(57)【要約】【課題】インスタビリティにより磁気ヘッドの状態が変化した場合にも、磁気ヘッドの位置決め制御を正確に行うことを可能とする。【解決手段】磁気ヘッド１０３の読み取り信号からデータを取得するためのリード・ライト・チャネル１０８は、磁気ディスク１０１に記録されたバースト信号を磁気ヘッド１０３にて読み取って得られた再生信号に関する情報をＭＰＵ１０９にフィードバックする。ＭＰＵ１０９は、リード・ライト・チャネル１０８から取得した情報に基づいて、磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が生じていることを検出した場合に、検出された状態変化に応じて、位置決め制御機能においてＰＥＳゲインのキャリブレーションや線形化する補正といった処理に用いるパラメータを更新する。【選択図】        図１
2004178662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録装置における磁気ヘッドの位置決め制御機構において、
前記磁気ヘッドに状態変化が生じているかどうかを判断する状態変化検出手段と、
前記状態変化検出手段にて前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていると判断された場合に、前記磁気ヘッドにて磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号に対する調整を行う位置誤差信号調整手段と、
前記位置誤差信号調整手段の処理により得られたパラメータを用いて前記磁気ヘッドの位置決め制御を行う制御実行手段と
を備えることを特徴とする磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項２】
前記状態変化検出手段、前記位置誤差信号調整手段及び前記制御実行手段は、前記磁気記録装置の動作を制御するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の機能として実現されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項３】
前記状態変化検出手段は、前記磁気記録装置に搭載されたチャネル回路を構成する可変ゲイン・アンプの利得と、前記磁気記録媒体から読み取られた再生信号の振幅の対称性を示す情報とを、各々の初期値と比較し、比較結果に応じて前記磁気ヘッドにインスタビリティによる磁気特性の状態変化が生じているかどうかを判断することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項４】
前記位置誤差信号調整手段は、前記磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号のゲインを、当該磁気ヘッドの移動に応じて連続的に変化するように調整すること特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項５】
前記位置誤差信号調整手段は、前記磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体のトラック上の複数地点から読み取られた再生信号を処理して得られる複数の位置誤差信号のゲインと当該磁気ヘッドの位置との関係が線形となるように当該ゲインを補正することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項６】
前記状態変化検出手段にて前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていると判断された場合に、当該磁気ヘッドの磁気的中心（ＭＣＳ）を検出するＭＣＳ検出手段をさらに備え、
前記制御実行手段は、前記ＭＣＳ検出手段によって得られた前記状態変化が生じた後の当該磁気ヘッドの磁気的中心を考慮して当該磁気ヘッドの位置決め制御を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項７】
前記ＭＣＳ検出部は、前記磁気ディスクの所定のトラックに記録された所定のパターンを、前記磁気ヘッドをオフトラックさせながら読み取り、再生信号の振幅が最も大きいときの当該磁気ヘッドの位置に基づいて前記状態変化が生じた後の当該磁気ヘッドの磁気的中心を検出することを特徴とする請求項６に記載の磁気ヘッドの位置決め制御機構。
【請求項８】
磁気記録媒体に対して磁気的にデータの読み書きを行う磁気記憶装置において、
アクチュエータに設けられ、前記磁気記録媒体に記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
前記アクチュエータを動作させて前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の所望のトラックに位置させるボイス・コイル・モータと、
前記ボイス・コイル・モータを制御して前記磁気ヘッドの位置決めを行う位置決め制御機能を有するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、
前記磁気記録媒体に記録されたバースト信号を前記磁気ヘッドにて読み取って得られた再生信号に関する情報を前記ＭＰＵにフィードバックするチャネル回路とを備え、
前記ＭＰＵは、前記チャネル回路から取得した情報に基づいて、前記磁気ヘッドに状態変化が生じていることを検出した場合に、当該状態変化に応じて、前記位置決め制御機能において用いるパラメータを更新することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項９】
前記チャネル回路は、当該チャネル回路を構成する可変ゲイン・アンプの利得と、前記バースト信号の再生信号の振幅の対称性を示す情報とを、前記再生信号に関する情報として前記ＭＰＵにフィードバックすることを特徴とする請求項８に記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記ＭＰＵは、前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていることを検出した場合に、当該磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号のゲインを、当該磁気ヘッドの移動に応じて連続的に変化するように調整するためのパラメータを更新すること特徴とする請求項８に記載の磁気記憶装置。
【請求項１１】
前記ＭＰＵは、前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていることを検出した場合に、当該磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体のトラック上の複数地点から読み取られた再生信号を処理して得られる複数の位置誤差信号のゲインと当該磁気ヘッドの位置との関係が線形となるように当該ゲインを補正するためのパラメータを更新することを特徴とする請求項８に記載の磁気記憶装置。
【請求項１２】
前記ＭＰＵは、前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていることを検出した場合に、当該磁気ヘッドの磁気的中心を検出し、前記パラメータの更新に反映させることを特徴とする請求項８に記載の磁気記憶装置。
【請求項１３】
磁気記録媒体に対してデータの読み書きを行う磁気ヘッドを当該磁気記録媒体のトラック上に位置決めするための磁気ヘッドの位置決め制御方法であって、
前記磁気ヘッドの磁気特性に応じて当該磁気ヘッドの位置決め制御に用いるパラメータを設定するステップと、
前記磁気ヘッドに状態変化が生じているかどうかを判断するステップと、
前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていると判断された場合に、当該状態変化に応じて、前記パラメータを更新するステップと
を含むことを特徴とする磁気ヘッドの位置決め制御方法。
【請求項１４】
前記パラメータを更新するステップでは、前記磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号のゲインを、当該磁気ヘッドの移動に応じて連続的に変化するように調整するためのパラメータを更新することを特徴とする請求項１３に記載の磁気ヘッドの位置決め制御方法。
【請求項１５】
前記パラメータを更新するステップでは、前記磁気ヘッドにて前記磁気記録媒体のトラック上の複数地点から読み取られた再生信号を処理して得られる複数の位置誤差信号のゲインと当該磁気ヘッドの位置との関係が線形となるように当該ゲインを補正するためのパラメータを更新することを特徴とする請求項１３に記載の磁気ヘッドの位置決め制御方法。
【請求項１６】
前記磁気ヘッドに前記状態変化が生じていることが検出された場合に、当該磁気ヘッドの磁気的中心を検出するステップをさらに備え、
前記パラメータを更新するステップでは、検出された前記状態変化が生じた後の当該磁気ヘッドの磁気的中心を考慮して前記パラメータの更新を行うことを特徴とする請求項１３に記載の磁気ヘッドの位置決め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記憶装置における磁気ヘッドの位置決め制御に関し、特に位置決め制御に用いられる位置誤差信号（ＰＥＳ）の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドが記録媒体の記録面を走査してデータの読み書きを行うデータ記憶装置では、データの記録密度を高める手段として、一般に、当該記録媒体に書き込まれたサーボパターンをヘッドで読み取ることによりヘッドの位置決めを行うサーボ制御（以下、位置決め制御）が行われる。位置決め制御では、ヘッドが記録媒体のサーボパターンを読み取って取得されるサーボ信号に基づいて位置誤差信号（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｓｉｇｎａｌ：以下、ＰＥＳと略記する）を生成し、このＰＥＳに基づいてヘッド位置を認識する。
【０００３】
今日、記録媒体に磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置が、コンピュータの外部記憶装置として広く用いられており、また動画データや音声データのレコーダとしても磁気ディスク装置が普及しつつある。この磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置においても、磁気記録媒体に記録されたサーボパターンを磁気ヘッドにて読み取ることによりＰＥＳを得、このＰＥＳに基づいて磁気ヘッドの位置を認識し、位置決め制御を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、ＰＥＳの特性はヘッドごと、すなわち当該ヘッドを搭載したデータ記憶装置の製品ごとに固有であるため、当該データ記憶装置の製造工程等において、ＰＥＳからヘッド位置を正確に把握できるように、制御系を個別に調整することが必要である。
ＰＥＳゲインから磁気ヘッドの位置や移動量を正確に認識するためには、ＰＥＳゲインの変化と磁気ヘッドの移動量とが比例関係にあることが望ましい。しかし、現実に得られるＰＥＳゲインの変化と磁気ヘッドの移動量との関係は、磁気ヘッドの特性や誤差のために、不連続であったり、非線形性を有していたりする。そこで、磁気ヘッドの感度（ヘッドゲイン）や、ＰＥＳゲインの変化と磁気ヘッドの移動量との関係における非線形性を補正することにより、ＰＥＳゲインの変化と磁気ヘッドの移動量とが比例関係を持つように調整する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１２４１３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、記録媒体に記録されたサーボパターンを用いた位置決め制御では、初期的にヘッドの特性に合わせて制御系を調整することが不可欠である。
しかしながら、磁気記録におけるデータ読み出しに、今日一般的に用いられているＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：磁気抵抗効果）ヘッドには、インスタビリティ（ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）と呼ばれる磁気ヘッドの状態が変化する現象がある。このインスタビリティが発生すると、磁気ヘッドのオフトラックに対する感受率が変わるため、同じ状況でのＰＥＳゲインや、ＰＥＳゲインの変化と磁気ヘッドの移動量との関係における非線形性の様子も、初期調整の際におけるこれらの特性とは変わってしまう。したがって、初期的に調整されたままの制御系では、磁気ヘッドの位置決め制御を正確に行うことができなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、磁気記録装置において、磁気ヘッドの状態が変化した場合にも、磁気ヘッドの位置決め制御を正確に行うことができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成された磁気記憶装置として実現される。この磁気記憶装置は、アクチュエータに設けられ、磁気記録媒体に記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、このアクチュエータを動作させて磁気ヘッドを磁気記録媒体の所望のトラックに位置させるボイス・コイル・モータと、このボイス・コイル・モータを制御して磁気ヘッドの位置決めを行う位置決め制御機能を有するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、磁気記録媒体に記録されたバースト信号を磁気ヘッドにて読み取って得られた再生信号に関する情報をＭＰＵにフィードバックするチャネル回路とを備える。そして、このＭＰＵは、チャネル回路から取得した情報に基づいて、磁気ヘッドに状態変化が生じていることを検出した場合に、検出された状態変化に応じて、位置決め制御機能において用いるパラメータを更新することを特徴とする。
【０００９】
このＭＰＵにて実現される位置決め制御機能は、好ましくは、次のように構成される。すなわち、磁気ヘッドに状態変化が生じているかどうかを判断する状態変化検出手段と、この状態変化検出手段にて磁気ヘッドに状態変化が生じていると判断された場合に、磁気ヘッドにて磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号に対する調整を行う位置誤差信号調整手段と、この位置誤差信号調整手段の処理により得られたパラメータを用いて磁気ヘッドの位置決め制御を行う制御実行手段とを備える。
【００１０】
より詳しくは、位置誤差信号調整手段は、磁気ヘッドにて磁気記録媒体から読み取られた再生信号を処理して得られる位置誤差信号のゲインを、この磁気ヘッドの移動に応じて連続的に変化するように調整するＰＥＳゲイン・キャリブレーション調整と、磁気記録媒体のトラック上の複数地点から読み取られたかかる再生信号を処理して得られる複数の位置誤差信号のゲインとこの磁気ヘッドの位置との関係が線形となるようにゲインを補正する線形補正とを行う。
また、状態変化検出手段は、チャネル回路を構成する可変ゲイン・アンプの利得と、磁気記録媒体から読み取られた再生信号の振幅の対称性を示す情報とを、各々の初期値と比較し、比較結果に応じて磁気ヘッドにインスタビリティによる磁気特性の状態変化が生じているかどうかを判断する。
【００１１】
さらにまた、このＭＰＵの機能として、状態変化検出手段にて磁気ヘッドに状態変化が生じていると判断された場合に、この磁気ヘッドの磁気的中心（ＭＣＳ）を検出するＭＣＳ検出手段をさらに備える構成とすることができる。このＭＣＳ検出部は、より詳細には、磁気ディスクの所定のトラックに記録された所定のパターンを、磁気ヘッドをオフトラックさせながら読み取り、再生信号の振幅が最も大きいときの磁気ヘッドの位置に基づいて状態変化が生じた後の磁気ヘッドの磁気的中心を検出する。そして、制御実行手段は、ＭＣＳ検出手段によって得られた、状態変化が生じた後の磁気ヘッドの磁気的中心を考慮して磁気ヘッドの位置決め制御を行う。
【００１２】
また、上記の目的を達成する他の本発明は、磁気記録媒体に対してデータの読み書きを行う磁気ヘッドを当該磁気記録媒体のトラック上に位置決めするための、次のような磁気ヘッドの位置決め制御方法としても実現される。すなわち、この磁気ヘッドの位置決め方法は、磁気ヘッドの磁気特性に応じて位置決め制御に用いるパラメータを設定するステップと、磁気ヘッドに状態変化が生じているかどうかを判断するステップと、磁気ヘッドに状態変化が生じていると判断された場合に、かかる状態変化に応じて、パラメータを更新するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。本実施の形態では、磁気記録媒体として磁気ディスクを用いるハードディスク装置を例にして説明する。
図１は、ハードディスク装置１００の主要部の構成を示すブロック図である。ハードディスク装置１００は、スピンドルモータ１０２によって回転駆動される磁気ディスク１０１上を磁気ヘッド１０３がシークしかつ所定のトラック（位置）に留まって磁気ディスク１０１に対してデータを書き込み、または磁気ディスク１０１に書き込まれたデータを読み出すデータ記憶再生装置である。磁気ディスク１０１は、データを磁気情報として記録する記録媒体であり、必要に応じて単数または複数搭載されるが、図１においては、単数の例を示している。
【００１４】
磁気ディスク１０１は、ハードディスク装置１００が動作しているとき、スピンドルモータ１０２のスピンドル軸を中心にして回転駆動され、ハードディスク装置１００が非動作のとき、回転停止（静止）する。磁気ヘッド１０３は、アクチュエータ１０４の先端部に磁気ディスク１０１の表裏面に対応して２つ保持されており、磁気ディスク１０１に対してデータの書き込み及び読み出しを実行する。磁気ヘッド１０３としては、データ記録用のインダクティブヘッドとデータ再生用のＭＲヘッドとを搭載した複合型のヘッドが一般的に用いられる。
アクチュエータ１０４は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１０６及びボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ドライバ１０７を介してＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０９に制御されたボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１０５によって駆動される。
【００１５】
リード・ライト・チャネル（チャネル回路）１０８は、データの読み書き処理を実行する。つまり、データの書き込みでは、ＨＤＣ（ハードディスク・コントローラ）１１０を介してホスト・コンピュータから転送された書き込みデータを書き込み信号（電流）に変換して磁気ヘッド１０３に供給する。磁気ヘッド１０３は、この書き込み電流に基づいて磁気ディスク１０１に対してデータの書き込みを実行する。一方、データの読み出しでは、磁気ディスク１０１から読み取った読み取り信号（電流）をデジタル・データに変換して、ＨＤＣ１１０を介してホスト・コンピュータに出力する。
【００１６】
ＨＤＣ１１０は、ハードディスク装置１００のインターフェイスとしての機能を有している。その機能の１つとして、ホスト・コンピュータから転送された書き込みデータを受けると共にリード・ライト・チャネル１０８に転送する。また、リード・ライト・チャネル１０８から転送される読み出しデータをホスト・コンピュータに転送する。さらに、ホスト・コンピュータからの指示コマンド等を受けてＭＰＵ１０９に転送する。
ＭＰＵ１０９は、ハードディスク装置１００の制御を担う。
ＥＥＰＲＯＭ１１１は、ＭＰＵ１０９の動作を制御して各種の機能を実現させるためのプログラム（マイクロコード）や制御における処理で用いられるパラメータを格納する。
【００１７】
磁気ディスク１０１に記録されたサーボパターンを用いた磁気ヘッド１０３の位置決め制御機構は、リード・ライト・チャネル１０８と、ＭＰＵ１０９と、ＤＡＣ１０６及びＶＣＭドライバ１０７と、ＶＣＭ１０５と、磁気ヘッド１０３自身とで構成されるサーボループである。
ＭＰＵ１０９は、磁気ヘッド１０３の読み取り信号から得られた磁気ヘッド位置情報と目的位置情報との差分をパワーアンプであるＶＣＭドライバ１０７に返す。これによって、ＶＣＭ１０５が制御され、磁気ヘッド１０３が適切な位置に調整されることとなる。なお、かかる位置制御機能を含むＭＰＵ１０９の各種の機能は、ハードディスク装置１００に搭載されてＭＰＵ１０９からアクセス可能なＥＥＰＲＯＭ１１１に格納されたプログラムやパラメータによって実現される。
【００１８】
なお、実際の位置決め制御機構では、磁気ディスク１０１に記録されたサーボパターン（詳細は後述）の書き込み精度のばらつきに対応するため、周期的な信号成分を取り出す同期成分検出機能や、取り出された周期的な信号成分を制御に反映させるフィードフォワードを行うための構成がさらに設けられる。ただし、これらはモータの振動等に対応するための副次的な機能であり、ここでは簡単のため説明を省略する。
【００１９】
次に、磁気ディスク１０１に記録されたサーボパターンを用いた磁気ヘッド１０３の位置決め方法について詳細に説明する。
サーボ制御のために磁気ディスク１０１に書き込まれるサーボパターンには、磁気ディスク１０１上のトラック及びセクタを特定するためのトラックデータ及びセクタデータと、トラックに対する磁気ヘッド１０３の相対位置情報を得るためのバースト信号とが含まれる。
図３は、サーボパターンとして磁気ディスク１０１に記録されるバースト信号を示す図である。
【００２０】
磁気ヘッド１０３がトラック上を通過すると、バーストＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順にバースト信号に対応する信号が再生される。図３に示したバーストＡ、Ｂによれば、バーストＡとバーストＢとから得られる再生信号の振幅が等しい場合に、磁気ヘッド１０３の中心（ＭＣＳ）はトラックの中心を通過していることとなる。図１に示したシステムでは、磁気ヘッド１０３にてバーストＡ〜Ｄを読み取り、リード・ライト・チャネル１０８において各読み取り信号のタイミングでピーク・ホールドして再生信号を得、かつＡ−Ｄ変換し、ＭＰＵ１０９にてこのＡ−Ｄ変換された再生信号（バースト値）からＰＥＳを得て磁気ヘッド１０３の位置を読み取る。
【００２１】
また、バーストＣはバーストＡと、バーストＤはバーストＢと、それぞれ９０°の位相差があり、磁気ヘッド１０３のトラック上の位置によってはバーストＣ、Ｄも用いて磁気ヘッド１０３の位置が認識される。さらに詳細に説明すれば、バーストＡ、Ｂのバースト値から得られるＰＥＳをＭＰＥＳ、バーストＣ、Ｄのバースト値から得られるＰＥＳをＳＰＥＳとして、トラックの中心付近ではＭＰＥＳが使用され、トラックの両側ではＳＰＥＳが使用される。具体的には、トラックの幅を２５６等分に分割して０から２５５まで番号を振り、磁気ヘッド１０３のＭＣＳがトラックの一方の端である０から６４まで及び１９２から他方の端である２５５までにある時はＳＰＥＳを使用して位置が認識され、その間の６４から１９２までの間にあるときはＭＰＥＳを使用して位置が認識される。
【００２２】
ＭＰＥＳ及びＳＰＥＳは、それぞれ次の数１式により計算される。
【数１】
2004178662.tif 000003
ただし、上式でＡはバーストＡのバースト値、ＢはバーストＢのバースト値、ＣはバーストＣのバースト値、ＤはバーストＤのバースト値、Ｈｅａｄ  Ｇａｉｎは磁気ヘッド１０３の利得である。
【００２３】
図４は、磁気ディスク１０１のトラックに対する磁気ヘッド１０３の位置とＰＥＳゲインとの関係を説明する図である。
図４では、磁気ヘッド１０３の位置を７カ所（［１］〜［７］）設定し、各位置に対応するＰＥＳゲインを各線上に記入している（中抜きの丸印）。位置［１］〜［７］のうち、位置［１］は、磁気ヘッド１０３の物理的中心（図４の磁気ヘッド１０３で黒く塗りつぶされた位置）が上述したトラックの２５６分割における０の位置にある。位置［２］は、磁気ヘッド１０３の一端（図示した磁気ヘッド１０３の右端）がトラックの２５６分割における１２４の位置（中心）にある。位置［３］は、磁気ヘッド１０３の他端（図示した磁気ヘッド１０３の左端）がトラックにおける２５６分割の０の位置にある。位置［４］は、磁気ヘッド１０３の物理的中心がトラックにおける２５６分割の１２４の位置にある。位置［５］は、磁気ヘッド１０３の一端（図示した磁気ヘッド１０３の右端）がトラックにおける２５６分割の２５５の位置にある。位置［６］は、磁気ヘッド１０３の他端（図示した磁気ヘッド１０３の左端）がトラックにおける２５６分割の１２８の位置にある。位置［７］は、磁気ヘッド１０３の物理的中心がトラックの２５６分割における２５５の位置にある。
【００２４】
磁気ヘッド１０３の位置の認識には、トラックの端（上述した２５６分割における０）付近である位置［１］、［２］では、バーストＣ、Ｄのバースト値によるＳＰＥＳが用いられる。同様に、トラックの幅の中央（上述した２５６分割における１２８）付近である位置［３］、［４］、［５］では、バーストＡ、Ｂのバースト値によるＭＰＥＳが用いられ、トラックの他端（上述した２５６分割における２５５）付近である位置［６］、［７］にある場合は、バーストＣ、Ｄのバースト値によるＳＰＥＳが用いられる。
【００２５】
ここで、磁気ヘッド１０３のＭＣＳが位置［１］、［２］にある場合のＰＥＳゲイン（ＰＥＳゲイン［１］、ＰＥＳゲイン［２］と表記する、以下同様）をつないだ直線を考える（図４では一点鎖線で表示）。同様に、ＰＥＳゲイン［３］、［４］、［５］をつないだ直線（図４では実線で表示）、及びＰＥＳゲイン［６］、［７］をつないだ直線（図４では一点鎖線で表示）を考える。また、磁気ヘッド１０３のＭＣＳがトラックの端（トラックの２５６分割における０及び２５５）にある場合のＰＥＳゲイン［１］、［７］とトラックの中央にある場合のＰＥＳゲイン［４］とをつないだ直線を考える（図４では破線で表示）。
以上のように想定された直線は、実線がＭＰＥＳのＰＥＳゲイン、一点鎖線がＳＰＥＳのＰＥＳゲインを表す。また、破線が理想的なＰＥＳゲインの特性を表す。
【００２６】
図４に示すように、ＭＰＥＳのＰＥＳゲインとＳＰＥＳのＰＥＳゲインとが連続していない（破線と一致していない）場合、ＰＥＳゲインから磁気ヘッド１０３の正確な位置を知ることができない。例えば、実際には磁気ヘッド１０３が移動しているのに、ＰＥＳゲインが変化しないというような事態が起こることとなる。なお、図４の例は、ＭＰＥＳのＰＥＳゲイン及びＳＰＥＳのＰＥＳゲインの傾きが理想的なＰＥＳゲインを示す破線よりも緩い場合であるが、両者の傾きが破線よりも急な場合もＰＥＳゲインが不連続となり、同様の問題があることは言うまでもない。
そこで、実際のハードディスク装置１００では、その製造工程等において、磁気ヘッド１０３の感度（ヘッドゲイン）を変更して、実際のバースト値から得られるＰＥＳゲインを調整することにより、図４に示した各ＰＥＳゲインの傾きを変え、破線の傾きに合わせることが行われる（ＰＥＳゲイン・キャリブレーション）。この調整により、バースト値を検出してＰＥＳゲインを得ることにより、磁気ヘッド１０３の移動が連続的に観察できることとなる。
【００２７】
また、図４には示されないが、ＭＰＥＳ及びＳＰＥＳを磁気ヘッド１０３の移動に応じて細かく取得していき、各点でのＰＥＳをつなぐと、実際には完全な線形とはならず、磁気ヘッド１０３の位置ごとに小さな誤差を含む。
そこで、実際のハードディスク装置１００では、複数箇所（図４に示したトラックの２５６分割で２０カ所程度）のバーストＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの実測値（バースト値）を取得して処理し、得られるＰＥＳゲインが線形となるように（自装置の伝達関数を測定してゼロクロスを求め、目標の値（線形となるＰＥＳゲイン）と一致するように）補正することが行われる。この補正により、ＰＥＳゲインの変化によって磁気ヘッド１０３の移動を滑らかに追従できることとなる。
【００２８】
上述した初期調整としてのＰＥＳゲインの傾きの調整及びＰＥＳゲインの線形化の補正によって得られた、キャリブレーションや実測値に対する処理におけるパラメータは、ＭＰＵ１０９からアクセス可能なＥＥＰＲＯＭ１１１に保存され、ハードディスク装置１００の動作時における磁気ヘッド１０３の位置決め制御において用いられる。
【００２９】
次に、磁気ヘッド１０３のインスタビリティについて説明する。
図５は、磁気ヘッド１０３のうちデータ再生用のＭＲヘッドにおけるインスタビリティによる磁気特性の状態変化を示す図である。
ＭＲヘッドでは、磁気ディスク１０１の磁性層（記録層）における磁化転移をＭＲ素子で検知することにより、当該磁気ディスク１０１に記録されている情報（信号）を読み取る。図５に示すように、正常なＭＲ素子では、磁化転移を検知するための軸方向（図中の矢印）が一定方向（図では長手方向）に揃っているが、状態変化したＭＲ素子では一部の軸方向が変化している。
【００３０】
図５に示すように状態変化したＭＲ素子では、状態変化を起こした場所と状態変化を起こしていない場所とで磁界に対する感度が変わるために、ＭＲ素子の全体にわたって均一に磁気ディスク１０１における磁化転移を検知することができない。例えば、図５に示すように、状態のＭＲヘッドの物理的な中心をトラックの中心に合わせてバーストＡ、Ｂを読み取った場合、ＭＲヘッドの物理的な中心はトラックの中心にあるにも関わらず、再生信号の振幅はバーストＡとバーストＢとで異なってしまう。また、インスタビリティによる状態変化を起こしたＭＲヘッドでは、ＭＲ素子の磁界に対する感度が変わるため、ＭＲヘッド全体における利得も変化する。
したがって、磁気ヘッド１０３がこのような状態変化を起こした場合、上述した初期調整としてのＰＥＳゲインの傾きの調整及びＰＥＳゲインの線形化の補正は、磁気ヘッド１０３の特性に適合しなくなり、位置決め制御機構が適切に機能しなくなる。そこで、本実施の形態による位置決め制御機構は、磁気ヘッド１０３がインスタビリティによる状態変化を起こした場合に、再度、ＰＥＳゲインに関する調整を行う。
【００３１】
図２は、本実施の形態による磁気ヘッド１０３の位置決め制御機構におけるＭＰＵ１０９の機能構成を示す図である。
図２に示すように、ＭＰＵ１０９は、磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が生じているか否かを判断する状態変化検出手段としてのインスタビリティ検出部１１と、ＰＥＳに対する調整を行う調整手段としてのＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２及び線形補正部１３と、磁気ヘッド１０３のＭＣＳを検出するＭＣＳ検出部１４とを備える。また、初期調整によって得られたパラメータまたはＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２、線形補正部１３及びＭＣＳ検出部１４の処理によって得られたパラメータを用いて磁気ヘッド１０３の位置決め制御を実行する制御実行部１５を備える。
これらの機能は、ハードディスク装置１００に搭載されたＥＥＰＲＯＭ１１１に格納されたプログラムにて実現される。なお、図２に示したＭＰＵ１０９の機能は、本実施の形態による位置決め機構及びその再調整のための構成要素であり、ＭＰＵ１０９は他の一般的な制御機能も備えることは言うまでもない。
【００３２】
インスタビリティ検出部１１は、所定のタイミングで磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が生じているか否かを判断する。具体的には、インスタビリティ検出部１１は、まずリード・ライト・チャネル１０８のＶＧＡ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：可変ゲイン・アンプ）の利得と、同じくリード・ライト・チャネル１０８で得られる磁気ヘッド１０３にて得られるバーストＡ、Ｂ（もしくはバーストＣ、Ｄ）の再生信号における振幅の対称性に関する情報とを取得する。ＶＧＡとは、磁気ディスク１０１に記録された磁気情報を磁気ヘッド１０３にて読み取って得られた読み取り信号を入力し、当該読み書き信号の振幅をリード・ライト・チャネル１０８内部のアナログ回路に使用されるレベルに正規化するアンプである。なお従来、リード・ライト・チャネル１０８では、磁気ディスク１０１に記録されたデータの再生信号における振幅の対称性のみを検出しているが、かかる処理をサーボパターンに含まれるバースト信号の再生信号に対しても適用できるのは自明である。
【００３３】
次に、インスタビリティ検出部１１は、取得したＶＧＡの利得及びバーストＡ、Ｂの再生信号における振幅の対称性に関する情報を、上述した初期調整の際に得られたこれらの情報の初期値と比較する。そして、取得値の初期値に対する差分が予め設定された閾値を超えたならば、磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が生じていると判断する。
【００３４】
ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２は、初期調整として行ったＭＰＥＳ及びＳＰＥＳのＰＥＳゲインの傾きを修正するＰＥＳゲイン・キャリブレーションを再施行する。すなわち、インスタビリティによって磁気ヘッド１０３の感度が変わったために、ＰＥＳゲインの傾きが初期調整の状態とは異なり、ＭＰＥＳのＰＥＳゲインとＳＰＥＳのＰＥＳゲインとが不連続となってしまう。そこで、ＰＥＳゲインの傾きを再度修正することにより、適切なＰＥＳゲインを得られるようにする。
この際、実際のバースト値から適切なＰＥＳゲインを得るためのパラメータが初期値（初期調整において得られたパラメータ）から変わることとなるため、ＥＥＰＲＯＭ１１１に保存されている当該パラメータを更新する。
【００３５】
線形補正部１３は、初期調整として行ったＭＰＥＳ及びＳＰＥＳのＰＥＳゲインを線形化する補正を再施行する。すなわち、インスタビリティによって磁気ヘッド１０３の感度が変わったために、初期調整による補正が適合せず、ＰＥＳゲインが非線形となってしまう。そこで、ＰＥＳゲインが線形となるように、再度補正する。
この際、補正のためにバースト値を処理する際のパラメータが初期値（初期調整において得られたパラメータ）から変わることとなるため、ＥＥＰＲＯＭ１１１に保存されている当該パラメータを更新する。
【００３６】
ＭＣＳ検出部１４は、インスタビリティによって磁気ヘッド１０３のＭＣＳが変化した場合に、状態変化後のＭＣＳを検出する。なお、通常は磁気ヘッド１０３の物理的な中心位置と磁気的な中心位置とは一致しているため、ここまでは両者を区別せずにＭＣＳと呼んでいたが、図５に示したように、インスタビリティによって磁気ヘッド１０３の物理的な中心位置と磁気的な中心位置とがずれる場合があるため、以下では後者の磁気的な中心を指してＭＣＳと呼ぶ。
ＭＣＳの検出は、磁気ディスク１０１に記録された特定のパターンを読み取ることにより行う。具体的には、まず所定のトラック上に磁気ヘッド１０３をシークし、当該トラックのデータ領域を消去（ＣＤ  Ｅｒａｓｅ）し、所定の繰り返しパターンを書き込む。予めデータ領域を消去するのは、ＭＣＳの検出に関係のないデータを再生してしまうことを防ぐためである。
次に、磁気ヘッド１０３をオフトラックさせながら、前記の繰り返しパターンを読み取り、再生信号の振幅を測定していく。そして、再生信号の振幅が最も大きくなったときの磁気ヘッド１０３の位置（例えば上記のようにトラックを２５６分割した場合のどこにいるか）と、トラックの中心（当該２５６分割の１２８）とのずれを計算する。このずれから、磁気ヘッド１０３の物理的な中心からＭＣＳがどれだけ移動したか（ＭＣＳのずれ）を認識する。
この際、認識されたＭＣＳのずれに関する情報は、ＥＥＰＲＯＭ１１１に保存され、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２や線形補正部１３による再調整（パラメータの更新）の際に、必要に応じて参酌される。
【００３７】
制御実行部１５は、磁気ヘッド１０３にて読み取られたバースト信号からＰＥＳを算出し、ＥＥＰＲＯＭ１１１に保存されているパラメータを用いて必要な補正を行って、磁気ヘッド１０３を磁気ディスク１０１の所望のトラック上の適切な位置に位置決めする。ＥＥＰＲＯＭ１１１から取得するパラメータは、初期的には初期調整によって得られたパラメータであるが、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２や線形補正部１３による再調整後は、当該再調整により更新されたパラメータとなる。また、ＭＣＳ検出部１４により検出された磁気ヘッド１０３のＭＣＳのずれに関する情報を、必要に応じて位置決め制御に反映させる。
【００３８】
図６は、ＭＣＳがずれた磁気ヘッド１０３を用いた場合の、トラックに対する磁気ヘッド１０３の位置とＰＥＳゲインとの関係を説明する図である。なお、図６において、磁気ヘッド１０３の右側の斜線を伏した部分がインスタビリティにより状態変化を生じているものとする。
図６では、図４と同様に、磁気ヘッド１０３の位置を７カ所（［１］〜［７］）設定し、各位置に対応するＰＥＳゲインを各線上に記入している（中抜きの丸印）。そして、磁気ヘッド１０３の位置の認識には、位置［１］、［２］では、バーストＣ、Ｄのバースト値によるＳＰＥＳが用いられ、位置［３］、［４］、［５］では、バーストＡ、Ｂのバースト値によるＭＰＥＳが用いられ、位置［６］、［７］にある場合は、バーストＣ、Ｄのバースト値によるＳＰＥＳが用いられる。
ここで、図４の場合と同様に、ＭＰＥＳのＰＥＳゲインとＳＰＥＳのＰＥＳゲインとを想定し、それぞれ実線と一点鎖線とで表す。また、理想的なＰＥＳゲインの特性を破線で表す。
【００３９】
図６を参照し、位置［１］〜［７］とＰＥＳゲインのプロット位置とを比較すると、ＰＥＳゲインから求まる磁気ヘッド１０３（のＭＣＳ）の位置と、磁気ヘッド１０３の物理的な中心の位置とがずれていることが分かる。したがって、このずれを認識し、磁気ヘッド１０３の位置決めに反映させることによって、正確な位置決めが可能となる。
なお、図６では、インスタビリティによる磁気ヘッド１０３の状態変化により、ＰＥＳゲインが不連続となっている様子が示されており、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２の処理によりＰＥＳゲインが連続となるように、磁気ヘッド１０３の感度（ヘッドゲイン）が調整されることとなる。
【００４０】
次に、本実施の形態による磁気ヘッドの位置決め制御機構の調整動作を説明する。
図７は、本実施の形態による位置決め制御機構の調整処理の全体動作を説明するフローチャートである。
図７に示すように、ハードディスク装置１００に搭載される本実施の形態による位置決め制御機構は、当該ハードディスク装置１００の製造工程等において、初期的に、ＭＰＥＳ及びＳＰＥＳに対するＰＥＳゲインの傾きの修正及び線形補正を行う（ステップ７０１）。
次に、このハードディスク装置１００が使用され、経時劣化や衝撃により、磁気ヘッド１０３がインスタビリティによる状態変化が生じたものとする。すると、インスタビリティ検出部１１が、この状態変化を検出する（ステップ７０２）。そして、インスタビリティ検出部１１により状態変化が生じていると判断されたならば、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２及び線形補正部１３により、位置決め機構の再調整がなされる（ステップ７０３）。また、ＭＣＳ検出部１４により、ＭＣＳの検出が行われる。そして、検出結果によりＭＣＳのずれの有無が判断され、ＭＣＳのずれが検出されたならば、位置決め機構の再調整において考慮される。
【００４１】
さて、インスタビリティ検出部１１が磁気ヘッド１０３の状態変化を検出するタイミングは、例えば、ハードディスク装置１００が磁気ディスク１０１に対してデータの読み書きに際して行ったり、待機状態の時にバックグラウンドで行ったりすることができる。
図８は、データの読み書き時にインスタビリティ検出部１１が動作する場合の手順を説明するフローチャート、図９は、ハードディスク装置１００が待機状態の時にインスタビリティ検出部１１が動作する場合の手順を説明するフローチャートである。
【００４２】
データの読み書き時に磁気ヘッド１０３の状態変化を検出する場合（図８参照）、インスタビリティ検出部１１は、データの書き込みコマンドや読み出しコマンドを受け付け、書き込みエラーまたは読み出しエラーが発生したかどうかを調べる（ステップ８０１、８０２）。エラーが発生していなければ処理を終了する。
エラーが発生したならば、リード・ライト・チャネル１０８からＭＰＵ１０９に、ＶＧＡの利得と、バーストＡ、Ｂ（もしくはバーストＣ、Ｄ）の再生信号における振幅の対称性に関する情報とが送られる。そして、インスタビリティ検出部１１は、取得したこれらの情報（取得値）を初期調整（図７、ステップ７０１参照）の際に得られた初期値と比較する（ステップ８０３）。取得値と初期値との差が予め設定された閾値以内であれば、磁気ヘッド１０３においてインスタビリティによる状態変化は発生していないと判断する（ステップ８０４）。そして、ＭＰＵ１０９により、ステップ８０１で受け付けた書き込みまたは読み込みが再施行される（ステップ８０６）。
【００４３】
一方、取得値と初期値との差が閾値を超えている場合、インスタビリティ検出部１１は、磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が発生したと判断し、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２、線形補正部１３及びＭＣＳ検出部１４に処理を移行する（ステップ８０５）。そして、これらの機能によって位置決め制御機構が調整され、その後、ＭＰＵ１０９により、ステップ８０１で受け付けた書き込みまたは読み込みが再施行される（ステップ８０６）。
【００４４】
ハードディスク装置１００が待機状態にあるときに磁気ヘッド１０３の状態変化を検出する場合（図９参照）、例えば定期的に、磁気ヘッド１０３の状態変化の有無を判断するイベント（タイマーイベント）が発生する（ステップ９０１）。このイベントは、ホスト・コンピュータからのコマンドで発生させたり、プログラム制御されたＭＰＵ１０９自身で発生させたりすることができる。ＭＰＵ１０９は、このイベントが発生すると、磁気ヘッド１０３の状態変化の検出に用いる特定のトラックへ磁気ヘッド１０３をシークする（ステップ９０２）。このトラックは、通常のデータトラックの１つであっても良いし、磁気ヘッド１０３の状態変化の検出に適したパターンを記録したトラックを用意して用いても良い。なお、磁気ディスク１０１が複数枚存在するハードディスク装置１００では、特定のシリンダへ磁気ヘッド１０３をシークし、各磁気ヘッド１０３に順次着目しながら、以下の動作を繰り返す。
【００４５】
次に、リード・ライト・チャネル１０８からＭＰＵ１０９に、ＶＧＡの利得と、バーストＡ、Ｂ（もしくはバーストＣ、Ｄ）の再生信号における振幅の対称性に関する情報とが送られる。そして、インスタビリティ検出部１１は、取得したこれらの情報（取得値）を初期調整（図７、ステップ７０１参照）の際に得られた初期値と比較する（ステップ９０３）。取得値と初期値との差が予め設定された閾値以内であれば、磁気ヘッド１０３においてインスタビリティによる状態変化は発生していないと判断する（ステップ９０４）。そして、ハードディスク装置１００が待機状態に戻る（ステップ９０６）。
【００４６】
一方、取得値と初期値との差が閾値を超えている場合、インスタビリティ検出部１１は、磁気ヘッド１０３にインスタビリティによる状態変化が発生したと判断し、ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部１２、線形補正部１３及びＭＣＳ検出部１４に処理を移行する（ステップ９０５）。そして、これらの機能によって位置決め制御機構が調整された後、ステップ９０２に戻り、再度、調整後の取得値と初期値とを比較する。この調整及び取得値と初期値との比較を繰り返し、取得値と初期値との差が閾値いないとなったならば、ハードディスク装置１００が待機状態に戻る（ステップ９０４、９０６）。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気記録装置において、磁気ヘッドの状態が変化した場合にも、磁気ヘッドの位置決め制御を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態によるハードディスク装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態による磁気ヘッドの位置決め制御機構におけるＭＰＵの機能構成を示す図である。
【図３】サーボパターンとして磁気ディスクに記録されるバースト信号を示す図である。
【図４】磁気ディスクのトラックに対する磁気ヘッドの位置とＰＥＳゲインとの関係を説明する図である。
【図５】磁気ヘッドのうちデータ再生用のＭＲヘッドにおけるインスタビリティによる磁気特性の状態変化を示す図である。
【図６】ＭＣＳがずれた磁気ヘッドを用いた場合の、トラックに対する磁気ヘッドの位置とＰＥＳゲインとの関係を説明する図である。
【図７】本実施の形態による位置決め制御機構の調整処理の全体動作を説明するフローチャートである。
【図８】データの読み書き時にインスタビリティ検出部が動作する場合の手順を説明するフローチャートである。
【図９】ハードディスク装置が待機状態の時にインスタビリティ検出部が動作する場合の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１１…インスタビリティ検出部、１２…ＰＥＳゲイン・キャリブレーション実行部、１３…線形補正部、１４…ＭＣＳ検出部、１５…制御実行部、１００…ハードディスク装置、１０１…磁気ディスク、１０２…スピンドルモータ、１０３…磁気ヘッド、１０４…アクチュエータ、１０５…ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）、１０６…デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）、１０７…ボイス・コイル・モータドライバ、１０８…リード・ライト・チャネル、１０９…ＭＰＵ、１１０…ＨＤＣ（ハードディスク・コントローラ）、１１１…ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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