JPH1083639A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＲヘッドを用いた磁気ディスク装置におい
て、ヘッド位置信号の直線精度を高める。 【解決手段】 各々が半波整流部９１−１，９１−２を
有する２系統の振幅検出回路によりサーボ領域のバース
ト部再生波形の上側の振幅と下側の振幅を別々に検出
し、加算部１０１で加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を応
用した電磁変換ヘッドを備える情報記憶装置に関わり、
特にディスクのトラック密度を向上した磁気ディスク装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は磁気ディスク装置の一例の断面
図、図２は平面図である。磁気ディスク装置の主要部
は、図１及び図２に示すように、磁気ヘッド１１、モー
タによって回転駆動される複数枚の磁気ディスク１２−
１，１２−２，‥‥，１２−４、ロータリ型アクチュエ
ータ１３、ボイスコイルモータ１４等から構成されてい
る。磁気ヘッド１１はロータリ型アクチュエータ１３に
よって、磁気ディスク１２の半径方向に自由に移動する
ことができる。図３に示すように、磁気ヘッド１１をロ
ータリー型アクチュエーター１３によって磁気ディスク
１２上のデータトラック１５−１，１５−２，‥‥に位
置付けて、同心円状に磁気的な情報の記録および再生を
行う。図３には４本のデータトラック１５−１〜１５−
４のみを模式的に示したが、実際のディスク１２上に
は、数千本以上のデータトラック１５が形成されるた
め、隣接するデータトラックの間隔は５μｍ以下の狭い
幅となる。したがって、温度による熱膨張などの外乱の
影響を受けずに目的のデータトラック１５に対して追従
動作を行うためには、磁気ヘッド１１と磁気ディスク１
２の正確な相対位置情報を得る必要がある。

【０００３】この目的のため、予め磁気ディスク１２上
に磁気ヘッド位置決め用の特殊なパターンを記録してお
く。磁気ディスクの各データトラック１５−１，１５−
２，‥‥には、図４に示した構造を有するセクタが数１
０、回転方向に連続して設けられている。セクタの中に
はサーボ領域３１が一定間隔で設けられ、サーボ領域３
１に続いてギャップ部３４−１、ＩＤ領域３２、ギャッ
プ部３４−２、データ領域３３が設けられる。

【０００４】図５にサーボ領域３１の１つの構成例を示
す。ここではサーボ領域３１が再生ゲインの調整を行う
ためのＩＳＧ部４０と、データトラック番号を表すグレ
イコード部４２と、千鳥格子状のバースト部４３で構成
された例を用いて説明する。バースト部４３は各トラッ
クの中央部に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の組と、隣接するト
ラックの中央部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からなる。磁気
ヘッド１１は図５の左から右方向に矢印（ａ）で示すよ
うに走行しながらサーボ領域３１の再生を行う。

【０００５】このときの再生波形の一例を図６に示す。
磁気ヘッド１１がどのデータトラック１５上に位置して
いるかは、トラックごとに異なるパターンのグレイコー
ド部４２の再生波形により検出する。あるデータトラッ
ク内でのより正確なヘッド１１の位置を検出するため
に、サーボ復調回路はバースト部４３の再生信号から磁
気ヘッドの位置信号を作成する。

【０００６】磁気ディスク装置のサーボ系は図７のブロ
ック図に示したような構成が一般的である。ヘッド１１
によって再生されたサーボ再生波形は、差動信号として
プリアンプ４１にて増幅される。ＡＧＣアンプ４２は図
６に示したようにＩＳＧ部４０の振幅が一定になるよう
に、サーボ再生波形の振幅の調節を行う。ＩＳＧ部４０
の再生が終了した時点でＡＧＣアンプ４２のゲインを固
定することにより、ディスクの磁気特性のむらや浮上量
変動の影響を最小限にする。イコライザ４３は電気ノイ
ズの影響を低減するフィルタ回路である。サーボ復調回
路４４はサーボ再生波形のバースト部の振幅をアナログ
のレベルとして検出する回路である。サーボ復調回路４
４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４５によりデジタル値に
変換されて、マイクロプロセッサ４８に入力される。マ
イクロプロセッサ４８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
信号を作成する。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位置信号を作成す
る。以上のようにして作成されたヘッドの位置信号と目
標位置を、マイクロプロセッサ４８が比較してアクチュ
エータ１３の最適操作量の演算を行う。この演算結果に
基づき、ボイスコイルモータ１４へ投入する電流の値が
決定されて、ＤＡ変換器４７を経てパワーアンプ４６に
よりアクチュエータがフォロイングやシークなどの所定
の動作を行う。

【０００７】図８は、従来のサーボ復調回路の一例を示
す図である。サーボ復調回路は再生波形を整流する両派
整流部７４、レベルシフト部７５、復調制御部７６、ピ
ークホールド部７７からなる。波形入力７１−１および
７１−２に図６に示すサーボ再生波形が差動入力され、
復調制御信号７２にはサーボ再生波形のＡ〜Ｄまでのバ
ースト部に同期したロジック信号が入力される。以下に
サーボ復調回路の各部の動作を、図９（ａ）に示した一
つのバースト部再生波形を用いて説明を行う。

【０００８】まず、両波整流部７４によってバースト部
の再生波形は両波整流された波形（図９ｂ）に変換され
る。次にレベルシフト部７５により、ピークホールド部
７７の入力に適した電圧に調整される。復調制御部７６
では、バースト部の時間間隔だけ、復調制御信号７２を
グランドレベル近くに下げることにより、チャージ抵抗
７９を通じてチャージコンデンサ７８に電荷が蓄積され
て、図９（ｂ）に示すように復調値出力７３の電圧が上
昇して振幅の復調が行われる。

【０００９】磁気ヘッド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。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
置とデータトラック１５の中心が一致する構成とし、Ｎ
位置信号が０となるようにヘッド１１の位置を制御す
る。Ｑ位置信号は、Ｎ位置信号の補助的な位置信号とし
て用いられる。

【００１０】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、Ｆｅ−Ｎｉ合金の磁気抵抗効果を利
用したＭＲ素子を再生ヘッドとする技術が広く知られて
いる。ＭＲ素子や巨大磁気抵抗効果素子等の磁気抵抗効
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
ク装置のトラック密度を向上するために有効である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来技術で
は、再生動作時あるいは記録動作時におけるＭＲ素子の
位置を、正確に制御できないという問題が生じていた。
一般的に、ＭＲ素子を用いた磁気ディスク装置では、サ
ーボ領域のバースト部の再生波形の正側の振幅値と負側
の振幅値が一致しないという問題がある。ＭＲ素子に代
表される磁気抵抗効果素子では、ディスク漏洩磁界強度
に対する再生出力値の関係が、素子の幅方向にわたり均
一とはならない。これは、ＭＲ素子の両端部には、ＭＲ
膜を単一の磁区構造にするために、素子長手方向のバイ
アス磁界（縦バイアス磁界）を印可するための構造を備
えることに起因している。縦バイアス磁界を印可するた
めの機構によって、素子の両端部の磁化方向が乱れてい
るために、データ領域３３では正常な再生波形が得られ
るように縦バイアス磁界の強度を適正化したＭＲ素子に
おいても、素子の片側だけでディスク漏洩磁界を再生し
なければならないサーボ領域３１では、再生波形の振幅
値に上下の非対称成分を大きく含むことになる。

【００１２】図１０にヘッド半径位置に依存した上下非
対称性の変化を示す。横軸はヘッド半径位置を示してい
て、Ａバースト部４３−１とＢバースト部４３−２に等
しくまたがるヘッド位置を中央の０に合わせている。す
なわち、磁気ヘッドがトラック中心に位置するときヘッ
ド半径位置は０であり、ヘッド半径位置がプラスの値を
とるとき磁気ヘッドはトラック中心からディスクの外側
方向にずれていることを表わし、ヘッド半径位置がマイ
ナスの値をとるとき磁気ディスクはトラック中心からデ
ィスクの内側方向にずれていることを表わす。縦軸は再
生波形の上下非対称性を示している。再生波形の上下非
対称性は、バースト再生波形の正側の振幅をαとし、負
側の振幅をβとするとき、（α−β）／（α＋β）で表
わされる。図１０に示すように、ヘッド半径位置が０の
トラック中心であっても、Ａバースト部４３−１の上下
非対称性は正の値であり、Ｂバースト部４３−２の上下
非対称性は負の値を示している。このことはＡバースト
部４３−１は上側の振幅が大きく、Ｂバースト部４３−
２では下側の振幅が大となっていることを表わしてい
る。

【００１３】図１１（ａ）に示すような上下の振幅が非
対称な再生波形を従来のサーボ復調回路に入力すると、
図１１（ｂ）に示すように両波整流後の波形は１山ごと
に振幅が異なる波形となる。この波形を従来のサーボ復
調回路に入力すると、図１１（ｂ）に示すように、振幅
の大きな片側を復調値出力として検出する欠点がある。
このときのヘッド半径位置に依存したＮおよびＱ位置信
号の変化を図１２に示す。図１２にて有効範囲と示した
部分は、ＮおよびＱ位置信号の直線性に優れた範囲を表
わしている。この有効範囲を交互に符号を反転させて繋
ぎ合わせることにより、図１３に示したようなヘッド半
径位置に対して連続して変化する位置信号を作成する。
しかし、前述したサーボ再生波形の上下非対称成分に起
因する復調回路の検出誤差や、ＭＲ素子の半径方向にわ
たる再生感度の不均一性に起因して、図１３に理想線と
示した直線との不一致が生じてしまう。

【００１４】この理想線からのずれ量を縦軸方向に拡大
して、図１４に示す。図１４の誤差量０の横線が、図１
３の理想線に相当する。位置信号非線形誤差量は、Ｎと
Ｑ位置信号の繋ぎ合わせと同じ周期の変化を繰り返す。
サーボ系は位置信号を目標にしてデータトラックのフォ
ロイングを行うために、図１４に示すように位置信号に
誤差が含まれると、フォロイング中心にずれを生じる。
ここでは最大幅で０．１９μｍの誤差が含まれることを
表わしている。

【００１５】以上のように、従来のサーボ復調回路を用
いて上下の非対称成分を含むサーボ波形から位置信号を
作成する際には、バースト部の振幅を検出する際に誤差
が生じてしまい、ヘッド半径位置に正確に比例したＮお
よびＱ位置信号が得られないという問題が生じている。
なお、ここで図１４に示した特性は、ヘッドごとに大き
く異なり、補正テーブルを作成して精度を向上させるた
めには、装置に搭載する全てのヘッドにおいて長時間の
測定を行わなければならず、現実的ではない。

【００１６】さらに、ＭＲ素子に隣接して設けられたラ
イトヘッドが発生する記録磁界により、ＭＲ素子の磁化
状態が乱される問題がある。以降、上記の現象をＭＲ素
子の出力変動と呼ぶことにする。このＭＲ素子の出力変
動が設計時の変動幅を超えて発生すると、ＭＲ素子の幅
方向にわたる再生感度分布が変動し、ヘッド位置信号ま
で変動してヘッド位置決め精度が劣化して装置の信頼性
の低下につながる。ＭＲ素子の出力変動を検出すること
ができれば装置の信頼性を向上させることができるが、
従来の磁気ディスク装置では、データ領域のリードエラ
ーから判定するために、特に連続したライト動作中に発
生するＭＲ素子の出力変動を検出することはできなかっ
た。サーボ領域の再生動作は連続したライト動作中にも
一定間隔で行うために、サーボ再生波形からＭＲ素子の
出力変動を検出する効果は高い。

【００１７】このため、磁気抵抗効果素子を備えた磁気
ヘッドを用いた磁気ディスク装置において、サーボ再生
波形の上下非対称成分およびＭＲ素子の磁化状態の乱れ
によるヘッド位置信号の誤差を低減することにより、ヘ
ッドの位置決め精度を向上して磁気ディスク装置のデー
タトラック密度を高めることのできる新技術の開発が期
待されていた。本発明は、磁気ディスク装置におけるこ
のような期待に応えるためになされたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、サーボ領域のバースト部の再生波形に上下振幅の
非対称成分が含まれていても、正側と負側の両側のｐｐ
振幅値からヘッド位置信号を生成する復調回路を備える
ものである。すなわち、本発明は、磁気抵抗効果素子を
備える磁気ヘッドと、磁気ヘッドによって磁気ディスク
上のサーボ領域のバースト部を再生した再生波形の振幅
値からヘッド位置信号を発生するサーボ復調回路とを含
む磁気ディスク装置において、サーボ復調回路は、バー
スト部の再生波形の正側の波形を半波整流して正側の振
幅値を出力する振幅検出回路と、バースト部の再生波形
の負側の波形を半波整流して負側の振幅値を出力する振
幅検出回路との２系統の振幅検出回路を備えることを特
徴とする。

【００１９】サーボ復調回路は、バースト部の正側の振
幅値と負側の振幅値を加算する加算回路を備えることが
できる。サーボ復調回路は、バースト部の正側の振幅値
と負側の振幅値とを順次切り替えてＡＤ変換回路に入力
するアナログマルチプレクサ回路を備えることができ
る。また、サーボ復調回路は、バースト部の正側の振幅
値をデジタル変換するＡＤ変換回路とバースト部の負側
の振幅値をデジタル変換するＡＤ変換回路とを備えるこ
とができる。

【００２０】また、本発明は、磁気抵抗効果素子を備え
る磁気ヘッドと、磁気ヘッドによって磁気ディスク上の
サーボ領域のバースト部を再生した再生波形の振幅値か
らヘッド位置信号を発生するサーボ復調回路とを含む磁
気ディスク装置において、サーボ復調回路は、振幅検出
回路とＡＤ変換回路の間にバッファ回路を備え、バッフ
ァ回路の入力段に電界効果トランジスタを用いたことを
特徴とする。

【００２１】また、本発明は、磁気抵抗効果素子を備え
る磁気ヘッドと、磁気ヘッドの再生波形をデジタル変換
するＡＤ変換回路と、磁気ディスク上のサーボ領域の再
生波形からヘッド位置信号の復調処理を行うデジタルサ
ーボ復調回路とを含む磁気ディスク装置において、デジ
タルサーボ復調回路は、サーボ領域のバースト部の再生
波形の上側の振幅値と下側の振幅値とを別々に演算して
出力する振幅検出回路を含むことを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、磁気抵抗効果素子を備え
る磁気ヘッドと、磁気ヘッドによって磁気ディスク上の
サーボ領域のバースト部を再生した再生波形の振幅値か
らヘッド位置信号を発生するサーボ復調回路とを含む磁
気ディスク装置において、サーボ復調回路は、サーボ領
域のバースト部を再生した再生波形の上側の振幅値と下
側の振幅値から上下非対称成分を算出し、上下非対称成
分があらかじめ設定した範囲から逸脱したことを検出し
た際にフォールト信号をアクティブにする機能を備える
ことを特徴とする。

【００２３】これにより、サーボ領域の再生波形の上下
非対称成分に起因するヘッド位置信号の非線形誤差を低
減する復調回路を構成することができる。またＭＲ膜の
磁化の乱れをサーボ領域の再生波形の上下非対称成分か
ら検出するため位置決めの信頼性を高めることができ
る。本発明により、ヘッドの高精度な位置決めが可能と
なるため、データトラックの半径方向の密度を高め、磁
気ディスク装置の記憶容量を向上することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１５は、本発明による磁
気ディスク装置のサーボ復調回路の構成例を示すもので
ある。図１５に示したサーボ復調回路は、各々波形入力
７１−１，７１−２を有する半波整流部９１−１，９１
−２、レベルシフト部７５−１，７５−２、復調制御信
号７２が入力される復調制御部７６−１，７６−２、ピ
ークホールド部７７−１，７７−２、及び加算部１０１
から構成されている。半波整流部９１−１と９１−２、
レベルシフト部７５−１と７５−２、及び復調制御部７
６−１と７６−２はそれぞれ同一の回路構成を有するの
で、各々一方の回路部のみを詳細に図示した。以下の図
においても、図中に同じ構成の回路部が複数ある場合、
簡単のためその１つのみを詳細に図示し、他は単にブロ
ックで示すことにする。

【００２５】レベルシフト部７５−１，７５−２は、半
波整流部９１−１，９１−２で半波整流された再生波形
をピークホールド部７７−１，７７−２に適した電圧に
調整する。復調制御信号７２は、通常はハイレベルにあ
ってレベルシフト部７５−１，７５−２とピークホール
ド部７７−１，７７−２の間を遮断するとともに、チャ
ージコンデンサ７８−１，７８−２を接地して放電させ
ている。バースト部再生中、復調制御信号７２はローレ
ベルとされ、レベルシフト部７５−１，７５−２とピー
クホールド部７７−１，７７−２の間を接続して、チャ
ージコンデンサ７８−１，７８−２に電荷蓄積を行わせ
る。

【００２６】このサーボ復調回路によると、サーボ領域
のバースト部の再生波形が片チャンネルずつ別々に半波
整流部９１−１，９１−２に入力されるため、バースト
部再生波形の上側振幅と下側振幅がそれぞれ切り出され
た波形に加工される。この波形をそれぞれピークホール
ド部７７−１，７７−２によって振幅検出することによ
って、バースト部再生波形の上側と下側の振幅を正確に
検出することができる。この２つの振幅値を加算部１０
１によって加算平均することにより、上下振幅の非対称
成分を含むサーボ再生波形の振幅値を復調出力値１０２
（ｐｐ値）として正確に検出することができる。

【００２７】図１５に示したサーボ復調回路を用いてヘ
ッド位置信号の非直線性誤差を測定したところ、図１６
に示すように０．１２μｍとなり、図１４に示した従来
のサーボ復調回路の０．１９μｍから大幅に改善するこ
とができた。磁気ヘッドは位置信号を基準として目標ト
ラックに追従するため、位置信号の誤差は、直接にヘッ
ドの目標トラックからの位置ずれ量に相当する。位置ず
れ量が大きくなると、データ読み取り時のＳＮ比を低下
させるため、データトラックの幅や間隔を広くしなけれ
ばならず、装置容量が制限されることになる。従来例の
位置信号誤差は、０．１９μｍであり、トラックピッチ
を４．２μｍに設定していた。図１５に示したサーボ復
調回路を用いることで磁気ヘッドの位置信号誤差が０．
１２μｍに改善されたため、トラック幅や、ヘッドのコ
ア幅などの最適化を行ったところ、トラックピッチを
３．８μｍに短縮することができた。この結果、磁気デ
ィスク装置の記憶容量を従来の装置に比較して約１０％
も向上させることができた。

【００２８】図１５に示したサーボ復調回路は、バース
ト部再生波形の片側の振幅を検出した後にアナログ加算
部１０１によってｐｐ振幅値の検出値を算出している
が、他の回路構成によっても同等な機能を実現すること
ができる。図１７に示したサーボ復調回路は、図１５の
サーボ復調回路の加算部１０１をアナログマルチプレク
サ部９２で置き換えたものに相当する。図１７に示した
サーボ復調回路は、バースト部再生波形の片側の振幅値
を、アナログマルチプレクサ部９２によって異なるタイ
ミングで出力することができる。

【００２９】この回路構成は、Ａバースト部４３−１か
らＤバースト部４３−４の複数のバースト部を１つのＡ
Ｄ変換部で振幅検出する回路構成のサーボ復調回路に対
して有効である。この出力値９３を順次デジタル変換す
ることによって、マイクロプロセッサは上側の振幅値と
下側の振幅値をそれぞれ独立して取り込むことができ
る。加算平均を行う機能は、マイクロプロセッサの演算
処理によって実現する。この回路構成のサーボ復調回路
を用いることで、前述の例と同様に、磁気ディスク装置
の記憶容量を約１０％向上させることができた。

【００３０】上記と同様な機能を実現する回路構成とし
て、図１８に示すように、上側の振幅と下側の振幅を検
出するためにそれぞれ異なるＡＤ変換部１１１−１，１
１１−２を備えることもできる。図１７に示したアナロ
グマルチプレクサ部９２で順次デジタル変換する方式
は、ＡＤ変換部の数が従来方式と同じであるものの、変
換時間の余裕を確保するために各バースト部の間のギャ
ップ間隔を広く空ける必要がある。これに対して、図１
８に示すように上側と下側の振幅をそれぞれ異なるＡＤ
変換部１１１−１，１１１−２で検出する回路構成なら
ば、従来技術と同等なサーボフォーマットとゲートのタ
イミングを用いることができる。このために、図１７と
同様に上側の振幅値と下側の振幅値をそれぞれ独立して
検出できる特徴を備えたまま、図１５に示した本発明の
構成例と同様に実現することが容易である。

【００３１】次に、本発明の磁気ディスク装置の他の例
について説明する。図１９は、本発明による磁気ディス
ク装置のサーボ復調回路の他の構成例を示すものであ
る。図１９に示したサーボ復調回路は、図８に示した従
来のサーボ復調回路と同様に、波形入力７１−１，７１
−２を有する両波整流部７４−１，７４−２、レベルシ
フト部７５、復調制御信号７２が入力される復調制御部
７６、ピークホールド部７７を有する。これらの回路部
は従来例と同一の回路構成を有し、その動作も同一であ
る。ただ、図１９に示したサーボ復調回路には、新たに
バッファ部８１が加えられている。

【００３２】バッファ部８１は電界効果型トランジスタ
のゲートが入力端子となっており、入力が高インピーダ
ンスであり、出力は低インピーダンスのインピーダンス
変換を行う回路である。入力が高インピーダンスである
ことにより、チャージコンデンサ７８の漏れ電流を図８
に示した従来のサーボ復調回路と比較して著しく減少さ
せることができる。このためチャージ抵抗７９の値を大
きくし、チャージコンデンサ７８の充電時定数を長く設
定しても、十分な出力電圧を得ることが容易となる。

【００３３】図２０（ａ）に示した上下の振幅が非対称
なバースト波形を、図１９のサーボ復調回路に入力した
ところ、図２０（ｂ）に示すように復調値の出力の立ち
上がりがゆるやかな出力を得ることができた。このサー
ボ復調回路によると、サーボ領域のバースト部の再生波
形に非対称な成分が含まれていても、上側の波形と下側
の波形を順に振幅検出することにより、バースト部再生
波形を上側のピークから下側のピークまでの振幅（ｐｅ
ａｋ ｔｏ ｐｅａｋ振幅）として検出することができ
る。

【００３４】より正確に振幅値を検出するためにはチャ
ージコンデンサ７８の充電時定数は長いほど好ましい
が、充電時定数をあまり長くすると得られる復調出力の
電圧は低くなる。耐ノイズ性能を上げるために十分な復
調出力の電圧を得るためにはバースト部のビット数を多
くする必要が生じる。しかし、バースト部のビット数が
長いと、サーボ領域の面積が増えるためにフォーマット
効率を低下させてしまう。このためチャージコンデンサ
７８の充電時定数を１６０ｎｓ以上に設定し、バースト
部のビット数を１０ビット以上にすることが望ましい。

【００３５】図１９に示したサーボ復調回路を用い、チ
ャージコンデンサ７８の充電時定数を１６０ｎｓに設定
し、バースト部のビット数を図２０（ａ）に示した１０
ビットとして、ヘッド位置信号の非直線性誤差を測定し
たところ、図２１に示すように０．１１μｍとなり、図
１４に示した従来のサーボ復調回路の０．１９μｍから
大幅に改善することができた。

【００３６】次に、本発明による磁気ディスク装置のさ
らに他の例について説明する。図２２は、本発明による
磁気ディスク装置のサーボ系の構成の一部分を示したブ
ロック図である。図２２には、図７の従来技術のサーボ
系に対して新たに機能を追加したブロックのみを示して
あり、図７の従来技術と同一機能のブロックは省略して
ある。

【００３７】サーボ復調回路１３１−１，１３１−２
は、それぞれ上側および下側の振幅値を検出して出力
し、ＡＤ変換器１３２−１，１３２−２は、それぞれ上
側および下側の振幅値をデジタル値に変換し、この値か
ら上下非対称演算器１３３が上下非対称成分を演算す
る。メモリ１３５にはあらかじめ上下非対称成分のしき
い値が書き込まれており、上記の演算結果がしきい値の
範囲にあるか否かを比較器１３４で判定する。上下非対
称成分がしきい値から逸脱したことを比較器１３４が検
出した際には、ＭＲ素子の磁化状態が乱れて位置信号の
出力が変動していると判断してフォールト信号を発生
し、マイクロプロセッサ１３６はライトやリード動作を
一時的に中止して、ダミーライト等のＭＲ素子の出力変
動を回復させるルーチンをスタートさせる。ここでは上
下非対称成分の検出と比較をハード的に実現する例をあ
げているが、マイクロプロセッサのプログラムによりソ
フト的に実現することも可能である。

【００３８】本発明のサーボ系を試作する際に、試作し
たＭＲ素子のバースト部の波形の上下非対称成分を測定
した。測定した全てのヘッドにおいて上下非対称成分は
±１５％の範囲に収まることを確認したため、メモリ１
３５にはしきい値として±１８％を設定した。図２２に
示したサーボ系に図２３（ａ）に示すような正常時のサ
ーボ再生波形を入力したところ、上下非対称演算器１３
３はＡ〜Ｄバーストの上下非対称成分を、それぞれ＋８
％，−８％，＋２％，−２０％と出力した。サーボ再生
波形にはヘッド半径位置に依存して振幅の小さくなるバ
ースト部が存在し、そのバースト部で算出される上下非
対称成分は誤差が大きくなる。このため比較器１３４
は、一定振幅以下のバースト部では比較動作を行なわな
い。図２３（ａ）に示したサーボ再生波形ではＤバース
トの振幅が小さいため、上下振幅の非対称成分は−２０
％と、メモリ１３５の設定値を超える値を上下非対称演
算器が出力したが、比較器１３４はＤバーストでは比較
動作を行わなかったために、全てのバースト部において
フォールト信号は発生しなかった。

【００３９】サーボ系に図２３（ｂ）に示すようなＭＲ
素子の出力変動が発生した異常時のサーボ再生波形が入
力されたとき、上下非対称演算器１３３はＡ〜Ｄバース
トの上下非対称成分を、それぞれ＋２２％，０％，＋６
％，−１０％と出力した。比較器１３４が、振幅の大き
なＡ〜Ｃバーストにおいて比較動作を行ったところ、Ａ
バーストの上下非対称成分が＋２２％と、メモリ１３５
の設定値であるプラスマイナス１８％を逸脱しているこ
とを検出し、フォールト信号を発生した。この結果、マ
イクロプロセッサ１３６はダミーライト動作を行い、Ｍ
Ｒ素子の出力変動を回復することができた。本発明の磁
気ディスク装置では、ＭＲ素子の出力変動が発生した際
に、目的のデータトラックからオフセットしてライトす
る致命的なエラーを未然に防止することができ、装置の
信頼性を飛躍的に高めることができた。

【００４０】次に、本発明の磁気ディスク装置を構成す
るための別の例について説明を行う。図２４はサーボ系
の構成を説明するブロック図である。ＡＤ変換器１２１
は、６ビットの分解能を持つ高速フラッシュＡＤ変換器
であり、イコライザ４３から出力されるサーボ波形を直
接サンプリングしてデジタル値に変換する。サーボ復調
回路１２２は、マイクロプログラムにて動作するロジッ
ク回路であり、上側および下側の振幅値をプログラムに
て算出し出力する。上下非対称演算器１３３、比較器１
３４、メモリ１３５およびマイクロプロセッサ１３６の
機能は先の説明と同一である。

【００４１】このサーボ復調回路１２２のマイクロプロ
グラムのフローチャートを図２５に示す。またこのマイ
クロプログラムが動作したときの各変数の推移を図２６
に示す。あるバーストの開始に同期してマイクロプログ
ラムのスタートトリガがかけられる（図２５：ステップ
１）。まず各パラメータの初期化として、カウント数、
面積値、上側振幅値および下側振幅値レジスタに０がス
トアされる（ステップ２）。次にサンプル値の絶対値を
面積値レジスタに加算する（ステップ３）と共に、サン
プル値の正負を判断し（ステップ４）、サンプル値が正
の時には上側振幅値レジスタに加算し（ステップ５
ａ）、サンプル値が負の時にはサンプル値の絶対値を下
側振幅値レジスタに加算する（ステップ５ｂ）。また、
カウント数のインクリメントを行う（ステップ６）。次
に、カウント数がバースト終了に相当する値に達したど
うかチェックを行い（ステップ７）、バースト終了以前
であれば、ステップ３からステップ６までの動作を繰り
返す。

【００４２】バースト終了を判定すると、上下非対称値
の演算を行う（ステップ８）。クロック７８の時点での
各レジスタの値は、図２６に示したように面積値レジス
タが７２７、上側振幅値レジスタが４１４および下側振
幅値レジスタが３１３となっていることから、上下非対
称値は１４％と算出できた。次にこの算出値とメモリ１
３５に設定されたしきい値との比較を行い（ステップ
９）、しきい値の範囲であれば正常終了（ステップ１０
ａ）、しきい値から逸脱している際にはフォールト信号
を発生する（ステップ１０ｂ）。

【００４３】この例の磁気ディスク装置においても、サ
ーボ領域のバースト部の再生波形の上下非対称値をマイ
クロプロセッサが認識することができる。このため、Ｍ
Ｒ素子の出力変動による位置信号の出力変動を検出する
ことができ、目的のトラックに対してオフセットした状
態でのライト動作やリード動作を禁止することができ
る。ここに示したサーボ復調回路を用いることにより、
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。

【００４４】

【発明の効果】本発明によると、サーボ再生波形をｐｐ
振幅値として正しく検出することができるために、上下
の非対称成分が含まれるサーボ再生波形からも、直線精
度の高いヘッド位置信号を得ることができる。また、再
生振幅の上下の非対称率を測定することにより、ＭＲ素
子の磁化状態の乱れをサーボ再生波形から検出すること
ができるため、信頼性の高いヘッド位置信号を得ること
ができる。その結果、ヘッドの高精度な位置決めが可能
となり、データトラックの半径方向の密度を高めて、磁
気ディスク装置の記憶容量を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ディスク装置の断面構造の一例を示す模式
図。

【図２】磁気ディスク装置を上面から見た平面図。

【図３】磁気ディスクの一部分を上面から見た平面図。

【図４】磁気ディスク装置のセクタの構造を示す模式
図。

【図５】磁気ディスク装置のサーボ領域の構造を示す模
式図。

【図６】磁気ディスク装置の位置信号導出の説明図。

【図７】従来のサーボ系の構成の一例を示すブロック
図。

【図８】従来のサーボ復調回路を示す図。

【図９】従来のサーボ再生波形からの振幅検出を説明す
る図。

【図１０】サーボ波形の上下非対称成分のヘッド半径位
置依存性を示す図。

【図１１】従来の上下非対称なサーボ波形からの振幅検
出を説明する図。

【図１２】従来のＮおよびＱ位置信号のヘッド半径位置
依存性を示す図。

【図１３】従来の位置信号のヘッド半径位置依存性を示
す図。

【図１４】従来の位置信号の非線形誤差を説明する図。

【図１５】本発明のサーボ復調回路の一例を示すブロッ
ク図。

【図１６】本発明のサーボ復調回路による位置信号の非
線形誤差を説明する図。

【図１７】本発明のサーボ復調回路の他の例を示すブロ
ック図。

【図１８】本発明のサーボ復調回路の他の例を示すブロ
ック図。

【図１９】本発明のサーボ復調回路の他の例を示すブロ
ック図。

【図２０】本発明によるサーボ再生波形からの振幅検出
を説明する図。

【図２１】本発明のサーボ復調回路による位置信号の非
線形誤差を説明する図。

【図２２】本発明のサーボ系の構成の他の例を示すブロ
ック図。

【図２３】磁気ディスク装置のサーボ再生波形の一例を
示す図。

【図２４】本発明のサーボ系の構成の一例を示すブロッ
ク図。

【図２５】本発明のサーボ復調回路の演算処理を説明す
るフローチャート。

【図２６】本発明のサーボ復調回路の演算レジスタの推
移の一例を示す図。

【符号の説明】

１１…ヘッド、１２…磁気ディスク、１３…ロータリ型
アクチュエータ、１４…ボイスコイルモータ、１５…デ
ータトラック、３１…サーボ領域、３２…ＩＤ領域、３
３…データ領域、３４…ギャップ部、４０…ＩＳＧ部、
４２…グレイコード部、４３…バースト部、４４…パッ
ド部、７４…両波整流部、７５…レベルシフト部、７６
…復調制御部、７７…ピークホールド部、７８…チャー
ジコンデンサ、７９…チャージ抵抗、８１…バッファ
部、９１…半波整流部、９２…アナログマルチプレクサ
部、１０１…加算部、１１１…ＡＤ変換部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッド
   と、前記磁気ヘッドによって磁気ディスク上のサーボ領
   域のバースト部を再生した再生波形の振幅値からヘッド
   位置信号を発生するサーボ復調回路とを含む磁気ディス
   ク装置において、 前記サーボ復調回路は、前記バースト部の再生波形の正
   側の波形を半波整流して正側の振幅値を出力する振幅検
   出回路と、前記バースト部の再生波形の負側の波形を半
   波整流して負側の振幅値を出力する振幅検出回路との２
   系統の振幅検出回路を備えることを特徴とする磁気ディ
   スク装置。
2. 【請求項２】 前記サーボ復調回路は、前記バースト部
   の正側の振幅値と負側の振幅値を加算する加算回路を備
   えることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装
   置。
3. 【請求項３】 前記サーボ復調回路は、前記バースト部
   の正側の振幅値と負側の振幅値とを順次切り替えてＡＤ
   変換回路に入力するアナログマルチプレクサ回路を備え
   ることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
4. 【請求項４】 前記サーボ復調回路は、前記バースト部
   の正側の振幅値をデジタル変換するＡＤ変換回路と前記
   バースト部の負側の振幅値をデジタル変換するＡＤ変換
   回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の磁気デ
   ィスク装置。
5. 【請求項５】 磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッド
   と、前記磁気ヘッドによって磁気ディスク上のサーボ領
   域のバースト部を再生した再生波形の振幅値からヘッド
   位置信号を発生するサーボ復調回路とを含む磁気ディス
   ク装置において、 前記サーボ復調回路は、振幅検出回路とＡＤ変換回路の
   間にバッファ回路を備え、前記バッファ回路の入力段に
   電界効果トランジスタを用いたことを特徴とする磁気デ
   ィスク装置。
6. 【請求項６】 磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッド
   と、前記磁気ヘッドの再生波形をデジタル変換するＡＤ
   変換回路と、磁気ディスク上のサーボ領域の再生波形か
   らヘッド位置信号の復調処理を行うデジタルサーボ復調
   回路とを含む磁気ディスク装置において、 前記デジタルサーボ復調回路は、前記サーボ領域のバー
   スト部の再生波形の上側の振幅値と下側の振幅値とを別
   々に演算して出力する振幅検出回路を含むことを特徴と
   する磁気ディスク装置。
7. 【請求項７】 磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッド
   と、前記磁気ヘッドによって磁気ディスク上のサーボ領
   域のバースト部を再生した再生波形の振幅値からヘッド
   位置信号を発生するサーボ復調回路とを含む磁気ディス
   ク装置において、 前記サーボ復調回路は、前記サーボ領域のバースト部を
   再生した再生波形の上側の振幅値と下側の振幅値から上
   下非対称成分を算出し、前記上下非対称成分があらかじ
   め設定した範囲から逸脱したことを検出した際にフォー
   ルト信号をアクティブにする機能を備えることを特徴と
   する磁気ディスク装置。