(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して、記憶媒体から得られた信号を処理する方法であって、
前記ＭＲエレメントを使用して、前記記憶媒体から、前記ＭＲエレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を読み取るステップと、
前記信号の熱成分に関連する第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させて、前記信号の熱成分を減らすように、前記信号を高域通過フィルタリングするステップと、
前記高域通過フィルタリングするステップと関連する応答とは逆の応答を有する逆フィルタに前記高域通過フィルタリングされた信号を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成するステップとを有する、
前記方法。
【請求項２】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して、記憶媒体から得られた信号を処理する方法であって、
前記ＭＲエレメントを使用して、前記記憶媒体から、前記ＭＲエレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を読み取るステップと、
前記信号の熱成分を減らすように作用する高域通過フィルタリング作用を有する回路に、前記信号の熱成分に関連する第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させるステップと、
前記回路の前記高域通過フィルタリング作用と関連する応答とは逆の応答を有する逆フィルタに前記信号を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成するステップとを有する、
前記方法。
【請求項３】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して、記憶媒体から得られた信号を処理する方法であって、
前記ＭＲエレメントを使用して、前記記憶媒体から、第１の範囲の周波数に関連する磁気成分と前記ＭＲエレメントの熱応答を表す熱成分とを有する信号を読み取るステップと、
前記信号の熱成分を減らすように、前記第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させるステップと、
前記第１の範囲の周波数より下の信号の成分を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成するステップとを有する、
前記方法。
【請求項４】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して、記憶媒体から得られた信号を処理する方法であって、
前記ＭＲエレメントを使用して、前記記憶媒体から、前記ＭＲエレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を読み取るステップと、
前記信号の熱成分を減らすように、約５００ＫＨｚより上の信号の成分を通過させるステップと、
約５００ＫＨｚより上の信号の成分を排除して、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成するステップとを有する、
前記方法。
【請求項５】
情報記憶媒体を含む情報記憶装置のための信号処理装置であって、
前記記憶媒体から磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
前記変換器に接続され、前記熱成分が減るように前記信号を高域通過フィルタリングする、回路と、
前記回路に接続され、前記回路のフィルタリング応答とは逆の応答を有していて、前記回路から受け取った信号を使用して前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
前記信号処理装置。
【請求項６】
情報記憶媒体を含む情報記憶装置のための信号処理装置であって、
前記記憶媒体から磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
前記変換器に接続され、前記熱成分が減るように前記信号を高域通過フィルタリングする、回路と、
前記回路に接続され、前記回路のフィルタリング応答とは逆の応答を有するようにプログラミングされていて、前記回路から受け取った信号を使用して前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタとを有する、
前記信号処理装置。
【請求項７】
情報記憶媒体を含む情報記憶装置のための信号処理装置であって、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表していると共に第１の範囲の周波数に関連している熱成分を有する信号を、前記記憶媒体から読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
前記変換器に接続され、前記第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させて、前記熱成分が減るようにする、回路と、
前記回路に接続され、前記第１の範囲の周波数より下の信号の成分を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
前記信号処理装置。
【請求項８】
情報記憶媒体を含む情報記憶装置のための信号処理装置であって、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表す熱成分を有する信号を、前記記憶媒体から読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
前記変換器に接続され、５００ｋＨｚより上の信号の成分を通過させて、前記熱成分が減るようにする、回路と、
前記回路に接続され、５００ｋＨｚより上の信号の成分を排除して、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
前記信号処理装置。
【請求項９】
情報記憶媒体を含む情報記憶装置のための信号処理装置であって、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表す熱成分と第１の範囲の周波数に関連している磁気成分とを有する信号を、前記記憶媒体から読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
前記変換器に接続され、前記第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させて、前記熱成分が減るようにする、回路と、
前記回路に接続され、前記第１の範囲の周波数より下の信号の成分を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
前記信号処理装置。
【請求項１０】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを含む、変換器と、
記憶媒体と、
少なくとも1つの前記変換器と前記媒体との間でそれらを相対的に移動させる、装置と、
前記変換器に接続され、前記ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が減るように前記記憶媒体から読み取られた信号を高域通過フィルタリングする、回路と、
前記回路に接続され、前記回路のフィルタリング応答とは逆の応答を有していて、前記回路から受け取った信号を使用して前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
情報記憶装置。
【請求項１１】
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを含む、変換器と、
記憶媒体と、
少なくとも1つの前記変換器と前記媒体との間でそれらを相対的に移動させる、装置と、
前記変換器に接続され、前記ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が減るように前記記憶媒体から読み取られた信号を高域通過フィルタリングする、回路と、
前記回路のフィルタリング応答とは逆の応答を有するようにプログラミングされていて、前記回路から受け取った信号を使用して前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタとを有する、
情報記憶装置。
【請求項１２】
記憶媒体と、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントの熱応答を表していると共に第１の範囲の周波数に関連している熱成分を有する信号を、前記記憶媒体から読み取る前記ＭＲエレメントを含む、変換器と、
少なくとも1つの前記変換器と前記媒体との間でそれらを相対的に移動させる、装置と、
前記変換器に接続され、前記熱成分が減るように前記第１の範囲の周波数より上の信号の成分を通過させる、回路と、
前記回路に接続され、前記第１の範囲の周波数より下の信号の成分を通過させて、前記記憶媒体から読み取った信号の熱成分を表す復元熱信号を生成する、フィルタとを有する、
情報記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、データ記憶システムに関し、より具体的には、磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドで誘導された信号の熱成分を復元するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なデータ記憶システムは、磁気形式でデータを格納するための磁気媒体と、媒体に磁気データを書き込んだり、媒体から磁気データを読み取ったりするために使用する変換器とを含む。たとえば、ディスク記憶装置は、スピンドル・モータのハブに同軸状に取り付けられた１つまたは複数のデータ記憶ディスクを含む。スピンドル・モータは、通常、毎分数千回転程度の速度でディスクを回転させる。ディジタル情報は通常、磁化可能な剛性のデータ記憶ディスクの表面を構成する一連の同心等間隔のトラック上に磁気遷移の形式で格納される。一般に、トラックは、複数のセクタに分割され、それぞれのセクタは、データ、セクタＩＤ、同期情報などを格納するためのフィールドを含む複数の情報フィールドを含む。
【０００３】
アクチュエータ・アセンブリは、通常、複数の外部に向かって延びるアームを含み、１つまたは複数の変換器とスライダ本体が柔軟なサスペンションに取り付けられている。スライダ本体は、通常、スピンドル・モータの回転速度が増すにつれて変換器のヘッドをディスクの表面から持ち上げ、高速のディスク回転によって生まれた空気軸受上のディスクの上でヘッドをホバリングさせる、空力式揚力体として設計されている。ヘッドとディスク表面との間の間隔は、通常、５０〜１００ナノメートル（ｎｍ）程度であり、一般にヘッド／ディスク間隔と呼ばれる。
【０００４】
一般に、データ記憶ディスクへのデータの書込みには、ディスク表面の特定の位置を磁化する磁束線を発生するために変換器アセンブリの書込みエレメントに電流を通すことが必要である。また、指定のディスク位置からのデータの読取りは、通常、ディスクの磁化位置から発する磁場または磁束線を感知する変換器アセンブリの読取りエレメントによって達成される。読取りエレメントが回転中のディスク表面上を通過する際に、読取りエレメントとディスク表面上の磁化位置との間の相互作用の結果、一般に読戻し信号と呼ばれる電気信号が読取りエレメント中に発生する。
【０００５】
一般に、従来のデータ記憶システムは、読取り／書込み変換器をデータ記憶ディスク上の指定の記憶位置に位置決めするために閉ループ・サーボ制御システムを使用する。通常のデータ記憶システム動作中には、一般に読取り／書込み変換器付近に取り付けられているかあるいは変換器の読取りエレメントとして組み込まれているサーボ変換器を使用して、指定のトラックを追跡し（トラック追跡）、ディスク上の指定のトラックおよびデータ・セクタ位置を突き止める（シーク）ための情報を読み取る。
【０００６】
既知のサーボ技法の１つによれば、ディスクの中心からほぼ外側に向かう方向に伸びるセグメントに沿って、埋込みサーボ・パターン情報がディスクに書き込まれる。したがって、埋込みサーボ・パターンは、それぞれのトラックのデータ格納セクタ間に形成される。ただし、１つのサーボ・セクタは通常、トラック上の指定のデータ・セクタにデータを読み書きする場合にトラックの中心線上での読取り／書込み変換器の最適位置合せを維持するために使用する１つのデータ・パターン（サーボ・バースト・パターンと呼ばれることが多い）を含むことに留意されたい。また、サーボ情報は、変換器の位置を識別するために使用するセクタおよびトラック識別コードも含むことができる。
【０００７】
データ記憶システム製造業界では、現在、読取り変換器としてのＭＲエレメントの使用に関心が集まっている。ＭＲヘッドは通常、ＭＲ読取りエレメントと薄膜書込みエレメントを取り入れ、従来の薄膜ヘッドなどより有利な点がいくつかあるようだが、データ記憶システムが現在、ＭＲヘッドの不要な特性のいくつかに対応できないため、ＭＲヘッドがもたらす利点が完全に実現可能ではないことは当業者には既知のことである。
【０００８】
特に、ＭＲエレメント変換器は、通常、磁気記憶ディスク上に格納されたデータまたはサーボ情報を表す感知磁気信号にひずみを持ち込んでしまう。磁気信号のひずみは、ＭＲエレメントに固有のいくつかの不要な特性や、ＭＲ変換器アセンブリに組み込んだときのＭＲエレメントの具体的な構成および向きなど、多くの要因が原因になっている。たとえば、典型的なＭＲエレメントがＭＲエレメントの幅に沿って読取り感度の変動を示し、それが様々な重大度のサーボ制御エラーの寄与要因の１つとして特定されていることが分かっている。ＭＲエレメントによってもたらされた磁気信号のひずみの絶対値に応じて、サーボ・セクタ情報が誤解されたり読取り不能になり、その結果、サーボ制御の中断または喪失が発生したり、場合によっては、ディスク上に格納したデータの回復不能な紛失が発生する場合がある。
【０００９】
ひずんだ磁気読戻し信号に関連する悪影響の低減または解消を指向する解決策を開発するために、相当な業界の留意や資源がこれまでに費やされ、現在も費やされ続けている。ＭＲ変換器によって得られる読戻し信号のこのようなひずみは、その動作環境内で検出される様々な影響に対するＭＲエレメントの応答を完全に評価せずに、まとめて不要なノイズとして扱われてきた。今までのところ、ＭＲエレメントによって持ち込まれる磁気信号のひずみを解消するかまたは大幅に低減するための満足のいく解決策はまったく見つかっていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
データ記憶システム製造業界では、ＭＲエレメントで誘導された磁気読戻し信号の不要なひずみを解消するための装置および方法の必要性が切実になっている。また、既存のデータ記憶システムならびに新しいシステムの設計に取り入れるのに適したこのような装置および方法を提供する必要性も存在する。本発明は、このような必要性およびその他の必要性に関するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して磁気記憶媒体から情報信号を読み取り、ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が低下するように信号を修正し、記憶媒体から読み取られた情報信号の熱成分をほぼ表す復元熱信号を生成するように修正信号を改変するための装置および方法である。
【００１２】
ＭＲエレメントで誘導された情報信号は、ＭＲエレメントから高域通過フィルタ挙動を有するアーム・エレクトロニクス（ＡＥ）回路またはモジュールに通信される。ＡＥモジュールは熱成分内容以外の情報信号の内容を通過させ、それにより、情報信号の熱成分を減少させる。逆フィルタは、ＡＥモジュールから高域通過フィルタリング済み情報信号を受け取り、情報信号の熱成分をほぼ表す復元熱信号を生成する。この逆フィルタは、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを使用して実現されることが好ましく、ＡＥモジュールの有効高域通過フィルタのそれとはほぼ逆の応答を有する。復元熱信号を使用すると、ディスク表面の欠陥や表面凹凸の変動を検出することができ、ディスク表面の欠陥の特徴付け、エラー訂正、予測障害分析を含む、他の体系的および診断上の目的に使用することができる。
【００１３】
一実施例によれば、逆フィルタから復元熱信号を受け取り、ＡＥモジュールから複合信号を受け取るために、信号加算装置がＡＥモジュールと逆フィルタに結合されている。ＭＲエレメントを使用して記憶媒体から読み取られた複合信号は、熱成分と磁気成分とを含む。信号加算装置は、復元磁気信号を生成するように複合信号から復元熱信号を減算することにより、本来は複合信号をひずませたり変調させる複合信号のうちの熱成分をほとんど除去する。復元熱信号は逆フィルタの出力側にもたらされ、復元磁気信号は信号加算装置の出力側にもたらされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面、特に図１を参照すると、同図には、磁気信号成分と熱信号成分とを有する情報信号を磁気記憶媒体から読み取り、熱信号成分と磁気信号成分を情報信号から分離するための装置７０が示されている。磁気信号は、磁気信号から熱信号成分の影響を除去するために処理される。熱信号は、通常、ＡＥモジュール７４によって低下され、信号分離／復元モジュール７６によって復元される。この場合、２つの独立した磁気信号と熱信号を使用すると、データ記憶システムの動作、パフォーマンス、信頼性を高めることができる。
【００１５】
図１では、データ記憶ディスク２４の表面に近接して磁気抵抗（ＭＲ）エレメント７２が示されている。一般に、本明細書では、ディスク２４からＭＲエレメント７２によって読み取られた情報を読戻し信号と呼ぶ。ＭＲエレメント７２で発生した読戻し信号は、通常、アーム・エレクトロニクス（ＡＥ）モジュール７４によって増幅される。ＡＥモジュール７４は、通常、読戻し信号の熱信号成分の位相および振幅をひずませるような高域通過フィルタリング挙動を示す。この熱信号成分のひずみは、使用する特定のＡＥモジュール７４の周波数や位相応答に応じて、重大度が変動する。信号分離／復元モジュール７６は、ＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタのそれとはほぼ逆の応答を有する逆フィルタを含む。復元熱信号は、ＡＥモジュール７４から受け取った高域通過フィルタリング済み読戻し信号を逆フィルタ中を通過させることによって生成される。
【００１６】
ＡＥモジュール７４の出力側にグラフ形式で示すように、比較的高周波の磁気信号成分６１ａを含むアナログ読戻し信号６０は、低周波の変調信号成分の存在によるＤ．Ｃ．基線のひずみを示している。変調済み読戻し信号６０、あるいはより具体的には読戻し信号６０の変調済み磁気信号成分６１ａが、サーボ制御エラーや不正確さなど、データ格納および検索の信頼性低減や、場合によっては回復不能なデータ紛失の原因になるような、いくつかあるデータ記憶システムの弊害の１つの発生源として識別されていることは、当業者によって理解されている。
【００１７】
従来の技術の項で前述したように、不要な読戻し信号の基線変調の特徴と起源を完全に理解するために、業界ではかなりの関心と資源が費やされてきた。以下に詳述するように、発明者らの発見によると、読戻し信号６０は独立した磁気信号成分と熱信号成分とを含む複合信号であり、読戻し信号の低周波変調は実際は読戻し信号６０の独立した熱情報信号成分である。同じく以下に詳述するように、さらに発明者らが判断したところによると、不要な読戻し信号６０の変調は解消するかまたは絶対値を大幅に低減することができ、その結果、データまたはサーボ情報を表すほぼ純粋な磁気信号に対応することができる。
【００１８】
これまでは厄介なものであった読戻し信号の熱信号成分は、一般に本明細書では熱信号と呼ばれ、読戻し信号６０から抽出し、当業者がこれまであまり認めていなかった様々な有利な目的に使用可能な情報内容も含む。たとえば、従来のサーボ制御手法に従って通常使用される磁気信号６１ａの使用とは対照的に、信頼性の高いトラック追跡動作およびトラック・シーク動作に対応するためにサーボ制御装置が熱信号６３を使用することができる。さらに、熱信号６３は、１ナノメートル程度の精度までディスク表面２４に対するＭＲエレメント７２の浮動高度を判定するために使用可能で、ディスク表面分析および表面凹凸マッピング、ディスク欠陥検出およびスクリーニング、エラー訂正、予測障害分析（ＰＦＡ）など、他のいくつかの目的に使用可能な情報を含むと判断されている。
【００１９】
図１に示す装置は、復元され未変調の磁気読戻し信号６１と独立した復元熱信号６３の可用性を活用する新世代のデータ記憶システムの設計の一部として含めることができ、改造プログラムの一部として標準のＭＲヘッドを使用する既存のデータ記憶システムに取り入れることもできる。一般には、図２に示すように、ＭＲ変換器を使用するデータ記憶システム２０は、通常、スピンドル・モータ２６の周りを回転する１つまたは複数の剛性データ記憶ディスク２４を含む。アクチュエータ・アセンブリ１０は、通常、複数の介在アクチュエータ・アーム１１とサスペンション１２を含み、それぞれのサスペンションはデータ記憶ディスク２４に対して情報を読み書きするために１つまたは複数のＭＲヘッド変換器７２を支持している。
【００２０】
アクチュエータ・アセンブリ１０は、制御装置１８が発生した制御信号に応答してアクチュエータ・ボイス・コイル・モータ２２として動作するように永久磁石アセンブリ１６と協同するコイル・アセンブリ１４を含む。制御装置１８は、データ記憶ディスク２４との間のデータの転送を調整し、ディスク２４でのデータの読み書き時に既定のトラック２８およびセクタ２５位置までアクチュエータ・アーム１１／サスペンション１２とＭＲ変換器７２を移動させるようにアクチュエータ・ボイス・コイル・モータ２２と協同する。
【００２１】
読戻し信号から熱信号成分と磁気信号成分を分離するための汎用プロセスならびに復号熱情報信号の可用性を活用するいくつかの有用な応用分野を理解するため、図３を参照するが、同図は、本発明の一実施例により読戻し信号の熱信号成分を獲得し使用するための方法を流れ図形式で示している。ステップ３０では、ひずみまたは変調を示す可能性があるが、実際には磁気信号成分と熱信号成分とを含む読戻し信号をＭＲエレメント７２に含めるように、ＭＲエレメント７２によって磁気記憶ディスクから情報が読み取られる。ただし、磁気信号成分の絶対値はゼロになり、磁気情報がディスクにまったく書き込まれていない場合があることに留意されたい。しかし、一般に、現在は発明者らが理解し、特徴付け、使用しているこれまで未知の現象のために熱信号成分が存在する。熱信号成分は、ステップ３２で読戻し信号から分離または抽出され、本明細書に記載するタイプの逆フィルタの使用により復元される。ステップ３２で分離された読戻し信号の磁気信号成分は、磁気信号成分の振幅をひずませるＤ．Ｃ．基線変調を含むことが多い。
【００２２】
ステップ３４では、磁気信号の基線変調が除去され、それにより、磁気信号の基線が復元される。判断ステップ３６でテストしたように、読戻し信号から抽出した復元熱信号をサーボ制御装置に使用する場合は、ステップ３８で復元熱信号がサーボ制御装置に伝送され、それに応じて処理される。磁気信号をサーボ制御装置に使用する場合は、ステップ４０で復元磁気信号がサーボ制御装置に伝送される。判断ステップ４２でテストしたように、ヘッド浮動高度ルーチンを実行する必要がある場合は、ステップ４４で復元熱信号が予想浮動高度プロセッサに伝送される。判断ステップ４６でテストしたように、ディスク表面分析またはスクリーニングを実行する必要がある場合は、ステップ４８で復元熱信号がディスク表面分析プロセッサに伝送される。さらに、判断ステップ５０でテストしたように、エラー回復または予測障害分析（ＰＦＡ）を実行するために復元熱信号を使用する場合は、ステップ５２で復元熱信号がエラー回復プロセッサに伝送される。
【００２３】
次に図４および図５に移行すると、ひずんだ読戻し信号と、図１に示すように信号分離／復元モジュール７６によって復元されたひずみのない読戻し信号がそれぞれ示されている。熱ヘッド／ディスク間隔活動またはＡＥモジュール７４からの不要なフィルタリングあるいはその両方のいずれが原因かにかかわらず、すべての低周波ひずみ（変調）は、信号分離／復元モジュール７６によって補正することができる。例示のため、読戻し信号６０はデータ記憶ディスク２４上のサーボ・セクタから読み取った信号であると想定する。この例のサーボ・セクタ読戻し信号は、複数の情報フィールド、すなわち、書込み回復フィールド６２と、同期フィールド６４と、グレイ・コード・フィールド６６と、バースト・パターン・フィールド６８とを含む。通常、グレイ・コード・フィールド６６はセクタおよびシリンダ識別フィールドを含むものと理解されている。
【００２４】
図４には、サーボ制御読戻し信号の基線が激しくひずんでおり、特にグレイ・コード・フィールド６６内でひずみが激しいことが分かる。ただし、グレイ・コード・フィールド６６に関連する低周波ひずみは、熱ヘッド／ディスク間隔の変化が原因ではなく、むしろＡＥモジュール７４の高域通過フィルタ特性が原因であることに留意されたい。グレイ・コード・フィールド６６は、通常、振幅ひずみが存在する場合にセクタおよびシリンダ情報を確実に解釈するのが困難な状態にするような検出振幅である。このような振幅ひずみは、そのひずみの絶対値に応じて様々な重大度のサーボ制御エラーをもたらすことが多い。ただし、データ・セクタから得られる読戻し信号６０のこのような振幅ひずみは、サーボ・セクタ読戻し信号とは対照的に、結果的にソフトまたはハードの読取りエラーに至る検出エラーと解釈エラーをもたらす恐れがあることに留意されたい。ディスク２４の表面上にフォーマットされたセクタの最高１５〜２０％が図４に示すものと同様の相当なレベルの読戻し信号ひずみを示すことは珍しいことではない。
【００２５】
前述のように、不要な読戻し信号６０の変調の発生源は、ＭＲエレメント７２のノイズあるいはＭＲエレメント７２の不安定さまたは動作異常の他の発生源であると、これまで当業者は誤解していた。しかし、発明者らの発見では、読戻し信号ひずみは、磁気信号成分６１ａを変調する読戻し信号の独立した熱信号成分の存在による可能性があり、それにより、時間変動基線を有する読戻し信号６０が発生する可能性がある。信号分離／復元モジュール７６は、読戻し信号６０を処理して図５に示すように読戻し信号基線を復元し、復元熱信号６３に加え、熱信号成分によって乱されていないほぼ純粋な磁気信号６１ｂを発生する。
【００２６】
磁気信号と熱信号の独立性は図６および図７に示す波形によって実証される。図６に示す波形は、低域通過フィルタとして構成したディジタル・フィルタとＭＲヘッドを使用して磁気読戻し信号から抽出した熱信号を表している。図６に示す波形を獲得後、その波形の発生元であるトラックに対して磁気ＡＣ消去を行った。図７に示す波形を得るため、消去したトラックの同一位置まで同じＭＲヘッドを移動させた。図６に示す抽出済み熱信号と図７に示す消去トラックから導出した読戻し信号がほぼ同一であることが分かる。図６および図７に示す２つの波形は、２つの同時に読み取られた熱信号と磁気信号が読戻し信号内に存在し、それらの信号が独立していて分離可能であることを立証している。
【００２７】
その独立し分離可能な２つの成分に関して読戻し信号を見ると、ＭＲヘッドを使用して得られた読戻し信号で使用可能な情報内容のうち、これまで認められていないものが明らかになる。特に、ディスクの表面に関する情報は、熱信号から導出することができる。磁気データ記憶ディスク２４の表面２４ａに近接しているＭＲスライダ６７とＭＲエレメント７２の拡大側面図が図８に示されている。ディスク表面２４ａは、顕微鏡レベルで全体的に変動する表面凹凸を有する。図示の通り、ディスク表面２４ａは、ピット１２２、こぶ１２４、磁性材料がない表面部分１２６などの様々な表面欠陥を含む可能性がある。ディスク表面２４ａ上の情報をコード化するために、たとえば、グルーブ、ピット、こぶなどの表面フィーチャをディスク表面２４ａ上に意図的に設けることができることに留意されたい。
【００２８】
図８に示すように、ＭＲエレメント７２の熱応答電圧レベル１１９は、ＭＲエレメント７２とディスク表面２４ａとの間の間隔（パラメータｙで示す）の関数として変化する。磁気読戻し信号の変化は、ＭＲエレメント７２の抵抗の変化による。より具体的には、典型的なＭＲエレメントは、磁場の存在に敏感な抵抗器であり、正と負のエレメント・リード間の電流源に電気的に結合されている。このリードを介して、ＭＲエレメント７２にバイアス電流が印加される。通常動作では、ディスク表面２４ａ上の磁気転移がＭＲエレメント７２の抵抗を左右し、ＭＲエレメント７２での電圧変動を発生する。このような電圧は、ディスク表面２４ａ上に記録された磁気データ転移の周波数で発生し、読戻し信号の磁気信号成分の基礎となる。
【００２９】
ＭＲエレメント７２の抵抗もヘッド／ディスク間隔の影響を受ける。より具体的には、ヘッド／ディスク間隔が変化すると、それに付随して一定のバイアス電流によって加熱されたＭＲエレメント７２からディスク２４への熱伝達の変化が発生する。ＭＲエレメント７２からの熱伝達が増加すると（小さい間隔）、ＭＲエレメント７２の温度とその抵抗が減少する。熱伝達が低減されると、ＭＲエレメント７２の温度と抵抗が増加する（間隔の増大）。したがって、ＭＲエレメント７２とディスク２４との間の熱伝達が変化すると、ＭＲエレメント７２の温度が変化する。ＭＲエレメント７２の温度が変化すると、それに対応してＭＲエレメント７２の電気抵抗が変化するので、一定のバイアス電流によってＭＲエレメント７２での電圧が供給される。ただし、スライダの浮動高度の変動は通常、磁気転移のそれより大幅に低い周波数で発生することに留意されたい。したがって、ＭＲエレメント７２でのこのような温度変化は、磁気データ転移より大幅に低い周波数で発生し、読戻し信号の熱成分の基礎となる。
【００３０】
図８が示すように、ディスク２４の表面凹凸表面変動と熱信号１１９の絶対値の変化との間には逆の関係が存在する。瞬間的なヘッド／ディスク間隔（ｙ）が増加すると、それに対応してＭＲエレメント７２とディスク表面２４ａとの間のエアスペース絶縁部が増加し、それにより、ＭＲエレメント７２の温度が上昇する。このようにＭＲエレメントの温度が上昇すると、ＭＲエレメント７２の製作に通常使用されるＭＲエレメント材の温度係数が正であるために、それに対応してＭＲエレメント７２の抵抗が増加する。たとえば、パーマロイは、ＭＲエレメント７２の製作に使用する好ましい材料であり、＋３×１０-3／℃という温度係数を示す。一例として、ディスク表面２４ａ上のこぶ１２４の上をＭＲエレメント７２が通過すると、ＭＲエレメント７２とディスク表面２４ａとの間に発生した熱伝達が増加し、それにより、ＭＲエレメント７２が冷却される。このようにＭＲエレメント７２が冷却されると、ＭＲエレメントの抵抗が減少し、その結果、それに対応して一定のバイアス電流でＭＲエレメント７２での電圧ＶTHが減少する。
【００３１】
ＭＲエレメント７２とディスク表面２４ａとの間の上記の相互作用の結果、ディスク表面２４ａ上のピット１２２を参照することにより、ヘッド／ディスク間隔（ｙ）の増加の関数としてＭＲエレメント７２での熱電圧信号ＶTH１１９の振幅が増加することが分かる。さらに、ディスク表面２４ａ上のこぶ１２４を参照することにより、ヘッド／ディ数間隔の減少の関数として熱電圧信号ＶTH１１９の振幅が減少することが分かる。便宜上、ディスク表面２４ａの表面凹凸の変化が熱電圧信号ＶTH１１９の変化に対して逆ではなく直接対応するように、熱電圧信号ＶTH１１９を反転することが望ましい場合もある。したがって、ＭＲヘッド電圧の値が負、すなわち−ＶTHであると、「冷却域」をピークとして示し、「加熱域」を谷として示すことにより、ディスク表面２４ａの表面凹凸の定性表示を行うことになる。
【００３２】
図８には、ディスク表面２４ａの変動に対応するように条件調整された磁気間隔信号１２１も示されている。磁気間隔信号１２１は、ディスク表面２４ａの表面凹凸の変動として、磁気空隙１２６などの一部の表面フィーチャの存在を間違って示すことが分かる。さらに、熱信号１１９の使用によって得られるディスク表面イメージ情報と比較したときに、磁気間隔信号１２１がこぶ１２４などの他の表面フィーチャをある程度示すことも分かっている。
【００３３】
一般に熱信号はディスクと相互作用するときのＭＲエレメントの熱応答の表現を含むことに留意されたい。ディスクの表面の放射率または吸収率が変動する場合、その結果得られる熱信号もそれに応じて変動するはずである。以下の説明からさらによく理解されるように、読戻し信号の両方の成分の情報を内容を使用することにより、表面の輪郭または放射率／吸収率などのディスク表面の変動を意図的に導入し活用することができる。
【００３４】
ディスク表面から得られた読戻し信号の特徴に影響するようなＭＲエレメント７２のもう１つの特性は、ＭＲエレメント７２がディスク表面または他の障害物と物理的に接触するような状況に関係する。たとえば、ディスク表面とＭＲエレメント７２との間で一時的な物理接触が発生すると、熱によるでこぼこ（ＴＡ：Thermal Asperity）が発生する。たとえば、こぶ１２４に対する熱電圧応答の負（冷却）のピークは、図９に示すように負の冷却応答が迅速かつ連続して続く大きいが狭い正のスパイク応答に突然置き換えられる。正のスパイク応答は、ＭＲエレメント７２とディスク表面２４ａ上の局部的なでこぼことの間の機械的な摩擦熱が原因で発生する。熱によるでこぼこに関連する機械的摩擦により、物理接触の領域で磁気被覆がこすり取られる可能性がある。これは、磁気空隙１２６の原因になるが、このような空隙の唯一の発生源ではない。
【００３５】
図１０を参照すると、同図には、図１に関連して前述した信号分離／復元モジュール７６の実施例が示されている。信号分離／復元モジュール７６を使用すると、熱信号の影響またはその他の原因に帰因する読戻し信号の低周波変調成分を除去するために読戻し信号から磁気信号を分離するという単一作業を実行することができることに留意されたい。他の実施例では、信号分離／復元モジュール７６を使用すると、低周波熱信号成分を除去するために読戻し信号６０から磁気信号成分を分離し、さらに読戻し信号から熱信号を抽出し、その結果、ほとんど独立した形式で磁気信号と熱信号の両方の情報内容を後続処理に使用できるようにするという２重作業を実行することができる。
【００３６】
図１０に示すように、読戻し信号は、磁気データ記憶ディスク２４に近接して位置するＭＲエレメント７２で誘導される。以下に詳述するように、読戻し信号変調の周波数と振幅は変化する。
【００３７】
一実施例では、ＭＲエレメント７２によりＡＥモジュール７４から受け取った読戻し信号は、アナログ・ディジタル変換器８４によってアナログ形式からディジタル形式に変換される。あるいは、ＡＥモジュール７４は、アナログ・ディジタル変換器を取り入れたディジタル装置にすることもできる。ＡＥモジュール７４のディジタル実施例によれば、線形位相プログラム可能フィルタを使用すると、読戻し信号の熱信号成分の位相または振幅の低下がほとんどまたはまったくなくなる可能性がある。
【００３８】
ディジタル化した読戻し信号は次に遅延装置８６と線形位相プログラム可能フィルタ８８とに通信される。プログラム可能フィルタ８８は、長さＮを有する有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであり、Ｎはプログラム可能フィルタ８８のインパルス応答係数またはタップの数を表す。プログラム可能フィルタ８８の入力に印加される読戻し信号は、プログラム可能フィルタ８８を通過するときにプログラム可能フィルタ８８の長さＮに対応する合計信号遅延が施される。
【００３９】
この実施例によると、プログラム可能フィルタ８８は、読戻し信号の比較的低周波の熱信号成分を通過させ、比較的高周波の磁気信号成分を除去するように、適当なタップ係数と重みでプログラミングされる。したがって、プログラム可能フィルタ８８は、低域通過フィルタとして構成され、そのエネルギーの多くが約１０キロヘルツ（ＫＨｚ）から約１００〜２００ＫＨｚの周波数範囲に入るような中間周波信号として一般に特徴づけられる熱信号内容を通過させるようにプログラミングされている。ただし、読戻し信号の磁気信号成分が約２０メガヘルツ（ＭＨｚ）から１００ＭＨｚの範囲の周波数を有することに留意されたい。プログラム可能フィルタ８８の出力側の熱信号８０は信号加算装置９０に通信される。熱信号８０は、トラック追跡動作およびトラック・シーク動作を制御するために、プログラム可能フィルタ８８の出力から、サーボ制御装置などのデータ記憶システム内の他の構成要素に伝送することができる。
【００４０】
遅延装置８６は、アナログ・ディジタル変換器８４から読戻し信号６０を受け取り、読戻し信号がプログラム可能フィルタ８８を通過するのに必要な遅延時間と同等の時間間隔分だけ、信号加算装置９０への読戻し信号の伝送を遅延させる。したがって、磁気信号成分と熱信号成分の両方を含む読戻し信号と、プログラム可能フィルタ８８によって読戻し信号から抽出された熱信号８０は、ほぼ同時に信号加算装置９０に到着する。信号加算装置９０は、読戻し信号と熱信号８０の復調動作を実行し、復元した読戻し信号７８を発生する。その結果、図１０に示す実施例に例示されている信号分離／復元モジュール７６は、複合読戻し信号の磁気信号成分と熱信号成分を分離することができ、さらに、ひずみのない復元磁気読戻し信号７８と復元熱信号８０を発生する。
【００４１】
図１１には、信号分離／復元モジュール７６による変調読戻し信号の処理後に復元磁気読戻し信号７８が発生される、信号分離／復元モジュール７６のもう１つの実施例が示されている。この実施例によれば、磁気信号成分と熱信号成分を含む振幅ひずみ読戻し信号がＭＲエレメント７２によって磁気データ記憶ディスク２４から感知され、ＡＥモジュール７４に通信される。次に、変調読戻し信号がサンプラ８４によってディジタル化され、ひずみのない復元磁気読戻し信号７８を発生するように適切に構成されたプログラム可能フィルタ８８を通過する。プログラム可能フィルタ８８は、複合読戻し信号の比較的高周波の磁気信号成分を通過させ、複合読戻し信号の比較的低周波の熱信号成分を排除するようにプログラミングされた有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであることが好ましい。ＦＩＲフィルタ以外のフィルタもプログラム可能フィルタ８８として使用することができるが、フィルタ８８は最適パフォーマンスを達成するためにほぼ完璧な線形位相応答を有することが重要である。これは、ディジタルＦＩＲフィルタを使用すると容易に達成される。しかし、応用分野によっては、フィルタ８８のある程度の非線形位相挙動が許容される場合もある。
【００４２】
一般に、信号は、フィルタを通過するときに振幅または位相あるいはその両方で変調される。その信号の変調の特徴および程度は、フィルタの絶対値および位相特性に依存する。フィルタの位相遅延またはグループ遅延は、フィルタが信号の位相特性をどのように変調するかを示す有用な尺度になる。非線形位相特性を伴うフィルタにより、それを通過する信号に位相ひずみがもたらされる。このような位相ひずみがもたらされる理由は、信号の複数の周波数成分がそれぞれの周波数に比例しない量だけ遅延され、それにより、それら高調波の関係（harmonic relationships）が変更されるからである。所与のクラスのＦＩＲフィルタは、熱信号成分の影響の結果発生した読戻し信号の不要な変調のほぼすべてを除去し、復元磁気読戻し信号７８を発生するのに必要な完璧な線形位相応答に対応できることが分かっている。
【００４３】
図１２に示す実施例を参照すると、同図には、読戻し信号が通常通過する記録チャネルから信号分離／復元モジュール７６を選択的に結合したり分離したりする機能が示されている。プログラム可能フィルタ８８は、内部に複数のプログラム可能フィルタ・パラメータ・セットが格納された読取り専用メモリ（ＲＯＭ）９４に結合された状態で示されている。ＦＩＲフィルタ８８を使用する実施例では、通常、ＲＯＭ９４が複数のタップ重みセット９６を格納しており、さらに少なくとも１つの復元タップ重みセット９８を格納することもできる。高域通過フィルタリング挙動を示すアナログＡＥモジュール７４を使用する実施例では、プログラム可能フィルタ８８は、ＲＯＭ９４に結合されたＩＩＲフィルタにすることもできる。
【００４４】
限定ではなく、例示のために、特定のデータ記憶システム用の記録チャネルが単一１０タップＦＩＲフィルタ８８を含むものと想定する。１０タップＦＩＲフィルタ８８は、６４通りのタップ重みセット９６を格納するように構成されたＲＯＭ９４に結合されており、そのうちのいずれも応答を再プログラミングするためにＦＩＲフィルタ８８にロードすることができる。前述のように、サーボ・セクタから読み取った変調磁気読戻し信号は、サーボ制御装置がひずんだ読戻し信号を処理しようと試みるときに特に有害な結果を発生する可能性がある。たとえば、サーボ・セクタのグレイ・コード・フィールド６６に含まれるセクタおよびシリンダ情報が誤解されたり、読取り不能になる恐れがある。
【００４５】
信号分離／復元モジュール７６は、図１２に示すデータ・セクタ間に埋め込まれたサーボ・セクタからの読戻し信号情報のみを処理するように選択的に使用することができる。この実施例によれば、データ記憶システムの記録チャネルに使用する単一プログラム可能フィルタ８８は、信号分離／復元モジュール７６およびサーボ・チャネルによるサーボ・セクタに対応する読戻し信号の処理と、データ・チャネルによるデータ・セクタに対応する読戻し信号の処理との間で時間共用することができる。データ・セクタ情報の読取り時に、読戻し信号は信号分離／復元モジュール７６を迂回するようにデータ・チャネルを選択的に通過する。
【００４６】
図１２に示すように、埋込みサーボ・アーキテクチャを使用するデータ記憶ディスク２４の実施例によれば、通常は数千ＲＰＭでデータ記憶ディスク２４が回転するときに、交互に一連のデータ・セクタとサーボ・セクタがＭＲエレメント７２の下を通過する。ＭＲエレメント７２がデータ・セクタ１０２から情報を読み取るときに、ＭＲエレメント７２で発生した読戻し信号は、信号分離／復元モジュール７６を迂回するように、ＡＥモジュール７４、ＦＩＲフィルタ８８、データ・チャネルに伝送される。ただし、ＦＩＲフィルタ８８は、データ・セクタ１０２から獲得した信号情報を処理するときに複数のタップ重みセット９６の１つでプログラミングされることに留意されたい。
【００４７】
サーボ・セクタ１０４がＭＲエレメント７２に近接すると、ＲＯＭ９４に格納された復元タップ重みセット９８がＦＩＲフィルタ８８にロードされ、それにより、ＦＩＲフィルタ８８に常駐する前にロードされたタップ重みセットが置き換えられる。復元タップ重みセット９８は、サーボ・セクタ１０４から読み取った読戻し信号の熱信号成分を除去するようにＦＩＲフィルタ８８を構成し、サーボ・セクタ１０４に格納された純粋磁気信号に対応する復元磁気読戻し信号７８を発生する。次に、復元磁気読戻し信号７８がサーボ制御装置に通信され、それに応じて処理される。サーボ・セクタ１０４に隣接するデータ・セクタ１０６がＭＲエレメント７２に近接すると、前にロードされた復元タップ重みセット９８を置き換えるように、選択されたタップ重みセット９６がＦＩＲフィルタ８８にロードされる。データ・セクタ１０６から導出した読戻し信号は、信号分離／復元モジュール７６を迂回するように、ＦＩＲフィルタ８８およびデータ・チャネルにより処理される。サーボ・セクタから導出した読戻し信号を選択的に処理するプロセスは、同様に繰り返される。
【００４８】
図１２に示す実施例は、読取り／書込みチャネルに単一のプログラム可能フィルタ８８を含むデータ記憶システムに特に適していることに留意されたい。また、第１のプログラム可能フィルタがサーボ・チャネルで動作するように、第２のプログラム可能フィルタがデータ・チャネルで動作するように、追加のプログラム可能フィルタを取り入れることが望ましい場合もあることに留意されたい。このような２つの独立したプログラム可能フィルタを使用する構成によれば、データ・セクタから導出した読戻し信号を復元すると、データ記憶システムの誤り率性能が改善される可能性がある。
【００４９】
ＲＯＭ９４に格納された復元タップ重みセット９８をプログラム可能フィルタ８８にロードするプロセスは、サーボ・セクタの開始を示す同期（ｓｙｎｃ）フィールド６４または他の信号を検出したときに実行できることに留意されたい。同様に、データ・セクタの開始を示すｓｙｎｃフィールドまたは他の情報信号を感知すると、データ・セクタから情報を読み取るためにデータ・セクタ用のタップ重みセット９６をプログラム可能フィルタ８８にロードする時期を判定することができる。信号分離／復元モジュール７６での使用に適したＦＩＲフィルタの設計、実現、プログラミングの詳細については、E. C. Ifeachor、B. W. Jervisによる"Digital Signal Processing"（Addison-Wesley Publishing Company, Inc. 1993）を参照されたい。
【００５０】
図４および図５に戻ると、図４に示す変調読戻し信号は、信号分離／復元モジュール７６によって処理される前の読戻し信号の外観を表している。図５の読戻し信号の表現は、信号分離／復元モジュール７６によって処理した後の図４の読戻し信号を示している。図４に示す読戻し信号に対する熱信号成分の不要な影響は、図５に示す復元磁気読戻し信号７８を発生するために信号分離／復元モジュール７６で９タップＦＩＲフィルタを使用することにより除去されている。図５に示す復元磁気読戻し信号７８を発生するために使用する９タップＦＩＲフィルタの絶対値と位相特性については、図１３および図１４に示す。
【００５１】
特に、図１４では９タップ・フィルタが対象周波数範囲で完璧な線形位相応答を示すことが分かる。読戻し信号の基線シフトまたは変調を除去する際の９タップＦＩＲフィルタの有効性は、図１５ないし図１７で実証される。図１５は、不安定なまたは振幅変動の基線を示す読戻し信号を示している。図１６では、適切にプログラミングされた９タップＦＩＲフィルタにひずんだ読戻し信号を通過させた後、図１５で明白な読戻し信号の変調基線が除去されている。読戻し信号の基線を復元するために使用する９タップ・フィルタ用のタップ重みは、以下のタップ重みを含むように定義されている。
B(i) = (1/9) * (-1, -1, -1, -1, 8, -1, -1, -1, -1)
または
B(i) = (-.111, -.111, -.111, -.111, .889, -.111, -.111, -.111, -.111)
【００５２】
図１７に示す波形は、従来の高域通過バッタワース・フィルタに図１５に示す変調読戻し信号を通過させることによって得られたことに留意されたい。また、従来の高域通過フィルタに読戻し信号を通過させた後でも読戻し信号の基線の不要な変調がいまだに存在することが分かる。
【００５３】
前に示したように、図１６に示す読戻し信号の基線を復元するために使用する９タップＦＩＲフィルタの絶対値および位相特性については、図１３および図１４にそれぞれ示す。図１３では、９タップＦＩＲフィルタのタップ重みにウィンドウ機能を適用することにより除去可能なある程度のリプルがフィルタの通過帯域で発生する可能性があることが分かる。一例として、以下のタップ重みを有するウィンドウ式復元フィルタを作るために、９タップＦＩＲフィルタのタップ重みにハミング・ウィンドウを適用することができる。
B(i) = (-.0089, -.0239, -.06, -.0961, .8889, -.0961,                   -.06, -.0239, -.0089)
上記のタップ重みを有する９タップウィンドウ式ＦＩＲフィルタの出力の結果、図１８に示すようにリプルが除去される。さらに図１９に示すように、ウィンドウ式９タップＦＩＲフィルタはその完璧な線形位相応答を保持する。
【００５４】
次に図２０ないし図３０に移行すると、ＭＲエレメント７２を使用して磁気データ記憶ディスク２４から獲得した読戻し信号の高域通過フィルタリングを使用するデータ記憶システムに特に適した信号分離／復元モジュール７６のもう１つの実施例が示されている。この実施例は、新たに設計したデータ記憶システムならびに改造されたシステムで使用することができる。図１に示すＡＥモジュール７４などのアナログＡＥモジュール７４の設計では、磁気信号成分の周波数範囲以下の読戻し信号の信号内容を排除するために前置増幅器とともに高域通過フィルタリングを含むことが望ましい場合が多い。ＡＥモジュール７４の高域通過フィルタリング挙動により、複合読戻し信号の熱信号成分が振幅と位相の両面でひずむ。この熱信号ひずみは、使用する特定のＡＥモジュールの周波数および位相応答に応じて重大度が変動する。
【００５５】
一例として、ＡＥモジュール７４での使用に適した高域通過フィルタは、約５００ＫＨｚの遮断周波数を有し、非線形位相挙動を示すことができる。しかし、意味のある熱信号情報に関連する周波数は、通常、２００ＫＨｚ以下であり、１０ＫＨｚから約１００ＫＨｚの範囲である。約５００ＫＨｚの遮断周波数を有する高域通過フィルタは、読戻し信号の熱信号成分の振幅および位相をかなりひずませることに留意されたい。しかし、読戻し信号の磁気信号成分は、引き続き高域通過フィルタの影響を受けない。というのは、一般に磁気信号の周波数範囲が高域フィルタ遮断周波数の２０〜４０倍程度であるからである。
【００５６】
図２０および図２１には、高域通過フィルタリング挙動を示す典型的なアナログＡＥモジュール７４の絶対値および位相応答を示すグラフがそれぞれ示されている。この高域通過フィルタは、約５００ＫＨｚの遮断周波数を有する。図２０および図２１に示す絶対値および位相応答と５００ＫＨｚの単一極を有するＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタのアナログ伝達関数と同等のディジタル版は、次のように定義することができる。
【数１】
0003723651.tif 000002
式中：
ｂh（１）＝．９８７６
ｂh（２）＝−．９８７６
ａh（２）＝−．９７５２
【００５７】
ＡＥモジュール７４の高域通過フィルタリング挙動によってもたらされた熱信号の絶対値および位相のひずみは、高域通過フィルタのそれとは逆の伝達関数を有する逆フィルタの使用によって効果的に除去される。ＡＥモジュール７４から出力された読戻し信号を逆フィルタに通過させると、熱信号が振幅および位相の両面でその元の形式に復元される。たとえば、式［１］の上記の伝達関数を有する高域通過フィルタを通過した読戻し信号の条件調整を行うための逆フィルタの伝達関数は次式で表される。
【数２】
0003723651.tif 000003
【００５８】
ＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタと式［２］で前述した逆フィルタの絶対値および位相応答について、図２２および図２３にそれぞれ示す。特に、逆フィルタとＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタの絶対値応答は、図２２の曲線１７０および１７２としてそれぞれ示す。また、逆フィルタと有効高域通過フィルタの位相応答は、図２３の曲線１７６および１７４としてそれぞれ示す。
【００５９】
一実施例では、高域通過フィルタリング読戻し信号の熱信号内容を復元するために信号分離／復元モジュール７６内の逆フィルタとして、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタが使用される。ＩＩＲフィルタのインパルス応答は、インパルス応答が有限持続期間を有するＦＩＲフィルタとは対照的に、持続時間が無限である。また、完璧な線形位相応答を示す可能性のあるＦＩＲフィルタとは異なり、ＩＩＲフィルタの位相応答は、特に帯域のエッジでは非線形になる。代替実施例ではアナログ・フィルタを使用することができるが、ＩＩＲフィルタは、アナログＡＥモジュール７４の高域通過フィルタリング挙動によってひずんだ熱信号の振幅および位相を復元するために、逆フィルタとしての使用に適したいくつかの利点をもたらす。
【００６０】
図２４に示す信号流れ図は、逆フィルタとして構成された１次ＩＩＲフィルタを表している。上記の式［２］で示される伝達関数を有する１次ＩＩＲ逆フィルタ用の図２４の信号流れ図に関連する係数は、以下の通りである。
ａ1＝．９８７６
ａ2＝−．９８７６
ｂ1＝．１
ｂ2＝−．９７５２
信号分離／復元モジュール７６での逆フィルタとしての使用に適したＩＩＲフィルタの設計、実現、プログラミングの詳細については、E. C. Ifeachor、B. W. Jervisによる"Digital Signal Processing"（Addison-Wesley Publishing Company, Inc. 1993）を参照されたい。
【００６１】
図２５ないし図２７には、高域通過フィルタを通過した読戻し信号の熱信号成分の元の振幅および位相を復元するための逆フィルタの有効性を実証するために使用する３通りの波形が示されている。図２５には、ＭＲヘッドを使用してデータ記憶ディスク表面のピットを走査することによって検出した読戻し信号を示す。図２５に示す磁気読戻し信号は、２０ＭＨｚの書込み周波数で書き込まれたトラックから検出されたものである。この磁気読戻し信号は８ビットの解像度で１００ＭＨｚでサンプリングされている。図２６に示す信号は、図２５の読戻し信号の計算ピーク間絶対値を表している。さらに、図２６に示す信号は、ピットの上をＭＲ読取りエレメントが通過することにより振幅の大幅低減を明確に実証するような、図２５に示す読戻し信号の磁気信号成分を表している。図２７は、ＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタを通過した後の図２５の読戻し信号の熱信号成分を示している。図２６および図２７の波形を比較すると、読戻し信号の磁気信号成分と熱信号成分が互いに密接に対応しないことが分かる。このように熱信号と磁気信号があまり対応していないことは、アナログＡＥモジュール７４の有効高域通過フィルタリング特性による熱信号のひずみの結果であり、それによって熱信号が効果的に区別されている。
【００６２】
信号分離／復元モジュール７６の逆フィルタは、図２８に示すように熱信号１６２の振幅と位相を復元する。ただし、図２８に示す熱信号と磁気信号は、以下に詳述するようにヘッド／ディスク間隔信号として示されていることに留意されたい。磁気信号と復元熱信号は、高域通過フィルタリング熱信号が逆フィルタを通過した後、互いに密接な対応を示すことが分かる。
【００６３】
図８に関連して前述したように、ＭＲヘッドで誘導された熱信号は、ヘッド／ディスク間隔の関数として変化する。したがって、熱信号に含まれる情報を使用すると、ディスクの表面凹凸の変動を検出することができる。熱信号を使用して、ピット、打こん、こぶ、熱によるでこぼこ、汚染粒子など、様々な表面フィーチャを検出することができる。
【００６４】
たとえば、熱信号を使用してトラックおよびセクタ位置を判定するために、同心であってかつ半径方向に細長いくぼみを、ディスク表面に含めることができる。また、熱信号を使用して、ディスク表面の詳細な表面凹凸マッピングも実施することができる。読戻し信号から抽出された熱信号の可用性は、広範囲の応用分野で使用するために有利に活用できることに留意されたい。他の例としては、熱信号を使用してヘッド／ディスク間隔の測定値を求めるために、ＭＲヘッドの熱応答を較正するために既知の深さまで１つまたは複数のくぼみをディスク表面に形成することもできる。
【００６５】
ディスクの表面と変換器との間の間隔の変化を決定するために、読取り／書込み変換器が発生した磁気読取り信号を使用することは、当業者には既知のことである。磁気読戻し信号を使用してヘッド／ディスク間隔を判定するためのこのような方法の１つは、調波比浮動高さ（ＨＲＦ）クリアランス・テストと呼ばれる。ＨＲＦテストは、磁気ヘッド／ディスク間隔信号を使用して現場またはデータ記憶システム・ハウジング内で実行される、変換器を支持するスライダの浮動高度を測定するための既知の方法である。ＨＲＦ方法については、本発明の出願人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第４７７７５４４号に記載されている。このＨＲＦ測定方法は、読戻し信号のスペクトル内の２本のスペクトル線の割合を連続して瞬時に測定する方法である。両方の瞬間スペクトル線の振幅は、ＭＲ変換器のすぐ下にある記録媒体の同一ボリューム・エレメントに関係する。また、このＨＲＦ測定方法は、磁気読戻し信号を使用してディスク表面に対する瞬間ヘッド・クリアランスを決定することができる。
【００６６】
一実施例によれば、ＭＲヘッドで誘導された読戻し信号の熱信号成分は、ヘッド／ディスク間隔の変化を定性的に決定するために使用される。他の実施例では、ヘッド／ディスク間隔の定量的決定に対応するように、磁気信号を使用して熱信号が較正される。図２９を参照すると、同図には、読戻し信号を処理して磁気および熱それぞれのヘッド／ディスク間隔情報を得るためのシステムがブロック図形式で示されている。読戻し信号は、ＭＲエレメント７２によってディスク表面２４から検出される。例示のため、読戻し信号は磁気信号成分と熱信号成分の両方を含む複合信号であると想定し、磁気信号成分が欠けている読戻し信号はヘッド／ディスク間クリアランスを決定するために有用な熱信号成分を含むものと理解されている。ＭＲエレメント７２によって検出された読戻し信号は、ＡＥモジュール７４に、次に高域通過フィルタ１５０に通信される。高域通過フィルタ１５０は、ＡＥモジュール７４外部の構成要素として示されているが、全体的にＡＥモジュール７４の高域通過フィルタリング挙動を表すように設けられている。有効高域通過フィルタ１５０の伝達関数はＨ0として示されている。高域通過フィルタリング読戻し信号のディジタル化サンプルを生成するために、高域通過フィルタ１５０からの出力信号がアナログ・ディジタル変換器１５１によってサンプリングされる。
【００６７】
図２９に示すように、熱信号抽出フィルタ１５７の出力側の点１５９に示す熱信号は、前述の方法のいずれを使用しても発生することができる。たとえば、ディジタル化読戻し信号は、ＡＥモジュール７４の高域通過フィルタ１５０によってもたらされるひずみを矯正する逆フィルタ１５６に通信することができる。逆フィルタ１５６の伝達関数はＨ0-1として示されている。次に、熱信号抽出フィルタ１５７によって熱信号が抽出されるが、このフィルタはＦＩＲフィルタにすることができる。逆フィルタ１５６と熱信号抽出フィルタ１５７は、高域通過フィルタ１５０によってひずんだ熱信号を復元するために単一のＩＩＲフィルタに実現できることに留意されたい。あるいは、高域通過フィルタ１５０より前のある点で読戻し信号をタッピングし、熱信号抽出フィルタ１５７に入力することができるが、このフィルタは上記で詳述したようにＦＩＲフィルタにすることができる。熱信号抽出フィルタ１５７によって抽出された熱信号は平均フィルタ１５８に通信され、次にこのフィルタはヘッド／ディスク間隔に直線的に関連する熱間隔信号１６２を発生する。平均フィルタ１５８は、ディジタル動作平滑平均化フィルタである。
【００６８】
アナログ・ディジタル変換器１５１の出力側に出力される読戻し信号は、読戻し信号のピーク間振幅を検出し、読戻し信号から磁気信号成分を抽出する、ＦＩＲフィルタなどの振幅検出器１５２にも通信することができる。磁気信号の対数は、ログ装置１５４で磁気信号を通過させることによって得られるが、この装置はヘッド／ディスク間隔に直線的に関連する磁気信号を発生する。磁気間隔信号１６０と熱間隔信号１６２の両方をそれぞれ抽出すると、熱信号を較正することができる。というのは、磁気較正は既知であり、その信号の記録済み波長のみに依存しているからである。磁気間隔信号１６０の負数（または逆数）と抽出した熱信号１６２がヘッド／ディスク間隔（ｙ）に直線的に比例することに留意することは重要である。
【００６９】
図２８には、熱信号抽出フィルタ１５７と平均フィルタ１５８によって処理された熱間隔信号１６２が、振幅検出器１５２とログ装置１５４によって処理された磁気間隔信号１６０とともに示されている。ただし、線形化磁気間隔信号１６０は通常、ピーク間信号の対数を取ることによって計算され、周知のウォーレス式により磁気間隔変化に対する出力電圧変化の既知の感度が掛けられることに留意されたい。また、図２８では、熱間隔信号１６２に関連する信号の高さの差とそれよりわずかに長い時間定数を除き、磁気間隔信号１６０と熱間隔信号１６２がディスク表面のピットを表すことが分かる。以下に詳述するように、真のヘッド／ディスク間隔を正確に反映するため、線形化磁気間隔信号１６０を使用して熱間隔信号１６２を較正することができる。
【００７０】
本発明の重要な利点は、ＭＲエレメント７２の熱応答を使用して、現場またはデータ記憶システムのハウジング内でヘッド／ディスク間隔の変化を検出できる能力に関する。ＭＲエレメント７２の熱応答を使用する現場でのヘッド／ディスク間隔測定は、ディスク製造テストおよびスクリーニングのため、ならびに、現場でデータ記憶システムの耐用年数中に予測障害分析（ＰＦＡ）を実行するために有用である。さらに、熱間隔信号１６２を使用すると、データ記憶ディスクの表面とのヘッドの接触を検出することができる。
【００７１】
次に図３０を参照すると、ＭＲヘッドと局部的な熱によるでこぼこ（ＴＡ）との接触など、ヘッド／ディスク接触事象の場合の磁気間隔信号１６０と熱間隔信号１６２の両方が示されている。磁気間隔信号１６０は、磁気信号の対数を取ることによって線形化されている。また、熱間隔信号１６２は、前述の逆フィルタリング手法を使用することによって決定されている。ディスクのでこぼこによってＭＲエレメント７２がディスクの表面から上方向に変位すると、ＭＲエレメント／ディスク間隔が増加することが分かる。磁気間隔信号１６０と熱間隔信号１６２の両方は、０マイクロ秒から約２５マイクロ秒の間でヘッド／ディスク間隔がこのように徐々に増加すること示している。ＭＲエレメント７２がでこぼこの上を通過した後、ＭＲエレメント７２がその定常状態の浮動高度に戻る前にある程度の量の空気軸受け（ヘッド／ディスク間隔）変調が発生する。この空気軸受け変調は、約３５マイクロ秒から始まり、７０マイクロ秒まで継続することが図３０で分かる。
【００７２】
磁気間隔信号１６０と熱間隔信号１６２の波形の特徴の類似点は、テスト・ベンチ機器または外部テスタに頼らずに現場でヘッド／ディスク接触を検出するために熱間隔信号１６２を使用できることを実証している。ただし、特定のデータ記憶システムに必要な逆フィルタの特性がＡＥモジュール７４の高域通過フィルタ１５０の極位置に依存することに留意されたい。ＩＩＲフィルタまたはＦＩＲフィルタを使用する実施例の場合、係数またはタップ重みのみを変更する必要がある。ＩＩＲフィルタを使用する実施例では、この変更は、高域通過フィルタ１５０の極周波数で変動が発生した場合に適応的または動的に行うことができる。通常、このような変動は、温度などの変化につれて発生する。ただし、ここに記載する逆フィルタ１５０は１次ＩＩＲ構造に限定されてないことに留意されたい。
【００７３】
一般に、ＭＲヘッドで誘導された熱信号の絶対値は、ＭＲヘッドで使用する特定のＭＲエレメントの関数である。たとえば、使用する製造プロセスおよび材料の変動は、ＭＲエレメントの応答の変動の原因となる。したがって、ＭＲヘッドの熱応答を使用してヘッド／ディスク間隔の変化を正確に判定するために、磁気応答を使用して現場で熱応答を較正することが望ましい。たとえば、正確な磁気間隔情報は、周知のウォーレス間隔損失式を使用して求めることができる。半径方向のトレンチまたはピットなどの較正くぼみをランディング・ゾーンに形成して使用すると、現場での熱間隔較正を実行するために熱信号および磁気信号両方の変調を発生することができる。そのトレンチについて、磁気間隔を正確に決定することができ、ＭＲエレメントの熱電圧応答を較正するために使用することができる。
【００７４】
もう１つの方法は、ＨＲＦ方法またはその他の同様の方法を使用して得られた磁気ヘッド／ディスク間隔測定値と、熱クリアランス測定値とを組み合わせることを含む。この結合テストによれば、熱および磁気の同時「スピンダウン」が行われ、それにより、２つのディスク速度間の熱電圧変化が２つのディスク速度間の既知の（ＨＲＦ）間隔変化と比較される。しかし、ディスク回転速度での熱信号の回復は、高域通過フィルタリング挙動を有するＡＥモジュール７４を使用するシステムでは達成するのが困難な場合がある。というのは、高域通過遮断周波数は、通常、ディスク回転周波数より数桁も大きいからである。
【００７５】
ＭＲヘッドの熱応答のヘッド／ディスク間隔較正は、ＡＥモジュール７４の高域通過周波フィルタリング特性により、より複雑になっている。高域通過フィルタリング挙動を有するＡＥモジュール７４の伝達関数ＨAE（ｓ）は、一般に以下のように１次近似値まで表すことができる。
【数３】
0003723651.tif 000004
式中、ＫAEは記録周波数でのＡＥモジュール７４の利得であり、「ａ」はＡＥモジュール７４に取り入れられた有効高域通過フィルタ用の遮断周波数である。利得の典型的な値はＫAE＝１７０であるが、ＡＥモジュール７４の利得は一般に変動が大きい。典型的な遮断周波数「ａ」は約３２５ＫＨｚであり、一般に＋／−１２５ＫＨｚという大きい許容誤差がそれに関連している。
【００７６】
表面分析スクリーニング中に検出されるこぶ状の表面欠陥の対象周波数は、通常、１０ＫＨｚから１００ＫＨｚの範囲である。ＭＲヘッドの熱応答はこのような周波数を直接変換するが、磁気応答は磁気記録搬送周波数のために２０ＭＨｚの範囲にこれらの周波数をシフトする。ＡＥモジュール７４の高域通過特性は、４００ＫＨｚ以下の周波数について熱応答内のすべてのこぶ外乱振幅を様々な量だけ減衰するが、磁気応答は影響を受けない。熱応答の減衰を復元するため、何らかの形式の集積化を適用する必要がある。この復元プロセスは、ＡＥモジュール７４の伝達関数ＨAE（ｓ）とは逆の伝達関数ＨINV（ｓ）を有する逆フィルタを使用することによって実施することができる（すなわち、ＨINV（ｓ）＝１／ＨAE（ｓ））。たとえば、７２００ＲＰＭで回転するディスクからデータを読み取るＭＲヘッドからの最低周波数は１２０Ｈｚであり、ディスク表面のこぶを検出するための最低周波数は約１０ＫＨｚである。したがって、４００ＫＨｚではゼロ（「ａ」）で５ＫＨｚでは極（「ｂ」）になる進み／遅れフィルタなどの擬似逆フィルタの方がこの応用分野にはより適している可能性がある。
【００７７】
擬似逆フィルタは、以下の形式の伝達関数を備えているものと思われる。
【数４】
0003723651.tif 000005
また、ＡＥモジュール７４とカスケードされた擬似逆フィルタの全体的な伝達関数は以下のようになる。
【数５】
0003723651.tif 000006
したがって、上記の補正された伝達関数Ｈ（ｓ）は遮断周波数が５ＫＨｚの高域通過フィルタになり、これは、ひずみのない形式でディスク表面のこぶに関連する周波数を通過するのに妥当なものである。
【００７８】
高域通過遮断周波数「ａ」の変動が大きいので、復元した熱応答で大きな変動が発生する可能性がある。各ＭＲヘッドの高域通過遮断周波数「ａ」、利得ＫAE、感度［ｎｍ／ｍｖ］を正確に推定することは、信頼性の高い較正にとって重要なことである。ＡＥモジュール７４の低周波（すなわち、１２０Ｈｚ以下）応答が欠落しているため、この熱較正プロセスは、参照の基準として別の方法によってサポートされる場合もある。このサポート方法は、ここでは磁気読戻し信号変調（ＲＳＭ）方法と呼ぶが、ウォーレス間隔損失手法に基づいてヘッド／ディスク磁気間隔の変化を決定するための既知の自己較正方法である。効果的な熱較正手順は、部分的にＲＳＭ方法に基づいており、較正くぼみを含むトラックの読戻し信号の熱成分と磁気成分の両方を検査するためにアクチュエータがランディング・ゾーン内のクラッシュ止めに押し付けられている間に最初に実行される。
【００７９】
較正くぼみは、ディスク・ブランクの両面に形成され、形成したくぼみから磁気データと熱データの両方が得られるように研磨およびスパッタリング・プロセスが施される。ただし、ランディング・ゾーンに形成されたくぼみは、人造こぶ（manufactured bump）として形成することもできることに留意されたい。しかし、こぶは、ヘッド／ディスク干渉（ＨＤＩ）を発生する可能性がより高く、ヘッド／ディスク・クラッシュの結果としてヘッドまたはディスクに永続的な損傷を加える可能性がある。また、こぶは、ヘッドの上昇や空気軸受け変調を発生する可能性があるので、永続較正場所としての使用には不適当だと思われる。対照的に、「純粋な」ピットは、ヘッドの上昇や空気軸受け変調を引き起こさない。また、ディスク基板表面上の較正トレンチは、製造費用も安価である。
【００８０】
構成手順の一実施例について述べる前に、較正プロセスに関連するいくつかの変数を定義すると有用であると思われる。ただし、ＬＦ（低周波）という用語は、回転速度が７２００ＲＰＭのときの１２０Ｈｚなど、ディスク回転周波数（ＲＰＭ／６０）程度の周波数を指すことに留意されたい。式６および式７を参照すると、ＶTH（ＬＦ）という用語は、較正ピットから得られたデータを除き、ランディング・ゾーンのＡＥモジュール復元熱電圧（基線）応答の回転ごとの平均を表し、通常、ミリボルト（ｍｖ）で表される。ＶTH（Ｐｉｔ）という用語は、複数の回転について取られたランディング・ゾーンの較正ピットから発生したＡＥモジュール復元平均熱電圧ピークであり、通常、ミリボルト（ｍｖ）で表される。δHRF（ＬＦ）という用語は、較正ピットから得られたデータを除き、ランディング・ゾーンのＲＳＭヘッド／ディスク間隔の回転ごとの平均推定値を表し、通常、ナノメートル（ｎｍ）で表される。最後に、δHRF（Ｐｉｔ）という用語は、複数の回転について取られたランディング・ゾーンの較正ピットから発生した平均ピークＨＲＦヘッド／ディスク間隔であり、通常、ナノメートル（ｎｍ）で表される。
【００８１】
提案している熱較正プロセスは、ヘッド／ディスク間隔の回転ごとの平均低周波（ＬＦ）ＲＳＭ推定値δHRF（ＬＦ）と、これに対応する平均熱基線電圧ＶTH（ＬＦ）の使用に基づくものであるが、これらはアクチュエータがランディング・ゾーンのクラッシュ止めにもたれた状態で共同で得られ、較正ピットから得られるデータは除く。除外した熱および磁気ピット・データの平均ピーク値により、ＶTH（Ｐｉｔ）とδHRF（Ｐｉｔ）が得られる。
【００８２】
ｉ番目のヘッドの「ＡＣ」較正係数Ｃ（ｉ）は、次式から求めることができる。
【数６】
0003723651.tif 000007
ピットの場合、δHRF（ＬＦ）＞δHRF（Ｐｉｔ）とδTH（ＬＦ）＞δTH（Ｐｉｔ）という条件が当てはまることが分かるはずである。ｉ番目の熱ヘッド／ディスク間隔の近似式は次のようになる。
δTH（ｉ）＝δHRF（ＬＦ）＋Ｃ（ｉ）・ΔＶTH                  ［７］
式中、ΔＶTH＝ＶTH（ｄｅｆｅｃｔ）−ＶTH（ＬＦ）である。ここで、ＶTH（ｄｅｆｅｃｔ）は、欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）についての熱電圧である。こぶの場合は、ヘッド／ＭＲエレメントの接触がないと想定し、冷却が存在するので、ΔＶTH＜０になる。ピットの場合は、ヘッド／ディスク分離が増加するのでＭＲエレメントの加熱が発生し、したがって、ΔＶTH＞０になる。熱ヘッド／ディスク間隔近似式は較正ピットの位置（すなわち、この場合は内径ランディング・ゾーンであるが、ロード／アンロード・ディスク・ドライブの場合は外径になるはずである）で較正されているので、欠陥が発生しているトラック半径で平均ＲＳＭヘッド／ディスク間隔δHRF（ＬＦ）を更新することによって、正確さの改善を実現することができる。製造スクリーニング中にこれを実施するため、欠陥半径に磁気トラックが書き込まれるはずである。
【００８３】
ＭＲヘッドの熱応答の較正がなくても、読戻し信号の熱信号成分を使用すると、ディスク表面特性の定量分析ではなく定性分析を行うことができる。したがって、固有の正規化手法を使用してディスク欠陥を検出するために、ディスク表面分析スクリーニングを行うことができる。このような手法の１つは、そこからクリップ・レベル（すなわち、障害しきい値）が導出される基準としてディスク・トラック上の固有の「背景」熱信号情報を使用することに基づくものである。ディスク表面に磁気コーティングを施さなくても、ディスクの表面凹凸の定量評価と定性評価の両方を実行できることに留意することは重要である。したがって、磁気コーティングのないディスク・ブランクは、そこに意図的に設けたのかまたは無意識に設けたのかにかかわらず、ディスク・ブランクをさらに処理する前に、表面欠陥と特徴の存在について完全に分析することができる。したがって、欠陥のあるディスク・ブランクの高価な処理を回避することができる。
【００８４】
典型的な磁気データ記憶ディスクの熱背景信号は、５つの基本グループの周波数から構成されると見なすことができる。第１のグループは、最も主要なものであって、通常は２．５ＭＨｚから１０ＭＨｚの範囲になる、サーボ・パターン周波数を含む。第２のグループは、通常は６０ＫＨｚから７０ＫＨｚの範囲になる各サーボ・バーストの先頭から末尾までと定義されたサーボ長周波数を含む。第３のグループは、約１０ＫＨｚのサーボ間周波数またはサーボ・バースト間の時間の逆数を含む。第４のグループの周波数は、１０ＭＨｚを超えるデータ・パターン周波数である。トラックを消去する場合は、磁気データ・パターンを除去することができる。
【００８５】
第５のグループの周波数は、広帯域であり、ディスクの表面凹凸に関連し、ヘッド／ディスク間隔がディスクの表面変動の結果として変化する。第５のグループの上限は、ＭＲ応答の熱時間定数によって制限され、通常、それは約１マイクロ秒になる。適切なフィルタリングにより、この５つの「ノイズ」発生源の読戻し信号振幅変調の影響を選択的に抑制することができる。ただし、ヘッド／ディスク接触事象の信号対雑音比は、通常、１０：１（２０ｄｂ）を上回り、容易に検出できることに留意されたい。
【００８６】
上記の５つのノイズ発生源をフィルタリングするために、いくつかのフィルタリング方式を使用することができる。このようなフィルタリング方式としては、読戻し信号を除去するための楕円フィルタの使用を含む。帯域消去楕円フィルタにより、高い減衰が得られ、バッタワース・フィルタまたはチェビシェフ・フィルタより位相ひずみが小さくなる。有用なフィルタリング方式の１つでは、２つの楕円帯域消去フィルタを使用している。それぞれの４次ディジタル楕円帯域消去フィルタには、ｚ平面の単位円上に位置する伝達関数の２対の複素ゼロによる２つのノッチが付いている。一方の「低ノッチ」４次楕円フィルタにより、約１５ＫＨｚ以下の周波数が除去されるはずである。実際にサーボ間パターン周波数は、ディスク表面欠陥の所望の検出帯域幅に近いので、最も問題なものである。この低ノッチ楕円フィルタは、この周波数範囲で非常に高い減衰（たとえば、２０〜６０ｄｂ）を行う１２０Ｈｚと１０．８ＫＨｚのノッチをもたらすように設計することができる。高ノッチ・フィルタとして構成された第２の４次楕円ノッチ・フィルタは、約５ＭＨｚのサーボ・パターン周波数と約１５ＭＨｚのその第３調波を減衰するはずである。この２つの周波数は主要なものである。４次楕円ノッチ・フィルタは、この周波数範囲で非常に高い減衰を行うことができる。これらの周波数は、典型的なデータ記憶システムのスピンドルの速度が正確であるために不変である。
【００８７】
前述のように、読戻し信号の磁気成分と熱成分の両方は、そこから読戻し信号が読み取られたディスク表面の表面特性に関する情報を含む。様々なタイプのディスク表面欠陥と永続的に書き込まれたサーボ・セクタに対する磁気および熱間隔信号応答の比較については、以下の表１に示す。複合読戻し信号を独立した磁気信号成分と熱信号成分に分離することにより、ＭＲヘッドの２つの独立した同時応答を使用して同じ「未知の現象」または表面欠陥を検出する機会が得られる。ディスク表面分析中に２つの独立した熱信号と磁気信号を使用すると、欠陥検出解像度と信頼性の大幅な上昇が可能である。欠陥検出の機能強化は、１次元（１Ｄ）手法ではなく２次元（２Ｄ）検出手法を使用することによって実現される。１次元検出手法は、磁気信号と熱信号の両方ではなく、いずれか一方を使用する手法であると言われている。同じ瞬間に同じＭＲエレメントから得られる２つの独立した磁気信号と熱信号を使用することは、未知のディスク表面欠陥を検出し分類するための強力なツールになる。
【００８８】
図８に示す単純なディスク表面欠陥と永続記録に対する磁気および熱ＭＲヘッド／ディスク間隔応答間の差について、その概要を以下の表１に示す。掻き傷や打こんなど、多くのディスク表面欠陥は、通常、いくつかの単純な欠陥を複雑に組み合わせたものであり、そのため、より複雑なＭＲヘッド応答が得られることに留意されたい。
【００８９】
【表１】
表面欠陥とサーボ・セクタに対するピーク応答
欠陥のタイプ        熱間隔信号          磁気間隔信号
ピット              正                  正
こぶ                負                  正
熱によるでこぼこ    大きい正            負
磁気空隙            なし                正
サーボ・セクタ      なし                負および正
【００９０】
上記の表１を参照すると、ディスク表面欠陥分析を実行するための方法は次のように行うことができる。第１に、データ記憶システム内に設けた各ディスクの各表面について熱走査を実行する。その結果得られる熱応答について、所定の正および負のしきい値を上回る熱電圧がないかどうか監視する。熱応答は磁気空隙と事前書込みしたサーボ・セクタに対して鈍感なので、このプロセスは、サーボ・セクタの磁気パターンと磁気空隙を有効な表面欠陥として除去することになる。ただし、磁気信号を排他的に使用する欠陥分析プロセスでは、磁気空隙や間違った位置の永続記録を検出したときに表面欠陥の存在を間違って示す恐れがあることに留意されたい。熱操作中の熱しきい値検出器の起動は、３つの基本タイプの表面欠陥、すなわち、ピット、こぶ、熱によるでこぼこ（ＴＡ）、あるいはこの３通りの欠陥タイプの組合せに帰因する可能性がある。
【００９１】
次に、上記の表１に示す磁気応答特性を使用して、ＨＲＦまたはＲＳＭ方法の使用などにより、磁気欠陥検証手順を実行するために熱しきい値が起動されたディスク表面位置に磁気情報を書き込むことができる。こぶと熱によるでこぼこだけが有効な障害条件を示すはずなので、その内部に欠陥ディスクが収容されているデータ記憶システムまたはディスクを排除する前に、熱検出器とＨＲＦ／ＲＳＭ検出器の同時起動を行わなければならない。
【００９２】
したがって、ヘッド／ディスク間隔の変化に応答するＭＲエレメントの加熱および冷却を使用すると、ディスクを排除する十分な原因になるはずのディスク２４に対する機械的損傷と、ディスクを排除する十分な原因にはならないはずのピットや磁気空隙などの他の致命的ではないディスク欠陥とを検出し、それらを区別することができる。このようなディスク表面欠陥分析は、現場でまたは出荷前に完全に動作可能なデータ記憶システム内で実行することができる。さらに、この分析は、データ記憶システムについて予測障害分析を実行するために、データ記憶システムの現場での耐用年数中に、所定の回数、現場で実行することができる。あるいは、欠陥のあるディスク・ブランクをさらに処理することを回避するために、磁気コーティングのないディスク・ブランクについてディスク表面欠陥分析を実行することもできる。
【００９３】
ディスク欠陥を分類する方法は、ＭＲヘッドから抽出した熱信号の負のピークと正のピークを使用して式で表すことができる。欠陥分類方法の一実施例は、ディスクのくぼみ（たとえば、ピット）の場合、ヘッド／ディスク間隔の増加のためにＭＲエレメントが加熱すると熱信号の振幅が増加するという判断から得られる。このクラスのディスク欠陥では、めったに冷却が発生しないので、ＭＲヘッドによって負の極性の熱信号が発生することになるはずである。
【００９４】
接近ヘッド／ディスク接触の条件の場合、ＭＲエレメントは冷える。ＭＲエレメントの冷却の結果、負の熱電圧信号ＶTHが発生する。機械的損傷の有無についてディスクをテストするための基準は次式で示される。
（Ｖ＋）＋｜Ｖ−｜＞Ｔ                                       ［８］
式中、Ｖ＋はＶTHの正のピークであり、Ｖ−はＶTHの負のピークであり、Ｔはこれを超えた場合にディスクの機械的損傷の存在を示す熱電圧しきい値である。
【００９５】
式［８］のテスト基準を使用すると、既存のまたは切迫した機械的ディスク損傷の存在を正確に特定することができると発明者らは判断している。ディスクの機械的損傷の存在を判定する場合、式［８］の応用は妥当である。というのは、このような損傷は、ヘッドを変位させるようなディスク欠陥によって発生する加熱と、ディスク表面に近接しているためにＭＲエレメントによって発生する冷却の両方に関連するからである。めっきピットなど、上方へのディスク表面の突出に関連しないその他のディスク欠陥の場合、熱電圧信号は、懸念を保証するほど十分な大きさの負のピークを示さない。というのは、十分な量のＭＲエレメントの冷却が一切発生していないからである。さらに、磁気空隙など、磁気信号に大幅に影響するディスク欠陥は、適当な熱応答の発生に至らない。破滅的ではない磁気空隙を示す疑わしいディスクを排除し廃棄することは、これまでは磁気データ記憶ディスクのメーカによる一般的なやり方であった。というのは、従来のスクリーニング手順では、磁気空隙またはその他に関連するディスクの機械的損傷の有無を確実に検証することができないからである。
【００９６】
一般に、スクリーニングの合格基準と不合格基準とを区別するために曲線を使用することができる。このようなスクリーニング曲線の一例は、次式で示される。
Ｖ-n＋Ｃ1Ｖ+m＝Ｃ2                                           ［９］
式中、Ｖ-は最小熱電圧であり、Ｖ+は最大熱電圧であり、ｎ、ｍ、Ｃ1、Ｃ2は定数である。たとえば、ｎ＝ｍ＝２であり、Ｃ1＝１である場合、合格不合格曲線は、半径が
【数７】
0003723651.tif 000008
に相当する円の一部分になる。
【００９７】
特定のタイプの表面欠陥の識別は、ディスク表面欠陥検出回路を使用することによって確立することができる。図３１に示す実施例では、アナログ回路を使用して欠陥識別回路９１が実現されているが、欠陥識別回路９１はディジタル回路として実現するかまたはディジタル信号処理によって実現できることに留意されたい。欠陥検出識別回路９１は、たとえば、次式で示すように、負の熱冷却ピークＶTH（ｃｏｏｌ）と熱によるでこぼこの「加熱」スパイクの正のピークＶTH（ｗａｒｍ）との全熱電圧信号差ΔＶTH（ＴＡ）を測定することによって熱によるでこぼこ（ＴＡ）を検出する。
ΔＶTH（ＴＡ）＝ＶTH（ｗａｒｍ）−ＶTH（ｃｏｏｌ）         ［１０］
【００９８】
熱電圧信号ＶTHは、信号分離／復元モジュール７６によって読戻し信号から抽出され、正のピーク保持回路７１と負のピーク保持回路７３に通信される。正のピーク保持回路７１は熱信号ＶTH（ｗａｒｍ）の正のピーク電圧を緩衝し、負のピーク保持回路７３は熱信号ＶTH（ｃｏｏｌ）の負のピーク電圧を緩衝する。比較器構成に演算増幅器を使用して実現したピット検出器７５は、適切な入力しきい電圧Ｔ(PIT)と正のピーク電圧ＶTH（ｗａｒｍ）とを比較することによって表面ピットを検出するように較正されている。
【００９９】
こぶ検出器７９は、同様に実現され、適切な入力しきい電圧Ｔ(BUMP)と負のピーク電圧ＶTH（ｃｏｏｌ）とを比較することによって表面のこぶを検出するように較正されている。また、熱によるでこぼこ検出器７７も同様に実現され、適切な入力しきい電圧Ｔ(TA)と加算回路８１によって生成された熱差信号（ＶTH（ｗａｒｍ）−ＶTH（ｃｏｏｌ））とを比較することによって熱によるでこぼこを検出するように較正されている。正のピーク保持回路７１と負のピーク保持回路７３を使用しない実施例では、欠陥識別のために事前設定のしきい値に対して熱応答電圧ＶTHの最大正ピーク値と最小負ピーク値を連続監視してもよい。
【０１００】
３つの比較器７５、７７、７９の論理レベルは、以下の表２に示すように合格／不合格判断表と関連して使用する３ビット・ワード｛ＴＡ、ＢＵＭＰ、ＰＩＴ｝を形成するように構成することができる。前述のように、ディスク障害がある場合には、ディスクに磁気トラックを書き込み、ＨＲＦまたはＲＳＭあるいはその両方の検証テストを実行することによって、後で検証手順を実行することができる。
【０１０１】
【表２】
比較器論理レベル          合格／不合格基準
ＴＡ  ＢＵＭＰ  ＰＩＴ
０      ０      ０      合格
０      ０      １      合格
０      １      ０      不合格（こぶ）
０      １      １      不合格（打こん）
１      ０      ０      不合格（ＴＡ）
１      ０      １      不合格（ＴＡ）
１      １      ０      不合格（大きいこぶ）
１      １      １      不合格（ＴＡを伴うこぶ）
【０１０２】
図３２を参照すると、同図には、読戻し信号の熱信号成分を使用するエラー回復ルーチンを実行するための様々なステップが示されている。図３２に流れ図形式で示したエラー回復ルーチンは、一般に、重大なエラー条件によるデータ回復のためには適当なものであり、通常は標準のエラー回復ルーチンをいくつか実行した後に行われる。ステップ５３０では、情報の紛失または読取り不能情報を含む欠陥セクタが識別される。ステップ５３２では、欠陥セクタまたはディスク域について読戻し信号がサンプリングされる。サンプリングした読戻し信号がステップ５３４で格納される。欠陥セクタに対応する格納読戻し信号は、ＲＳ(DEFECT)＝Ｍ(DEFECT)＋Ｔ(DEFECT)として示される。ただし、ＲＳ(DEFECT)は欠陥セクタから得られた全読戻し信号を表し、Ｍ(DEFECT)は欠陥セクタから得られた読戻し信号の磁気信号成分を表し、Ｔ(DEFECT)は欠陥セクタから得られた読戻し信号ＲＳ(DEFECT)の熱信号成分を表す。
【０１０３】
ステップ５３６では、ディスク表面域の欠陥セクタが消去される。欠陥ディスク表面位置の消去が完了後、ステップ５３８に示すように消去した欠陥セクタについて読戻し信号がサンプリングされる。消去した欠陥セクタからの読戻し信号サンプルは、ＲＳ(ERASE)＝Ｔ(ERASE)として表される。ただし、ＲＳ(ERASE)は消去した欠陥セクタからサンプリングした全読戻し信号を表し、Ｔ(ERASE)は消去した欠陥セクタから得られた読戻し信号ＲＳ(ERASE)の熱信号成分を表す。ただし、消去プロセスでは欠陥セクタから磁気信号成分のほぼすべてを除去してしまうので、読戻し信号ＲＳ(ERASE)の磁気信号成分が含まれないことに留意されたい。
【０１０４】
しかし、ディスク表面上の微細亀裂は、消去手順にもかかわらず、少量の磁束を維持できることに留意されたい。このため、ステップ５４０に示すように、消去した欠陥セクタから得た読戻し信号から熱信号Ｔ(ERASE)を抽出し格納することが望ましい場合がある。ただし、Ｔ(DEFECT)は、図６および図７に関連して前述した熱信号波形によって検証されるようにＴ(ERASE)とほぼ同等であることに留意されたい。ステップ５４２では、ステップ５３８で消去した欠陥セクタについて得られた読戻し信号がステップ５３２で欠陥セクタから得た読戻し信号から減算される。ステップ５４２に示すように、この減算により、欠陥セクタの回復磁気信号成分Ｍ(RECOVERED)が得られる。次に回復磁気信号Ｍ(RECOVERED)はメモリまたはデータ記憶ディスク上の他の場所に格納される。最後のステップ５４６では、回復磁気信号Ｍ(RECOVERED)がメモリから通常のデータ記録チャネルを通過し、そこで情報が２進ワードに復号される。
【０１０５】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【０１０６】
（１）磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを使用して記憶媒体から得た信号を処理するための方法において、
ＭＲエレメントを使用して記憶媒体から信号を読み取るステップと、
ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が低下するように信号を修正するステップと、
記憶媒体から読み取られた信号の熱成分をほぼ表す復元熱信号を生成するように、修正信号を改変するステップとを含むことを特徴とする方法。
（２）前記記憶媒体から読み取られた信号の熱成分が第１の範囲の周波数に関連し、
前記修正ステップが、第１の範囲の周波数より上の前記信号の内容を通過させ、前記信号の熱成分を低下させるように、前記信号を高域通過フィルタリングするステップを含み、
改変ステップが、復元熱信号を生成するように、修正信号をフィルタリングするステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（３）修正信号をフィルタリングするステップが、高域通過フィルタリング・ステップに関連する応答とはほぼ逆の応答を有する逆フィルタ中を修正信号を通過させるステップを含むことを特徴とする、上記（２）に記載の方法。
（４）前記修正ステップが、熱成分以外の前記信号の成分を通過させ、前記信号の熱成分を低下させるように、高域通過フィルタリング挙動を有する回路中を前記信号を通過させるステップを含み、
前記改変ステップが、その回路の高域通過フィルタリング挙動に関連する応答とはほぼ逆の応答を有する逆フィルタ中を修正信号を通過させるステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（５）前記記憶媒体から読み取られた前記信号が、磁気成分と熱成分とを含み、前記修正ステップが、前記信号の磁気成分を通過させ、前記信号の熱成分を低下させるように、前記信号をフィルタリングするステップを含み、
前記改変ステップが、前記復元熱信号を生成するように、修正信号をフィルタリングするステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（６）前記改変ステップが、前記復元熱信号を生成するように、有限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ中を修正信号を通過させるステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（７）前記記憶媒体から読み取られた前記信号が、第１の範囲の周波数に関連する磁気成分を含み、
前記修正ステップが、前記記憶媒体から読み取られた前記信号のうち、第１の範囲の周波数に関連する内容を通過させるステップを含み、
前記改変ステップが、修正信号のうち、第１の範囲の周波数より下の内容を通過させるステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（８）前記修正ステップが、前記記憶媒体から読み取られた前記信号のうち、約５００キロヘルツより上の内容を通過させるステップを含み、
前記改変ステップが、修正信号のうち、約５００キロヘルツより上の内容を排除するステップを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（９）前記復元熱信号が、前記ＭＲエレメントと前記記憶媒体との間の間隔を表すことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１０）前記復元熱信号が、前記ＭＲエレメントと前記記憶媒体との間の間隔の変動に応答して比例変動することを特徴とする、上記（９）に記載の方法。
（１１）前記復元熱信号が、前記記憶媒体の表面輪郭を表すことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１２）前記記憶媒体から読み取られた前記信号がサーボ情報を含み、前記復元熱信号がサーボ情報を表すことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１３）前記記憶媒体から読み取られた前記信号が、サーボ情報を表す磁気成分を含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１４）前記信号から磁気成分を抽出するステップをさらに含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１５）前記記憶媒体から読み取られた前記信号が熱成分と磁気成分とを含み、前記方法が、
前記信号から前記復元熱信号を減算することにより、前記信号から磁気成分を抽出するステップをさらに含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（１６）情報記憶媒体を含む情報記憶装置用の信号分離装置において、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを含む変換器と、
その変換器に結合され、ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が低下するようにＭＲエレメントを使用して記憶媒体から読み取られた信号を修正するための回路と、
その回路に結合され、その回路から受け取った修正信号を使用して、記憶媒体から読み取られた信号の熱成分をほぼ表す復元熱信号を生成するためのフィルタとを含むことを特徴とする装置。
（１７）前記フィルタが、前記回路のフィルタリング応答とはほぼ逆の応答を有することを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（１８）前記フィルタが、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを含むことを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（１９）ＩＩＲフィルタが、前記回路のフィルタリング応答とはほぼ逆の応答を有するようにプログラミングされることを特徴とする、上記（１８）に記載の装置。
（２０）前記記憶媒体から読み取られた前記信号の熱成分が、第１の範囲の周波数に関連し、
前記回路が、前記信号のうち、第１の範囲の周波数より上の内容を通過させ、前記信号の熱成分を低下させ、
前記フィルタが、復元熱信号を生成するために、前記修正信号のうち、第１の範囲の周波数に関連する内容を通過させることを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（２１）前記回路が、前記記憶媒体から読み取られた前記信号のうち、約５００キロヘルツより上の内容を通過させ、
前記フィルタが、前記回路から受け取った前記修正信号のうち、約５００キロヘルツより上の内容を排除することを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（２２）前記記憶媒体から読み取られた前記信号が、第１の範囲の周波数に関連する磁気信号成分を含み、
前記回路が、前記記憶媒体から読み取られた前記信号のうち、第１の範囲の周波数に関連する内容を通過させ、前記信号の熱成分を低下させ、
前記フィルタが、前記回路から受け取った前記修正信号のうち、第１の範囲の周波数より下の内容を通過させることを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（２３）前記回路に結合された、前記記憶媒体から読み取られた前記信号の磁気信号成分を通過させるための磁気信号フィルタを含むことを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（２４）前記回路と前記フィルタに結合され、前記フィルタからの復元熱信号と、前記回路からの複合信号とを受け取る信号加算装置であって、複合信号が前記ＭＲエレメントを使用して前記記憶媒体から読み取られ、熱成分と磁気成分とを含む信号加算装置を含み、
信号加算装置が、復元磁気信号を生成するように複合信号から復元熱信号を減算することにより、複合信号の熱成分をほとんど除去することを特徴とする、上記（１６）に記載の装置。
（２５）前記復元熱信号が前記フィルタの出力側で得られ、前記復元磁気信号が前記信号加算装置の出力側で得られることを特徴とする、上記（２４）に記載の装置。
（２６）情報記憶装置において、
磁気抵抗（ＭＲ）エレメントを含む変換器と、
記憶媒体と、
変換器と記憶媒体の少なくとも一方を移動させて、変換器と媒体との相対運動を行う手段と、
変換器に結合され、ＭＲエレメントの熱応答を表す信号の熱成分が低下するようにＭＲエレメントを使用して記憶媒体から読み取られた信号を修正するための回路と、
その回路に結合され、その回路から受け取った修正信号を使用して、記憶媒体から読み取られた信号の熱成分をほぼ表す復元熱信号を生成するためのフィルタとを含むことを特徴とする装置。
（２７）前記フィルタが、前記回路のフィルタリング応答とはほぼ逆の応答を有することを特徴とする、上記（２６）に記載の装置。
（２８）前記フィルタが、前記回路のフィルタリング応答とはほぼ逆の応答を有するようにプログラミングされた無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを含むことを特徴とする、上記（２６）に記載の装置。
（２９）前記記憶媒体から読み取られた前記信号の熱成分が、第１の範囲の周波数に関連し、
前記回路が、前記信号のうち、第１の範囲の周波数より上の内容を通過させ、前記信号の熱成分を低下させ、
前記フィルタが、復元熱信号を生成するために、前記修正信号のうち、第１の範囲の周波数に関連する内容を通過させることを特徴とする、上記（２６）に記載の装置。
（３０）前記回路と前記フィルタに結合され、前記フィルタからの復元熱信号と、前記回路からの複合信号とを受け取る信号加算装置であって、複合信号が前記ＭＲエレメントを使用して前記記憶媒体から読み取られ、熱成分と磁気成分とを含む信号加算装置を含み、
信号加算装置が、復元磁気信号を生成するように複合信号から復元熱信号を減算することにより、複合信号の熱成分をほとんど除去し、
前記復元熱信号が前記フィルタの出力側で得られ、前記復元磁気信号が前記信号加算装置の出力側で得られることを特徴とする、上記（２６）に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＲヘッドで誘導された読戻し信号から熱信号および磁気信号を抽出するための装置のブロック図である。
【図２】その上部ハウジング・カバーが除去されたデータ記憶システムの平面図である。
【図３】読戻し信号の熱信号成分を獲得し使用するための方法を示す流れ図である。
【図４】ひずんだＤ．Ｃ．基線を示しているＭＲヘッドで誘導された読戻し信号を示す図である。
【図５】信号分離／変調モジュールによって処理した後の復元したＤ．Ｃ．基線を示している図４の読戻し信号を示す図である。
【図６】特定のトラック位置のＭＲエレメントで誘導された読戻し信号から抽出された熱信号を示す図である。
【図７】磁気情報のＡＣ消去後に同じトラック位置から得られる読戻し信号を示す図である。
【図８】様々な表面欠陥および特徴とこのような欠陥および特徴に対するＭＲエレメントの熱応答および磁気間隔応答とを示しているデータ記憶ディスクを示す拡大側面図である。
【図９】ヘッド／ディスク接触事象を示している読戻し信号を示す図である。
【図１０】ＭＲエレメントで誘導された読戻し信号から熱信号と磁気信号を抽出し、磁気信号のＤ．Ｃ．基線を復元するための信号分離／変調モジュールのブロック図である。
【図１１】磁気読戻し信号のＤ．Ｃ．基線を復元するための信号分離／変調モジュールのブロック図である。
【図１２】信号分離／変調モジュールに読戻し信号を選択的に通信するためのシステムのブロック図である。
【図１３】信号分離／復元モジュールで使用する有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタの絶対値応答を示す図である。
【図１４】信号分離／復元モジュールで使用する有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタの位相応答を示す図である。
【図１５】ＭＲヘッドで誘導された読戻し信号を示す図である。
【図１６】読戻し信号の復元磁気信号成分を示す図である。
【図１７】読戻し信号の未復元磁気信号成分を示す図である。
【図１８】信号分離／復元モジュールで使用するウィンドウ式ＦＩＲフィルタの絶対値応答を示す図である。
【図１９】信号分離／復元モジュールで使用するウィンドウ式ＦＩＲフィルタの位相応答を示す図である。
【図２０】典型的なＡＥモジュールの高域通過フィルタ挙動の絶対値応答を示す図である。
【図２１】典型的なＡＥモジュールの高域通過フィルタ挙動の位相応答を示す図である。
【図２２】典型的なＡＥモジュールとＡＥモジュールの有効高域通過フィルタのそれとは逆の伝達関数を有する逆フィルタとの高域通過フィルタ挙動の絶対値応答の比較を示す図である。
【図２３】典型的なＡＥモジュールとＡＥモジュールの有効高域通過フィルタのそれとは逆の伝達関数を有する逆フィルタとの高域通過フィルタ挙動の位相応答の比較を示す図である。
【図２４】図２３および図２４の逆フィルタを表す信号流れ図である。
【図２５】信号分離／復元モジュール内の処理点に発生したディスク表面ピットによる波形を示す図である。
【図２６】信号分離／復元モジュール内の処理点に発生したディスク表面ピットによる波形を示す図である。
【図２７】信号分離／復元モジュール内の処理点に発生したディスク表面ピットによる波形を示す図である。
【図２８】ディスク表面の欠陥の検出に関連する磁気間隔信号と熱ヘッド／ディスク間隔信号との密接な対応を示す図である。
【図２９】無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを使用する信号分離／復元モジュールの他の実施例のブロック図である。
【図３０】ヘッド／ディスク接触事象に関連する磁気間隔信号と熱間隔信号を示す図である。
【図３１】欠陥分類回路のブロック図である。
【図３２】読戻し信号の熱信号を使用するエラー回復プロセスの流れ図である。
【符号の説明】
２４  データ記憶ディスク
６０  読戻し信号
６１ａ  磁気信号成分
６３  熱信号
７０  装置
７２  磁気抵抗（ＭＲ）エレメント
７４  ＡＥモジュール
７６  信号分離／復元モジュール
７８  磁気信号
８０  熱信号
【図１】
0003723651.tif 000009
【図２】
0003723651.tif 000010
【図３】
0003723651.tif 000011
【図４】
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【図５】
0003723651.tif 000013
【図６】
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【図７】
0003723651.tif 000015
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003723651.tif 000025
【図１８】
0003723651.tif 000026
【図１９】
0003723651.tif 000027
【図２０】
0003723651.tif 000028
【図２１】
0003723651.tif 000029
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0003723651.tif 000033
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0003723651.tif 000036
【図２９】
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【図３０】
0003723651.tif 000038
【図３１】
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【図３２】
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