JP3757071B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁変換ヘッドと磁気記録媒体とを備える情報記憶装置に係り、特にトラック密度を向上した磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に磁気ディスク装置は、磁気ディスク媒体上の目的のあるデータトラックに対して磁気ヘッドの追従動作（フォロイング）を行うためには、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体の正確な相対位置情報を常に測定し、温度による磁気ディスク媒体と磁気ヘッドを支持するアームの熱膨張差による位置ずれや、スピンドルモータやロータリ型アクチュエータの回転振動などの外乱の影響を低減する必要がある。このため、あらかじめ磁気ディスク媒体には工場出荷前にヘッド位置決め用の特殊なパターンが記録されている。図６に示すように、このパターンが記録してある領域はサーボ領域３１と呼ばれ、データ領域３３の間にギャップ部３２を介して設けられる。サーボ領域３１は工場出荷後にはユーザーから記録されることを禁止した領域とする。サーボ領域３１では、記録データは半径方向に隣接するトラック１６の間で連続して形成され、サーボトラック幅３１１はトラック１６のトラックピッチと等しい。一方、データ領域３３では、記録データは各トラック１６毎に分離しており、記録トラック幅３３１はトラック１６のトラックピッチより小さい。実際の磁気ディスク媒体１周分のトラック１６の中には、６０〜１００程度のサーボ領域３１が等間隔で設けられている。
【０００３】
図７にサーボ領域３１の構成例の１つを示す。ＩＳＧ部４０は磁気ディスク媒体の記録膜の磁気特性の分布や浮上量の分布の影響を低減するために設けられた連続パターンである。サーボ復調回路はオートゲインコントロール（ＡＧＣ）をＯＮにしてＩＳＧ部４０を再生する。ＡＭ部４１を検出した時点でＡＧＣをＯＦＦにすることにより、以降のバースト部４３の再生振幅をＩＳＧ部の振幅で規格化する機能を実現している。グレイコード部４２は各トラック１６のトラック番号情報をグレイコードにより記述した部分である。この部分にはセクタ番号の情報も併せて記述されることが多い。バースト部４３は半径方向の正確な位置情報を得るための千鳥格子状のパターンであり、各トラック１６の中心を正確にフォロイングするために必要な部分である。このパターンは、各トラック１６の中心に対して等しくまたがるように設けられたＡバースト４３−１及びＢバースト４３−２の組みと、隣接するトラック１６の中心に等しくまたがるように設けられたＣバースト４３−３及びＤバースト４３−４から構成されている。パッド部４４はサーボ復調回路がサーボ領域３１を再生する間のクロック生成を維持できるように復調回路系の遅延を吸収するために設けられるパターンである。
【０００４】
磁気ヘッド１１は図７の左から右方向に矢印で示した位置Ｃを走行しながらサーボ領域３１の再生を行う。このときの再生波形の一例を図８（ａ）に示す。簡単のため、ＡＭ部４１、グレイコード部４２、パッド部４４の再生波形は省略している。サーボ復調回路４４はＡバースト部４３−１からＤバースト部４３−４までの４つのバースト部の振幅を検出する。それぞれのバースト部の振幅値はＡＤ変換器によりデジタル値に変換されて、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵはＡバースト部４３−１の振幅値とＢバースト部４３−２の振幅値の差を演算してＮ位置信号を演算する。図中には振幅値の差をＩＳＧ振幅で規格化する式が記述してあるが、この機能はサーボ復調回路がＩＳＧ部４０の振幅が一定になるようにＡＧＣをロックすることでハード的に実現している。同様にＣバースト部４３−３とＤバースト部４３−４の振幅値の差からＱ位置信号を演算する。以上のようにして作製されたヘッドの位置信号を、図８（ｂ）に示す。ヘッド１１の中心がＡバースト部４３−１とＢバースト部４３−２に等しくまたがる位置ではＮ位置信号は０となり、この中心位置からのずれの量にほぼ比例してＮ位置信号は正負に変化する。例えば図７の位置Ｃでの再生波形図８（ａ）からは、図８（ｂ）に示した位置ＣのＮ位置信号を得ることができる。通常は、Ａバースト部４３−１とＢバースト部４３−２のエッジ位置とトラック１６の中心が一致する構成とする。ＣＰＵはＮとＱ位置信号の絶対値の小さな位置信号の正負を反転してつなぎ合わせることによって、連続した位置信号を作製する。この位置信号と目標位置との差を比較してボイスコイルモータ１４へ投入する最適な電流値を演算することによって、フォロイングやシークなどの所定の動作を行う。
【０００５】
また、らせん状にデータトラック自体を形成する技術は、特開昭６２−２０４４７６号、特開昭６３−１１２８７４号、特開昭６１−２９６５３１号に開示されている。さらに、特開昭６２−２０４４７６号の第１図はサーボ情報そのものをらせん状に形成する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来技術では、再生素子内部の磁化方向の不均一性によって位置信号の直線精度が低下し、ヘッドの半径位置を正確に制御できないという問題が生じていた。さらに位置信号の検出精度が再生素子の特性変動によって劣化するために、ヘッドの半径位置を正確に制御できないという問題が生じていた。
【０００７】
最近では、磁気ディスク装置の記録密度を高めるため、再生感度の高いヘッドを用いることが一般的である。例えば、磁性膜自身の磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）や、非磁性膜を磁性膜でサンドイッチ構造として磁気抵抗効果を高めた巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）や、トンネル電流が外部磁界により大きく変化する現象を利用してさらに磁気抵抗効果を高めたトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を再生ヘッドとする技術が広く知られている。これらの磁気抵抗効果素子は磁気ディスク上の微小な記録パターンの再生においても良好なＳＮ比を確保できるために、磁気ディスク装置のビット密度を向上するために有効な技術である。
【０００８】
一般的に、磁気抵抗効果素子の両端部には、素子の磁性膜を単一の磁区構造にするためにトラック幅方向のバイアス磁界（縦バイアス磁界）を印可するための構造を備えている。このため、素子の両端部ではディスク漏洩磁界強度に対する再生感度が低下し、トラック幅方向にわたり均一な出力とはならない。また、素子の両端部の磁化方向が乱れているために、バースト部４３の再生波形の正側の振幅値と負側の振幅値が大きく異なることがある。さらに、磁気抵抗効果素子に隣接して設けられた記録素子が発生する記録磁界により、ここで問題とする磁化方向の不均一性は様々な形に変動する可能性がある。この現象を再生素子の特性変動と呼ぶことにする。また、ヘッドの磨耗や傷や汚れによってヘッドの浮上姿勢が変化することによっても、再生素子の特性変動が発生する可能性がある。
【０００９】
素子の両端部の再生感度が低いために、バースト部４３の再生振幅はヘッドの半径位置に比例せず、ＮおよびＱ位置信号もヘッド半径位置に対して正確に比例しなくなる。またバースト部４３の再生波形に上下振幅の非対称成分が含まれると、復調回路の回路定数が位置信号へ強く依存するようになり、ＮおよびＱ位置信号の誤差を大きくする。これらの要因によって、磁気抵抗効果素子を用いた磁気ディスク装置のＮおよびＱ位置信号は、図８（ｂ）に示したように直線とはならない。この位置信号の非直線性誤差と呼ばれる誤差量は、補正テーブルを作製して精度を向上させる技術がある。しかし、装置に搭載する全てのヘッドごとに異なる補正テーブルを準備して出荷前にパッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録する必要がある。このため、生産工程の管理が複雑になる問題と、この技術を用いても個々の復調回路の特性差までは補正できない問題があり、磁気ディスク装置のトラック密度の向上を阻害する要因となっていた。
【００１０】
さらに、再生素子の特性変動が発生すると位置信号の非直線性の誤差量が変化してフォロイング中心がオフセットする可能性がある。再生素子の特性変動により再生エラーが発生した際には、記録素子に電流を流して再生素子に故意に外部磁界を与えるダミーライト動作によって、特性変動を回復させる技術が知られている。しかし、位置信号の非直線性に関与する再生素子の特性変動と、再生エラーに関与する再生素子の特性変動では磁化状態の変動の内容が異なる。再生エラーの発生後にダミーライト動作を行う技術では、目的のトラックからオフセットして隣接トラックを上書きする可能性を排除することができず、磁気ディスク装置の信頼性を低下させる要因となっていた。
【００１１】
このため、磁気抵抗効果素子を再生素子に用いた磁気ディスク装置において、ヘッドの再生特性やサーボ復調回路特性に起因する位置信号の非直線性の誤差を補正して位置決め精度を向上し、位置信号の非直線性誤差に関与する再生素子の特性変動を正確に検出することにより、磁気ディスク装置のデータトラック密度を高め、隣接トラックを上書きする致命的なエラーを防止して信頼性を向上することのできる新技術の開発が期待されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、同心円状に形成された複数のトラックを有し、該トラックの一部領域にサーボパターンを記録させたサーボ領域を有する磁気ディスク媒体と、再生素子と記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ディスク媒体上のサーボパターンからヘッド位置信号を発生するためのサーボ復調回路とを備え、前記磁気ディスク媒体上の前記サーボ領域とは異なる領域に、少なくとも前記磁気ヘッドの再生素子の幅よりも小さな幅ずつ半径方向にずらした複数のパターンを配置するものである。
【００１３】
また、ディスク上の一部の半径領域に半径方向にわずかずつずらした複数のフルトラックを配置し、トラックフォロイングを行いながら前記複数のフルトラックの再生波形振幅を検出し、前記再生波形振幅からフルトラックの再生形状を測定するものである。
【００１４】
また本発明の磁気ディスク装置は、ディスク上の一部の半径領域に半径方向にわずかずつずらした複数のマイクロトラックを配置し、トラックフォロイングを行いながら前記複数のマイクロトラックの再生波形振幅を検出し、前記再生波形振幅からマイクロトラックの再生形状を測定するものである。
【００１５】
このとき、前記フルトラックの再生形状もしくは前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッドの実効記録幅もしくはヘッドの実効再生幅を算出する機能を備えるものである。さらに、前記フルトラックの再生形状もしくは前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッド位置信号の非直線性を補正する機能を備えるものである。さらに、前記フルトラックの再生形状および前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッド位置信号の変動を検出する機能を備えるものである。さらに、前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッドの再生特性の変動を検出する機能を備えるものである。このとき、前記変動の値があらかじめ設定した範囲から逸脱したことを検出した際には変動を補正する機能を備えるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施例を図面を用いて説明する。
【００１７】
＜実施例１＞
磁気ディスク装置のエンクロージャ内部を上面からみた平面図を図３に、磁気ディスク装置の断面図を図４に示す。磁気ディスク装置を構成する主要部品は、図３及び図４に示すように、６個のヘッド１１、３枚のディスク１２、ロータリ型アクチュエータ１３、ボイスコイルモータ１４、ヘッドアンプ１５、パッケージボード１７等から構成されている。３枚のディスク１２はひとつのハブに固定され、スピンドルモータによって点Ａを中心に回転駆動される。６個のヘッド１１はひとつの櫛形のアームに固定され、ロータリ型アクチュエータ１３により点Ｂを中心に回転駆動される。この機構により、ヘッド１１はディスク１２の半径方向に自由に移動することができる。パッケージボード１７には制御用の中央演算装置（ＣＰＵ）、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、インターフェース回路、メモリ、信号処理ユニットなどが実装されている。ヘッドアンプ１５はヘッド１１の近傍に配置することでＳ／Ｎ比や転送速度で有利となるために、パッケージボード１７の上に実装せずに、エンクロージャ内に実装することが多い。
【００１８】
ディスク１２の一部分を上から見た平面図を図５に示す。ヘッド１１はロータリー型アクチュエーター１３によってディスク１２上のデータトラック１６−１、１６−２、・・・・のいずれかの半径位置に固定されて、磁気的に情報の記録および再生を行う。データトラック１６は同心円状にほぼ等間隔に形成される。図５には４本のデータトラック１６−１〜１６−４のみを模式的に示したが、実際のディスク１２上には８０００本以上のデータトラック１６が隣接間隔を２μｍ程度からそれ以下の狭い幅で形成される。
【００１９】
本発明における一実施例としてフルトラック（データ領域の記録トラック幅と等しい幅を有するトラック）再生形状を検出するパターンであるフルトラック再生形状検出用パターン５１の構成を図１に示す。
【００２０】
図の左右方向がディスク１２の周方向であり、図の上下方向がディスク１２の半径方向である。ヘッド１１は図中にヘッド走行方向と矢印で示した方向へ、ディスク１２に対して相対的に秒速６〜１１ｍの速度で移動を行う。図中にセクタ番号が１と示した領域が図の左右で重複しているが、これはディスク１２の上に円周状に形成する１周分のパターンを直線状に展開して描いたためであり、同一の領域である。セクタ番号７２と示した領域も左右で同一の領域である。図中のいくつかのサーボ領域３１は、従来の技術で説明を行ったものと同等な構成である。この構成例の磁気ディスク装置は、ディスク１２の１周に７２個のサーボ領域３１を等間隔で備えている。ディスク１２の１周中を、７２個のサーボ領域３１の合計で約７％の長さを占める設定になっている。トラックピッチ（ Ｔｐ ）は１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当する。
【００２１】
各サーボ領域３１の間に、フルトラック再生形状検出用パターン５１を記録する。フルトラック再生形状検出用パターンとは、データ領域３３の記録トラック幅３３１と等しい幅を有するパターンである。この構成では２０ＭＨｚのクロックで反転する単純なくり返しパターンを用いて、フルトラック再生形状用パターン５１を記録している。ヘッドがパターン５１にオントラックしているセクタ番号１の領域からは、周波数１０ＭＨｚの正弦波に近い波形となる。通常のデータ領域３３のパターンと異なり、単純な磁化パターンを用いることが特徴であり、ＰＬＬのシンク領域やデータアドレスマーク、ＥＣＣやＣＲＣといった磁化パターンは必要としない。
【００２２】
セクタ番号が１の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５１と、セクタ番号が２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０．０５μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から７２の領域に記録した同様のフルトラック再生形状検出用パターンは、同じ方向に順に０．０５μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と７２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。
【００２３】
図９を用いて、以上に説明した図１のパターンを記録する工程について説明を行う。工場の製造工程のサーボ領域記録工程においてサーボトラックライタと呼ばれる製造装置を用いて記録する。サーボトラックライタ装置では、外部のレーザー測長装置を用いてヘッド１１の位置を精密に測定しながら、ロータリ型アクチュエータ１３を駆動する。まず、ディスク１２の全半径範囲にわたってサーボ領域３１の記録を行う。この後にフルトラック再生形状検出用パターンを記録する工程に移行する。
【００２４】
図９（ａ）はセクタ番号が１の領域にフルトラック再生形状検出用パターン５１を記録し、次のセクタ番号２の領域にフルトラック再生形状検出用パターンを記録するための位置にヘッド１１を０。０５μｍだけ半径方向に移動した状態を示している。これがディスク１２が１周した状態である。次に図９（ｂ）はディスク１２が２周した状態を示している。セクタ番号が２の領域にフルトラック再生形状検出用パターンを記録し、次の記録位置のためにさらに０．０５μｍだけ半径方向にヘッド１１を移動させた状態である。この動作をセクタ番号が３から７２まで順にくり返し、ディスク１２が７２周してパターンの記録が終了した状態を示したのが図９（ｃ）である。最終的にセクタ番号が１と７２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、ディスク１２の半径方向へ３．５５μｍずれて記録されている。ここに示した７２個のパターンを形成する工程に必要とする時間は、ディスク１２を４０００ＲＰＭで回転させた場合、ディスクが１周する時間が０．０１５ｓであるため、７２×０．０１５＝１．０８ｓである。これに対して、通常のサーボ領域３１を形成する工程に必要とする時間は、ディスク１２を４０００ＲＰＭで回転させ、８０００本のトラックに１／２ピッチでサーボライトを行い、隣接トラックにヘッドを移動させる間にディスクが１／３回転すると仮定すると、８０００×２×０．０１５＋８０００×２×０．０１５×１／３＝３２０ｓである。本発明のフルトラック再生形状検出用パターンを付加することで必要となる時間は、通常のサーボトラックライト工程に必要とする時間と比較してわずかである。
【００２５】
図２に、本発明における他の実施例としてフルトラック再生形状検出用パターン５２の構成を示す。図の上下方向がディスク１２の半径方向に相当することや、７２個のサーボ領域３１が存在することなどは図１と同一な構成であるが、トラックピッチ（ Ｔｐ ）は１．７５μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５μｍに相当する。
【００２６】
セクタ番号が１の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２と、セクタ番号が２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２は、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０．１μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から３５の領域に記録した同様のフルトラック再生形状検出用パターン５２は、同じ方向に順に０．１μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と３５の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２は、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が３６の領域にはセクタ番号が１の領域と同じ半径位置にフルトラック再生形状検出用パターン記録し、同様に順にセクタ番号が３７から７２までの領域にはセクタ番号が２から３５までと同じ半径位置に、フルトラック再生形状検出用パターンを記録した。
【００２７】
図２に示したパターン５２は、図１に示したパターン５１と比較すると、パターンのずらし幅が２倍になっているため、再生形状の検出精度は半分になる。この反面、ディスク１２が１周する間に同じパターンが２回くり返されるため、平均化処理を用いることによりパターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を圧縮することができる。どちらのパターンが高い精度でフルトラックの再生形状を検出できるかどうかは、サーボトラックライタやスピンドルモータの機構振動の成分によって異なる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／２周の範囲で３６分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００２８】
本発明のパターンからフルトラックの再生形状を検出する復調回路の構成例を図１０にブロック図で示す。
【００２９】
復調回路系を簡単に構成するため、従来のサーボ復調回路に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とアンプ（ＡＭＰ）、切替器を追加した構成とした。ヘッド１１の再生出力は差動信号としてヘッドアンプ１５で１００〜２００倍に増幅されてから、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で高い周波数成分のノイズが除去される。オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）は従来の技術の項で図７と図８を用いて説明を行ったように、ＩＳＧ部４０の振幅が一定になるように、再生波形の振幅の調節を行う。ピーク検出器が再生波形をデジタル波形に変換した信号から、アドレスマーク検出器（ＡＭ検出器）がＡＭ部４１を検出した時点で、ＡＧＣをＯＦＦにして増幅ゲインを固定することにより、フルトラック再生形状検出用パターンの検出精度からディスクの磁気特性のむらや浮上量変動の影響を低減している。ＢＰＦのは中心周波数は、フルトラック再生形状検出用パターンの再生周波数と同じ１０ＭＨｚに設定してあり、パターンの信号成分以外のノイズを除去して検出精度を高めている。切替器はフルトラックの再生形状を検出する際にはＢＰＦ側を選択する。後述のマイクロトラックの再生形状を検出する際には検出精度を高めるために、切替器はアンプ（ＡＭＰ）側を選択する。フルトラックの再生形状を検出するパターンのビット長は、通常のサーボ領域３１のバースト部４３よりも長くすることができるため、積分器の積分時定数は検出精度を高めるためにパターンの長さに応じて長時間に設定している。Ａ／Ｄ変換器が、積分器の検出したパターンの振幅をデジタル値に変換する。中央演算器（ＣＰＵ）やハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、ＡＧＣや切替器、積分器、Ａ／Ｄ変換器のタイミングを制御している。
【００３０】
磁気ディスク装置に組み込んだヘッド１１とディスク１２を用いて図２に示したパターンを記録し、再生振幅を各セクタ毎に検出した１例を図１１（ａ）に示す。横軸がセクタ番号でありセクタ番号の１から７２までがディスクの１周分のセクタに相当する。縦軸が各セクタの振幅を検出したＡ／Ｄ変換器の出力値である。白丸と黒丸で示した再生形状１と再生形状２は、パターンを記録した時のサーボトラックライタの機構振動の影響や、パターンを再生した時のスピンドルモータの機構振動の影響によって、同一の形状とはならない。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の再生形状１と再生形状２を平均化した形状であり、横軸をμｍの単位に変換して示したものである。ヘッド半径位置が±１．２μｍを超える範囲の出力値は、検出系のノイズレベルである。この形状が本発明を用いて測定したフルトラックトラック再生形状であり、特別な装置を必要とすることなく、サーボトラックライタのレーザー測長器と同等の高い精度が得られることが特徴である。
【００３１】
図１２に、本発明におけるさらに他の実施例としてフルトラック再生形状検出パターン５３の構成を示す。検出精度を向上するために、フルトラック再生形状検出用パターン５３を多重化して記録してあり、より多くの平均化処理を行うパターンとなっている。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。７２個のサーボ領域３１が存在するが、図中にはセクタ番号が１の領域だけを拡大して示している。トラックピッチは１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどは、図１と同一である。
【００３２】
フルトラック再生形状検出用パターン５３を多重化して記録するために、ひとつのパターンの長さは図１と比較して短い構成となっている。このパターンをセクタ番号が１の領域に７２個記録し、それぞれのパターンは順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録する構成とした。この結果、セクタの先頭のパターンと最後尾のパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が２の領域から７２の領域まで、セクタ番号が１の領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００３３】
図１２に示したパターン５３は、図１に示したパターン５１と比較すると、ディスク１２が１周する間に同じパターンが７２回くり返されるため、平均化処理を用いることによりパターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を飛躍的に低減することができる。この反面、ひとつのフルトラック再生形状検出用パターン５３の長さが短くなるために、パターンの振幅の検出精度が低下する問題と、検出回路のクロック生成に高い精度を必要とする問題がある。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲を一つのセクタ範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲や分割数は様々な形態を考えることができる。
【００３４】
図１３に、本発明におけるさらに他の実施例としてフルトラック再生形状検出用パターン５４の構成を示す。図１２の問題点を軽減し、かつより検出精度を向上するために、パターンの多重化の数を減少させ、サーボ領域の数を増加させた構成となっている。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。７２個のサーボ領域３１が存在するが、図中にはセクタ番号が１から１８の領域だけを拡大して示している。トラックピッチは１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどは、図１と同一である。
【００３５】
各サーボ領域の間には、等間隔で３つのマイクロサーボ領域５５を設けている。マイクロサーボ領域５５の構成とは、従来の技術の項で図７を用いて説明を行った構成から、グレイコード部４２を除いただけのものである。なお、マイクロサーボ領域５５はトラック幅測定ゾーンだけに設け、データ領域３３が存在するデータゾーンには、通常のサーボ領域３１だけを設けている。フルトラック再生形状検出用パターン５４は、サーボ領域３１もしくはマイクロサーボ領域５５との間の領域に設ける構成とした。セクタ番号が１の領域には、４つのフルトラック再生形状検出用パターンを配置することができ、順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録した。セクタ番号が１の領域の４つめのフルトラック再生形状検出用パターンと、セクタ番号が２の領域の１つめのフルトラック再生形状検出用パターンとの、半径方向のずらし幅も０．０５μｍとした。同様に順に記録することにより、セクタ番号が１の領域からセクタ番号が１８の領域までに７２個のフルトラック再生形状検出用パターン５４を記録できる。セクタ番号が１の領域の１つめのパターンとセクタ番号が１８の４つめのパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が１９から３６までの領域と、セクタ番号が３７から５４までの領域と、セクタ番号が５５から７２までの領域に、セクタ番号が１から１８までの領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００３６】
図１３に示したパターン５４は、ディスク１２が１周する間に４回の再生形状がくり返される。この再生形状を平均化することにより、パターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を、図１や図２に示したパターン５１、５２を用いたときよりも低減することができる。また、ひとつのパターンを長くしてマイクロサーボ領域５５を設けたことにより、パターンの振幅の検出精度や検出回路のクロック生成精度の問題を、図１２に示したパターンを用いたときよりも軽減することができる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／４周の範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００３７】
本実施例に示したパターンの構成や記録工程、検出回路系を用いることにより、磁気ディスク装置に組み込んだ状態のフルトラック再生形状を、記録時や再生時の機構振動による誤差を低減して高い精度で自動的に検出することができた。
【００３８】
＜実施例２＞
本発明における一実施例としてマイクロトラック（データ領域の記録トラック幅より小さい幅を有するトラック）再生形状を検出するパターンであるマイクロトラック再生形状検出用パターン５６の構成を図１４に示す。パターンの構成は図２に示したフルトラック再生形状検出用パターン５２と共通点が多い。マイクロトラック再生形状検出用パターンは、データ領域３３の記録トラック幅３３１より小さい幅を有するパターンである。７２個のサーボ領域３１が存在すること、トラックピッチが１。７５μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３。５μｍに相当することなどが、図２と同一な構成である。
【００３９】
各サーボ領域３１の間にマイクロトラック再生形状検出用パターン５６を記録する。マイクロトラック再生形状検出用パターン５６は、記録素子のトラック幅の１／４以下の狭いトラック幅のパターンで２０ＭＨｚの単純な繰り返しパターンで形成している。セクタ番号が１の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターン５６と、セクタ番号が２の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターンは、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０。０５μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から７２の領域に記録した同様のマイクロトラック再生形状検出用パターンは、同じ方向に順に０．０５μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と７２の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。
【００４０】
マイクロトラック再生形状検出用パターン５６の記録には、ヘッドの記録素子のトラック幅よりも狭いトラック幅のパターンを高い精度で形成するため、工場の製造工程においてサーボトラックライタと呼ばれる製造装置を用いる。ひとつのマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成するためには、ディスクの２回転を必要とする。１周目でセクタ番号が１の領域に２０ＭＨｚの単純な繰り返しパターンでフルトラックを記録した後に、ヘッドを半径方向の内周側に０．３μｍずらす。この状態でセクタ番号が１の領域までディスクが回転する時間を待ち、２周目でセクタ番号が１の領域にヘッドに直流電流を流して１周目に記録したパターンを片側から消去してヘッドの記録素子のトラック幅より狭い幅のパターンを形成する。実際に形成したマイクロトラック再生形状検出用パターンの幅は、消去時にずらした０．３μｍよりも狭い。これは、ヘッドが古いデータを消去する幅が、新たにデータを記録する幅よりも広いという現象に起因している。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／２周の範囲で３６分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００４１】
７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成する時間は、必ずしもディスクが７２個の２倍だけ回転する時間を必要とするわけではなく、先に説明した１周目の記録工程と２周目の消去工程を同じヘッド位置で兼用することで、短縮することができる。例えば、セクタ番号が１の領域でパターンを片側から消去するヘッド位置と、セクタ番号が７の領域にパターンを記録するヘッド位置は同じであるため、この二つの消去と記録工程はディスクが１回転する間に行うことができる。この手法を用いれば、７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成する時間は、ディスクが６＋７２＋６＝８４周だけ回転する時間に短縮することができる。
【００４２】
本発明のパターンからマイクロトラック再生形状を検出する復調回路の構成例は、実施例１で図１０を用いて説明を行った構成とほぼ同じである。ただし、フルトラックの再生振幅と比較してマイクロトラックの再生振幅が約３から１０分の１と小さいため、３から１０倍のアンプ（ＡＭＰ）を直列に挿入し、切替器でＡＭＰ側を選択する。他の構成要素の機能は、実施例１で説明を行ったものと同等である。
【００４３】
磁気ディスク装置に組み込んだヘッド１１とディスク１２を用いて図１４に示したマイクロトラック再生形状検出用パターン５６を記録し、再生振幅を各セクタ毎に検出した例を図１６（ａ）に示す。横軸がセクタ番号でありセクタ番号の１から７２までがディスクの１周分のセクタに相当する。縦軸が各セクタの振幅を検出したＡ／Ｄ変換器の出力値である。白丸で示した再生形状１と黒丸で示した再生形状２は、パターン５６を記録した時のサーボトラックライタの機構振動の影響や、パターン５６を再生した時のスピンドルモータの機構振動の影響によって、同一の形状とはならないこともある。
【００４４】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の再生形状１と再生形状２を平均化した形状であり、横軸をμｍの単位に変換して示したものである。ヘッド半径位置が±１。１μｍを超える範囲の出力値は、検出系のノイズレベルである。この形状が本発明を用いて測定したマイクロトラックトラック再生形状であり、特別な装置を必要とすることなく、サーボトラックライタのレーザー測長器と同等の高い精度が得られることが特徴である。
【００４５】
図１５に、本発明における他の実施例としてマイクロトラック再生形状検出用パターン５７の構成を示す。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。マイクロトラック再生形状検出用パターン５７の構成は図１３に示したフルトラック再生形状検出用パターン５４と共通点が多い。７２個のサーボ領域３１が存在すること、トラック幅測定ゾーンにだけ合計で２１６個のマイクロサーボ領域５５が存在すること、トラックピッチが１．７８μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどが、図１３と同一な構成である。図中には７２個のサーボ領域３１のうちセクタ番号が１から１８の領域だけを拡大して示している。
【００４６】
各サーボ領域３１とマイクロサーボ領域５５との間にマイクロトラック再生形状検出用パターン５７を記録する。より検出精度を向上するために、パターンを多重化し、サーボ領域の数を増加させた構成となっている。
【００４７】
セクタ番号が１の領域には、４つのマイクロトラック再生形状検出用パターンを配置することができ、順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録した。セクタ番号が１の領域の４つめのマイクロトラック再生形状検出用パターンと、セクタ番号が２の領域の１つめのマイクロトラック再生形状検出用パターンとの、半径方向のずらし幅も０．０５μｍとした。同様に順に記録することにより、セクタ番号が１の領域からセクタ番号が１８の領域までに７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを記録できる。セクタ番号が１の領域の１つめのパターンとセクタ番号が１８の４つめのパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３。５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が１９から３６までの領域と、セクタ番号が３７から５４までの領域と、セクタ番号が５５から７２までの領域に、セクタ番号が１から１８までの領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００４８】
図１５に示したパターン５７は、ディスク１２が１周する間に４回の再生形状がくり返される。この再生形状を平均化することにより、パターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を、図１４に示したパターンを用いたときよりも低減することができる。また、マイクロサーボ領域５５を設けたことにより、パターンの振幅の検出精度を、図１４に示したパターン５６を用いたときよりも高めることができる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／４周の範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００４９】
本実施例に示したパターンの構成や記録工程、検出回路系を用いることにより、磁気ディスク装置に組み込んだ状態のマイクロトラック再生形状を、記録時や再生時の機構振動による誤差を低減して高い精度で自動的に検出することができた。
【００５０】
次に、以上に述べたマイクロトラック再生形状とフルトラック再生形状からヘッドの実効再生幅と実効記録幅を算出する方法を、図１７を用いて説明する。
【００５１】
ヘッドの記録素子のトラック幅より十分に狭い幅のマイクロトラックに対する再生形状は、ヘッドのトラック幅方向にわたるディスク漏洩磁界への感度分布形状と一致する。このため、十分に狭い幅のマイクロトラックに対する再生形状を積分することにより、様々なデータ領域の記録トラックに対する再生形状を算出することができる。
【００５２】
図１７（ａ）は図１６（ｂ）に示したマイクロトラック再生形状とステップ関数との畳み込み積分を行った結果を最大値で規格化したものである。マイクロトラック再生形状の±１。１μｍより外側の値はノイズレベルであるため、単純な引き算により除去している。グラフの横軸は、ステップ関数の０から１への立ち上がりの半径位置に対応している。この形状は、非常に広い幅の記録トラックに対する片側の再生形状と一致する。ここで、再生ヘッドの実効再生幅を、非常に広い幅の記録トラックに対する片側の再生形状の５％から９５％の出力となる幅と規定すると、図１７（ａ）より実効再生幅を１。１μｍと求めることができる。
【００５３】
図１７（ｂ）の白丸は図１１（ｂ）に示したフルトラック再生形状である。実線は、図１６（ｂ）に示したマイクロトラック再生形状と矩形関数との畳み込み積分を行った結果を最大値で規格化したものである。マイクロトラック再生形状の±１。１μｍより外側の値はノイズレベルであるため、単純な引き算により除去している。図中には矩形関数の幅を１。３、１。４、１。５μｍと変化させた際の計算結果を右側の形状を一致させるように横軸をシフトさせて示してある。１。４μｍで積分した計算結果が、実測したフルトラック再生形状と最も良く一致することから、実効記録幅を１。４μｍと求めることができる。実際には、実測値と計算値が一致するかどうか、両者の差の２乗和を求めることにより、数値の大小で判定することができる。
【００５４】
次に、マイクロトラック再生形状もしくはフルトラック再生形状からヘッドの位置信号の感度補正係数を求める方法を、図１８を用いて説明を行う。
【００５５】
図１８（ａ）に実測値（＝Ａバースト）と示した曲線は、実施例１と同様にして検出したフルトラック再生形状である。この曲線は、実施例２と同様にして検出したマイクロトラック再生形状を、矩形関数で畳み込み積分して求めることもできる。実測値をシフト（＝Ｂバースト）と示した曲線は、実測値を右方向（内周方向）にトラックピッチの２倍だけシフトさせたものである。この２本の曲線はそれぞれ、従来の技術の項で図７と図８（ａ）を用いて説明したＡバースト４３−１のＡ振幅とＢバースト４３−２のＢ振幅に相当する。なお、ＩＳＧ部４０の振幅が一定になるようにＡＧＣを制御しているため、Ａ振幅とＢ振幅はＩＳＧ振幅で規格化されている。図１８（ｂ）に実測曲線と示した曲線は、このＡ振幅からＢ振幅を差し引いた値であり、図８（ｂ）のＮ位置信号に相当する。発明が解決しようとする課題の項で述べたように、この実測したＮ位置信号曲線は直線とならないことが多い。
【００５６】
従来の磁気ディスク装置では図１８（ｂ）の縦軸に示した値を真の位置と比例関係にあることを仮定して制御を行うため、ヘッドの半径位置に誤差を生じることになる。この誤差は、特に再生素子と記録素子とのオフセット量を補正するマイクロジョグと呼ばれる操作において問題となる。再生素子と記録素子とのオフセット量は、スライダのヨー角に応じて変化するため、Ｎ位置信号は任意のヘッド半径位置において図中に示した理想直線と一致することが要求される。また、ヘッドの半径位置に対する位置信号の変化量がＮとＱ位置信号を接続する付近で低下するため、図中で±０。６μｍに近づくにつれてサーボのループゲインが低下し、位置決め精度が劣化する問題もある。これらの誤差は位置信号の非直線性の誤差と呼ばれる。
【００５７】
図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の理想直線を実測直線で割った値であり、これが位置信号の感度補正係数となる。この係数をサーボ復調回路が検出した位置信号に乗じることにより、上記の位置信号の非直線性の誤差を飛躍的に低減することができる。ここで求めた位置信号の感度補正係数は、ヘッドごとに、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておく。
【００５８】
なお、サーボ領域３１のバースト部４３は、一般にトラック幅方向に複数回書き繋いで形成されるため、通常のデータトラックの幅とは異なることが多い。このため、ヘッドの位置信号の感度補正係数を求めるには、フルトラックの再生形状を検出するためのパターンの幅をバースト部４３のトラック幅と合わせる必要がある。また、マイクロトラック再生形状と矩形関数を畳み込み積分してヘッドの位置信号の感度補正係数を求める際には、実際のバースト部４３のトラック幅と矩形関数の幅を合わせる必要がある。より正確に位置信号の感度補正係数を求めるために、フルトラックの再生形状を検出するためのパターンをヘッドの異なる半径位置に複数準備し、それぞれの半径位置で位置信号の感度補正係数を算出することもできる。
【００５９】
本実施例によれば、装置に搭載する全てのヘッドごとに異なる補正テーブルを作成することにより、ヘッドの位置決め精度を高めて、磁気ディスク装置のトラック密度を向上することができる。補正テーブルの作成作業は、磁気ディスク装置単体で自動的に行うことができ、生産工程に容易に導入することができる。また、個々の装置自身のサーボ復調回路を用いて補正テーブルを作成するため、サーボ復調回路の特性ばらつきも同時に補正することができる。
【００６０】
まず、フルトラック再生形状検出用パターンを用いて、ヘッド位置信号の変動を検出する方法を図１９を用いて説明する。
【００６１】
図１９（ａ）に示したｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ３では、ヘッドをトラック幅測定用ゾーンへシークさせてトラックフォロイングを行い、フルトラック再生形状検出用パターンからフルトラック再生形状を検出する。ここまでの工程は、実施例１の項で説明をおこなった工程と同等である。ｓｔｅｐ４では、検出したフルトラック再生形状とリファレンス再生形状との両者の差の２乗和（ＲＭＳ値）の算出を行う。このリファレンス再生形状は、あらかじめヘッドごとに測定した値を、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておいたものである。ｓｔｅｐ５では、ＲＭＳ値と上限値との比較を行い、ＲＭＳ値が上限値以下ならば正常状態と判定して、終了する。
【００６２】
ここで、正常時に測定したフルトラック再生形状とリファレンス形状を、図１９（ｂ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は８０８７であり、最大値と最小値はそれぞれ９６１０と５９５４であった。次に、ヘッド位置信号が変動した際に測定したフルトラック再生形状とリファレンス形状を、図１９（ｃ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は２００２０であり、最大値と最小値はそれぞれ２４１５５と１６９１２であった。ＲＭＳ値の上限値を１２０００程度に設定すれば、ヘッド位置信号の変動を確実に検出できることになる。なお、ここで示したＲＭＳ値は計算機内部の単位であり、数値の絶対値は意味を持たない。
【００６３】
さらに、ＲＭＳ値が上限値を超えて、再生素子の磁化状態が乱れて位置信号の出力が変動したと判定された際の処理について説明を行う。ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値を超えている場合には、ヘッドの位置信号が十分に安定したと判断し、ｓｔｅｐ７で位置信号の補正テーブルを再生成するルーチンを呼び出す。位置信号の補正テーブルを作成する工程は、実施例３の項で説明した工程と同等である。
【００６４】
ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値以内であればリトライ処理に移行する。リトライ処理としては、ヘッドをユーザーデータの存在しないゾーンへシークさせ、記録動作（ダミーライト）を行い再生素子に故意に外部磁界を加える方法を用いる。ダミーライトの後に、ｓｔｅｐ２から同じ工程を繰り返す。一度のダミーライトで正常状態に復帰しない際には、再生素子に流すセンス電流（Ｉｓ）を増減することによりダミーライトの効果を高めている。なお、ここでは再生素子を正常状態に復帰させる工程としてダミーライトを用いたが、リトライ時の効果を高めるために、さらに複雑な工程を導入することもできる。
【００６５】
次に、マイクロトラック再生形状検出用パターンを用いて、ヘッドの再生素子の特性変動を検出する方法を図２０を用いて説明する。
【００６６】
図２０（ａ）に示したｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ３では、ヘッドをトラック幅測定用ゾーンへシークさせてトラックフォロイングを行い、マイクロトラック再生形状検出用パターンからマイクロトラック再生形状を検出する。ここまでの工程は、実施例２の項で説明をおこなった工程と同等である。ｓｔｅｐ４では、検出したマイクロトラック再生形状とリファレンス再生形状とのＲＭＳ値の算出を行う。このリファレンス再生形状は、あらかじめヘッドごとに測定した値を、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておいたものである。ｓｔｅｐ５では、ＲＭＳ値と上限値との比較を行い、ＲＭＳ値が上限値以下ならば正常状態と判定して、終了する。
【００６７】
ここで、正常時に測定したマイクロトラック再生形状とリファレンス形状を、図２０（ｂ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は１４３５であり、最大値と最小値はそれぞれ１８５７と１０４０であった。次に、再生素子の特性変動が発生した際に測定したマイクロトラック再生形状とリファレンス形状を、図２０（ｃ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は２８２１であり、最大値と最小値はそれぞれ３５９８と２１２４であった。ＲＭＳ値の上限値を２０００程度に設定すれば、再生素子の特性変動を確実に検出できることになる。なお、ここで示したＲＭＳ値は計算機内部の単位であり、数値の絶対値は意味を持たない。
【００６８】
さらに、ＲＭＳ値が上限値を超えて、再生素子の磁化状態が乱れて特性変動が発生したと判定された際の処理について説明を行う。ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値を超えている場合には、再生素子のヘッドの位置信号が十分に安定した可能性があると判断し、ｓｔｅｐ７で信号処理の各種パラメータの初期値を再学習するルーチンを呼び出す。
【００６９】
ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値以内であればリトライ処理に移行する。リトライ処理としては、ヘッドをユーザーデータの存在しないゾーンへシークさせ、記録動作（ダミーライト）を行い再生素子に故意に外部磁界を加える方法を用いる。ダミーライトの後に、ｓｔｅｐ２から同じ工程を繰り返す。一度のダミーライトで正常状態に復帰しない際には、再生素子に流すセンス電流（Ｉｓ）を増減することによりダミーライトの効果を高めている。なお、ここでは再生素子を正常状態に復帰させる工程としてダミーライトを用いたが、リトライ時の効果を高めるために、さらに複雑な工程を導入することもできる。
【００７０】
以上から、本実施例によると、再生素子の磁化状態が乱れて位置信号の出力が変動した現象を検出することができるため、目的のデータトラックからオフセットして記録動作を行い隣接するデータトラックを上書きする致命的なエラーを未然に防止することができ、磁気ディスク装置の信頼性を飛躍的に高めることができた。さらに、位置信号の出力が変動した際にも、位置信号補正テーブルを再生成することにより、変動前と同等のヘッド位置決め精度を維持することができ、磁気ディスク装置のトラック密度を向上することができた。さらに、検出用のパターンを再生するだけで再生素子の特性変動を検出することができるために、ダミーライト動作などの回復処理時間を短縮することができ、磁気ディスク装置のアクセス性能を高めることができた。
【００７１】
そして、ヘッドの再生素子の端部の感度低下や磁化方向の乱れに起因するヘッド位置信号の非直線を補正して誤差を低減することができるために、ヘッド位置決め精度を高めることができる。またヘッド位置信号の変動に関与する再生素子の特性変動を確実に検出しかつ変動量を補正することができるために、ヘッド位置決めの信頼性を飛躍的に高めることができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によると、データトラックの半径方向の密度を高めて記憶容量を向上した、信頼性に優れる磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第１の例を示す図。
【図２】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第２の例を示す図。
【図３】磁気ディスクの構造を示す上面図。
【図４】磁気ディスクの構造を示す断面図。
【図５】磁気ディスクの一部分を底面から見た図。
【図６】磁気ディスク装置のセクタの構造を示す模式図。
【図７】磁気ディスク装置のサーボ領域の構造を示す模式図。
【図８】サーボ再生波形から位置信号を算出する過程を説明する図。
【図９】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンを作成する工程を説明する図。
【図１０】本発明のパターンを検出する回路のブロック図。
【図１１】本発明のパターンから検出したフルトラック再生形状の１例。
【図１２】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第３の例を示す図。
【図１３】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第４の例を示す図。
【図１４】本発明のマイクロトラック再生形状を検出するパターンの第１の例を示す図。
【図１５】本発明のマイクロトラック再生形状を検出するパターンの第２の例を示す図。
【図１６】本発明のパターンから検出したマイクロトラック再生形状の１例。
【図１７】ヘッドの実効再生幅と実効記録幅を計算する方法を説明する図。
【図１８】ヘッドの位置信号を補正する方法の１例。
【図１９】フルトラック再生形状からヘッド位置信号の変動を検出し補正する方法の１例。
【図２０】マイクロトラック再生形状から再生素子の特性変動を検出し補正する方法の１例。
【符号の説明】
ヘッド・・・１１、ディスク・・・１２、ロータリ型アクチュエータ・・・１３、ボイスコイルモータ・・・１４、ヘッドアンプ・・・１５、トラック・・・１６、パッケージボード・・・１７、サーボ領域・・・３１、ギャップ部・・・３２、データ領域・・・３３、ＩＳＧ部・・・４０、ＡＭ部・・・４１、グレイコード部・・・４２、バースト部・・・４３、パッド部・・・４４、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５１、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５２、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５３、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５４、マイクロサーボ領域・・・５５、マイクロトラック再生形状検出用パターン・・・５６、マイクロトラック再生形状検出用パターン・・・５７。
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁変換ヘッドと磁気記録媒体とを備える情報記憶装置に係り、特にトラック密度を向上した磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に磁気ディスク装置は、磁気ディスク媒体上の目的のあるデータトラックに対して磁気ヘッドの追従動作（フォロイング）を行うためには、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体の正確な相対位置情報を常に測定し、温度による磁気ディスク媒体と磁気ヘッドを支持するアームの熱膨張差による位置ずれや、スピンドルモータやロータリ型アクチュエータの回転振動などの外乱の影響を低減する必要がある。このため、あらかじめ磁気ディスク媒体には工場出荷前にヘッド位置決め用の特殊なパターンが記録されている。図６に示すように、このパターンが記録してある領域はサーボ領域３１と呼ばれ、データ領域３３の間にギャップ部３２を介して設けられる。サーボ領域３１は工場出荷後にはユーザーから記録されることを禁止した領域とする。サーボ領域３１では、記録データは半径方向に隣接するトラック１６の間で連続して形成され、サーボトラック幅３１１はトラック１６のトラックピッチと等しい。一方、データ領域３３では、記録データは各トラック１６毎に分離しており、記録トラック幅３３１はトラック１６のトラックピッチより小さい。実際の磁気ディスク媒体１周分のトラック１６の中には、６０〜１００程度のサーボ領域３１が等間隔で設けられている。
【０００３】
図７にサーボ領域３１の構成例の１つを示す。ＩＳＧ部４０は磁気ディスク媒体の記録膜の磁気特性の分布や浮上量の分布の影響を低減するために設けられた連続パターンである。サーボ復調回路はオートゲインコントロール（ＡＧＣ）をＯＮにしてＩＳＧ部４０を再生する。ＡＭ部４１を検出した時点でＡＧＣをＯＦＦにすることにより、以降のバースト部４３の再生振幅をＩＳＧ部の振幅で規格化する機能を実現している。グレイコード部４２は各トラック１６のトラック番号情報をグレイコードにより記述した部分である。この部分にはセクタ番号の情報も併せて記述されることが多い。バースト部４３は半径方向の正確な位置情報を得るための千鳥格子状のパターンであり、各トラック１６の中心を正確にフォロイングするために必要な部分である。このパターンは、各トラック１６の中心に対して等しくまたがるように設けられたＡバースト４３−１及びＢバースト４３−２の組みと、隣接するトラック１６の中心に等しくまたがるように設けられたＣバースト４３−３及びＤバースト４３−４から構成されている。パッド部４４はサーボ復調回路がサーボ領域３１を再生する間のクロック生成を維持できるように復調回路系の遅延を吸収するために設けられるパターンである。
【０００４】
磁気ヘッド１１は図７の左から右方向に矢印で示した位置Ｃを走行しながらサーボ領域３１の再生を行う。このときの再生波形の一例を図８（ａ）に示す。簡単のため、ＡＭ部４１、グレイコード部４２、パッド部４４の再生波形は省略している。サーボ復調回路４４はＡバースト部４３−１からＤバースト部４３−４までの４つのバースト部の振幅を検出する。それぞれのバースト部の振幅値はＡＤ変換器によりデジタル値に変換されて、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵはＡバースト部４３−１の振幅値とＢバースト部４３−２の振幅値の差を演算してＮ位置信号を演算する。図中には振幅値の差をＩＳＧ振幅で規格化する式が記述してあるが、この機能はサーボ復調回路がＩＳＧ部４０の振幅が一定になるようにＡＧＣをロックすることでハード的に実現している。同様にＣバースト部４３−３とＤバースト部４３−４の振幅値の差からＱ位置信号を演算する。以上のようにして作製されたヘッドの位置信号を、図８（ｂ）に示す。ヘッド１１の中心がＡバースト部４３−１とＢバースト部４３−２に等しくまたがる位置ではＮ位置信号は０となり、この中心位置からのずれの量にほぼ比例してＮ位置信号は正負に変化する。例えば図７の位置Ｃでの再生波形図８（ａ）からは、図８（ｂ）に示した位置ＣのＮ位置信号を得ることができる。通常は、Ａバースト部４３−１とＢバースト部４３−２のエッジ位置とトラック１６の中心が一致する構成とする。ＣＰＵはＮとＱ位置信号の絶対値の小さな位置信号の正負を反転してつなぎ合わせることによって、連続した位置信号を作製する。この位置信号と目標位置との差を比較してボイスコイルモータ１４へ投入する最適な電流値を演算することによって、フォロイングやシークなどの所定の動作を行う。
【０００５】
また、らせん状にデータトラック自体を形成する技術は、特開昭６２−２０４４７６号、特開昭６３−１１２８７４号、特開昭６１−２９６５３１号に開示されている。さらに、特開昭６２−２０４４７６号の第１図はサーボ情報そのものをらせん状に形成する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来技術では、再生素子内部の磁化方向の不均一性によって位置信号の直線精度が低下し、ヘッドの半径位置を正確に制御できないという問題が生じていた。さらに位置信号の検出精度が再生素子の特性変動によって劣化するために、ヘッドの半径位置を正確に制御できないという問題が生じていた。
【０００７】
最近では、磁気ディスク装置の記録密度を高めるため、再生感度の高いヘッドを用いることが一般的である。例えば、磁性膜自身の磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）や、非磁性膜を磁性膜でサンドイッチ構造として磁気抵抗効果を高めた巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）や、トンネル電流が外部磁界により大きく変化する現象を利用してさらに磁気抵抗効果を高めたトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を再生ヘッドとする技術が広く知られている。これらの磁気抵抗効果素子は磁気ディスク上の微小な記録パターンの再生においても良好なＳＮ比を確保できるために、磁気ディスク装置のビット密度を向上するために有効な技術である。
【０００８】
一般的に、磁気抵抗効果素子の両端部には、素子の磁性膜を単一の磁区構造にするためにトラック幅方向のバイアス磁界（縦バイアス磁界）を印可するための構造を備えている。このため、素子の両端部ではディスク漏洩磁界強度に対する再生感度が低下し、トラック幅方向にわたり均一な出力とはならない。また、素子の両端部の磁化方向が乱れているために、バースト部４３の再生波形の正側の振幅値と負側の振幅値が大きく異なることがある。さらに、磁気抵抗効果素子に隣接して設けられた記録素子が発生する記録磁界により、ここで問題とする磁化方向の不均一性は様々な形に変動する可能性がある。この現象を再生素子の特性変動と呼ぶことにする。また、ヘッドの磨耗や傷や汚れによってヘッドの浮上姿勢が変化することによっても、再生素子の特性変動が発生する可能性がある。
【０００９】
素子の両端部の再生感度が低いために、バースト部４３の再生振幅はヘッドの半径位置に比例せず、ＮおよびＱ位置信号もヘッド半径位置に対して正確に比例しなくなる。またバースト部４３の再生波形に上下振幅の非対称成分が含まれると、復調回路の回路定数が位置信号へ強く依存するようになり、ＮおよびＱ位置信号の誤差を大きくする。これらの要因によって、磁気抵抗効果素子を用いた磁気ディスク装置のＮおよびＱ位置信号は、図８（ｂ）に示したように直線とはならない。この位置信号の非直線性誤差と呼ばれる誤差量は、補正テーブルを作製して精度を向上させる技術がある。しかし、装置に搭載する全てのヘッドごとに異なる補正テーブルを準備して出荷前にパッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録する必要がある。このため、生産工程の管理が複雑になる問題と、この技術を用いても個々の復調回路の特性差までは補正できない問題があり、磁気ディスク装置のトラック密度の向上を阻害する要因となっていた。
【００１０】
さらに、再生素子の特性変動が発生すると位置信号の非直線性の誤差量が変化してフォロイング中心がオフセットする可能性がある。再生素子の特性変動により再生エラーが発生した際には、記録素子に電流を流して再生素子に故意に外部磁界を与えるダミーライト動作によって、特性変動を回復させる技術が知られている。しかし、位置信号の非直線性に関与する再生素子の特性変動と、再生エラーに関与する再生素子の特性変動では磁化状態の変動の内容が異なる。再生エラーの発生後にダミーライト動作を行う技術では、目的のトラックからオフセットして隣接トラックを上書きする可能性を排除することができず、磁気ディスク装置の信頼性を低下させる要因となっていた。
【００１１】
このため、磁気抵抗効果素子を再生素子に用いた磁気ディスク装置において、ヘッドの再生特性やサーボ復調回路特性に起因する位置信号の非直線性の誤差を補正して位置決め精度を向上し、位置信号の非直線性誤差に関与する再生素子の特性変動を正確に検出することにより、磁気ディスク装置のデータトラック密度を高め、隣接トラックを上書きする致命的なエラーを防止して信頼性を向上することのできる新技術の開発が期待されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、同心円状に形成された複数のトラックを有し、該トラックの一部領域にサーボパターンを記録させたサーボ領域を有する磁気ディスク媒体と、再生素子と記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ディスク媒体上のサーボパターンからヘッド位置信号を発生するためのサーボ復調回路とを備え、前記磁気ディスク媒体上の前記サーボ領域とは異なる領域に、少なくとも前記磁気ヘッドの再生素子の幅よりも小さな幅ずつ半径方向にずらした複数のパターンを配置するものである。
【００１３】
また、ディスク上の一部の半径領域に半径方向にわずかずつずらした複数のフルトラックを配置し、トラックフォロイングを行いながら前記複数のフルトラックの再生波形振幅を検出し、前記再生波形振幅からフルトラックの再生形状を測定するものである。
【００１４】
また本発明の磁気ディスク装置は、ディスク上の一部の半径領域に半径方向にわずかずつずらした複数のマイクロトラックを配置し、トラックフォロイングを行いながら前記複数のマイクロトラックの再生波形振幅を検出し、前記再生波形振幅からマイクロトラックの再生形状を測定するものである。
【００１５】
このとき、前記フルトラックの再生形状もしくは前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッドの実効記録幅もしくはヘッドの実効再生幅を算出する機能を備えるものである。さらに、前記フルトラックの再生形状もしくは前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッド位置信号の非直線性を補正する機能を備えるものである。さらに、前記フルトラックの再生形状および前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッド位置信号の変動を検出する機能を備えるものである。さらに、前記マイクロトラックの再生形状から、ヘッドの再生特性の変動を検出する機能を備えるものである。このとき、前記変動の値があらかじめ設定した範囲から逸脱したことを検出した際には変動を補正する機能を備えるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施例を図面を用いて説明する。
【００１７】
＜実施例１＞
磁気ディスク装置のエンクロージャ内部を上面からみた平面図を図３に、磁気ディスク装置の断面図を図４に示す。磁気ディスク装置を構成する主要部品は、図３及び図４に示すように、６個のヘッド１１、３枚のディスク１２、ロータリ型アクチュエータ１３、ボイスコイルモータ１４、ヘッドアンプ１５、パッケージボード１７等から構成されている。３枚のディスク１２はひとつのハブに固定され、スピンドルモータによって点Ａを中心に回転駆動される。６個のヘッド１１はひとつの櫛形のアームに固定され、ロータリ型アクチュエータ１３により点Ｂを中心に回転駆動される。この機構により、ヘッド１１はディスク１２の半径方向に自由に移動することができる。パッケージボード１７には制御用の中央演算装置（ＣＰＵ）、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、インターフェース回路、メモリ、信号処理ユニットなどが実装されている。ヘッドアンプ１５はヘッド１１の近傍に配置することでＳ／Ｎ比や転送速度で有利となるために、パッケージボード１７の上に実装せずに、エンクロージャ内に実装することが多い。
【００１８】
ディスク１２の一部分を上から見た平面図を図５に示す。ヘッド１１はロータリー型アクチュエーター１３によってディスク１２上のデータトラック１６−１、１６−２、・・・・のいずれかの半径位置に固定されて、磁気的に情報の記録および再生を行う。データトラック１６は同心円状にほぼ等間隔に形成される。図５には４本のデータトラック１６−１〜１６−４のみを模式的に示したが、実際のディスク１２上には８０００本以上のデータトラック１６が隣接間隔を２μｍ程度からそれ以下の狭い幅で形成される。
【００１９】
本発明における一実施例としてフルトラック（データ領域の記録トラック幅と等しい幅を有するトラック）再生形状を検出するパターンであるフルトラック再生形状検出用パターン５１の構成を図１に示す。
【００２０】
図の左右方向がディスク１２の周方向であり、図の上下方向がディスク１２の半径方向である。ヘッド１１は図中にヘッド走行方向と矢印で示した方向へ、ディスク１２に対して相対的に秒速６〜１１ｍの速度で移動を行う。図中にセクタ番号が１と示した領域が図の左右で重複しているが、これはディスク１２の上に円周状に形成する１周分のパターンを直線状に展開して描いたためであり、同一の領域である。セクタ番号７２と示した領域も左右で同一の領域である。図中のいくつかのサーボ領域３１は、従来の技術で説明を行ったものと同等な構成である。この構成例の磁気ディスク装置は、ディスク１２の１周に７２個のサーボ領域３１を等間隔で備えている。ディスク１２の１周中を、７２個のサーボ領域３１の合計で約７％の長さを占める設定になっている。トラックピッチ（ Ｔｐ ）は１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当する。
【００２１】
各サーボ領域３１の間に、フルトラック再生形状検出用パターン５１を記録する。フルトラック再生形状検出用パターンとは、データ領域３３の記録トラック幅３３１と等しい幅を有するパターンである。この構成では２０ＭＨｚのクロックで反転する単純なくり返しパターンを用いて、フルトラック再生形状用パターン５１を記録している。ヘッドがパターン５１にオントラックしているセクタ番号１の領域からは、周波数１０ＭＨｚの正弦波に近い波形となる。通常のデータ領域３３のパターンと異なり、単純な磁化パターンを用いることが特徴であり、ＰＬＬのシンク領域やデータアドレスマーク、ＥＣＣやＣＲＣといった磁化パターンは必要としない。
【００２２】
セクタ番号が１の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５１と、セクタ番号が２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０．０５μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から７２の領域に記録した同様のフルトラック再生形状検出用パターンは、同じ方向に順に０．０５μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と７２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。
【００２３】
図９を用いて、以上に説明した図１のパターンを記録する工程について説明を行う。工場の製造工程のサーボ領域記録工程においてサーボトラックライタと呼ばれる製造装置を用いて記録する。サーボトラックライタ装置では、外部のレーザー測長装置を用いてヘッド１１の位置を精密に測定しながら、ロータリ型アクチュエータ１３を駆動する。まず、ディスク１２の全半径範囲にわたってサーボ領域３１の記録を行う。この後にフルトラック再生形状検出用パターンを記録する工程に移行する。
【００２４】
図９（ａ）はセクタ番号が１の領域にフルトラック再生形状検出用パターン５１を記録し、次のセクタ番号２の領域にフルトラック再生形状検出用パターンを記録するための位置にヘッド１１を０。０５μｍだけ半径方向に移動した状態を示している。これがディスク１２が１周した状態である。次に図９（ｂ）はディスク１２が２周した状態を示している。セクタ番号が２の領域にフルトラック再生形状検出用パターンを記録し、次の記録位置のためにさらに０．０５μｍだけ半径方向にヘッド１１を移動させた状態である。この動作をセクタ番号が３から７２まで順にくり返し、ディスク１２が７２周してパターンの記録が終了した状態を示したのが図９（ｃ）である。最終的にセクタ番号が１と７２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターンは、ディスク１２の半径方向へ３．５５μｍずれて記録されている。ここに示した７２個のパターンを形成する工程に必要とする時間は、ディスク１２を４０００ＲＰＭで回転させた場合、ディスクが１周する時間が０．０１５ｓであるため、７２×０．０１５＝１．０８ｓである。これに対して、通常のサーボ領域３１を形成する工程に必要とする時間は、ディスク１２を４０００ＲＰＭで回転させ、８０００本のトラックに１／２ピッチでサーボライトを行い、隣接トラックにヘッドを移動させる間にディスクが１／３回転すると仮定すると、８０００×２×０．０１５＋８０００×２×０．０１５×１／３＝３２０ｓである。本発明のフルトラック再生形状検出用パターンを付加することで必要となる時間は、通常のサーボトラックライト工程に必要とする時間と比較してわずかである。
【００２５】
図２に、本発明における他の実施例としてフルトラック再生形状検出用パターン５２の構成を示す。図の上下方向がディスク１２の半径方向に相当することや、７２個のサーボ領域３１が存在することなどは図１と同一な構成であるが、トラックピッチ（ Ｔｐ ）は１．７５μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５μｍに相当する。
【００２６】
セクタ番号が１の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２と、セクタ番号が２の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２は、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０．１μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から３５の領域に記録した同様のフルトラック再生形状検出用パターン５２は、同じ方向に順に０．１μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と３５の領域に記録したフルトラック再生形状検出用パターン５２は、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が３６の領域にはセクタ番号が１の領域と同じ半径位置にフルトラック再生形状検出用パターン記録し、同様に順にセクタ番号が３７から７２までの領域にはセクタ番号が２から３５までと同じ半径位置に、フルトラック再生形状検出用パターンを記録した。
【００２７】
図２に示したパターン５２は、図１に示したパターン５１と比較すると、パターンのずらし幅が２倍になっているため、再生形状の検出精度は半分になる。この反面、ディスク１２が１周する間に同じパターンが２回くり返されるため、平均化処理を用いることによりパターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を圧縮することができる。どちらのパターンが高い精度でフルトラックの再生形状を検出できるかどうかは、サーボトラックライタやスピンドルモータの機構振動の成分によって異なる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／２周の範囲で３６分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００２８】
本発明のパターンからフルトラックの再生形状を検出する復調回路の構成例を図１０にブロック図で示す。
【００２９】
復調回路系を簡単に構成するため、従来のサーボ復調回路に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とアンプ（ＡＭＰ）、切替器を追加した構成とした。ヘッド１１の再生出力は差動信号としてヘッドアンプ１５で１００〜２００倍に増幅されてから、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で高い周波数成分のノイズが除去される。オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）は従来の技術の項で図７と図８を用いて説明を行ったように、ＩＳＧ部４０の振幅が一定になるように、再生波形の振幅の調節を行う。ピーク検出器が再生波形をデジタル波形に変換した信号から、アドレスマーク検出器（ＡＭ検出器）がＡＭ部４１を検出した時点で、ＡＧＣをＯＦＦにして増幅ゲインを固定することにより、フルトラック再生形状検出用パターンの検出精度からディスクの磁気特性のむらや浮上量変動の影響を低減している。ＢＰＦのは中心周波数は、フルトラック再生形状検出用パターンの再生周波数と同じ１０ＭＨｚに設定してあり、パターンの信号成分以外のノイズを除去して検出精度を高めている。切替器はフルトラックの再生形状を検出する際にはＢＰＦ側を選択する。後述のマイクロトラックの再生形状を検出する際には検出精度を高めるために、切替器はアンプ（ＡＭＰ）側を選択する。フルトラックの再生形状を検出するパターンのビット長は、通常のサーボ領域３１のバースト部４３よりも長くすることができるため、積分器の積分時定数は検出精度を高めるためにパターンの長さに応じて長時間に設定している。Ａ／Ｄ変換器が、積分器の検出したパターンの振幅をデジタル値に変換する。中央演算器（ＣＰＵ）やハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、ＡＧＣや切替器、積分器、Ａ／Ｄ変換器のタイミングを制御している。
【００３０】
磁気ディスク装置に組み込んだヘッド１１とディスク１２を用いて図２に示したパターンを記録し、再生振幅を各セクタ毎に検出した１例を図１１（ａ）に示す。横軸がセクタ番号でありセクタ番号の１から７２までがディスクの１周分のセクタに相当する。縦軸が各セクタの振幅を検出したＡ／Ｄ変換器の出力値である。白丸と黒丸で示した再生形状１と再生形状２は、パターンを記録した時のサーボトラックライタの機構振動の影響や、パターンを再生した時のスピンドルモータの機構振動の影響によって、同一の形状とはならない。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の再生形状１と再生形状２を平均化した形状であり、横軸をμｍの単位に変換して示したものである。ヘッド半径位置が±１．２μｍを超える範囲の出力値は、検出系のノイズレベルである。この形状が本発明を用いて測定したフルトラックトラック再生形状であり、特別な装置を必要とすることなく、サーボトラックライタのレーザー測長器と同等の高い精度が得られることが特徴である。
【００３１】
図１２に、本発明におけるさらに他の実施例としてフルトラック再生形状検出パターン５３の構成を示す。検出精度を向上するために、フルトラック再生形状検出用パターン５３を多重化して記録してあり、より多くの平均化処理を行うパターンとなっている。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。７２個のサーボ領域３１が存在するが、図中にはセクタ番号が１の領域だけを拡大して示している。トラックピッチは１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどは、図１と同一である。
【００３２】
フルトラック再生形状検出用パターン５３を多重化して記録するために、ひとつのパターンの長さは図１と比較して短い構成となっている。このパターンをセクタ番号が１の領域に７２個記録し、それぞれのパターンは順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録する構成とした。この結果、セクタの先頭のパターンと最後尾のパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が２の領域から７２の領域まで、セクタ番号が１の領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００３３】
図１２に示したパターン５３は、図１に示したパターン５１と比較すると、ディスク１２が１周する間に同じパターンが７２回くり返されるため、平均化処理を用いることによりパターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を飛躍的に低減することができる。この反面、ひとつのフルトラック再生形状検出用パターン５３の長さが短くなるために、パターンの振幅の検出精度が低下する問題と、検出回路のクロック生成に高い精度を必要とする問題がある。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲を一つのセクタ範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲や分割数は様々な形態を考えることができる。
【００３４】
図１３に、本発明におけるさらに他の実施例としてフルトラック再生形状検出用パターン５４の構成を示す。図１２の問題点を軽減し、かつより検出精度を向上するために、パターンの多重化の数を減少させ、サーボ領域の数を増加させた構成となっている。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。７２個のサーボ領域３１が存在するが、図中にはセクタ番号が１から１８の領域だけを拡大して示している。トラックピッチは１．７８μｍであり、図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどは、図１と同一である。
【００３５】
各サーボ領域の間には、等間隔で３つのマイクロサーボ領域５５を設けている。マイクロサーボ領域５５の構成とは、従来の技術の項で図７を用いて説明を行った構成から、グレイコード部４２を除いただけのものである。なお、マイクロサーボ領域５５はトラック幅測定ゾーンだけに設け、データ領域３３が存在するデータゾーンには、通常のサーボ領域３１だけを設けている。フルトラック再生形状検出用パターン５４は、サーボ領域３１もしくはマイクロサーボ領域５５との間の領域に設ける構成とした。セクタ番号が１の領域には、４つのフルトラック再生形状検出用パターンを配置することができ、順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録した。セクタ番号が１の領域の４つめのフルトラック再生形状検出用パターンと、セクタ番号が２の領域の１つめのフルトラック再生形状検出用パターンとの、半径方向のずらし幅も０．０５μｍとした。同様に順に記録することにより、セクタ番号が１の領域からセクタ番号が１８の領域までに７２個のフルトラック再生形状検出用パターン５４を記録できる。セクタ番号が１の領域の１つめのパターンとセクタ番号が１８の４つめのパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が１９から３６までの領域と、セクタ番号が３７から５４までの領域と、セクタ番号が５５から７２までの領域に、セクタ番号が１から１８までの領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００３６】
図１３に示したパターン５４は、ディスク１２が１周する間に４回の再生形状がくり返される。この再生形状を平均化することにより、パターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を、図１や図２に示したパターン５１、５２を用いたときよりも低減することができる。また、ひとつのパターンを長くしてマイクロサーボ領域５５を設けたことにより、パターンの振幅の検出精度や検出回路のクロック生成精度の問題を、図１２に示したパターンを用いたときよりも軽減することができる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／４周の範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００３７】
本実施例に示したパターンの構成や記録工程、検出回路系を用いることにより、磁気ディスク装置に組み込んだ状態のフルトラック再生形状を、記録時や再生時の機構振動による誤差を低減して高い精度で自動的に検出することができた。
【００３８】
＜実施例２＞
本発明における一実施例としてマイクロトラック（データ領域の記録トラック幅より小さい幅を有するトラック）再生形状を検出するパターンであるマイクロトラック再生形状検出用パターン５６の構成を図１４に示す。パターンの構成は図２に示したフルトラック再生形状検出用パターン５２と共通点が多い。マイクロトラック再生形状検出用パターンは、データ領域３３の記録トラック幅３３１より小さい幅を有するパターンである。７２個のサーボ領域３１が存在すること、トラックピッチが１。７５μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３。５μｍに相当することなどが、図２と同一な構成である。
【００３９】
各サーボ領域３１の間にマイクロトラック再生形状検出用パターン５６を記録する。マイクロトラック再生形状検出用パターン５６は、記録素子のトラック幅の１／４以下の狭いトラック幅のパターンで２０ＭＨｚの単純な繰り返しパターンで形成している。セクタ番号が１の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターン５６と、セクタ番号が２の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターンは、同一の周波数の磁化パターンであるが、ディスク半径方向の位置を０。０５μｍだけずらした構成とした。さらにセクタ番号が３から７２の領域に記録した同様のマイクロトラック再生形状検出用パターンは、同じ方向に順に０．０５μｍずつずらした構成とした。この結果、セクタ番号が１と７２の領域に記録したマイクロトラック再生形状検出用パターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３．５５μｍだけずれた構成となっている。
【００４０】
マイクロトラック再生形状検出用パターン５６の記録には、ヘッドの記録素子のトラック幅よりも狭いトラック幅のパターンを高い精度で形成するため、工場の製造工程においてサーボトラックライタと呼ばれる製造装置を用いる。ひとつのマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成するためには、ディスクの２回転を必要とする。１周目でセクタ番号が１の領域に２０ＭＨｚの単純な繰り返しパターンでフルトラックを記録した後に、ヘッドを半径方向の内周側に０．３μｍずらす。この状態でセクタ番号が１の領域までディスクが回転する時間を待ち、２周目でセクタ番号が１の領域にヘッドに直流電流を流して１周目に記録したパターンを片側から消去してヘッドの記録素子のトラック幅より狭い幅のパターンを形成する。実際に形成したマイクロトラック再生形状検出用パターンの幅は、消去時にずらした０．３μｍよりも狭い。これは、ヘッドが古いデータを消去する幅が、新たにデータを記録する幅よりも広いという現象に起因している。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／２周の範囲で３６分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００４１】
７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成する時間は、必ずしもディスクが７２個の２倍だけ回転する時間を必要とするわけではなく、先に説明した１周目の記録工程と２周目の消去工程を同じヘッド位置で兼用することで、短縮することができる。例えば、セクタ番号が１の領域でパターンを片側から消去するヘッド位置と、セクタ番号が７の領域にパターンを記録するヘッド位置は同じであるため、この二つの消去と記録工程はディスクが１回転する間に行うことができる。この手法を用いれば、７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを形成する時間は、ディスクが６＋７２＋６＝８４周だけ回転する時間に短縮することができる。
【００４２】
本発明のパターンからマイクロトラック再生形状を検出する復調回路の構成例は、実施例１で図１０を用いて説明を行った構成とほぼ同じである。ただし、フルトラックの再生振幅と比較してマイクロトラックの再生振幅が約３から１０分の１と小さいため、３から１０倍のアンプ（ＡＭＰ）を直列に挿入し、切替器でＡＭＰ側を選択する。他の構成要素の機能は、実施例１で説明を行ったものと同等である。
【００４３】
磁気ディスク装置に組み込んだヘッド１１とディスク１２を用いて図１４に示したマイクロトラック再生形状検出用パターン５６を記録し、再生振幅を各セクタ毎に検出した例を図１６（ａ）に示す。横軸がセクタ番号でありセクタ番号の１から７２までがディスクの１周分のセクタに相当する。縦軸が各セクタの振幅を検出したＡ／Ｄ変換器の出力値である。白丸で示した再生形状１と黒丸で示した再生形状２は、パターン５６を記録した時のサーボトラックライタの機構振動の影響や、パターン５６を再生した時のスピンドルモータの機構振動の影響によって、同一の形状とはならないこともある。
【００４４】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の再生形状１と再生形状２を平均化した形状であり、横軸をμｍの単位に変換して示したものである。ヘッド半径位置が±１。１μｍを超える範囲の出力値は、検出系のノイズレベルである。この形状が本発明を用いて測定したマイクロトラックトラック再生形状であり、特別な装置を必要とすることなく、サーボトラックライタのレーザー測長器と同等の高い精度が得られることが特徴である。
【００４５】
図１５に、本発明における他の実施例としてマイクロトラック再生形状検出用パターン５７の構成を示す。図の上下方向がディスク１２の半径方向で、図の左右方向がディスク１２の周方向に相当する。マイクロトラック再生形状検出用パターン５７の構成は図１３に示したフルトラック再生形状検出用パターン５４と共通点が多い。７２個のサーボ領域３１が存在すること、トラック幅測定ゾーンにだけ合計で２１６個のマイクロサーボ領域５５が存在すること、トラックピッチが１．７８μｍとなっていて図中に２×Ｔｐと示した記号は３．５５μｍに相当することなどが、図１３と同一な構成である。図中には７２個のサーボ領域３１のうちセクタ番号が１から１８の領域だけを拡大して示している。
【００４６】
各サーボ領域３１とマイクロサーボ領域５５との間にマイクロトラック再生形状検出用パターン５７を記録する。より検出精度を向上するために、パターンを多重化し、サーボ領域の数を増加させた構成となっている。
【００４７】
セクタ番号が１の領域には、４つのマイクロトラック再生形状検出用パターンを配置することができ、順に０．０５μｍずつ半径方向にずらして記録した。セクタ番号が１の領域の４つめのマイクロトラック再生形状検出用パターンと、セクタ番号が２の領域の１つめのマイクロトラック再生形状検出用パターンとの、半径方向のずらし幅も０．０５μｍとした。同様に順に記録することにより、セクタ番号が１の領域からセクタ番号が１８の領域までに７２個のマイクロトラック再生形状検出用パターンを記録できる。セクタ番号が１の領域の１つめのパターンとセクタ番号が１８の４つめのパターンは、ディスク半径方向の位置が２倍のトラックピッチ分の３。５５μｍだけずれた構成となっている。さらに、セクタ番号が１９から３６までの領域と、セクタ番号が３７から５４までの領域と、セクタ番号が５５から７２までの領域に、セクタ番号が１から１８までの領域と同じ構成のパターンを記録した。
【００４８】
図１５に示したパターン５７は、ディスク１２が１周する間に４回の再生形状がくり返される。この再生形状を平均化することにより、パターンの記録時や再生時の機構振動による誤差を、図１４に示したパターンを用いたときよりも低減することができる。また、マイクロサーボ領域５５を設けたことにより、パターンの振幅の検出精度を、図１４に示したパターン５６を用いたときよりも高めることができる。なお、ここでは２×Ｔｐのトラック幅範囲をディスク１／４周の範囲で７２分割して形成するパターンを示したが、トラック幅範囲やディスクの周範囲と分割数は様々な形態を考えることができる。
【００４９】
本実施例に示したパターンの構成や記録工程、検出回路系を用いることにより、磁気ディスク装置に組み込んだ状態のマイクロトラック再生形状を、記録時や再生時の機構振動による誤差を低減して高い精度で自動的に検出することができた。
【００５０】
次に、以上に述べたマイクロトラック再生形状とフルトラック再生形状からヘッドの実効再生幅と実効記録幅を算出する方法を、図１７を用いて説明する。
【００５１】
ヘッドの記録素子のトラック幅より十分に狭い幅のマイクロトラックに対する再生形状は、ヘッドのトラック幅方向にわたるディスク漏洩磁界への感度分布形状と一致する。このため、十分に狭い幅のマイクロトラックに対する再生形状を積分することにより、様々なデータ領域の記録トラックに対する再生形状を算出することができる。
【００５２】
図１７（ａ）は図１６（ｂ）に示したマイクロトラック再生形状とステップ関数との畳み込み積分を行った結果を最大値で規格化したものである。マイクロトラック再生形状の±１。１μｍより外側の値はノイズレベルであるため、単純な引き算により除去している。グラフの横軸は、ステップ関数の０から１への立ち上がりの半径位置に対応している。この形状は、非常に広い幅の記録トラックに対する片側の再生形状と一致する。ここで、再生ヘッドの実効再生幅を、非常に広い幅の記録トラックに対する片側の再生形状の５％から９５％の出力となる幅と規定すると、図１７（ａ）より実効再生幅を１。１μｍと求めることができる。
【００５３】
図１７（ｂ）の白丸は図１１（ｂ）に示したフルトラック再生形状である。実線は、図１６（ｂ）に示したマイクロトラック再生形状と矩形関数との畳み込み積分を行った結果を最大値で規格化したものである。マイクロトラック再生形状の±１。１μｍより外側の値はノイズレベルであるため、単純な引き算により除去している。図中には矩形関数の幅を１。３、１。４、１。５μｍと変化させた際の計算結果を右側の形状を一致させるように横軸をシフトさせて示してある。１。４μｍで積分した計算結果が、実測したフルトラック再生形状と最も良く一致することから、実効記録幅を１。４μｍと求めることができる。実際には、実測値と計算値が一致するかどうか、両者の差の２乗和を求めることにより、数値の大小で判定することができる。
【００５４】
次に、マイクロトラック再生形状もしくはフルトラック再生形状からヘッドの位置信号の感度補正係数を求める方法を、図１８を用いて説明を行う。
【００５５】
図１８（ａ）に実測値（＝Ａバースト）と示した曲線は、実施例１と同様にして検出したフルトラック再生形状である。この曲線は、実施例２と同様にして検出したマイクロトラック再生形状を、矩形関数で畳み込み積分して求めることもできる。実測値をシフト（＝Ｂバースト）と示した曲線は、実測値を右方向（内周方向）にトラックピッチの２倍だけシフトさせたものである。この２本の曲線はそれぞれ、従来の技術の項で図７と図８（ａ）を用いて説明したＡバースト４３−１のＡ振幅とＢバースト４３−２のＢ振幅に相当する。なお、ＩＳＧ部４０の振幅が一定になるようにＡＧＣを制御しているため、Ａ振幅とＢ振幅はＩＳＧ振幅で規格化されている。図１８（ｂ）に実測曲線と示した曲線は、このＡ振幅からＢ振幅を差し引いた値であり、図８（ｂ）のＮ位置信号に相当する。発明が解決しようとする課題の項で述べたように、この実測したＮ位置信号曲線は直線とならないことが多い。
【００５６】
従来の磁気ディスク装置では図１８（ｂ）の縦軸に示した値を真の位置と比例関係にあることを仮定して制御を行うため、ヘッドの半径位置に誤差を生じることになる。この誤差は、特に再生素子と記録素子とのオフセット量を補正するマイクロジョグと呼ばれる操作において問題となる。再生素子と記録素子とのオフセット量は、スライダのヨー角に応じて変化するため、Ｎ位置信号は任意のヘッド半径位置において図中に示した理想直線と一致することが要求される。また、ヘッドの半径位置に対する位置信号の変化量がＮとＱ位置信号を接続する付近で低下するため、図中で±０。６μｍに近づくにつれてサーボのループゲインが低下し、位置決め精度が劣化する問題もある。これらの誤差は位置信号の非直線性の誤差と呼ばれる。
【００５７】
図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の理想直線を実測直線で割った値であり、これが位置信号の感度補正係数となる。この係数をサーボ復調回路が検出した位置信号に乗じることにより、上記の位置信号の非直線性の誤差を飛躍的に低減することができる。ここで求めた位置信号の感度補正係数は、ヘッドごとに、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておく。
【００５８】
なお、サーボ領域３１のバースト部４３は、一般にトラック幅方向に複数回書き繋いで形成されるため、通常のデータトラックの幅とは異なることが多い。このため、ヘッドの位置信号の感度補正係数を求めるには、フルトラックの再生形状を検出するためのパターンの幅をバースト部４３のトラック幅と合わせる必要がある。また、マイクロトラック再生形状と矩形関数を畳み込み積分してヘッドの位置信号の感度補正係数を求める際には、実際のバースト部４３のトラック幅と矩形関数の幅を合わせる必要がある。より正確に位置信号の感度補正係数を求めるために、フルトラックの再生形状を検出するためのパターンをヘッドの異なる半径位置に複数準備し、それぞれの半径位置で位置信号の感度補正係数を算出することもできる。
【００５９】
本実施例によれば、装置に搭載する全てのヘッドごとに異なる補正テーブルを作成することにより、ヘッドの位置決め精度を高めて、磁気ディスク装置のトラック密度を向上することができる。補正テーブルの作成作業は、磁気ディスク装置単体で自動的に行うことができ、生産工程に容易に導入することができる。また、個々の装置自身のサーボ復調回路を用いて補正テーブルを作成するため、サーボ復調回路の特性ばらつきも同時に補正することができる。
【００６０】
まず、フルトラック再生形状検出用パターンを用いて、ヘッド位置信号の変動を検出する方法を図１９を用いて説明する。
【００６１】
図１９（ａ）に示したｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ３では、ヘッドをトラック幅測定用ゾーンへシークさせてトラックフォロイングを行い、フルトラック再生形状検出用パターンからフルトラック再生形状を検出する。ここまでの工程は、実施例１の項で説明をおこなった工程と同等である。ｓｔｅｐ４では、検出したフルトラック再生形状とリファレンス再生形状との両者の差の２乗和（ＲＭＳ値）の算出を行う。このリファレンス再生形状は、あらかじめヘッドごとに測定した値を、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておいたものである。ｓｔｅｐ５では、ＲＭＳ値と上限値との比較を行い、ＲＭＳ値が上限値以下ならば正常状態と判定して、終了する。
【００６２】
ここで、正常時に測定したフルトラック再生形状とリファレンス形状を、図１９（ｂ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は８０８７であり、最大値と最小値はそれぞれ９６１０と５９５４であった。次に、ヘッド位置信号が変動した際に測定したフルトラック再生形状とリファレンス形状を、図１９（ｃ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は２００２０であり、最大値と最小値はそれぞれ２４１５５と１６９１２であった。ＲＭＳ値の上限値を１２０００程度に設定すれば、ヘッド位置信号の変動を確実に検出できることになる。なお、ここで示したＲＭＳ値は計算機内部の単位であり、数値の絶対値は意味を持たない。
【００６３】
さらに、ＲＭＳ値が上限値を超えて、再生素子の磁化状態が乱れて位置信号の出力が変動したと判定された際の処理について説明を行う。ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値を超えている場合には、ヘッドの位置信号が十分に安定したと判断し、ｓｔｅｐ７で位置信号の補正テーブルを再生成するルーチンを呼び出す。位置信号の補正テーブルを作成する工程は、実施例３の項で説明した工程と同等である。
【００６４】
ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値以内であればリトライ処理に移行する。リトライ処理としては、ヘッドをユーザーデータの存在しないゾーンへシークさせ、記録動作（ダミーライト）を行い再生素子に故意に外部磁界を加える方法を用いる。ダミーライトの後に、ｓｔｅｐ２から同じ工程を繰り返す。一度のダミーライトで正常状態に復帰しない際には、再生素子に流すセンス電流（Ｉｓ）を増減することによりダミーライトの効果を高めている。なお、ここでは再生素子を正常状態に復帰させる工程としてダミーライトを用いたが、リトライ時の効果を高めるために、さらに複雑な工程を導入することもできる。
【００６５】
次に、マイクロトラック再生形状検出用パターンを用いて、ヘッドの再生素子の特性変動を検出する方法を図２０を用いて説明する。
【００６６】
図２０（ａ）に示したｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ３では、ヘッドをトラック幅測定用ゾーンへシークさせてトラックフォロイングを行い、マイクロトラック再生形状検出用パターンからマイクロトラック再生形状を検出する。ここまでの工程は、実施例２の項で説明をおこなった工程と同等である。ｓｔｅｐ４では、検出したマイクロトラック再生形状とリファレンス再生形状とのＲＭＳ値の算出を行う。このリファレンス再生形状は、あらかじめヘッドごとに測定した値を、パッケージボード１７のメモリもしくはディスク１２の一部の管理領域に記録しておいたものである。ｓｔｅｐ５では、ＲＭＳ値と上限値との比較を行い、ＲＭＳ値が上限値以下ならば正常状態と判定して、終了する。
【００６７】
ここで、正常時に測定したマイクロトラック再生形状とリファレンス形状を、図２０（ｂ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は１４３５であり、最大値と最小値はそれぞれ１８５７と１０４０であった。次に、再生素子の特性変動が発生した際に測定したマイクロトラック再生形状とリファレンス形状を、図２０（ｃ）に示す。２０回測定したところ、ＲＭＳ値の平均値は２８２１であり、最大値と最小値はそれぞれ３５９８と２１２４であった。ＲＭＳ値の上限値を２０００程度に設定すれば、再生素子の特性変動を確実に検出できることになる。なお、ここで示したＲＭＳ値は計算機内部の単位であり、数値の絶対値は意味を持たない。
【００６８】
さらに、ＲＭＳ値が上限値を超えて、再生素子の磁化状態が乱れて特性変動が発生したと判定された際の処理について説明を行う。ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値を超えている場合には、再生素子のヘッドの位置信号が十分に安定した可能性があると判断し、ｓｔｅｐ７で信号処理の各種パラメータの初期値を再学習するルーチンを呼び出す。
【００６９】
ｓｔｅｐ６でリトライ回数が規定値以内であればリトライ処理に移行する。リトライ処理としては、ヘッドをユーザーデータの存在しないゾーンへシークさせ、記録動作（ダミーライト）を行い再生素子に故意に外部磁界を加える方法を用いる。ダミーライトの後に、ｓｔｅｐ２から同じ工程を繰り返す。一度のダミーライトで正常状態に復帰しない際には、再生素子に流すセンス電流（Ｉｓ）を増減することによりダミーライトの効果を高めている。なお、ここでは再生素子を正常状態に復帰させる工程としてダミーライトを用いたが、リトライ時の効果を高めるために、さらに複雑な工程を導入することもできる。
【００７０】
以上から、本実施例によると、再生素子の磁化状態が乱れて位置信号の出力が変動した現象を検出することができるため、目的のデータトラックからオフセットして記録動作を行い隣接するデータトラックを上書きする致命的なエラーを未然に防止することができ、磁気ディスク装置の信頼性を飛躍的に高めることができた。さらに、位置信号の出力が変動した際にも、位置信号補正テーブルを再生成することにより、変動前と同等のヘッド位置決め精度を維持することができ、磁気ディスク装置のトラック密度を向上することができた。さらに、検出用のパターンを再生するだけで再生素子の特性変動を検出することができるために、ダミーライト動作などの回復処理時間を短縮することができ、磁気ディスク装置のアクセス性能を高めることができた。
【００７１】
そして、ヘッドの再生素子の端部の感度低下や磁化方向の乱れに起因するヘッド位置信号の非直線を補正して誤差を低減することができるために、ヘッド位置決め精度を高めることができる。またヘッド位置信号の変動に関与する再生素子の特性変動を確実に検出しかつ変動量を補正することができるために、ヘッド位置決めの信頼性を飛躍的に高めることができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によると、データトラックの半径方向の密度を高めて記憶容量を向上した、信頼性に優れる磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第１の例を示す図。
【図２】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第２の例を示す図。
【図３】磁気ディスクの構造を示す上面図。
【図４】磁気ディスクの構造を示す断面図。
【図５】磁気ディスクの一部分を底面から見た図。
【図６】磁気ディスク装置のセクタの構造を示す模式図。
【図７】磁気ディスク装置のサーボ領域の構造を示す模式図。
【図８】サーボ再生波形から位置信号を算出する過程を説明する図。
【図９】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンを作成する工程を説明する図。
【図１０】本発明のパターンを検出する回路のブロック図。
【図１１】本発明のパターンから検出したフルトラック再生形状の１例。
【図１２】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第３の例を示す図。
【図１３】本発明のフルトラック再生形状を検出するパターンの第４の例を示す図。
【図１４】本発明のマイクロトラック再生形状を検出するパターンの第１の例を示す図。
【図１５】本発明のマイクロトラック再生形状を検出するパターンの第２の例を示す図。
【図１６】本発明のパターンから検出したマイクロトラック再生形状の１例。
【図１７】ヘッドの実効再生幅と実効記録幅を計算する方法を説明する図。
【図１８】ヘッドの位置信号を補正する方法の１例。
【図１９】フルトラック再生形状からヘッド位置信号の変動を検出し補正する方法の１例。
【図２０】マイクロトラック再生形状から再生素子の特性変動を検出し補正する方法の１例。
【符号の説明】
ヘッド・・・１１、ディスク・・・１２、ロータリ型アクチュエータ・・・１３、ボイスコイルモータ・・・１４、ヘッドアンプ・・・１５、トラック・・・１６、パッケージボード・・・１７、サーボ領域・・・３１、ギャップ部・・・３２、データ領域・・・３３、ＩＳＧ部・・・４０、ＡＭ部・・・４１、グレイコード部・・・４２、バースト部・・・４３、パッド部・・・４４、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５１、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５２、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５３、フルトラック再生形状検出用パターン・・・５４、マイクロサーボ領域・・・５５、マイクロトラック再生形状検出用パターン・・・５６、マイクロトラック再生形状検出用パターン・・・５７。
Claims (2)
- 同心円状に形成された複数のトラックを有し、該トラックの一部領域にサーボパターンを記録させたサーボ領域を有する磁気ディスク媒体と、磁気抵抗効果を用いた再生素子と記録素子とを有する磁気ヘッドと、前記磁気ディスク媒体上のサーボパターンからヘッド位置信号を発生するためのサーボ復調回路とを備え、
前記磁気ディスク媒体上の前記サーボ領域とは異なる領域に、それぞれ同一の周波数成分をもつ複数個のパターンがトラック幅よりも小さな幅ずつ半径方向にずらして配置され、
前記磁気ディスク媒体はデータパターンを書き込むデータ領域を有し、前記複数のパターンは前記データパターンのトラック幅より小さい幅を有し、
前記サーボ復調回路は、前記サーボパターンを用いてトラックフォロイングを行いながら前記複数のパターンの再生波形振幅を検出し、前記再生波形振幅から前記複数のパターンの再生形状を測定し、前記再生形状とリファレンス再生形状とを比較し、位置信号の変動に関与するヘッドの再生素子の特性変動を検出する機能を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 位置信号の変動に関与するヘッドの再生素子の特性変動を検出し、前記変動の値があらかじめ設定した範囲から逸脱したことを検出した際には変動を補正する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
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