JP3282973B2

JP3282973B2 - ヘッドの位置検出方法及び磁気ディスク装置

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Publication number: JP3282973B2
Application number: JP22336396A
Authority: JP
Inventors: 直行各務; 晃時園; 裕三中川
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 2002-05-20
Anticipated expiration: 2016-08-26
Also published as: JPH09180388A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドの位置検出
方法及び磁気ディスク装置にかかり、特に、磁気ディス
クにバーストパターンを記録して磁気ヘッドの位置を検
出する方法及びこれを用いた磁気ディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク、フレキシブルディスク
等の磁気ディスクには同心円状に複数のデータトラック
が形成されている。磁気ディスクに対し情報の読取り又
は書込みを行う場合には、磁気ヘッドを磁気ディスクの
半径方向に沿って移動させて特定のデータトラックに対
応させた後に（所謂シーク動作）、前記特定のデータト
ラックに対して情報の読取り又は情報の書込みが行われ
る。磁気ヘッドを特定のデータトラックに対応させる
（所謂、トラックフォロイング）ための磁気ヘッドの位
置決めは、周知のように磁気ディスクに半径方向に沿っ
て記録されたバーストパターンを読み取ることによって
行われる。

【０００３】上記磁気ヘッドを特定のデータトラックに
容易に対応させるため、特開平６−２４３６１７号公報
には、４種類のバーストパターンから成るバーストパタ
ーンを磁気ディスクに記録しておき、前記バーストパタ
ーンから得られた４種類の信号を用いて演算することに
よって得た位置検出信号から磁気ヘッドを位置決めする
磁気ディスク装置が提案されている。図８には、このバ
ーストパターンの例として、Ｎ−１番目からＮ＋２番目
のデータトラック周辺を示した。

【０００４】図８（１）に示すように、上記磁気ディス
ク装置では、バーストパターンは、領域Ａ，Ｂからなる
メインバーストパターンと、領域Ｃ，Ｄからなるスレー
ブバーストパターンから構成されている。この図におい
て、矢印Ｃ方向は、磁気ディスクの回転方向を示し、矢
印Ｄ方向は、半径方向を示す。メインバーストパターン
は、磁気ディスクの半径方向にトラック幅だけずらした
位置の領域Ａ，Ｂに記録されている。すなわち、データ
トラック幅と略一致する幅の領域Ａを半径方向（図８の
矢印Ｄ方向）に沿って配置すると共に、領域Ａと同様の
幅を持つ領域Ｂを領域Ａに対して半径方向（矢印Ｄ方
向）にトラック幅だけずらして配置することによって、
千鳥状に配置したメインバーストパターンが形成されて
いる。また、領域Ｂから１／２トラック幅だけずらした
領域Ｃ及び領域Ｃと同様の幅を持つ領域Ｄを領域Ｃに対
して半径方向にトラック幅だけずらして配置することに
よって、千鳥状に配置したスレーブバーストパターンが
形成されている。

【０００５】ここで、磁気ヘッドを磁気ディスクの半径
方向に沿って移動させながらバーストパターンの読取り
を行うと、メインバーストパターンについては、図８
（２）に実線で示すように変化する位置検出信号ＭＰが
得られる。この位置検出信号ＭＰは、領域Ａに関するバ
ーストパターンを読み取ることによって得られる信号
（以下、信号ＳＡという）から領域Ｂに関するバースト
パターンを読み取ることによって得られる信号（以下、
信号ＳＢという）を減じた信号を、信号ＳＡに信号ＳＢ
を加えた信号で除した信号（ＳＡ−ＳＢ）／（ＳＡ＋Ｓ
Ｂ）である。なお、図８（２）において横軸は磁気ヘッ
ドの位置（物理的位置）、より詳しくは磁気ヘッドに形
成されたギャップの長手方向中心位置（センタ）を表し
ている。

【０００６】また、スレーブバーストパターンについて
は、図８（３）に実線で示すように、位相がずれた特性
の位置検出信号ＮＰが得られる。すなわち、この位置検
出信号ＮＰは、領域Ｃに関するバーストパターンを読み
取ることによって得られる信号（以下、信号ＳＣとい
う）から領域Ｄに関するバーストパターンを読み取るこ
とによって得られる信号（以下、信号ＳＤという）を減
じた信号を、信号ＳＣに信号ＳＤを加えた信号で除した
信号（ＳＣ−ＳＤ）／（ＳＣ＋ＳＤ）である。

【０００７】図８（２）に示すように、メインバースト
パターンについての位置検出信号は、Ｎ番目のデータト
ラックの幅方向（図８の矢印Ｄ方向）中心部付近を通過
する際に直線的に変化している。これは他のデータトラ
ックの幅方向中心部を通過するときにも同様である。従
って、位置検出信号のレベルに基づいて磁気ヘッドの位
置を判断することができ、位置信号のレベルに基づいて
磁気ヘッドの中心部位（詳細には、磁気ヘッドの読み取
り部の中心部、所謂ギャップの長手方向の中心部）がデ
ータトラックの幅方向中心部に位置するように磁気ヘッ
ドを位置決めすることができる。

【０００８】しかしながら、図８（２）に示す位置検出
信号では、磁気ヘッドがデータトラックの境界付近に位
置しているときにレベルが略一定の期間がある。これは
磁気ヘッドの読み取り部分（ギャップ）の長手方向寸法
がデータトラックの幅寸法よりも小さいために生じる。
前記期間では磁気ヘッドの位置を特定することができな
いので不感帯と呼ばれている。

【０００９】このようなデータトラックの境界付近で
は、図８（３）に示すように、スレーブバーストパター
ンについての位置検出信号が直線的に変化している。従
って、データトラックの境界付近では、スレーブバース
トパターンについての位置検出信号に基づいて磁気ヘッ
ドの位置を判断することができる。

【００１０】従って、データトラック上の磁気ヘッドの
位置に応じてメインバーストパターンまたはスレーブバ
ーストパターンに関する位置検出信号を切り換えること
によって、磁気ヘッドの移動に対して広い範囲に亘って
直線的に変化する位置検出信号を得ることができ、その
信号のレベルに基づいて磁気ヘッドの位置を判断するこ
とができ、位置信号のレベルに基づいて磁気ヘッドを位
置決めすることができる。

【００１１】ところで、近年、磁気抵抗素子（以下、Ｍ
Ｒ素子という）を用いて情報の読取りを行う磁気ヘッド
が提案されている。磁気抵抗素子は、半導体を磁界内に
配置すると半導体の中の電子や正孔の進行方向が磁界に
よって変化して走行経路が長くなり、抵抗値が増加する
という磁気抵抗効果を利用した素子である。このＭＲ素
子を用いて情報の読取りを行いコイルによって情報の書
込みを行う磁気ヘッドでは、読取り用のギャップと書込
み用のギャップとが別々に設けられており、エラーレー
トを向上させるために読取り用のギャップの長手方向寸
法が短くされている。また、物理的な配置の都合上、読
取り用のギャップの長手方向中心位置（センタ）と書込
み用のギャップのセンタとがずれている。

【００１２】従って、情報の書込みを行う場合には、書
込み用のギャップのセンタがデータトラックの幅方向中
心部に一致した位置、すなわち読取り用のギャップのセ
ンタがデータトラックの幅方向中心部からずれた位置に
磁気ヘッドを位置決めする必要があるが、前述のように
読取り用のギャップの長手方向寸法が短くされているた
め、前記不感帯となっている期間が長くなり、磁気ヘッ
ドの移動に対して位置検出信号が直線的に変化する線型
領域が不足する。従って、磁気ヘッドの位置を検出でき
る範囲が非常に狭くなるので、より正確に磁気ヘッドの
位置を検出することが要求されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの状態、例えば、磁
気ヘッドに供給される電圧や周囲温度の変動、バースト
パターンに含まれる電気的なオフセット、磁気記録時点
に生じるオフセット等によって、位置検出信号として得
られる大きさが、磁気ヘッド毎に変動することや磁気デ
ィスクの半径方向の位置によって変動することがある。

【００１４】すなわち、磁気ヘッドの状態や電気又は磁
気オフセット等によって、図８（２）に点線で示した位
置検出信号ｍｐ、及び図８（３）に点線で示した位置検
出信号ｎｐのように基準となる位置検出信号（実線）か
ら変動することがあり、位置検出信号の大きさ（例えば
振幅）が全てのデータトラックに関して安定的に得るこ
とができない。

【００１５】この場合、図８（４）に実線で示すような
直線的に変化する理想的な位置検出信号を得ることがで
きず、図８（４）に点線で示すように、離れた特性とな
る。図８（４）において、縦軸は位置検出信号から求め
られる磁気ヘッドの位置を表し、横軸は磁気ヘッドの物
理的位置を表している。

【００１６】このように、磁気ヘッドの状態や電気又は
磁気オフセット等の問題を解消するため、トラックフォ
ロイングするためのサーボループのゲインを補正するこ
とが考えられるが、サーボ回路自体のゲインや磁気ヘッ
ドを移動させるためのアクチュエータ（例えば、磁気ヘ
ッドを旋回させるためのボイスコイルモータ）のゲイン
の差異等をパラメータとして付加しなければならないの
で、位置検出信号自体を補正することができない。この
ため、位置検出信号は不安定になる。

【００１７】また、上記従来の技術のように広範囲に渡
って直線的に変化する位置検出信号を得るためには、最
適な位置で位置検出信号を切り替えなければならない
が、磁気ヘッドの状態や電気又は磁気オフセット等によ
り直線的に変化する位置検出信号を得ることができない
ので、直線的な部分から外れた位置検出信号ｍｐ，ｎｐ
（図８（４）の点線部分）での位置検出となり、正確に
磁気ヘッドの位置を検出することができない。従って、
磁気ヘッドの動作が不安定になる。

【００１８】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、磁気ヘッドの位置を広範囲に亘って簡単な処理で検
出することができる磁気ヘッドの位置検出方法及び磁気
ディスク装置を得ることが目的である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、同心円状にデータトラックを有するデ
ィスク上に形成されたバーストパターンにより得られる
第１及び第２の位置検出信号に基づいて、前記ディスク
上におけるヘッドの位置を検出する方法において、ヘッ
ドをある位置に移動するステップと、このヘッドの位置
における第１の位置検出信号及び第２の位置検出信号を
求めるステップと、この第１の位置検出信号及び第２の
位置検出信号をゲインに基づいて補正することにより、
線形的に変化する第３の位置検出信号を生成するステッ
プと、第３の位置検出信号を用いて、ヘッドの位置を検
出するステップとを有するヘッドの位置検出方法を提供
する。

【００２０】第２の発明は、同心円状にデータトラック
を有するディスク上に形成されたバーストパターンによ
り得られる第１及び第２の位置検出信号に基づいて、デ
ィスク上におけるヘッドの位置を検出する方法におい
て、ヘッドをある位置に移動するステップと、このヘッ
ドの位置における第１の位置検出信号及び第２の位置検
出信号を求めるステップと、この位置が予め定めた範囲
内のときには、第１の位置検出信号をゲインに基づいて
補正すると共に、この位置が予め定めた範囲外のときに
は、第２の位置検出信号を補正することにより、線形的
に変化する第３の位置検出信号を生成するステップと、
第３の位置検出信号を用いて、ヘッドの前記位置を検出
するステップとを有するヘッドの位置検出方法を提供す
る。

【００２１】上記第１及び第２の発明において、バース
トパターンは、一般的には、複数のバーストパターン列
から構成され、バーストパターン列のそれぞれは、ディ
スクの半径方向に沿って形成されている。

【００２２】上記位置検出信号を生成するステップは、
第１及び第２の位置検出信号にゲインを乗じることによ
り生成してもよい。このゲインは次のステップを実行す
ることにより生成される。すなわち、ヘッドを、あるデ
ータトラックの中心に対して、所定のトラック幅だけず
らした位置に移動するステップと、この位置における第
１の位置検出信号を複数抽出するステップと、複数の第
１の位置検出信号の値の平均である平均値を求めるステ
ップと、この平均値に基づいてゲインを求めるステップ
である。

【００２３】なお、所定のトラック幅は、１／４トラッ
ク幅であることが好ましい。

【００２４】第３の発明は、ディスク上に形成されたバ
ーストパターンにより得られる第１及び第２の位置検出
信号及びゲインに基づいて、線形的に変化する第３の位
置検出信号を生成し、第３の位置検出信号に基づいて、
ディスク上におけるヘッドの位置を検出する際の、前記
ゲインの生成方法において、ヘッドを、あるデータトラ
ックの中心に対して、所定のトラック幅だけずらした位
置に移動するステップと、この位置における第１の位置
検出信号を複数抽出するステップと、複数の第１の位置
検出信号の値の平均である平均値を求めるステップと、
平均値に基づいて、ゲインを求めるステップとを有する
ゲインの生成方法を提供する。

【００２５】第４の発明は、複数のゾーンを有し、バー
ストパターンが形成された磁気ディスクと、磁気ディス
クに掲載されたバーストパターンに基づき、第１及び第
２の位置検出信号を再生する磁気ヘッドと、磁気ヘッド
をディスク上のある位置に移動する駆動手段と、ゾーン
ごとのゲインを記憶した記憶手段と、磁気ヘッドの位置
に対応するゾーンのゲインを、バーストパターンにより
得られる第１及び第２の位置検出信号に乗じることによ
り、線形的に変化する第３の位置検出信号を生成する生
成手段と、この第３の位置検出信号を用いて、磁気ヘッ
ドの位置を検出する検出手段とを有する磁気ディスク装
置を提供する。

【００２６】第５の発明は、複数のゾーンを有し、バー
ストパターンが形成された磁気ディスクと、磁気ディス
クに掲載されたバーストパターンに基づき、第１及び第
２の位置検出信号を再生する磁気ヘッドと、磁気ヘッド
をディスク上のある位置に移動する駆動手段と、ゾーン
ごとのゲインを記憶した記憶手段と、磁気ヘッドの位置
が予め定めた範囲内のときには、磁気ヘッドの位置に対
応するゾーンのゲインを、第１の位置検出信号に乗じる
と共に、磁気ヘッドの位置が上記予め定めた範囲外のと
きには、磁気ヘッドの位置に対応するゾーンのゲイン
を、第２の位置検出信号に乗じることにより、線形的に
変化する第３の位置検出信号を生成する生成手段と、第
３の位置検出信号を用いて、磁気ヘッドの位置を検出す
る検出手段とを有する磁気ディスク装置を提供する。

【００２７】ここで、磁気ヘッドが複数ある場合におい
て、記憶手段は、磁気ヘッドごとのゲインをさらに記憶
していることが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。図１には本実施の形
態に係る磁気ディスク装置としてのハードディスク装置
１０が示されている。ハードディスク装置１０はシャフ
ト１２を高速で回転させる駆動装置１４を備えている。
シャフト１２には、互いの軸線が一致するように円筒状
の支持体１６が取付けられており、支持体１６の外周面
には複数枚（図１では４枚）の磁気ディスクとしてのデ
ィスク１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが各々所定間隔
隔てて取付けられている。

【００２９】ディスク１８Ａ〜１８Ｄは所定の厚み寸法
の円盤状とされており、各々硬質の材料で製作されかつ
両面に磁性材料が塗布されており、両面が記録面とされ
ている。ディスク１８Ａ〜１８Ｄの中心部には支持体１
６の外径寸法とほぼ同径の孔が穿設されている。孔には
支持体１６が挿入されており、ディスク１８Ａ〜１８Ｄ
は支持体１６の外周面に固定されている。従って、駆動
装置１４によってシャフト１２が回転されると、ディス
ク１８Ａ〜１８Ｄは支持体１６と一体的に回転される。

【００３０】ディスク１８Ａ〜１８Ｄの各々の記録面に
は、図２に示すようにディスク１８の半径方向に沿って
複数のバーストパターン記録領域５０が放射状に形成さ
れ、残りの領域がデータトラック領域５２とされてい
る。バーストパターン記録領域５０には、信号が所定の
パターンで記録されることによってバーストパターンが
形成されている。図３にはバーストパターン記録領域５
０に形成されるバーストパターン及びデータトラック領
域５２の一部を示す。データトラック領域５２には複数
のデータトラックが半径方向に沿って同心円状にピッチ
Ｐで形成されており、図３にはその一部であるデータト
ラック５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを示す。各デー
タトラックは、後述する磁気ヘッドによってディスク１
８の回転方向（図３矢印Ａ方向）に沿って情報が書き込
まれる。

【００３１】バーストパターン記録領域５０に形成され
ているバーストパターンは、図３に示すように、各々信
号が記録された領域（図３にハッチングで示す部分）が
ディスク１８の半径方向（矢印Ｂ方向）に沿って配列さ
れた４本のバーストパターン列（バーストパターン列Ａ
乃至Ｄ）から成る。各バーストパターン列を構成する各
信号記録領域は、ディスク１８の半径方向に沿った寸法
及び隣り合う領域との間隔が各々データトラック５４の
ピッチＰに等しい長さとされている。

【００３２】バーストパターン列Ａ及びＢは本発明のメ
インバーストパターンを構成している。バーストパター
ン列Ａの信号記録領域５０ａ及びバーストパターン列Ｂ
の信号記録領域５０ｂは、ディスク１８の半径方向に沿
って千鳥状に配置され、かつ各領域を囲む４つの辺のう
ち、矢印Ａ方向の２つの辺がデータトラック５４の幅方
向中心部に対応しており、各領域に信号が記録されるこ
とによってバーストパターン列Ａ及びＢが形成される。

【００３３】また、バーストパターン列Ｃ及びＤは本発
明のスレーブバーストパターンに対応している。バース
トパターン列Ｃの信号記録領域５０ｃ及びバーストパタ
ーン列Ｄの信号記録領域５０ｄは、ディスク１８の半径
方向に沿って千鳥状に配置され、かつ各領域を囲む４つ
の辺のうち、矢印Ａ方向の２つの辺が隣接するデータト
ラック間の境界に対応しており、各領域に信号が記録さ
れることによってバーストパターン列Ｃ及びＤが形成さ
れる。なお、バーストパターン記録領域５０に含まれる
領域５０Ａには、パターンの開始を示す特殊コード（１
μsec 程度の無信号領域等）及び各データトラックのア
ドレス等を表すグレイコード（巡回２進符号）が、デー
タトラックに対応されて記録されている。

【００３４】またハードディスク装置１０は、ディスク
１８Ａ〜１８Ｄの各々の記録面に対応して設けられた磁
気ヘッド２０Ａ〜２０Ｈを備えている。磁気ヘッド２０
Ａ〜２０Ｈの各々には、図４に示すように、各データト
ラックの幅方向に沿って延びる、情報読取り用のリード
ギャップ２０Ｒと情報書込み用のライトギャップ２０Ｗ
とが形成されている。リードギャップ２０Ｒはライトギ
ャップ２０Ｗと比較して長手方向寸法が短くされてお
り、かつ長手方向中心位置（センタ）がライトギャップ
２０Ｗのセンタに対してずれている（ずれ量を図４に
「ａ」で示す）。

【００３５】各磁気ヘッド２０は、リードギャップ２０
Ｒに対応して設けられＭＲ素子を利用して情報の読取り
を行う図示しないリードエレメントと、ライトギャップ
２０Ｗに対応して設けられコイルによって情報の書込み
を行う図示しないライトエレメントと、を含んで構成さ
れている。磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｈは各々アクセスア
ーム２２Ａ〜２２Ｈの先端部に取付けられており、ディ
スク１８Ａ〜１８Ｄの対応する記録面から若干（例えば
0.1〜 0.2ミクロン程度）離れた位置に保持されてい
る。アクセスアーム２２Ａ〜２２Ｈの磁気ヘッド２０が
取付けられた側と反対側の端部は駆動装置２４に取付け
られている。

【００３６】駆動装置２４は、アクセスアーム２２Ａ〜
２２Ｈに対応して設けられ各アクセスアームを移動させ
るボイスコイルモータ２６（図５参照）を備えており、
後述するマイクロプロセッシングユニットによってボイ
スコイルモータ２６が駆動されると、磁気ヘッド２０Ａ
〜２０Ｈがディスク１８Ａ〜１８Ｄの半径方向に沿って
移動するようにアクセスアームを移動させる。これによ
り、磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｈはディスク１８Ａ〜１８
Ｄの記録面上の所定部位に対応される。

【００３７】各磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｈは、各々図５
に示すような回路に接続されている。なお、磁気ヘッド
２０Ａ〜２０Ｈの各々は、略同一の構成であるため、以
下の説明では、総称して磁気ヘッド２０という。磁気ヘ
ッド２０の信号出力端は増幅器２８の入力端に接続され
ており、磁気ヘッド２０のリードエレメントから出力さ
れた信号は増幅器２８で増幅される。増幅器２８の出力
端にはオートゲインコントローラ回路３０が接続されて
いる。オートゲインコントローラ回路３０は、スイッチ
ング回路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを備えてお
り、増幅器２８の出力端にスイッチング回路３０Ａ、３
０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの一端が並列に接続されている。
また、増幅器２８の出力端はハードディスクコントロー
ラ（以下、ＨＤＣという）４２に接続されている。

【００３８】ＨＤＣ４２は、位置検出信号としてのメイ
ンポジショニング信号を演算するためのＭＰＥＳ演算器
６２、スレーブポジショニング信号を演算するためのＳ
ＰＥＳ演算器６０、パターン検出回路４６及びゲートパ
ルス発生器４８を含んで構成されている。このＨＤＣ４
２では、増幅器２８の出力端がパターン検出回路４６を
介してゲートパルス発生器４８に接続されている。この
ゲートパルス発生器４８はオートゲインコントローラ回
路３０のスイッチング回路３０Ａ〜３０Ｄ及びマイクロ
プロセッシングユニット（以下、ＭＰＵという）３２に
接続されている。

【００３９】図５ではスイッチング回路３０Ａ〜３０Ｄ
を模式的にスイッチとして示しているが、実際にはトラ
ンジスタ等のスイッチング素子を含んで構成されてお
り、ノイズ除去フィルタ等としても機能する。パターン
検出回路４６によってパターンの開始を示すコードが検
出された後、ゲートパルス発生器４８は、磁気ヘッド２
０がバーストパターン列Ａに対応したときにスイッチン
グ回路３０Ａのみをオンさせ、スイッチング回路３０Ａ
からバーストパターン列Ａに対応する信号（以下、信号
Ａという）を出力させる。また、磁気ヘッド２０がバー
ストパターン列Ｂに対応したときにスイッチング回路３
０Ｂのみをオンさせ、スイッチング回路３０Ｂからバー
ストパターン列Ｂに対応する信号（以下信号Ｂという）
を出力させる。

【００４０】同様に、磁気ヘッド２０がバーストパター
ン列Ｃに対応したときにスイッチング回路３０Ｃのみを
オンさせ、スイッチング回路３０Ｃからバーストパター
ン列Ｃに対応する信号（以下信号Ｃという）を出力させ
ると共に、磁気ヘッド２０がバーストパターン列Ｄに対
応したときにスイッチング回路３０Ｄのみをオンさせス
イッチング回路３０Ｄからバーストパターン列Ｄに対応
する信号（以下信号Ｄという）を出力させる。

【００４１】スイッチング回路３０Ａの他端はＭＰＵ３
２に含まれているアナログデジタル変換器（以下、Ａ／
Ｄ変換器という）３４Ａの信号入力端に接続されてい
る。スイッチング回路３０Ｂの他端はＡ／Ｄ変換器３４
Ｂの信号入力端に接続されている。同様に、スイッチン
グ回路３０Ｃ，３０Ｄの他端はＡ／Ｄ変換器３４Ｃ，３
４Ｄの信号入力端に接続されている。従って、Ａ／Ｄ変
換器３４Ａはスイッチング回路３０Ａから出力された信
号Ａをデジタルデータに変換して出力し、Ａ／Ｄ変換器
３４Ｂはスイッチング回路３０Ｂから出力された信号Ｂ
をデジタルデータに変換して出力し、Ａ／Ｄ変換器３４
Ｃはスイッチング回路３０Ｃから出力された信号Ｃをデ
ジタルデータに変換して出力し、Ａ／Ｄ変換器３４Ｄは
スイッチング回路３０Ｄから出力された信号Ｄをデジタ
ルデータに変換して出力する。

【００４２】ＭＰＵ３２のＡ／Ｄ変換器３４Ａの出力端
は、ＭＰＥＳ演算器６２の第１入力端に接続され、Ａ／
Ｄ変換器３４Ｂの出力端は、ＭＰＥＳ演算器６２の第２
入力端に接続されている。また、ＭＰＵ３２のＡ／Ｄ変
換器３４Ｃの出力端は、ＳＰＥＳ演算器６０の第１入力
端に接続され、Ａ／Ｄ変換器３４Ｄの出力端は、ＳＰＥ
Ｓ演算器６０の第２入力端に接続されている。

【００４３】また、ＭＰＵ３２は、後述するゲイン
［Ｈ］が記憶されたメモリ３６を備えており、メモリ３
６の出力端はＭＰＥＳ演算器６２の第３入力端に接続さ
れると共に、ＳＰＥＳ演算器６０の第３入力端に接続さ
れている。このメモリ３８は、磁気ヘッド２０を所定の
データトラックへシークさせた後の磁気ヘッド２０のず
れ量（オフセット量）を一時的に記憶するセットメモリ
３８に接続されている。このセットメモリ３８には図示
を省略したホストコンピュータ側から所定の位置のデー
タトラックに応じたデータが入力される。すなわち、ゾ
ーンを識別するための所定位置を表す値、及び磁気ディ
スク装置の製造時点に決定される、所定位置のデータト
ラックへ磁気ヘッドを移動（所謂シーク）させたのちに
磁気ヘッドをずらす量（オフセット量）等が入力され
る。

【００４４】ＭＰＥＳ演算器６２の出力端は、セレクタ
６４の一方の入力端に接続され、ＳＰＥＳ演算器６０の
出力端は、セレクタ６４の他方の入力端に接続されてい
る。ＭＰＥＳ演算器６２では、第１入力端〜第３入力端
に入力されたデータに基づいて、後述するようにメイン
ポジショニング信号を演算し出力する。また、ＳＰＥＳ
演算器６０では、第１入力端〜第３入力端に入力された
データに基づいて、後述するようにスレーブポジショニ
ング信号を演算し出力する。

【００４５】上記のＭＰＥＳ演算器６２及びＳＰＥＳ演
算器６０の出力端の各々は、比較器６３の入力端にも接
続されている。この比較器６３は、ＭＰＥＳ演算器６２
及びＳＰＥＳ演算器６０の各々から出力される信号（メ
インポジショニング信号及びスレーブポジショニング信
号）を比較し比較結果を出力する。すなわち、この比較
器６３は各入力信号の大きさを比較することによって磁
気ヘッド２０の位置がデータトラックの中央部から所定
値（例えば、±１／４トラック幅）以内であるか否かを
判別するためのものであり、比較結果のデータが磁気ヘ
ッド２０が所定値以内の値に対応するときにハイレベル
の信号を出力する。この比較器６３の出力端はセレクタ
６４の制御端に接続されている。従って、比較結果によ
って例えば、磁気ヘッド２０の位置が±１／４トラック
幅以内と判別されると、セレクタ６４へハイレベルの信
号を出力する。セレクタ６４では、制御端にハイレベル
の信号が入力されると、ＭＰＥＳ演算器６２からのデー
タを出力し、それ以外のときはＳＰＥＳ演算器６０から
のデータを出力するように切り換える。

【００４６】セレクタの出力端は、サーボコントローラ
４０及びドライバ４４を介してボイスコイルモータ（以
下、ＶＣＭという）に接続されている。従って、所定値
（例えば、±１／４トラック幅）以内のオフセット量の
ときにはＭＰＥＳ演算器６２からのデータ、それ以外の
ときはＳＰＥＳ演算器６０からのデータがセレクタ６４
から出力され、この値に基づいてサーボコントローラ４
０でサーボコントロール用に信号が出力され、ドライバ
４４でＶＣＭ２６のドライブ信号にされてＶＣＭ２６に
供給される。これによりＶＣＭ２６が駆動され、磁気ヘ
ッド２０が所定位置でトラックフォロイングがなされ
る。

【００４７】なお、ＭＰＵ３２においてＡ／Ｄ変換器３
４Ａ〜３４Ｄから出力されたデータに基づいて磁気ヘッ
ド２０の位置を判断するようにしてもよい。

【００４８】次に、ＭＰＥＳ演算器６２及びＳＰＥＳ演
算器６０における演算について説明する。なお、以下の
説明では、１データトラックの位置は、０から２５５
（０hex 〜FFhex ）までのデジタル値で表すものとす
る。従って、データトラックの中心位置は８０ｈｅｘと
なる。本実施の形態のＭＰＥＳ演算器６２では、次の式
（１）から求まる値をメインポジショニング信号（位置
検出信号ＭＰＥＳ）として出力し、ＳＰＥＳ演算器６０
では、次の式（２）から求まる値をスレーブポジショニ
ング信号（位置検出信号ＳＰＥＳ）として出力する。

【００４９】

【数１】

【００５０】但し、Ａｄ：信号Ａのデジタル値Ｂｄ：信号Ｂのデジタル値Ｃｄ：信号Ｃのデジタル値Ｄｄ：信号Ｄのデジタル値［Ｈ］：ゲイン（任意の値）

【００５１】上記の式（１）、及び式（２）から求まる
ポジショニング信号はゲイン［Ｈ］が最適値でないとき
には、従来の技術及び発明が解決しようとする課題の欄
にも記載したように、磁気ヘッド２０の動作が不安定に
なる（図８参照）。

【００５２】この最適なゲイン［Ｈ］に設定するための
校正（キャリブレーション）は、次のようにする。

【００５３】手順：ゲイン［Ｈ］の初期値［Ｈ０］と
して任意の値（例えば、［Ｈ０］＝４０ｈｅｘ）を設定
すると共に、校正したい磁気ヘッド２０、ディスク、及
びデータトラック（シリンダ）を設定する。この校正し
たい磁気ヘッド２０、ディスク、及びデータトラックに
おいて、データトラックの中心（８０ｈｅｘ）に対して
＋１／４トラック幅だけずらした位置（例えば、図８の
Ｎ番目のデータトラックにおける目標位置Ｃ０ｈｅｘ）
に強制的にトラックフォロイングを行う。

【００５４】手順：手順における状態で、上記の式
（１）に従って、メインポジショニング信号の値を所定
数抽出し、その平均値を求める。この平均値をＭＰＥＳ
＿０とする。

【００５５】手順：次の式（３）を用いて、最適なゲ
イン［Ｈ］を求める。

【００５６】

【数２】

【００５７】このように、１／４トラック幅だけずらし
た位置では、メインポジショニング信号とスレーブポジ
ショニング信号との間で磁気ヘッドの位置を検出したと
する位置検出信号（ＰＥＳ信号）が推移しながらトラッ
クフォロイングを行っている。従って、この状態でのメ
インポジショニング信号（ＭＰＥＳ信号）の平均値は、
その磁気ヘッドの状態における目標位置を表すこととな
り、この平均値を目標位置を表す値へ変換させるための
ゲイン［Ｈ］の値が最適値であると想定される。

【００５８】手順：以上の手順〜手順の手順を磁
気ディスク装置の校正したい磁気ヘッド２０、ディス
ク、及びデータトラックの全ての組み合わせについて行
って、各ゲイン［Ｈ］を求める。

【００５９】以上のようにしてゲイン［Ｈ］が求まれ
ば、磁気ヘッド２０、ディスク、及びデータトラックの
全ての組み合わせについて最適なゲインが定まり、ＨＤ
Ｃからは最適な位置検出信号を出力することができる。
例えば、図８のＮ番目のデータトラックにおいて、デー
タトラックの中心に対して＋１／４トラック幅だけずら
した位置（Ｃ０ｈｅｘ）を目標位置としてトラックフォ
ロイングする場合における、物理的位置と位置検出信号
との対応は、最適なゲイン［Ｈ］が設定されていない
と、図６に示すように、メインポジショニング信号ｍ
ｐ、及びスレーブポジショニング信号ｎｐとなり、点Ｘ
₁に対応する出力と点Ｘ₂に対応する出力との間で推移
して安定しない。すなわち、メインポジショニング信号
ｍｐ、及びスレーブポジショニング信号ｎｐの接線の勾
配が理想的な直線ｔｈから変化する。そこで、本実施の
形態では、これらのメインポジショニング信号ｍｐ、及
びスレーブポジショニング信号ｎｐのゲインを予め求
め、上記式（１）及び（２）のように乗ずることによっ
て、理想的な直線ｔｈに近づけている。従って、得られ
る信号は、メインポジショニング信号ＭＰ、及びスレー
ブポジショニング信号ＮＰとなり、目標位置として＋１
／４トラック幅だけずらした位置近傍で安定的にトラッ
クフォロイングすることができる。また、メインポジシ
ョニング信号ＭＰとスレーブポジショニング信号ＮＰと
の間の切り換えも円滑にすることができる。

【００６０】なお、本実施の形態では、磁気ディスク装
置の製造時に各ゲイン［Ｈ］を予め求めておき、求めた
ゲイン［Ｈ］をメモリ３６に予め記憶している。

【００６１】また、ゲイン［Ｈ］は、磁気ヘッド２０、
ディスク、及びデータトラックの全ての組み合わせにつ
いて最適な値を有するが、データトラックはトラック幅
が狭幅化が進んでいるので、隣接するデータトラック間
では大幅な変動が少ないことが予想される。このため、
図２に示すように、１枚のディスクを半径方向に複数の
ゾーン（図２の例では、４つのゾーンZone-0〜Zone-3）
に分割し、以下の表１に示すように、各ゾーン毎にゲイ
ン［Ｈ］をテーブル化して記憶するようにすることが好
ましい。このようにテーブル化することによって、ゲイ
ン［Ｈ］を記憶するための記憶容量を小さくできると共
に、最適値を求める処理の負荷を軽減できる。なお、こ
れらゲイン［Ｈ］はディスクに記録しておき、電源投入
時点等の予め定めたときに読み取るようにしてもよい。

【００６２】

【表１】

【００６３】但し、２０Ａ〜２０Ｈ：磁気ヘッドＺｏｎｅ−ｉ：ゾーンを表す識別子ＨＤｉｊ：ゲイン［Ｈ］の値（ｉ＝０，１，２，３，ｊ＝１，２，・・・，８）

【００６４】次に、本実施の形態のハードディスク装置
１０の動作を説明する。図示しないホストコンピュータ
から特定のデータトラックに所定のオフセット量でトラ
ックフォロイングするように要求されると、セットメモ
リにその内容がセットされる。このとき既にシーク動作
はなされており、磁気ヘッド２０からはメインバースト
パターン及びスレーブバーストパターンに対応する信号
が出力され、信号Ａ乃至信号Ｄがスイッチング回路３０
Ａ乃至３０Ｄから出力される。これら信号Ａ乃至信号Ｄ
の振幅に対応するデジタル値がＡ／Ｄ変換器３４Ａ乃至
３４Ｄから出力され、ＭＰＥＳ演算器６２及びＳＰＥＳ
演算器６０で読み取られる。このとき、セットメモリ３
８にセットされたデータトラックの位置（ゾーン）及び
オフセット量に応じて最適なゲイン［Ｈ］がメモリ３６
から出力される。これによって、ＭＰＥＳ演算器６２及
びＳＰＥＳ演算器６０では上記の式（１）及び（２）を
用いて各ポジショニング信号が出力される。セレクタ６
４には位置検出信号ＰＥＳとしてＭＰＥＳ演算器６２及
びＳＰＥＳ演算器６０のいずれの出力信号を用いるかを
選択するための制御信号がセットメモリから入力される
ので、磁気ヘッド２０の位置に対応してＭＰＥＳ演算器
６２及びＳＰＥＳ演算器６０のいずれかの出力信号がサ
ーボコントローラ４０へ出力される。このセレクタ６４
からの出力信号に基づいてサーボコントローラ４０でサ
ーボコントロール用の信号が出力され、ドライバ４４で
ＶＣＭ２６のドライブ信号にされてＶＣＭ２６に供給さ
れることでＶＣＭ２６が駆動され、磁気ヘッド２０が最
適な所定位置でトラックフォロイングされる。

【００６５】このように、本実施の形態では、ディスク
の部位によってオフセット量が異なるときや、リードエ
レメントとライトエレメントとが所定間隔を隔てて設け
られたＭＲ効果を有する磁気ヘッドによりトラックフォ
ロイングする場合に所定のオフセット量を有して磁気ヘ
ッドをサーボコントロールするときであっても、磁気ヘ
ッドの出力信号から得られる位置検出信号を補正するた
めのゲインを予め記憶されたデータまたはテーブルを参
照して求めているので、再生された磁気ヘッドの出力信
号から確実に磁気ヘッドの位置を検出することができ、
最適な位置で忠実に磁気ヘッドを位置決めすることがで
きる。

【００６６】また、磁気ヘッド毎に固体差が生じた場合
であっても、最適なゲインを設定することによってその
固体差を補正することができ、広範囲にわたって線形的
な位置検出信号を得ることができる。また、取り付け誤
差やディスクの状態等によってディスクの部位毎に差異
が生じた場合であっても、最適なゲインを設定すること
によってその部位における差異を補正することができ、
ディスクの全ての範囲にわたって線形的な位置検出信号
を得ることができる。

【００６７】上記では、ゲインを予め求めて、求めたゲ
インをメモリやテーブルに記憶するようにしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、逐次演算によって
求めてもよい。また、定期的にゲインを演算し、記憶す
るようにしてもよい。このように定期的に演算記憶する
ことによって機械的な経時的変化や電気的な経時変化が
伴うゲインの変動を抑制することができる。

【００６８】なお、上記ではハードウェアブロック的に
磁気ヘッドのサーボコントロールを行う説明をしたが、
ソフトウェア的に処理することも可能である。この場合
の一例を図７のフローチャートを参照して説明する。図
７のステップ１００では、ディスクに対する磁気ヘッド
２０のシーク処理がなされる。このシーク処理は、図示
しないホストコンピュータ等からの指示（ユーザーのコ
マンド等）によって、データ記録処理、データ再生処理
及びフォーマット処理等の設定に応じて定まるデータト
ラックへ磁気ヘッドを移動する処理である。このときに
は、磁気ヘッドの目的位置及び磁気ヘッドのオフセット
量等が設定される。次のステップ１０２では、ディスク
からバーストパターンを読み取る。すなわち、上記説明
したように、メインバーストパターンに対する各信号
（信号Ａ，Ｂ）の各振幅の大きさであるアナログ信号が
Ａ／Ｄ変換器３４Ａ、３４Ｂにおいてデジタル符号化さ
れる。同様に、スレーブバーストパターンに対する各信
号（信号Ｃ，Ｄ）の各振幅の大きさであるアナログ信号
がＡ／Ｄ変換器３４Ｃ、３４Ｄにおいてデジタル符号化
される。次のステップ１０４では、ステップ１００で定
まるデータトラックの位置及びオフセット量に対応した
ゲイン［Ｈ］が設定される。このゲイン［Ｈ］の設定
は、上記のように予めメモリやディスクに記憶したデー
タを読み取るようにしてもよく、上記手順に記載したよ
うにして求めてもよい。次のステップ１０６では、各バ
ーストパターンからの信号に対応するデジタル値Ａｄ〜
Ｄｄ及びゲイン［Ｈ］を用いて、上記の式（１）及び式
（２）を参照してメインポジショニング信号及びスレー
ブポジショニング信号を求める。次に、ステップ１０８
において目的とする磁気ヘッドの位置が±１／４トラッ
ク幅以内のオフセットか否かを判断し、肯定判断の場合
には、ステップ１１０でメインポジショニング信号を出
力し、否定判断の場合にはステップ１１２においてスレ
ーブポジショニング信号を出力する。従って、ステップ
１１０またはステップ１１２において出力される信号
が、位置検出信号（ＰＥＳ値）となる。次にステップ１
１４では、位置検出信号に基づいて磁気ヘッド２０がト
ラックフォロイングするようにアクセスアームを駆動す
る。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、相
対位置と、該相対位置においてバーストパターンに対応
して磁気ヘッドから出力される出力信号との関係を求
め、線形的に変化する特性の場合にはその勾配を予め定
めた勾配に設定するようなゲインを求めている。ゲイン
は実際に磁気ヘッドから出力される出力信号を理想的な
関係に補正するための値であり、バーストパターンに対
応して磁気ヘッドから出力される出力信号にゲインを乗
じた値を用いて広範囲に亘って磁気ヘッドの位置を検出
することができる。

【００７０】また、磁気ディスクと磁気ヘッドとの相対
位置が予め定めた範囲内のときにはメインバーストパタ
ーンに対応して磁気ヘッドから出力される出力信号にゲ
インを乗じた値を用いると共に、予め定めた範囲外のと
きにはスレーブバーストパターンに対応して磁気ヘッド
から出力される出力信号にゲインを乗じた値を用いて磁
気ディスクと磁気ヘッドとの相対位置を検出している。
従って、位置検出信号を切り換えて用いる場合であって
も、各々の出力信号は最適な値となり、ばらつきが生じ
ることなく、より広範囲で安定して磁気ヘッドの位置を
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るハードディスク装置の概略
図である。

【図２】バーストパターン記録領域を示すディスクの平
面図である。

【図３】データトラック及びバーストパターン記録領域
に記録されるバーストパターンを示す平面図である。

【図４】磁気ヘッドに形成されたリードギャップ及びラ
イトギャップを示す平面図である。

【図５】ハードディスク装置のＭＰＵ、磁気ヘッド及び
その周辺の接続関係を示す概略ブロック図である。

【図６】位置検出信号と物理的位置との関係を説明する
ための詳細図である。

【図７】磁気ヘッドを位置決めするハードディスク装置
の処理の流れを示すフローチャートである。

【図８】位置検出信号と物理的位置との関係を説明する
ための線図である。

【符号の説明】

１０ハードディスク装置１８ディスク２０磁気ヘッド２６ボイスコイルモータ３２ＭＰＵ３６メモリ

フロントページの続き (72)発明者時園晃神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者中川裕三神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (56)参考文献特開平８−195044（ＪＰ，Ａ) 特開平５−234288（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）磁気ヘッドを磁気ディスク上の所定
の位置に移動させるステップと、（ｂ）前記磁気ディスク上に形成された複数のバースト
パターンにより得られる、前記磁気ディスクに対する前
記磁気ヘッドの位置を表す第１及び第２の位置検出信号
を求めるステップと、（ｃ）第３及び第４の位置検出信号が線形に変化するよ
うに、前記第１及び第２の位置検出信号に所定のゲイン
を乗ずることにより、前記第３及び第４の位置検出信号
を生成し、前記磁気ヘッドの位置が所定の範囲内にある
とき第３の位置検出信号を選択し、前記磁気ヘッドの位
置が所定の範囲外にあるとき第４の位置検出信号を選択
するステップと、（ｄ）前記選択された位置検出信号を用いて、前記磁気
ヘッドの位置を検出するステップと、を含み、（ｅ）前記所定のゲインが、前記複数のバーストパター
ンの境界の位置において第１及び第２の位置検出信号を
複数抽出したものの平均値に基づいて求められる、磁気ヘッドの位置検出方法。
【請求項２】前記バーストパターンが、複数のバースト
パターン列を含み、前記バーストパターン列のそれぞれ
が前記磁気ディスクの半径方向に沿って形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の磁気ヘッドの位置検
出方法。
【請求項３】前記第３及び第４の位置検出信号を生成す
るステップが、各位置検出信号が求められる前記磁気デ
ィスクのゾーンに基づいて、複数のゲイン値の一つを所
定のゲインとして用いるステップを含み、前記複数のゲ
イン値が、前記磁気ディスクの異なるゾーン毎に最適ゲ
インを設定することにより補正される、請求項１記載の
磁気ヘッドの位置検出方法。
【請求項４】（ａ）複数のゾーンを有し、複数のバース
トパターンが形成された磁気ディスクと、（ｂ）前記磁気ディスクに記憶されたデータを表す信号
であって前記バーストパターンから求められる第１及び
第２の位置検出信号を含む信号を再生する磁気ヘッド
と、（ｃ）前記磁気ヘッドを前記ディスク上のある位置に移
動させるアクチュエータと、（ｄ）前記ゾーンごとのゲインを記憶するメモリと、（ｅ）（ｉ）第３及び第４の位置検出信号が線形に変化
するように、前記第１及び第２の位置検出信号に所定の
ゲインを乗じ、（ｉｉ）前記磁気ヘッドの位置が所定の範囲内にあると
き第３の位置検出信号を選択し、（ｉｉｉ）前記磁気ヘッドの位置が所定の範囲外にある
とき第４の位置検出信号を選択する、ことにより、第３及び第４の位置検出信号を生成する生
成手段と、（ｆ）前記選択された位置検出信号を用いて、前記磁気
ヘッドの位置を検出する検出手段と、を含み、（ｇ）前記所定のゲインが、前記複数のバーストパター
ンの境界の位置において第１及び第２の位置検出信号を
複数抽出したものの平均値に基づいて求められる、磁気ディスク装置。
【請求項５】前記磁気ディスクの前記バーストパターン
が、複数のバーストパターン列を含み、前記バーストパ
ターン列のそれぞれが前記磁気ディスクの半径方向に沿
って形成されていることを特徴とする、請求項４記載の
磁気ディスク装置。
【請求項６】前記メモリに記憶された各ゲインが、前記
磁気ディスクの異なるゾーン毎に最適ゲインを設定する
ことにより補正されたゲイン値を含むことを特徴とす
る、請求項４記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】前記磁気ディスク装置がさらに複数の磁気
ヘッドを含み、前記メモリがさらに前記複数の磁気ヘッ
ドのそれぞれについてのゲインを記憶することを特徴と
する、請求項４記載の磁気ディスク装置。