になった場合（＋ピーク）と最小になった場合（−ピーク）との、スピンドル２の１回転のうち２箇所で発生するが、以下、特に説明がない場合には＋ピークとして扱う。

図４において、一点鎖線は、加振データ演算部８からの第１の加振データを加えてアクチュエータ５を駆動したときの磁気ヘッド３の変位を示している。ここで、第１の加振データの振幅はＰｖ１、変位のピークの角度はθ２である。このような磁気ヘッド３が加振された状態では、相対変位は、点線の波形と一点鎖線の波形が合成された実線の波形となる。このときの相対変位のピークの角度をθ３とし、計算を簡単化するためにθ１を原点にして、θ２’＝θ２−θ１、θ３’＝θ３−θ１を用いると、以下の関係（式１）が得られる。

この式１を変形すると、

となり（式２）、角度θ１、θ２（θ２’）、θ３（θ３’）および振幅Ｐｖ１は既知であるため、これらからＰｃが求まる。さらに、θ１とＰｃから、それを打ち消すような逆位相のデータを補正データとして、アクチュエータ５に加えて駆動することで、偏心の補正が可能になる。また、ここで、θ２’＝π／２に設定すると、

となって、さらに簡単な計算でＰｃを求めることができる。

なお、ここで注目する点は、Ｐｖ１がアクチュエータ５に加えられる加振データの振幅であるため、算出されるＰｃの値もアクチュエータ５に加える値として求まることであり、アクチュエータ５の特性ばらつきに関わらず、正確な補正データの振幅を得ることができる。また、角度検出部７で検出されるθ１、θ３は連続値となるため、１トラック以下の偏心補正量の算出も可能である。

図５に、実施例１の偏心検出及び補正処理の手順の一例を示す。Ｓ１〜Ｓ９はステップ番号を示している。まず、加振データをアクチュエータ５に加えていない状態で、測定領域をイレーズして一定周波数のバースト信号を１周分記録する（Ｓ１）。磁気ヘッド３の記録素子の位置と再生素子の位置とが半径方向にずれている場合には、そのずれ（ＷＲオフセット）分アクチュエータ５を移動させ、記録したバースト信号を読み出して、再生信号のエンベロープから角度検出部７で角度θ１を検出する（Ｓ２）。検出されたθ１に対して所定値（θ２’）ずらした角度θ２と加振振幅Ｐｖ１とを決定して、第１の加振データを算出する（Ｓ３）。なお、θ２は磁気ヘッド３の実際の変位のピーク角度であり、加振データの算出においては、加振データ出力のタイミングから実際に磁気ヘッド３が動作するまでの、回路系および機構系の時間遅れ（位相遅れ）分を考慮しておく必要がある。

次に、第１の加振データをアクチュエータ５に加えて加振を開始し（Ｓ４）、その状態で測定領域をイレーズして一定周波数のバースト信号を１周分記録する（Ｓ５）。ＷＲオフセットがある場合にはその分アクチュエータ５を移動させ、記録したバースト信号を読み出して、再生信号のエンベロープから角度検出部７で角度θ３を検出した（Ｓ６）後、第１の加振データでの加振を終了する（Ｓ７）。

その後、加振振幅Ｐｖ１、角度θ１、θ２、θ３から補正データを算出し（Ｓ８）、算出された補正データをアクチュエータ５に加えることにより補正動作を開始する（Ｓ９）。なお、補正データの算出においても、加振データ算出の場合と同様に、回路系および機構系の位相遅れ分を考慮しておく必要がある。

図６は、偏心や加振によって相対変位が発生している場合の、バースト再生信号のエンベロープ波形の一例で、スピンドル２の回転角度の反対側（π回った側）でもほぼ同様な信号が得られるため、ここでは半周分の波形を示している。磁気ヘッド３がトラック１３上にあるときにはエンベロープ信号は大きくなり、溝部１４上を通過する際にはエンベロープ信号は低下するため、磁気ヘッド３とトラック１３の交差する数だけエンベロープ波形にピークが発生する。また、相対変位のピーク角度近傍では、相対変位の変化が緩やかになるため、エンベロープ波形のピークの間隔が広がっていき、間隔の最も広い部分の中間が相対変位のピーク角度となる。従って、相対変位が偏心に起因する場合においては、この検出角度が偏心方向と一致する。なお、上述のように、スピンドル２の回転角度の反対側（π回った側）でもほぼ同様な信号が得られるため、最低限半周分のエンベロープ波形があれば、上記相対変位のピーク角度検出は可能であり、必ずしもバースト信号を１周分記録する必要はない。

ところで、エンベロープ波形のピークの数をカウントすることで、偏心量の概算値を求めることも可能であるが、トラックピッチに対して偏心量が大きくなると、エンベロープ波形の変化が高速になり、交差数が増大するため、エンベロープ波形のピーク数のカウントが困難になる。例えば、アナログ回路では、回路の高周波化に加え、磁気記録評価装置では多品種のテストを行う必要があるため、再生信号の振幅や周波数、エンベロープ波形の周波数などの対応範囲を広くする必要があり、回路構成が複雑になる。また、エンベロープ波形をＡＤコンバータ（ＡＤＣ）などでデジタル化して、デジタル回路内で処理するようにすると処理の柔軟性は増すが、ＡＤＣの高速サンプリングや大容量データの処理が必要になる。ただし、相対変位のピーク付近ではエンベロープ波形の変化が緩やかになるため、このピーク角度の検出に限定すれば、デジタル化しても高速処理の必要はなく、簡単な構成で検出可能となる。そこで、本実施例１においては、エンベロープ波形を、相対変位のピーク角度の検出のみに用い、加振による検出角度の変化から偏心量求めるようにしている。

図７は、図６のエンベロープ波形を１０２４点／周でサンプリングしたものである。エンベロープ波形全体を低サンプリングレートでサンプリングすると、エンベロープ波形の高周波部分でのエイリアスによって、エンベロープ波形のピーク間隔が最大になる部分の検出が困難になる場合が発生し、相対変位のピーク角度の検出ミスとなる。そこで、例えば、エンベロープ波形をＬＰＦ７−２に通して、エンベロープ波形の低周波成分を強調し、エンベロープ波形の変化が緩やかな部分を切り出して検出処理をすることで、相対変位のピーク角度の検出を正確に行うようにする。

図８は、図６のエンベロープ波形をＬＰＦ７−２に通した波形であり、図９は、その波形を１０２４点／周でサンプリングしたものである。図９において、例えば最大値の８０％の閾値を設けるなどして、エンベロープ波形の振幅の大きな部分にのみ注目すれば、低サンプリングレートのデータでも問題なくピーク角度の検出処理を行うことが可能である。なお、ＬＰＦ７−２によって位相遅れが生じるため、その分相対変位のピーク角度の検出値誤差となるが、ＬＰＦ７−２の位相遅れ分は予測可能であり、その値を補正することで検出誤差を低減することができる。また、ＬＰＦ７−２を通したエンベロープ波形でピーク角度の検出に使用する角度領域を決定し、ＬＰＦ７−２を通さないベロープ波形の上記角度領域部分を切り出して、実際にピーク角度の検出処理を行うことで、ＬＰＦ７−２の位相遅れの影響を避けることも可能である。

図１０は、検出角度θ３’と、θ３’の値がπ／１８０ずれた場合に生じる偏心量Ｐｃの検出誤差との関係の例を示す図である。θ３’＝θ２’／２近傍で偏心量Ｐｃの検出誤差が最小になり、θ３’が０あるいはθ２’に近づくほど急激に誤差が増大する。従って、加振振幅Ｐｖ１は、Ｐｖ１≒Ｐｃになるように選ばれていることが望ましく、それから大きく外れてθ３’が０あるいはθ２’に近い値になった場合には、Ｐｖ１の値を再設定しなおして測定することも必要となる。

なお、角度検出部７では、原理的に＋ピークと−ピークの判断が不可能であるが、本発明の実施例１においては、偏心のピークに関しては加振時のピーク角度θ３’の値の範囲によって判別可能であり、θ３’＜θ２’であれば＋ピーク、θ３’＞θ２’であれば−ピークとなる。

また、図１０に示すように、θ２’を大きくとることによって、＋ピークの場合の偏心量Ｐｃの検出誤差を抑えることが可能になるが、逆に−ピークの場合の誤差が増大するため、＋ピークと−ピークの判断がつかない状態では、どちらの場合でも誤差が同じになるθ２’＝π／２に設定することが望ましい。それとは逆に、一旦測定を行った後など、偏心による相対変位のピークの方向が既知の場合には、θ２’を適正値に設定することで、偏心量Ｐｃの検出精度の向上を図ることが可能になる。

以上のように、実施例１では、加振振幅Ｐｖ１がアクチュエータ５に加えられる加振データの振幅であるため、算出されるＰｃの値もアクチュエータ５に加える値として求まるため、アクチュエータ５の特性ばらつきに関わらず、正確な補正データの振幅を得ることができる。また、角度検出部７で検出される角度θ１、θ３は連続値となるため、１トラック以下の偏心補正量の算出も可能でとなる。

＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２について説明するが、構成については、図１に示す実施例１と同一である。実施例２においては、加振データが加わっていない状態で、トラック１３の偏心による相対変位がピークとなる角度θ１（第１の回転角度）を角度検出部７で検出し、振幅Ｐｖ１で角度θ１に対して所定角度ずらした角度θ２（第２の回転角度）で磁気ヘッド３の変位がピークとなるような加振データ（第１の加振データ）を加振データ演算部８で算出する。次に、加振データを加えた状態でアクチュエータ５を駆動し、加振した状態での相対変位がピークとなる角度θ３（第３の回転角度）を角度検出部７で検出する。さらに、振幅Ｐｖ２で角度θ１に対してθ２とは異なる所定角度ずらした角度θ４（第４の回転角度）で磁気ヘッド３の変位がピークとなるような加振データ（第２の加振データ）を加振データ演算部８で算出し、この加振データを加えた状態でアクチュエータ５を駆動し、加振した状態での相対変位がピークとなる角度θ５（第５の回転角度）を角度検出部７で検出する。補正データ演算部９では、角度検出部７からの角度θ１、θ３、θ５と、加振データ演算部８からの振幅Ｐｖ１、Ｐｖ２とから、トラック１３の偏心に対する補正データを算出する。さらに、この補正データを加えた値でアクチュエータ５を駆動することによって、トラック１３の偏心状態にかかわらず、磁気ヘッド３を同一トラック１３上に位置させることが可能になる。

図１１は、実施例２における偏心補正量検出原理を示した図である。図１１において、点線が偏心による相対変位を示しており、この場合角度θ１でピークを持ち、振幅Ｐｃが偏心量となる。一点鎖線は、それぞれ加振データ演算部８からの第１の加振データおよび第２の加振データを加えてアクチュエータ５を駆動したときの磁気ヘッド３の変位を示している。ここで、第１の加振データの振幅はＰｖ１、変位のピークの角度はθ２、第２の加振データの振幅はＰｖ２、変位のピークの角度はθ４、である。このような磁気ヘッド３が加振された状態では、相対変位は、それぞれ点線の波形と一点鎖線の波形が合成された実線の波形となる。このときの相対変位のピークの角度をθ３およびθ５とする。

ここで、θ２及びθ４は磁気ヘッド３の実際の変位のピーク角度であり、加振データのピークに対して、回路系および機構系の位相遅れ分を考慮しておく必要があり、この位相遅れは装置や加振振幅、加振周波数などで異なる。そこで、実施例２においては、θ２及びθ４を未知の値としてまずその値を求める。ただし、第１の加振と第２の加振での位相遅れは同一とし、δ＝θ４−θ２は既知の値とする。計算を簡単化するためにθ１を原点にして、θ２’＝θ２−θ１、θ３’＝θ３−θ１、θ４’＝θ４−θ１、θ５’＝θ５−θ１を用いると、式（１）に加えて以下の関係（式４）が得られる。

式（１）および式（４）と、δ＝θ４−θ２の関係から、

となり、角度θ１、θ３（θ３’）、θ５（θ５’）、δおよび振幅Ｐｖ１、Ｐｖ２は既知であるため、これらからθ２（θ２’）が求まる。次に、求まったθ２（θ２’）とθ３（θ３’）を式（２）に代入することによって、偏心の振幅Ｐｃが求まる。さらに、θ１とＰｃから、それを打ち消すような逆位相のデータを補正データとして、アクチュエータ５に加えて駆動することで、偏心の補正が可能になる。また、ここで、δ＝πに設定すると、

となり、さらにＰｖ１＝Ｐｖ２としておくと、

となって、よりに簡単な計算でＰｃを求めることができる。

図１２に、実施例２の偏心検出及び補正処理の手順の一例を示す。Ｓ１１〜Ｓ２６はステップ番号を示している。まず、加振データをアクチュエータ５に加えていない状態で、測定領域をイレーズして一定周波数のバースト信号を１周分記録する（Ｓ１１）。磁気ヘッド３の記録素子の位置と再生素子の位置とが半径方向にずれている場合には、そのずれ（ＷＲオフセット）分アクチュエータ５を移動させ、記録したバースト信号を読み出して、再生信号のエンベロープから角度検出部７で角度θ１を検出する（Ｓ１２）。検出されたθ１に対して所定値（θ２’）ずらした角度θ２と加振振幅Ｐｖ１とを決定して、第１の加振データを算出する（Ｓ１３）。

次に、第１の加振データをアクチュエータ５に加えて加振を開始し（Ｓ１４）、その状態で測定領域をイレーズして一定周波数のバースト信号を１周分記録する（Ｓ１５）。ＷＲオフセットがある場合にはその分アクチュエータ５を移動させ、記録したバースト信号を読み出して、再生信号のエンベロープから角度検出部７で角度θ３を検出した（Ｓ１６）後、第１の加振データでの加振を終了する（Ｓ１７）。θ３が所定範囲に入っていない場合には（Ｓ１８）、再度第１の加振データの算出（Ｓ１３）からやり直す。

θ３が所定範囲内に入っている場合には（Ｓ１８）、θ１に対して所定値（θ４’）ずらした角度θ４と加振振幅Ｐｖ２とを決定して、第２の加振データを算出する（Ｓ１９）し、第２の加振データをアクチュエータ５に加えて加振を開始する（Ｓ２０）。その状態で測定領域をイレーズして一定周波数のバースト信号を１周分記録する（Ｓ２１）。ＷＲオフセットがある場合にはその分アクチュエータ５を移動させ、記録したバースト信号を読み出して、再生信号のエンベロープから角度検出部７で角度θ５を検出した（Ｓ２２）後、第２の加振データでの加振を終了する（Ｓ２３）。

その後、加振振幅Ｐｖ１、Ｐｖ２、角度θ１、θ３、θ５、δ（＝θ４−θ２）から補正データを算出し（Ｓ２４）、算出された補正データをアクチュエータ５に加えることにより補正動作を開始する（Ｓ２５）。補正動作された状態でオントラックの状況を観測し、オントラックが不十分な場合には（Ｓ２６）、現状の補正動作を保持したままで、偏心補正残差に対して再度最初（Ｓ１１）から補正処理を行う。十分にオントラックしている場合には（Ｓ２６）、処理を終了する。

実施例２においては、θ３の値のチェックによって（Ｓ１８）、偏心振幅Ｐｃの算出精度を上げることができる。また、オントラックのチェックによって（Ｓ２６）、偏心補正残差に対して再度偏心検出および補正動作を繰り返し実施することにより、偏心補正精度の向上を図ることが可能になる。

以上のように、実施例２では、θ２（θ２’）を算出して使用するため、アクチュエータ５の特性ばらつきに加え、回路系および機構系の位相遅れ分のばらつきの影響を排除でき、正確な補正データの振幅を得ることができる。また、アクチュエータ５がヒステリシス特性を持つ場合でも、位相遅れとして近似可能ならば、上記θ２（θ２’）の算出に含めることができ、その影響を低減することが可能である。

なお、実施例２においては、θ３の値のチェック（Ｓ１８）およびオントラックのチェック（Ｓ２６）の両方を行っているが、これはどちらか一方のみを実施するようにしてもよい。また、上記実施例１に対して、これらのチェックを行うようにすることも可能である。

上記実施の形態において、角度検出部７ではバースト信号のエンベロープ波形によって角度検出を行っているが、これはバースト信号以外のパターンを記録するようにしてもよく、また特定の信号を記録する代わりにＤＣイレーズを行い、その出力波形から角度検出するようにすることも可能である。なお、ＤＴＭ型ディスク１の偏心検出に使用する範囲が、バースト信号や特定パターン、ＤＣイレーズなどで初期化されている状態の場合には、角度検出の前のイレーズおよび再生信号出力用の記録動作（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ１１、Ｓ１５およびＳ２１）が不要となる。

また、上記実施の形態では、最低限半周分のエンベロープ波形があれば、角度検出部７で相対変位のピーク角度検出が可能であるため、トラック１３および溝部１４は必ずしも全周にわたって構成されている必要はなく、少なくとも半周分以上連続して構成されていればよい。

さらに、ＤＴＭ型ディスク１の一部に、偏心検出部として連続したトラック１３および溝部１４を作り込み、その他の部分にはテスト用の別パターンを作り込むことも可能である。

また、上記実施の形態では、偏心に注目してスピンドル２の回転１次成分の検出および補正について記載しているが、ＤＴＭ型ディスク１ではトラック１３のゆがみなどによって回転２次以上の成分が発生し、こちらの方が主要因となる場合にも、回転１次の偏心の場合と同様の手順によって、回転２次以上の成分の低減を図ることが可能である。

さらに、上記実施の形態において、角度演算部７−４、加振データ演算部８、補正データ演算部９および制御部１０の全部あるいは一部を、マイクロプロセッサとＡＤコンバータやＤＡコンバータなどとの組合せで構成するようにしてもよい。

なお、サーボ情報が作り込まれたＤＴＭ型ディスクの場合でも、サーボ情報の復調信号を利用して相対変位のピーク角度を検出することにより、本発明を適用することが可能である。

また、本発明は、ＤＴＭ型ディスクのみでなく、同様にトラック間に非磁性領域が存在するような、ビットパターンドメディア（ＢＰＭ）型ディスクに対しても適用可能である。

実施例１による磁気記録評価装置の構成図である。 ＤＴＭ型ディスクの断面の一例を示す図である。 ＤＴＭ型ディスク上に形成されたトラックと、磁気ヘッドとの関係の一例を示す図である。 実施例１における磁気ヘッドとトラック間の相対変位と、スピンドル回転角度との関係を示した図である。 実施例１によるヘッド位置制御方法のフローチャートである。 再生信号エンベロープ波形の一例を示す図である。 再生信号エンベロープ波形をサンプリングした例を示す図である。 再生信号エンベロープ波形をＬＰＦに通した場合の一例を示す図である。 再生信号エンベロープ波形をＬＰＦに通した後にサンプリングした例を示す図である。 検出角度θ３’と、θ３’の検出誤差によって生じる偏心量検出誤差との関係の一例を示す図である。 実施例２における磁気ヘッドとトラック間の相対変位と、スピンドル回転角度との関係を示した図である。 実施例２によるヘッド位置制御方法のフローチャートである。

符号の説明

１…ＤＴＭ型ディスク、
２…スピンドル、
３…磁気ヘッド、
４…サスペンション、
５…アクチュエータ、
６…定盤、
７…角度検出部、
８…加振データ演算部、
９…補正データ演算部、
１０…制御部、
１１…評価部、
１２…基板、
１３…トラック、
１４…溝部。

Claims (16)

1. 同心円状に複数のトラックが形成され、かつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転駆動機構上に固定して回転させ、前記磁気記録媒体上に磁気ヘッドを位置決めし、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出する第１ステップと、
   前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出する第２ステップと、
   前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振して振動させ、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出する第３ステップと、
   前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出するステップと、
   前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正するステップと、
   を有することを特徴とするヘッド位置制御方法。
2. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記ヘッド位置補正データを算出するステップは、前記第１の回転角度をθ１、前記第２の回転角度をθ２、前記第３の回転角度をθ３、θ２−θ１＝θ２′、θ３−θ１＝θ３′、前記第１加振データの振幅をＰｖ１としたとき、
   （ｓｉｎθ２′／ｔａｎθ３′−ｃｏｓθ２′）×Ｐｖ１
   によりヘッド位置補正データを算出することを特徴とするヘッド位置制御方法。
3. 請求項２記載のヘッド位置制御方法において、前記θ２′をπ／２に設定することを特徴とするヘッド位置制御方法。
4. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記第１ステップ及び第３ステップは、前記磁気ヘッドの再生信号のエンベロープ波形から低周波数成分を強調し、低周波数成分が強調されたエンベロープ波形のピークの間隔が最も広い部分の中間を相対変位のピーク角度として検出することを特徴とするヘッド位置制御方法。
5. 請求項４記載のヘッド位置制御方法において、前記低周波数成分が強調されたエンベロープ波形をサンプリングし、所定の閾値を超える部分において前記相対変位のピーク角度を検出することを特徴とするヘッド位置制御方法。
6. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記第１ステップ及び第３ステップは、前記磁気ヘッドの再生信号のエンベロープ波形から低周波数成分を強調し、低周波数成分が強調されたエンベロープ波形から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位のピーク角度の検出に使用する角度領域を決定し、前記磁気ヘッドの再生信号のエンベロープ波形の前記角度領域部分を切り出して前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位のピーク角度を検出することを特徴とするヘッド位置制御方法。
7. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記第１ステップは、前記磁気ヘッドが位置決めされた前記磁気記録媒体の領域に検出用信号を記録するステップを含むことを特徴とするヘッド位置制御方法。
8. 請求項７記載のヘッド位置制御方法において、前記第３ステップは、前記磁気ヘッドが位置決めされた前記磁気記録媒体の領域をイレーズし、新たに検出用信号を記録するステップを含むことを特徴とするヘッド位置制御方法。
9. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記磁気記録媒体のトラックに、前記第１ステップ及び第３ステップにおいて前記磁気ヘッドにより再生される検出用信号が記録されていることを特徴とするヘッド位置制御方法。
10. 請求項１記載のヘッド位置制御方法において、前記第３ステップの後に、さらに、
    前記第２の回転角度とは異なり、かつ前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第４の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第２の加振データを算出する第４ステップと、
    前記第２の加振データで前記磁気ヘッドを加振して振動させ、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第５の回転角度を検出する第５ステップと、を有し、
    前記ヘッド位置補正データを算出するステップにおいて、前記第１の回転角度と，前記第２の回転角度と，前記第３の回転角度と，前記第４の回転角度と，前記第５の回転角度と，前記第１の加振データによる加振振幅と，前記第２の加振データによる加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出することを特徴とするヘッド位置制御方法。
11. 請求項１又は請求項１０記載のヘッド位置制御方法において、前記第３ステップの後に、前記第３の回転角度が所定の範囲に入っているかどうかを判定するステップを有し、所定の範囲に入っていない場合には前記第２ステップからやり直すことを特徴とするヘッド位置制御方法。
12. 請求項１又は請求項１０記載のヘッド位置制御方法において、前記磁気ヘッドの位置を補正するステップの後、前記磁気ヘッドがオントラックしているかどうかを判定し、オントラックが不十分な場合は補正残差に対して前記第１ステップから実行することを特徴とするヘッド位置制御方法。
13. 同心円状に複数のトラックが形成されかつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記磁気記録媒体に対して信号の記録および再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の少なくとも半径方向に移動可能なアクチュエータと、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の回転角度を検出する角度検出部と、前記回転駆動機構の回転に同期しかつ所定の回転角度で前記磁気ヘッドの変位がピークとなるような前記アクチュエータの加振データを演算する加振データ演算部と、前記角度検出部で検出された回転角度と前記加振データ演算部で演算決定された加振データに基づいてヘッド位置補正データを演算する補正データ演算部と、前記各部位の動作を制御する制御部とを備え、
    前記角度検出部は、前記磁気ヘッドが加振されていない状態で前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出し、
    前記加振データ演算部は、前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
    前記角度検出部は、加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出し、
    前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正することを特徴とするヘッド位置制御装置。
14. 請求項１３記載のヘッド位置制御装置において、前記角度検出部が第３の回転角度を検出した後に、さらに、
    前記加振データ演算部は、前記第２の回転角度とは異なり、かつ前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第４の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第２の加振データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記第２の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
    前記角度検出部は、前記第２の加振データで加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第５の回転角度を検出し、
    前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と，前記第２の回転角度と，前記第３の回転角度と，前記第４の回転角度と，前記第５の回転角度と，前記第１の加振データによる加振振幅と，前記第２の加振データによる加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出することを特徴とするヘッド位置制御装置。
15. 同心円状に複数のトラックが形成されかつ各トラック間が磁気的に分離されたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記磁気記録媒体に対して信号の記録および再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の少なくとも半径方向に移動可能なアクチュエータと、前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の回転角度を検出する角度検出部と、前記回転駆動機構の回転に同期しかつ所定の回転角度で前記磁気ヘッドの変位がピークとなるような前記アクチュエータの加振データを演算する加振データ演算部と、前記角度検出部で検出された回転角度と前記加振データ演算部で演算決定された加振データに基づいてヘッド位置補正データを演算する補正データ演算部と、前記各部位の動作を制御する制御部と、前記磁気ヘッドで前記磁気記録媒体に特定のパターンを記録し、当該特定パターンの再生信号から磁気記録特性の評価を行う評価部とを備え、
    前記角度検出部は、前記磁気ヘッドが加振されていない状態で前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第１の回転角度を検出し、
    前記加振データ演算部は、前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第２の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第１の加振データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記第１の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
    前記角度検出部は、加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第３の回転角度を検出し、
    前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度と前記第３の回転角度と前記磁気ヘッドの加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記ヘッド位置補正データに従って前記磁気ヘッドの位置を補正し、
    前記評価部は、前記磁気ヘッドの位置補正が行われている状態で、前記磁気記録媒体に特定のパターンを記録し、当該特定パターンの再生信号から磁気記録特性の評価を行うことを特徴とする磁気記録評価装置。
16. 請求項１５記載の磁気記録評価装置において、前記角度検出部が第３の回転角度を検出した後に、さらに、
    前記加振データ演算部は、前記第２の回転角度とは異なり、かつ前記第１の回転角度に対して所定の角度ずらした前記回転駆動機構の第４の回転角度で、前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなるような第２の加振データを算出し、
    前記アクチュエータは、前記第２の加振データで前記磁気ヘッドを加振し、
    前記角度検出部は、前記第２の加振データで加振された前記磁気ヘッドの再生信号から前記磁気ヘッドと前記トラックとの相対変位がピークとなる前記回転駆動機構の第５の回転角度を検出し、
    前記補正データ演算部は、前記第１の回転角度と，前記第２の回転角度と，前記第３の回転角度と，前記第４の回転角度と，前記第５の回転角度と，前記第１の加振データによる加振振幅と，前記第２の加振データによる加振振幅とに基づいてヘッド位置補正データを算出することを特徴とする磁気記録評価装置。

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