(57)【要約】ディスク駆動機構に用いられるヘッド（１１０）を高精度制御する方法と装置である。この方法と装置は媒体上のトラック内の遷移（１００４，１２０４）を横切ってヘッドを動かすことにより、一組のトラック走査データ（１１０１，１３０１）を収集する。ヘッドのライタ幅（１００１，１２０１）と公称トラック幅（１００２，１２０２）との差に基づいてトラック走査データを変更して、修正されたトラック走査データ（１４０１，１５０１）を作る。次に、トラック走査データの修正された集合（１４０１，１５０１）内の少なくとも複数のデータから位置誤差信号データ（１６０４）を決定する。位置誤差信号データ（１６０４）の直線性を用いてヘッド（１１０）を高精度制御する。
2004507024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク駆動機構内で用いられるヘッドを高精度制御する方法であって、
（ａ）　媒体上のトラック内の遷移を横切って前記ヘッドを動かすことにより一組のトラック走査データを収集するステップと、
（ｂ）　前記ヘッドのライタ幅と公称トラック幅との差に基づいて前記トラック走査データの集合を変更してトラック走査データの修正された集合を作るステップと、
（ｃ）　前記トラック走査データの修正された集合内の少なくとも複数のデータから位置誤差信号を決定するステップと、
（ｄ）　前記位置誤差信号データの直線性に基づいて前記ヘッドを高精度制御するステップと、
を含むヘッドを高精度制御する方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）は前記トラック走査データの集合からトラック走査データを削除するステップを含む、請求項１記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項３】
トラック走査データを削除するステップは、
トラックの端よりもトラックの中心に近い位置にあるヘッドに関連するトラック走査データ点を識別するステップと、
前記識別されたトラック走査データ点を削除するステップと、
を含む請求項２記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項４】
トラック走査データを削除するステップは、
前記トラックの中心の第１の側にある前記ヘッドに関連するトラック走査データ点を削除するステップと、
前記トラックの中心の第２の側にある前記ヘッドに関連するトラック走査データ点を削除するステップと、
を更に含む請求項３記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）はトラック走査データを削除した後で前記集合内の残りのトラック走査データを平滑化するステップを更に含む、請求項２記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）はトラック走査データを前記トラック走査データの集合に追加するステップを含む、請求項１記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項７】
トラック走査データを前記トラック走査データの集合に追加するステップは、トラックの端よりもトラックの中心に近い位置にあるヘッドに関連するトラック走査データ点を追加するステップを含む、請求項６記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項８】
トラック走査データを追加するステップは、前記トラック走査データ点の集合内の少なくとも２つのトラック走査データ点の値を平均することにより、追加される前記トラック走査データ点の値を決定するステップを更に含む、請求項７記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ）は前記トラック走査データ点を追加した後で前記トラック走査データの集合を平滑化するステップを更に含む、請求項６記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ｃ）は、
前記トラック走査データの修正された集合から非直線化された位置誤差信号データを決定するステップと、
前記非直線化された位置誤差信号データを直線化して前記位置誤差信号データを形成するステップと、
を含む、請求項１記載のヘッドを高精度制御する方法。
【請求項１１】
ディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置であって、
トラック走査データを収集するデータ収集器と、
ヘッドのライタ幅と公称トラック幅との差に基づいて前記トラック走査データを変更して、修正されたトラック走査データを作る拡張器／縮小器と、
前記修正されたトラック走査データに基づいて位置誤差信号の記述を生成する位置誤差信号発生器と、
前記位置誤差信号の記述に基づいて利得比を計算する利得比計算器と、
前記利得比に基づいて前記ヘッドを拒絶するかどうか決定する拒絶要素と、
を備える、ディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１２】
前記拡張器／縮小器はデータ点を前記トラック走査データに追加することにより前記トラック走査データを変更する、請求項１１記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１３】
前記拡張器／縮小器は最高データ点の値と少なくとも１つの他のデータ点の値とを平均して前記追加データ点の値を決定することにより、データ点を前記トラック走査データに追加する、請求項１２記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１４】
前記拡張器／縮小器はデータ点を前記トラック走査データから削除することにより前記トラック走査データを変更する、請求項１１記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１５】
前記拡張器／縮小器は最高データ点値に最も近いが最高データ点値ではないデータ点を削除することによりデータ点を削除する、請求項１４記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１６】
前記装置は、前記位置誤差信号発生器を用いる前に前記修正されたトラック走査データを平滑化する平滑化要素を更に含む、請求項１１記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１７】
前記位置誤差信号発生器は、非直線化された位置誤差信号発生器と、前記非直線化された位置誤差信号を直線化する直線化要素と、を備える、請求項１１記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１８】
ディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置であって、
ヘッドによって作られたトラック走査データを収集するデータ収集器と、
ヘッドのライタ幅と公称トラック幅との差に基づいて前記トラック走査データを変更して修正されたトラック走査データを作り、前記修正されたトラック走査データに基づいてヘッドを拒絶するかどうか決定する、拒絶手段と、
を備えるディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項１９】
前記拒絶手段はデータ点を前記トラック走査データに追加することにより前記トラック走査データを変更する、請求項１８記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【請求項２０】
前記拒絶手段はデータ点を前記トラック走査データから削除することにより前記トラック走査データを変更する、請求項１８記載のディスク駆動機構のヘッドを高精度制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は２０００年８月２３日提出の暫定出願、シリアル番号第６０／２２７，６１３号、「トラック走査データを用いてサーボＰＥＳ直線性を推定する方法（ＭＥＴＨＯＤ　ＯＦ　ＵＳＩＮＧ　ＴＲＡＣＫ　ＳＣＡＮ　ＤＡＴＡ　ＴＯ　ＥＳＴＩＭＡＴＥ　ＴＨＥ　ＳＥＲＶＯ　ＰＥＳ　ＬＩＮＥＡＲＩＴＹ）」に基づいて優先権を主張する。
（発明の分野）
本発明は記憶装置のヘッドを高精度制御することに関するものである。より詳しくは、本発明はヘッドが生成するＰＥＳ直線性に基づいてヘッドを高精度制御することに関する。
【０００２】
（発明の背景）
移動可能なヘッドを持つ大容量記憶装置では、ヘッドの位置は記憶媒体上の１つ以上のサーボ・フィールドから生成される位置誤差信号（ＰＥＳ）に基づいて決定される。理想的には、ＰＥＳはヘッド位置の一次関数である。実際の駆動機構では、多くの要因がＰＥＳの直線性に悪い影響を与える。
ＰＥＳの非直線性の主な原因の１つはヘッドの性能である。過去において、ヘッドが直線的なＰＥＳを作るかどうかを決定するベンチマークはヘッドのリーダ幅（ｒｅａｄｅｒ　ｗｉｄｔｈ）であった。過去において、リーダ幅が媒体の公称トラック幅の４５％以下または他の最小リーダ幅仕様より狭い場合は、ヘッドは非直線的なＰＥＳを作るとみなされて拒絶されていた。
【０００３】
ディスク駆動機構の世代が新しくなる度に、媒体上のトラック幅は減少する。このトラック幅の減少は、ヘッドの寸法が同様に減少することによって初めて可能になる。しかしヘッドの寸法が減少するに従って、ヘッドを許容差内で生産することが難しくなった。このために、１バッチのヘッドを製作したときに、公称トラック幅の４５％より狭いかどうかの検査に合格しないヘッドが増えた。このためヘッドの歩留まりが減少し、従って生産コストが増加した。
歩留まりを向上させる１つの方法は、非直線性の検査をリーダ幅基準から、ヘッドが作る実際の直線性基準に変更することである。これを行う１つの方法は、ヘッドをサーボ・フィールド上で検査して、ヘッドが生成するＰＥＳの直線性を測定することである。
【０００４】
この検査を行うには、ヘッドをスピン・スタンド・テスタ上に置いてサーボ・フィールドを書き込み、次にサーボ・フィールドから読み取ってＰＥＳを生成する。この方法は余りよくない。なぜなら、サーボ・フィールドを書き込む機能を有するスピン・スタンドは非常に高価であって採用しにくいからである。
このことから、トラック走査データを用いればＰＥＳ直線性をモデル化できるはずであるという技術が提案された。トラック走査データは、単一トラックのデータを書き込むことによりスピン・スタンド・テスタ内で決定される。次にヘッドを半径方向にデータを横切って動かして、トラックを横切る一組の位置毎に読取り信号の振幅を記録する。これによりリード・プロファイルが得られるが、これはサーボ・フィールド内のサーボ・バーストから読み取られるリード・プロファイルをシミュレートするのに用いることができるものである。これらのサーボ・バースト・プロファイルを結合することにより、ＰＥＳモデルを生成することができる。
【０００５】
サーボ・バーストの幅がヘッドのライタ幅（ｗｒｉｔｅｒ　ｗｉｄｔｈ）より小さい場合は、トラックに書き込んだ後でサーボ・バーストの幅に合わせて調整ことにより、正確なトラック走査データを作ることができる。したがって、サーボ・バースト幅と公称トラック幅が３対２という普通の比率を用いる駆動機構では、ヘッドが作るＰＥＳの正確な推定が可能なトラック走査データを作ることができる。
しかし、サーボ・バーストの幅と公称トラック幅とが一致する場合は、この提案された方法ではヘッドが生成するＰＥＳの直線性を正確に予測することができなかった。このため、サーボ・トラック幅とデータ・トラック幅が「１対１」の比を有する駆動機構については、この方法は業界で広く採用されていない。
【０００６】
（発明の概要）
本発明はディスク駆動機構に用いるヘッドを高精度制御する方法と装置である。この方法と装置は媒体上のトラック内の遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を横切ってヘッドを動かすことにより一組のトラック走査データを収集する。ヘッドのライタ幅と公称トラック幅との差に基づいてトラック走査データを変更して、修正されたトラック走査データを作る。次に、トラック走査データの修正された集合内の少なくとも複数のデータから位置誤差信号データを決定する。位置誤差信号データの直線性を用いてヘッドを高精度制御する。
【０００７】
（例示の実施の形態の詳細な説明）
図１は、本発明が有用なディスク駆動機構１００の透視図である。ディスク駆動機構１００は基部１０２と上蓋（図示せず）を持つハウジングを含む。ディスク駆動機構１００は更に、ディスク・クランプ１０８によりスピンドル・モータ（図示せず）に取り付けられたディスク・パック１０６を含む。ディスク・パック１０６は、中心軸１０９の回りに同時回転するように取り付けられた複数の個別のディスクを含む。各ディスク表面は、ディスク表面と通信するためにディスク駆動機構１００に取り付けられた関連するヘッド・スライダ１１０を有する。図１に示す例では、スライダ１１０はサスペンション１１２により支持され、サスペンション１１２はアクチュエータ１１６のトラック・アクセシング・アーム１１４に取り付けられている。図１に示すアクチュエータは回転可動コイル・アクチュエータと呼ばれる型のもので、一般に１１８で示す音声コイル・モータ（ＶＣＭ）を含む。音声コイル・モータ１１８はヘッド１１０を取り付けたアクチュエータ１１６をピボット・シャフト１２０の回りで回転させて、ディスク内径１２４とディスク外径１２６の間の弓形経路１２２に沿う所望のデータ・トラックの上にヘッド１１０を位置決めする。音声コイル・モータ１１８は、ヘッド１１０とホスト・コンピュータ（図示せず）とが生成する信号に基づいてサーボ電子回路１３０により駆動される。
【０００８】
ディスク駆動機構内の各ヘッドは物理的なリーダ幅と、物理的なライタ幅と、電気的なリーダ幅と、電気的なライタ幅とを有する。物理的な幅はヘッド内のリーダ構造とライタ構造の幅である。電気的なリーダ幅はヘッドが遷移を検知する媒体上のスパンである。電気的なライタ幅はヘッドが媒体に書き込む遷移の幅である。以下の説明では、リーダ幅とライタ幅と言う場合は電気的なリーダ幅と電気的なライタ幅を指すものとする。
【０００９】
図１のディスク駆動機構内のヘッドはディスク・パック内の１つ以上のディスクに記憶されているサーボ・フィールドに基づいて位置決めされる。サーボ・フィールドは空白型（ｎｕｌｌ−ｔｙｐｅ）サーボ・フィールドまたはスプリット・バースト振幅サーボ・フィールドを含んでよい。スプリット・バースト振幅サーボ・フィールドの例を図２に示す。
スプリット・バースト振幅サーボ・フィールドは４つのサーボ・バースト領域２０２（Ａ），２０４（Ｂ），２０６（Ｃ），２０８（Ｄ）から成る。各バーストは１トラック幅の一連の磁気遷移を含む。図２では、サーボ・バースト幅と公称トラック幅の比は１対１であって、ＡバーストとＢバーストの端はトラックの中心に沿って並び、ＣバーストとＤバーストの端はトラックの端に沿って並んでいる。例えば、Ｃ遷移とＤ遷移の端は図２のトラック端２００に沿って並ぶ。
【００１０】
各バーストは全トラック幅の遷移から成るが、読取り／書込みヘッドは一般に公称トラック幅の８５％に過ぎない公称ライタ幅を有するように作られている。これを図３に示す。図３に示すヘッド３００のライタ幅はトラック３０２の公称幅より小さい。ライタ幅がトラックの公称幅より小さいので、各サーボ・バーストの遷移は段階的に書き込まなければならない。これらの段階を図４，５，６に示す。
【００１１】
図４では、ヘッドは全バースト（この場合はＣバースト）の一部から成る一連の遷移４００を形成する。次にヘッドを半径方向にずらして、バーストの第２の部分を構成する遷移の第２の集合５００を形成する。この遷移の第２の集合を遷移の第１の集合４００と揃えて、トラック幅を越えて延びる遷移の全集合を形成する。次に、公称トラック幅を越えて延びる遷移の部分の上にヘッドを動かしてこの部分を消去し、図６に示すように正確な１トラック幅である遷移のバースト６００を残す。
図３−６に示すように、ライタ幅は公称トラック幅より狭いが、各サーボ・バーストの幅は公称トラック幅に等しい。
【００１２】
サーボ・バーストを書き込むときに遷移を揃える必要があるので、ディスク駆動機構外の媒体上にサーボ領域を生成する必要のある装置は高価である。このため、この技術では或るヘッドが直線的なＰＥＳを生成するかどうかを決定するときに実際のサーボ・フィールドを用いるのではなく、ヘッドの別の属性に基づいて直線性を推定する。
本発明は、ヘッドが直線的なＰＥＳ信号を生成するかどうかを決定するための改善された手段を提供する。この改善された方法を図７の流れ図に示す。図７について、図８のブロック図を参照して以下に説明する。
【００１３】
図７のステップ７００で、図８のデータ収集器８０４は、スピン・スタンド８００とヘッド８０２とを用いてトラック走査データを収集する。スピン・スタンド９００の一例を図９に示す。
スピン・スタンド９００は、スピンドル・モータ９０４により回転するスピンドル９０２に取り付けられたディスク９０６を含む。スピンドル・モータ９０４は、２つのガイド・レール９１０と９１２の間を動くプラットホーム９０８の上に設けられる。１つの実施の形態では、プラットホーム９０８は移動中は空気のクッションで支持され、プラットホーム９０８とプラットホームのすぐ下の花崗岩面９１４との間を真空にすることにより或る位置に安定する。参照のために、ガイド９１０と９１２に沿うプラットホーム９０８の動きを、矢印９１５で示すように「Ｘ」方向と考える。位置符号器９２１をガイド９１０に沿って設けて、プラットホーム９０８の位置を示す。
【００１４】
スピン・スタンド９００は、レール９１８と９２０の間を矢印９１７で示す「Ｙ」方向に動くキャリッジ９１６を含む。プラットホーム９０８と同様に、キャリッジ９１６は移動中は空気のクッションで支持され、キャリッジ９１６と花崗岩基部９１４の間を真空にすることにより位置が固定される。位置符号器９２３をガイド９２０に沿って設けて、キャリッジ９１６の位置を示す。
１つの実施の形態では、キャリッジ９１６もプラットホーム９０８も、一方のガイド・レールと各プラットホームまたはキャリッジとの間に取り付けられた電動モータを用いて動く。電動モータではなく、例えばステッパ・モータなどの他の型のモータを用いてもよい。
【００１５】
キャリッジ９１６はプリント回路基板９３０と支持プラットホーム９２４とを支持する。支持プラットホーム９２４は１対の支持ブラケット９３２，９３４を含む。各ブラケットはそれぞれのピボット・ピン９３６と９３８によりピボティング・プラットホーム９２６の上の１対の支持ブラケット９３１と９３３に接続する。支持ブラケット９３１，９３２，９３３，９３４により、支持プラットホーム９２４はピボット・ピン９３６と９３８の回りに旋回するようにピボティング・プラットホーム９２６を支持する。支持プラットホーム９２４はピボット・モータ９２８も支持する。ピボット・モータ９２８はピボティング・プラットホーム９２６と接触する偏心カム９２９を有する。
【００１６】
ピボティング・プラットホーム９２６は、ピエゾ・プラットホーム９４０の基部を形成するマウンティング・プラットホーム９３９を支持する。ピエゾ・プラットホーム９４０は、後で詳細に説明するディスク駆動機構サスペンション９４４を保持するサスペンション・チャック９４２に接続する。ピエゾ・プラットホーム９４０は、サスペンション・チャック９４２を矢印９１５で示す「Ｘ」方向に動かすことが可能なピエゾ要素を通してサスペンション・チャック９４２に接続される。ピエゾ・プラットホーム９４０のピエゾ要素は、制御回路から受ける電気信号に応じてサスペンション・チャック９４２を１０ナノメートル未満の距離だけ動かすことができる。
【００１７】
ヘッド・ローディング動作中は、ピボット・モータ９２８は偏心カム９２９を回転させて、ピボティング・プラットホーム９２６の後端をピボット・ピン９３８と９３６の回りに上向きに回転させる。次に、サスペンション９４４を支えるサスペンション・チャック９４２をピエゾ・プラットホーム９４０の上に置き、スピンドル・モータ９０４を駆動して、ディスク９０６を所望の速度で回転させる。サスペンションを載せたままキャリッジ９１６を前に進めると、サスペンション９４４の端にあるヘッドはディスク９０６の下で動く。支持プラットホーム９０８も動き、ディスク９０６に沿う所望の半径にヘッドを位置決めする。ヘッドが所望のディスク位置に近づくと、モータ９２８は偏心カム９２９を逆に回転させてピボティング・プラットホーム９２６をその水平位置に戻し、ヘッドをディスク９０６に近付ける。サスペンション９４４上のヘッドはディスク９０６の表面上を超える。
【００１８】
サスペンション９４４上のヘッドは電線でプリント回路９３０に接続され、プリント回路９３０は更に検査ボックス９４８に接続される。検査ボックス９４８はヘッドで行う検査の種類を制御する。詳しく述べると、検査ボックス９４８は、検査トラックの位置と、ディスクに書き込むデータと、検査データの読出し中に書き込まれるトラック内の読取りヘッドの位置と、を指定する。ピエゾ・プラットホーム９４０のピエゾ要素を用いると、読出し中に読取りヘッドをトラック内の多数の異なる位置に動かすことができるので、読取りヘッドのプロファイルを決定することができる。
【００１９】
図７のステップ７００で収集されるトラック走査データを作るには、ヘッドを１つの半径位置に保持したまま、まずスピン・スタンド上で１つのトラックに書込む。得られたトラックの例を図１０と図１２に示す。図１０では、ヘッド１０００のライタ幅１００１は公称トラック幅１００２より狭いので、公称トラック幅１００２より狭い幅１００６の遷移１００４が得られる。図１２では、ヘッド１２００のライタ幅１２０１は公称トラック幅１２０２より広いので、公称トラック幅１２０２より広い幅１２０６の遷移１２０４が書き込まれる。
【００２０】
トラックの書込みが終わると、ヘッドがトラック内の遷移に重ならないようにヘッドを公称トラックの片側に置かれる。次に、トラックを横切ってヘッドを半径方向に段階的に動かしながら、得られた読取り信号の振幅を記録する。トラックに書き込まれた遷移にヘッドが入ると、ヘッドがトラック内の中心に来るまで振幅は増加する。ヘッドがトラックの中心を通り過ぎると読取り信号の振幅は減少し、書き込まれた遷移の外までヘッドが動くと振幅はゼロになる。
【００２１】
図１０と図１２に示すヘッドとトラックについて、トラック走査データ１１０１と１３０１の例を図１１と図１３にそれぞれ示す。図１１と図１３は、読取り信号の振幅を縦軸１１００と１３００にそれぞれ示し、半径距離を横軸１１０２と１３０２にそれぞれ示す。
【００２２】
ライタ幅と公称トラック幅とが一致する場合は、ヘッドの中心が動いてトラックの中心から距離：
【数１】
2004507024.tif 000003
だけ離れたときにトラック走査データはその最小値に達する。ただし、ｍｉｎ＿ｄｉｓｔ．はデータがその最小値に達した点、ＮＴＷは公称トラック幅、Ｒはリーダ幅である。しかし、ライタ幅と公称トラック幅とが一致しない場合は、これは正しくない。例えば、ライタ幅がトラック幅より小さい場合は、ヘッドがトラックの中心からの距離より短いところでトラック走査データはその最小に達する。ライタ幅がトラック幅より大きい場合は、ヘッドがトラックの中心からの距離より遠いところでトラック走査データはその最小に達する。
【００２３】
かかる２つの場合を図１１と図１３に示す。図１１では、狭いヘッドが生成するトラック走査データは上の式１で示す距離の点１１０６より前の点１１０４で最小値に達する。図１３では、広いヘッドが生成するトラック走査データは式１で示す距離の点１３０６より後の点１３０４で最小値に達する。
【００２４】
本発明者は、トラック走査データがその最小値に達する点は、かかるトラック走査データからＰＥＳをモデル化する機能に影響を与えることを発見した。先行技術では、トラック走査データを用いてＰＥＳをモデル化しようとするとき、トラック走査データを用いてＰＥＳフィールド上のヘッドの行動を直接モデル化することができるものと考えていた。しかし上に示したように、サーボ・トラック幅とデータ・トラック幅が１対１の比を持つシステムでは、ライタ幅がトラック幅より小さくても大きくても、ＰＥＳフィールドは全トラック幅をカバーする遷移を有するように確実に書き込まれる。このように、先行技術では、正確に１トラック幅の遷移から生成された読取り信号をモデル化するのに、トラック幅より小さいかまたはトラック幅より大きいトラックについて収集されたトラック走査データを適用した。収集されたデータについて測定された遷移とモデル化された遷移とはこのように一致しないので、ＰＥＳの直線性は正確でなかった。そのため先行技術は、モデルと、駆動機構内に置かれたヘッドが作る実際の直線性と、の間に強い相関を与えるＰＥＳモデルを生成することができなかった。
【００２５】
本発明者は、トラック走査データを調整して、ＰＥＳ直線性を正確にモデル化するのに用いることのできる方法を発見した。このプロセスはステップ７０２で始まり、拡張および縮小ユニット８０６はデータ収集器８０４が蓄積したトラック走査データを修正する。詳しく述べると、拡張および縮小ユニット８０６はトラック走査データにデータ点を追加してまたはデータ点を削除して、上の式１が示す点でトラック走査データがその最小値に達するようにする。この距離は、ライタ幅と公称トラック幅とが一致する場合にデータがその最小値に達する点に対応する。
【００２６】
１つの実施の形態では、拡張および縮小ユニット８０６は、次式：
【数２】
2004507024.tif 000004
を用いて、追加または削除しなければならないのは何点をか決定する。ただし、ｄはトラック走査データを収集するためにトラックを横切ってヘッドを動かすときに用いるステップ・サイズ、ＷＲ＿ＷＤＴはライタ幅、ＮＴＷは公称トラック幅、Ｄはトラック走査データに追加または削除する必要のあるデータ点の数を示す整数である。Ｄが正の場合はデータ点を削除する必要がある。Ｄが負の場合はデータ点を挿入する必要がある。
【００２７】
ライタ幅は複数の公知の方法のどれかを用いてトラック走査データから決定する。簡単のために、これらの方法はここに繰り返さない。
トラック走査データからデータ点を削除するとき、本発明はデータ走査曲線の中心点「Ｐ」の左と右からデータ点を交互に削除する。かかる点の削除を図１５に示す。この図では、中心点１５００の回りの一組のトラック走査データ１５０１から４点が削除されている。図１５において、点１５０２をまず削除し、次に点１５０４を削除する。次に、点１５０６を削除した後に点１５０８を削除する。中心点１５００の両側から同じ数の点を削除をしなくてもよいことに注意していただきたい。左からの次は右から、というようにして、式２のＤに等しい数になるまで点を削除する。
【００２８】
点を削除することは、トラック走査データを含むメモリから、収集されたデータを削除することであることに注意していただきたい。或るデータ点を削除するとメモリ内の他のデータ点はシフトされるので、残りのデータ点は連続的に見える。したがって、データ点を削除した後でデータを見ると、残りの各データ点はステップ・サイズｄだけ離れた媒体上の点から収集されたように見える。
【００２９】
トラック走査データにデータ点を挿入するときは、同様にしてトラック走査データの中心点の左と右に交互にデータ点を挿入する。これを図１４に示す。図１４では、中心点１４０６の回りの一組のトラック走査データ１４０１に点１４００，１４０２，１４０４が挿入されている。挿入するデータ点の値は他のデータ点の平均から決定される。詳しく述べると、中心点Ｐの左に挿入するデータ点は次式で計算する：
【数３】
2004507024.tif 000005
ただし、Ｓｌｅｆｔ，ｍは点ｐの左に挿入されるｍ番目のデータ点の値、Ｓｊはｊ番目のデータ点の値、ｐは中心点である。したがって、データ点１４０４は次式で計算する：
【数４】
2004507024.tif 000006
ただし、Ｓｐ−２は図１４のデータ点１４０８の値、Ｓｐ−１はデータ点１４１０の値、Ｓｐはデータ点１４００の値である。
【００３０】
同様に、点ｐの右に挿入するデータ点は次式で計算する。
【数５】
2004507024.tif 000007
挿入されるデータ点は単にメモリに挿入されることに注意していただきたい。したがってこれらの点は、メモリ内の２つの最も近いデータ点からステップ・サイズｄだけ離れた半径位置で媒体から読み取ったものと考えられる。したがって挿入した点１４００は、データ点１４０６を読み取った点から距離ｄの半径点と、データ点１４０４を読み取った点から距離ｄだけ離れた点と、で生成されたものと考えられる。
【００３１】
ステップ７０２でトラック走査データを拡張または縮小した後、図７のプロセスはステップ７０４に進み、拡張または縮小したデータを平滑ユニット８０８で濾波の式：
【数６】
2004507024.tif 000008
を用いて平滑化する。ただし、Ｓ（ｘ）は値「ｘ」の指標の付いたトラック走査データ内のデータ点の値、ｒは濾波された現在のデータ点の指標である。この濾波操作は拡張および／または縮小したトラック走査データ内の各データ点で行う。
【００３２】
ステップ７０４でデータを平滑化した後、データが２トラック幅をカバーするのに十分な点だけを含むようにデータを切り捨てる。必要なデータ点の数は次式で計算する。
【数７】
2004507024.tif 000009
好ましくは、切り捨てるデータはトラック走査データの左と右から同じ数だけ選択される。
【００３３】
ステップ７０８で、調整されたトラック走査データを用いて、ＰＥＳ発生器８０７の一部であるバースト発生器８０９によりＡおよびＢバースト・データを生成する。バーストＡおよびＢはトラック中心から半トラックずらして書き込むので、バースト・データは次式を用いて計算することができる。
【数８】
2004507024.tif 000010
【数９】
2004507024.tif 000011
ただし、ｒは交差トラック位置、ＳＡＥｅはトラック中心から１トラック幅だけ離れた点での調整されたトラック走査データのトラック値に等しいＤＣノイズ値、ＮＴＷは公称トラック幅、ＳＡＥ（ｘ）は「ｘ」で識別される媒体上の位置のトラック走査データの値である。
【００３４】
ＡおよびＢバースト・データを生成すると、ステップ７１０で、これを用いて正規（ｎｏｒｍａｌ）および直交（ｑｕａｄｒａｔｅ）ＰＥＳ発生器８１０により正規および直交ＰＥＳデータを生成する。正規ＰＥＳデータは正規ＰＥＳの一般式：
【数１０】
2004507024.tif 000012
を用いて形成する。ただし、ＰＳ１（ｒ）は正規ＰＥＳである。直交ＰＥＳは正規ＰＥＳを半トラック幅だけシフトしたものであるから、直交ＰＥＳは正規ＰＥＳから次式で計算することができる。
【数１１】
2004507024.tif 000013
ただし、ＰＳ２（ｒ）は直交ＰＥＳである。
【００３５】
正規および直交ＰＥＳを生成した後、ステップ７１２で、直線化ユニット８１２を用いてＰＥＳを直線化する。ＰＥＳを直線化する方法は多く知られており、例えばＮＰＱ、シームレス、ＮＰＱ＋シームレス、簡易ＮＰＱ＋シームレスなどがある。例えば、シームレス直線化ＰＥＳを決定する式は；
【数１２】
2004507024.tif 000014
ただし、ＰＥＳは直線化されたＰＥＳデータ、ＰＳ１は正規ＰＥＳ、ＰＳ２は直交ＰＥＳである。ＮＰＱ＋シームレスの式は：
【数１３】
2004507024.tif 000015
であり、簡易ＮＰＱ＋シームレスの式は：
【数１４】
2004507024.tif 000016
ただし、ｋは４分の１トラックとトラック中心での平均利得を等しくすることにより適応的に計算された較正要因、ＰＥＳＮＰＱＳはＮＰＱＳ＿ｎとＮＰＱＳ＿ｑ、すなわち、
【数１５】
2004507024.tif 000017
【数１６】
2004507024.tif 000018
とを交換した結果である。
【００３６】
ＰＥＳデータを直線化すると、ＰＥＳデータは図１６に示す形になる。この図では、半径位置を横軸１６００で示し、ＰＥＳ値の振幅を縦軸１６０２で示す。
ステップ７１４で、直線化されたＰＥＳに多項式当てはめユニット８１４で多項式を当てはめる。詳しく述べると、全トラックの動きを表すＰＥＳデータのピーク・ピーク・セクション（例えば、図１６のセクション１６０４）に多項式を当てはめる。或る実施の形態では、或るセクションに７次多項式を当てはめる。多くの実施の形態では、この技術で公知の最小自乗法を用いてデータに多項式を当てはめる。得られた出力多項式はＰＥＳ発生器８０７の出力である。
【００３７】
ＰＥＳデータの直線度を決定するため、トラック幅に沿った種々の点で多項式の導関数を決定する。ステップ７１６で、利得比計算器８１６によりこれらの導関数を相互に比較して最大導関数と最小導関数とを決める。また利得比計算器８１６は最大導関数と最小導関数の比を計算して利得比を生成する。
この利得比を拒絶要素８２０に与える。ステップ７１８で拒絶要素８２０は利得比としきい値８１８とを比較する。多くの実施の形態では、しきい値８１８は２である。ステップ７２０で利得比がしきい値より大きい場合は、ＰＥＳデータは非直線であるとみなして、ステップ７２２でヘッドを拒絶する。利得比がしきい値以下の場合は、ステップ７２４でヘッドを維持する。
【００３８】
本発明者が行った検査では、モデル化されたＰＥＳデータと、ディスク駆動機構内に置いたヘッドが生成する実際のＰＥＳデータとの直線性の相関は、モデルＰＥＳと、データを拡張または縮小せずにトラック走査データを直接用いた従来のシステムの実際のＰＥＳとの相関よりはるかによい。このように、トラック走査データを拡張または縮小することにより、本発明は任意のヘッドが作るＰＥＳの直線性を予測する能力を大幅に改善する。
【００３９】
要約すると、本発明はディスク駆動機構１００内で用いられるヘッド１１０を高精度制御する方法を与える。この方法は媒体上のトラック内の遷移１００４，１２０４を横切ってヘッドを動かすことにより、一組のトラック走査データ１１０１，１３０１を収集することを含む。ヘッドのライタ幅１００１，１２０１と公称トラック幅１００２，１２０２との差に基づいてトラック走査データを変更して、修正されたトラック走査データ１４０１，１５０１を作る。次に、トラック走査データの修正された集合１４０１，１５０１内の少なくとも複数のデータから位置誤差信号データ１６０４を決定する。位置誤差信号データ１６０４の直線性を用いてヘッド１１０を高精度制御する。
【００４０】
本発明の別の実施の形態では、ディスク駆動機構１００のヘッド１１０を高精度制御する装置を提供する。この装置は、トラック走査データを収集するデータ収集器８０４を含む。拡張器／縮小器８０６は、ヘッドのライタ幅１００１，１２０１と公称トラック幅１００２，１２０２との差に基づいてトラック走査データを変更して、修正されたトラック走査データ１４０１，１５０１を作る。位置誤差信号発生器８０７は、修正されたトラック走査データ１４０１，１５０１に基づいて位置誤差信号１６０４の記述を生成する。利得比計算器８１６は、この記述を用いて位置誤差信号の利得比を計算する。この利得比に基づいて、拒絶要素８２０はヘッドを拒絶するかどうか決定する。
【００４１】
理解されるように、上の説明では、本発明の種々の実施の形態の構造と機能の詳細と共に本発明の種々の実施の形態の多くの特徴と利点を示したが、この開示は単なる例であって、詳細においては、特に特許請求の範囲に示される用語の広い一般的な意味が示す全範囲にわたって本発明の原理内の部分の構造と配置においては、変更を行ってよい。例えば、本発明の範囲と精神から逸れることなく同じ機能性を実質的に保ちながら、ヘッド合格判定システムの特定の応用に従って特定の要素を変更してよい。更に、ここに説明した好ましい実施の形態は磁気ディスク駆動機構システムのヘッド合格判定システムに関するものであるが、当業者が理解するように、本発明の教示は、本発明の範囲と精神から逸れることなくテープ駆動機構や光学システムなどの他のシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
更なる機能と利点は以下の図面と詳細な説明を参照することにより明らかになる。
【図１】
本発明の実施の形態により高精度制御されたヘッドを実現するディスク駆動記憶装置の平面図である。
【図２】
サーボ領域を示す図である。
【図３】
媒体上のトラック内のヘッドを示す図である。
【図４】
サーボ・バーストの構成の種々の段階におけるサーボ・バーストの外見を示す図である。
【図５】
サーボ・バーストの構成の種々の段階におけるサーボ・バーストの外見を示す図である。
【図６】
サーボ・バーストの構成の種々の段階におけるサーボ・バーストの外見を示す図である。
【図７】
ヘッドを高精度制御する本発明の方法の流れ図である。
【図８】
図７の方法に用いられる要素のブロック図である。
【図９】
スピン・スタンド・テスタのブロック図である。
【図１０】
公称トラック幅より小さいライタ幅を有するヘッドによるトラック走査検査に用いるトラックのレイアウトを示す図である。
【図１１】
図１０のヘッドとトラックのトラック走査データを示す図である。
【図１２】
公称トラック幅より大きいライタ幅を有するヘッドを持つトラックのレイアウトを示す図である。
【図１３】
図１２のヘッドとトラックによるトラック走査データを示す図である。
【図１４】
追加のトラック走査点で拡張された図１１のトラック走査データを示す図である。
【図１５】
トラック走査点を削除した、図１３のトラック走査データを示す図である。
【図１６】
本発明の実施の形態により生成されたＰＥＳ信号を示す図である。
【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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